家电远程控制十篇

家电远程控制篇1

关键词：AT89S52；DTMF；MT8880；单片机

中图分类号：TP872文献标识码：A

1引言

随着科技的进步以及对生活质量要求的不断提高，人们对家电的选择和使用，已经从只关心家电的单项功能转向追求家电的品位和控制的便捷性上来。本文设计的基于DTMF技术的家电远程控制系统,该系统采用电话网作为数据传输通道，由于利用电话网进行远程控制不需要专门布线，且不占用无线电频率资源，不受距离和环境影响，可跨省市、甚至跨越国家进行远程控制[1]，因此是一种很有前景且低成本的家电远程控制方式。当我们出门在外忘记关电视或者空调，或者当我们下班后想提前打开家中的热水器时，只要利用身边的电话通过拨打家中的家电控制系统，然后根据系统的语音提示进行一步步的操作，就可以实现远程控制家电的目的。

2 系统硬件电路设计

该系统采用单片机AT89S52做为主控制器，采用ISD4003语音芯片做为语音录放芯片，采用MT8880解码芯片做为系统的DTMF（双音多频）解码芯片，采用MAX813L构成看门狗电路，因此硬件电路制作成本相当低廉。该系统采用电话网做为数据传输线路，同家用固定电话并联在一起但不影响电话机的正常使用。该系统具有振铃检测、电话自动拾机和挂机、密码验证、语音提示、继电器和红外线摇控等功能，使用起来相当方便。此系统硬件电路主要包括单片机电路、振铃检测电路、电话自动摘挂机电路、DTMF解码电路、语音电路、继电器和红外发射电路，系统的结构框图如图1所示。

图 1 系统结构框图

Fig.1 Block diagram of system

3. 系统软件设计

系统软件的设计均采用了模块化的设计思想。根据其具体实现的功能，软件模块可化分为以下模块：主程序模块、振铃检测计数模块、看门狗模块、电话自动拾机和挂机模块、双音频（DTMF）解码模块、语音提示模块、继电器控制和红外线编码发射模块。系统总体流程图如图2所示。软件部分工作的过程是，上电初始化完成之后，当系统检测到电话线上有铃流信号时，就会对铃流信号进行计数，当响铃8次时，系统控制继电器闭合接通线路。线路接通后，语音电路发出语音提示，用户听到提示后，通过电话按键发出DTMF密码信号，信号经过系统解码后，对其进行判断密码是否正确。如不正确，可重新输入，当输入次数超过3次时系统就会自动挂机，并且在等待用户输入密码的过程中，系统会内部计时，超过30秒自动挂机。如果输入的密码正确，则发语音提示，选择要控制的家电。当系统接收到用户的按键控制信号后，就会控制相应的继电器开关或者发出红外线控制信号对家电进行开机或关机动作。操作完成后，语音反馈操作结果,提示成功或者失败。

图2 系统流程图

Fig.2 Flowchart of the system

4．结 语

该系统基于DTMF编码采用PSTN电话网作为远程控制系统数据传输的通道，来完成对居民家中的家用电器进行远程控制的设计方案，另外采用红外线通信的方式作为家电无线局域网的数据传输方式。系统经过样机调试，试验证明其各项功能完成良好,能够实现远程控制家电的目的。系统具有开发成本低廉、价格便宜、布线简单、操作方便、安装灵活和安全可靠的特点，因此可以基本满足广大普通百姓对家中家电进行远程控制的需要。此外由于系统中MT8880芯片也支持DTMF解码的功能，因此只要对系统稍加更进就可以升级为具有能够自动拨号预报火警、匪警的家庭安防控制系统。

4．参考文献

[1] 任晶钰.国外智能家居住宅布线系统综述.西北建筑工程学院学报,2000,(3):50-52.

[2] 鲁昆生.赵晓刚,孟忠江.MY8880与MCS-51单片机最简单的接口方法.无线电工程.2000,(2):40-41.

[3] 刘连吉.ISD单片语音录放器件及电路设计.青岛海洋大学学报.1997,3:23-25.

[4] 纪红.红外技术基础与应用.北京:科学出版社,1993.

[5] 何琳琳,张海军.基于电话网络的家用电器远程控制系统的实现[J].微计算机信息,2006,22(14)：70-73.

[6] 李朝青.《单片机原理及接口技术》（第3版）北京航空航天大学出版社,2005.

家电远程控制篇2

【关键词】嵌入式处理器;TC35i通信模块;远程控制

随着现代通信技术的迅速发展，家电的智能化和数字化也应运而生。因此，我们利用NiosII技术设计了一个远程控制模块，以实现家用电器的智能化。它使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候，任何地点对家中的各种电器进行远程控制。

1.系统方案介绍

本设计利用FPGA平台的Nios II软核处理器，调用4个IP core，其中3个为通用IO接口，剩下的一个为异步串行通讯接口。以上所有IP core的管脚均需通过SOPC Builder文件定义，否则将无法与FPGA实际外部管脚相连。由于电热杯的驱动电流较大，FPGA的输出电流无法将其直接开启，故需在电热杯与FPGA之间加入以驱动电路以实现功能。驱动电路采用继电器作为控制器件，可以控制交变电压220V下的电器，从而实现低压器件控制高压器件的目的。系统功能结构如图1所示。

图1 系统设计方案

2.硬件设计

2.1 FPGA_Cyclone_III_ EP3C16下载板

本设计采用搭载Altera公司推出的Cyclone III系列芯片EP3C16Q240C8N芯片作为核心处理器的EP3C16Q240C8N-FPGA/Nios II开发板进行设计。具有电源和时钟设计完善;性能稳定可靠、结构紧凑美观;板上乘载资源、周边接口较多，可扩展性强;板上器件调试方便，配置容易;扩展灵活等特点[1]。

2.2 TC35i短信模块

TC35i是德国SIEMENS（西门子）公司的一款双频900/1800MHz高度集成的GSM模块[2]。它设计小巧、功耗很低，可以为很多通信应用提供经济高效的解决方案。本设计采用RS232的UART通信模式与FPGA下载板进行数据传输。

2.3 驱动电路

本设计采用家用电器（电热杯）作为控制对象，利用继电器来控制，而继电器本身对于FPGA芯片而言就是一个功率器件，因此这个驱动电路就显得尤为重要。电路如图2所示。在驱动电路中加入二极管要起到保护三极管等驱动元件的目的。当三极管的控制端，即FPGA的控制I/O管脚电平由高变低时，流经继电器线圈的电流将迅速减小，这时线圈会产生很高的自感电动势，与电源电流方向同向产生叠加，其电压将加在c、e级两端，会使三极管击穿。采用8050三极管驱动继电器动作;并联上二极管后，即可将继电器线圈中的自感电动势限制在二极管的正向导通电压内，此时二极管压降为0.7V（硅管），从而达到避免击穿三极管的目的。

图2 继电器原理图

NPN型三极管8050的集电极最大电流为1.5A，其满足电热杯的额定工作电流1.36A，经测试，此电路未发现异常。

3.软件设计

Nios Ⅱ软核内部采用32位指令和数据总线，内部有32个通用寄存器和32个外部中断源;使用同样的指令集架构（ISA），100%二进制代码兼容，设计者可以根据系统需求的变化更改CPU，且开发人员可以在Nios ⅡCPU 核内增加硬件，用以执行复杂运算任务，为时序要求紧张的软件提供加速算法。[3]

3.1 Nios II嵌入式处理器设计

在Quartus下的SOPC Builder中建立软核。设计软核处理器时，CPU选用功能比较丰富的Nios II/f型，建立本设计所需的I/O软核，选用数据为16位的动态随机存储器SDRAM，波特率为9600bps的串口（UART），JTAG UART以及EPCS Flash控制器。

