家电远程控制系统的设计

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基于Arduino的智能家居远程控制系统设计

基于Arduino的智能家居远程控制系统设计

基于Arduino的智能家居远程控制系统设计智能家居技术已经成为了现代家居的重大趋势,它的出现为我们的日常生活带来了很多便利和便捷。

在这种背景下,我们可以利用Arduino技术开发一套智能家居远程控制系统。

智能家居远程控制系统是指利用互联网和智能设备,对我们的家居设备进行物联网化,实现对家居设备进行远程控制和监控。

我们可以通过手机或电脑等设备远程操控家电、照明、空调等家居设备的开启、关闭、调节等操作。

在系统设计过程中,我们首先需要明确控制策略,确定需要控制的家居设备。

根据功能需求,我们可以选择控制电器、照明、通风、安防等系统,从而为用户提供智能化的控制体验。

这些设备可以通过传感器和执行器与Arduino连接,实现数据传输和控制指令下传。

第二步是确定硬件设备和通讯方式。

在本设计中,我们选择使用Arduino UNO作为主控板,因为它是一款成本低廉、易于使用的微控制器,同时具备丰富的GPIO接口和通讯接口。

对于通讯方式,我们选择使用WiFi模块和以太网,实现设备之间的互联互通。

有了网络通信,我们便可以实现远程控制和数据传输,也方便了系统的监视和管理。

第三步是软件设计。

我们可以通过编写代码来实现设备的控制。

在编程方面,我们可以使用Arduino官方集成开发环境(IDE),使用C语言进行编程。

开发完成后,Arduino可以通过WiFi模块连接到互联网,获取远程服务器的IP地址和控制指令。

同时,Arduino 还可以使用传感器获取环境信息,如室内温度、湿度等信息,通过以太网发送上传到远程服务器进行存储和处理。

最后,我们需要使用手机或电脑等设备下载APP或软件,连接Arduino并实现控制。

APP或软件可以做到查看家居设备状态、控制家居设备开关、模式等操作,使用户更加便利自如的控制家庭环境。

总之,基于Arduino的智能家居远程控制系统对于我们的生活带来了很大的便利,同时具备了低成本、易懂易操作、实用性强等优势特点,推广智能家居应用可以为我们带来更美好的生活体验。

基于物联网对智能家居远程控制系统设计

基于物联网对智能家居远程控制系统设计

基于物联网对智能家居远程控制系统设计智能家居是现代技术进步和智能化发展的产物,随着人们生活水平的提高和科技的不断发展,智能家居已经渐渐成为了人们生活中的一部分。

智能家居系统是一种将各种家庭设备进行有机整合的系统,通过与网络相连,可以远程控制各种设备的运作。

基于物联网的智能家居远程控制系统设计正是利用先进的物联网技术,实现家居设备的智能化管理和远程控制,为人们的生活带来了无限便捷和智能化体验。

一、智能家居系统的结构智能家居系统可以分为四个层次:物理设备层、通信传输层、应用服务层和用户接口层。

物理设备层包括各种智能设备,如灯光控制器、智能插座、智能锁等;通信传输层负责将物理设备层的数据进行传输和转换;应用服务层则是指各种智能化应用服务的提供商,如天气预报、安防监控、智能照明等;用户接口层则是指智能控制器、手机APP等,为用户提供友好的操作界面。

二、物联网技术在智能家居中的应用1、基于物联网的智能设备控制物联网技术可以将各种智能设备进行无线联网,通过智能控制器或手机APP等,实现对设备的控制。

例如,家庭的智能灯具可以通过智能控制器或手机APP等设备,实现远程控制灯光亮度和颜色等参数的调整,从而实现灯光的智能化管理和控制;智能晾衣架可以通过智能控制器或手机APP等设备,实现自动晾晒和智能烘干等功能。

2、基于物联网的安防监控智能家居系统可以通过各种摄像头、门窗传感器等设备,实现对家庭安防的监控。

例如,当门窗传感器检测到有人未关门窗时,智能家居系统可以通过警报器等设备立即发出报警声,并通过智能控制器或手机APP等设备向用户发送警报信息。

3、基于物联网的智能照明管理智能家居系统可以通过对智能灯具的控制,实现灯光的智能管理。

例如,智能家居系统可以根据用户的生活习惯和时间需求,自动开关灯光,实现省电、智能化的管理。

三、物联网智能家居系统设计1、硬件设备的设计智能家居系统的硬件设备主要包括智能控制器、传感器、执行器等。

基于单片机的家电远程控制系统设计

基于单片机的家电远程控制系统设计

基于单片机的家电远程控制系统设计随着科技的不断进步和人们对智能生活的追求,家电远程控制系统设计成为了一个备受关注的研究领域。

通过利用单片机技术,能够实现对家庭电器的远程控制,从而为人们的生活提供更多便利和舒适。

本文将深入探讨的原理、技术及实现方法,旨在为相关研究提供一定的参考和借鉴。

在现代社会,人们的生活方式发生了巨大的变化,智能家居成为了人们追求的新生活方式。

传统的家电控制方式已经不能满足人们对便利、高效的需求,因此远程控制技术应运而生。

基于单片机的家电远程控制系统设计,是一种应用广泛、效果显著的技术手段,能够有效实现人们对家电的远程控制,提高生活质量,降低能源消耗,实现节能环保的目的。

家电远程控制系统设计的实现,主要依赖于单片机的处理能力和通信技术的支持。

在设计之初,需要选取合适的单片机芯片,根据具体的需求和控制范围来选取合适的型号。

在实际应用中,常用的单片机芯片有STC系列、ATMEL系列等,具有性能稳定、成本低廉等优点。

通过将单片机连接到家庭网络,可以实现对家电的实时监控和控制,从而实现远程控制的目的。

在家电远程控制系统设计中,通信技术是至关重要的一环。

目前常用的通信方式有Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等,不同的通信方式适用于不同的场景和要求。

通过将单片机连接到互联网或家庭局域网,可以实现对家电的全面控制,如实时监控温度、湿度、开关状态等信息。

采用蓝牙通信技术,可以在短距离内实现家电的远程控制,操作简便、响应快速,能够满足家庭日常使用的需求。

家电远程控制系统设计的核心部分是软件系统的设计和开发。

通过编写程序控制单片机,实现对家电的远程控制功能。

在软件设计阶段,需要考虑到功能的实现、用户界面的设计、安全性等多方面因素。

在功能实现方面,需要考虑到家电的类型、控制方式、反馈机制等因素,以确保系统能够稳定可靠地工作。

在用户界面设计方面,需要考虑到用户的操作习惯、易用性等因素,以提高系统的可操作性和实用性。

基于C语言的智能家电控制系统设计

基于C语言的智能家电控制系统设计

基于C语言的智能家电控制系统设计随着现代科技的不断发展,智能家居已经成为了时尚和便利的代表。

这些智能家居产品,可以通过网络连接,实现“远程控制、智能化调节”等功能,让我们的生活更加舒适便捷。

在智能家居领域中,C语言作为一种常用的程序编程语言之一,可以为我们的智能家居带来更多的控制和管理的可能性。

一、智能家居的综述智能家居是指利用现代化网络和通信技术,实现家庭、办公场所等智能化管理的一种系统。

目前,市场上的智能家居产品种类繁多,如智能电视、智能插座、智能音响等等。

为了将这些智能家居产品更好地整合和控制,需要使用一种稳定可靠的控制系统。

C语言正是一种适合开发智能家居产品的编程语言之一。

二、C语言的特点和应用1. C语言的特点C语言是一种小而简单的编程语言,具有以下特点:- C语言中的变量名和函数名可以自定义,开发人员可以根据需求命名,并保持代码结构清晰简洁。

