信息时代下家用电器远程控制器的开发探讨

郭双林+周葆林

摘 要：近年来电子信息技术不断更新进步，智能家居逐渐被人们接受，家用电器的远程控制技术应用越来越广泛。本文结合笔者多年的工作经验，分析了单片机AT89C51和一些其他精密设备结合相应的软件开发设计，以实现对家用电器进行远程控制。

关键词：家用电器；远程控制器；电话控制

随着通信产业的迅速发展，电话网络日益完善，家用电器智能化也慢慢的渗入到人们的生活环境之中，通过电话机的远程控制，实时采集家用电器各种数据，通过设定的指令对家用电器进行智能控制，目前电话机远程控制系统已经较为成熟，在进行用户语音提示下，对家庭内各个用电设备实现快速、方便、全时段控制，还可以降低电磁污染，提高生活质量，给用户带来更加美好的生活体验。

一、家用电器远程控制系统结构和工作原理

1.1系统整体结构

通常情况下，家内用电设备远程控制系统有两种，远程控制系统组成主要包括：①由CPU控制的整个电子线路；②当电话铃响起并进行检测线路，实时模拟挂断电路，电路中还应包括一些电话自动挂机输电线路和DTMF音频解码辅助线路，通过这些设备相互协作，将控制线路、电源线路等一些重要线路进行联系。系统内总体框架如图1所示。

1.2远程系统工作原理

该系统在工作情况下，远程控制系统其内部工作原理如下，电话被打入后，电话内部线路自行进行检测，电话内部系统中有直接检测振铃，当振铃次数达到设定值时，控制器就开始工作，并进行密码和程序的输入，并通过系统内线路中的提示进行反馈，然而通过一些内部系统的数字信号相互传输后，传输到辅助设备中，该辅助设备为DTMF解码，并通过解码将数字信号进行翻译，并将解码后的数字信號进行接收确认后，传输到CPU，当该设备通过解码后的密码进行输入时，系统对密码有着规定，一但对该密码输入次数超过规定次数就不能得到保证，通常规定不可超过3次，要确保输入密码是正确，对业务审批操作进行数字签名后即可从技术上保证此操作是只有审批人可以操作，而不能被其他人操作。

二、家用电器远程控制器的开发设计要点分析

2.1振铃检测输电路的设计

振铃中检测电路的二极管中V1、V2、V3、V4主要起两种作用：

（1）保护线路中将供电正负输出信号转换成固定的正负输出信号；

（2）将不能检测出的交流振铃信号，直接转换成可以检测出的直流信号。

通常情况下，很多线路上的供电设备电压几乎为48V，而一些老旧设备供电电压大不相同，他们供电电压为60V，通过二极管V1、V2、V3、V4相互整流下，将不能导通的V5进行稳压，这个时候振铃信号中的电压几乎没有，或者当产生振铃信号时，输电线路上的电压接近80V以上，并通过V1、V2、V3、V4整流作用后，交流振铃信号直接进行转换，该信号变成直流脉动信号，这种结果往往导致峰值瞬时间增大，产生后果将V5瞬间击穿，振铃输出电压会随着R1的增大而增加，R1对C1充电产生很大影响，R1升高C1也会大大增加，所以振铃有无可以通过CPU进行检测，并根据CPU检测出的信号进行判断高低，为了保护CPU需要一些措施，如将稳压管中的振铃信号进行全面调控，调控幅度按照CPU窗口进行调节，但不可超过CPU窗口的最大值。

2.2OTMF解码线路的设计

OTMF辅助线路的工作原理是将传输过来的信号进行远程遥控，如DTMF信号是按照电话按键发出，通过远程进行控制，并通过内部元器件电容、过滤、隔直等一系列措施后才能被MT880接收，接收后将该硬件进行翻译后才能传输下一工作。输出信号采用二进制方式，将输出的四位数据进行该方式传输，这些数据可以直接与AT89C5124单片机进行连接，连接口为P1.0-P1.3，后期数据根据MT8870接收到的DTMF数据进行分析，将数据正确分析后，会将接口断进行高电平，同时会将CPU数据信号内的数据全部拿走，这里将P1端定为CPU数据接口，并将数据保存在固定寄存元器件内，这个元器件为R7，这时将判断读入数值，连同远程控制者的传输命令，该过程就是操作者传输命令。

2.3时钟电路的设计

DSl2887时钟目前有如下两种功能，该两种功能分别为实时报晓功能，时间准确，第二种为储存功能，该时钟内部含有RAM，RAM具有储存功能，内部有114字节和锂电池，该实时时钟可在该系统下实行很多功能，其功能如下：

（1）实时时钟具有多功能的日历、时间及日期；

（2）每个家用电器开关最后的状态都能够得到掉电保存；

（3）将整个系统密码进行快速保存、方便更改功能。

2.4模拟摘挂机电路

根据现在挂断机的电路图进行分析，当电话处于挂机时，电话连接的线路处于开路状态，因为此时两条电话线路处于连接状态，而且两个电话机的电压都是48V，这个线路中的电压都在振铃电路两端，当电话拿起时，振铃线路就会立即断开，此时电话线路会接通，用户在进行电话拨打过程中，对号码需先进行确认，并通过电铃检测线路的检测，并形成特殊的脉冲信号传播，并被单片机接口进行接收，一旦出现振铃次数达到系统内部振铃次数后，单片机通过AT89C51进行软件程序控制，其数字信号被产生低电压，这时候这个信号开始被放大，经过一系列元器件进行传输，这样保证三极管达到饱和状态，通过此次的内部数字信号和继电器相互协作，产生电压，并在线路中安装电阻，保证电话顺利接通。

2.5语音提示及音频放大电路设计

语言提示电路采用ISD4004A语音芯片实现，该芯片具有多次重复录放、自带存储器、使用简单等优点。通过地址方式在相对应的地址下，ISD存入不同语音，这时需要单片机将需要的语音进行调节，按照控制方式不同，选取不同终端所需地址，并触发芯片终端，立刻播放声音。

2.6中央控制电路及电源

本系统的中央处理单元是AT89S52，当系统上电复位后，CPU可以不断检测振铃信号状态。一旦检测到有效振铃信号后，此系统会立即启动计数程序。当计数到设定次数后，CPU自动发出摘机数据，并时时控制摘机提示音，提示用户需完成密码输入。

三、结语

家用电器的远程控制在家庭生活中应用将会越来越广泛，对我国经济建设起到重要作用。在信息网络发展的推动下，电话对家用电器的远程控制不再需要进行过多的布线，信息自动采集也越来越成熟。通过采用合理方式和管理手段，对家用电器实现远程控制，同时我们要不断总结经验，改善方法，进一步加强我国信息技术健康稳定发展。

参考文献：

[1]智能用电管理系统及其上位机软件设计[J]. 封勇韬，李中伟，佟为明，刘慧众，张鹏伟. 电器与能效管理技术. 2015（10）

[2]高级计量架构（AMI）对智能电网下供用电关系的影响[J]. 章鹿华，王思彤，易忠林，袁瑞铭，周晖，殷庆铎. 电测与仪表. 2016（05）

[3]基于实时电价的智能用电系统[J]. 殷树刚，张宇，拜克明. 电网技术. 2015（19）

[4]GPRS终端拨号上网连接认证注册全过程研究[J]. 赵锋，王艳玮，范建华，李琪. 计算机工程与应用. 2014（23）