电话远程控制论文

“家用电话远程控制及报警系统”可利用电话线实现远程控制，即通过电话拨号来开关家中电器。当用户不在家时，可以通过任意一部固定电话或移动电话（称为主叫电话）拨打用户家中的电话（称为被叫电话，该电话接入本系统）。当电话接通后，可通过操作主叫电话上的按键来进行对家用电器的控制。今天小编为大家推荐《电话远程控制论文 (精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

电话远程控制论文 篇1：

ISD4004语音芯片在电话远程控制系统中的应用

摘 要:ISD4004语音芯片以其独特的优势广泛应用于各种语音系统。本文结合ISD4004芯片的特点,介绍了ISD4004芯片在电话远程控制系统中的实际应用,并对其功能和在此系统中硬件电路的实现及软件设计做了简单介绍。

关键词:ISD4004 单片机 电话远程控制系统

随着通信技术的发展,电话机已成为现代社会生活的必需品,而利用电话机对家用电器进行远程控制也已成为可能。由AT89系列单片机作为中央处理器,双音多频发送接收器MT8888进行远程通信,ISD4004作为语音处理芯片的电话远程控制系统可应用于智能控制、工业控制等领域。其主要功能如下:

(1)家电远程控制功能:可通过电话异地拨号,经密码验证后,在语音的提示下,可进行远程控制家电。(2)电话录音功能:通过电话直接录音,操作时均为语音提示。(3)一键呼出功能:当家里有紧急情况时,通过一键呼出按钮,主机会自动将已设置好的几组号码循环拨出,发出事先录制好的求救信息。

在电话控制系统中,语音部分使本系统更加人性化,通过语音提示,操作更加方便、快捷。语音的实现是通过单片机与语音芯片之间的通信来完成的,此系统中采用的语音芯片是ISD4004。ISD4004是由美国ISD公司制造的一种语音芯片,其特点是单片录放时间较长,可长达16分钟;片内信息存于闪烁存储器中,可在断电情况下保存100年;反复录音可达10万次;拥有高质量、自然的语音还原技术。

1 硬件电路设计

在电话远程控制系统中,ISD4004与单片机及其他器件的硬件电路连接,单片机P2.0接ISD4004的串行输入引脚MOSI,从该引脚读入放音的地址,P2.1接ISD4004的片选引脚SS,控制ISD4004的选通与否,P2.2接ISD4004的串行时钟引脚SCLK。音频信号输出引脚AUDOUT通过音频功放LM386与扬声器连接。麦克风的两端分别与录音信号同相和反相输入端连接。ISD4004主要引脚功能见表1。

2 软件设计

在电话远程控制系统中,AT89S52单片机提供了用户键盘、显示和ISD4004所需接口。通过按键,单片机将相应指令传给ISD4004,同时监控ISD4004的中断输出。电路上电后,程序首先完成初始化,随后查询按键状态,进入系统待机状态。如果有按键按下,则转去执行该按键指向的工作程序。下面给出部分程序设计。

录音子程序:

LY:LCALLLYHM1;

显示“按任意键开始录音”

LYCS: JBC 21H,LY6

JNB 22H,LYCS

CLR 22H;

中断到来标志位

DJNZR6,LYCS;

等待有键按下,按键间隔判断,12.8s

LJMPLYFH

LY6: MOV R6,#256

LCALLLYHM2 ;

显示“按任意键停止录音”

LCALL UPPW

LCALL DELAY50 ;

上电,延时

LCALL UPPW;

上电,25ms*2延时(双倍延时)

LCALL DELAY50

MOV 28H,#00H

MOV 29H,#0A0H

LCALL SETREC

LCALL REC

LYCS1: JBC 21H,LY61

JNB 22H,LYCS1

CLR 22H;

中断到来标志位

DJNZR6,LYCS1 ;

等待有键按下,按键间隔判断,12.8s

LY61: LCALL STOP

LCALL MMXGCG;

调修改成功画面

LCALL DELAY3S

LYFH:

RET

放音子程序:

FANGYIN:

LCALL UPPW;

调用上电子程序

LCALL DELAY50 ;

上电,延时

LCALL UPPW;

上电,25ms*2延时(双倍延时)

LCALL DELAY50

LCALL SETPLAY ;

调用从指定地址开始放音子程序

LCALL PLAY ;

调用从当前地址开始放音子程序

RET

在放音程序中,首先要送上电指令,然后等待25毫秒的延迟,再送放音起始地址,最后送開始放音指令。

参考文献

[1] 张常年,王振红,李洋.ISD4004语音芯片的工作原理及其在智能控制系统中的应用[J].电子元件与材料,2001.9(6).

