基于電話網絡的遙控家電及防盜系統設計

0 引言
電話與手機是現代人生活中最常使用的通訊工具之一，若能善加運用電話網絡與電子技術、無線通信、計算機科技等各項技術相互結合，就能讓我們出門在外也能輕易地掌握家中狀況。因此，若能建立一套方便實用的家庭自動化與防盜保安系統，以便提供一個可以簡易管理居家環境的方式，達到家庭自動化、防盜保安和節約能源的目的。
本研究利用公眾電話網絡經復頻接收IC(KT3170)連接至單芯片(EM78P451P)，透過單芯片驅動外部電路與家中電器及門窗的監視傳感器連接，再利用EEPROM(93C66)內存設定電話及手機號碼，經由電話網絡傳輸，以達到控制家電及防盜保安的雙向監控系統。

1 系統規劃與設計
圖1為電話網絡應用于家電控制及防盜監控系統硬件架構圖，主要利用單芯片微控制器為中央處理模塊，配合公眾電話網絡系統，實現家電負載控制及防盜監控的功能。

1．1 硬件結構
家電控制及防盜監控系統絕大部份功能在中央處理模塊內完成。中央處理模塊實際上為一微處理器，本系統的功能用匯編語言設計而成。

4×4鍵盤作為家電控制及防盜監控系統的輸入通道，如電話號碼或手機號碼的設定、瀏覽等。液晶顯示器，用于將已設定好的電話號碼或手機號碼等的顯示。利用EEP-ROM(93C66)可存儲二十組欲通知電話號碼。電話自動撥號硬件架構如圖2所示。

電話線的信號情況說明如下：
①電話線在等待狀態時，其兩端電壓為45 V～55 V。
②當響鈴時，信號為正弦波，其電壓為100 V，20 Hz。
③當拿起電話筒時，其兩端電壓為5 V。
④電話接通后，再按下電話上的按鍵時，則每一個按鍵會產生一個DTMF信號，呈現在電話在線傳送出去，達到家電控制的目的，其擊鍵數字對應信號輸出頻率值。
在撥接前，中央處理模塊，必須檢測電話線是否有被占線。若無人使用，則傳送一高電平信號，經準位控制轉換器，控制開關控制器為ON(即電話接通，也就是電話筒拿起)。當數據在傳送，有人拿起電話筒時，則中央處理模塊會檢知局線被占用，此時傳送的數據會受到干擾，中央處理模塊等待1O秒后，重新撥號。當電話響鈴時，則中央處理模塊將傳送一高電位信號，經準位控制轉換器，則準位控制轉換器ON，并開始接收16筆數據后自動會掛斷電話，其硬件架構流程如圖3所示。

語音系統可將負載動作情況，預先錄好，當受控負載(門、窗、保險箱……)傳感器感應后，CPU將到EEPROM已設定好的電話或手機號碼，經公眾電話網絡撥出，當受控電話或手機接到時，可由手機顯示家里電話及響鈴次數，即可知道家里有狀況，亦可與家里電話接通，則將本系統語音模塊啟動，即可了解家里詳細情況，其硬件架構流程如圖4所示。
1．2 軟件模塊
本系統配合電話網絡，規劃家電控制及防盜監控系統，此系統包括四大項：電話接收數據、電話自動撥號、鍵盤設定數據(電話或手機號碼)、語音系統。

中央處理模塊利用掃描方式，判斷是否接受中斷及中斷優先權，其硬件架構流程圖如圖5所示。

(1)電話接收數據
電話接收數據時，先設定總共接收16筆數據，當電話響鈴時，經0．5秒后，中央處理模塊會自動接通電話，接收16筆數據，并判斷是否為已設定好的確認碼，若不是，則中央處理模塊不會處理此信號并自動掛斷電話，若是，則依指令判別碼動作，如所有負載關機指令、設定電燈動作指令、設定電飯鍋動作指令、設定電風扇動作指令、設定冷氣機動作指令等五種控制。
(2)電話自動撥動
本系統在自動撥電話前，必須先判斷電話是否有被占線，若占線，則CPU將等待一段時間，若空閑，則即刻接通電話，并自動將己設定好的電話號碼撥出，再將數據傳送，經20秒響鈴后，自動切斷電話，再判斷是否將所有設定好的電話號碼撥完。
(3)鍵盤掃描方式
平時微處理機在掃描鍵盤，并判斷是否被按到B鍵或C鍵，當B鍵被按到時表示”設定電話或手機號碼”，當C鍵被按到時則表示”瀏覽設定好的電話或手機號碼”。
①設定電話或手機號碼方式：
先按鍵盤“B”鍵。即可輸入電話號碼(8碼)或手機(10碼)。確認電話或手機號碼是否正確。再按鍵盤“B”鍵，即可將電話或手機號碼輸入到93C66內存內，不會因斷電而使數據消失。
②瀏覽設定好的電話或手機號碼：
先按鍵盤“C”鍵，即可在LCD上顯示數據，最前面有序號(NO：XX)接著顯示電話號碼或手機號碼。再按一次“C”鍵，即為下一筆電話號碼或手機號碼。
(4)語音系統
當語音系統被啟動后，CPU將讀取語音IC的負載動作數據經公眾電話網絡送出并判斷是否超過20秒，若超過20秒則自動切斷電話。

2 結論
本系統研制完成了基于電話網絡遙控家電及防盜監控系統的基本設備，包括負載受控單元及電話、手機等配備。實際測試表明受控負載的接收和動作均能正常運作，達到了預期效果，具有很高的使用價值。