一种基于单片机技术的家用电器远程控制系统的设计

摘 要

越来越多的人注重家用电器的远程化控制，而如今电话已经走进千家万户，利用电话网进行各种远程控制已经开始进入人们的生活中。基于这样的思想，本设计采用了以单片机为主控制器的远程电话控制系统，以电话网络开发为主的电话控制器。通过电话网络传输语言和数字，家庭端控制部分对送来的DTMF信号进行解码处理，最终将信号送给单片机来控制家用电器。

【关键词】单片机控制 家用电器 远程控制

1 引言

随着城市化发展的加速，在大都市里的人们的生活节奏也越来越快，时间就显得尤为的珍贵。因此，白天在外面忙碌的工作，我们希望可以在回家之前就能够安排好家里事情，例如：我们希望回到家里米饭已经做好，冷气已打开，让我们一回到家中就能感受凉爽等等。这些都可以用家用电器的远程控制系统来实现。

2 远程遥控技术常见方案

2.1 红外遥控方式

红外遥控是指发射红外信号的方式，控制近距离的物体。常见的红外遥控系统一般包含发送部分和接受部分。红外遥控技术广泛运用在各种各样的家用电器中，例如家中的电视、空调等的遥控器，为我们的生活带来了便利。红外遥控在目前是使用最广泛的通信手段之一，因为红外遥控具有快捷、方便、体积小、功能强大并且价格低廉等优点，但是同时确存在一个很大的缺点，就是控制距离非常有限，不适合远距离的控制。

2.2 PC远程控制方式

PC远程控制是使用人员通过计算机网络的方式，远距离的控制家电电器的方式。随着网络的高速发展，远程控制技术被越来越多的人接受，通过远程控制技术提高我们的工作效率，帮助我们学习和生活。不论在什么地方，不论在什么时间，只要有网络的地方，我们都可以通过远程控制的方式，轻松控制家中的电器。远程控制方式一般包含客户端和服务器端，通过执行客户端程序建立特殊的远程服务方式，向客户端发送执行命令。如Windows系统提供远程桌面、腾讯QQ软件也提供了远程协助都得到了很好的应用，但PC远程控制方式需要有计算机，需要提供客户端和服务器端程序才能实现。

2.3 电话网控制方式

现在的家庭，移动电话已经广泛普及了。首先在控制工具上，移动电话这种方式就占有明显的优势，方便快捷。其次，通过电话网控制家用电器，不需要专门布线，实现起来比较方便。因此，本文采用电话网控制的方式实现。

3 本课题的总体设计思路

家用远程电器控制系统采用了以单片机为核心主控制器，对外部来的信号进行处理和判断，整个电路系统包括挂机电路、摘机电路、解码电路、ISD4004语音存储电路以及控制电路组成。

整个系统的运行效果大致是，如果用户需要远程控制家用电器的时候，只要需要拨打家里电话，当家中电话响起，则振铃检测电路开始检测信号，一次铃流信号产生一个脉冲，脉冲送到单片机AT89C51中计数。在有人接听或振铃次数不大于6次（可由软件设定）时，控制系统认为是电话呼叫信号或误操作而不动作，以避免干扰正常电话业务。当振铃次数大于6次时，系统认为是对插座和电器的控制，单片机控制摘机并启动语音提示电路发出提示音，要求用户输入密码。DTMF解码芯片MT8870会把用户输入的按键信号直接送到单片机中判断。如果密码不正确，则语音提示重新输入，当输入次数超过3次（可由软件设定）时，系统将自动挂机；如果输入密码经系统确认正确后，语音提示用户各项操作所对应的数字键，确认操作完成后，系统自动挂机。用户拨打话机按键的过程中，按键时间间隔不能超过一定时间（一般设置为5～10秒），当超过设定时间时，系统同样会自动挂机。

4 主要系统硬件部分

4.1 自动摘、挂机电路

摘、挂机指令是通过单片机T1口的高、低电平的变换来实现的。当T1口发出高电平时，由于电阻本身的限流保护作用，让三极管实现导通状态，进而使得继电器吸合，完成模拟摘机的功能，如图1。

4.2 振铃检测电路

振铃检测电路如图2所示。

如图2所示，当有振铃信号从 LINE0、LINE2输入时，电话线路上的交流电压经过一个桥式整流滤波之后，振铃信号则由光电耦合器送入74LS123中，74LS123将信号转化成方波最后送给单片机，有单片机进行计数，当计数次数达到6次时，AT89C51的T1口发出高电平，使自动摘机电路工作摘机。

4.3 语音电路和控制电路的设计

语音电路采用的ISD4004 语音芯片连接电路，SD4004的驱动电源为+3V，而整个设计中，使用的电源都为+5V的电源，所以在此，需要做一个转换，即把+5V的电源通过一个转化电路，将其转换为+3V的电源

5 结论

本次设计的家用电器远程控制系统，利用该系统，用户可以通过拨打家中的电话号码方便的遥控家中的电器。比如用户可以在下班之前通过电话远程打开将家中的电饭锅、空调、热水器等电器，下班到家以后，饭已煮好，房间温度正好合适，热水器中的水已加热，既舒适又方便。

参考文献

[1]贾瑞生，郑永果，孙红梅.基于嵌入式系统的智能住宅网络模型[J].微型机与应用，2003（08）.

[2]霍春宝，张健，全国庆，康景利.一种基于无线通讯与公用电话网的智能抄表系统[J].电子技术应用，2003（05）.

[3]朱安林.计算机网络远程控制系统的实践运用研究[J].信息化建设，2016（04）.

[4]韩建宁.计算机远程控制系统研究[J].硅谷，2013（13）.

作者简介

古应春（1987-），女，硕士学位。现为四川科技职业学院助教。主要研究方向为通信与信息系统。

作者单位

四川科技职业学院 四川省成都市 611745