公话网智能家居系统设计方案

） ，电路如图3所示。 连接器J4用于接收由环境监测和安防传感器及处理电路发送的状态信息， J5主要用于向报警与控制板发送各类报警请求。

　　图3 MCU及外围电路

　　2） 电机控制电路。 为了实现窗帘的电动控制，选用可正反双向转动的低速交流同步电机，由市电220V 供电。 电机转动最大行程的机械控制装置与电机一起封装在窗帘电机盒内，安装时可根据窗帘的尺寸来设置。 窗帘电机的控制电路如图4所示。

　　图4 窗帘电机控制电路

　　ACL和ACN分别为AC220V交流电的火线、零线，由MCU的P13 和P14端口对继电器J5和J6进行控制，"1"电平为动作，"0"电平为释放。 J5动作、J6释放则电机正转； J6动作、J5释放则电机反转； J5和J6都不动作，则电机不转。

2. 2 安防报警与远程控制模块

　　该模块主要包含MCU及外围电路、与公话网相连的接口电路、电话振铃的检测电路、信号音的检测电路、电话号码和远程控制操作码的收发电路、报警和提示语音的录放电路、LCD显示电路和键盘电路（16键）等，如图5所示。

　　1） MCU及外围电路。 主要包括MCU、时钟电路和串行FLASH存储器。 该存储器用来预存报警时自动拨打的电话号码（如主人手机、办公室座机、110等）和家电远程控制的操作码，选用容量为256字节的AT24C02， 采用I2 C总线结构与MCU的端口进行连接。

　　2） 电话接口及振铃检测电路。 主要包括电话的摘机电路，音频偶合变压器（用于信号音、报警及提示语音、DTMF信号与电话外线的偶合） ，以及振铃检测电路，如图6所示。

　　图6中SIGN为音频偶合变压器与信号音检测电路的接口， TONE 为双音多频（DTMF）号码收发电路的接口， SP +与SP–为语音播放电路的接口。

　　摘机电路：由MCU 控制继电器JP1 来实现。

　　当MCU的P36端口送出高电平时，三极管Q1导通，继电器JP1动作， JP1的接点7和8与电话外线相连，并通过R2等元件构成摘机回路；当P36端口送出低电平时，则摘机回路断开，回到挂机状态。

　　铃流检测电路：用于家电的远程控制。 电话振铃信号是40 ±15 V /25 Hz的正弦波。 当该信号到来时， 电话线路上的正弦波信号叠加在直流电压上变成90 ±15 V 电压， 经过整流后击穿稳压管D6再驱动光电耦合器Q2，从Q2的C极输出方波信号送至MCU的INT0中断口，累计振铃次数，达到预定次数MCU则控制自动摘机，进行家电的远程控制处理。

　　3） 信号音检测电路。 主要由信号音专用检测芯片CR6230来完成，其信号输入管脚SIGN与音频变压器的管脚4相连，可准确识别电话线路的拨号音、回铃音、忙音、催挂音等各种信号音，其状态通过4个管脚输出，再连至MCU的端口。 MCU只需读取端口即可。

　　4） 号码和操作码的收发电路。 主要完成电话号码的发送（拨号）及远程控制操作码的接收（收号）。 由于公共电话网上的号码与信令都是以DTMF制式来传输的，所以决定采用M ITEL 公司的DTMF收发专用集成电路MT8880，如图7所示。 该元件的DTMF 信号的输入（ IN - ） /输出（ TONE）端通过外围放大电路与音频变压器的第2管脚相连，号码的二进制数据通过管脚D3、D2、D1、D0与MCU的I/O端口相连，从而使拨号号码的DTMF信号可上传到电话线路，远端送到电话线路上的DTMF信号也可被译码成远程控制操作码由MCU读取。

　　图7 DTMF信号的收发电路。

3 系统软件设计

　　本系统的软件程序包括主控程序，安防监控报警程序，定时、红外遥控信号的接收程序，振铃、拨号、收号等中断处理程序，家电远程控制程序，以及遥控器的信号发射程序等， 主要采用C语言设计。 由于篇幅所限， 这里只给出主控程序和报警程序的设计思路和处理流程。

　　3. 1 主控程序的设计

　　主控程序装载于主控板的MCU 芯片的FLASH存储器中，主要功能是完成以下功能：单片机的初始化，接收和处理遥控器发送的窗帘控制命令；在定时中断程序的配合下进行窗帘的定时开合的控制；扫描红外感应、燃气检测等传感器的输出信号，如有报警，当有人在家时（未设防）播放声音提示，无人在家时则向报警与控制板发出请求，再由该板完成电话拨号报警处理。 主控程序的处理流程如图8所示。

　　图8 主控程序流程

　　3. 2 安防监控报警程序的设计

　　该程序装载于报警与控制板的MCU芯片中，振铃、拨号、收号等中断处理程序也驻留在该芯片内，主要实现循环电话拨号、向摘机者播放报警留言语音，以及电话号码（及远程控制操作码）的预存、查询与更新等功能。 程序的处理流程如图9所示。

　　图9 安防报警程序流程

　　4 结束语

通过近1年的工作，基于公话网的智能家居系统已完成了样品的研制，经试用检测，基本上实现