图3 软核处理器原理图

3.2 系统控制软件流程图

软件流程图如图4所示，首先调用初始化函数对Nios II和液晶模块进行初始化。对于液晶显示器，初始化是必要的步骤，否则不能使用。在整个系统软件的运行过程中，主要由三个判断部分组成。每个部分都需要通过Nios II与AT命令配合使用，而AT命令需通过UART传送到TC35i短信模块中运行。故这三个判断部分是整个系统软件成功运行的关键所在。

3.3 模块连接部分程序

本部分函数主要实现系统开机时的自动连接功能。当开发板上电时，会不断从开发板的串口发送字符串“AT”。如果当TC35i短信模块与开发板连接成功，其会通过串口回复字符串“OK”。当开发板接收到回复的字符串时，会对其进行判断。如果接收到的字符串为“OK”时，通过液晶显示“GSM...”，并给手机回发短信息“GSM is ok”示意连接成功，系统程序进入下一循环。如果没有收到字符串“OK”，程序循环，直到成功接收到字符串“OK”方可跳出循环。具体程序如下。

void send_message（void）

{ /////////////////////发送短信部分

pu8Ptr = u8GsmStr6; //AT+CMGS="+8615600157929"

UartSendMultiByte（pu8Ptr， 25）;

Delay_ms（250）;

pu8Ptr = u8GsmStr15;//短信内容

UartSendMultiByte（pu8Ptr，13）;

Delay_ms（250）;

UartSendByte（0x1A）;

Delay_ms（100）;

UartSendByte（0x1D）;

UartSendByte（0x0A）;

for（numb=0;numb<100;numb++）

{

Delay_ms（100）;

}

图4 软件流程图

3.4 短信判断部分程序

本部分函数主要实现判断接收到的短信内容，并根据不同的内容跳转到不同的循环，从而实现诸如打开电热杯、关闭电热杯、点亮发光二极管与熄灭发光二极管的功能。在开发板与TC35i短信模块连接正常的前提下，短信模块在接收到字符串“+CMGS： 1”，68表示接收到的第1条信息。

void send_wenshidu（void）

{ /////////////////////发送短信部分

pu8Ptr = u8GsmStr6; //AT+CMGS=”+8615600157929”

UartSendMultiByte（pu8Ptr， 25）;

Delay_ms（250）;

pu8Ptr = u8GsmStr5; //短信内容

UartSendMultiByte（pu8Ptr， 9）;

UartSendByte（（u8DHT11Data[0]/10）+ 48）; //C

UartSendByte（（u8DHT11Data[0]%10）+ 48）;

UartSendByte（‘%’）;

pu8Ptr = u8GsmStr7; //短信内容

UartSendMultiByte（pu8Ptr， 9）; //UartSendByte（u8Temperature）;

UartSendByte（（u8DHT11Data[2]/10）+ 48）; //C

UartSendByte（（u8DHT11Data[2]%10）+ 48）;

UartSendByte（‘c’）;

Delay_ms（250）;

UartSendByte（0x1A）;

Delay_ms（100）;

UartSendByte（0x1D）;

UartSendByte（0x0A）;

for（numb=0;numb<100;numb++）

{

Delay_ms（100）;

}

4.系统实现

将TC35i短信模块通过串行总线与EP3C16可编程片上系统开发板相连，电路板按预留接口连接完毕后，分别给TC35i和开发板接通电源。短暂等待后，可以观察到液晶显示出现如图5所示的图像，证明TC35i短信模块已经和EP3C16可编程片上系统开发板连接成功。连接成功后就可以向短信模块发送控制信息，控制代码有如下两种，其意义分别为：OPEN将电热杯打开;CLOSE将电热杯关闭。由于“OPEN”与“CLOSE”两种指令功能基本相同，故在此只说明“OPEN”指令的实现。首先系统采集周围环境的温湿度，GSM初始化并在液晶上显示。通过手机向TC35i短息模块发送内容为“OPEN”的短息之后，液晶会显示接收短信，如图6所示。接收短信后，继电器打开的同时液晶显示工作状态“turn on”。整个系统收到指令“OPEN”时，电热杯开始工作。几秒钟后，手机会收到来自TC35i短信模块的信息回复当前的环境温湿度，如图7所示。根据课题要求，整体功能实现如图8所示。

5.结束语

本系统具有通过手机控制硬件的能力。可以通过手机发送的控制信息与TC35i短信模块通信，其短信内容经RS232串行总线传输到FPGA芯片，在其中进行数据分析，使不同的短信内容实现不同的功能，最终实现对系统电器进行控制。可以将控制结果和周围环境温湿度通过液晶显示器显示出来，并且可以在控制完成后给指定手机返回信息、报告控制情况和现场环境状况，完成指定功能。嵌入式处理器发展前景广阔，GSM通信网络虽然不是目前最新的通信体系，但市场占有率依然巨大，二者结合体现了各自的优势，相信在今后的智能家电的舞台上，会越来越多看到它们的身影。

参考文献

[1].

[2]TC35i开发手册.

[3]郝建国，倪德克，郑燕，等编著.基于Nios II内核的FPGA电路系统设计[M].电子工业出版社，2010，4.

[4]童诗白.模拟电子技术基础（第4版）[M].北京高等教育出版社，2006.5.

家电远程控制篇3

关键词：远程控制 物联网 Internet 智能家居

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（b）-0024-02

1 基于程控电话的远程控制系统

1.1 引言

随着信息事业的不断发展，我国的信息事业也在不断的发展，并且通信基础设施也在日益完善，而移动电话用户与固定电话用户的总人数已经达到2亿之多。要实现基于公用电话交换网PSTN的运程监控电话系统，就需要利用现有的个人通信终端来进行，具有广泛的使用价值和可推广的市场潜力，是智能家庭建设的重要组成部分。

基于程控电话家电远程控制系统实现的功能是通过电话按键远程对相应的家用电器的进行开关操控，同时当家里发生危险的时候（包括温度过高，湿度过高，有人闯入，失火）自动拨打户主的电话号码并在接通后通知户主危险情况。

这样的系统可以进行现场设备的控制、环境监测及报警，利用电话包括移动电话作为发出控制命令和接收监测信息的终端设备，可以选择单片机作为处理器，主要组成部分为：单片机构的成为主控的部分，其主要是进行信息的处理，并且接受外部操作指令，来形成各种控制的信号，从而完成对相应的继电器的控制。DTMF调制解调芯片用于将数据转换成适宜于电话线路及常规电话通信终端设备宜于收发处理的信号；摘挂机电路用于常规电话线路响铃及应答操作；一般采用MITEL公司的DTMF收发器MT88系列芯片作为电话双音多频的解码核心。使用语音芯片ISD系列的芯片或者其他语言芯片输出提示及报警语音。基本框架如图1所示。

1.2 基于GSM及GPRS的无线远程监控系统

基于GSM或者GPRS的无线远程监控系统架构（图2）相对于基于PSTN的来说只是传输介质及应用终端不一样，其他都相似。使用手机来操控更加便利，但是受限于移动电信网络稳定性的影响，安全性及可靠性远没有PSTN高。

