單片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能家居的遠(yuǎn)程控制

　　隨著科技的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)居住環(huán)境方便快捷的要求越來(lái)越高，智能家居系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。智能家居是現(xiàn)代電子技術(shù)、通訊技術(shù)及自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它能夠實(shí)現(xiàn)對(duì)家電設(shè)備的自動(dòng)控制和管理、對(duì)家庭的安全進(jìn)行監(jiān)測(cè)報(bào)警，能夠?yàn)橛脩籼峁┌踩孢m、高效便利的生活環(huán)境。本文結(jié)合語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)，利用SPCE061A 豐富的語(yǔ)音處理功能，在已有的電力線和電話線的基礎(chǔ)上， 設(shè)計(jì)了一套智能家居系統(tǒng)， 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完善并且具有較高的性價(jià)比。

　　2 系統(tǒng)架構(gòu)

　　系統(tǒng)主要由主控制器、分控制器（89C51）、電話接口和電力線載波通信等幾部分組成。本系統(tǒng)使用了大量的硬件電路來(lái)完成部分功能模塊，其目的就是充分利用硬件電路的可靠性和穩(wěn)定性以使系統(tǒng)達(dá)到較高的性能。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如下圖1所示。

　　本系統(tǒng)主要完成遠(yuǎn)程控制家用電器和自動(dòng)報(bào)警兩個(gè)功能， 下面我們簡(jiǎn)要介紹一下系統(tǒng)的工作過(guò)程：

　　當(dāng)用戶通過(guò)遠(yuǎn)方任何一部電話撥打家中的電話時(shí)，系統(tǒng)檢測(cè)到電話線上出現(xiàn)的振鈴信號(hào)并開(kāi)始計(jì)數(shù)。如果五次振鈴無(wú)人接聽(tīng)， 主控制器則發(fā)出摘機(jī)信號(hào)， 實(shí)現(xiàn)模擬摘機(jī)，并播放語(yǔ)音提示。用戶根據(jù)語(yǔ)音提示輸入密碼，DTMF 電路將接收到的DTMF 信號(hào)進(jìn)行解碼，并將解碼后的數(shù)字信號(hào)送入CPU 驗(yàn)證密碼是否正確， 三次輸入密碼錯(cuò)誤則系統(tǒng)自動(dòng)掛機(jī)。如果密碼正確，則進(jìn)一步提示用戶輸入控制命令，這時(shí)用戶可以通過(guò)按鍵或者直接用口令對(duì)家用電器進(jìn)行控制。

　　如果采用口令來(lái)控制，則口令經(jīng)電話線，以及電話接口的語(yǔ)音通道進(jìn)入，SPCE061A 單片機(jī)則將采集到的話音與預(yù)先存儲(chǔ)的模板進(jìn)行比較，進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別并判斷出用戶的指令，然后發(fā)送相應(yīng)的控制信號(hào)。控制信號(hào)被送入電力線調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過(guò)電力線接口電路耦合到電力線上進(jìn)行傳輸，控制信息也就以廣播形式發(fā)送出去。

　　由電力線傳送的被調(diào)制信號(hào)由分控制器系統(tǒng)的電力線接口電路接收并被送入ST7537 進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的信號(hào)被送入分控制器。每個(gè)分控制器都有自己的固定地址，分控器讀取解碼后的地址信息，并判斷與自己的固有地址是否一致，若一致則接收數(shù)據(jù)信息并執(zhí)行相應(yīng)的操作，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)相應(yīng)家電的控制。操作完成后，分控制器向主控制器發(fā)回確認(rèn)信息，再由主控制器控制語(yǔ)音提示電路發(fā)出操作完成或失敗的語(yǔ)音提示，通知電話遙控者。

　　如果采用按鍵控制，用戶發(fā)出的按鍵信號(hào)（DTMF）經(jīng)解碼后送入CPU,CPU 接收到信號(hào)后從中分析出地址信息和控制信息并發(fā)出控制信號(hào)?？刂菩盘?hào)經(jīng)ST7537 調(diào)制后通過(guò)電力線傳輸?shù)椒挚刂破?，由分控制器?zhí)行相應(yīng)的操作。

　　當(dāng)傳感器檢測(cè)到警情時(shí)， 就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)， 分控制器接收到報(bào)警信號(hào)， 則將報(bào)警信號(hào)耦合到電力線上。

　　中心控制器接收到報(bào)警信號(hào)后則自動(dòng)撥打用戶預(yù)先設(shè)置的電話號(hào)碼， 電話接通后延遲兩秒， 系統(tǒng)自動(dòng)播放語(yǔ)音報(bào)警信息。

　　3 SPCE061A 芯片特性簡(jiǎn)介

　　SPCE061A 是一款基于μ 'nSP 內(nèi)核的16 位單片機(jī)，其芯片特性如下：

　　1.工作電壓：內(nèi)核工作電壓VDD 為3.0-3.6V（CPU），I/O 口工作電壓VDDH 為2.4～5.5V（I/O）；2. CPU 時(shí)鐘：0.32MHz～49.152MHz;3. 內(nèi)置 2K 字SRAM 和32K 閃存ROM;4. 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下（時(shí)鐘處于停止?fàn)顟B(tài)），耗電小于2 μ A@3.6V;5 . 具備觸鍵喚醒的功能；6 . 3 2 位通用可編程輸入/ 輸出端口；7 . 2 個(gè)1 6 位可編程定時(shí)器/ 計(jì)數(shù)器（ 可自動(dòng)預(yù)置初始計(jì)數(shù)值） ;8. 7 通道10 位電壓模- 數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和單通道聲音模- 數(shù)轉(zhuǎn)換器；9. 2 個(gè)10 位DAC（數(shù)- 模轉(zhuǎn)換）輸出通道；10.14 個(gè)中斷源可來(lái)自定時(shí)器A/B,時(shí)基，2 個(gè)外部時(shí)鐘源輸入， 鍵喚醒；1 1. 具備串行設(shè)備接口；12. 低電壓復(fù)位（LVR）功能和低電壓監(jiān)測(cè)（LVD）功能；13. 內(nèi)置在線仿真（ICE,In-Circuit Emulator）接口。

　　SPCE061A 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖2 所示。