家用電器遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

張小雨 張 闖 鹿 蕾

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家用電器遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

張小雨 張 闖 鹿 蕾

（沈陽理工大學(xué)）

進入二十一世紀，電子信息科學(xué)與技術(shù)的飛速發(fā)展，使家用電器的開關(guān)實現(xiàn)遠程智能化控制成為可能。采用51單片機和GSM遠程通信模塊為基礎(chǔ)，設(shè)計的家用電器遠程控制系統(tǒng)，用戶在家居之外可以利用手機和無線網(wǎng)絡(luò)對遠端家用電器的信息接收器進行操控，發(fā)出指令，遠端的家用電器可以識別用戶的身份信息并按指令進行工作，以此完成冰箱、空調(diào)、洗衣機、電腦等家用電器的遠程控制，操作非常簡單，而且保密性能和實用性非常強，具有重要的現(xiàn)實意義。

遠程控制系統(tǒng)；功能需求；系統(tǒng)設(shè)計

一、引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步，人們的物質(zhì)生活水平得到了極大的提高，在日常生活中各種家用電器的廣泛使用，給人們的生活帶來便捷和舒適，而電子信息科學(xué)技術(shù)成果在家用電器中的應(yīng)用，使家用電器也逐步實現(xiàn)了自動化和智能化，操作更加簡單，性能更加完善。基于GSM網(wǎng)絡(luò)模塊的家用電器遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)了利用短信模塊接收和傳送指令信息，在遠端對家用電器進行控制和操作，下班的路上就可以打開空調(diào)調(diào)節(jié)好家里的溫度，控制電飯煲開始做飯，為忙碌的城市生活增添了無限的品質(zhì)和樂趣。

二、遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計

（一）基礎(chǔ)組成部分

家用電器遠程控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分有主控端、接收端、受控端和驅(qū)動端。其中主控端就是用戶使用的手機，可以接收和發(fā)送短信，通過發(fā)送短信傳達控制指令，然后接收電器向用戶回復(fù)的短信，了解家用電器的工作情況。接收端就是GSM網(wǎng)絡(luò)短信模塊，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸信息。受控端是家用電器中的單片機控制模塊，接收指令執(zhí)行識別用戶身份信息和指令信息，并控制電器的開通與關(guān)斷，還能夠存儲運行數(shù)據(jù)，向GSM發(fā)關(guān)AT指令，對電器的現(xiàn)行狀態(tài)進行反饋。驅(qū)動端是單片機外圍的驅(qū)動電路和繼電器控制電路，用以控制家用電器的運行。

（二）控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計

家用電器遠程控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計主要以51單片機和GSM網(wǎng)絡(luò)模塊為核心，51單片機和GSM網(wǎng)絡(luò)模塊的通信連接采用串行通信，GSM網(wǎng)絡(luò)模塊接收到上位機傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號，并將這些數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)?1單片機上，單片機通過電路向GSM網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送AT指令。單片機控制模塊輸出的控制電平信號，可以利用繼電器、紅外線、無線等控制手段實現(xiàn)對家用電器的控制。

（三）遠程控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計

家用電器遠程控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計總流程為開始，串口初始化，保存預(yù)留用戶手機號碼，設(shè)置GSM模塊收發(fā)短信為PDU模式，設(shè)置接收到短信后直接顯示，收到短信代碼后提取手機號，與預(yù)留手機號是否一致，一致后提取控制指令的信息內(nèi)容，并予以確認，發(fā)送短信息提示用戶控制代碼，內(nèi)容為其他有效代碼后，控制相應(yīng)繼電器進行通斷電，并向用戶反饋電器運行狀態(tài)。為便于有效代碼的提取與識別，控制指令的接收信息代碼要設(shè)計固定的格式。單片機通過GSM網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)送的AT指令應(yīng)用的是漢字短信，設(shè)置短信模式為PDU格式。

