专利名称：红外远端智能控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能控制技术领域，具体设计一种利用基础电信网络对远端设备进行控制的红外远端智能控制器。
技术背景智能控制远端设备可以给生产和生活带来许多方便，目前在生活中最常用的是手持式红外遥控器，如电视遥控器、空调遥控器等，这类遥控器在控制距离上是有限的，使得用户对电器设备的控制必须在当时当地，空间上时间上也就有了相当的局限性。
为了方便生活和工作，现有技术开发出一类远端控制技术，是通过电话线来控制电器设备，但是它最终控制的是继电器开关，强制性的通断电，且需要在物理上布线，安装不方便，特别是针对已经装修的房屋，难度较大。
另有一类远端控制技术，如通过WAP手机或PC机给连接在网络上的电器发送特定的EMAIL文件或其他控制指令来控制具有IP地址的电器设备，这类控制技术需要操作者具备一定的技术水平和技巧，用户面很狭窄。
还有一种类似的技术，是通过自学习功能把电器设备的红外线信号以一信号转换器学习起来，并可以通过电话的遥控来发射。但是，它必须给予每一电器设备一相对地址序码，硬件结构和控制都较为复杂(比如它需要两块存储器)，并且它没有自己的语音提示电路，不能让在远端的操作得到信息的反馈，仅仅是一种单向的操作。
由以上分析可见，现有的智能控制远端设备技术有的控制距离空间有限，有的控制结构复杂，适应性差，功能不全，都存在各自的一些缺陷。
发明内容
本实用新型针对现有技术存在的缺陷，目的在于提供一种红外远端智能控制器，控制电路较为简单，具有很强的适应性，使用安装方便，功能完善。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下红外远端智能控制器，它由单片机CPU构成主控部分，还包括有接口电路、振铃识别电路、语音提示电路、音频识别电路和电源模块，这部分与现有的电话控制远端设备的电路基本相同。本控制器所不同的是还设计有红外线发射电路、红外线接收与码制识别电路和储存器模块、用户控制模块，其中CPU通过输出脚连接红外线发射电路，红外线接收与码制识别电路的输出连接CPU，用户控制模块由拨码开关分别与CPU相连。
所述的红外线发射电路的高速与非门的一个输入脚与CPU的某一通用输入输出脚相连，另一个输入脚与38kHz的载波信号产生电路的输出脚相连，其输出脚与三极管放大电路的基极相连，三极管放大电路的发射极与红外线发射二极管的正极相连。
所述红外线接收与码制识别电路的红外线接收头的解调信号输出脚通过上拉电阻与正5V电源相连，同时也与CPU的某一通用输入输出脚相连，另外红外线接收头的接地端需接地，电源端通过电阻与正5V电源相连。
所述用户模块的拨码开关分别与CPU的三个通用输入输出脚相连。存储器的两根I2C数据线与CPU的某两个通用输入输出脚相连。
所述语音提示电路为交互式语音提示电路。
另外，本控制器接口电路提供单片机CPU与电话外线的接口，它与振铃识别电路的信号输入端相连，还与音频识别电路的整流电路的输入端相连。振铃识别电路的输出信号与CPU的某一通用的输入输出脚相连。语音提示电路APR9600芯片的8个控制脚分别与CPU的8个输入输出端口相连。音频识别MT8870芯片的4个数据信号输出脚与CPU的4个通用输入输出端口相连，MT8870的中断信号输出脚通过一个非门与CPU的某个中断信号输入脚相连。
本控制器工作所使用的软件包括振铃信号识别及摘挂机控制、音频解码信号提取、用户身份识别、语音提示信号控制、红外线编码信号的采集、编码信号发射控制、存储器操作、软件看门狗。
本控制器各主要部分所实现的功能如下1、单片机CPU构成的主控部分进行主要的信息处理，接收外部操作指令形成各种控制信号，并完成对于各种重要信息的记录；2、接口电路和振铃识别电路部分接口电路提供单片机与电话外线的接口。其中包括铃流检测、摘挂机控制、忙音检测，并且接口电路还要承担向用户反馈语音提示信息的功能。
3.音频识别电路部分音频识别电路部分主要对双音频DTMF进行识别(接收外部操作指令形成各种控制信号)，经过专用集成电路的解码，信号转换成为不同的码制信号，直接传送给主控部分读取。本设计中使用的是电话线专用的双音频编解码芯片，不但外围电路简单，而且可靠性强。
4.语音提示电路部分它预先在语音芯片内存入相应的语音提示信息，受单片机的控制将各段语音信息提取出来，并通过接口电路反馈至电话外线。从而使操作者对电器的操作达到交互式，并能即时了解有关信息。
5.红外发射电路部分红外发射部分在中央主控部分的指令下，发出各种不同频率，不同编码的红外线信号，并将完成指令后的系统状态反馈给主控部分。
6.红外接收和码制识别电路部分主要完成红外线智能学习功能，它用红外线接收头(38kHz载频解调)对用户使用的红外线装置所发出的带有编码信号的红外线进行解调，送至CPU后，对该编码信号进行扫描，再经过软硬件去干扰后，形成一个完整的控制码字信号，就存入系统中的存贮器中。它能在用户的操作下，主动识别用户所使用的红外遥控器发出的频率和码制，并将其储存在主控系统中以备用户在远端控制时使用。
7、用户控制模块在系统初始化时，需要将红外装置的相应控制码读入到模块中，因此该模块设置了拨码开关以备上述操作所用。另外，由于用户可能会将开关码等控制信号按照相反的顺序读入，因此，设置了一个反向开关，通过系统内部软件判断，从而调整发射时需要的码字。