- C语言的函数和代码可以重复利用,提高了代码的复用性。

- C语言是一种底层语言,对系统资源的使用细节可以精细控制,对编程者的技巧要求相对较高。

- C语言可以快速编译,并能产生运行速度较快的代码。

因此,C语言常被用于开发操作系统及底层应用程序。

2. C语言的应用在智能家居控制系统中,C语言的应用可以实现以下几个方面的功能:- 控制各类家电设备,使得各种传感器以规定的方式协调工作。

- 设计控制面板,用户可以通过控制面板管理智能家居设备,实现远程、手动等多种操作方式。

- 构建家庭安全系统,包括火灾、燃气泄漏、水浸、安防等各种安全防护措施的整合。

三、基于C语言的智能家电控制系统设计1. 系统整体设计基于C语言的智能家电控制系统分为下列四个模块:- 硬件模块:需要选择一个高速,稳定,兼容性好的芯片。

- 信号处理模块:使用C语言实现信号处理算法,例如卷积核,滤波器等。

- 控制模块:使用C语言编写控制算法实现家电的远程控制。

- 界面设计:用户通过界面与控制模块交互进行家电设备控制2. 控制算法的实现控制算法由三部分构成:- 数据采集:使用传感器对居室环境进行监测,获取温度,湿度和粉尘等信息。

基于人工智能的家电智能化控制系统设计与实现

基于人工智能的家电智能化控制系统设计与实现

基于人工智能的家电智能化控制系统设计与实现家电智能化控制系统是基于人工智能技术的一种创新型家居智能化解决方案。

本文将介绍该系统的设计与实现,并探讨其在提升家庭生活品质和节能环保方面的优势。

一、引言随着科技的不断发展,人工智能技术在各个领域都得到了广泛应用,家电智能化控制系统就是其中之一。

该系统通过将传感器、数据采集设备、智能控制单元与家电设备相连接,实现了家庭各种设备的远程控制和智能化管理。

二、系统设计(1)传感器与数据采集设备家电智能化控制系统需要利用传感器和数据采集设备来获取环境、设备状态等数据。

常用的传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等,数据采集设备可以将传感器采集到的数据进行处理和存储。

(2)智能控制单元智能控制单元是系统的核心部分,负责收集传感器和数据采集设备采集到的数据,并根据事先设定的规则和算法进行智能化分析和决策。

智能控制单元可以采用人工智能技术中的机器学习、模糊逻辑等算法,从而实现对家电设备的智能化控制和管理。

(3)家电设备接口家电智能化控制系统需要提供适配不同家电设备的接口,以便与各种家电设备进行通信和控制。

这些接口可以是物理接口,如USB、HDMI等;也可以是无线通信接口,如Wi-Fi、蓝牙等。

通过这些接口,用户可以通过智能手机、电脑等终端设备进行远程控制。

三、系统实现(1)数据采集与处理系统首先需要确定要采集的环境和设备状态数据,选择合适的传感器进行布置,并通过数据采集设备将数据传输到智能控制单元。

智能控制单元对数据进行处理与存储,以备后续的分析与决策。

(2)算法设计与建模智能控制单元利用机器学习、模糊逻辑等算法对采集到的数据进行分析与建模。

根据家庭生活的习惯和用户的需求,建立合理的算法模型,从而为家电设备的智能化控制提供支持。

(3)远程控制与管理用户可以通过智能终端设备,如智能手机等连接到家电智能化控制系统,实现对家中各种设备的远程控制与管理。

用户可以在手机上设定家电设备的开关时间,调整温度和湿度等参数,实现个性化的智能化控制。

家电远程控制系统的设计_魏平俊(1)

家电远程控制系统的设计_魏平俊(1)

在 网 关 中 ,AT89C51 主 要 控 制 RS232 与 PC 接 收 和 发 送 数
据,控制 NRF401 的发送与接收数据。 在控制器中,AT89C51 控
制 NRF401 的发送与接收数据和处理数据命令。
图 1 系统硬件组成框图 家电远程控制系统,除 了 PC 之 外,系 统 硬 件主 要 有 网关 模 块和家电控制模块, 如图 1 所示, 系统控制器采用单片机 AT89C51,接 口 采 用 RS232,电 瓶 转 换 芯 片 采 用 MAX23 无 线 收 发器采用 NRF401。 系统先由 PC 向网关传递数据,PC 通过串口 RS-232-C 与 AT89C51 连 接 ,AT89C51 通 过 NRF401 把 数 据 发 魏平俊: 教授 项目基金: 申请人: 魏平俊; 项目名称: 智能家居系统的研究; 基 金 颁 发 部 门 :河 南 省 教 育 厅 科 学 技 术 攻 关 项 目 (2006120012)
技 半双工通信方式。 半双工通信方式,可以实现数据的双向传送, 但不能同时进行, 系统是通过某种协议来实现收、 发开关转
术 换的。 串行数据通信形式有异步通信和同步通信两种。 异步通
创 信,接收器和发送器有各自的时钟,它们的工作是非同步的,异 步通信用一帧来表示一个字符,每传输一帧字符需要加上起始
新 位和停止位,占用了传输时间,在要求传送数据量较大的场合, 速度较慢;同步通信,发送器和接收器由同一个时钟源控制,同 步传输方式不需要起始位和停止位,只要在传输数据块时先送 出一个同步头(字符)标志即可,比异步传输方式速度更快,但 同步传输方式必须用一个时钟来协调收发器的工作,所以设备 比较复杂。 考虑家用电器控制对传输速度要求不高, 系统采用异步 通信。 3.2 系统通信协议 系统 NRF401 工作在 ISM 频段 433MHz 附近, 该 频 段无 需 申请许可证,网关作为传递控 制 安全 的 载 体,先 由 PC 向 网关 传 递 数据 ,数 据 由 PC 传 到 网 关 以 后 保 存 在 地 址 位 7000H 的 存 储 单元中,然后启动无线收发器,从 7000H 单 元 中 读出 数 据 ,并通 过 NRF401 发送出去。 发送时先由网关发出,各控制器接收并识别,若是自己的 地址,则回送一个“地址正确”的信号。 若网关连发三次地址没 有控制器响应,则网关返回 PC 一个“找不到控制器”的信息。 网 关收到地址正确后,发送数据,控制器接收并校验,直到接受正 确为止。 控制器接收到数据后,进行判断是何种操作并执行,然 后把执行结果发回网关。 网关接收控制器信息并校验,校验的 结果不对,则要求重发,直到接收正确。 控制字有网关发出, 控制字的内容包含有地址和控制命 令 ,其 中 的 地 址 是 由 家 电 控 制 器 的 地 址 和 家 电 地 址 组 成 ,控 制 命令是控制家电的开 \ 关两个量, 此时家电控制器都处于接收 状 态 ,检 测 地 址 若 与 自 己 的 地 址 相 同 则 继 续 接 收 数 据 ,然 后 操 作家电,并把操作结果数据由家电控制发给网关控制器。 网关把从接收回来的数据放在 7000H 的地址。 向 PC 传送 数据时,是从 7000H 开头的地址开始传送 ,传 送完 成 以 后,网 关

