基于单片机和DTMF技术的远程遥控系统软件方案的设计文献综述Word下载.docx

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2主题部分（阐明课题的国内外发展现状和发展方向，以及对这些问题的评述）

几年前一些经济比较发达的国家提出了“智能住宅”的概念，其中住宅智能化是智能家居的先导，智能家居是住宅智能化的核心。

那么达到一个什么样的标准才可以称之为智能化家庭呢？

智能化家庭和智能大厦的概念与定义一样，至今还没有取得一致的认同。

智能家居最初的定义是这样的：

“将家庭中各种与信息有关的通信设备、家用电器和家庭安防装置，通过家庭总线技术（HBS）连接到一个家庭智能系统上，进行集中或异地监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调”。

其中HBS是智能住宅的基本单元，也是智能住宅的核心。

目前，世界上有两个经典的“智能化家庭”模型系统，一个是由Echelon公司推出的Lonworks“网络化家庭”演示系统，另一个是1998年5月在新加坡推出的“未来之家”家庭智能化系统。

美国电子工业协会于1988年编制了第1个适用于家庭住宅的电气设计标准，即《家庭自动化系统与通讯标准》，也有人称之为家庭总线系标准（HBS）;

我国也从1997年初开始制定《小康住宅电气设计（标准）导则》（讨论稿）。

在这个《导则》中规定了小康住宅小区电气设计总体上应满足以下要求：

高度的安全性，舒适的生活环境，便利的通讯方式，综合的信息服务，以及家庭智能化系统。

同时，也对小康住宅与小区建设在安全防范、家庭设备自动化和通讯与网络配置等方面提出了三级设计标准，即：

第一级为“理想目标”，第二级为“普及目标”，第三级为“最低目标”。

也就是说，首先，它们都要在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络的操作系统控制下，通过相应的硬件和执行结构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制与监测；

其次，它们都要通过一定的媒介平台，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制与监测和交换信息的需求；

最后，它们的最终目的都是为满足人们对安全、舒适、方便的需要，同时也是符合绿色环境保护的需求。

由此可见，智能家居是一个系统层次概念，它在建筑环境层次上能够影响人们生活的诸多方面。

就实际应用而言往往有以下系统：

1、智能照明系统；

2、网络通讯系统；

3、家庭安防系统；

4、家电控制系统；

5、可视对讲系统。

最早的遥控技术，只是简单地利用超声波、红外线、无线电波为载体，来实现对电器设备的单通道控制。

但是随着工业自动化水平的提高，遥控技术已不再局限于对单一设备的控制，它应该追求多通道控制和对受控对象的信息进行反馈，再根据受控对象的相应信息，进行适时的遥控操作。

而所有这一切都依赖于微控技术及电子技术的进步与提高。

就目前而言，国内外远程遥控技术的发展趋势有如下几个方面：

1、基于单片机技术的远程遥控；

2、基于DTMF技术的远程遥控;

3、基于公众电话交换网（PSTN）的远程遥控；

4、基于蓝牙（Bluetooth）技术的远程遥控；

5、基于计算机网络的远程遥控；

6、基于GSM蜂窝系统的手机远程控制。

基于单片机技术的远程遥控：

基于单片机的家电远程控制系统是集单片机技术、语音技术、电话通讯技术于一体，可以远距离的对家用电器实现相应控制。

在设计的过程中采用模块化设计的方法，将系统分为主控单元、电话接口单元、DTMF解码单元、语音单元、控制单元。

其中主控单元以AT89S52为核心；

电话接口单元以PH8809为核心；

DTMF解码单元以CM8888为核心；

语音单元以ISD1420为核心。

系统组成原理如图l所示。

图1

当用户使用该控制系统时，只需拨打本装置所接的电话，当铃响几次（可以预先设定）后无人接通电话，本装置自行发出模拟摘机信号，并控制语音处理电路提示用户输入密码（预先设定），用户听到提示音后，就可以在远端使用的双音频电话机或手机上按下密码所对应的数字键即可，则密码所对应的双音频信号经电话线传给双音频接发电路，然后检测译码，传给主控单元，识别正确后，语音芯片再提示用户进行控制家电操作，最后，主控单元把控制家电的信息译码，译码后的信息传给控制器，由控制器控制家电进行相应的操作。