2 基于Internet的网络远程监控系统

2.1 工业现场监控系统简介

基于Internet和Profibus总线的远程监控系统是通过现场总线得到工业现场的实时数据，然后通过现场的嵌入式设备将数据信息保存，并建立Web服务器，接入Internet，在本地通过浏览器就可以查看现场状态数据并进行控制操作。基于嵌入式的远程监控系统为企业建立了一个通用和开放的自动化管理控制平台。随着计算机、网络通信和Internet 技术的飞速发展和不断进步，远程监控系统在家庭和工业等多个领域得到越来越广泛的应用，而将基于现场总线的嵌入式系统接入Internet，利用嵌入式系统作为中间件实现对现场设备的远程监测和控制，已成为人们越来越关注的研究课题。

2.2 工业现场监控系统的实现

网络远程监控就是在原来的计算机监控系统的基础上，在被监控对象和控制端口之间加入通信网络，从而使本地计算机通过网络系统实现对远端生产过程的监督与控制的技术实现[1]，能够实现远程监控的计算机软硬件系统称为远程监控系统。

由于现场总线技术的不断发展，所以通常形式下的远程监控系统的实现也选择现场总线作为数据采集的基础，主要方式为将现场总线系统的数据进行转化并通过以太网传输到远程终端。

基于Web的远程监控技术实现简单，对于监控方的要求低，只要监控方能够接入Internet网络，通过普通浏览器即可实现远程监控。这样的系统可以通过嵌入式设备将现场总线采集的数据进行相应转换，并实现Web服务器的功能，实时地反馈现场情况，远端只要接入Internet，通过浏览器即可查看现场数据。

为了有效控制生产过程，需要对现场生产设备等进行实时监控。即监视其工作状态并进行相应控制。监控可以分为本地监控和远程监控。本地监控需要相应工作人员守护现场，而对于较大的分布广泛的系统，就会需要较多的人力物力。远程监控则不要求技术人员到达现场，现场设备的工作状态只要通过某种方式采集上来并适时地传送到技术人员的监控端就可完成监控，通过这种方式能够节约人力物力，有效减少企业对于现场设备的维护成本，而且对于较大的分布广泛的工业现场也能够达到有效监控。这种系统主要针对以Profibus总线连接的现场设备的状态进行远程监控，以方便技术支持人员的工作。主要监控内容包括两个方面：一是系统本身的工作状态的监控，比如RS485终端电阻的状态，有没有接合；现场设备参数化状态，是否成功；现场设备配置状态，是否成功等等。二是系统工作对象的状态的监控，比如用户数据是否出现异常超温，超压等等。

2.3 系统总体架构图

系统的总体结构如图3所示。

从图中可以看出，整个系统由现场总线系统部分、嵌入式设备和客户端三部分组成。嵌入式设备（或者叫做网关）起到连接PROFIBUS 系统和客户端的作用，嵌入式设备通过有线（本地以太网）和无线（GPRS）两种方式接入Internet，而客户端通过浏览器来查看现场状态。嵌入式设备实时采集并储存PROFIBUS 系统的状态信息，并具有Web服务器的功能，当远程客户端通过浏览器访问的时候，就会将PROFIBUS 系统的实时状态信息反馈给用户，实现远程监控的功能，同时还将能够给技术支持人员发送短信及邮件。通过浏览器能够清楚地查看现场设备的工作状态。如4所示。

3 智能家居远程监控系统简介

作为物联网的一种重要应用，通过Internet远程访问由信息家电组成的局域网已成为未来家庭的一个重要标志[1]。自2009年被确立为国家五大新兴战略性产业之一以来，物联网以其广泛的应用前景，在中国受到了全社会的极大关注。据权威机构统计分析，物物通信的数量将会是现在互联网通信节点数量总和的30倍以上[2]。信息家电系统作为物联网的一种重要应用，有着巨大的商业潜在价值。

3.1 智能家居远程监控系统的实现

随着嵌入式处理技术的不断发展，未来越来越多的家电设备都会具备信息处理及联网的功能，这就为智能家电及家电远程控制准备了条件。信息家电远程控制系统是一种应用计算机网络技术、通信技术和远程监控技术来实现智能家居及远程监控的系统。用户可以通过远程访问系统，实现对家电的统一管理。远程控制端既可以是手机也可以是电脑，或者任何可以接入互联网的设备。在家里设置一个终端设备即智能家居控制设备，可以接入互联网，同时能够与家里的智能家居通信并进行控制。

3.2 系统架构

智能家居远程监控系统整体框架如图4所示。

用户可以通过笔记本电脑或者手机等任何可以接入Internet的设备接入互联网并访问相应的网站，打开相应的网页就可以看到智能家电的状态并进行操控。在家里设置智能家居控制设备，能够接入Internet网并提供Web功能，向下通过ZigBee方式和各种智能家电通信。

4 结语

本文共论述了3种远程控制的实现方式，也是随着通信技术、网络技术、计算机技术的不断发展而发展起来远程控制方式。随着未来物联网的不断发展，相信远程控制将更加普及，不断应用到我们的生产生活中。

参考文献

[1] 胡元晖，陈俊杰，李海芳.基于IPv6的信息家电远程控制系统的设计与实现[J].电脑开发与应用.

[2] 国务院发展研究中心技术经济研究部.物联网：影响未来[M].中国发展出版社.

[3] 张文东.程控数字交换技术原理[M].

[4] 韦丽华.基于语音的微机控制报警器[J].辽宁师范大学学报：自然科学版.

家电远程控制篇4

关键词: 家庭自动化; 家庭网络; 传感器网络

中图分类号: TP212文献标识码: A 文章编号:1009-8631(2010)04-0055-01

一、引言

家庭自动化是利用电子技术来集成或控制家中的电子电器产品或系统(例如照明灯、咖啡炉、电脑设备、保安系统、暖气及冷气系统、视讯及音响系统等)。其功能实现主要通过一个中央管理平台接收来自传感器的信息,再以既定的程序控制其它电子电器产品。基于传感器网络家庭自动化网络系统融合了多媒体、Internet、信息管理器、家电外设等技术思想,满足了人们对舒适、安全、高效、便捷等方面的要求。

二、家庭自动化系统的构成

用于家庭自动化网络接口的有:供暖、通风、空调系统、热水器、安全系统和照明系统,公用事业公司在家庭应用方面的远程抄表和用户设备管理。这些接口与各种智能传感器连接,实时采集各个节点信息,通过总线送到主控计算机,主控计算机通过Internet使人们方便的进行远程家务管理和家庭设备监控。家庭自动化系统结构如图1所示。

三、基于传感器网络的家庭自动化系统的实现

(一)家庭自动化系统实现必须满足的要求

1. 必须有一个兼容性强的智能家庭自动化的中央处理平台。它是智能家居的心脏。通过这个平台,构成与外界的通讯通道,以实现与家庭以外的媒介信息交流,满足远程控制、监测和交换信息的需求。选择配置合适的家庭网关,对日后家庭自动化使用功能非常重要。

2. 要求有一个家庭布线系统,它是组建家庭局域网的基础。它不仅将宽带网连接到家庭,还可以根据自己的情况布设到每一个将来可能使用的位置,这同房子的其他管道系统一样重要。

3. 真正的智能家庭生活至少需要三种网络的支持:宽带互联网、家庭信息网和家庭控制网络。在家庭网络的操作系统控制下,通过相应的硬件和执行机构,实现对所有家庭网络上的家电监控。

(二)家庭内部网络的实现

早期家庭网络采取的拓扑结构是传统的MAINFRAME类型,PC机是主机,各类家电则是终端。现在采用总线型结构,这样家庭网络实际上成为了一个局域网。对所有的家电定义统一的电气标准,从而形成共同的规范接口,采用统一的标准通信协议。

