1 系統(tǒng)的工作原理
    系統(tǒng)的主要工作原理是當有電話打入時，通過振鈴檢測電路檢測到有振鈴信號，此時振鈴信號被送到51系列單片機處理。當單片機接收到系統(tǒng)默認的振鈴次數(shù)(次數(shù)可以通過軟件設定)后，單片機會向摘機／掛機電路發(fā)出摘機控制信號，使系統(tǒng)發(fā)出自動摘機操作動作。摘機后，系統(tǒng)會提示用戶輸入密碼，以此驗證用戶的合法身份。當通過身份驗證后，系統(tǒng)提示用戶進行的相應操作。系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的需要設置控制哪種家用電器、更改密碼以及更改預定報警號碼。當用戶按相應的按鍵后，系統(tǒng)通過接收MT8880C的DTMF解碼信號識別用戶的按鍵，然后向控制器發(fā)出相應的控制信號，使得家用電器發(fā)生相應的動作。同時，系統(tǒng)通過讀取傳感器的信號識別用戶家里是否有特殊情況(如火災、被盜、煤氣泄漏等)發(fā)生。如果有特殊情況發(fā)生系統(tǒng)會撥通預定的報警號碼發(fā)出報警信號。

2 系統(tǒng)的硬件組成
    系統(tǒng)的硬件主要由DTMF信號接收／發(fā)送電路、振鈴檢測電路、自動摘機／掛機電路、語音提示電路、重要存儲電路、電路載波調制解調電路等幾大重要部分組成。
2．1 DTMF信號接收／發(fā)送電路
    DTMF信號接收／發(fā)送電路主要是利用接收／發(fā)送芯片MT8880C實現(xiàn)DTMF信號的接收和發(fā)送。電路通過控制R／w接口的狀態(tài)實現(xiàn)DTMF信號是接收還是發(fā)送狀態(tài)，其電路原理圖如圖1所示。

2．2 振鈴檢測電路
    振鈴檢測電路的作用是檢測電話線上的振鈴信號，以便為單片機提供電話鈴響的次數(shù)。系統(tǒng)的振鈴檢測電路如圖2所示：由C1，R1，D，IC5，R2組成，由于電容器C。不能通過直流電壓，因此在待機狀態(tài)下振鈴電路沒有電流通過。所以在沒有電話呼入時P3．5口是處于高電平狀態(tài)；當有電話呼人時，P3．5口會出現(xiàn)高低電平的變化，通過檢測該電平的脈沖次數(shù)來達到檢測振鈴的次數(shù)。
2．3 自動摘機／掛機電路
    如圖3所示，自動摘機／掛機電路其實就是一個電子開關，它的作用是完成摘機、掛機的動作。系統(tǒng)電路和電話線之間雖然連接起來了，但是中間還必須要有一個電子開關存在，平時這個開關應該處于斷開的狀態(tài)。當用戶打電話回家控制家用電器時，如果出現(xiàn)了規(guī)定的振鈴次數(shù)之后，系統(tǒng)會自動實現(xiàn)摘機動作。這時電話線就和控制系統(tǒng)連通了，然后才能按照系統(tǒng)的設計接收電路中的各種控制命令。

2．4 語音提示電路
    語音提示電路的作用是在用戶操作過程中給與語音提示，幫助用戶根據(jù)需求正確的操作。經(jīng)過挑選和結合錄放時間的要求，系統(tǒng)選用ISD公司生產(chǎn)的2560型語音芯片。該芯片技術成熟，穩(wěn)定性好，音質清晰，價格便宜，錄音時間為60 s，且可以分段錄放音，斷電后錄音信號不會丟失，具體電路原理圖如圖4所示。

2．5 重要信息存儲電路
    重要信息存儲電路主要由E2PROM芯片2816組成，它的主要作用是用來存儲一些重要信息，如密碼修改后新密碼的保存、報警號碼的存儲等。利用該電路可以保證用戶修改了這些重要信息后，如果系統(tǒng)出現(xiàn)重啟或者斷電的情況，這些重要信息不會丟失，具體的電路如圖5所示。
2．6 電力載波調制解調電路
    采用電力載波通信技術，充分利用家庭內(nèi)現(xiàn)有的交流電源線作為通訊鏈路，安裝方便，只要插入墻上的電源插座即可達到通訊控制的要求。在此采用電力載波調制解調器芯片TDA5051來實現(xiàn)控制器與家用電器之間的數(shù)據(jù)傳輸，具體的電路原理圖如圖6所示。

3 軟件設計
    結合硬件電路的設計和軟件實現(xiàn)的功能，系統(tǒng)應用程序主要由主程序、中斷服務程序、延時子程序等部分組成。主程序所要完成的主要工作包括單片機系統(tǒng)各接口芯片的初始化，設置中斷，給相應各內(nèi)存單元賦初值，調用中斷處理程序，延時子程序等。系統(tǒng)設置的中斷服務程序有2個，其中中斷1的作用主要是識別來自于哪種傳感器的信號，按照預定的報警號碼發(fā)送報警信息。
    中斷2的作用主要是識別用戶的按鍵，控制相應控制器的工作，其中還包括驗證密碼、判斷輸入錯誤密碼次數(shù)、更改密碼、更改預定的報警號碼。

    其中設定按鍵9和按鍵*對應的功能分別是修改預定報警號碼和修改舊密碼，輸入密碼錯誤的次數(shù)上限設定為3次，當輸入密碼錯誤達到3次時，系統(tǒng)會自動掛機。當密碼正確后，系統(tǒng)就會通過語音信號提示用戶正常的操作，系統(tǒng)的程序流程圖如圖7所示。

4 結 語
    利用單片機為主要的控制器件，以公共電話網(wǎng)絡為信息載體，成功地設計了一套智能家居控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)自投入運行以來，其工作正常，性能穩(wěn)定，通訊狀態(tài)良好，成功地滿足了實際的應用。