專利名稱:一種電話遠(yuǎn)程控制和報(bào)警裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電話遠(yuǎn)程控制和報(bào)警裝置,屬于智能家電系統(tǒng)和家庭安防系統(tǒng)領(lǐng)域,用 以配合家庭網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)智能家電控制和系統(tǒng)安全報(bào)警。
背景技術(shù):
我國(guó)當(dāng)前電話的普及率高,采用電話作為信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸?shù)拿襟w具有先天的優(yōu)勢(shì)。尤其是 手機(jī)的普遍使用,可以隨時(shí)隨地通過(guò)電話線與家中的網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信,使得電話遠(yuǎn)程控制對(duì)于 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制來(lái)說(shuō)具有時(shí)間和空間上不可比擬的優(yōu)勢(shì),可靠性和穩(wěn)定性也更高?,F(xiàn)有的電話遠(yuǎn)程控制技術(shù)中,大部分功能不夠全面,而且普遍使用了三極管、繼電器等 自行設(shè)計(jì)的電路,體積龐大、靜態(tài)功耗大、可靠性不高。如申請(qǐng)?zhí)枮?9257923. 6的發(fā)明,利 用振鈴信號(hào)啟動(dòng)用電器械,既無(wú)語(yǔ)音提示也無(wú)密碼保護(hù),不夠智能。申請(qǐng)?zhí)枮?3202479. 7的 發(fā)明,僅實(shí)現(xiàn)了利用芯片ISD1420往電話線播放報(bào)警語(yǔ)音的單一功能,既沒(méi)有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào) 也沒(méi)有考慮靜態(tài)功耗。申請(qǐng)?zhí)枮?6241401. 8的發(fā)明,沒(méi)有語(yǔ)音提示,外電路復(fù)雜。申請(qǐng)?zhí)枮?02117006. 1的專利,摘掛機(jī)模塊、輸入輸出轉(zhuǎn)換都是靠自行設(shè)計(jì)的繼電器、三極管搭出來(lái)的, 外電路復(fù)雜,體積龐大,而且語(yǔ)音音質(zhì)不清晰,沒(méi)有査詢家電狀態(tài)和查詢外撥號(hào)碼功能。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明就是針對(duì)以上問(wèn)題而提出的一種解決方案,實(shí)現(xiàn)了接收用戶按鍵控制指令和系統(tǒng) 安全報(bào)警功能,兼具語(yǔ)音提示和密碼保護(hù)功能,同時(shí)考慮了靜態(tài)功耗和過(guò)壓保護(hù)問(wèn)題。本發(fā)明的特征在于,含有數(shù)據(jù)接入管理芯片MH88435,單片機(jī),DTMF雙音多頻信號(hào)收 發(fā)芯片,語(yǔ)音芯片以及電源,其中MH88"5芯片,設(shè)有連接電話線路的端口TIP和RING,雙音多頻模擬信號(hào)輸入端VR-, 語(yǔ)音信號(hào)輸入端VR+,摘機(jī)指令信號(hào)LC的輸入端,DTMF模擬信號(hào)VX的輸出端,振鈴脈沖信 號(hào)RV的輸出端,以及摘機(jī)標(biāo)志信號(hào)LCD的輸出端,該MH88435把電話線路與DTMF收發(fā)芯片、語(yǔ)音芯片以及單片機(jī)連通;單片機(jī),采用內(nèi)含EEPROM,計(jì)數(shù)器T1的芯片ATMEGA32,設(shè)有所述振鈴脈沖信號(hào)RV的 輸入端PBl,所述摘機(jī)標(biāo)志信號(hào)LCD的輸入端PB4,所述摘機(jī)指令信號(hào)LC的輸出端PB7,語(yǔ) 