一种基于DTMF信号的声控照明系统

摘要

本发明公开了一种基于DTMF信号的声控照明系统，它包括手机、蓝牙音频接收器、信号检测与识别模块、单片机、多个单刀双掷继电器模块、多个照明电路。其中，蓝牙音频接收器可以接收手机通过蓝牙传输的音频，并通过音频线传送给信号检测与识别模块；信号检测与识别模块能接收DTMF声音信号并进行解码；单片机接收信号检测与识别模块传送过来的信号并进行处理，控制多个单刀双掷继电器模块工作，从而控制多个电路的通断。本发明在普通开关的基础上，增添了采用DTMF对照明电路进行声控的功能，用户只需将手机蓝牙与蓝牙音频接收器配对好，打开手机键盘，即可通过键盘按键控制照明系统的工作状态。

权利要求

1.一种基于DTMF信号的声控照明系统，其特征在于，它包括手机、蓝牙音频接收器、信号检测与识别模块、单片机、多个单刀双掷继电器模块、多个照明电路；

所述手机具有蓝牙功能；所述蓝牙音频接收器与手机蓝牙配对，接收手机通过蓝牙传送过来的手机拨号键盘按键声音信号，并将手机拨号键盘按键声音信号转化成音频输出；

所述信号检测与识别模块通过音频线与蓝牙音频接收器相连，接收蓝牙音频接收器传送过来的音频信号，检测手机按键音对应的DTMF（双音多频）信号，并判断其特征频率，识别所接收信号对应的按键号，并根据不同识别结果产生对应的引脚输出电平变化；

所述单片机与信号检测与识别模块相连，接收信号检测与识别模块的引脚输出电平变化，根据电平变化控制多个单刀双掷继电器模块；

所述一个单刀双掷继电器模块与一个普通单刀双掷开关采用单联双控开关方式通过单片机共同控制一个照明电路回路的通断，从而控制照明电路的工作状态，其电路连接具体为：所述单刀双掷继电器模块包括电阻R1、NPN三极管Q1、单刀双掷继电器KA1，电阻R1一端与单片机一个I/O端口相连，另一端与NPN三极管Q1的基极相连；NPN三极管Q1的发射极接地，集电极与单刀双掷继电器KA1的电感线圈一端相连；单刀双掷继电器KA1的电感线圈的另一端接VCC；二极管D1与单刀双掷继电器KA1的电感线圈并联，正极与NPN三极管Q1的集电极相连，负极接VCC；

单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关的不动端L与灯泡LAMP1一端相连，灯泡LAMP1的另一端与零线相连；

单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关的动端L1与普通单刀双掷开关动端L’1相连，单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关的动端L2与普通单刀双掷开关动端L’2相连；普通单刀双掷开关的不动端L’与火线相连。

说明书

一种基于DTMF信号的声控照明系统

技术领域

[0001] 本发明涉及照明系统领域，具体涉及一种基于DTMF信号的声控照明系统。

背景技术

[0002] 为了人们在两个地方均可以实现对照明系统的便捷控制，现有的照明系统一般采用单联双控开关，但缺点是不能遥控，便捷性仍不够高，不能更好地适应人们的要求。

[0003] 对于遥控照明系统，现有的遥控照明系统一般为采用红外遥控的方式，控制时需要使用特定的遥控装置或者有红外发射功能的手机。遥控装置人们并不会经常带在身边，有些时候往往在有需要的时候找不到遥控装置，不够便利；手机人们会经常带在身边，但一部分智能手机并没有红外发射功能，而且还需要使用特定的app才能控制，同样不够便利。

发明内容

[0004] 针对现有技术所具有的缺陷，本发明提供一种基于DTMF信号的声控照明系统，实现用手机对照明系统进行遥控。

[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于DTMF信号的声控照明系统，它包括手机、蓝牙音频接收器、信号检测与识别模块、单片机、多个单刀双掷继电器模块、多个照明电路；

[0006] 所述蓝牙音频接收器与手机蓝牙配对，接收手机通过蓝牙传送过来的手机拨号键盘按键声音信号，并将该转化成音频输出；

[0007] 所述信号检测与识别模块通过音频线与蓝牙音频接收器相连，接收蓝牙音频接收器传送过来的音频信号，检测手机按键音对应的DTMF信号，并判断其特征频率，识别所接收信号对应的按键号，并根据不同识别结果产生对应的引脚输出电平变化；

