剖析了智能家居的相关技能现状，提出了一种依据公共沟通电话网的智能家居体系的全体计划，论述了该体系的作业原理及软硬件的规划办法与进程。 该体系运用计算机和红外遥控等技能完结了一个智能化的窗布组织，选用双音多频信号进行信息的传输，完结了家居的安全防护和家电的长途操控。 经过调试与检测证明，该体系具有功用牢靠、功用丰厚、易于运用等特色，具有广泛的实用价值。
近年来，计算机技能的不断发展和信息化程度的不断提高，为智能家居体系的研讨与开发供给了坚实的技能渠道。 一般把智能家居界说为一个全体，即运用先进的计算机技能、网络技能，以及归纳布线技能，经过家庭信息管理渠道，将与家居日子相关的各个部分有机结组成一个特别的集成体系。 伴跟着智能家居功用的不断细化，其概念逐渐得到延伸，更多地考虑到了居民对住所环境功用的全方位要求。 因而，现阶段的智能家居体系已从原先以智能化为重心的产品，转变为一个具有以下条件的集成体系：首要，要在家居中树立一个通讯网络，为家庭信息供给必要的通路，在家庭网络操作体系的操控下，经过相应的硬件和执行组织，完结对一切家电和设备的操控与监测；其次，一切家电和设备都要经过必定的前言渠道，构成与外界的通讯通道，以完结与外部国际的信息沟通，满意长途操控、监测和沟通讯息的需求；最终，要满意人们对家居安全、舒适、便利、高效和环境保护的需求。
智能家居体系的操控指令与信息的传输能够经过2种途径完结：无线传输方法和有线传输方法。 跟着经济实力的日益增长，高速、牢靠的公共电话网络（ PSTN）现已覆盖了绝大多数的区域和家庭，有线电话线上的双音多频（DTMF）信号除了用于树立通话衔接外，也可广泛应用于数据通讯，且具有较强的抗干扰才能，所以运用公话网络完结家居设备的操控在技能上是彻底可行的。 与选用无线通讯方法比较，选用公话网不需进行专门的布线，也不占用无线电频率资源，基本上没有电磁污染，也无需很多的额定出资；而与选用有线IP网络（ Internet）的通讯方法比较，选用公话网的通讯方法则具有更高的安全性和实时性。 因而，依据公用电话网络的智能家居计划在技能的可行性和本钱的经济性等方面具有必定的优势，研讨开发一种依据公话网的智能家居体系具有较大的现实意义。
1 体系的全体研讨
1. 1 体系的功用需求
家居体系的功用需求首要包含舒适迷人的家庭日子空间、家居的安全防护（以下简称安防） 、家用电器的长途监控等内容，因而，依据公话网的智能家居体系能够设置以下功用：
1） 窗布的智能化操控，包含遥控器操控， 守时开合操控， 光控、雨控等人性化的主动操控等。
2） 家居的安全监控与报警，首要包含燃气（煤气、天然气、液化器）走漏监控， 窗幕勘探器监控， 门磁巧合监控。
3） 家用电器的长途操控。 在远端拨入住所电话号码，延时若干秒后体系主动接通，用户首要输入暗码，然后再输入操作指令，即可对家用电器设备进行长途操控。 操作进程中将给出必要的语音提示。
1. 2 体系的全体计划
依据体系的功用设置，结合计算机技能、主动操控技能和通讯技能的特色与要求，可将整个体系划分为环境与安防检测、操控，以及设备驱动等三大部分。 环境与安防检测部分由光照、雨水、燃气检测器及窗幕、门磁勘探器等传感检测器组成。 操控部分首要由主控模块（也称主控板）和安防报警与家电操控模块（也称报警与操控板）构成，其间主控板担任智能窗布的操控和安防报警信号的收集。 报警与操控板完结主动电话拨号、报警、提示语音的录放，以及电话号码和家电操控操作码（暗码与指令码）的存储、查询与修正。 体系结构如图1所示。
图1 体系的全体结构
2 体系硬件规划
本体系力求运用性价比高的电路芯片完结各项功用，经过技能剖析，主控板和报警与操控板均以MCU （微操控器） 为中心，选用Atmel 公司的AT89S52单片机。 这种单片机是一种低功耗、高功用的8位微操控器，内嵌8K可编程Flash 存储器，归于MCS单片机产品系列，已为很多嵌入式体系所选用。 窗布遥控器的MCU则选用该系列中贴片式MCS89C2051 单片机，以满意体积与功耗的要求。
2. 1 主控模块
主控模块首要包含MCU及外围电路、窗布电机操控电路、窗幕勘探（红外感应）处理和燃气检测处理等单元电路，以及MCU与光照、雨水、门磁等传感器、报警与操控板的接口，如图2所示。
图2 主控模块的电路结构
1） MCU及外围电路。 首要包含MCU （89S52）、时钟电路、ISP在线编程电路（COM）及遥控器信号接纳单元（ IR） ，电路如图3所示。 衔接器J4用于接纳由环境监测和安防传感器及处理电路发送的状况信息， J5首要用于向报警与操控板发送各类报警恳求。
图3 MCU及外围电路