众所周知,家电操作的实时性强,可能存在多台设备同时运行,使得控制中心上必须采用分时操作系统及其各类相应应用软件与较好性能的PC协同工作,以完成大量的计算和管理任务。于是对总线也就提出了较高的数据带宽和传送速度要求。目前广泛使用的家庭自动化网络协议有:X-10协议、CEBus、TonTalk。

(三)远程监控网络的实现

互联网应用的发展趋势是网络化与智能化产品的进一步结合,即与互联网相连的各种智能设备之间可以相互交流与双向控制,并实现远程监控与监测。家庭自动化系统不是一个独立的控制网络。为了要有更广泛的集成应用,并且能够提供不同方式的远程控制机制,更重要的是将家庭网络与外部网络连接起来。

远程利用HTTP服务器和CGI( common gate intergace) 技术实现数据在内部家庭网络和互联网的双向流动,可以使用远程监控软件,在离家很远的地方通过互联网远程操作和控制家用电器。家庭网关将智能家电连接到互联网,实现内外部网络间的连接、转换与安全保密功能,水、电、煤气表可以进行自动抄表和自动结算。网关通信接口支持宽带下行通信和一定的上行通信能力,上层协议采用TCP/IP协议族,媒体信息也可以直接承载于底层接口之上[2]。家庭远程监控网络的实现如图2所示:

四、家庭自动化网络的主要功能

家庭网络可以连接的节点包括电脑、打印机、智能家电、电话、红外遥控器、手机、无线PDA、检测模块和传感模块等,可以实现的自动化管理与控制功能有可视监控、手机遥控、网页浏览监控、三表抄送、医疗求助、小区广播、视频点播、场景监测等。其主要功能表现在:

1. 家庭智能安防系统,通过在家庭内安装各种检测报警装置来实现家庭的保安、消防以及其它需求。如通过加装摄像头,可以监视房间周边环境和诸如婴儿房等特殊场所;通过烟气传感器、温度传感器、特殊气体传感器,预防房间失火和有害气体过量;通过加装红外传感器、门磁、薄膜窗花、无线微波等报警装置,可防止窃贼入侵等等;

2. 家庭智能照明系统:运用当前先进的总线技术,通过遥控及远程控制等方式实现家庭照明的自由控制,实现不同的场景效果,改变传统手工操作的不便,充分享受现代科技力量给家庭带来的变革。

3. 家庭智能家电控制系统:通过各种电器控制器,无需对现有普通家电进行改造,就能轻松实现对家电的定时控制、无线控制、集中控制、电话远程控制、场景控制等多种智能控制。

五、结论

利用家庭自动化网络系统,人们可以方便地通过计算机或其它网络接入设备,远程获取家庭内各种信息,包括各种计量表读数和费用、家庭各种家电设备和监测设备的状况,并实现远程遥控各种家电设备和装置,实现家居的能量管理等。所有这些都极大地提高了人类的生活质量,同时它也是人类所追求的生活目标。

参考文献:

家电远程控制篇5

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，8051中央处理单元电路判断用户发送的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.

本系统选用美国ISD公司的ISD2590单片语音录放集成电路作为语音提示电路的核心部分.ISD2590采用E2PROM存储器，信息可永久保存，零功能存储;它还采用了DA盯直接模拟量存储技术，因而能较好地保留语音信息中的有效成分，提高录放音的清晰度.ISD2590可以存储长达90s的语音，能够实现1～600段语音分段，每段录放音均有一个起始端，该起始端地址选择由A0～A9确定.ISD2590的电路也非常简单，只需少许阻容元件即可，并且它易与单片机接口，实现分段寻址功能.ISD2590的内部功能如图4所示.

系统在接收远端用户发送的DTMF信号以后，根据软件设定，对语音电路进行寻址放音.例如系统收到用户发出的"1234'，用户密码信号时，若密码正确，则寻址播放语音提示"密码正确"，否则，寻址播放语音提示"密码错误".需要提出的是，ISD2590".只有A0～A910根地址线，显然不能对480K模拟存储阵列直接寻址，从图4可以知道，ISD2590的地址线是先经过解码器解码后再对480K模拟存储阵列进行寻址的.

3.4　系统上线／离线/复位电路

当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线连通时，我们称系统处于上线(Odine)状态;反之，当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线断开时，我们称系统处于离线(Offline)状态.只有在电话远程控制系统工作时，系统才应处于上线状态.这样做的目的是避免用户呼叫系统时的高压振铃信号(可达120VMS)及线路上其他高压噪声对DTMF信号解码电路及语音提示电路产生危害.上线/离线/复位功能的实现，也是由系统硬件电路和软件共同实现的.

3.4.1　系统上线电路

系统上线电路的功能是检测程控交换机发送的振铃铃流信号，然后通过中断方式通知8051单片机，根据软件设定，闭合系统上线/离线/复位开关电路，开启UrMF信号解码电路和语音提示电路与电话用户线的连接.上线电路的主要部分是铃流检测电路.铃流信号是当远端用户呼叫电话远程控制系统时，由程控交换机向电话远程控制系统发送的控制信令.系统采用TCA3385芯片作为铃流检测电路的核心部件.TCA3385是一种性能稳定的振铃信号转换、检测器件，常用于电话机、应答器等仪器仪表.它的PDO端(如图5)是振铃检测输出端，在振铃信号稳定后，此端会变为高电平输出.RDO端可直接与8051单片机相连，作为8051的中断信号INT0.TCA3385的内部功能及外部电路如图5所示.

当电话远程控制系统处于离线状态时，只有铃流检测电路与用户电话线相连，而TCA3385能承受较高电压的冲击，保证了系统的完全稳定性.

3.4.2 离线/复位电路

用户对电话远程控制系统操作完成后，发出结束命令，8051单片机断开系统上线/离线/复位开关电路，系统离线.如果用户出现误操作或忘记发送结束命令时，系统根据软件设定，断开系统上线/离线/复位开关电路，使系统离线，并初始化软件设定.

3.5　驱动电路

电话远程控制系统对受控设备的控制，要通过8051单片机对继电器的闭合才能实现，因此，在8051单片机与继电器之间必须设置一个继电器驱动电路.本系统采用摩托罗拉公司的MC1413，来关闭与开启继电器开关(图6).

4　系统软件

如何利用有限的16种DTMF信号实现多样的系统控制功能，是系统成功与否的关键，借助于软件编程，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.系统软件的流程结构并不复杂，这里只介绍系统软件主要功能要求:

(1)系统身份认证功能为了保证只有合法用户才能操作系统，电话远程控制系统上线以后，用户必须输入密码，待系统确认后才具有对系统的操作权限.

(2)用户信令解释功能对收到的用户信号，系统按照软件设定加以解释，并决定对语音提示电路寻址，播放相应的系统提示音，实现用户和电话远程控制系统间的交互操作，或者对外部受控设备发出相应的驱动信号.

(3)软件定时功能系统软件设定系统自动复位的软件定时器，定时器的设置值规定了系统一次上线工作的最大时间.若一次工作超时，系统自动离线，进入待机状态.