[0008] 所述单片机与信号检测与识别模块相连，接收信号检测与识别模块的引脚输出电平变化，根据电平变化控制多个单刀双掷继电器模块；

[0009] 一个单刀双掷继电器模块与一个普通单刀双掷开关采用单联双控开关方式通过单片机共同控制一个照明电路回路的通断，从而控制照明电路的工作状态。

[0010] 进一步的，所述手机具有蓝牙功能。

[0011] 进一步的，所述一个单刀双掷继电器模块与一个普通单刀双掷开关采用单联双控开关方式通过单片机共同控制一个照明电路回路的通断，其电路连接具体为：电阻R1一端与单片机一个I/O端口相连，另一端与NPN三极管Q1的基极相连；NPN三极管Q1的发射极接地，集电极与单刀双掷继电器KA1的电感线圈一端相连；单刀双掷继电器KA1的电感线圈的另一端接VCC；二极管D1与继电器KA1的电感线圈并联，正极与NPN三极管Q1的集电极相连，负极接VCC；单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关的不动端L与灯泡LAMP1一端相连，灯泡LAMP1的另一端与零线相连；单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关的动端L1与普通单刀双掷开关动端L’1相连，单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关的动端L2与普通单刀双掷开关动端L’2相连；普通单刀双掷开关的不动端L’与火线相连。

[0012] 本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：本发明在普通开关的基础上，增添了采用DTMF对照明电路进行声控的功能。用户不需要使用特定的遥控装置，只需将手机蓝牙与蓝牙音频接收器配对好，打开手机键盘，即可通过键盘按键控制照明系统的工作状态。

附图说明

[0013] 图1为本发明的基本结构示意图；

[0014] 图2为本发明的单片机、一个单刀双掷继电器模块以及一个照明电路回路的电路图。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

[0016] 如图1所示，一种基于DTMF信号的声控照明系统，其特征在于，它包括手机、蓝牙音频接收器、信号检测与识别模块、单片机、多个单刀双掷继电器模块、多个照明电路；

[0017] 所述蓝牙音频接收器与手机蓝牙配对，接收手机通过蓝牙传送过来的手机拨号键盘按键声音信号，并将该转化成音频输出；手机拨号键盘按键声音信号为双音多频(DTMF)信号，DTMF信号由高频群和低频群组成，高低频群各包含4个频率，一个高频信号和一个低频信号叠加组成一个组合信号，代表一个数字、字母或字符，DTMF有16个编码，如下表所示：

[0018]

[0019] 所述信号检测与识别模块通过音频线与蓝牙音频接收器相连，接收蓝牙音频接收器传送过来的音频信号，检测手机按键音对应的DTMF信号，并判断其特征频率，识别所接收信号对应的按键号，并根据不同识别结果产生对应的引脚输出电平变化，以二进制的方式以四条线(Q1、Q2、Q3、Q4)输出；

[0020] 所述单片机与信号检测与识别模块相连，通过4个I/O端口将信号检测与识别模块Q1-Q4接脚所产生的值读入，接收信号检测与识别模块的引脚输出电平变化，根据电平变化控制多个单刀双掷继电器模块；

[0021] 一个单刀双掷继电器模块与一个普通单刀双掷开关采用单联双控开关方式通过单片机共同控制一个照明电路回路的通断，从而控制照明电路的工作状态。

[0022] 如图2所示，单片机控制单刀双掷继电器模块、一个单刀双掷继电器模块与一个普通单刀双掷开关采用单联双控开关方式共同控制一个照明电路回路的电路连接为：电阻R1一端与单片机一个I/O端口相连，另一端与NPN三极管Q1的基极相连；NPN三极管Q1的发射极接地，集电极与单刀双掷继电器KA1的电感线圈一端相连；单刀双掷继电器KA1的电感线圈的另一端接VCC；二极管D1与继电器KA1的电感线圈并联，正极与NPN三极管Q1的集电极相连，负极接VCC；单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关的不动端L与灯泡LAMP1一端相连，灯泡LAMP1的另一端与零线相连；单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关的动端L1与普通单刀双掷开关动端L’1相连，单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关的动端L2与普通单刀双掷开关动端L’2相连；普通单刀双掷开关的不动端L’与火线相连。

