专利名称：数字家庭网络电话远程控制系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种数字家庭网络电话远程控制系统和方法，特别是涉及以CCITT及我国标准共同规定的部分标准程控交换信令(DTMF双音多频信号，振铃信号，回铃音信号等)作为系统控制命令，以PSTN通信网作为传输介质，使用户可以在远端利用固定电话或移动电话发送DTMF双音多频信号，实现对近端电器设备的远程控制的数字家庭网络电话远程控制系统和方法。
国际、国内知名的IT企业和传统家电制造商纷纷联手开拓网络家电，将信息技术、网络技术引入家电生产领域，网络冰箱、网络微波炉、网络空调等信息化家电新产品层出不穷。
网络家电产品带动了智能家庭、智能小区等相关产业的发展，具有可观的市场前景和利益回报。
网络家电产品由于其很高的技术含量和巨大的市场潜力，已经成为衡量家电企业高科技性和前瞻性的标准之一。
国内网络家电产业在当前发展形势下的一些问题由于媒体宣传导向的影响，普通消费者在提到“网络家电”时，首先想到的就是机顶盒之类的产品，其实信息技术在家电领域中的应用应更加广泛，对人们的生活影响也应更加实际和深远。
从国外许多知名厂商成功地合作开发网络家电的事例中，可以看出IT企业和传统家电企业各有所长，在这一新兴领域中，双方应该紧密合作，充分发挥各自的优势，扩展各自的发展空间。
当前国际上有多种网络家电的标准和协议，我们不能盲目地遵循某一标准，而是应该根据实际情况制定出，符合当前家电发展方向的标准和协议，使自己站在相对有利的竞争位置上。
随着我国信息事业的持续、快速发展，通信基础设施日臻完善，固定电话、移动电话用户总数普及应用。利用现有的个人通信终端，实现基于PSTN(公用电话交换网)的电话远程控制系统，既可以节约投资，又便于推广。电话远程控制系统(ITRCS)，以CCITT及我国标准共同规定的部分标准程控交换信令(DTMF双音多频信号，振铃信号，回铃音信号等)作为系统控制命令，以PSTN通信网作为传输介质，使用户可以在远端利用固定电话或移动电话发送DTMF双音多频信号，实现对近端电器设备的远程控制。
该系统的设计针对家电话远程控制，在不改变原有用户线路的基础上以分机的方式并入原电话线路中实现远程家电控制。并且要求预留出扩展其它控制和自动拨号接口，以备将来开发使用。
数字家庭网络电话远程控制系统，其特点在于电话远程控制系统包括中央控制单元、振铃检测单元、DTMF双音多频信号解码单元、语音提示单元、系统自动摘机/挂机单元、通讯单元。
数字家庭网络电话远程控制方法，其特点在于
本方法包括如下步骤(1)电话远程控制系统平时处于待机状态；(2)当有电话拨入时，振铃检测单元对振铃进行检测，中央控制单元对振铃进行计数，当振铃的计数超过规定计数值时，中央控制单元接通电话线，进入输入密码语音提示；如果在有人接听的情况下，电话远程控制系统自动进入待机状态；(3)当中央控制单元接通电话线后，提示用户输入密码，如果密码正确，则进入总的家电语音提示；如果不正确，语音提示用户再输入一遍，当在规定输入次数内密码还没有输入正确，则系统自动挂机；(4)当进入总的家电语音提示中，根据语音提示按动相应的按键，进入想要控制的信息家电中，此时中央控制单元调用此信息家电的语音提示，用户根据语音提示按键进行相应的操作；(5)当用户进行一次操作后，中央控制功能启动系统定时功能，当用户长时间没有进行按键操作，系统自动挂机；(6)用户可以自行修改密码，用户根据语音提示进入密码修改功能，键入旧的密码得到系统确认后，在键入两次新的密码校准核实后，修改密码成功。
电话控制终端的主要作用是通过电话线拨打连结电话控制终端的电话号码，从而启动电话控制终端来控制智能家电，也可以通过本地计算机进行家电控制。