2） 电机操控电路。 为了完结窗布的电动操控，选用可正反双向滚动的低速沟通同步电机，由市电220V 供电。 电机滚动最大行程的机械操控设备与电机一起封装在窗布电机盒内，装置时可依据窗布的尺度来设置。 窗布电机的操控电路如图4所示。
图4 窗布电机操控电路
ACL和ACN分别为AC220V沟通电的前方、零线，由MCU的P13 和P14端口对继电器J5和J6进行操控，“1”电平为动作，“0”电平为开释。 J5动作、J6开释则电机正转； J6动作、J5开释则电机回转； J5和J6都不动作，则电机不转。
2. 2 安防报警与长途操控模块
该模块首要包含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、电话号码和长途操控操作码的收发电路、报警和提示语音的录放电路、LCD显现电路和键盘电路（16键）等，如图5所示。
1） MCU及外围电路。 首要包含MCU、时钟电路和串行FLASH存储器。 该存储器用来预存报警时主动拨打的电话号码（如主人手机、工作室座机、110等）和家电长途操控的操作码，选用容量为256字节的AT24C02， 选用I2 C总线结构与MCU的端口进行衔接。
2） 电话接口及振铃检测电路。 首要包含电话的摘机电路，音频巧合变压器（用于信号音、报警及提示语音、DTMF信号与电话外线的巧合） ，以及振铃检测电路，如图6所示。
图6中SIGN为音频巧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–为语音播映电路的接口。
摘机电路：由MCU 操控继电器JP1 来完结。
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，并经过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，回到挂机状况。
铃流检测电路：用于家电的长途操控。 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中止口，累计振铃次数，到达预订次数MCU则操控主动摘机，进行家电的长途操控处理。
3） 信号音检测电路。 首要由信号音专用检测芯片CR6230来完结，其信号输入管脚SIGN与音频变压器的管脚4相连，可精确辨认电话线路的拨号音、回铃音、忙音、催挂音等各种信号音，其状况经过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。 首要完结电话号码的发送（拨号）及长途操控操作码的接纳（收号）。 因为公共电话网上的号码与信令都是以DTMF制式来传输的，所以决议选用M ITEL 公司的DTMF收发专用%&&&&&%MT8880，如图7所示。 该元件的DTMF 信号的输入（ IN – ） /输出（ TONE）端经过外围扩大电路与音频变压器的第2管脚相连，号码的二进制数据经过管脚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信号也可被译码成长途操控操作码由MCU读取。
图7 DTMF信号的收发电路。
3 体系软件规划
本体系的软件程序包含主控程序，安防监控报警程序，守时、红外遥控信号的接纳程序，振铃、拨号、收号等中止处理程序，家电长途操控程序，以及遥控器的信号发射程序等， 首要选用C言语规划。 因为篇幅所限， 这儿只给出主控程序和报警程序的规划思路和处理流程。
3. 1 主控程序的规划
主控程序装载于主控板的MCU 芯片的FLASH存储器中，首要功用是完结以下功用：单片机的初始化，接纳和处理遥控器发送的窗布操控指令；在守时中止程序的合作下进行窗布的守时开合的操控；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）播映声响提示，无人在家时则向报警与操控板宣布恳求，再由该板完结电话拨号报警处理。 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规划
该程序装载于报警与操控板的MCU芯片中，振铃、拨号、收号等中止处理程序也驻留在该芯片内，首要完结循环电话拨号、向摘机者播映报警留言语音，以及电话号码（及长途操控操作码）的预存、查询与更新等功用。 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
经过近1年的作业，依据公话网的智能家居体系已完结了样品的研发，经试用检测，基本上完结了规划的各项功用，具有功用安稳、功用完全、操作简洁、装置便利等特色，适用于绝大多数的家庭和场馆大楼，可为广阔大众供给一个舒适、安全、便利的日子与工作环境， 具有广泛的实用价值。