三、家用電器遠程控制系統(tǒng)的功能需求

（一）能夠識別用戶身份信息

用戶在遠端實現(xiàn)對家用電器的遠程控制操作中，安全性能是非常重要和必不可少的，因此在控制系統(tǒng)中選擇電話號碼識別和密碼驗證的雙保險，提高保密性能和安全系數(shù)。用戶可以提前預(yù)留電話號碼，由單片機直接進行識別，簡單便捷，同時由數(shù)據(jù)開關(guān)設(shè)置的八位并行二進制密碼轉(zhuǎn)換成串行碼，并行置入寄存器，而且在程序中設(shè)置錯誤密碼輸入次數(shù)不超過三次，極大的提高了保密性能。

（二）能夠控制指令的接收與發(fā)送

在家用電器遠程控制系統(tǒng)中控制指令的接收與發(fā)送是技術(shù)核心內(nèi)容，有線通信和無線通信都可以實現(xiàn)指令信息的發(fā)送和接收。有線通信會受限于電纜以及室內(nèi)的信號覆蓋，而無線通信尤其是GSM網(wǎng)絡(luò)模塊，信號覆蓋范圍廣，移動電話使用廣泛便捷，普及率高，使用和攜帶都非常方便，利用無線網(wǎng)絡(luò)信號可以隨時隨地實現(xiàn)對家用電器的遠程控制。

（三）能夠識別遠程控制終端

用戶在遠端通過短信的形式向家用電器發(fā)送指令，用簡單的數(shù)字分別對應(yīng)電器的打開和關(guān)閉，只需一個按鍵發(fā)送一個數(shù)字到GSM網(wǎng)絡(luò)模塊上，就能夠?qū)崿F(xiàn)對相應(yīng)電器的遠程控制，這就需要終端的家用電器能夠接收信息并予以識別，提高操作的準確性。

（四）需要實現(xiàn)良好的人機對話界面

由于家用電器很多，需要同時進行控制和操作時，需要建立良好的人機對話界面，在發(fā)送完相關(guān)電器的指令后能夠及時收到系統(tǒng)的反饋信息，了解電器的目前狀態(tài)，系統(tǒng)需要提供控制指令的提示功能，立即通過短信予以提示，從而避免操作的失誤。

四、結(jié)語

綜上所述，家用電器的遠程控制系統(tǒng)從硬件到軟件的設(shè)計技術(shù)非常成熟，單片機和GSM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為家用電器的遠程控制系統(tǒng)得以實現(xiàn)，利用手機和無線網(wǎng)絡(luò)就可以隨時隨地進行控制遠端的家用電器，提高了家用電器的智能化和自動化水平，為人們的家居生活提供了更多的便捷和舒適。

[1]林海波.智能遠程遙控家用電器控制系統(tǒng)設(shè)計[J].長春工程學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2006年第7卷第1期.

[2]杜力.基于GSM的家用電器遠程控制系統(tǒng)[J].軟件導(dǎo)刊，2014年3月第13卷第3期.

[3]亢健，陳亞棟，任秀偉，邱志榮.家用電器遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].微型機與應(yīng)用，2013年第32卷第24期.

[4]凌燕，葛萬成.基于GSM短信的遠程控制系統(tǒng)設(shè)計[J].微型電腦應(yīng)用，2006，22（10）：29-30.

TU7

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1007-6344（2017）03-0108-01

張小雨 性別:男 籍貫:安徽來安 專業(yè)或研究方向：電子信息科學(xué)與技術(shù) 單位:沈陽理工大學(xué)

張闖 性別:男 籍貫：吉林省公主嶺市 專業(yè)或研究方向：電子信息科學(xué)與技術(shù) 單位:沈陽理工大學(xué)

鹿蕾（出生年—）1995 性別:女 籍貫:（精確到省市）遼寧省 專業(yè)或研究方向：測控技術(shù)與儀器 單位:沈陽理工大學(xué)