嵌入式智能家电远程控制系统设计

嵌入式智能家电远程控制系统设计

1 1 硬 件 系 统 构 架 ,
硬 件 部 分 的 整 体 设 计 如 图 1所 示 。系 统 主 要 采 用
所 示 。当 电话 线 上 一 有 振 铃 信 号 时 , 中 A 点 就 会 变 成 图 高 电 平 , 它来 产 生 一 个 中 断 唤 醒 MP 从 P . 用 U 1 7端 V等 I 待 接 收 来 电 号码 。此 芯 片 在 识 别 电话 线 上 是 否 有 振 铃 信
( )D MF识 别 和 语 音 录 放 电 路 2 T
话 遥 控 接 口电路 由振 铃 识 别 电 路 、 电 号 码 识 别 电 路 、 来 模 拟 摘 机 / 机 控 制 电路 、 音 频 识 别 ( T 挂 双 D MF 电路 、 音 录 ) 语 放 电路 等 组 成 ; 制 部 分 电路 主 要 包 括 红 外 线 控 制 电路 、 控
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腿 嵌入 式智 能 家电远程 控制 系统设 计 *
■ 桂 林 工 学 院
■ 江 西 农 业 大学
周 华 茂 程 小 辉
文U 华 木
关键词
AT8 C5 远 程 控 制 双 音 多频 红 外 线 9 5
由 于模 拟 摘 机 / 机 控 制 电路 、 电 器控 制 电路 、 盘 及 显 挂 继 键
* 基 金项 目:广 西 科 技 攻 关项 目 ( 科 攻 0 3 0 4 ) 桂 2 5 12 。




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智能家居远程监控系统的研究与设计

智能家居远程监控系统的研究与设计
3、功能需求:系统应具备多种功能,如视频监控、环境监测、智能控制等, 以满足用户对家庭生活的不同需求。
系统架构设计
系统架构设计
智能家居远程监控系统的架构设计应包括硬件和软件两个方面: 1、硬件架构:系统的硬件架构应包括智能设备和传感器,如摄像头、红外探 测器、门禁系统等,以实现对家庭环境的全面监控。此外,硬件架构还应包括数 据传输模块、处理模块和存储模块,以确保数据的实时传输、处理和存储。
系统模块设计
2、图像处理模块:该模块主要负责对采集到的视频数据进行处理和分析,如 人脸识别、行为分析等,以实现智能预警和报警功能。
系统模块设计
3、远程控制模块:该模块允许用户通过手机APP或网页界面实现对家庭环境 的远程控制,如调整智能设备的参数、开关设备等。
系统模块设计
4、用户管理模块:该模块主要用于管理用户信息和权限,以保证系统的安全 性和稳定性。
内容摘要
在智能家居领域,嵌入式技术发挥着越来越重要的作用。嵌入式智能家居系 统可以将家居设备、传感器等有机地结合在一起,通过智能化控制,提高生活质 量、节约能源。而远程监控系统则使得用户可以随时随地监控家居设备的状态, 实现远程控制和报警功能。因此,嵌入式智能家居远程监控系统的研究具有重要 的现实意义。
内容摘要
需求分析是系统设计的重要环节。本系统的需求主要包括以下几点:首先, 系统需要支持多种传感器设备的接入,如温度、湿度、烟雾等;其次,系统需要 实现远程监控功能,支持多种终端设备,如手机、电脑等;再次,系统需要具备 报警功能,能够在检测到异常情况时及时通知用户;最后,系统需要具备升级和 维护功能,方便后续的扩展和优化。
结论
结论
本次演示对智能家居远程监控系统的研究与设计进行了详细探讨。

基于物联网技术的智能家电控制系统设计与实现

基于物联网技术的智能家电控制系统设计与实现

基于物联网技术的智能家电控制系统设计与实现智能家电控制系统是一种基于物联网技术的创新应用,能够实现对家中各种智能设备的远程控制与管理。

本文将介绍智能家电控制系统的设计与实现,并探讨其在生活中的应用及未来发展的趋势。

一、智能家电控制系统设计1.引言智能家电控制系统是利用物联网技术,将家中的各种家电设备连接到互联网,并通过手机、电脑等终端实现对这些设备的远程控制与管理。

通过智能家电控制系统,人们可以随时随地掌握家中各种设备的工作状态,实现便捷、高效的家居管理。

2.系统架构智能家电控制系统的核心是物联网技术。

系统由传感器、网关、云平台和终端设备组成。

传感器负责收集家电设备的状态数据,并将其传输给网关。

网关将数据上传至云平台,云平台对数据进行处理和存储,并通过终端设备向用户提供实时监测与控制功能。

3.系统功能(1)远程控制:用户可以通过手机、电脑等终端设备远程控制家中的智能设备,如打开空调、关闭电视等。

(2)智能调度:系统可以根据用户的习惯和需求,自动调度家中的智能设备。

比如,根据用户的起床时间提前自动打开空调,或者根据用户的作息时间自动关闭电视。

(3)能耗管理:系统可以实时监测家中各种设备的能耗情况,并提供能耗统计与分析功能,帮助用户合理使用能源,减少能源浪费。

4.系统实现(1)无线通信技术:智能家电控制系统利用无线通信技术实现设备之间的连接,采用WiFi、Zigbee等协议,确保设备之间的高效稳定通信。

(2)数据处理与存储:云平台负责对收集到的数据进行处理和存储,利用大数据技术对数据进行分析,为用户提供个性化的服务和建议。

(3)用户界面设计:终端设备的用户界面直接影响用户的体验。

设计合理、易于使用的用户界面,能够提高用户对系统的满意度。

二、智能家电控制系统的应用1.家庭生活中的应用智能家电控制系统可以帮助人们实现家居的自动化管理,提高生活的舒适度和便捷度。

通过手机等终端设备,用户可以在外部远程控制家中的智能设备,如预热炉灶、启动洗衣机等,减少了忘记开关电器的尴尬情况。

智能家电控制系统的设计与实现

智能家电控制系统的设计与实现

智能家电控制系统的设计与实现智能家电控制系统是一种通过互联网将家庭设备连接起来,实现远程控制和自动化管理的系统。

随着科技的不断进步和人们对便利生活的需求,智能家电控制系统越来越受到广大消费者的关注和喜爱。

本文将介绍智能家电控制系统的设计和实现。

首先,智能家电控制系统需要具备以下几个核心功能:1.远程控制:用户通过手机应用或者网页等方式,可以随时随地远程控制家里的各种设备,例如开关灯、调节温度、监控家庭安全等。

