基于电话网络的智能家居远程控制系统及其控制方法与流程

本发明属于智能家居技术领域，涉及基于电话网络的智能家居远程控制系统，还涉及该控制系统的控制方法。

背景技术：

智能家居控制系统(smarthomecontrolsystems,简称scs)，是以住宅为平台，家居电器及家电设备为主要控制对象，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施进行高效集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的控制管理系统。1984年,智能家居系统的概念被提出，自此开始，全球智能化家居的发展热潮拉开了帷幕，在短短的几十年间，智能家居的发展取得了突飞猛进的研究成果。在我国，智能家居的提出比起国外的发展要迟了几年，但经过这几年的发展创新和市场培育，国内的这一课题也达到了一个高峰，智能家居控制已经成为一种广为人知的家居新形式。

随着社会的发展和人们生活水平的逐步提高，越来越多的家用电器进入了人们的生活，这些家用电器给人们的生活带来了很多的方便和享受，同时随着电话在家庭中的大量普及，利用电话网络实现家用电器的遥控是家用电器的未来发展方向。因此，设计一个可以远程控制传统家居家电的电话网络控制系统，具有实质性的时代意义。

电话远程控制系统是智能家居控制系统的一个分支，通过将现在发展迅猛的电信通信技术与家居生活有关的各个子系统紧密的结合在一起，通过统筹管理，让家居生活更加舒适、安全。与普通的家居相比，远程控制型智能家居不仅为人们提供方便，创建简洁、舒适的家庭生活环境，而且将原来单纯静止的家居家电转化为更具人性化的工具，帮助家庭主人更好的管理，操作家用设备，即使出门在外也可以与家庭保持通信，优化了人们的生活方式，为人们有效地安排工作时间，保证生活的安全性、高效性、合理的利用资源等很多方面提供了保障。

技术实现要素：

本发明的目的是提供基于电话网络的智能家居远程控制系统，解决了现有技术中存在的无线电遥控不可避免的要占用一定的无线电频率资源，造成电磁污染的问题。

本发明的另一目的是提供上述基于电话网络的智能家居远程控制系统的控制方法，解决了现有技术中存在的无线电遥控不可避免的要占用一定的无线电频率资源，造成电磁污染的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于电话网络的智能家居远程控制系统，包括分别并联在家用电话机两端的振铃检测模块和dtmf双音频编解码模块，振铃检测模块的输出端与主控制器相连；dtmf双音频编解码模块的信号发送部和接受部均与主控制器相连，用于实现双音多频信号dtmf的发送与接收；主控制器与模拟摘挂机模块的输入端相连，模拟摘挂机模块与电话机串联，实现电路的开关控制；主控制器还与语音提示模块相连，语音提示模块连接功率放大电路，功率放大电路并联到电话线上，语音提示模块提示用户对控制器进行操作；主控制器内部的时钟模块与显示模块相连，显示模块用于实现电器的状态显示、时间的显示和在线修改；主控制器上的控制引脚与电器相连，用于控制电器的开关和状态。

本发明的特点还在于：

主控制器采用stc89c52单片机。

振铃检测模块的电路结构为：电话线1上依次串联电容c1、电阻r1和r3，在电阻r1和r3之间的电话线1和电话线2之间依次并联电阻r2和稳压二极管d1，电阻r3和稳压二极管d1的另一端分别连接到光电耦合器u1的输入端，电话振铃信号通过电容c1隔直，d1稳压二极管稳压，电阻r1和电阻r2分压处理后再经过r3将信号输入到光电耦合器u1的输入端口；光电耦合器u1的输出端连接由电阻r4、r5和光敏三极管q1组成的放大电路，放大电路的另一端与主控制器中的中断计数器输入引脚相连；光电耦合器u1与主控制器之间还并联振铃指示灯，振铃指示灯由电阻r6和发光二极管d2串联而成。

dtmf双音频编解码模块采用的是mt8880双音多频解码芯片，实现双音多频信号dtmf的发送与接收。

模拟摘挂机模块的电路结构为：电话线1连接整流电桥br1的上端口，整流电桥br1的右端口连接匹配电阻r10；电话线2与整流电桥br1的下端口相连，电话线2与整流电桥br1之间连接有继电器，继电器下端并联有二极管d2，二极管d2的另一端和三极管q2的发射极相连，三极管q2的集电极与电阻r10相连后共地，三极管q2的基极与电阻r7和r9并联共同组成开关电路，开关电路上还并联由电阻r8与发光二极管d3组成的模拟摘机指示灯，发光二极管d3的另一端连接主控制器上的模拟摘挂机控制引脚。