[2] 吴杰,张保平.ISD4004芯片在现场录放音系统中的应用[J].微处理机,2004.20(4).

[3] 蔡成炜.基于51单片机控制的电话远程控制系统设计[J].大众科技,2010.5(4).

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

作者：高艳

电话远程控制论文 篇2：

家用电话远程控制及报警系统

“家用电话远程控制及报警系统”可利用电话线实现远程控制，即通过电话拨号来开关家中电器。当用户不在家时，可以通过任意一部固定电话或移动电话(称为主叫电话)拨打用户家中的电话(称为被叫电话，该电话接入本系统)。当电话接通后，可通过操作主叫电话上的按键来进行对家用电器的控制。本系统还可对屋内有无煤气泄漏、是否有陌生人闯入等事件进行实时监测，根据监测结果，将报警信息及时发送到用户的传呼机上。

本系统由主机、控制执行装置、煤气报警装置、防撬装置组成。

系统主机：由主控CPU、双音频收发、遥控接收、遥控发送等电路组成。主控CPU是整个系统的核心，在工作中起主导控制作用;双音频收发电路完成对电话信号的接收和拨号功能;遥控接收电路用于接收来自煤气报警装置和防撬报警装置的无线电报警信号，并将其送入主控CPU电路，完成拨打用户传呼等功能;主控CPU在电话机上接收到控制信号后，通过遥控发射电路向控制执行装置发送无线电控制信号。

系统控制执行装置：用来控制家用电器的电源开关。当主机经电话线接到开关电器的指令后，向控制执行装置发送无线控制信号，控制家用电器的电源开关。

煤气报警器：用于检测空气中有无液化气、煤气、一氧化碳及烟雾。当检测到空气中有煤气，发出音响报警，同时通过无线电向主机发出煤气报警信号。

防撬报警器：安装在门或窗处，当门窗被撬开时，向主机发出无线电报警信号。

专家评语：

该项目利用家用电话较好地实现了4路信号的远程控制。主要利用单片机控制无线电发射装置发出不同无线电信号，无线电接收装置接收到不同的无线电信号控制电源开关，从而实现不同家用电器的开关控制，同时报警装置能够将检测到的异常状况通过无线电发送到主人的传呼机，具有很好的实用价值。

作者：江兴盟

电话远程控制论文 篇3：

基于FPGA的电话远程控制系统设计

摘要:随着科技发展,信息化愈发成为本世纪的发展方向。本文介绍一种基于公共电话通信网络实现远程控制的智能控制系统。本设计采用FPGA作为控制器,通过电话网络传输密码与指令操作码,实现有用户权限的远程操作。具有可配置性强,控制信号多,系统可靠稳定等特点。

关键词:远程控制;现场可编程逻辑阵列;用户权限

Design of Phone Remote Control System Based on FPGA

Key words: Remote Control; FPGA ; User jurisdiction

1引言

随着社会的进步以及科技的进步,人们越来越期望科技能给人们带来更多的便捷。其中在家电领域,为了适应这种时代发展的潮流,家用电器的智能化及可远程控制化越来越受到人们的关注。海尔前几年就提出了智能家居的概念,并且已经研制出了相关的产品。信息家电的产生和发展将对传统家电、计算机和通信业产生深远影响。

基于这样的背景,本文设计了一个电话远程控制系统,本系统可以利用家庭电话,使得用户可以通过电话控制与系统相连的电热水器、空调、电饭锅等各种受控电器的开、关及温度设定等,实现远程控制。

2系统硬件介绍

本系统的硬件设计框图见图1所示。

本系统主要由以下几个部分组成:

铃流检测电路: 负责检测电话呼叫铃流。判断是否摘机;