采用上述设计，使本控制器具有以下优点；1、适应性强它在普通用户的操作下，能通过软硬件的自学习，识别出用户所使用的各种红外线遥控器发出的频率和码字并能将其模拟发射。即它能模拟出不同厂家，不同品牌，不同种类的电器设备的红外遥控信号，具有很强的适应性。
2、因为它在控制方式上采用了红外线，所以它无需在室内进行物理布线，方便用户的安装，也保持了室内的美观。
3、它通过基础电信网络作为控制的通路，能使用户随时随地的对远方设备，如家里的空调、电视、微波炉等的工作状态进行远程查询、调整、控制启动和关闭，给人们的生活和工作带来极大的方便。
4、它带有自己的交互式语音提示电路，方便用户操作的同时，也可让操作者准确地了解电器设备的工作状态。使得操作具有了交互性，而且也保证了操作的可靠性。
5、它可与现有的家用电话并联，无须另外安装一部新电话，为使用者节约了成本。
6、本控制器使用最简单的电路、最便宜的电子集成芯片实现了完善的功能，并且还留有许多可以添加的功能，具有很强的市场前景。
图1是红外远端智能控制器的功能框图；图2是红外远端智能控制器的电路原理图。
具体实施方式
参见图1，本红外远端智能控制器是由单片机CPU构成主控部分，包括与现有的电话控制远端设备的电路基本相同的接口电路和振铃识别电路部分、音频识别电路部分、语音提示电路部分和电源模块。另外还包括本控制器独特设计的红外线发射电路、红外线接收与码字识别电路和储存器模块、用户控制模块。
本控制器的电路参见图2，其中主控部分的中央控制器CPU采用51系列兼容的8位CPU构成，另外也可采用其他通用CPU完成。接口电路由电话线水晶头、双刀双置继电器开关和三极管驱动电路组成，电话信号线通过双刀双置继电器开关的常闭脚与振铃识别电路的电阻R22相连。振铃识别电路由5v的稳压二极管、二极管包络检波电路构成，其输出信号通过电阻R28与CPU的第8脚相连。音频识别电路由MT8870或其他能识别DTMF信号的相应芯片以及整流二极管、有源负载电路构成，电话信号线通过双刀双置继电器开关的常开脚与音频识别电路的二极管整流输入脚D6、D9的正端相连；音频识别MT8870芯片的数据信号输出脚第11脚到第14脚与CPU的第36脚到第39脚相连，74HC04的第二脚与CPU的13脚相连。语音提示电路由APR9600或其他通用语音芯片构成，语音提示电路APR9600芯片的第1脚到第6脚，第8脚到第9脚分别与CPU的第21脚到第28脚相连。APR9600的第14脚与射随器电路Q4的基极相连，然后通过电阻R23反馈到有源负载电路。红外线接收电路主要由通用的38kHz红外线接收头构成，码字采样由CPU在其内部实现；红外线接收头的第1脚通过上拉电阻与正5V电源相连，同时第1脚也与CPU的第12脚相连，另外红外线接收头的第4脚接地，第3脚通过电阻与正5V电源相连。红外线发射电路由38kHz振荡电路、高速与非门、红外线发射二极管构成，红外线发射电路的高速与非门74HC00的第11脚与CPU的第4脚相连，其第11脚与三极管放大电路的基极相连，三极管放大电路的发射极与红外线发射二极管的正极相连。用户控制模块由普通的拨码开关构成，拨码开关分别与CPU的第5脚、第6脚、第10脚相连。存储器模块采用24C08或采用其他I2C总线形式的存储器构成。
权利要求1.红外远端智能控制器，它由单片机CPU构成主控部分，包括有接口电路、振铃识别电路、语音提示电路、音频识别电路和电源模块，其特征在于它还设计有红外线发射电路、红外线接收与码制识别电路和用户控制模块，CPU通过输出脚连接红外线发射电路，红外线接收与码制识别电路的输出连接CPU，用户控制模块由拨码开关分别与CPU相连。
2.根据权利要求1所述的红外远端智能控制器，其特征在于红外线发射电路的高速与非门的一个输入脚与CPU的某一通用输入输出脚相连，另一个输入脚与38kHz的载波信号产生电路的输出脚相连，其输出脚与三极管放大电路的基极相连，三极管放大电路的发射极与红外线发射二极管的正极相连。
3.根据权利要求1所述的红外远端智能控制器，其特征在于红外线接收与码制识别电路的红外线接收头的解调信号输出脚通过上拉电阻与正5V电源相连，同时也与CPU的某一通用输入输出脚相连，另外红外线接收头的接地端需接地，电源端通过电阻与正5V电源相连。
4.根据权利要求1所述的红外远端智能控制器，其特征在于用户模块的拨码开关分别与CPU的三个通用输入输出脚相连。
5.根据权利要求1所述的红外远端智能控制器，其特征在于存储器的两根I2C数据线与CPU的某两个通用输入输出脚相连。
6.根据权利要求1所述的红外远端智能控制器，其特征在于语音提示电路为交互式语音提示电路。
专利摘要红外远端智能控制器，它由单片机CPU构成主控部分，还包括有接口电路、振铃识别电路、语音提示电路、音频识别电路和电源模块，这部分与现有的电话控制远端设备的电路基本相同。本控制器所不同的是设计有红外线发射电路、红外线接收与码制识别电路和储存器模块、用户控制模块，其中CPU通过输出脚连接红外线发射电路，红外线接收与码制识别电路的输出连接CPU，用户控制模块由拨码开关分别与CPU相连。本控制器能通过基础电信网络作为控制的通路，使用户随时随地的对远方设备进行控制，电路较为简单，具有很强的适应性，使用安装方便，功能完善。
文档编号G08C23/04GK2609063SQ0323378
公开日2004年3月31日 申请日期2003年3月31日 优先权日2003年3月31日
发明者王波, 朱春雨 申请人:王波, 朱春雨