语音提示模块采用语音芯片isd4004。

显示模块采用lcd1602液晶显示屏。

本发明所采用的另一技术方案是，上述基于电话网络的智能家居远程控制系统的控制方法，当用户需要对家里的家电设备进行控制时，就可以拨打家中的电话号码，交换机就会向家中的电话机发送振铃信号，当有振铃信号进来的时候，该系统的振铃检测模块的振铃检测电路就会接收到振铃信号，并将其转换成脉冲信号通过主控制器的定时计数中断端口送入到主控制器中进行计数操作，当计数的振铃次数达到设定次数时仍无人接听，就会向主控制器提出中断申请，主控制器响应中断请求后，使得模拟摘挂机模块的控制端口为低电平，启动模拟摘挂机电路，实现自动摘机；当接通线路后，主控制器使得语音提示模块的语音芯片连接端为低电平，发出控制命令启动语音提示电路，语音提示信息传输到电话线上，提示用户输入密码，用户输入的密码通过dtmf双音频编解码模块的解码电路，将双音频信号转换成相应的二进制号码，送入主控制器中，进行密码校验，如果密码正确，主控制器控制语音提示模块发出语音提示下一步操作，如果密码错误，则提示重新输入，三次错误，则主控制器控制使得模拟摘挂机模块的控制端口为高电平，切断电路通信，自动挂机；显示模块用于实现电器的状态显示、时间的显示和在线修改，还可以实时的记录操作时间；密码正确后可以在语音提示模块的语音提示下选择控制设备和设备的状态查询，如果在进行完一个电器的控制操作后，需要对另一个电器进行控制，则需要按“*”键进行返回操作，如果不想进行任何操作或者操作完毕，通过按“#”号键结束本次操作，则本次的远程控制操作就完成了。

本发明的有益效果是：解决了现有技术中存在无线电遥控不可避免的要占用一定的无线电频率资源，造成电磁污染；常规的有线遥控则需要专门的布线，增加了投入；而红外线，超声波遥控则受到距离限制等问题。因此，电话遥控作为一新的课题与其他几种方式相比的话，就显示出一定的优越性，由于电话线路各地联网，可以充分利用，遥控距离可以跨省市，甚至跨越国家，而且电话是属于双工通信方式，因此利用电话进行远程控制具有良好的应用背景。

附图说明

图1是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统的结构示意图；

图2是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统的控制流程图；

图3是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中的主控制器stc89c52单片机的引脚图；

图4是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中的mt8880功能引脚图；

图5是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中的spi端口控制位图；

图6是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中振铃检测模块的电路原理图；

图7是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中模拟摘挂机的电路原理图；

图8是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中dtmf双音频编解码模块的电路原理图；

图9是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中语音提示模块的电路原理图；

图10是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中的控制引脚连接图；

图11是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中的lcd1602液晶显示电路原理图；

图12是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中的振铃计数模块流程图；

图13是本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统中的密码检测流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统，如图1所示，包括分别并联在家用电话机两端的振铃检测模块和dtmf双音频编解码模块，振铃检测模块的输出端与主控制器相连；dtmf双音频编解码模块的信号发送部和接受部均与主控制器相连，用于实现双音多频信号dtmf的发送与接收；主控制器与模拟摘挂机模块的输入端相连，模拟摘挂机模块与电话机串联，实现电路的开关控制；主控制器还与语音提示模块相连，语音提示模块连接功率放大电路，功率放大电路并联到电话线上，语音提示模块提示用户对控制器进行操作；主控制器内部的时钟模块与显示模块相连，显示模块用于实现电器的状态显示、时间的显示和在线修改；主控制器上的控制引脚与电器相连，用于控制电器的开关和状态。