音芯片控制信號(hào)輸出端,雙音多頻控制信輸出端,與所述DTMF收發(fā)芯片雙向互連的數(shù)據(jù)端, 另外,還設(shè)有與網(wǎng)關(guān)互連的串口TXD/RXD,以及電源輸入端,該單片機(jī)通過(guò)內(nèi)置計(jì)數(shù)器T1接 收來(lái)自所述MH88435的振鈴脈沖,通過(guò)內(nèi)置的EEPR0M存儲(chǔ)密碼和外撥號(hào)碼,通過(guò)并口控制 MH88435摘掛機(jī)、控制所述DTMF收發(fā)芯片的收發(fā)操作、控制所述語(yǔ)音芯片的播放與停止,在 該單片機(jī)上設(shè)有以下按鍵控制指令家電控制指令和家電狀態(tài)査詢指令,通過(guò)串口通信協(xié)議 與所述網(wǎng)關(guān)通信,把結(jié)果用語(yǔ)音通知用戶;密碼修改指令、外撥號(hào)碼修改指令、外撥號(hào)碼査 詢指令以及掛機(jī)指令直接在機(jī)內(nèi)處理后再返回結(jié)果,在操作完成后,掛機(jī)并進(jìn)入休眠模式;DTMF雙音多頻信號(hào)收發(fā)芯片,采用MT8888芯片,設(shè)有所述VR-信號(hào)的輸出端以及VX信 號(hào)的輸入端,該MT8888芯片接收來(lái)自電話線的DTMF信號(hào),并譯碼傳給單片機(jī);當(dāng)網(wǎng)關(guān)安全 報(bào)警時(shí),通過(guò)并口接收所述單片機(jī)的外撥號(hào)碼,轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的DTMF信號(hào),通過(guò)所述MH88435 的模擬信號(hào)VR-輸入端發(fā)送到電話線上;語(yǔ)音芯片,采用WTV170-16P語(yǔ)音芯片,設(shè)有所述單片機(jī)控制信號(hào)的輸入端,以及所述語(yǔ) 音信號(hào)VR+的輸出端;電源,采用LM1117—3.3—5V做電源管理模塊,通過(guò)所述電源向所述單片機(jī)供電。本發(fā)明具有功耗低、保密性好、可靠性高、體積小的優(yōu)點(diǎn)。
圖l為本發(fā)明裝置的連接示意圖。圖2為本發(fā)明裝置的電路原理圖(MH88435外圍電路)。圖3為本發(fā)明裝置的電路原理圖(MT8888外圍電路)。圖4為本發(fā)明裝置的電路原理圖a和b (WTV170和LM1117外圍電路)。圖5為本發(fā)明裝置的電路原理圖(單片機(jī)ATmega64外圍電路)。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明可以理解為一個(gè)智能電話模塊,有必要從總體上介紹一下它的工作原理電話線分為TIP和RING兩條線,只要兩條線接通之后保證回路電阻不大于2000Q ,饋電電流不小于 18mA,就可以實(shí)現(xiàn)摘機(jī)。語(yǔ)音信號(hào)和MT8888發(fā)送的DTMF信號(hào)都是簡(jiǎn)單地在這條直流回路上 疊加交流信號(hào)實(shí)現(xiàn)的。交換機(jī)能將DTMF信號(hào)識(shí)別出來(lái),并譯碼成相應(yīng)的數(shù)字,從而實(shí)現(xiàn)撥號(hào)。 同樣,MT8888也能譯碼來(lái)自交換機(jī)或者用戶電話疊加在直流通路上的DTMF信號(hào),傳輸給單 片機(jī)。單片機(jī)通過(guò)串口通信協(xié)議與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)家電控制和系統(tǒng)安全報(bào)警等功能。從 而建立起了這樣一條虛擬的通路
用戶——用戶電話——交換機(jī)——電話模塊——網(wǎng)關(guān)——家電
下面詳細(xì)說(shuō)明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的裝置。
