專利名稱：紅外遠端智能控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于智能控制技術領域，具體設計一種利用基礎電信網絡對遠端設備進行控制的紅外遠端智能控制器。
技術背景智能控制遠端設備可以給生產和生活帶來許多方便，目前在生活中最常用的是手持式紅外遙控器，如電視遙控器、空調遙控器等，這類遙控器在控制距離上是有限的，使得用戶對電器設備的控制必須在當時當地，空間上時間上也就有了相當的局限性。
為了方便生活和工作，現有技術開發出一類遠端控制技術，是通過電話線來控制電器設備，但是它最終控制的是繼電器開關，強制性的通斷電，且需要在物理上布線，安裝不方便，特別是針對已經裝修的房屋，難度較大。
另有一類遠端控制技術，如通過WAP手機或PC機給連接在網絡上的電器發送特定的EMAIL文件或其他控制指令來控制具有IP地址的電器設備，這類控制技術需要操作者具備一定的技術水平和技巧，用戶面很狹窄。
還有一種類似的技術，是通過自學習功能把電器設備的紅外線信號以一信號轉換器學習起來，并可以通過電話的遙控來發射。但是，它必須給予每一電器設備一相對地址序碼，硬件結構和控制都較為復雜(比如它需要兩塊存儲器)，并且它沒有自己的語音提示電路，不能讓在遠端的操作得到信息的反饋，僅僅是一種單向的操作。
由以上分析可見，現有的智能控制遠端設備技術有的控制距離空間有限，有的控制結構復雜，適應性差，功能不全，都存在各自的一些缺陷。
發明內容
本實用新型針對現有技術存在的缺陷，目的在于提供一種紅外遠端智能控制器，控制電路較為簡單，具有很強的適應性，使用安裝方便，功能完善。
為達到上述目的，本實用新型采用的技術方案如下紅外遠端智能控制器，它由單片機CPU構成主控部分，還包括有接口電路、振鈴識別電路、語音提示電路、音頻識別電路和電源模塊，這部分與現有的電話控制遠端設備的電路基本相同。本控制器所不同的是還設計有紅外線發射電路、紅外線接收與碼制識別電路和儲存器模塊、用戶控制模塊，其中CPU通過輸出腳連接紅外線發射電路，紅外線接收與碼制識別電路的輸出連接CPU，用戶控制模塊由撥碼開關分別與CPU相連。
所述的紅外線發射電路的高速與非門的一個輸入腳與CPU的某一通用輸入輸出腳相連，另一個輸入腳與38kHz的載波信號產生電路的輸出腳相連，其輸出腳與三極管放大電路的基極相連，三極管放大電路的發射極與紅外線發射二極管的正極相連。
所述紅外線接收與碼制識別電路的紅外線接收頭的解調信號輸出腳通過上拉電阻與正5V電源相連，同時也與CPU的某一通用輸入輸出腳相連，另外紅外線接收頭的接地端需接地，電源端通過電阻與正5V電源相連。
所述用戶模塊的撥碼開關分別與CPU的三個通用輸入輸出腳相連。存儲器的兩根I2C數據線與CPU的某兩個通用輸入輸出腳相連。
所述語音提示電路為交互式語音提示電路。
另外，本控制器接口電路提供單片機CPU與電話外線的接口，它與振鈴識別電路的信號輸入端相連，還與音頻識別電路的整流電路的輸入端相連。振鈴識別電路的輸出信號與CPU的某一通用的輸入輸出腳相連。語音提示電路APR9600芯片的8個控制腳分別與CPU的8個輸入輸出端口相連。音頻識別MT8870芯片的4個數據信號輸出腳與CPU的4個通用輸入輸出端口相連，MT8870的中斷信號輸出腳通過一個非門與CPU的某個中斷信號輸入腳相連。
本控制器工作所使用的軟件包括振鈴信號識別及摘掛機控制、音頻解碼信號提取、用戶身份識別、語音提示信號控制、紅外線編碼信號的采集、編碼信號發射控制、存儲器操作、軟件看門狗。