5　结束语

家电远程控制篇6

本文设计的远程红外控制器集成了红外发射模块，可通过手机在任何地方对家中所有品牌的空调、电视机等家用电器进行远程控制。还集成有线网口和Wi-Fi，具有家用路由器的全部功能；内置天线，可以增强Wi-Fi信号；内置温度传感器，可根据温度数据实现对空调的智能控制，在保证室内温度舒适的情况下节约电能。

【关键词】远程控制 OpenWRT 开关电源 嵌入式系统

1 引言

随着电子技术的发展，以及人们对生活智能化需求的增长，无线控制技术在智能家居生活中显得越来越重要。本文所设计的远程红外控制器可以通过手机远程遥控家中的家用电器，为人们的生活带来极大的便利。

2 设计方案

本系统使用手机通过互联网向终端控制器发送指令，终端控制器通过RT5350Wi-Fi模块接收指令之后，控制继电器的闭合和断开，或向串口2转发指令，RT5350的串口2与单片机相连，使单片机控制的红外模块发送和指令相对应的红外信号，从而通过红外信号遥控家用电器。温度传感器将采集的温度信息传输到RT5350，再通过互联网将信息传送至手机。系统的结构图如图1。

设计主要分为如下几个部分：

2.1 电源模块

电源模块采用RM3273S电源芯片，RM3273S是离线式PFM电源管理芯片，采用原边反激拓扑应用电路，省掉了光耦和TL431部分。它的内部集成了高精度恒压控制器，可实现不超过5%的精度控制。

RM3273S集成了多种保护功能，有过压保护、过压箝位和欠压锁定等功能；另内置抖频技术可提高抗EMI能力。

整个电源模块大小为34mm*22mm*18mm，远小于一般电源模块，可实现作品的小型化。

2.2 网络信号接收模块

RT5350 CPU实现终端设备和服务器的通信，RT5350 CPU内部集成了802.11n1*1MAC/基带处理器，2.4GHz1*1射频单元，射频功率放大器，是一颗高性能的MIPS 24Kc CPU内核（最高主频360MHz）。RT5350芯片通过移植OPENWRT嵌入式系统，实现CPU与服务器的通信，及通过与微处理器串口UART相连，实现CPU与微处理器的信息交互。

RT5350的串口1用于和计算机通信，是RT5350微处理器的的控制台。串口2和微处理器相连，将接收到的网络信息转发至串口2。

2.3 红外信号发送模块

单片机通过串口UART接收RT5350模块的信息，然后发射相应的红外信号，控制家用电器。单片机内部集成绝大部分的空调红外信号，同时单片机还可以学习已经发送过的红外信号，实现对所有家用电器的控制。

2.4 USB模块

可扩展USB相关的产品，如USB功能的摄像头。也可通过USB对设备进行充电。

2.5 继电器模块

RT5350通过接收手机发送的指令，控制继电器的断开和闭合，从而实现对输出220V交流电的通断。

2.6 有线网口模块

通过网线网口1连接外网，网口2连接内网。计算机通过连接网口2，可实现访问外网的功能，从而使该智能设备拥有路由器的全部功能。

3 程序编写

本设计嵌入式操作系统采用OpenWRT，该嵌入式操作系统是一个具有高度自动化、模块化的Linux嵌入式系统，拥有强大的网络组件和扩展性，自带的OpenWrt SDK编译开发环境更简化了开发软件的工序。本文程序编写流程图如图2。

4 结语

本设计可用于各种家用电器设备的远程无线遥控。可以单独做成终端产品，也可以嵌入到家用电器中实现远程控制。本设计具有以下优势：

（1）设计将无线开关控制器与无线路由器相结合，可以省去多余的家用电器设备。

（2）本设计采用RT5350作为CPU，内部集成了基带处理器，射频，射频功率放大器，功能较为全面；RT5350价格低廉；体积小；容易扩展，GPIO多，包含JTAG，USB，I2C，I2S，PCM，网线，串口等；支持多种电源电压，用3.3V～6V供电都可以，无线信号较其他Wi-Fi SOC芯片更为稳定，可以给使用者带来更为顺畅稳定的无线网络体验。

（3）有四个红外线发射端，信号强度更大，覆盖范围更广，可以实现对家用电器的360°无死角控制。

（4）内部集成220V转5V的电源模块，无需另加降压模块。

（5）本设计通过采集室内温度数据信息，可实现智能控制空调的输出温度，在保证室内温度适宜的前提下节约电能。

本设计不但可以独立做成智能终端，而且也可以在家用电器中直接嵌入使用，实现家用电器的远程智能控制。具有价格低廉，易于扩展，性能稳定，交互性良好等优势，可以大力推动物联网智能家居的发展。

参考文献

[1]姬五胜，吕丁强，边立强.智能家具照明控制无线开关系统[J].微型机与应用，2011，30（20）：21-26.

[2]曾磊，张海峰，侯维岩.基于Wi-Fi的无线测控系统设计与实现[J].电测与仪表，2011，48（547）：81-83.

[3]张律，韩东.利用ARM控制GSM模块实现无线终端系统[J].科技信息，2008（36）：83-84.

家电远程控制篇7

关键词：智能无线开关 应用

在工程项目施工过程中，涉及土建、给排水、采暖通风、电气安装等专业，在一定程度上增加了建筑工程施工的复杂程度。电气安装工程是整个建筑工程项目的一个组成部分，其中开关的安装是电气工程中一项较为重要的部分，一方面满足照明、家电用电量、安全用电等需要，另一方面追求美观、实用、方便的使用效果。

在欧美日等发达国家普遍盛行智能无线开关，随着经济的发展，在我国也得到了使用，智能开关打破了传统墙壁开关的开与关的单一作用，除了在让我们体验了高科技还赋予了开关装饰点缀的效果。智能无线开关被广泛应用于家居智能化改造、办公室智能化改造、工业智能化改造、农林渔牧智能化改造等多个领域，极大节约了能源，提高了生成效率和降低了运营成本，真正做到了智能行天下。

1 智能无线开关的概念

所谓无线遥控开关是指，对电器的开启和关闭通过采用非接触的方式进行控制，其控制器的控制信号通过无线电波的形式传输给被控制电器，彼此之间不需要连线，通常情况下，其传输距离可达数公里。

家中所有的电器通过一个遥控器就可以进行控制；通过手机在下班路上就可预先开启空调，家里的电饭煲通过短信就可以进行煮饭；通过入户门口的智能交互终端触摸屏幕，可进行用电、家居、医疗服务、视频直播、订购消费、社区服务等操作……这种貌似遥不可及的智能家居生活，就是智能无线开关。

2 智能开关的环保意义

使用智能无线开关，无需布线，节约了管线材和PVC管等材料。PVC管的主材是聚氯乙烯，原料主要有石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气、在制造过程中还需要增加增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料增强其耐热性，韧性，延展性等。

在生产电线电缆、PVC管的过程中，会产生可致癌的“二恶英”物质。绝缘与护套中含铅、镉等对人体有害的重金属，在电缆使用及废弃处理时会对土壤、水源产生污染。生产、使用过程和燃烧时会产生HCI等有毒气体，排放酸气，严重污染环境。同时也产生了火灾隐患。

使用智能无线开关，大大减少线材的需求，可节省石油等不可再生资源，减少生产电线电缆这些材料时对环境造成的污染，减少生产过程中的碳排放，真正响应国家对于经济生产节能、减排、环保的要求。

3 智能无线遥控开关的功能

智能遥控开关是一种控制系统，能够对室内照明进行灵活的配置。通常情况下，用户只要经济投入就可以完成灯光成果。智能遥控开关的功能主要表现在：

3.1 无方向，隔墙远距离控制。对于红外遥控开关来说，受空间距离和方向的影响和限制，不能隔墙隔门进行遥控操作，而通过无线射频技术设置远程控制开关，可以有效地规避红外遥控开关的弊端，通常情况下，无线射频技术信号覆盖半径一般在10米到80米，并且能穿透2- 3堵的墙。

