利用雙音多頻編解碼技術實現了電話遠程控制家用電器的智能控制系統。該系統采用S3C2410芯片作為核心控制模塊，利用其強大的音頻處理和大容量存儲能力，不僅可實現經電話通過網關直接訪問控制家用電器的功能，而且網關還能將家庭內部出現的緊急情況通過電話及時通知用戶，提高了用戶訪問系統的實時性和靈活性，系統更具普遍性，使用也更方便，實現了個人通信終端通過家庭網關對家用電器的遠程控制。
關 鍵 詞 智能控制; 嵌入式系統; 雙音多頻; 電話遠程控制

豐富多彩的家用電器走進了千家萬戶，隨著人們對生活品質的追求，每個家庭都越來越需要一個集控中心把家庭中的各種家電連接起來，并實現遠程訪問和控制。在遠程家電智能控制系統中，網關起關鍵作用，它的實現手段一般為對內在家庭內部組成無線局域網絡與家電通信；對外作為家庭設備和電器的集控中心，為遠在異地的家庭成員提供服務[1]。目前，大多數研究人員把目光放在網絡上。雖然網絡在現代社會廣泛存在，網絡作為一種遠程訪問手段也確實有很多優勢，但是這種單一的訪問手段也有它的不足之處，在某些情況下無法或者不便獲得網絡服務。例如，通過網絡訪問必須使用電腦，即使是筆記本電腦也不如一部手機攜帶方便。隨著我國信息產業的高速發展，電話已經成為最方便的通信手段之一，電話的實時性是網絡所無法比擬的，其普及程度也遠遠超過網絡。但是，電話由于自身的硬件限制，目前主要用于提供傳統的語音服務，在信息的獲取和控制方面也略顯不足。為了彌補此方面的缺憾，本文設計了一種電話遠程控制系統，利用一部雙音多頻(Dual Tone Multi Frequency，DTMF)電話通過家庭網關實現對家庭各種設備狀態的查詢和設置，以及電話留言和對留言的提取。另外，網關還能夠將緊急情況通過電話及時通知家庭成員，在提供網絡服務的同時，為家庭成員提供一條方便、可靠、實時性強的信息通道。
1 電話遠程家電智能控制系統結構
電話遠程家電智能控制系統由基于S3C2410的網關、鈴流檢測模塊、電話接口模塊、音頻處理模塊、DTMF編解碼模塊和無線通信模塊組成，系統結構如圖1所示。

1.1 網關
目前，基于8位單片機的智能電話遠程控制技術相對成熟，這類控制系統通常采用兩種提示功能，一種是根據蜂鳴聲次數的不同提示用戶操作；另一種是使用外部語音錄放芯片實現語音提示功能。由于芯片的錄音時間非常有限，因此只能實現簡單的語音提示功能，與用戶的交互界面不友好；此外這類系統的語音信息無法在線修改和添加，缺乏靈活性，適用面窄，很難實現對數量多、種類多、更換較頻繁的家用電器設備的控制。
本文采用基于S3C2410的32位嵌入式網關作為核心控制芯片[2]，利用S3C2410本身所具有的數字音頻總線(Inter-IC Sound bus，IIS)接口，通過擴展UDA1341構成音頻處理模塊，可以實現兩個通道的音頻輸入和一個通道的音頻輸出。網關可通過IIS接口交換音頻數據，采用ARM Linux作為操作系統，可實現文件系統和多任務調度，大量的音頻數據存放于大容量的閃存，閃存上建立的文件系統可實現數據在線修改，使得系統的人機界面更加友好，靈活性增強。音頻信號經過音頻功率放大后由音頻變壓器耦合輸入電話線路，可盡可能減小對DTMF信號的影響。
1.2 鈴流檢測模塊
沒有振鈴信號時，電話線上承載直流信號；有振鈴信號時，電話線上會出現±90 V、425 Hz的交流信號。振鈴音不同，振鈴的通斷時間就不同，如普通振鈴信號是通1 s斷4 s，忙音信號是通0.35 s斷0.35 s。
鈴流檢測模塊就是要對電話線上的各種鈴音信號進行處理并檢測[3]。系統中，鈴流檢測電路首先將電話線上的信號通過整流濾波，再通過施密特觸發器整形得到通1 s斷4 s或者通0.35 s斷0.35 s的方波信號，然后送入S3C2410的外部中斷輸入端，S3C2410根據不同的鈴音信號控制電話接口電路以實現不同的操作，同時將識別的信號類型和次數提供給上層應用程序。
1.3 電話接口模塊
根據國標，電話摘機時相當于在電話線兩端接入一個300 Ω左右的電阻負載。該系統中，當電話接口模塊接收到網關發出的摘掛機控制信號時，就控制該模塊中的繼電器接入或斷開一個電阻從而實現自動摘掛機。同時，電話接口電路還為音頻輸入、輸出和DTMF信號提供信道。
1.4 DTMF編解碼模塊
DTMF編解碼電路是按鍵電話(固定電話、移動電話)、程控交換機及無線通信設備中廣泛運用的集成電路，主要包括DTMF發送器與DTMF接收器。DTMF發送器根據按鍵電話的按鍵生成雙音頻信號，從而實現雙音多頻撥號；DTMF接收器用于識別電話線上的DTMF信號，并將其轉化為對應的鍵值以實現某些控制功能[3]。
該系統中，DTMF編解碼電路采用MT88L89作為DTMF信號的編解碼核心器件。遠端用戶通過電話按鍵發送的DTMF信號經耦合電容的隔直流作用后，由MT88L89譯碼輸出4位并行二進制數據。這些數據通過本地總線(local bus)送入網關，網關可獲取鍵值信息；同時，網關通過本地總線向MT88L89依次發送要撥打的電話號碼，經其轉換后實現撥號功能。
1.5 無線通信模塊
網關和家電通過無線通信模塊組成家庭內部的無線局域網，通過無線網絡查詢各種家電的狀態，并實現對它們控制。