软件设计

本系统的监控程序可以使用C语言或单片机汇编语言来编写。

为了将监控程序编译后的代码长度控制在4KB以内，并让程序具有较强的实时性，主控制器的监控程序采用单片机汇编语言编写。

监控程序的流程图如图2所示。

图2

（1）等待电话铃，铃响N次后（N可由用户自行设置），则自动摘机，等待用户输入密码，转到

（2）。

（2）如果密码（密码可由用户自行设置）输入正确，等待输入命令，转到（3）；

如果密码输入3次都错误，则自动挂机，转到

（1）。

（3）如果输入3次都是无效的命令，则自动挂机，转到

（1）；

如果等待输入的时间超时（等待时间可由用户设置），则自动挂机，转到

（1）；

如果输入命令格式正确，且命令为控制命令，则执行控制命令，转到（3）；

如果命令为改变用户设置命令，则执行设置命令，转到（4）。

（4）如果输入的设置信息正确，即用户两次输入的密码相同且密码长度在6位以内，或用户设置的电话摘机时振铃次数在lO次以内，则保存设置，并自动挂机，转到

（1）；

如果用户输入的设置信息错误，则不保存设置，并自动挂机，转到

（1）。

为了保证系统能够可靠运行，在主程序之外还增设了定时中断，其程序流程图如图3所示。

如果用户在设定的时间内没有任何操作，则自动挂机，防止系统陷入死循环等。

由于定时中断程序的挂机操作是从中断处理程序中直接跳转到主程序中，中间没有清除中断标志位，这使得主程序不能正常执行。

因此，监控程序使用了堆栈操作，将需要跳转的程序地址压人堆栈，并重新调用RETI从一个不存在的中断程序中退出，使单片机清除中断标志位，并从刚压人堆栈的地址开始执行。

图3

软件实现技术：

①从机发起通信程序设计

程序框图如图4所示。

图4

程序功能如下：

通信中断开话机可减少干扰，提高通信可靠性。

摘机后不能立即拨号，可延时或检测到拨号音后再拨号。

通信中不允许无限等待，可限时接收，超时应退出通信。

②从机应答主机程序设计

程序框图如图5所示。

图5

判断是用户呼出摘机还是外线呼入用户接听摘机。

判断是主机呼入还是他人呼入。

判断是用户正常拨号还是用户完成功能设置。

具有振铃检测和自动摘机功能。

振铃4次无人接听电路即自动摘机。

③数据通信程序设计：

程序框图如图6所示。

图6

采用固定格式报文方式，为了方便接收。

采用简单校验手段，实验发现DTMF通信中容易出现漏码，而重码、误码较少出现，所以采用固定字节接收方式和简单异或校验方式即可实现可靠通信。

出错重发一次可提高通信成功率。

④发送码寰与发码程序设计

373输入值（HEX）与对应DTMF输出如表I所示。

输人为F0H时，4087停止输出。

标准发码程序为发送100ins停发100ins，发码速率为5码／s。

为了提高发码速率可以适当减少发送和停止时间，但停发不能少于50ms，所以最高发码速率可达10码／s。

注意拨号时必须采用标准发码，否则交换机不会识别。

接通后根据线路状况可适当的提高发码速率。

通信中也可采用自适应策略根据误码率自动调整发码速率，这样可达到最佳通信效果。

总之，本套软件实现技术具有接口电路简单、可靠性高、成本低、灵活性强等优点。

适用于数据通信量不大，速率要求不高的远程通信场合。

通信中任一方均具有拨号音检测、振铃检测、自动摘机、拨号和数据通信功能，可自动实现语音通话与数据通信识别，并能双向呼叫。

该套软件可应用于远程室内监控系统、家用自动防盗报警装置、远程分布式数据采集系统以及公话集中管理系统等。

该套技术现已成功应用于JJF69型公话集中管理系统，通信接口的各项技术指标和软件各项功能均已通过邮电部入网检测，且经过两年多的实际运行证明该技术具有较好的推广和应用价值。

3总结部分（将全文主题进行扼要总结，提出自己的见解并对进一步的发展方向做出预测）

经过一系列测试，本系统具有很强的适应性和安全性。

该系统可作为一个功能模块嵌入到家电设备中，使家电设备具有远程控制的功能。

此外，该系统操作简单，用户只需通过电话机（固定电话或移动电话），就能够通过输入简单的命令以实现对家电的远程控制，还可以根据提示音进行相应的操作。

正是在这个意义上，该系统具有较高的实用价值和广阔的市场前景。

单片机与DTMF信号的接口方法已应用在一些电话终端产品中，并使产品具有成本低、体积小、省电、使用方便等优点，也使我想到在应用其它具有68系列单片机接口的芯片时，可借鉴本方法与非68系列单片机配合使用。

Internet的接入和智能化的实现必然将是HAS的发展方向，本方案的硬件平台及底层现场控制系统实验目前已经完成，正在着手进行与上层网络的调试。

该方案的优越性在于充分的利用了Internet的互联性及现场总线的双向、串行、数字等特点，实现了对整个家庭网络设备的优化管理。

智能家居的发展应该更多的放在产品的应用和推广上，只有大多数人理解和接受了智能家居的概念以后，智能家居才会取得长足的发展。

我国智能住宅虽然刚刚起步,但己呈现出蓬勃发展的态势。

计算机网络和多媒体技术已经进入了家庭,使住宅控制与管理技术发生了深刻的变化。

因此,我国智能住宅必将随着科技的进步而逐渐成长壮大。

但是,它的发展尚有许多理论与技术问题有待于研究和开发,如网络结构、系统集成、智能化管理技术研究等。

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