当用户进入到电话控制终端的话音提示中后，按照电话控制终端的语音提示进行相应的操作。根据语音提示进入某一家电中，再根据语音提示进入某一选项，以此来控制此家电。
本系统的网络控制终端具有以下特点(1)电话控制终端给出了清晰的语音提示，可以进入任一个电器的控制选项，控制各个家电的所有控制功能，操作十分简单，只需按动所持电话按键即可执行相应的操作。
(2)电话控制终端还具有管理各种家电的功能，当有一个新的家电加入到家庭网络系统内，网络控制终端有增加选项，可以通过添加由DEVICEFILE协议所制定的设备文件，来添加新的设备。电话控制终端还有删除已经不能使用设备选项的功能。
(3)电话控制终端与各个家电所拥有的通讯模块可以通过有线RS485通讯和无线通讯两种方式进行数据交换，提高了其本身的通用性。电话控制终端与各个通讯模块之间的通讯协议为数字家庭网络(DHN)通讯协议规范。
电话控制终端的主要作用是通过电话线拨打连结电话控制终端的电话号码，从而启动电话控制终端来控制智能家电，也可以通过本地计算机进行家电控制。
当用户进入到电话控制终端的话音提示中后，按照电话控制终端的语音提示进行相应的操作。根据语音提示进入某一家电中，再根据语音提示进入某一选项，以此来控制此家电。
本系统的网络控制终端具有以下特点(1)电话控制终端给出了清晰的语音提示，可以进入任一个电器的控制选项，控制各个家电的所有控制功能，操作十分简单，只需按动所持电话按键即可执行相应的操作。
(2)电话控制终端还具有管理各种家电的功能，当有一个新的家电加入到家庭网络系统内，网络控制终端有增加选项，可以通过添加由DEVICEFILE协议所制定的设备文件，来添加新的设备。电话控制终端还有删除已经不能使用设备选项的功能。
(3)电话控制终端与各个家电所拥有的通讯模块可以通过有线RS485通讯和无线通讯两种方式进行数据交换，提高了其本身的通用性。电话控制终端与各个通讯模块之间的通讯协议为数字家庭网络(DHN)通讯协议规范。
各个家电设备内设置一个通讯模块，这种通讯模块包括有线RS485通讯和无线通讯两种通讯方式，其主要作用是通过使用数字家庭网络(DHN)通讯协议与电话控制终端进行数据交换，以次来实现对本设备所连接的家电进行控制，在增添设备时传输符合DEVICEFILE协议规范的设备文件。
下面结合图2描述电话远程控制系统的结构。
电话远程控制系统接收远程电话发送来的DTMF信号，并对所接收的信号进行解码，解码后的数据再由中央处理单元处理和分析，并按照数字家庭网络通讯协议所要求的协议规范对数据进行打包处理，经由无线通讯方式和有线通讯方式来完成对家电设备的控制；为了方便用户使用，系统设计了良好的语音提示界面；电话远程控制系统一般工作在主人不在的环境，所以应具有自动离线、上线、复位功能。同时，电话远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路。
该系统的设计要求与家用电话线连接，以串机方式或直接嵌入电话机中使用，外部只需提供电源。
用户通过拨入用户电话号码，若干组振铃以后仍然无人接听，系统将自动摘机并提示用户选择控制功能，在选择控制功能之前先要求用户输入用户密码，如果密码正确，继续依靠提示音完成设备的控制，当用户回到家中的时候可以通过按键或无线方式取消远程控制功能，方便通话。
下面描述电话远程控制系统组成。
电话远程控制系统包括中央控制单元、振铃检测单元、DTMF双音多频信号解码单元、语音提示单元、系统自动摘机/挂机单元、通讯单元。
