家用智能控制器的設計

摘要：通過分析智能控制器的工作狀況以及功能，在此基礎上提出一種智能家居控制的方案，該智能家居控制利用移動電話或固定電話通過公用電話網對家用電器設備進行遠程控制，根據功能需求，從硬件設計入手，選擇以ARM7系列的微控制器LPC2132為核心微處理器，以MT8870為雙音多頻接收器，配合語音錄放芯片ISD4004和執行繼電器，以及相應的高效率開關電源構成整個硬件電路，然后對其軟件進行了分析，給出了整體軟件流程圖，完成了對智能控制器系統的設計。
關鍵詞：智能控制器；CPU；家用電器；LPC2132

自從1876年貝爾發明電話以后，電話通信變成我們日常生活中最常見、最廣泛的通信方式。目前電話網的地理范圍覆蓋率在我國已經達到了90％以上，并且大多數人現在都有手機或固定電話，如此可以利用現有的電話網傳輸控制信號，實現家用電器的控制。現有的可利用的數據傳輸方式有調制解調器(MODEM)傳輸和簡單的雙音多頻(DTMF)傳輸。
本設計就采用后者作為控制信號的通信方式。本文主要介紹一種可以遠程控制傳統家電的電話控制系統的設計方案。

1 智能控制器的工作狀況
智能控制器的工作過程描述如下：
1)當用戶撥通家庭電話后，智能控制器要求用戶輸入管理密碼。
2)用戶輸入密碼正確，則允許進行設置各種控制功能；如果用戶密碼錯誤，則提示重新輸入。
3)密碼確認后，智能控制器以語言提示用戶進入操作，例如“開燈請撥1；關燈請撥2；開窗戶請撥3，……”，用戶聽到語言提示后按相應的電話按鍵，例如撥“1”，智能控制器通過繼電器輸出接通相應的照明電源后，用語音向用戶提示“燈已打開。繼續操作請撥0，控制結束請掛機。”，用戶可繼續操作；參數設置完畢后，智能控制器發出控制信號，提示設置已成功，用戶退出系統。系統總體框圖如圖1所示。

1．1 智能控制器功能分析
根據工作描述，得到系統基本要求：系統電源；振鈴檢測；自動摘機／掛機；遠程用戶登錄管理；用戶控制功能選擇；語音操作提示；家用電器控制；工作狀態存儲；工作定時；工作故障保護；電源開關；工作指示燈等，如圖2所示。

1．2 DTMF及其編碼
DTMF是英文Dual tone multiple frequency的英文縮寫，意思是雙音多頻，現代電話網中應用廣泛。一般電話機有兩種撥號方式：一種是雙音頻撥號，是指用兩個特定的單音信號的組合疊加來代表數字或字符功能。另一種是脈沖撥號，它是通過開關節點控制用戶直流回路通斷來產生一串直流脈沖信號，一串撥號對應一位數字號碼，一串脈沖內脈沖的個數對應號碼的數字。