3.2 不能隔墙隔门遥控，确保互不干扰。重码现象不会出现在同一城市，自家的灯具不会被邻居的遥控器所控制。

3.3 智能学习对码技术。遥控器与接收开关是一一对应关系，而且这种对应关系是不能改变的，这是人们普遍看法。但是使用智能学习对码识别技术以后，远程控制器和开关可单独配置，摒弃了遥控器与开关不能分离的干扰，可以灵活的进行照明控制。

3.4 抗干扰能力比较强，可靠性高，同时具有防火、防雷、防电的功能。

3.5 无线智能开关有手动开关和遥控开关两种，在一定程度上提高了方便性。

3.6 采用单线接线方式，一方面取代了传统的开关，另一方面符合了电力电气施工标准。

3.7 全开全关功能。休息的时候，灯具的全关通过一个键即可完成操作。

3.8 断电保护。智能遥控开关会因电源的关闭而全部关闭.当重新来电时，智能遥控开关依然处于关闭状态，进而保护人身安全，同时在无人状态下起到节能的效果。

3.9 集中控制、多点控制功能。对于智能遥控开关来说，每一路按键可以学习多个编码，完成不同的远程控制；每一个遥控器可以对多路照明实行多个键控制，这种灵活的代码能力，使用户可以在任何地方对不同的灯进行控制。

3.10 家用电器控制集成功能。目前一般家庭出门远行，只需要一个遥控器，对室内空调，电视，电动窗帘，音响，锅等电器实现控制。

3.11 低功耗节能特性。通常情况下，遥控开关的节能性包括：一方面低功耗：单一遥控开关功耗仅为0.01～0.02w，每年耗电仅0.2度。另一方面是间接节能效果。一些灯常常因为懒惰，不方便，距离远等因素，会一直工作。借助远程控制开关，可以很方便关闭照明电器。例如酒店浴室照明根据W功率的计算，一年有200天接待客人，在使用遥控开关后一年节省约160度。

3.12 过载保护功能。远程控制开关有过流保护装置；当电流过大，保险管会断开，对电路进行保护。另外，利用PC阻燃材料制作智能遥控开关外壳，因此，安全性绝对可靠。

无线遥控技术，市场前景广阔，广泛应用于家用照明开关控制，老人、小孩使用安全，并可遥控家用电器，对此类产品，消费者反映较好，市场潜力很大。

4 智能开关的选择

4.1 好的遥控开关安装方便，直接替换原有机械式开关面板，不用改造现有线路经济又方便。

4.2 好的遥控开关可以隔墙遥控，使用射频技术，这种遥控器就像遥控开轿车的那种，可以隔墙遥控，距离也远。

4.3 外观要美观，与家庭装修融为一体，不粗糙，购买有生产实力、正规厂家的开关。

4.4 性能稳定可靠，价格实惠。这点很容易忽视，市场上现在有些遥控开关质量有问题，比如灯亮时会有闪烁的感觉，或者停电时信息丢失等，因为开关是大家平时生活用到的最多的工具，如果出了问题，可能会严重影响大家的正常生活和好心情。

人们不断追求完美的生活，传统的机械式开关早已不能满足消费者的需要。随着人们生活水平的不断提高，科学技术的不断创新，传统的手动控制逐渐被智能型无线遥控技术所取代，这逐渐成为现代生活的趋势。运用无线遥控照明开关，在某一空间的任意位置，对电灯及其它电器可以进行随意调控，让我们真正感受到高科技带来的便捷。

综上所述，在日常生活中，照明系统是最常用，最基础的系统。开关的智能化在一定程度上影响我们的生活。它不仅大大方便了我们的生活，也许它还会从一定程度上改变人们的生活方式，从而提高人们的生活质量。

参考文献：

[1]钱惠富，郭颖.多点智能无线遥控器（开关）的原理及促进住宅智能化方面的作用[J].建筑创作，2001（S1）.

家电远程控制篇8

[关键词]家庭用电管理；WIFI；ESP8266；远程控制；STM32

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0255-01

一、引言

随着社会的进步与发展，智能家居的概念已经逐渐进入我们的日常生活和工作中，并为我们的办公、生活提供了不少的便利。智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段 。其中，对于家庭用电设备的智能管理，是实现智能家居的一个重要方面。

二、整体方案设计

家庭用电管理系统是由具有WIFI无线通信功能的用电检测节点、路由器以及远程交互终端组成。整个系统的最小单位是分布在家庭各个用电单元的用电检测节点。检测节点通过检测用电器电流及电压进行分析计算并存储，各个检测节点通过WIFI与路由器进行通信并将数据传送至远程交互终端进行汇总处理。考虑到检测节点的布置范围、布置数量、WIFI通信的距离限制、无线路由器的承载能力以及通信的可靠性，选择合适的通信网络结构至关重要。本系统采用一种自由组合的方式，即每个检测节点都支持三种模式：AP、STA以及AP+STA共存模式。AP模式：即无线接入点，是一个无线网络的创建者，是网络的中心节点。STA模式：即站点，每一个连接到无线网络中的终端（如笔记本电脑、PDA及其它可以联网的用户设备）都可称为一个站点。AP+STA模式：即同时支持上述两种模式，即可作为AP模式供其它设备连接，同时也可作为站点接入其他网络中。每个检测节点可也设置为上述三种模式中的一种，当检测节点数量较多或者部分节点距离路由器较远以致信号不佳，可以通过将其中部分节点设置为AP+STA共存模式作为一个中继节点，中继节点附近的节点可以以STA模式接入该中继节点，多个中继节点与无线路由器互联实现通信。同时远程交互终端还可以直接联入中继节点进行数据通信。其系统结构图如图1所示。

1. 用电检测节点的设计

用电检测节点按需布置在家庭的各个用电处，其任务主要是完成电能的计量采集，数据处理，数据存储，并通过无线与远程交互终端进行通信，同时，能够实现按照远程交互终端的指令或者计划任务对电源实施通断。检测节点主要由CPU系统控制单元、电能参数测量单元、数据存储单元、无线通信单元、电源开关单元等几个部分组成。

a） 2.CPU控制单元

节点CPU控制单元采用ST公司的STM32L151C6系列超低功耗32位单片机作为系统主控，该单片机采用QFN48封装面积仅有7X7mm，最大运行频率32MHz，具有32KBROM、10KBRAM，同时片内还集成4KB的EEPROM存储单元，可用于数据存储。并且该单片机外设资源丰富，具有6路16位定时器、2路SPI、2路IIC、3路串口等。而且该单片机正常工作模式下每MHz仅需117ua的电流，在低功耗模式下整机仅需0.3ua电流，功耗极低，完全满足工作系统要求。

b） 电能参数测量单元

电能测量单元采用专用的功率芯片CS5460A，该芯片精度较高且电路简单使用方便。CPU控制单元通过SPI接口与该芯片连接。为了尽量缩小体积，该单元不采用体积较大的电流互感器与电压互感器进行电流与电压采集。而是采用体积较小的分压电阻与分流器进行电参数采集，然后通过转换电路将采集信号转换为模拟电压信号输入CS5460A中，芯片内部自动计算出瞬时电流、瞬时电压、电流有效值、电压有效值、功率等各种参数并存入寄存器中，单片机定时通过串行接口从芯片中读取数据进行分析计算并存储。电能参数测量单元电路如图2所示。

c） 数据存储单元

数据存储采用STM32L151C6系列单片机内置的4KB EEPROM存储单元以减小体积，缩减成本。

d） 无线通信单元

无线通信单元采用ESP8266串口WIFI模块。CPU控制单元通过USART接口与该模块连接。该模块采用串口AT指令进行控制，支持AP、STA、AP+STA共存模式。模块封装尺寸小，大小仅有17mmX12mm，能够方便的嵌入系统当中。

e） 电源开关单元

电源开关单元采用体积较小的双向可控硅。这里采用BTA10-600B三端双向可控硅，采用TO-220封装。该可控硅耐压600V，通态方均电流（RMS）为10A，满足一般家庭电器的用电要求。为了实现强弱电隔离，采用MOC3063光耦驱动可控硅。CPU控制单元的PB0与MOC3063的引脚1连接，当PB0为高电平时光耦导通驱动可控硅导通，当PB0为低电平时光耦截止，可控硅截止断开。

f） 远程交互终端设计

目前智能手机已经相当普及，远程交互终端是以智能手机为载体开发的专用APP，通过智能手机强大的联网能力与系统进行通信。该APP实现了实时数据读取、历史数据读取、电源开关、计划任务等功能。实时数据读取功能能够显示电器当前实时用电数据。历史纪录功能能够以图表的形式显示电器历史用电数据，为用户合理用电提供依据。电源开关功能能够控制指定节点的电源开关。计划任务功能能够让用户设置节点定时开关电源或者设置节点用电量超过设定值时自动断电。