主控制器采用stc89c52单片机。

振铃检测模块的电路结构为：电话线1上依次串联电容c1、电阻r1和r3，在电阻r1和r3之间的电话线1和电话线2之间依次并联电阻r2和稳压二极管d1，电阻r3和稳压二极管d1的另一端分别连接到光电耦合器u1的输入端，电话振铃信号通过电容c1隔直，d1稳压二极管稳压，电阻r1和电阻r2分压处理后再经过r3将信号输入到光电耦合器u1的输入端口；光电耦合器u1的输出端连接由电阻r4、r5和光敏三极管q1组成的放大电路，放大电路的另一端与主控制器中的中断计数器输入引脚相连；光电耦合器u1与主控制器之间还并联振铃指示灯，振铃指示灯由电阻r6和发光二极管d2串联而成。

dtmf双音频编解码模块采用的是mt8880双音多频解码芯片，实现双音多频信号dtmf的发送与接收。

模拟摘挂机模块的电路结构为：电话线1连接整流电桥br1的上端口，整流电桥br1的右端口连接匹配电阻r10；电话线2与整流电桥br1的下端口相连，电话线2与整流电桥br1之间连接有继电器，继电器下端并联有二极管d2，二极管d2的另一端和三极管q2的发射极相连，三极管q2的集电极与电阻r10相连后共地，三极管q2的基极与电阻r7和r9并联共同组成开关电路，开关电路上还并联由电阻r8与发光二极管d3组成的模拟摘机指示灯，发光二极管d3的另一端连接主控制器上的模拟摘挂机控制引脚。

语音提示模块采用语音芯片isd4004。

显示模块采用lcd1602液晶显示屏。

上述基于电话网络的智能家居远程控制系统的控制方法，当用户需要对家里的家电设备进行控制时，就可以拨打家中的电话号码，交换机就会向家中的电话机发送振铃信号，当有振铃信号进来的时候，该系统的振铃检测模块的振铃检测电路就会接收到振铃信号，并将其转换成脉冲信号通过主控制器的定时计数中断端口送入到主控制器中进行计数操作，当计数的振铃次数达到设定次数时仍无人接听，就会向主控制器提出中断申请，主控制器响应中断请求后，使得模拟摘挂机模块的控制端口为低电平，启动模拟摘挂机电路，实现自动摘机；当接通线路后，主控制器使得语音提示模块的语音芯片连接端为低电平，发出控制命令启动语音提示电路，语音提示信息传输到电话线上，提示用户输入密码，用户输入的密码通过dtmf双音频编解码模块的解码电路，将双音频信号转换成相应的二进制号码，送入主控制器中，进行密码校验，如果密码正确，主控制器控制语音提示模块发出语音提示下一步操作，如果密码错误，则提示重新输入，三次错误，则主控制器控制使得模拟摘挂机模块的控制端口为高电平，切断电路通信，自动挂机；显示模块用于实现电器的状态显示、时间的显示和在线修改，还可以实时的记录操作时间；密码正确后可以在语音提示模块的语音提示下选择控制设备和设备的状态查询，如果在进行完一个电器的控制操作后，需要对另一个电器进行控制，则需要按“*”键进行返回操作，如果不想进行任何操作或者操作完毕，通过按“#”号键结束本次操作，则本次的远程控制操作就完成了。

如图1所示，将该系统并接在家用电话机的两端，当有来电时，不会影响电话机的正常工作。该控制系统是由振铃检测模块，模拟摘挂机模块，dtmf双音频编解码模块，语音提示模块，时钟显示模块和控制引脚几大部分组成。系统以stc89c52单片机为核心控制器件，mt8880为dtmf信号的接收电路主控芯片，语音芯片isd4004为语音录放核心器件，器件lcd1602作为显示工具这几个主要的组成部分，以电话作为媒介，通过电话线完成设备的远程控制操作。