2.自动化管理:系统可以根据用户的习惯和设置,自动化地管理设备的使用,例如根据用户的起床时间调节空调温度、自动控制照明等。

3.联动控制:系统可以将不同的设备进行联动控制,例如当用户回家后,系统可以通过感应器检测到用户的到达,并自动开启门锁、打开灯光等。

接下来,我们将介绍智能家电控制系统的设计和实现过程:1. 设备集成与通信协议选择:首先,需要将各种设备,如灯具、空调、监控等接入智能家电控制系统。

选择合适的通信协议,如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等,并确保设备可以与系统互联互通。

2.硬件设计与开发:根据设备的功能和通信协议的选择,设计相应的硬件电路和控制板。

硬件开发可以利用单片机或者嵌入式系统进行,确保设备能够准确地接收用户的指令并执行相应操作。

3.云平台搭建:为了实现远程控制和数据存储,需要搭建一个云平台。

云平台可以采用各种云服务提供商,如阿里云、腾讯云等,以实现设备与用户的互通。

4. 软件开发:为了实现用户界面和设备控制逻辑,需要进行相应的软件开发。

软件开发可以采用移动开发、Web开发等技术,根据用户需求和设备功能进行开发。

5. 测试与优化:在系统开发完成后,进行相应的测试和调试工作。

测试过程中需要确保设备响应速度、网络稳定性以及系统整体的可靠性。

对于性能问题或者bug,需要及时进行优化和修复。

6.安全性和隐私保护:智能家电控制系统需考虑用户的隐私保护和数据安全。

采用合适的加密和授权机制,确保用户信息和数据的安全。

家电远程控制系统方案

家电远程控制系统方案

家电远程控制系统⽅案1 绪论1.1 家电远程控制系统的需求随着时代的进步,的使⽤越来越普遍,⽹络⼏乎遍及每⼀个⾓落,利⽤现有线路实现远端控制是⼀种极为⽅便、投资最省、开发周期最短的⽅案,同时⼜具有很⾼的可靠性以及线路免维护等优点,⽬前⼈们对家电的选择和使⽤,⼰经从只关⼼家电的单项功能转向追求家电品位和控制的便捷性,信息技术和⽹络化技术的发展,为家⽤电器的远程控制提供了可能。

将信息技术与家电控制技术相融合,在更⼤程度上实现家庭⽣活的信息化和⾃动化,满⾜⼈们舒适、⾼节奏的⽣活需要[1]。

另外,中国现在已经成为世界上家电⽣产和出⼝的⼤国,国传统家电市场⽇趋饱和,对外出⼝家电也急需升级换代,中国主要的家电⽣产商在传统家电降价“⼤⽐拼”的同时,开始了数字化家电研究开发的⾓逐。

然⽽,⽬前信息家电的发展并不乐观。

⾸先是价格问题。

信息家电必须迈过价格这道门槛,才能为更多的家庭所接受。

其次是是否实⽤。

消费者不会在意你⽤的是什么样的技术,⽽只会在意你的产品是否有⽤,是否好⽤[2]。

正是基于对这两点的考虑,家电远程控制系统应该是⼀套低成本、⼈性化、通⽤化的设备。

1.2发展现状近⼏年,随着经济⽇益腾飞,⼈们对⽣活⽔平的要求也越来越⾼,“智能家居”这个概念也逐渐被⼤众接受。

⼀些对科技发展动向和市场趋势敏感的科研机构和有实⼒的公司,已经看到这个市场的⼴阔前景,意识到这是⼀个难得的机遇,开始或已经研究和开发相关系统和产品,并作了先期的部署和规划。

家电远程控制系统是智能家居系统的重要组成和⽀持部分,代表家庭智能化的发展⽅向。

1.3本⽂所要实现的容本⽂介绍了⼀种基于AT89S51单⽚机的家⽤电器遥控装置,该装置使⽤现有线来传送遥控命令,利⽤普通机作为遥控命令⽣成和发送装置,我们只要装置接收端的电路,把它接在现有的线路中,那么就可以在任何地⽅,任何⼀部机上实施对该受控装置的遥控操作,从⽽实现对家⽤电器的远程控制。

该系统主要实现以下⼀些功能:1.铃流检测2.⾃动摘机3.密码验证4.语⾳提⽰5.信号解码6.控制家电2 总体设计⽅案2.1 系统总体结构框图图1 系统总体结构框图远程控制系统⾸先检测线上的铃流信号,确定⽆⼈接听后⾃动摘机,接收远端发送来的信号,并对其进⾏解码,解码后的信号由中央处理单元采集处理,根据要求控制相应的电器。

基于物联网的智能家居远程控制系统设计

基于物联网的智能家居远程控制系统设计

基于物联网的智能家居远程控制系统设计随着科技的不断发展,物联网技术逐渐渗透到日常生活的方方面面,智能家居作为物联网技术的一个重要应用领域,正在逐渐改变人们的生活方式。