本控制器各主要部分所實現的功能如下1、單片機CPU構成的主控部分進行主要的信息處理，接收外部操作指令形成各種控制信號，并完成對于各種重要信息的記錄；2、接口電路和振鈴識別電路部分接口電路提供單片機與電話外線的接口。其中包括鈴流檢測、摘掛機控制、忙音檢測，并且接口電路還要承擔向用戶反饋語音提示信息的功能。
3.音頻識別電路部分音頻識別電路部分主要對雙音頻DTMF進行識別(接收外部操作指令形成各種控制信號)，經過專用集成電路的解碼，信號轉換成為不同的碼制信號，直接傳送給主控部分讀取。本設計中使用的是電話線專用的雙音頻編解碼芯片，不但外圍電路簡單，而且可靠性強。
4.語音提示電路部分它預先在語音芯片內存入相應的語音提示信息，受單片機的控制將各段語音信息提取出來，并通過接口電路反饋至電話外線。從而使操作者對電器的操作達到交互式，并能即時了解有關信息。
5.紅外發射電路部分紅外發射部分在中央主控部分的指令下，發出各種不同頻率，不同編碼的紅外線信號，并將完成指令后的系統狀態反饋給主控部分。
6.紅外接收和碼制識別電路部分主要完成紅外線智能學習功能，它用紅外線接收頭(38kHz載頻解調)對用戶使用的紅外線裝置所發出的帶有編碼信號的紅外線進行解調，送至CPU后，對該編碼信號進行掃描，再經過軟硬件去干擾后，形成一個完整的控制碼字信號，就存入系統中的存貯器中。它能在用戶的操作下，主動識別用戶所使用的紅外遙控器發出的頻率和碼制，并將其儲存在主控系統中以備用戶在遠端控制時使用。
7、用戶控制模塊在系統初始化時，需要將紅外裝置的相應控制碼讀入到模塊中，因此該模塊設置了撥碼開關以備上述操作所用。另外，由于用戶可能會將開關碼等控制信號按照相反的順序讀入，因此，設置了一個反向開關，通過系統內部軟件判斷，從而調整發射時需要的碼字。
采用上述設計，使本控制器具有以下優點；1、適應性強它在普通用戶的操作下，能通過軟硬件的自學習，識別出用戶所使用的各種紅外線遙控器發出的頻率和碼字并能將其模擬發射。即它能模擬出不同廠家，不同品牌，不同種類的電器設備的紅外遙控信號，具有很強的適應性。
2、因為它在控制方式上采用了紅外線，所以它無需在室內進行物理布線，方便用戶的安裝，也保持了室內的美觀。
3、它通過基礎電信網絡作為控制的通路，能使用戶隨時隨地的對遠方設備，如家里的空調、電視、微波爐等的工作狀態進行遠程查詢、調整、控制啟動和關閉，給人們的生活和工作帶來極大的方便。
4、它帶有自己的交互式語音提示電路，方便用戶操作的同時，也可讓操作者準確地了解電器設備的工作狀態。使得操作具有了交互性，而且也保證了操作的可靠性。
5、它可與現有的家用電話并聯，無須另外安裝一部新電話，為使用者節約了成本。
6、本控制器使用最簡單的電路、最便宜的電子集成芯片實現了完善的功能，并且還留有許多可以添加的功能，具有很強的市場前景。
圖1是紅外遠端智能控制器的功能框圖；圖2是紅外遠端智能控制器的電路原理圖。
具體實施方式
參見圖1，本紅外遠端智能控制器是由單片機CPU構成主控部分，包括與現有的電話控制遠端設備的電路基本相同的接口電路和振鈴識別電路部分、音頻識別電路部分、語音提示電路部分和電源模塊。另外還包括本控制器獨特設計的紅外線發射電路、紅外線接收與碼字識別電路和儲存器模塊、用戶控制模塊。