三、 总结

本文给出了一种采用WIFI通信的家庭用电管理系统，实现了实时监测并显示用户的用电信息，并提供历史信息查询功能，同时还可远程控制用户电器，还提供了计划任务功能，实现定时启用或关闭电器电源。本系统采用WIFI通信，系统布置方便，可拓展性强，网络稳定性强。并且本系统检测节点所有元件均采用超小封装，实现体积小型化，可方便的嵌入当前家庭的电源设备中。

参考文献

[1] 董宇，杨强，颜文俊.基于nRF905和GPRS的智能家居用电监测系统[J].电子技术应用，2012（9）：78-81

家电远程控制篇9

关键词：智能家居；嵌入式；Linux内核；GSM/GPRS

中国分类号：TP212文献标识码：A文章编号：10053824（2013）03009104

0引言

随着电子科学技术的高速发展和社会经济条件的日益改善，人们在生活上对精神享受和物质享受的要求也越来越高，这其中包括了对家庭居室安全防护与智能化居室管理的意识也越来越强。一个强大的居室控制系统随之悄悄地走进我们的生活。系统设计要能够满足家庭居室安全防护、智能化居室管理、节能和方便等要求。使用嵌入式系统设计的居室控制系统已成为现代生活的首选。

智能家居控制系统的理念：在电子计算机中选用嵌入式控制系统，综合居室布线设计和现代通信网络科技，融合符合人体特性的需求，将居室内各种家用电子设备和家居生活的各个子系统装置统一联系起来[1]，最后组合为一个居室控制中央总系统。例如，将居室中的安全监测控制子系统、居室光感应自动控制子系统、家电管理设备控制子系统、居室地热监测控制子系统和煤气监测控制子系统等通过无线射频与中央主控制系统通信实现监测与控制，同时还能通过远程GSM/GPRS无线通信网络监测和控制中央系统，从而实现远程监测居室环境，智能控制居室安全防护设施，以及智能化管理居室设备。

1基于嵌入式的智能家居系统构成

根据智能家居的概念[2]，基于嵌入式的智能家居控制系统包括三部分：远程监控终端、家居控制中心和家居控制子系统，功能结构如图1所示[3]。家居控制中心以Mini2440开发板为核心，当远程监控终端（手机或PC机）通过GSM或GPRS发送命令时，家居控制中心利用S3C2440处理器的串行口读取来自远程终端的GSM/GPRS的数据（控制指令）并判断数据内容，控制无线射频模块nRF905向家居子系统模块发送相应的控制命令，家居子系统接收到命令后，根据命令的不同，实现所要求的功能，从而完成远程监测居室环境和远程控制居室设备子系统。在软件设计应用方面，通过Qtopia2.2.0设计GUI系统操作界面，界面内容主要是显示实时时钟、移动远程终端发送的手机号码及其控制指令，并完成按键控制居室设备等。

图1嵌入式智能家居系统功能结构框图2家居监控系统的硬件设计

2.1家居控制中心硬件设计

家居控制中心的硬件以三星公司推出的ARM9处理器S3C2440为核心。S3C2440的功耗低，体积小，且静态设计特别，非常适合于对成本和敏感性有特殊要求的实际嵌入式开发应用。人机交互采用触摸屏和LCD，扩展了GSM/GPRS模块和nRF905模块[4]。

GSM/GPRS模块采用CIMCOM的SIM900B模块，支持GSM/GPRS服务，工作频率可为GSM/GPRS 850/900/1 800/1 900 MHz，采用工业标准接口设计，可实现低功耗语音、SMS、数据和传真信息的传输，内嵌TCP/IP协议，扩展的TCP/IP AT命令让用户能够容易使用TCP/IP协议，为用户进行数据传输提供了方便。供应电压必须大于3.4 V，否则会自动关机。为保证数据准确，电流要求为2 A。SIM900B硬件原理图如图2所示。

图2SIM900B硬件原理图SIM卡槽电路设计如图3所示。

图3SIM卡槽硬件电路图射频nRF905能完成近距离无线数据收发，具有实时性好，功耗低，可以免费使用433/868/915 MHz 3个频道等特点，可3.3 V供电。主系统控制器Mini2440开发板与设备nRF905发送模块的硬件连接如图4所示。

图4Mini2440与nRF905的电路连接图2.2家居控制子系统

选用宏晶科技的STC12LE5A60S2单片机作为家居控制子系统的控制器[4]。其优点：功能齐全，应用可靠，抗干扰能力强，简单方便，工作电压为3.3 V，能提供更好的兼容性。子系统硬件电路完成单片机控制，nRF905射频收发模块读取控制指令做出判断，同时向继电器模块发出控制命令，实现对家居设备电源打开和关闭等操作。硬件设计电路如图5所示。

图5家居控制子系统硬件电路图3智能家居监控系统软件设计

软件设计包括硬件驱动的设计、家居主控制系统GUI应用程序的编写、家居子系统控制nRF905接收数据及继电器开关电路工作状态3个部分。

3.1硬件驱动

硬件驱动大体可以分为以下几类：网络界面驱动、字符设备驱动和块设备驱动[5]。字符设备是指按字节来访问的设备，字符驱动就负责驱动字符设备，这样的驱动通常实现read，write，open和close的调用。块设备是指按多数目字节进行访问的设备，该设备与字符设备的区别在于与内核的界面不同。进行网络数据访问的界面设备就叫做网络界面设备，它一般通过套接字来实现。

Linux用户一般是通过操作设备档来访问和操作各种设备的，见图6。用户要对硬件进行读写，实质上就是对其设备文件（UART1：ttySAC1，nRF905：rf905）进行打开、控制、读、写和关闭等一系列操作，从而控制系统硬件工作，这也是顶层应用程序实际操作底层驱动的案例。设备号是设备描述的重要信息，分为主次设备号。其中，主设备号用于区分不同种类设备，而次设备号用于区分同类不同设备。设备号搭建了设备文件和驱动程序之间相互联系的沟通桥梁。

图6Linux系统的软件结构层次关系设计串口驱动程序：首先，定义一个串口驱动变量并且初始化；其次，对串口驱动进行注册；再次，初始化串口驱动端口及串口操作函数；最后，调用添加端口函数，添加已初始化好的串口操作函数。设计nRF905驱动时是将其注册为混杂设备，对于混杂设备拥有统一的主设备号10，次设备号由系统自动分配。

