關(guān)鍵詞：PSTN，雙音多頻，遠(yuǎn)程控制

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1 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，依托于公用電話網(wǎng)絡(luò)（Public Switched Telephone Network，PSTN）之上的遠(yuǎn)程控制技術(shù)越來(lái)越常見。而目前應(yīng)用得更多的是PC和Modem的配合，它可以方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量、高精度的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，但是使用該技術(shù)成本較高，應(yīng)用在家用電器的遙控系統(tǒng)中就顯得很不經(jīng)濟(jì)。在一般情況下，如果被控制端是一組開關(guān)或定時(shí)器，控制命令又不復(fù)雜，就可以直接用雙音多頻（DTMF）電話機(jī)上的10個(gè)數(shù)字鍵、“*”、“#”鍵和A～D，或者它們的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于公用電話網(wǎng)的廣泛分布和移動(dòng)電話的進(jìn)一步普及，這種基于PSTN的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)就顯得方便、經(jīng)濟(jì)，只要在家庭的電話機(jī)上并接一部這樣的裝置，無(wú)論在什么地方，只要能撥通家里的電話就能實(shí)現(xiàn)控制。

本遙控系統(tǒng)采用的中心處理器（MPU）是89C51單片機(jī)，它對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起總體控制作用，采用的DTMF信號(hào)解碼器是摩托羅拉公司的MC145436。本系統(tǒng)的濾波特性好，能夠在較大噪聲背景下正常工作，另外，系統(tǒng)通用性強(qiáng)，只要稍加改造就能用到其它遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中。系統(tǒng)原理框圖如圖1所示。

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2 DTMF信號(hào)特性

DTMF雙音多頻信號(hào)是目前在按鍵電話（固定電話、移動(dòng)電話）、程控交換機(jī)及無(wú)線通信設(shè)備中廣泛應(yīng)用的一種信號(hào)。它是一組由高頻信號(hào)與與低頻信號(hào)疊加而成的組合信號(hào)，CCITT和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了電話鍵盤按鍵與雙音多頻信號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表中顯示，電話鍵盤上的任何一個(gè)鍵都由兩個(gè)都不互為諧波關(guān)系的頻率組成，因此每一個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)的一組頻率都能夠唯一地被辨認(rèn)出來(lái)。本控制系統(tǒng)也是基于這一點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)的。

3 DTMF信號(hào)解碼電路

本系統(tǒng)采用的是Motorola公司的高性能DTMF接收器MC145436作為解碼的核心，如圖2所示。

系統(tǒng)開始工作后，如果MPU獲得控制請(qǐng)求（系統(tǒng)軟件部分的功能），它就會(huì)置位P0.0（把ENB置為高電平），解碼器開始工作，這時(shí)D1、D2、D4、D8開始輸出與Ain腳相對(duì)應(yīng)的解碼結(jié)果。這個(gè)4bit信息經(jīng)過(guò)4/16譯碼器（74HC154）就會(huì)輸出與鍵盤相對(duì)應(yīng)的結(jié)果。見表2。

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4 濾波放大的繼電器驅(qū)動(dòng)電路

用戶電話線上的電壓在摘機(jī)前保持在48V左右，摘機(jī)之后按鍵電壓大約有1.5V，DTMF信號(hào)就包含在這個(gè)電壓中。但是，在一般情況下，由于解碼器的工作噪聲限制，直接使用解碼器是不能正常解碼的，因此需要對(duì)摘機(jī)后的“話音信號(hào)”進(jìn)行濾波放大。見圖3濾波放大電路。

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這是一個(gè)有源濾波器，由于VT的基極電流很小，所以可以增大R3來(lái)改變分壓比，在不加大C2的情況下能獲得較好的濾波效果。

對(duì)設(shè)備的控制，要通過(guò)繼電器的閉合才能實(shí)現(xiàn)，但是在DTMF解碼和74HC154譯碼后給出的高電平并不能直接驅(qū)動(dòng)繼電器，因此，本系統(tǒng)采用摩托羅拉公司的MC1413來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電器的驅(qū)動(dòng)，如圖4所示。

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5 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

軟件部分包括四大模塊：摘機(jī)復(fù)位自檢、撥號(hào)檢測(cè)和身份驗(yàn)證、控制信息反饋以及對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，軟件流程圖如圖5所示。

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系統(tǒng)對(duì)電話撥號(hào)的檢測(cè)是通過(guò)對(duì)振鈴信號(hào)的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)MPU檢測(cè)到有振鈴輸出時(shí)，等待25秒，如果電話被接通，則說(shuō)明此時(shí)處于通話使用模式，如果25秒仍沒(méi)有人接通電話，那么就用軟件的方式進(jìn)行模擬摘機(jī)，然后進(jìn)入到密碼的驗(yàn)證狀態(tài)，如果通過(guò)驗(yàn)證就執(zhí)行控制命令。

振鈴檢測(cè)電路中選用的是集成度較高的芯片KA2418，它的輸出端經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換連接到MPU的P3.0口（作為輸入口來(lái)檢測(cè)振鈴）。模擬摘機(jī)是仿照普通電話機(jī)的摘機(jī)電路，利用MPU程序來(lái)完成的。密碼驗(yàn)證是通過(guò)將接收到的密碼（2bit按鍵信號(hào)）與MPU中存儲(chǔ)的密碼比較實(shí)現(xiàn)的。確認(rèn)信息的反饋是通過(guò)調(diào)用專用語(yǔ)音芯片中存儲(chǔ)的語(yǔ)音信息完成的。本系統(tǒng)采用的語(yǔ)音芯片是ISD2560（28Pin DIP封裝），它是ISD系列單片語(yǔ)音錄放集成電路的一種，是一種永久記憶型錄放語(yǔ)音電路，錄音時(shí)間為60s，能重復(fù)錄放達(dá)10萬(wàn)次。它采用直接電平存儲(chǔ)技術(shù)，省去了A/D、D/A轉(zhuǎn)換器。它的始端地址選擇由A0～A9確定，使用它能夠?qū)⒖刂平Y(jié)果反饋給控制者。

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6 結(jié)束語(yǔ)

使用公用電話網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的家電遙控系統(tǒng)是一種便捷、廉價(jià)的家居遙控系統(tǒng)，在通信網(wǎng)絡(luò)日益完善，通信工具日趨普及的今天，是一種很值得推廣的技術(shù)。該系統(tǒng)具有較高的性能價(jià)格比，由此進(jìn)一步開發(fā)出的智能儀器符合未來(lái)家電智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展方向，很具市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?/div>