远程家电控制系统的设计

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pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 2009 年 5 月第5期（总第 126 期）

广西轻工业

GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

计算机与信息技术

远程家电控制系统的设计

杨晓霞

（广西质量技术工程学校，广西南宁 530022 ）【摘

以及移动通信技术不断普及，远程控制家用电器的条件已经逐步成熟。利要】随着现代网络和通信技术的不断发展，用 GSM 移动通信的短消息服务设计了一个远程控制家电的系统。以家电控制器为核心，利用 M2M 技术和 R S- 485 网络将家庭智能设备、控制功能模块联系起来，组建了家庭控制网络。在此基础上各种功能模块可以实现无缝接入网络，降低了系统成本，便于维护，同时具有很高的可定制性。家电；数据交换协议；短消息【关键词】远程控制；【中图分类号】 TP273 【文献标识码】 A 【文章编号】 1003- 2673(2009)05－80－03

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引言

进入 20 世纪 90 年代后期以来，数字化技术取得了更加

内实现了联网和漫游，具有网络能力强的特点，用户无需另外组网，在极大提高网络覆盖范围的同时为客户节省了昂贵建网费用和维护费用。同时，它对用户的数量也没有限制，克服了传统的专网通信系统投资成本大，维护费用高，且网络监控的覆盖范围和用户数量有限的缺陷。比起传统的集群系统在无线网络覆盖上具有无法比拟的优势，加上GSM 的 SMS 本身具备的数据传送功能，因此，短消息业务在远程智能控制系统中得到克服了了广泛的应用，基于 GSM 短消息的远程家电控制系统，电话远程家电控制系统电话费用高、控制时间长等缺点，具有良好可扩展性和实用价值。

迅猛的发展，随着 Internet 网向普通家庭生活不断扩展，消费电子、计算机、通讯一体化日趋明显，传统的家用电器行业也带来了新的革命，网络家电悄然进入到人们的生活中。网络家电是指可以使用远程终端(例如手机、个人电脑等) 对连接在家庭网络上的家电进行遥控。网络家电可以互联组成家庭内部网络，同时又能与外部互联网连接。用户可以通过电脑、手机等远程终端操控家中所有电器运作。比如，下班前通过空调、电饭煲的启动等。电脑或手机操控家中电热水器、可以预见，网络家电的普及将极大地提高人们的生活质量。

3 2 研究意义

国内外的网络家电控制终端基本上都是专用的遥控终端或是个人电脑，而随着移动通讯的快速发展，其中 GSM （Global ） System for Mobile communication 系统是目前基于时分多址技术的移动通讯体制中比较成熟、完善、应用最广泛的一种系统。SMS （Short Message Service 短信息服务是 GSM 系统中））提供的一种 GSM 终端（手机之间，通过服务中心(ServiceCenter)进行文本信息收发的应用服务，其中服务中心完成信息的存储和转发功能。利用 GSM 短信息系统进行无线通信，性能稳定，为远程数据传送和监控设备的通信提供了一个强大的支持平台。随着手机用户的不断增多，手机作为一种贴身物品，可供开发的潜力几乎是无限的，因此，通过手机远程控制家电成为家电行业近期的主要动向，国内外各大家电行业也相继推出了相关产品。针对在近阶段，无论是国内还是国外的网络电器，其价格设计一个低昂贵这一点，我们设想:利用 GSM 的短消息业务，价

位的控制组件，使用该组件实现对住宅内原有的传感器、家用电器，用不同的终端经网络对住宅状况及原家用电器实行监测与控制，实现对家用电器的远程控制。目前已建成的覆盖全国的 GSM 数字蜂窝移动通信网，是我国公众移动通信网的主要方式。由于 GSM 网络在全国范围

系统结构框图

基于 GSM 短消息的远程家电控制系统，其系统原理如图

1 所示：

图 1 远程家电控制系统原理图

用户端（手机或个人电脑不需要使用任何应用程序，）对机种和操作系统也无任何要求。将该控制组件作为与其它电器的接口，由用户端(手机或个人电脑)向控制组件发送短消息，控制组件接收并读取短信内容，并对其进行解码，并根据短信内容对家用电器的 ON/OFF 实现控制。本设计方案具有如下特点: （1 操作方便，）通过手机短信控制家电在很多时候比其它手段更加方便。（2 对现有家电兼容性较强。）（3 低成本方案，）可定制性强，有利于实现商品化。

【作者简介】杨晓霞（1976- ）女，，广西贺州人，讲师，工程硕士生，研究方向：控制工程领域。

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系统设计

无线通信的设计相对而言比较简单，有许多现成的产品和

TC35 的构成框图如图 3 所示，从功能上看主要由四部分构成， GSM 基带处理器、 GSM 射频部分、电源部分和 FLASH 存储器构成。GSM 基带处理器是整个模块的核心，它由一个C166CPU 和一个 DSP 处理器内核控制模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。射频天线部分主要实现信号的调制与解调，实现外部射频信号与内部基带处理器之间的信号转换，匹配电源为处理器以及射频部分提供所需的电源，芯的 40 ZIF 插座为用户提供包括电源、数据输入输出、卡音频接 SIM 口和控制等的接口。

4.1 无线通信实现方式的选择通信系统可以利用，重点只是在于如何从多种实现方式中做出最优的选择。常用的实现方式有: 利用现有的通信网络(GSM/GPRS， CDMA 移动网等)和相应的无线通信产品，通过无线收发设备，如无线 Modem，无线网桥等专门的无线局域网。本设计主要实现对家电的远程控制，具有传输的信息量小、对传输速度要求不高和通信要求简单可靠的特点，使用 GSM 网络的短消息服务功能不必考虑信道的可靠性等因素，就可以很好的满足本设计中对于家电远程控制的功能要求。本系统中发送的短消息包含中文汉字，所以选择 PDU 串的用户信息编码方式 TP- DCS 是 08，表示 UCS2 编码方式， UCS2 编码是将每个字符（1- 2 个字节按照 ISO/IEC10646 的）规定，转变为 16 位的 Unicode 宽字符。 Windows 系统中，在特别是在 2000/XP 中，可以简单地调用 API 函数实现编码和解码。如果没有系统的支持，比如用单片机控制手机模块收发短消息，只好用查表法来解决了。在 GSM 标准中，中文编码采用 UTF- 8 的编码方式，不是目前国内常用的GB- 2313 编码，所以还需要进行汉字字码的转换，才能与采用 GB- 2313 汉字库相配合显示汉字字型。 4.2 系统硬件设计 4.2.1 家电控制器的总体结构本设计的任务是建立控制组件，它可以监控被连接的家用电器的状态。系统主要功能为:实现中文短消息的收发，根据接收到的短消息控制相应的家电，实现对家用电器的远程控制。家电控制器的结构框图如图 2 所示。

图 3 T C 35 功能框图

4.2.4 MC U 单片机作为主控单元，在系统中起着核心作用，本系统选用 atmel 公司