摘 要: 給出一種使用公用電話網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的系統(tǒng),。該系統(tǒng)采用電話機(jī)上的按鍵,作為控制命令按鍵,,通過Motorola公司的MC145436雙音調(diào)多頻接收機(jī)作電話雙音多頻(DTMF)解碼核心,,實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)程系統(tǒng)的控制功能。
關(guān)鍵詞: 雙音多頻(DTMF) DTMF解碼 電話遙控
利用公用電話網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,,主要要解決的問題是如何利用電話線傳遞控制信息,。使用Modem(調(diào)制解調(diào)器)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)控制信息的傳遞問題,,而且控制信息可以非常復(fù)雜和豐富,,但必須在控制方和被控制方各設(shè)置一臺(tái)計(jì)算機(jī)及Modem,費(fèi)用較高,。如果被控制方操作較簡(jiǎn)單,,只需要較少命令即可控制的情況下,直接使用電話機(jī)上的雙音多頻(DTMF)信號(hào)(*,、#及十個(gè)數(shù)字鍵,,共十二個(gè)鍵,一般作電話撥號(hào)用)或其組合,就足夠?qū)h(yuǎn)程被控制方進(jìn)行有效的控制,。使用電話機(jī)作控制器不但費(fèi)用低廉,,而且方便可靠,不管使用者在任何地方,,只要在手邊有一部電話機(jī),,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被控制方的控制。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要需要完成的功能是對(duì)電話雙音多頻信號(hào)進(jìn)行解碼,,并自動(dòng)驅(qū)動(dòng)被控制電器設(shè)備進(jìn)行指定操作,。由于電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是利用電話進(jìn)行控制的系統(tǒng),因此,,系統(tǒng)必須能識(shí)別電話的振鈴信號(hào),,并能自動(dòng)摘機(jī)和掛機(jī)。由于電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)一般在無人值守的情況下工作,,因此,,必須能自動(dòng)開機(jī)和關(guān)機(jī),并且在用戶出現(xiàn)誤操作時(shí),,必須能自動(dòng)復(fù)位及關(guān)機(jī),。一般被控制的電器設(shè)備有可能是強(qiáng)電驅(qū)動(dòng)的電器,因此,,真正控制電器設(shè)備開關(guān)的電路由繼電器實(shí)現(xiàn),。另外,系統(tǒng)主要由集成電路和模擬電路組成,,因此,,必須設(shè)置直流電源電路,以提供系統(tǒng)正常運(yùn)作所需的電力,。
根據(jù)以上要求,,電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要設(shè)置了電話雙音多頻(DTMF)信號(hào)解碼電路、系統(tǒng)控制電路,,4/16譯碼器,,驅(qū)動(dòng)電路、繼電器開關(guān)電路,、系統(tǒng)開啟電路,、系統(tǒng)關(guān)閉電路、電話摘機(jī)控制電路,、電話掛機(jī)控制電路,、自動(dòng)復(fù)位電路和電源電路等,如圖1所示,。
2 電話雙音多頻(DTMF)信號(hào)解碼
電話機(jī)鍵盤上包括12個(gè)按鍵(*,、#及十個(gè)數(shù)字鍵),,在音頻設(shè)置條件下,每個(gè)按鍵對(duì)應(yīng)一個(gè)兩頻率的正弦波信號(hào)的組合,,如表1所示,。
本系統(tǒng)采用Motorola公司的MC145436雙音調(diào)多頻接收機(jī)作電話雙音多頻(DTMF)解碼核心(見圖2)。
MC145436是硅柵CMOS大規(guī)模集成電路,,包括有濾波器和譯碼器用于檢測(cè)一對(duì)音調(diào)是否符合十六進(jìn)制輸出雙音多頻(DTMF)標(biāo)準(zhǔn),。開關(guān)電容濾波器技術(shù)用于定時(shí)控制和輸出電路的數(shù)字化。MC145436具有優(yōu)良的電源線噪聲指標(biāo)和撥號(hào)音的抑制性能,,很適合遠(yuǎn)端控制設(shè)備的電話雙音多頻(DTMF)信號(hào)的解碼工作,。