智能家居远程控制系统作为智能家居的重要组成部分,为人们提供了更便捷、舒适的生活体验。

本文将介绍基于物联网的智能家居远程控制系统的设计原理和关键技术,以及该系统在智能家居中的应用前景。

一、智能家居远程控制系统的设计原理智能家居远程控制系统是指通过物联网技术实现用户对家居设备的远程控制。

其设计原理主要包括传感器采集数据、数据传输、智能控制和用户界面等几个方面。

(一)传感器采集数据智能家居远程控制系统首先需要通过传感器采集各种家居设备的数据,包括温度、湿度、光照、烟雾、气体等环境参数,以及家电设备的状态信息。

这些数据通过传感器实时采集并上传至系统服务器,为后续的智能控制提供数据支持。

(二)数据传输传感器采集到的数据需要经过数据传输网络上传至系统服务器,以供远程控制和监测。

常见的数据传输方式包括有线网络和无线网络,如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。

通过这些网络,数据可以及时、稳定地传输至系统服务器,为用户提供远程控制的条件。

(三)智能控制智能控制是智能家居远程控制系统的核心功能,通过对传感器采集到的数据进行分析和处理,实现对家居设备的智能控制。

在温度传感器检测到室内温度过高时,系统可以自动控制空调开启,使室内温度保持在舒适范围内;在光照传感器检测到光线较暗时,系统可以自动控制窗帘打开,增加室内采光。

这些智能控制功能有效地提升了居住环境的舒适性和安全性。

(四)用户界面用户界面是用户与智能家居远程控制系统进行交互的重要途径,用户可以通过手机App、网页等方式实现对家居设备的远程控制和监测。

用户界面需要友好、直观,方便用户操作和管理家居设备,提升用户体验。

二、智能家居远程控制系统的关键技术智能家居远程控制系统涉及多种关键技术,包括传感技术、数据传输技术、智能算法技术和用户界面技术等。

家用电器远程智能测控系统的设计与实现毕业论文

家用电器远程智能测控系统的设计与实现毕业论文

编号:060学士学位论文题目:家用电器远程智能测控系统的设计与实现学院:电子工程与自动化学院专业:测控技术与仪器(国家级特色专业)学生姓名:李玮学号:0600820315指导教师:殷贤华职称:讲师评委:颜学龙、陈寿宏、胡聪题目类型:理论研究实验研究工程设计√工程技术研究软件开发2010年6月15日摘要本文主要介绍了一种以单片机AT89S52和双音多频解码集成电路MT8870为核心,通过电话线路遥控的远程多路智能家用电器控制器。

该系统实用、功能灵活多样,可以对被遥控对象的状态进行查询以及控制,可以广泛的应用于家用电器或者其它场所的各种控制设备。

首先论文概述了电话远程控制的发展及原理,介绍双音多频解码原理及特性,对于系统的一些主要参数、技术进行了讨论。

针对AT89S52单片机系统以外的硬件部分电路,例如振铃检测、自动摘挂机、双音多频解码、家电控制、音频放大的设计方案进行了模块原理介绍。

然后介绍了单片机在系统中的应用以及软件部分的设计思想和具体实现。

最后对系统的整体结构进行了阐述。

文章总结了整个系统的性能和特点,提出了值得进一步研究和优化的地方,并展望了其应用前景。

关键词:电话遥控双音频编解码单片机控制技术通信系统AbstractThis paper introduces a single-chip microcomputer to AT89S52 and DTMF decoder IC MT8870 as the core, through the long-distance telephone line remote multi-channel intelligent controller. The system practical, flexible and diverse functions can be remote-controlled targets on the status of inquiries and control can be widely used in household appliances or other places of control equipment.First of all papers outlined the telephone remote control and the development of principles, introduced dual-audio decoding principles and characteristics. For some of the main parameters of system, technology was discussed. SCM system for AT89S52 outside the hardware detection circuit in the ring, automatically pick hang up, double audio decoder, control of home appliances, audio amplification of a modular design principle introduced. Then the software part of the design ideas and concrete realization, the MCU in the system on the application software will interrupt handling and data sent. Finally, the system's overall structure has been elaborated.The article summed up the whole system's performance and characteristics, made worthy of further study and optimize the place and prospects in its application.Key words Tel remote control Dual audio codeMicro-controller control Communication system目录1 引言 (5)2系统综述 (6)2.1家用电器远程控制器的基本工作过程 (6)2.2家用电器远程控制器的总体构成 (6)2.3系统编程语言和编程工具 (8)2.4系统仿真软件 (9)3 硬件电路设计 (9)3.1 中央处理电路 (9)3.2 振铃检测电路 (10)3.3 模拟摘挂机电路 (12)3.4 双音多频解码电路 (13)3.5 语音电路 (15)3.6 控制电路 (16)4 软件程序设计 (16)4.1 总体流程图 (16)4.2 主程序 (17)4.3摘机中断服务程序 (18)4.4 语音播报子程序 (20)4.5 双音多频解码中断服务程序 (20)4.6 控制电器程序 (22)5系统调试 (24)5.1 5V稳压电源调试 (24)5.2 振铃音检测调试 (25)5.3 模拟摘挂机调试 (25)5.4 双音多频检测调制 (26)5.5控制电器调试 (26)6 结论 (26)6.1 系统功能 (26)6.2 系统缺陷 (30)6.3 功能扩展 (30)6.4 前景展望 (31)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (34)1 引言随着社会的发展和科技的进步,越来越多的家用电器进入了人们的生活,这些家用电器给人们的生活带来了极大的方便。

家庭智能控制系统设计与实现

家庭智能控制系统设计与实现

家庭智能控制系统设计与实现一、引言在当今社会,人们的生活水平不断提高,对居住环境的舒适度和便利性要求也越来越高。

家庭智能控制系统应运而生,以其自动化、智能化的特点受到人们的青睐。

本文将介绍家庭智能控制系统的设计与实现。

二、家庭智能控制系统的概述家庭智能控制系统是通过收集、分析环境数据,实现对家庭各项设备、家居环境的智能控制和管理的系统。

它基于物联网和人工智能技术,可以实现家电、照明、安防、空调等设备的远程控制,提高居住环境的安全性、舒适度和能源利用效率。

三、家庭智能控制系统的设计1. 系统结构设计家庭智能控制系统的结构一般包括传感器、执行器、中控设备和用户终端。

传感器用于对环境数据进行采集,执行器用于实现对设备的控制,中控设备用于处理和管理各种数据和指令,用户终端用于用户与系统进行交互。

2. 传感器设计传感器是家庭智能控制系统中重要的组成部分,可以采集家庭环境的温度、湿度、气体浓度等信息。

常见的传感器有温湿度传感器、气体传感器、烟雾传感器等。

传感器的设计需要考虑准确性、可靠性和成本等因素。

3. 执行器设计执行器用于实现对家电、照明等设备的控制。

常见的执行器有继电器、智能开关等。

执行器的设计需要考虑电气接口的兼容性、功耗以及可靠性等因素。

4. 中控设备设计中控设备是整个系统的核心,负责接收传感器采集到的数据,并根据用户需求生成控制指令,同时可通过网络实现与用户终端的交互。

中控设备的设计需要考虑数据处理能力、通信接口以及安全性等因素。

5. 用户终端设计用户终端可以是智能手机、平板电脑等移动设备,也可以是固定的控制面板。

用户终端用于用户与系统进行交互,可以通过界面设置控制参数,查看传感器数据,实现对设备的远程控制等。

用户终端的设计需要考虑操作便捷性、界面友好性和用户隐私保护等因素。

四、家庭智能控制系统的实现1. 硬件实现家庭智能控制系统的硬件实现需要选用适当的传感器、执行器和中控设备。

同时,还需要考虑设备的布局和连接方式,确保系统的稳定性和可靠性。

基于单片机的远程家电控制系统设计

基于单片机的远程家电控制系统设计

基于单片机的远程家电控制系统设计摘要本文介绍了一种基于单片机的远程家电控制系统的设计。

该系统使用了无线通信技术和互联网技术,实现了通过手机APP或Web页面,远程控制家中的电器设备。

本文详细介绍了系统的硬件和软件设计,包括系统架构、通信协议、用户接口设计以及电器设备控制方法等。

最后,本文通过实验验证了该系统的功能和性能,结果表明该系统能够实现可靠的远程控制。

关键词:单片机,家电控制,无线通信,互联网技术,手机APP引言随着智能家居市场的不断发展,家庭中的电器设备越来越多,如何方便地进行控制和管理已成为家庭生活的重要问题。