stc89c52是stc公司生产的一种低功耗、高性能cmos8位微控制器，具有8k在系统可编程flash存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8位cpu和在系统可编程flash，使得stc89c52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。具有以下标准功能：8k字节flash，512字节ram，32位i/o口线，看门狗定时器，内置4kbeeprom，max810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构(兼容传统51的5向量2级中断结构)，全双工串行口。最高运作频率35mhz，6t/12t可选。stc89c52的引脚如图3所示。(1)rst：复位输入；(2)psen：外部程序存储器的选通信号；(3)ea/vpp：当ea保持高电平时，访问内部程序存储器，当ea保持低电平时则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器；(4)xtal1、xtal2:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端、输出端；(5)p0口～p3口：p0口是双向i/o口。当访问外部程序和数据存储器时，p0口也被作为低8位地址/数据复用。程序校验时，需要外部上拉电阻。p1口、p2口、p3口都是具有内部上拉电阻的8位双向i/o口，在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器时，p2口送出高八位地址。

mt8880是一个带有呼叫处理滤波器的单片dtmf信号收发器。采用mitel公司的低功耗、高稳定性的iso-cmos技术。dtmf信号的接收部分采用dtmf信号接收单片机mt8870的工业制造标准；发送部分采用开关电容进行d/a转换发送高精度、低畸变的dtmf信号。内部寄存器提供一个群模式。在双音频群模式下dtmf信号可以通过精确的时序被发送出去。可选择呼叫处理滤波器让一个微处理器处理呼叫音频信号。引脚功能：(1)in+、in_：分别为内部放大器的同相输入端和反相输入端，即接收dtmf信号的输入端；(2)gs：gainselect内部放大器的输出端，外接一个负反馈电阻至in_端；(3)vref：内部参考电压输出端，该参考电压等于udd/2；(4)vdd、vss：分别为电源的正、负端，供电电压为5v；(5)oscl、osc2：dtmf时钟/振荡器输入外接一个3.579545mhz的时钟晶体，形成晶体振荡器；(6)tone：双音频信号输出端；(7)r/w：读/写控制端，该端施以高电平时读mt8880，施以低电平时写mt8880；(8)cs：片选端，低电平有效；(9)rs0：用于选择内部各寄存器的控制端，该端施以高电平时选中控制寄存器或状态寄存器，施以低电平时选中发送数据寄存器或接收数据寄存器。(10)φ2：同步脉冲(时钟脉冲)输入端，每读/写mt8880时，必须施以一个正脉冲；(11)irq：在双音频模式并且在中断模式时，当收到有效dtmf信号或准备发送dtmf信号时该端由高电平变到低电平；在呼叫处理模式且检测到有效信号音时，该端输出方波；(12)d0～d3：写入命令或读出状态的数据线；(13)st/gt：steeringoutput/guardtimeoutput,滞后输出/保护后输出。当电压高于vtst时就保存检测到的音频对,同时更新输出锁存器的内容。当电压低于vtst时,芯片就可以重新接收新的音频，对gt的输出对滞后时间常数有影响,它的状态是est和加到st的电压的函数；(14)est：earlysteeringoutput,滞后前输出。当检测到有效音频对时,(也称信号条件signalcondition),就变为高电平,信号条件不满足时又立刻返回低电平，此引脚上为高电平不一定表示有dtmf信号,话音信号也会偶然产生有效音频对。更具体的对应关系必须根据r/w端的状态共同确定，详见下表1。