電路全部由芯片及其外電路組成,電路簡(jiǎn)潔、易于實(shí)現(xiàn)。MH88435集成了振鈴檢測(cè)、摘 掛機(jī)控制和2線-4線轉(zhuǎn)換功能,AVR單片機(jī)具有片內(nèi)EEPROM。單片機(jī)和語(yǔ)音芯片都具有低功 耗模式。使得電路不僅功能全面、體積小巧,而且可靠性高、語(yǔ)音清晰、功耗低。
本發(fā)明依次按照以下步驟實(shí)現(xiàn)電話遠(yuǎn)程控制和系統(tǒng)安全報(bào)警功能-
步驟(1)摘掛機(jī)控制電路初始處于掛機(jī)狀態(tài),單片機(jī)處于休眠模式,有可能被計(jì)數(shù)器l 或者串口中斷喚醒。當(dāng)單片機(jī)被喚醒時(shí),判斷如果是計(jì)數(shù)器l中斷喚醒,說(shuō)明有電話撥入, 進(jìn)入步驟(2);如果是串口中斷喚醒,說(shuō)明網(wǎng)關(guān)發(fā)來(lái)了報(bào)警信息,進(jìn)入步驟(5);
步驟(2):單片機(jī)判斷振鈴是否達(dá)到預(yù)定次數(shù)。如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有達(dá)到預(yù)定次數(shù), 說(shuō)明被叫用戶已經(jīng)摘機(jī)或者主叫用戶已經(jīng)掛機(jī),回到初始狀態(tài);如果達(dá)到預(yù)定次數(shù),則摘機(jī)。
步驟(3):播放提示語(yǔ)音,等待用戶用雙音頻電話按鍵輸入密碼,MT8888開(kāi)始接收用戶 密碼,并譯碼給單片機(jī)。單片機(jī)將接收到的密碼與其內(nèi)部EEPROM中存儲(chǔ)的密碼相比較,如果 輸入三次錯(cuò)誤或者輸入超時(shí),則掛機(jī)返回初始狀態(tài);如果相同,則開(kāi)始接收用戶指令。
步驟(4):用戶通過(guò)按鍵,在控制家電、査詢家電狀態(tài)、修改密碼、修改外撥號(hào)碼、查
詢外撥號(hào)碼和掛機(jī)六種操作中選擇。如果選擇前兩種操作,單片機(jī)通過(guò)串口通信協(xié)議,把控
制信息發(fā)給網(wǎng)關(guān),并將網(wǎng)關(guān)返回的操作結(jié)果,語(yǔ)音通知用戶;如果是后四種操作,單片機(jī)直
接在片內(nèi)處理,并返回結(jié)果。程序設(shè)有超時(shí)判斷和各種錯(cuò)誤判斷,預(yù)設(shè)了30多種不同的提示
語(yǔ)音。操作完成之后,系統(tǒng)掛機(jī),單片機(jī)進(jìn)入休眠模式,返回初始狀態(tài)。
步驟(5):單片機(jī)被串口喚醒之后,立即發(fā)送數(shù)據(jù)回網(wǎng)關(guān)以確認(rèn)是否報(bào)警。如果一段時(shí) 間之內(nèi),沒(méi)有收到網(wǎng)關(guān)的確認(rèn),說(shuō)明接收到了誤碼,返回初始狀態(tài);如果收到網(wǎng)關(guān)的確認(rèn)信 息之后,則接收來(lái)自網(wǎng)關(guān)的縮位代碼。步驟(6):從片內(nèi)EEPROM中讀取該縮位代碼代表的外撥號(hào)碼,摘機(jī),并延時(shí)一段時(shí)間等 待線路穩(wěn)定。通過(guò)MT8888將外撥號(hào)碼轉(zhuǎn)換為雙音頻信號(hào),發(fā)送到電話線上。延時(shí)一段時(shí)間之 后連續(xù)播放幾遍報(bào)警語(yǔ)音,完成報(bào)警工作。語(yǔ)音播放完畢之后自動(dòng)掛機(jī),單片機(jī)進(jìn)入休眠模 式,回到初始狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置包含有數(shù)據(jù)接入管理芯片、DTMF信號(hào)收發(fā)芯片、語(yǔ)音芯片、控制 單片機(jī)和電源模塊。其中數(shù)據(jù)接入管理芯片,采用芯片MH88435,將電話線路與DTMF收發(fā)芯片、語(yǔ)音芯片以及單 片機(jī)連通。