本文提出了一种基于单片机的远程家电控制系统,该系统可以通过手机APP或Web页面实现远程控制。

该系统使用了无线通信技术和互联网技术,具有灵活性和可扩展性。

系统设计1.系统架构我们的系统包括两部分:主控制单元和家庭电器设备。

主控制单元使用了STM32F103单片机,通过WIFI模块实现与互联网的连接。

家庭电器设备通过红外线发射器和红外线接收器与主控制单元连接。

2.通信协议我们的系统采用了TCP/IP协议进行通信,可以确保数据传输的可靠性和安全性。

3.用户接口设计我们的用户接口使用了手机APP和Web页面,用户可以通过这些界面实现电器设备的遥控控制以及查看设备状态等功能。

4.电器设备控制方法我们的系统使用红外线发射器发送控制指令,通过红外线接收器接收电器设备的当前状态。

我们通过程序设计实现了电器设备的开关、调节亮度、调节音量等功能。

实验结果我们对系统进行了实验验证,结果表明该系统实现了可靠的远程控制。

在实验过程中,我们通过手机APP或Web页面遥控了家中的电器设备,并且可以查看设备的当前状态。

我们还对系统进行了模拟攻击测试,结果表明该系统具有一定的安全性。

结论本文介绍了一种基于单片机的远程家电控制系统的设计,该系统使用了无线通信技术和互联网技术,具有灵活性和可扩展性。

我们的实验结果表明,该系统可以实现可靠的远程控制,并且具有一定的安全性。

(完整word版)基于单片机的家电远程控制系统设计

(完整word版)基于单片机的家电远程控制系统设计

内容摘要随着通讯产业的迅速发展,电话机已经走进了千家万户,但是利用电话机进行远程控制的技术却没有多少实质性的进展。

如何将电话远程控制用于日常生活中正是本文所要研究的课题,众所周知,近几年通信和电子信息技术行业有了长足发展,本文设计了一种电话远程控制系统,该系统以AT89C2051单片机和MT8870双音多频解码集成电路为核心,借助公共电话网络,通过电话实现对远程设备智能化控制.文章介绍了系统的组成、工作原理及程序设计方法.对振铃检测、模拟摘挂机控制、双音频解码,语音提示及家用电器控制等电路作了详细的说明。

用户在户外可通过任意一部双音多频电话(包括手机、电话分机),根据语音提示,可以对各种电器(如电饭锅、微波炉等电器)进行远程控制。

本装置适用于家庭、企事业单位、商店等场所,操作简单方便,系统性能可靠,是未来很有发展前景的科技产品。

索引关键词:AT89C2051单片机双音多频DTMF解码电路振铃检测目录第一章系统设计原理 (1)1.1 硬件功能分析 (1)1.2 软件模块分析 (3)第二章系统硬件电路设计 (3)2。

1 振铃检测电路 (3)2.2 摘挂机控制电路 (4)2。

3 双音频DTMF解码电路 (6)2。

4 家用电器控制电路 (8)2.5 信息反馈电路 (10)第三章系统软件设计 (11)3。

1 软件设计原理 (11)3。

2 系统程序设计流程图 (12)第四章结论 (13)后记 (14)参考文献 (15)基于单片机的电话远程控制系统第一章系统设计原理1.1 硬件功能分析根据电话远程控制系统的具体设计要求该系统必须满足以下功能:一、通过电话网对异地的电器实现控制(开/关);二、控制器可以实现自动模拟摘挂机;三、控制器设置密码校验;系统必须具有以下单元功能模块:一、铃音检测、计数;二、自动摘挂机;三、密码校验;四、双音频信号解码;五、输入信息分析;六、控制电器开关;七、电器状态查询;八、忙音检测;本设计以89C2051单片机为控制中心,进行主要的信息处理,接收外部操作指令形成各种控制信号,并完成对于各种信息的记录;接口电路提供单片机与电话外线的接口。