表1

mt8880内部有5个寄存器：数据发送寄存器tdr、数据接收寄存器rdr、控制寄存器cra及crb、状态寄存器sr。芯片的功能取决于在单片机的控制下写入控制寄存器cra和crb的内容，而芯片的某些状态可以根据读出状态寄存器sr的内容来判断。当需要接收dtmf信号时，首先往控制寄存器cra和crb，写入相应的控制字，把芯片设置为dtmf模式，通过读取状态寄存器中的d2位，可以判断是否收到一个有效的dtmf信号并已译码。若已收到则读取内部“接收数据寄存器”的内容(从芯片的d0一d3脚读出)。当需要发送dtmf信号时，同样应先往控制寄存器cra和crb写入相应的控制字，把芯片设置为dtmf模式，通过读取状态寄存器中的d3位，可以判断是否发送完一个dtmf信号。若已发送完，则把下一个要发送的数字由d0～d3写入到内部“发送数据寄存器”。如果芯片同时又被设置为中断模式，则通过检测irq端状态，也能判断一个dtmf信号收到或发送完毕与否。如何选中“接收数据寄存器”或“发送数据寄存器”，应根据表1的规定，给引脚rs0和r/w施以相应电平。控制寄存器cra、crb以及状态寄存器都只有4个位(比特)，分别记为d0、d1、d2、d3，要写控制寄存器或读状态寄存器，只要按照表1的规定给rs0引脚及r/w引脚施以相应电平就可以通过引脚d0～d3写入或读出。

isd4004系列单片语音录放电路是美国isd公司的新一代产品,同早期美国isd公司产品一样,它采用了isd公司的chip-corder专利技术，多级存储技术,既声音无须a/d转换和d/a转换,采用直接模拟量存贮技术,因此能够真实、自然地再现语音、音乐效果声音,避免了一般固体录音电路量化和压缩造成的量化噪声和金属声。spi端口控制位如图5所示。spi控制寄存器控制器件的每个功能,如录放、录音、信息检索(快进)、上电/掉电、开始和停止操作、忽略地址指针等内容，详见下表2：

表2spi控制寄存器

根据电话远程控制系统的具体设计要求，该系统能够满足以下功能：

1.通过电话或手机异地控制电器的开和关，并能进行状态查询；

2.控制器可以实现自动模拟摘挂机；

3.在进行操作前，需进行密码校验，争强系统的安全性；

4.控制器需要有语音提示功能，以满足信息的互通。

如图6和12所示，振铃检测电路：在电话线路中没有振铃信号时，电话线路由电话交换机提供大约48v的直流电压，当用户拨打电话时，电话机就会发来铃流信号。振铃信号为25±3hz的正弦波，谐振失真不大于10％,电压有效值为90±15v。振铃以5秒为周期，即1s送，4s断。在本次设计中，以六次振铃数为预设数值，当在振铃次数大于6次仍无人接听时，系统控制自动模拟摘机。电话振铃信号通过电容c1隔直，d1稳压二极管稳压，电阻r1和电阻r2分压处理后再经过r3将信号输入到光电耦合器的输入端口。振铃信号通过光耦的输出脚输出振铃方波，此方波再经过放大，送入到单片机中的中断计数器输入口进行计数，计数满6次产生中断，控制继电器模拟摘机，完成整个振铃信号的检测与计数工作。其中c1,z1,r1和r2共同组成了振铃信号的变换电路，将电话线中的大电压和大电流进行变换，使其进入光电耦合器的电压和电流不会太大，起到保护光电耦合器的作用，r3为光电耦合器的限流电阻。

元器件选取：(1)隔直电容c1的选取：电容c1是隔直电容，用于过滤直流，滤出低频信号，而且振铃信号的电压还比较高，在这里选用1uf的耐压100v的瓷片电容；(2)电阻rx的选取：电阻r1,r2,r3共同组成了分压电路，分别取10k，3.3k，5.1k，其中的r3是光耦的限流电阻，起到限流作用，为光电耦合器的工作提供了保障。电阻r4、r5与三极管组成放大电路，分别取200k、10k。r6与发光二极管组成振铃指示灯，在这里选取10ω电阻；(3)稳压二极管d1的选取：稳压二极管d1为光电耦合器件进行保护而设立的，它并接于光耦的两端，当信号的正半周期加在光耦的两端使其导通，当负半周期使光耦截至时，可经过此稳压二极管进行续流，从而保护光耦不会因电压过大而损坏。此处选择36v的稳压二极管1n4753a；(4)光电耦合器u1的选取：光耦是一种光电信号的耦合器件，它是一种发光二极管和光敏三极管封在一起的器件。通过光信号耦合，使夹杂在输入开关量中的各种干扰脉冲挡在输入回路中的一侧。光耦具有较高的电气隔离和抗干扰能力，对地电位差干扰有很强的抑制作用，而且有很强的抑制电磁干扰的能力，有速度高、价格低、接口简单、体积小等优点，本发明中选用光电耦合器4n35；(5)三极管q1的选取：q1与r4组成放大电路，这里选择npn型三极管，本设计中选取的是8050；(6)发光二极管d2的选取：d2作为振铃信号的直接反映，与r6共同组成振铃指示灯，这里选用了5mm黄色发光二极管。