它實(shí)現(xiàn)了振鈴檢測(cè)并輸出振鈴脈沖,自動(dòng)摘掛機(jī)和2線-4線轉(zhuǎn)換功能,能夠?qū)⑤?入和輸出信號(hào)分開(kāi);DTMF信號(hào)收發(fā)芯片,采用芯片MT8888,當(dāng)接收用戶按鍵控制指令時(shí),它通過(guò)MH88435的 模擬輸出端,接收來(lái)自電話線的DTMF信號(hào),并譯碼傳給單片機(jī)的并口;當(dāng)系統(tǒng)安全報(bào)警時(shí), 它通過(guò)并口接收單片機(jī)的外撥號(hào)碼,轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的DTMF信號(hào),通過(guò)MH88435的模擬輸入端發(fā) 送到電話線上;語(yǔ)音芯片,采用芯片WTV170—16P,當(dāng)釆樣頻率為6kHz時(shí),其儲(chǔ)存長(zhǎng)度達(dá)到170s,最多 儲(chǔ)存128段語(yǔ)音。語(yǔ)音播放完畢,自動(dòng)進(jìn)入省電模式,電流2—3uA,降低了功耗。WTV系列 為國(guó)產(chǎn)語(yǔ)音芯片,語(yǔ)音清晰,與傳統(tǒng)的ISD系列芯片相比具有價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)。而且只需通過(guò) 單片機(jī)并口輸入語(yǔ)音編號(hào),而不用傳入片內(nèi)存儲(chǔ)的物理地址,操作簡(jiǎn)單。WTV170是一次性編 程語(yǔ)音芯片,語(yǔ)音錄入之后不能更改,而家電控制并沒(méi)有錄音的需求,使用沒(méi)有錄音功能的 芯片完全能夠滿足要求,又降低了成本;控制單片機(jī),采用AVR單片機(jī)ATmega64,帶有JTAG編程接口,支持在線編程。該芯片 的優(yōu)點(diǎn)是成本低、功耗小,具有總線、SPI、串口等多種接口,單周期指令,運(yùn)行速度快,而 且擁有片內(nèi)EEPROM和FLASH,符合本發(fā)明的需求。它通過(guò)計(jì)數(shù)器接收來(lái)自MH88435的振鈴脈 沖;通過(guò)內(nèi)置的EEPROM儲(chǔ)存密碼和外撥號(hào)碼;通過(guò)并口控制MH88435摘掛機(jī)、MT8888接收 和發(fā)送DTMF信號(hào)和語(yǔ)音的播放與停止;通過(guò)串口與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。掛機(jī)之后,單片機(jī)自動(dòng)進(jìn) 入休眠狀態(tài),等待計(jì)時(shí)器l或者串口中斷喚醒;電源模塊,采用LM1117-3.3芯片向語(yǔ)音芯片供電,其余芯片直接5V供電。參看圖l,電話遠(yuǎn)程控制和報(bào)警裝置的連接示意圖。由于硬件部分全部由各個(gè)芯片及其 必要的外圍電路組成,集成了各項(xiàng)功能,沒(méi)有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。圖中簡(jiǎn)明而又詳細(xì)地反映出了各個(gè)芯片的管腳連接關(guān)系。
參看圖2,芯片MH88435實(shí)現(xiàn)了振鈴檢測(cè)并輸出振鈴脈沖,自動(dòng)摘掛機(jī)和2線_4線轉(zhuǎn)換 功能。MH88435檢測(cè)到振鈴之后,由RV端輸出振鈴脈沖,通過(guò)1K電阻連接到單片機(jī)的Tl端, 開(kāi)始振鈴計(jì)數(shù);MH88435的LC端接單片機(jī)的PB7端,實(shí)現(xiàn)摘掛機(jī)控制;MH88435的LCD端接 單片機(jī)的PB4端,供單片機(jī)查詢摘掛機(jī)狀態(tài)。兩條電話線分別接到MH88435的TIP和RING端, 雙向二極管D1實(shí)現(xiàn)了過(guò)壓保護(hù)。MH88435內(nèi)部進(jìn)行了 2線_4線轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)了輸入輸出信號(hào)的 隔離。將模擬輸出端VX接到MT8888的DTMF信號(hào)接收端IN-,而模擬輸入端為差分輸入VR+ 與VR-。 VR+接到語(yǔ)音芯片的AMP-N端,將語(yǔ)音信號(hào)傳送到電話線上;VR-接到MT8888的TONE 端,將DTMF信號(hào)傳送到電話線上。這樣將兩路輸入信號(hào)分開(kāi)之后,有效地避免了相互干擾。