智能家居技术构建智能家电控制系统实现远程操作

智能家居技术构建智能家电控制系统实现远程操作

智能家居技术构建智能家电控制系统实现远程操作随着科技的不断发展,智能家居技术逐渐走进人们的家庭生活。

智能家居技术通过网络连接,实现对家庭设备的智能控制,使得居住者可以远程操作家电设备。

本文将探讨智能家居技术构建智能家电控制系统的实现方式。

一、智能家居技术概述智能家居技术是将传统家居设备与互联网技术相结合,通过家庭内的传感器、控制器、执行器等设备的联动,实现对家居设备的智能化控制。

通过智能家居技术,人们可以通过智能手机、平板电脑或电脑等设备对家庭设备进行远程操作,实现家居设备的控制。

二、智能家电控制系统的构建1. 网络连接智能家电控制系统的实现离不开稳定的网络连接。

家庭需要安装宽带网络,并通过无线路由器将家庭设备连接至互联网,实现设备之间以及设备与用户之间的连接。

2. 智能网关智能网关是连接家庭设备和互联网的重要媒介,通过智能网关可以实现对家庭设备的远程控制。

智能网关需要选择稳定可靠的产品,并进行正确的设置和配置。

3. 传感器和控制器智能家电控制系统需要使用各种传感器和控制器,将物理环境转化为电信号,并控制设备的开关状态。

例如,温度传感器可以感知室内温度,根据设定的温度范围自动控制空调的开关。

4. 执行器和家电设备智能家电控制系统还需要配备相应的执行器,用于控制家电设备的开关和状态。

执行器可以通过智能网关和控制器进行远程操作,实现对家电设备的控制。

5. 安全性考虑在构建智能家电控制系统时,对于数据的安全性需要进行重视。

家庭网络需要设置密码保护,并定期更新,确保网络的安全性。

同时,选择具备安全功能的智能网关和设备,并保持其及时的软件更新。

三、智能家电控制系统的远程操作通过智能家电控制系统,用户可以通过智能手机等终端设备随时随地远程操作家电设备。

例如,居住者在外出办公时,可以通过手机应用调整家庭温度,打开空调。

当居住者准备回家时,可以通过手机开启电饭锅,提前预热,以便回家后可以立即享受热饭。

智能家电控制系统的远程操作可以提供便利的生活体验,同时也提高了能源利用效率。

基于物联网的家电远程控制系统设计

基于物联网的家电远程控制系统设计

基于物联网的家电远程控制系统设计0 引言伴随科技水平不断提高,物联网技术发展给智能家居带来了诸多便利。

基于无线WIFI技术实现远距离智能控制已成为当前智能家居发展的主要技术手段。

无线WIFI技术与家居电器设备控制相结合,基于物联网技术实现智能家电控制是当前的研究热点。

本文以无线WIFI为媒介,基于物联网技术研究家电远程控制系统,该系统可实现家居智能设备远距离控制,有利于实现节能的同时提升生活品质和效率。

本设计主要包括系统硬件、云服务器与控制端等三大功能部分。

WIFI 作为系统硬件接入互联网的工具,与云服务器进行通讯,安卓手机作为控制端。

硬件选用STM32F103C8T6型单片机作为驱动。

在手机上安装特定APP,即可通过手机接入互联网,与服务器进行交互。

云服务器核心信息中继枢纽,是实现远程控制的重要一环。

获取控制端数据后转发至主机,硬件解析服务器发来的数据生成控制指令,实现对相应电器工作过程的控制。

1 系统控制方案确定■1.1 主控芯片选择方案一:选用STC89C52RC 芯片。

STC89C52RC 每次可以处理8位数据,编程简单,非常适合初学者入门使用。

方案二:选用STM32F103C8T6芯片。

该芯片采用Cortex-M3内核,拥有64K程序存储空间,数据处理速度快,稳定性高。

综上对比,方案一功能简单、开发方便,但运行处理速度较慢,方案二稳定性更高,在家电远程控制系统中,与WIFI模块的通信中,对运行速度和稳定性提出了很高的要求,所以,方案二更贴合该套系统的实际需求。

■1.2 无线通信模块选择对比无线通信方案,方案一:选用Zigbee芯片,使用Zigbee无线技术组成一个设备网络,通过外设网关与手机进行通信;方案二:使用ESP8266系列无线WIFI芯片,通过WIFI直接进入互联网,与服务器进行通讯。

无线通信模块是除主控芯片外最重要的部分,决定了系统性能。

Zigbee可接入节点高达6万多,但Zigbee穿墙能力较弱、传输速率慢,且在使用时需配备Zigbee网关支持才可与智能手机进行通信。

智能家居下的智能家电控制系统设计

智能家居下的智能家电控制系统设计

智能家居下的智能家电控制系统设计一、前言随着科技的发展和智能家居的兴起,控制智能家电已成为家庭生活的标配。

然而,智能家电的控制系统难度较大,需要兼顾安全、可靠性和便捷性等多方面考虑。

本文将从控制系统的设计角度,探讨智能家居下的智能家电控制系统的实现方法和技术选型。

二、智能家电控制系统概述智能家电控制系统是指将智能家电与互联网、物联网等信息化技术相结合,实现对家电设备的远程控制和监控。

智能家电控制系统的架构主要包括三层:应用层、智能家电控制层和智能家居服务层。

其中,应用层是指具体的应用场景,例如智能温控、智能照明等;智能家电控制层是指控制各种智能家电设备的硬件和软件系统,包括智能家电控制终端、智能网关以及各种传感器等;智能家居服务层则是指各种云平台和互联网服务,提供外部资源和支持。

三、智能家电控制系统技术选型智能家电控制系统的设计需考虑多方面因素,例如控制范围、响应时间、通信方式、数据传输等。

以下是几种常用的技术选型。

1.无线技术无线技术包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee、Z-Wave、红外线等,其中Wi-Fi和蓝牙应用最为广泛。