如图7所示，模拟摘挂机控制电路:模拟摘挂机电路中最主要的是一个开关电路的控制,在未摘挂机之前，振铃控制端口为高电平，该电路处于未工作状态，当振铃检测电路检测到六次振铃后，振铃控制端输出低电平，改变三极管的基极电压，使得三极管q2导通，从而启动继电器，继电器打开使得电阻r10接入到电话线路中。因为r10的接入，使得回路中电流变大，控制电路像交换机发出模拟摘机信号，交换机响应摘机信号，完成电话线路的接通，完成模拟摘机的动作。在用户输入错误密码之后或者按照用户的设定要求完成工作后，可以通过按键使得控制端口的电平变高，三极管截止，实现挂机。元器件选择：1.继电器的选取：本设计中继电器起到最主要的作用，主要用来实现电话线路与匹配电阻的接通，使得电话线路在摘机后保持，本发明中选用继电器jrc-4001f(dc5v)，选用5v的直流电源。2.二极管d2的选取：为使得继电器能够正常工作，需要加上一个续流二极管，在这里选用高速开关二极管1n4148,其特点是开关比较迅速。3.三极管q2的选取：在这里三极管q2的作用是充当控制开关，在这里选择了pnp型的三极管，本设计中用的是三极管9012。4.发光二极管d3的选取：d3作为模拟摘挂机电路是否工作的直接反映，与电阻r8共同组成模拟摘机指示灯，这里选用了5mm绿色发光二极管。5.br1的选取：br1为整流电桥，其作用是将电话线中不确定的线路供电正负变成固定的正负输出，将交流的振铃信号变为脉动直流以供检测。在这里我们没用二极管去组合成整流桥，而是用市场上已经做好的整流电桥块器件。6.电阻rx的选取：电阻r7,r9与开关三极管共同组成开关电路，分别选择10k，1k。电阻r8与发光二极管d3组成模拟摘机指示灯，这里选择1k。电阻r10为摘机后电路维持畅通的匹配电阻，这里选择300ω。