本控制器的電路參見圖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構成，另外也可采用其他通用CPU完成。接口電路由電話線水晶頭、雙刀雙置繼電器開關和三極管驅動電路組成，電話信號線通過雙刀雙置繼電器開關的常閉腳與振鈴識別電路的電阻R22相連。振鈴識別電路由5v的穩壓二極管、二極管包絡檢波電路構成，其輸出信號通過電阻R28與CPU的第8腳相連。音頻識別電路由MT8870或其他能識別DTMF信號的相應芯片以及整流二極管、有源負載電路構成，電話信號線通過雙刀雙置繼電器開關的常開腳與音頻識別電路的二極管整流輸入腳D6、D9的正端相連；音頻識別MT8870芯片的數據信號輸出腳第11腳到第14腳與CPU的第36腳到第39腳相連，74HC04的第二腳與CPU的13腳相連。語音提示電路由APR9600或其他通用語音芯片構成，語音提示電路APR9600芯片的第1腳到第6腳，第8腳到第9腳分別與CPU的第21腳到第28腳相連。APR9600的第14腳與射隨器電路Q4的基極相連，然后通過電阻R23反饋到有源負載電路。紅外線接收電路主要由通用的38kHz紅外線接收頭構成，碼字采樣由CPU在其內部實現；紅外線接收頭的第1腳通過上拉電阻與正5V電源相連，同時第1腳也與CPU的第12腳相連，另外紅外線接收頭的第4腳接地，第3腳通過電阻與正5V電源相連。紅外線發射電路由38kHz振蕩電路、高速與非門、紅外線發射二極管構成，紅外線發射電路的高速與非門74HC00的第11腳與CPU的第4腳相連，其第11腳與三極管放大電路的基極相連，三極管放大電路的發射極與紅外線發射二極管的正極相連。用戶控制模塊由普通的撥碼開關構成，撥碼開關分別與CPU的第5腳、第6腳、第10腳相連。存儲器模塊采用24C08或采用其他I2C總線形式的存儲器構成。
權利要求1.紅外遠端智能控制器，它由單片機CPU構成主控部分，包括有接口電路、振鈴識別電路、語音提示電路、音頻識別電路和電源模塊，其特征在于它還設計有紅外線發射電路、紅外線接收與碼制識別電路和用戶控制模塊，CPU通過輸出腳連接紅外線發射電路，紅外線接收與碼制識別電路的輸出連接CPU，用戶控制模塊由撥碼開關分別與CPU相連。
2.根據權利要求1所述的紅外遠端智能控制器，其特征在于紅外線發射電路的高速與非門的一個輸入腳與CPU的某一通用輸入輸出腳相連，另一個輸入腳與38kHz的載波信號產生電路的輸出腳相連，其輸出腳與三極管放大電路的基極相連，三極管放大電路的發射極與紅外線發射二極管的正極相連。
3.根據權利要求1所述的紅外遠端智能控制器，其特征在于紅外線接收與碼制識別電路的紅外線接收頭的解調信號輸出腳通過上拉電阻與正5V電源相連，同時也與CPU的某一通用輸入輸出腳相連，另外紅外線接收頭的接地端需接地，電源端通過電阻與正5V電源相連。
4.根據權利要求1所述的紅外遠端智能控制器，其特征在于用戶模塊的撥碼開關分別與CPU的三個通用輸入輸出腳相連。
5.根據權利要求1所述的紅外遠端智能控制器，其特征在于存儲器的兩根I2C數據線與CPU的某兩個通用輸入輸出腳相連。
6.根據權利要求1所述的紅外遠端智能控制器，其特征在于語音提示電路為交互式語音提示電路。
專利摘要紅外遠端智能控制器，它由單片機CPU構成主控部分，還包括有接口電路、振鈴識別電路、語音提示電路、音頻識別電路和電源模塊，這部分與現有的電話控制遠端設備的電路基本相同。本控制器所不同的是設計有紅外線發射電路、紅外線接收與碼制識別電路和儲存器模塊、用戶控制模塊，其中CPU通過輸出腳連接紅外線發射電路，紅外線接收與碼制識別電路的輸出連接CPU，用戶控制模塊由撥碼開關分別與CPU相連。本控制器能通過基礎電信網絡作為控制的通路，使用戶隨時隨地的對遠方設備進行控制，電路較為簡單，具有很強的適應性，使用安裝方便，功能完善。
文檔編號G08C23/04GK2609063SQ0323378
公開日2004年3月31日 申請日期2003年3月31日 優先權日2003年3月31日
發明者王波, 朱春雨 申請人:王波, 朱春雨