參看圖3,芯片MT8888實(shí)現(xiàn)了 DTMF信號(hào)的接收與發(fā)送。MT8888的WR、 CS、 RS0、 RD端 分別連接單片機(jī)的PA0—PA3端,由單片機(jī)提供控制信息;MT8888的D0—D3端分別連接單片 機(jī)的PA4—PA7,用于與單片機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸;IRQ/CP端連接到單片機(jī)的INT2端,用于外部中 斷。DTMF信號(hào)的接收與發(fā)送都通過(guò)MH88435連接到電話線上。
參看圖4,芯片WTV170—16P實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音播放功能。電源管理芯片LM1117-3.3將電路板 上的5V轉(zhuǎn)換為3. 3V,為WTV170供電。WTV170的RES、 CS、 CLK、 DATA、 BUSY端分別通過(guò)1K 電阻連接到單片機(jī)的PD3—PD7端。其中,RES、 CS、 CLK端用于接收單片機(jī)的控制信息,只 要是放音和停止放音指令;DATA端接收單片機(jī)的數(shù)據(jù),以確定播放第幾段語(yǔ)音;BUSY為輸出 端,供單片機(jī)査詢語(yǔ)音是否播放完畢。語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)MH88435連接到電話線上。
參看圖5,芯片ATmega64為控制單片機(jī),包括復(fù)位電路、晶振電路和JTAG編程接口電 路。它是控制電路的核心,給MH88435、 MT8888、 WTV170發(fā)送數(shù)據(jù)信息和進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā);由 串口TXD、 RXD端,通過(guò)串口通信協(xié)議,與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信,包括向網(wǎng)關(guān)發(fā)送家電控制或查詢信 息和從網(wǎng)關(guān)獲取外撥號(hào)碼的縮位代碼;使用內(nèi)置的EEPROM保存密碼和外撥號(hào)碼,提供密碼核 對(duì)和修改,外撥號(hào)碼的修改與査詢功能;單片機(jī)程序提供各種超時(shí)和錯(cuò)誤判斷,并能在通話 結(jié)束之后,自動(dòng)進(jìn)入休眠模式,以降低功耗。
權(quán)利要求
1. 一種電話遠(yuǎn)程控制和報(bào)警裝置,其特征在于,含有數(shù)據(jù)接入管理芯片MH88435,單片機(jī),DTMF雙音多頻信號(hào)收發(fā)芯片,語(yǔ)音芯片以及電源,其中MH88435芯片,設(shè)有連接電話線路的端口TIP和RING,雙音多頻模擬信號(hào)輸入端VR-,語(yǔ)音信號(hào)輸入端VR+,摘機(jī)指令信號(hào)LC的輸入端,DTMF模擬信號(hào)VX的輸出端,振鈴脈沖信號(hào)RV的輸出端,以及摘機(jī)標(biāo)志信號(hào)LCD的輸出端,該MH88435把電話線路與DTMF收發(fā)芯片、語(yǔ)音芯片以及單片機(jī)連通;單片機(jī),采用內(nèi)含EEPROM,計(jì)數(shù)器T1的芯片ATMEGA32,設(shè)有所述振鈴脈沖信號(hào)RV的輸入端PB1,所述摘機(jī)標(biāo)志信號(hào)LCD的輸入端PB4,所述摘機(jī)指令信號(hào)LC的輸出端PB7,語(yǔ)