如图8所示，dtmf(dualtonemultifrequency)信号是音频电话的拨号信号，双音多频信号编码技术易于识别，抗干扰能力强，发号速度快，且比用modem进行远程传输的方法更为经济实用，因此这种拨号方法取代了传统的脉冲拨号。dtmf是由低频组(fb)和高频组(fa)两组频率信号构成，每个数字信号由低频组和高频组的任意一个叠加而成。本发明采用的是mt8880双音多频解码芯片，能实现双音多频信号(dtmf)的发送与接收。发送dtmf信号时，信号从d0～d3经数据总线缓冲器送到发送数据寄存器，控制可编程行列计数器，经d/a转换合成dtmf信号，在音频突发开门控制和逻辑控制作用下，从8脚(tone端)发出。当接收dtmf信号时，模拟摘机后从电话线1，电话线2进入的双音多频信号经过耦合隔离变压器耦合入mt8880的输入脚in-，dtmf信号经运放、拨号音滤波器、高频组及低频组分离带通滤波器送到数字算法与编码变换器进行确认，译成相应的4位二进制码，存入接收数据寄存器，需要时输出至数据总线，送入stc89c52的p1口。其中输入脚in-和增益选择端gs之间所接的反馈电阻可以调节运放的增益，cp为中断请求或电话信号音检测输出端，它与stc89c52的int1引脚相连。输入的dtmf信号经过隔离变压器耦合进入到mt8880中，由mt8880进行接收并进行译码，输出的四位并行二进制数据直接与单片机的p1.0～p1.3口连接，mt8870接收到有效的dtmf信号并解出正确的bcd数据时，通知cpu取走数据。cpu从p1口读入数据，并与掉高四位，将p1.0～p1.3数据读入内部寄存器单元，并对读入数值判断，从而得到远程控制者的输入命令。根据编解码电路的工作原理及特点，选取相应的元器件，进行电路原理图的设计。本发明中元器件选取：1.音频隔离耦合器的选取：在音频输出的时候经常会出现交流干扰噪声，喇叭里面会有交流噪声，其原因是因为共地造成的，因为信号源的地和喇叭功放的地存在电位差，而这两者的地又连接在一起而产生交流噪声，较好的办法就是采用1:1音频耦合隔离变压器将地隔开，从而抑制共地带来的噪声，而且这种耦合隔离对音质没有影响。本发明实施例中选用阻抗为600：600欧姆音频变压器；2.三极管q3的选取：mt8880输出的信号和语音信号必须经过放大电路放大后通过音频耦合器才能耦合到电话线路中去。这里的q3起到放大的作用，选用npn型的8050三极管进行放大；3.晶振x1的选取：芯片外部晶振x1选择3.579545mhz；4.电阻rx的选取：mt8880的外围电路应用了大量的电阻，下面给出这些电阻的参数。r12,r13为输入平衡电阻，都取100k，r14为输出平衡电阻，取300k，r15取4.7k，r16，r17与r26选取10k的电阻，r18选择51k的电阻，r19为120ω的电阻。5.电容cx的选取：mt8880外围电路除了使用大量的电阻之外，也应用了大量的电容，有起到隔直作用的，有起到滤波作用的，各个电容的参数如下：c2、c4、c6、c13选取0.1μf的电容，c3选择30pf的电容，c5为0.01μf,c7、c8分别选取22nf与22pf的电容。

语音提示模块的作用是提示用户对控制器进行操作，即当用户通过固定电话网或移动电话网接通控制系统时，语音电路将提示用户输入密码，输入控制指令，对家电进行远程控制。因此语音电路所选用的芯片必须具备三种功能：分段录音、放音、可寻址电话远程控制系统利用语音提示电路实现用户和系统的交流。语音提示电路预先存储若干段系统提示音,89c52中央处理单元电路判断用户发送的dtmf信号后,对语音提示电路进行寻址,播放相应的提示音,从而向用户反馈信息提示下一步该如何操作。本系统中选用语音芯片isd4004来完成语音提示工作。系统在接收远端用户发送的dtmf信号以后,对语音电路进行寻址放音。例如系统收到用户发出的“1234#”用户密码信号时,若密码正确,则寻址播放语音提示：“密码正确，请操作”，“输入电器数值并按#键开，按0键关，按*键返回”，若密码错误则判断错误次数是否大于3次，若不大于3次则寻址播放语音提示：“密码错误请重新输入”。若错误次数大于3次则寻址播放语音提示：“对不起，您的错误次数已达最大限制”然后自动挂机。

由于isd4004是在单片机的控制下实现工作，因此单片机必须实现模拟spi总线的工作方式，同时对isd4004工作状态进行查询(如操作是否达到某一地址的末尾，存储器是否溢出)，可以选用单片机的6个io口分别与isd4004的miso，mosi，sclk，int和rac，cs相连，其中cs是用作器件的片选信号，miso、mosi、sclk、int用于单片机的数据通信，控制isd4004的语音提示播放及查询等功能。语音提示电路原理图如图9所示，元器件选取：1.音频插座u6、u7的选取：音频插座的作用是充当语音输入端和语音输出端，音频输入端可以通过音频线与电脑连接，将录制好的语音输入到语音电路中进行存储，音频输出端可以通过连接耳机，使使用者听到录制好的声音信号。2.三极管q4的选取：三极管q4的作用是组成放大电路，将咪头送入的语音信号进行放大，送入到isd4004的anain+端将语音信号送入到isd4004中，在这里选择三极管npn型9014来完成相应的放大工作。3.电阻rx的选取：isd4004外围用到了大量的电阻，这些电阻的参数如下：r20、r23、r24三个电阻的阻值均为10k，r21选择100k的电阻，r22为330ω。4.电容cx的选取：isd4004外围电路用的了很多电容元件，这些电容元件的选取如下：c9、c10、c11、c12、c14、c15均选择0.1μf的瓷片电容，c16则选择了220μf的电解电容。