中央控制单元中央控制单元的主要功能是接收振铃检测单元的振铃信号；DTMF解码电路的中断信号；发送摘机、挂机、复位、状态指示；对接收到的数据进行分析和处理，按照数字家庭网络通讯协议把此数据进行打包，以无线通讯方式和有线通讯方式发送数据；对语音录放电路进行寻址操作；接收DTMF解码电路的四位二进制数据；以及完成对接收数据的处理和存储密码功能。
振铃检测单元振铃检测单元主要完成对由程控交换机发送过来的振铃信号进行检测，如果振铃信号检测正确，说明有电话拨入，并通知中央控制单元。电话机每一组振铃信号是由若干个正弦信号构成，振铃检测单元对这次正弦信号进行检测。在检测过程中，由中央控制单元对该信号进行计数统计确定输入信号的个数，完成振铃信号的检测。
DTMF解码单元DTMF双音多频信号解码单元是目前在按键电话(固定电话、移动电话)、程控交换机及无线通信设备中广泛应用的集成电路单元。DTMF解码单元完成对远端发送过来的按键信号进行解码，当解码完成后发送一个信号给中央处理单元，再由中央控制单元读取键码值。电话键盘按键与双音多频信号以及解码信号的对应关系符合CCITT和我国国家标准。
远端用户发送的DTMF信号，DMTF解码单元接收DTMF信号，并且实现DTMF信号的分离滤波和译码功能，输出相应16种频率组合的四位并行二进制码。这些代码信号再由中央控制单元是控制命令还是数据。
DTMF解码单元4根输出线给中央处理单元，中央处理单元根据输入的数值来判断代表哪一个数码，根据此数码所代表的含义作相应的判断和动作。
语音提示单元电话远程控制系统利用语音提示电路实现用户和系统的交流。语音提示电路预先存储若干段系统提示音。中央控制单元判断用户发送的DTMF信号后，对语音提示电路进行寻址，播放相应的提示音，从而向用户反馈信息提示下一步该如何操作。
系统自动摘机/挂机单元电话远程控制系统，在不工作时应该与用户电话线断开的，不影响用户正常电话的使用，当用户要求使用远程控制功能时，系统的接入与断开就由这部分电路完成。当系统检测到若干次振铃后，中央控制单元将语音和DTMF电路与电话线接通，实现语音提示和DTMF接收解码功能，当完成控制或用户身份不能确认时断开系统。
通讯单元通讯单元分两种通讯方式无线通讯方式和有线通讯方式，当用户按下某一个按键后，中央控制单元对此操作进行相应的分析和处理，得到控制信息家电的控制命令，按照数字家庭网络通讯协议规范对此控制命令进行打包，并按照所要控制家电的本身所拥有的通讯方式进行通讯，因此把打包的数据通过通讯单元中的无线通讯模块单元或者有线通讯模块单元发送给此信息家电。
下面详细描述电话远程控制系统的功能电话远程控制系统利用DTMF信号实现多样的系统控制功能，控制系统可以对16种DTMF信号的任意组合进行解释，从而大大丰富了系统功能，系统结构流程主要完成以下功能操作用户身份认证功能为了保证只有合法的用户才能操作系统，电话远程控制系统经过振铃检测以后，用户必须输入密码，待系统确认以后才具有对系统的操作权限。
当用户想要进入数字家庭网络控制系统时，必须经过身份的确认。确认过程就是在语音提示下，用户进行密码输入的确认，用户输入密码时，输入一定位数的字符串，并以特殊的按键作为结束键，如“*”或“#”，当系统对密码进行核对无误后，准许用户进入操作系统中，如果有误，则提示用户输入系统允许输入的密码次数，如果在规定次数内，用户没有输入正确密码，则系统自动挂机。
用户按键解释及语音提示功能功能系统接收远程按键控制信号，按照软件设定加以及解释，并决定对提示语音电路的寻址，播放相应的系统提示音，实现用户和系统间的交互操作，或者通过无线模块对空调实施控制。
当用户进入到数字家庭网络中，按动相应的按键，中央控制单元接收到用户按键的键值后，对其按键在当前的运行的背景下进行相应的处理，例如如果在总的运行界面下，“1”键按下后代表“电视机”，如果在电视机的目录中，“1”键按下后代表“开机”。