摘/挂机电路: 负责电话机接通与挂断。实现系统与远程电话通信连接与断开;

DTMF解码电路: 负责对接收到的DTMF控制信号解码。并将解码数据传送至FPGA;

EEPROM: 基于SPI协议的存储器,负责存储密码等用户信息;

语音提示电路: 主要用来存储及播放语音以提示用户执行相关操作;

FPGA: 本系统的控制核心,用来控制电话摘机,接收用户输入,控制语音播放等一系列操作;

FPGA配置芯片: 用来对FPGA进行上电配置,因为FPGA是基于RAM的存储结构,数据掉电易失,所以采用基于PROM的FPGA配置芯片,在系统上电时,对FPGA进行配置。

下面分别介绍各个部分的具体实现,图2所示为本系统的关键部分电路原理图(FPGA下载等部分忽略):

(1)铃流检测电路

当正弦电话铃流信号到来时,信号经过电容C10滤去直流分量后,经过光电耦合,由四个施密特触发器构成整流电路,并将整流后的方波信号传送给FPGA。

(2)摘/挂机电路

该电路直接与电话并联连接,当FPGA完成对铃流信号检测,并满足摘机条件后,FPGA的摘机信号Tele_on信号输出高电平,使得晶体管T3导通,从而改变电路的电阻值,模拟电话摘机,实现本机与远程电话通信连接;挂机则由FPGA将Tele_on信号置低。

(3)DTMF解码电路

本电路核心是DTMF解码芯片HT9170,HT9170是HOLTEK公司生产的18脚DIP-SOP封装的DTMF信号接收解码芯片,它具有工作电压低,静态工作电流小,外围电路简单,使用元件少且无需外部滤波器等优点,可对接收到的16种DTMF信号进行检测和解码。

此电路负责将由本机输入的密码或控制码等DTMF信息转变成4位的数字信号,并将其输入到FPGA中,FPGA根据输入信号执行相关操作。

(4)EEPROM

本系统采用的是基于SPI串行通信协议的EEPROM芯片: X5045。X5045芯片内含512字节存储单元,10万次可靠写,数据保持时间100年。对X5045的操作是通过4根口线CS、SCK、SI和SO进行同步串行通信来完成。SCK是外部输入的同步时钟信号。在对芯片定改指令或数据时,时钟前沿将SI引脚信号输入;在读取数据时,时钟后沿将数据位输出到SO引脚上。数据的输入/输出都是高位在先。

本系统采用EEPROM的用意在于存储密码等用户信息,因为FPGA是基于RAM编程,掉电易失,所以必须将用户密码、电话等信息存储在存储器中。当用户输入密码后,FPGA读取EEPROM中的密码信息,与用户输入密码进行比较。如果正确则给用户操作权限,否则将用户锁定,不给此用户工作权限。

(5)语音提示电路

本部分电路主要由ISD1420系列芯片及其外围附件组成。本电路的作用是在用户进行操作的过程中进行相关的语音提示,这部分电路的硬件并不复杂,但提示音的播放需要程序参与。本系统采用ISD1420实现语音提示的存储与播放提示。分别在FPGA的控制下提示用户输入密码,输入操作码,修改密码等一系列操作。本部分电路还有一个可开关的喇叭,可用来提示现场。

(6)FPGA及其配置电路

本部分是本系统设计中最关键部分。整个系统都是在此FPGA的调度下完成相关操作。本设计采用的是ALTERA公司生产的Cyclone系列FPGA: EP1C3T144C8芯片。其配置芯片采用的是EPCS1系列配置芯片,系统上电后,EPCS1通过主动串行模式对FPGA进行配置。

EP1C3系列FPGA采用了144管脚的扁平封装,用户IO管脚高达89个,逻辑规模达到5万门,用户资源比较丰富,完全可以满足中等复杂情况下的应用要求。在本系统中,FPGA的109-144管脚被用来作为系统控制端口,分别作为铃流输入端,自动摘机控制端,DTMF数据输入端,EPPROM控制端,语音电路控制端以及控制信号输出端口。其余管脚通过扩展端口引出,可以在以后的开发中进行功能扩展。