3.2GUI应用程序

在GUI应用程序设计中[6]，要实现读取串口数据，控制nRF905发送设备操作信息对居室设备进行控制，并在GUI界面上显示设备工作状态及操作命令，以及一键控制居室设备的功能。GUI界面体现了人性化的设计思想，符合人们日常习惯，给家居智能化控制提供了便捷。GUI应用程序设计流程如图7所示。

图7GUI应用程序设计流程图1）打开串口设备。

在S3C2440中提供了3个UART通道，在上面介绍的串口驱动中已经声明了设备名称，在使用串口时需要调用open（“/dev/ttySAC1”， O_RDWR|O_NOCTTY|O_NDELAY）函数获得串口驱动设备的设备描述，打开方式为读写和非阻塞打开设备文件。

2）初始化串口波特率。

在使用UART时，首先要设置串口的波特率，默认设置串口波特率为19 200，8位数据位，1位停止位，无奇偶校验的数据传输方式。

3）居室控制指令识别。

在接收到数据指令后，需要对数据进行提取和判断。数据指令格式必须是英文格式，合法指令必须以open，shut，check，ip，gsm字样开头，内容包括MP3，AC，TV，IP地址及其端口号。判断出操作类型后，总控制台通过操作字控制nRF905发送数据，对家居设备进行操作，并向移动控制设备发送相应的信息提示。

3.3居室控制子系统

单片机控制nRF905模块实现指令的接收和判断，同时控制开关电路执行相应的动作，子系统接收命令的控制流程如图8所示。

图8家居控制子系统指令接收流程图4结语

本文利用ARM设计了智能家居的监控系统，系统的运行状态界面如图9所示。系统监控中心采用S3C2440，控制子系统采用单片机，远程通信采用GSM/GPRS，监控中心与各个控制子系统之间的通信采用nRF905。该监控系统设计方案具有低功耗、高性能和可二次开发等特点，具有良好的可行性、通用性和推广性，为智能家居的远程监控提供了有效的解决方案。

图9智能家居监控系统运行界面参考文献：

[1]郭稳涛，何怡刚.智能家居远程监控系统的设计与研究[J].计算机测量与控制，2011（9）：21092112.

[2]侯立功.基于物联网技术的智能家居系统构想[J].数字通信，2011，38（6）：3335，38.

[3]母兵国.智能家居系统控制中心主控模块的设计与实现[J].中山大学研究生学刊，2009，30（4）：104106.

[4]龙剑，王选择，丁善婷.嵌入式主动交互式智能家居的远程控制系统[J].湖北工业大学学报，2013（2）：1518.

[5]孙琼.嵌入式Linux的应用程序开发详解[M].北京：人民邮电出版社，2006.

[6]董玉华，肖瑛.基于S3C2440的温度采集系统的实现[J].数字通信，2012，（39）3：5557.

作者简介：

董玉华（1978），女，辽宁大连人，硕士，讲师，研究方向为嵌入式系统开发和物联网应用，Email：。

基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（DC12010311）。Design of embedded smart home monitoring system

DONG Yuhua，SUN Yanhui，MA Biao

家电远程控制篇10

香山清琴别墅项目位于海淀区四季青乡门头村,总建筑面积约21万平方米,有独栋、双拼别墅等物业类型。每栋建筑拥有700-1200平方米的私家院落和花园,依山而筑,错落有致,围合庭院,大写意的立面设计,丰富的穿廊灰空间,坡屋顶和平屋顶勾勒起伏的天际线。为全力打造在风水宝地中的精品佳作,提升楼盘的整体档次,满足社会各界知名人士的需求,采用当前国际最流行的前沿技术对别墅进行智能化设计和控制,实现人和居住环境的和谐与统一。

需求分析

智能家居的设计应以简约、方便为主。除了传统的安全性、舒适性的需求外,还应注重智能化、个性化。需要更多娱乐、服务及信息交互功能。家居智能系统应在如下几方面满足业主需求:

・可视对讲功能,实现与来访者进行可视通话,并根据需要开启门锁。

・家居安防功能,安防系统要做到万无一失,无死角。能够提供多种布防模式,如:本机布防、遥控器布防、电话远程布防、网络远程布防。

・智能照明控制,能够对室内灯光进行集中控制,实现灯光的无线遥控、情景控制。灯光的亮度可以调节,满足各种情景下的需求。

・整体设计要求操作简单、界面友好、美观时尚。

方案说明

根据现场勘察及业主对智能家居的整体需求,本方案就智能照明系统、智能安防系统、电动窗帘系统、可视对讲系统四个方面进行设计。

本次项目以富通尼特网络型智能终端为核心设备,配合周边设备来实别墅住户的要求。系统图如下:

1.智能照明

智能照明系统主要是对室内灯光的控制,本系统采用家庭无线射频技术来实现对室内灯光的无线控制,主要设备主要为富通智能开关(包括智能调光开关、智能组合开关等)配合富通智能灯光遥控器来实现对灯光的智能控制。同时可以根据用户的具体要求来实现“会客”、“娱乐”、“起夜”、“就餐”、“自定义”等五种情景模式,此外调光开关可实现灯光的软起动等功能,避免对人眼的伤害。 此别墅为四层,地下一层、地下三层。根据灯位的布置关系,本方案在每层分别配置并安装一定数量的智能开关,实现室内灯光的智能化控制。智能开关主要有一位、二位、三位暗装智能开关,一位、二位调光智能开关、二位组合智能开关。

主要实现功能:

・能控制电灯的开关;

・可以本地控制、射频遥控控制;

・可实现网络、电话、手机远程控制;

・停电时能自动转入关断状态;

・可记忆断电前设置的各种对码。

遥控器有智能家居遥控器、智能灯光遥控器等,其中智能灯光遥控器可以直接控制100路灯光、电器的开关状态;可对白炽灯随意进行调光;内置“全关”模式,可关闭所有照明和电器;具有“全开、会客、娱乐、起夜、自定义”5种个性化情景灯光设置;有在线对码学习功能。

2.电动窗帘控制

在别墅的客厅、主卧、书房等主要房间通过安装电动轨道、电机、手控器等实现对窗帘的智能控制。同时也可以实现远程控制。

3.家居安防

为确保别墅周界及室内的安全,在别墅周围安装主动红外探测器、室内安装吸顶探测器、靠近窗户的地方安装红外幕帘探测器,前后门增加门磁一对,并配置两路摄像头。 此外在主卧、次卧等房间安装紧急求救按钮各一只。 在厨房安装烟感探测器和煤气探测器各一只, 所有信号全部接入家庭智能终端,实现安防系统与其它智能系统的集中控制。 系统可实现的功能:

・防盗报警功能:一旦系统处于设防状态,任何非法的侵入都将引起系统报警,只有授权的密码或遥控器可以解除报警和警戒;

・紧急报警功能:一旦保护区域发生火警、匪警或急救事件,只要按下相应的紧急按钮,系统就可以自动拨打电话,报告紧急救援中心或用户手机;

・火灾监测报警功能:一旦保护区域发生火灾事件,系统会自动报警,并发送报警信息给紧急救援中心或用户的手机;

・无线扩展功能:系统可自动升级到无线系统,不会破坏装潢,安装十分方便;

・电话线防剪断功能:一旦电话线被非法剪断,系统会立即通过本地方式报警;

・远程控制功能:当用户在远程想控制家中的安全系统,可通过远程电话经系统验证后进行相应的操作。

4.可视对讲系统

系统选用富通尼特TCP/IP纯网络型智能终端,每层安装一台,共计三台。它可无线控制灯光、电器、电动窗帘,实现可视对讲功能、安防监控系统布防与撤防、电话远程控制、留言、留影等功能。