当用户按下键后，中央控制单元对此键进行相应功能的调用，判断此键代表的相关的含义，如果此键代表的是一个目录项，则调用此目录下的相关子项目的语音提示，如果此键代表的是一个控制项，则根据此键代表的含义发送相应的控制命令。
通讯控制功能此功能是完成对无线通讯和有线通讯功能的设置和处理。当系统运行后，检查系统所拥有的系统通讯模块，对不同的通讯模块进行相应的通讯控制设置。
当系统检查到是有线通讯方式，则对有线通讯模块进行有线通讯相关的参数设置，发送符合有线通讯协议格式的通讯命令；当系统检查到是无线通讯方式，则对无线通讯模块进行无线通讯相关的参数设置，发送符合无线通讯协议格式的通讯命令。
这些通讯命令格式符合《数字家庭网络通讯协议》的要求。
系统定时功能设定系统的自动复位定时器，用以规定一次操作的最大时间限制，但一次操作超过这个时间时系统自动挂机，进入待机状态。
当用户进入数字家庭网络系统后，中央控制单元就启动一个定时器来计算此次操作的所用时间，用户每一次操作后，系统对此计时器复位重新计时，当用户执行完一项操作后，长时间没有操作或挂机，则系统计时器在所规定的计时时间到时后，发送一个信息指令给中央控制单元，中央控制单元接收到此命令后，对系统进行复位并挂机。
密码修改功能当用户想要修改旧密码并设置一个新密码的时候，则用旧密码进入数字家庭网络系统中，系统回提示按相应按键可以进入系统密码设置功能。
当用户进入密码设置功能后，系统提示用户输入旧的密码，当密码输入正确后，系统提示用户输入新的六位密码，并以特殊的按键结束，如“*”或“#”号键结束，输入完成后，系统要求用户再次输入新的密码，以便核对输入的正确性，当核对无误后，确认所输入的新密码位当前系统的进入密码，储存起来并以新的密码覆盖掉旧的密码。如输入有误，则系统会要求用户重新输入新的密码。
设备管理功能电话控制终端有管理功能，此功能是对在当前数字家庭网络中的所有家电进行设备功能描述的管理。
当在数字家庭网络中增添了一个新的家电设备，当前数字家庭网络中的电话控制终端如果要控制此家电设备，必须使用数字家庭网络家电的设备描述功能(DEVICEFILE功能)，取得此家电的设备描述文件(DEVICEFILE文件)，这个设备描述文件必须符合DEVICEFILE设备描述协议规范，才能被各个控制终端所接受，并解释成想要的数据信息。
DEVICEFILE文件是一种对本单元系统进行描述的信息表格文件，它的内容主要包括系统的主要控制功能的描述信息、系统控制语言的描述信息、系统状态的描述信息，这些描述信息汇成一张表格文件储存在各个家电设备的DEVEICEFILE的固定储存单元中。
当控制终端要此描述信息的时候，就要给家电设备发送一个要设备描述文件的信息帧，当此家电设备接收到此信息帧，就按此信息帧的要求，发送一个设备描述文件的数据帧给此控制终端，此通讯过程按照数字家庭网络通讯协议规范进行。
下面描述电话远程控制系统流程电话远程控制系统平时处于待机状态，当有电话拨打进来的时候，振铃检测单元看是对振铃进行检测功能，中央控制单元对阵铃进行计数，当振铃的计数超过规定计数值时，中央控制单元接通电话线，进入输入密码语音提示，如果在有人接听的情况下，电话远程控制系统自动进入待机状态。
当中央控制单元接通电话线后，提示用户输入密码，如果密码正确，则进入总的家电语音提示；如果不正确，语音提示用户再输入一遍，当在规定输入次数内密码还没有输入正确，则系统自动挂机。
当进入总的家电语音提示中，根据语音提示按动相应的按键，进入想要控制的信息家电中，此时中央控制单元调用此信息家电的语音提示，用户根据语音提示按动按键，进行相应的操作。