3系统工作流程

如图3所示为本系统的具体工作流程:

本系统的工作流程是:当用户拨打与系统相连的电话机后,铃流检测电路将正弦铃流信号转成数字脉冲信号,并传输给控制器FPGA,FPGA判断符合条件后控制电话摘机,并产生提示音提示用户输入密码;当用户输入密码后,DTMF解码电路将输入的DTMF密码信号转变成4位数字信号,并输入到FPGA中,FPGA接收完密码数据后,通过SPI串行通信方式从EEPROM中读取用户预设密码,并与用户输入密码进行比较:

(1)如果密码正确,FPGA控制语音部分向用户进行语音提示,提示用户输入操作码:

操作码1:语音提示用户输入控制码;

操作码2:语音提示输入修改的密码;

通过DTMF解码电路将后续操作码传输给FPGA,FPGA根据操作码执行相关操作;

(2)如果密码错误,FPGA控制语音电路向用户进行语音提示,提示用户密码错误,重新输入,并记录错误次数,当用户输入密码错误次数达到3次,则FPGA将电话挂机,禁止用户操作。

4FPGA控制器设计

根据设计的操作流程,本系统采用Verilog HDL硬件描述语言编写了FPGA控制器的代码以及测试文件(testbench),并且在Modelsim_SE环境下进行了设计代码的编译与功能仿真。

在功能仿真阶段,笔者用testbench仿真了铃流,各种操作码以及密码的输入。按照操作流程分别输入错误密码及正确密码,直至实现摘机;在其后的工作环境下仿真各种操作码输入,观察控制器对应的操作。经过完备的仿真分析,证明控制器代码设计是正确的。其中部分关键信号仿真结果如图4所示。

硬件描述部分主要分三个模块,分别是主控制器模块,铃流判断模块以及DTMF码接收处理模块。代码在Synplify环境下的综合结果如图5所示。

铃流判断功能模块负责采集并判断铃流信号,在满足接通条件后,产生使能信号,以通知控制模块实现电话连接。

DTMF码接收处理模块的主要功能是防止误操作。在此部分功能模块设计中,我们在模块内部设计了一个移位寄存器实现不间断数据采样,在数据最稳定的阶段,即采样数据全1或全0情况下,才采用握手信号通知控制器采集DTMF解码数据,以确保防止由于数据不稳定或者外部干扰等情况引起的误操作,保证系统可靠与稳定。

主控制器模块主要功能是实现系统的调度与操作。此功能模块采用复杂的状态机设计来实现操作。其主要实现的功能有摘机,语音播放,密码修改,读/写EEPROM,接收密码与操作码,输出操作指令,挂机等一系列操作。

5系统调试

在完成理论设计与软件仿真、综合等工作后,笔者进一步完成了PCB板设计,并完成了系统的电路板设计。在现场调试过程中,笔者经过不断调整与修改软硬件设计,最终实现了系统的功能。如图6所示为系统实物图。

6结束语

本系统经过现场调试,完成了预期的功能。而且采用低成本FPGA设计,其作为集成电路设计产业的重要应用,实现了集成电路设计与应用系统设计的紧密结合。同时其较丰富的用户资源,确保了本系统具有可扩展性和可升级性,用户完全可以根据需要定制不同的功能操作。

本文创新点:系统具有密码控制,使得用户必须有权限方可实现操作。同时采用基于SPI协议的EEPROM存储用户信息,用户可以修改密码等信息,保证系统的安全性。采用FPGA设计,Verilog HDL硬件描述语言描述的硬件控制器,摒弃了传统设计的不可更改,可根据需要设计相应的硬件控制器,非常方便用户在日后使用中的升级与自配置。

参考文献

[1] 基于智能手机的电脑远程控制系统设计

[2] 刘恩科 朱秉升 半导体物理学 北京:电子工业出版社 2003.8

[3] Behzad Razavi 模拟CMOS集成电路设计 西安 西安交通大学出版社 2000.7

[4] Model TechnologyModelSim SE User’s Manual 美国 2007.2

[5] 沈云红 Synplify pro 综合 西安:电子科技大学SOC设计中心 2005.9

作者：周 毅 陆兆春 王龙伟