音芯片控制信號(hào)輸出端,雙音多頻控制信輸出端,與所述DTMF收發(fā)芯片雙向互連的數(shù)據(jù)端,另外,還設(shè)有與網(wǎng)關(guān)互連的串口TXD/RXD,以及電源輸入端,該單片機(jī)通過(guò)內(nèi)置計(jì)數(shù)器T1接收來(lái)自所述MH88435的振鈴脈沖,通過(guò)內(nèi)置的EEPROM存儲(chǔ)密碼和外撥號(hào)碼,通過(guò)并口控制MH88435摘掛機(jī)、控制所述DTMF收發(fā)芯片的收發(fā)操作、控制所述語(yǔ)音芯片的播放與停止,在該單片機(jī)上設(shè)有以下按鍵控制指令家電控制指令和家電狀態(tài)查詢指令,通過(guò)串口通信協(xié)議與所述網(wǎng)關(guān)通信,把結(jié)果用語(yǔ)音通知用戶;密碼修改指令、外撥號(hào)碼修改指令、外撥號(hào)碼查詢指令以及掛機(jī)指令直接在機(jī)內(nèi)處理后再返回結(jié)果,在操作完成后,掛機(jī)并進(jìn)入休眠模式;DTMF雙音多頻信號(hào)收發(fā)芯片,采用MT8888芯片,設(shè)有所述VR-信號(hào)的輸出端以及VX信號(hào)的輸入端,該MT8888芯片接收來(lái)自電話線的DTMF信號(hào),并譯碼傳給單片機(jī);當(dāng)網(wǎng)關(guān)安全報(bào)警時(shí),通過(guò)并口接收所述單片機(jī)的外撥號(hào)碼,轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的DTMF信號(hào),通過(guò)所述MH88435的模擬信號(hào)VR-輸入端發(fā)送到電話線上;語(yǔ)音芯片,采用WTV170-16P語(yǔ)音芯片,設(shè)有所述單片機(jī)控制信號(hào)的輸入端,以及所述語(yǔ)音信號(hào)VR+的輸出端;電源,采用LM1117_3.3-5V做電源管理模塊,通過(guò)所述電源向所述單片機(jī)供電。
2. 權(quán)利要求1所述的一種電話遠(yuǎn)程控制和報(bào)警裝置,其特征在于,所述單片機(jī)通過(guò)JTAG 接口與一個(gè)編程電源相連。
全文摘要
一種電話遠(yuǎn)程控制和報(bào)警裝置,屬于智能家電和家庭安防系統(tǒng)領(lǐng)域,其特征在于,數(shù)據(jù)接入管理芯片實(shí)現(xiàn)振鈴檢測(cè),自動(dòng)摘掛機(jī),并將電話線路與雙音頻收發(fā)芯片、語(yǔ)音芯片以及單片機(jī)連通。單片機(jī)控制振鈴計(jì)數(shù)、摘掛機(jī)和雙音頻收發(fā)芯片、語(yǔ)音芯片,利用內(nèi)置的EEPROM存儲(chǔ)和修改密碼和外撥號(hào)碼。核對(duì)密碼確認(rèn)用戶身份之后,接收用戶按鍵指令,并通過(guò)串口發(fā)給網(wǎng)關(guān),實(shí)現(xiàn)家電控制和狀態(tài)查詢。當(dāng)網(wǎng)關(guān)發(fā)來(lái)報(bào)警信號(hào)時(shí),單片機(jī)通過(guò)串口接收來(lái)自網(wǎng)管的縮位代碼,讀取EEPROM中該縮位代碼對(duì)應(yīng)的外撥號(hào)碼,自動(dòng)撥號(hào)。一段延時(shí)之后,播放報(bào)警提示語(yǔ)音。掛機(jī)之后,單片機(jī)自動(dòng)進(jìn)入休眠狀態(tài),具有保密性好、可靠性高、體積小巧、功耗低的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04M11/04GK101282389SQ20081011378
公開(kāi)日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月30日
發(fā)明者吉吟東, 孫新亞, 楊士元, 柯長(zhǎng)博, 煒 董 申請(qǐng)人:清華大學(xué);浙江清華長(zhǎng)三角研究院