Wi-Fi的主要优点是传输距离远,可支持多设备连接,但其缺点是耗电量大,且不适用于物联网等需要大规模连接的场景。

而蓝牙则更为节能,但传输距离有限,仅适合近距离控制。

2.物联网技术物联网技术通常使用Zigbee、Z-Wave、LoRa等,它们的优点是支持传输距离远,可靠性高,但相应的硬件成本和复杂性较高。

此外,随着NB-IoT技术的成熟,其也有望成为智能家电控制系统的常用技术。

3.云平台阿里云、京东云、腾讯云等企业提供的云平台,为智能家电控制系统提供了更加便捷、高效的数据管理方式。

云平台不仅可提供高效的数据传输服务,而且可充分利用各项资源对系统进行优化。

四、智能家电控制系统实现方案智能家电控制系统的实现方案要根据具体场景进行设计,以下是一种智能家居控制系统的实现方案。

1.硬件方案智能家电控制系统的硬件方案主要包括控制终端、智能家电网关、传感器等。

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家电远程控制系统的设计(项目基金:河南省教育厅科学技术攻关项目;项目名称:智 能家居系统的研究;编号:2006120012;申请人:魏平俊) 魏平俊 1,冯荣耀 2,王现军 3 (1. 中原工学院,电子信息学院,河南 郑州 450007;2. 郑州大学,教育技术中心, 河南 郑州 450052;3. 郑州大学,信息工程学院,河南 郑州 450052) 摘 要:首先给出了系统硬件结构,系统控制器采用单片机 AT89C51,接口采用 RS232,电平转换芯片采用 MAX232,无线收发器采用 NRF401。然后给出了系统数据 流程,建立了系统通信协议,包括通信方式的设计、服务器与网关的通信协议以及网关 与家电控制器的通信协议。给出了系统软件的设计流程图。测试结果表明,系统具有良 好的实用性、可靠性和可扩展性,达到了设计目的。 关键词:家用电器;远程控制;网关控制器;通信协议 中图分类号:TN602 文献标识码:B 文章编号: Design of Home Appliances Remote Controlling System Wei Ping-jun 1;Feng Rong-yao 2;Wang Xian-jun3 (1. Department of Electrics and Information Engineering, Zhongyuan University of Technology,Zhengzhou 450007, China;2. Center of Education Technical,Zhengzhou University, Henan Zhengzhou 450052,China;3. Institute of Information Engineering,Zhengzhou University, Henan Zhengzhou 450052,China) Abstract:.The paper put forward system hardware structure first, the system controller adopt a miniature computer AT89C51,the computer interface adopt RS232, the voltage convertor adopt RS232,the radio transceiver adopt NRF401.System driftage data is put forward next,system correspondence negotiate is built up,it includes correspondence way,server- getway correspondence negotiate and getway- home appliances controller correspondence negotiate.The system software driftage chart is put forward finally. The experiment result make clear the system has fine practicability, reliability and extendibility,the design purpose is realized. Key words: home appliances; remote controlling; getway controller; correspondence negotiate 1 引言 随着网络技术的发展以及生活水平的提高,智能家居逐步进入人们的生活。智能家 居是利用电脑、网络和综合布线技术,通过家庭信息管理平台把与家居生活有关的各种 子系统有机地结合的一个综合系统。家电远程控制系统是智能家居的重要组成部分,系 统包括远程客户端、家庭服务器、网关控制器、家电控制器等四个子系统。本文着重介 绍网关控制器、家电控制器的设计。 2 系统硬件设计 家电远程控制系统,除了 PC 之外,系统硬件主要有网关模块和家电控制模块,如 图 1 所示, 系统控制器采用单片机 AT89C51, 接口采用 RS232, 电瓶转换芯片采用 MAX23 无线收发器采用 NRF401。系统先由 PC 向网关传递数据,PC 通过串口 RS-232-C 与 AT89C51 连接,AT89C51 通过 NRF401 把数据发向各个家电控制器,家电控制器操作各 个家电,操作结果通过 NRF401 传到网关,由网关方向 NRF401 接收,并把这个数据传 送到 PC 机。整个流程从远端登录家庭 PC,PC 通过网关传送数据到家电控制器,各控 制器把结果通过网关返回到 PC 上, 从而实现通过 INTERNET 使远程用户控制家电的目 的。
需收发双方同时传送数据,系统采用了半双工通信方式。半双工通信方式,可以实现数 据的双向传送,但不能同时进行,系统是通过某种协议来实现收、发开关转换的。 串行数据通信形式有异步通信和同步通信两种。异步通信,接收器和发送器有各自 的时钟,它们的工作是非同步的,异步通信用一帧来表示一个字符,每传输一帧字符需 要加上起始位和停止位,占用了传输时间,在要求传送数据量较大的场合,速度较慢; 同步通信, 发送器和接收器由同一个时钟源控制, 同步传输方式不需要起始位和停止位, 只要在传输数据块时先送出一个同步头(字符)标志即可,比异步传输方式速度更快, 但同步传输方式必须用一个时钟来协调收发器的工作,所以设备比较复杂。 考虑家用电器控制对传输速度要求不高,系统采用异步通信。 3.2 系统通信协议 系统 NRF401 工作在 ISM 频段 433MHz 附近, 该频段无需申请许可证, 网关作为传 递控制安全的载体,先由 PC 向网关传递数据,数据由 PC 传到网关以后保存在地址位 7000H 的存储单元中, 然后启动无线收发器, 7000H 单元中读出数据, 从 并通过 NRF401 发送出去。 发送时先由网关发出,各控制器接收并识别,若是自己的地址,则回送一个“地址 正确”的信号。若网关连发三次地址没有控制器响应,则网关返回 PC 一个“找不到控制 器”的信息。网关收到地址正确后,发送数据,控制器接收并校验,直到接受正确为止。 控制器接收到数据后,进行判断是何种操作并执行,然后把执行结果发回网关。网关接 收控制器信息并校验,校验的结果不对,则要求重发,直到接收正确。 控制字有网关发出,控制字的内容包含有地址和控制命令,其中的地址是由家电控 制器的地址和家电地址组成, 控制命令是控制家电的开\关两个量, 此时家电控制器都处 于接收状态,检测地址若与自己的地址相同则继续接收数据,然后操作家电,并把操作 结果数据由家电控制发给网关控制器。 网关把从接收回来的数据放在 7000H 的地址。向 PC 传送数据时,是从 7000H 开头 的地址开始传送,传送完成以后,网关等待下一组操作家电时传来的命令数据。每次只 能操作一台家电,只有操作信息返回后,才能执行下一台家电的操作,这样就避免了无 线传输中的数据碰撞问题。 NRF401 的最大数据传输率为 20kbps,为了获得网关与控制器之间的稳定通信, 单片机的系统时钟频率为 6MHz,波特率选定为 1200bps。 3.3 无线通信协议的设计 无线通信协议的关键是能够识别噪声和有效数据。噪声是以随机字节出现的,没有 明显的结合方式;噪声源可以产生任意字节的组合。系统是通过一种协议方式来有效地 抑制噪声的。 系统采取了差错控制与容错技术。通过测试和试验发现,oxFF 后跟 oxAA、ox55 在噪声中不容易发生。传输协议应该在数据包前加开始字节,oxFF 后跟 oxAA、ox55 发送协议的开始应该是一个任意内容的字节(这是因为第一个字节的数据在发送时容易 丢失) ,然后是 oxFF 后跟一个 oxAA、ox55;接收协议规定只接收以 oxFF 后跟 oxAA、 ox55 开始的包,有效地抑制噪声。 一个指令由 4 字节构成,首先发送的是控制器地址字节,家电控制器验证通过后, 然后发送后三个字节,并形成校验和,后三个字节发出后,发校验和,如果网关没有接 收到地址符合的信号,则重发该命令,连续三次错误时停发。数据从家电控制器发到网 关时,4 个字节是直接发送的。因为网关能接收所有除自己发送以外的数据。 4 软件设计 系统涉及到的软件主要有本地服务器程序、服务器端应用程序、网关接收服务器数
PC
Hale Waihona Puke RS232 MAX232
AT89C51
NRF401 网关
电磁阀开关 家用电器 1 家用电器 2 1 NRF401 2 家电控制器 D/A 转换器 AT89C51
. . .
家用电器 n
. . .
n
图 1 系统硬件组成框图
每一种家电都有一个总的控制器,同类家电由家电控制器根据相应的家电地址进行 控制,不同种类的家电通过不同家电控制器进行控制。 2.1 控制器 系统采用的控制器是 AT89C51,是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的 低电压、 高性能 CMOS 八位微处理器。 它采用 QTMEL 高密度非易失存储器制造技术制 造,与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。将多功能八位 CPU 和闪烁存储 器组合在单个芯片中,使 ATMEL 的 AT89C51 成为一种高效微控制器,为很多嵌入式控 制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 在网关中,AT89C51 主要控制 RS232 与 PC 接收和发送数据,控制 NRF401 的发送 与接收数据。在控制器中,AT89C51 控制 NRF401 的发送与接收数据和处理数据命令。 2.2 无线收发器 选择无线收发芯片时应该考虑的主要因素有:功耗、发射功率、接收灵敏度、收发 芯片所需的外围元件数量、芯片成本、数据传输是否需要进行曼彻斯特编码等。本设计 选用的 NRF401 单片无线收发芯片为短距离无线通信提供了较好的解决方法。 NRF401 是一个 433MHz ISMA 频段的单片 UHF 无线收发芯片。 NRF401 无线收发 芯片的结构有:内部结构可分为发射电路、接收电路、模式和低功耗控制逻辑电路及串 行接口几部分。它采用 FSK 调制解调技术,最高工作速率可以达到 20K,发射功率可以 调整,最大发射功率是+10dBm。NRF401 的天线接口设计差分天线,以便于使用低成本 的 PCB 天线。 NRF401 射频模块硬件电路具体设计:为了获得最佳的 RF 性能,使用 1.6mnRF4 板材的双面 PCB,NRF401 的直流供电必须使用高性能的 RF 电容去耦。在 PCB 板上, 应避免电源走线, 所有的开关数字信号和控制信号都不能经过 NRF401 的 PLL 环路滤波 元件和 VCO 电感附近。连接 NRF401 的天线采用了差分方式连,家电控制器的天线采 用的是直接蚀刻在 PCB 板上的差分环形天线,网关的天线采用高灵敏度单方向天线, 单端天线与 NRF401 之间是通过一个差分转换匹配网络连接起来的。 因采用了低发射频率、高接收灵敏度的设计,无需申请使用许可证,开阔的使用距 离最远可达 1000 米(与具体使用环境及元件参数有关) 。 3 通信协议 3.1 通信方式的设计 数据通信的传输方式有单工、半双工、全双工和多工方式。考虑家用电器的控制不
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