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)程控制來說具有時(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，既無語音提示也無密碼保護(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)警語音的單一功能，既沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撥號(hào) 也沒有考慮靜態(tài)功耗。申請(qǐng)?zhí)枮?6241401. 8的發(fā)明，沒有語音提示，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、三極管搭出來的， 外電路復(fù)雜，體積龐大，而且語音音質(zhì)不清晰，沒有査詢家電狀態(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，兼具語音提示和密碼保護(hù)功能，同時(shí)考慮了靜態(tài)功耗和過壓保護(hù)問題。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 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)通過內(nèi)置計(jì)數(shù)器T1接 收來自所述MH88435的振鈴脈沖，通過內(nèi)置的EEPR0M存儲(chǔ)密碼和外撥號(hào)碼，通過并口控制 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，通過串口通信協(xié)議 與所述網(wǎng)關(guān)通信，把結(jié)果用語音通知用戶；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)，通過所述MH88435 的模擬信號(hào)VR-輸入端發(fā)送到電話線上；語音芯片，采用WTV170-16P語音芯片，設(shè)有所述單片機(jī)控制信號(hào)的輸入端，以及所述語 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)。語音信號(hào)和MT8888發(fā)送的DTMF信號(hào)都是簡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，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，說明有電話撥入， 進(jìn)入步驟(2);如果是串口中斷喚醒，說明網(wǎng)關(guān)發(fā)來了報(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)沒有達(dá)到預(yù)定次數(shù)， 說明被叫用戶已經(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):播放提示語音，等待用戶用雙音頻電話按鍵輸入密碼，MT8888開始接收用戶 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，則開始接收用戶指令。
步驟(4):用戶通過按鍵，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)，沒有收到網(wǎng)關(guān)的確認(rèn)，說明接收到了誤碼，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)警語音，完成報(bào)警工作。語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；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MH88435的 模擬輸出端，接收來自電話線的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MH88435的模擬輸入端發(fā) 送到電話線上；語音芯片，采用芯片WTV170—16P，當(dāng)釆樣頻率為6kHz時(shí)，其儲(chǔ)存長度達(dá)到170s，最多 儲(chǔ)存128段語音。語音播放完畢，自動(dòng)進(jìn)入省電模式，電流2—3uA，降低了功耗。WTV系列 為國產(chǎn)語音芯片，語音清晰，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 單片機(jī)并口輸入語音編號(hào)，而不用傳入片內(nèi)存儲(chǔ)的物理地址，操作簡單。WTV170是一次性編 程語音芯片，語音錄入之后不能更改，而家電控制并沒有錄音的需求，使用沒有錄音功能的 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。它通過計(jì)數(shù)器接收來自MH88435的振鈴脈 沖；通過內(nèi)置的EEPROM儲(chǔ)存密碼和外撥號(hào)碼；通過并口控制MH88435摘掛機(jī)、MT8888接收 和發(fā)送DTMF信號(hào)和語音的播放與停止；通過串口與網(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，沒有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。圖中簡明而又詳細(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1K電阻連接到單片機(jī)的Tl端， 開始振鈴計(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+接到語音芯片的AMP-N端，將語音信號(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MH88435連接到電話線上。
參看圖4，芯片WTV170—16P實(shí)現(xiàn)了語音播放功能。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音；BUSY為輸出 端，供單片機(jī)査詢語音是否播放完畢。語音信號(hào)通過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)通過內(nèi)置計(jì)數(shù)器T1接收來自所述MH88435的振鈴脈沖，通過內(nèi)置的EEPROM存儲(chǔ)密碼和外撥號(hào)碼，通過并口控制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，通過串口通信協(xié)議與所述網(wǎng)關(guān)通信，把結(jié)果用語音通知用戶；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)，通過所述MH88435的模擬信號(hào)VR-輸入端發(fā)送到電話線上；語音芯片，采用WTV170-16P語音芯片，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)來報(bào)警信號(hào)時(shí)，單片機(jī)通過串口接收來自網(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, 柯長博, 煒 董 申請(qǐng)人:清華大學(xué);浙江清華長三角研究院