利用MC145436及電話?cǎi)詈想娐贰TMF信號(hào)放大電路,,可構(gòu)成一個(gè)電話雙音多頻(DTMF)信號(hào)的解碼電路,,如圖3所示。
由電話線上來的雙音多頻(DTMF)及電話直流供電混合信號(hào),,經(jīng)耦合器T,濾除電話線上的直流信號(hào),。然后送入放大器,將雙音多頻信號(hào)進(jìn)行放大,,之后,再經(jīng)過一個(gè)耦合電容,,送入MC145436雙音多頻(DTMF)解碼芯片,。經(jīng)MC145436芯片解碼后,DV信號(hào)變?yōu)橛行?高電平),,同時(shí)輸出4位代碼(D8,,D4,D2,,D1),。4位代碼(D8,D4,,D2,,D1)與電話鍵盤上按鍵的關(guān)系如表2所示。
3 系統(tǒng)開啟和關(guān)閉電路
由于電話遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)一般都放置在無人值守的環(huán)境下,,因此,,在不使用的情況下,系統(tǒng)應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài),;另外,,當(dāng)出現(xiàn)誤操作時(shí),系統(tǒng)應(yīng)可以自動(dòng)復(fù)位,。因此,,在電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中,,設(shè)置了系統(tǒng)開啟電路,系統(tǒng)關(guān)閉電路,,自動(dòng)復(fù)位開關(guān)電路,。
3.1 系統(tǒng)開啟電路
電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)利用電話振鈴信號(hào),作為系統(tǒng)開啟信號(hào),,其實(shí)現(xiàn)方法如圖4所示,。
當(dāng)電話振鈴信號(hào)到來時(shí),電話線路上的90V振鈴交變信號(hào),,經(jīng)耦合器T后,,再經(jīng)過一個(gè)橋電路B及濾波電路后,變成一個(gè)直流信號(hào),,加在可控硅Q的G端上,,打開可控硅Q。動(dòng)力電(220V交流)經(jīng)可控硅Q后,,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上的直流電源,,為整個(gè)系統(tǒng)提供電源。此時(shí),,系統(tǒng)的電源又反過來保持可控硅Q一直處于開啟狀態(tài),,從而保持整個(gè)系統(tǒng)處于開啟工作狀態(tài)。
3.2 系統(tǒng)關(guān)閉電路
當(dāng)用戶使用完控制系統(tǒng)后,,需要關(guān)閉系統(tǒng)時(shí),,發(fā)送一個(gè)“關(guān)閉系統(tǒng)”命令,系統(tǒng)即自動(dòng)關(guān)閉,;另外,,在出現(xiàn)誤操作,如用戶掛機(jī)時(shí),,未先發(fā)“關(guān)閉系統(tǒng)”命令,,或一個(gè)非法用戶無意中打開了系統(tǒng),系統(tǒng)都可以利用自動(dòng)復(fù)位開關(guān)送來的關(guān)機(jī)命令,,關(guān)閉系統(tǒng),。關(guān)閉系統(tǒng)電路如圖5所示。
當(dāng)用戶“關(guān)閉系統(tǒng)”命令或系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位關(guān)機(jī)命令到來時(shí),,通過與非門U1后,,驅(qū)動(dòng)繼電器KR接通,使可控硅Q的K,、A兩端短路,,當(dāng)用戶關(guān)閉系統(tǒng)命令或系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位關(guān)機(jī)命令失效時(shí),通過與非門U1輸出0電平,,繼電器KR斷開,,使可控硅Q的KA兩點(diǎn)開路,,從而使可控硅Q進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài),切斷動(dòng)力電,,關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng),。
3.3 自動(dòng)復(fù)位開關(guān)電路
當(dāng)用戶掛機(jī)前,未關(guān)閉系統(tǒng)時(shí),,自動(dòng)復(fù)位開關(guān)經(jīng)一設(shè)定延遲后,,會(huì)自動(dòng)發(fā)出關(guān)機(jī)命令,關(guān)閉整個(gè)系統(tǒng),。自動(dòng)復(fù)位開關(guān)電路如圖6所示,。