[0023] 其余单刀双掷继电器模块与照明电路的电路连接与上面所述一个单刀双掷继电器模块与一个普通单刀双掷开关采用单联双控开关方式共同控制一个照明电路回路的电路连接一致。

[0024] 所述信号检测与识别模块可以采用型号为MT8870的模块，但不限于此；所述单片机可以采用ST公司型号为STM32F103的模块，但不限于此。

[0025] 本发明的工作过程如下：

[0026] 用户开启手机蓝牙，与蓝牙音频接收器进行配对，打开手机拨号键盘，按下不同的按键，即可控制不同照明电路回路的通断。如下表所示：

[0027]1/改变LAMP1状态 2/改变LAMP2状态 3/改变LAMP3状态
4/改变LAMP4状态 5/改变LAMP5状态 6/改变LAMP6状态
7/未定义 8/未定义 9/未定义
*/未定义 0/未定义 #/未定义

[0028] 以按下按键1为例，按键1的拨号音通过手机蓝牙传送到配对好的蓝牙音频接收器，蓝牙音频接收器将接收到的信号转化成音频输出。信号检测与识别模块通过音频线与蓝牙音频接收器连接，接收蓝牙音频接收器传过来的按键拨号音，按键1对应的DTMF信号由一个中心频率为1209Hz的高频分量和一个中心频率为697Hz的低频分量构成，信号检测与识别模块内部将信号分成高频带和低频带，并将此信号送至数字译码器，通过数字译码器解出按键值，接着将解出的按键值以二进制的方式以四条线(Q1、Q2、Q3、Q4)输出。单片机通过4个I/O端口将信号检测与识别模块Q1-Q4接脚所产生的值读入，根据从4个I/O端口输入的电平组合判断出按键值为1，并据此改变第一I/O端口输出电平状态。

[0029] 若普通单刀双掷开关打在L’1端，单片机第一I/O端口原输出电平状态为低电平，三极管Q1截止，单刀双掷继电器KA1的电感线圈无电压，则单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关打在L2端，灯泡LAMP1处于未点亮状态，照明电路不工作。此时，有两种方式可以点亮灯泡LAMP1：

[0030] (1)将普通单刀双掷开关打到L’2端；

[0031] (2)手机按下按键1，据上所述，单片机改变第一I/O端口输出电平状态，即从低电平转成高电平，三极管Q1导通，单刀双掷继电器KA1的电感线圈有电压，单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关打到L1端，灯泡LAMP1点亮，照明电路工作。

[0032] 若普通单刀双掷开关打在L’2端，单片机第一I/O端口原输出电平状态为低电平，三极管Q1截止，单刀双掷继电器KA1的电感线圈无电压，则单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关打在L2端，灯泡LAMP1处于点亮状态，照明电路工作。此时，有两种方式可以关闭灯泡LAMP1：

[0033] (1)将普通单刀双掷开关打到L’1端；

[0034] (2)手机按下按键1，据上所述，单片机改变第一I/O端口输出电平状态，即从低电平转成高电平，三极管Q1导通，单刀双掷继电器KA1的电感线圈有电压，单刀双掷继电器KA1的单刀双掷开关打到L1端，灯泡LAMP1被关闭，照明电路不工作。

[0035] 当单片机第一I/O端口输出状态由高电平变为低电平时，三极管Q1由饱和变为截止，这样单刀双掷继电器KA1的电感线圈中的电流突然失去了流通通路，若无续流二极管D1将在电感线圈两端产生较大的反向电动势，极性为下正上负，电压值可达一百多伏，这个电压加上电源电压作用在三极管Q1的集电极上足以损坏三极管Q1。故续流二极管D1的作用是将这个反向电动势通过单刀双掷继电器KA1的电感线圈与续流二极管D1形成的回路放电，保护三极管Q1。

[0036] 其余按键实现功能的方式与上述例子类似。