如图10所示，家电控制引脚连接电路使用分立式元件构成,包括一组继电器和保护二极管,单片机通过将io口的相应位置1或清0,实现对继电器的开关状态的控制，从而实现控制家电的功能。由于单片机的i/o口数量有限，为了节省端口，这里采用4ls138来扩展控制家用电器的继电器的线路数，以实现对家用电器的远程操作，这样节省了单片机的io口，使系统的各功能得到充分发挥。元器件选取：控制电路中最要的是继电器开关控制部分，在前面模拟摘挂机的电路设计中，曾经介绍过关于继电器开关的使用，在这里，用到的原理与其相近，因此就不再详细介绍。这里重点介绍一下74ls138译码器。74ls138为3线－8线译码器，当一个选通端(e1)为高电平，另两个选通端(e2)和(e3)为低电平时，可将地址端(a、b、c)的二进制编码在y0至y7对应的输出端以低电平译出。比如：cab＝000时，则y0输出端输出低电平信号。其真值表见表3所示：

表3真值表

如图11所示，lcd1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。它由若干个5x7或者5x11等点阵字符位组成，每个点阵字符位都可以显示一个字符，每位之间有一个点距的间隔，每行之间也有间隔，起到了字符间距和行间距的作用，正因为如此所以它不能很好地显示图形。lcd1602是指显示的内容为16x2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。

在本系统中，对振铃信号的计数主要采取的是计数的方式，由于振铃信号的特点是5秒为一周期，1s通，4s断的25hz正弦信号。因此，每次都能产生25个左右的脉冲信号，利用这个特点，可以设计振铃计数程序，以实现一定次数的振铃无人接听后，可以自动模拟摘机。流程图如图12所示。

密码检测的设计是为了真假系统的安全性能，使得只有合法的用户才能使用自己的系统，不容许其他一些人去破坏本系统，因此，密码验证模块的设立对用户来说，是一个系统高度安全性的优良选择。

本发明的设计思路是用户预先在单片机内部寻找一位置空间存放预先设定的密码，然后根据用户输入的密码进行判断操作者是否可以进行下一步的操作，每次都会有三次的机会，三次不正确，将自动挂机。密码检测流程图如图13所示。

在系统总调过程中，按照以下步骤进行，通过手机拨打电话号码，记录电话响铃次数，在响铃达到六次后，观察电话是否自动摘机，在接下来系统模拟摘机后，看摘机信号指示灯是否亮，亮了就说明模拟摘机没有问题。在摘机之后，就要输入时间了，此时一定要注意输入数字的时间，要系统准备好，才能够进行解码。这样才能完成接下来的操作。语音的调试可以通过外置喇叭去验证语音的录音与输入是否完好，液晶模块的调试可以先经过外部按键进行调试，再经过手机按键去控制，才能获得好的效果。

本发明基于电话网络的智能家居远程控制系统及其控制方法，其优点在于：本控制系统主要由振铃检测模块，dtmf双音频编解码模块，模拟摘挂机模块，语音提示模块和显示模块组成，在系统的主控制器控制下实现远程控制功能。由于电话线路各地联网，可以充分利用，遥控距离可以跨省市，甚至跨越国家，而且电话是属于双工通信方式，因此利用电话进行远程控制具有良好的应用背景。该控制系统可以通过电话网路对异地的家用电器进行控制(开、关)，适用于家庭，商店等无场合；控制系统可以通过振铃检测模块实现自动模拟摘挂机，以实现双方通信；控制系统需设置密码校验，可以实现用户的身份校验，在线密码修改和密码存储等功能；控制系统要有语音提示功能，使得用户在进行各种操作时均有语音提示，方便用户的操作；控制系统设置时间显示模块，可以实时的记录操作时间。