自動(dòng)復(fù)位開關(guān)的延遲時(shí)間由R、C組成的電路控制,。當(dāng)用戶正在進(jìn)行操作時(shí),,每當(dāng)按下電話鍵盤上的一個(gè)按鍵,則MC145436的第12端(DV)變?yōu)楦唠娖?,該信?hào)作為自動(dòng)復(fù)位開關(guān)電路的Sin信號(hào),,快速對(duì)電容C進(jìn)行充電。當(dāng)用戶松開電話按鍵,,則DV變?yōu)榈?,即Sin為低,此時(shí),,電容C通過電阻R進(jìn)行放電,。當(dāng)電容C上的電壓(即U-4)低于U-5上的電壓時(shí),Sout輸出一個(gè)低電平,,即自動(dòng)復(fù)位信號(hào)變?yōu)橛行А?BR>4 控制命令處理電路
由MC145436電話雙音多頻芯片輸出的4位數(shù)字代碼,根據(jù)系統(tǒng)安排,,分別送至系統(tǒng)控制電路和控制命令處理電路,。
控制命令處理電路主要功能是將并行的數(shù)字控制信息(即4位數(shù)字代碼)處理成對(duì)應(yīng)的控制命令,并且實(shí)現(xiàn)弱電控制命令與強(qiáng)電控制命令之間的轉(zhuǎn)換功能,??刂泼钐幚黼娐肪唧w包括三個(gè)部分,即4/16譯碼器,,驅(qū)動(dòng)電路和繼電器開關(guān)電路,。
4.1 4/16譯碼器
4/16譯碼器主要實(shí)現(xiàn)4位并行數(shù)字代碼轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的16位控制功能,可以由一塊芯片,,如74LS4514來實(shí)現(xiàn),。每當(dāng)4位并行數(shù)字代碼有效時(shí),74LS4514的16個(gè)輸出端中即有1個(gè)唯一的輸出端輸出為1,,其余皆為0,。
4.2 驅(qū)動(dòng)電路
驅(qū)動(dòng)電路主要實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)繼電器,,命令復(fù)用和命令鎖定三個(gè)功能。
· 驅(qū)動(dòng)繼電器
當(dāng)一個(gè)4/16譯碼器被用作多個(gè)控制命令時(shí),,由一個(gè)74LS4514芯片驅(qū)動(dòng)可能出現(xiàn)電力不足的情況,,因此,設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路為繼電器電路提供電力,。
· 多命令選擇
當(dāng)4/16譯碼器的某個(gè)輸出被用作多個(gè)控制命令時(shí),,可以將其接到不同的驅(qū)動(dòng)門上,如74LS245等,,選通某個(gè)驅(qū)動(dòng)門,,則該驅(qū)動(dòng)門對(duì)應(yīng)的命令有效,其它驅(qū)動(dòng)門對(duì)應(yīng)的命令無效,。
· 命令鎖定
命令鎖定主要實(shí)現(xiàn)命令保持功能,,即每接收到一次命令,即打開繼電器或關(guān)閉繼電器,。命令鎖定功能可以用74LS74芯片實(shí)現(xiàn),。
4.3 繼電器開關(guān)電路
繼電器屬?gòu)?qiáng)電電路,直接用集成電路芯片不能驅(qū)動(dòng),,為此,,在集成電路芯片與繼電器之間必須設(shè)置一個(gè)驅(qū)動(dòng)繼電器的電路。本系統(tǒng)利用分立三極管的截止和飽和兩個(gè)狀態(tài),,來關(guān)閉繼電器或打開繼電器開關(guān),,其電路如圖7所示。
本文介紹的電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),,可以利用電話機(jī)方便地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程電器設(shè)備的控制操作,,例如作為家用電器的遠(yuǎn)程控制器使用,使用者在任何地方,,都可以使用電話機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)居所的各種家用電器開關(guān)電源或其它的控制,。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)表明,采用電話機(jī)作控制器,,采用電話雙音多頻(DTMF)信號(hào)作為控制信號(hào),,可以可靠地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程系統(tǒng)的控制和操作。
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