基于KT3170芯片和EM78P451P单芯片实现家电双向监控系统的设计

引言

电话与手机是现代人生活中最常使用的通讯工具之一，若能善加运用电话网络与电子技术、无线通信、计算机科技等各项技术相互结合，就能让我们出门在外也能轻易地掌握家中状况。因此，若能建立一套方便实用的家庭自动化与防盗保安系统，以便提供一个可以简易管理居家环境的方式，达到家庭自动化、防盗保安和节约能源的目的。

本研究利用公众电话网络经复频接收IC（KT3170）连接至单芯片（EM78P451P），透过单芯片驱动外部电路与家中电器及门窗的监视传感器连接，再利用EEPROM（93C66）内存设定电话及手机号码，经由电话网络传输，以达到控制家电及防盗保安的双向监控系统。

1、系统规划与设计

图1为电话网络应用于家电控制及防盗监控系统硬件架构图，主要利用单芯片微控制器为中央处理模块，配合公众电话网络系统，实现家电负载控制及防盗监控的功能。

1．1 硬件结构

家电控制及防盗监控系统绝大部份功能在中央处理模块内完成。中央处理模块实际上为一微处理器，本系统的功能用汇编语言设计而成。

4×4键盘作为家电控制及防盗监控系统的输入通道，如电话号码或手机号码的设定、浏览等。液晶显示器，用于将已设定好的电话号码或手机号码等的显示。利用EEP-ROM（93C66）可存储二十组欲通知电话号码。电话自动拨号硬件架构如图2所示。

电话线的信号情况说明如下：

①电话线在等待状态时，其两端电压为45 V～55 V。

②当响铃时，信号为正弦波，其电压为100 V，20 Hz。

③当拿起电话筒时，其两端电压为5 V。

④电话接通后，再按下电话上的按键时，则每一个按键会产生一个DTMF信号，呈现在电话在线传送出去，达到家电控制的目的，其击键数字对应信号输出频率值。

在拨接前，中央处理模块，必须检测电话线是否有被占线。若无人使用，则传送一高电平信号，经准位控制转换器，控制开关控制器为ON（即电话接通，也就是电话筒拿起）。当数据在传送，有人拿起电话筒时，则中央处理模块会检知局线被占用，此时传送的数据会受到干扰，中央处理模块等待1O秒后，重新拨号。当电话响铃时，则中央处理模块将传送一高电位信号，经准位控制转换器，则准位控制转换器ON，并开始接收16笔数据后自动会挂断电话，其硬件架构流程如图3所示。

语音系统可将负载动作情况，预先录好，当受控负载（门、窗、保险箱……）传感器感应后，CPU将到EEPROM已设定好的电话或手机号码，经公众电话网络拨出，当受控电话或手机接到时，可由手机显示家里电话及响铃次数，即可知道家里有状况，亦可与家里电话接通，则将本系统语音模块启动，即可了解家里详细情况，其硬件架构流程如图4所示。

1．2 软件模块

本系统配合电话网络，规划家电控制及防盗监控系统，此系统包括四大项：电话接收数据、电话自动拨号、键盘设定数据（电话或手机号码）、语音系统。

中央处理模块利用扫描方式，判断是否接受中断及中断优先权，其硬件架构流程图如图5所示。

（1）电话接收数据

电话接收数据时，先设定总共接收16笔数据，当电话响铃时，经0．5秒后，中央处理模块会自动接通电话，接收16笔数据，并判断是否为已设定好的确认码，若不是，则中央处理模块不会处理此信号并自动挂断电话，若是，则依指令判别码动作，如所有负载关机指令、设定电灯动作指令、设定电饭锅动作指令、设定电风扇动作指令、设定冷气机动作指令等五种控制。

（2）电话自动拨动

本系统在自动拨电话前，必须先判断电话是否有被占线，若占线，则CPU将等待一段时间，若空闲，则即刻接通电话，并自动将己设定好的电话号码拨出，再将数据传送，经20秒响铃后，自动切断电话，再判断是否将所有设定好的电话号码拨完。

（3）键盘扫描方式

平时微处理机在扫描键盘，并判断是否被按到B键或C键，当B键被按到时表示”设定电话或手机号码”，当C键被按到时则表示”浏览设定好的电话或手机号码”。

①设定电话或手机号码方式：

先按键盘“B”键。即可输入电话号码（8码）或手机（10码）。确认电话或手机号码是否正确。再按键盘“B”键，即可将电话或手机号码输入到93C66内存内，不会因断电而使数据消失。

②浏览设定好的电话或手机号码：

先按键盘“C”键，即可在LCD上显示数据，最前面有序号（NO：XX）接着显示电话号码或手机号码。再按一次“C”键，即为下一笔电话号码或手机号码。

（4）语音系统

当语音系统被启动后，CPU将读取语音IC的负载动作数据经公众电话网络送出并判断是否超过20秒，若超过20秒则自动切断电话。

2、结论

本系统研制完成了基于电话网络遥控家电及防盗监控系统的基本设备，包括负载受控单元及电话、手机等配备。实际测试表明受控负载的接收和动作均能正常运作，达到了预期效果，具有很高的使用价值。

责任编辑：gt