当用户进行一次操作后，中央控制功能启动系统定时功能，当用户长时间没有进行按键操作，系统自动挂机。
用户可以自行修改密码，用户根据语音提示进入密码修改功能，键入旧密码得到系统确认后，在键入两次新的密码校准核实后，修改密码成功。
权利要求
1.数字家庭网络电话远程控制系统，其特征在于电话远程控制系统包括中央控制单元、振铃检测单元、DTMF双音多频信号解码单元、语音提示单元、系统自动摘机/挂机单元、通讯单元。
2.如权利要求1所述的数字家庭网络电话远程控制系统，其特征在于所述中央控制单元负责接收振铃检测单元的振铃信号；DTMF解码电路的中断信号；发送摘机、挂机、复位、状态指示；对接收到的数据进行分析和处理，按照数字家庭网络通讯协议把此数据进行打包，以无线通讯方式和有线通讯方式发送数据；对语音录放电路进行寻址操作；接收DTMF解码电路的四位二进制数据；以及完成对接收数据的处理和存储密码功能。
3.如权利要求1所述的数字家庭网络电话远程控制系统，其特征在于所述振铃检测单元负责对由程控交换机发送过来的振铃信号进行检测。
4.如权利要求1所述的数字家庭网络电话远程控制系统，其特征在于所述DTMF双音多频信号解码单元负责对远端发送过来的按键信号进行解码，当解码完成后发送一个信号给中央处理单元，再由中央控制单元读取键码值。
5.如权利要求1所述的数字家庭网络电话远程控制系统，其特征在于所述语音提示单元利用语音提示电路实现用户和系统的交流。
6.如权利要求1所述的数字家庭网络电话远程控制系统，其特征在于所述系统自动摘机/挂机单元负责当用户要求使用远程控制功能时，系统的接入与断开就由这部分电路完成；当完成控制或用户身份不能确认时退出系统。
7.如权利要求1所述的数字家庭网络电话远程控制系统，其特征在于所述通讯单元包括无线通讯方式和有线通讯方式。
8.数字家庭网络电话远程控制方法，其特征在于本方法包括如下步骤(1)电话远程控制系统平时处于待机状态；(2)当有电话拨入时，振铃检测单元对振铃进行检测，中央控制单元对振铃进行计数，当振铃的计数超过规定计数值时，中央控制单元接通电话线，进入输入密码语音提示；如果在有人接听的情况下，电话远程控制系统自动进入待机状态；(3)当中央控制单元接通电话线后，提示用户输入密码，如果密码正确，则进入总的家电语音提示；如果不正确，语音提示用户再输入一遍，当在规定输入次数内密码还没有输入正确，则系统自动挂机；(4)当进入总的家电语音提示中，根据语音提示按动相应的按键，进入想要控制的信息家电中，此时中央控制单元调用此信息家电的语音提示，用户根据语音提示按键进行相应的操作；(5)当用户进行一次操作后，中央控制功能启动系统定时功能，当用户长时间没有进行按键操作，系统自动挂机；(6)用户可以自行修改密码，用户根据语音提示进入密码修改功能，键入旧的密码得到系统确认后，在键入两次新的密码校准核实后，修改密码成功。
全文摘要
本发明涉及一种数字家庭网络电话远程控制系统和方法,特别是涉及以CCITT及我国标准共同规定的部分标准程控交换信令(DTMF双音多频信号,振铃信号,回铃音信号等)作为系统控制命令,以PSTN通信网作为传输介质,使用户可以在远端利用固定电话或移动电话发送DTMF双音多频信号,实现对近端电器设备的远程控制的数字家庭网络电话远程控制系统和方法。数字家庭网络电话远程控制系统,其特点在于:电话远程控制系统包括中央控制单元、振铃检测单元、DTMF双音多频信号解码单元、语音提示单元、系统自动摘机/挂机单元、通讯单元。
文档编号H04L12/28GK1388680SQ02125559
公开日2003年1月1日 申请日期2002年7月22日 优先权日2002年7月22日
发明者孙晓利, 王陆冰, 赵旭东 申请人:北京长信嘉信息技术有限公司