基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程紅外控制器

許朋++梁雨++張春亞++卞小亮++張認(rèn)

摘 要

本文設(shè)計的遠(yuǎn)程紅外控制器集成了紅外發(fā)射模塊，可通過手機在任何地方對家中所有品牌的空調(diào)、電視機等家用電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。還集成有線網(wǎng)口和Wi-Fi，具有家用路由器的全部功能；內(nèi)置天線，可以增強Wi-Fi信號；內(nèi)置溫度傳感器，可根據(jù)溫度數(shù)據(jù)實現(xiàn)對空調(diào)的智能控制，在保證室內(nèi)溫度舒適的情況下節(jié)約電能。

【關(guān)鍵詞】遠(yuǎn)程控制 OpenWRT 開關(guān)電源 嵌入式系統(tǒng)

1 引言

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以及人們對生活智能化需求的增長，無線控制技術(shù)在智能家居生活中顯得越來越重要。本文所設(shè)計的遠(yuǎn)程紅外控制器可以通過手機遠(yuǎn)程遙控家中的家用電器，為人們的生活帶來極大的便利。

2 設(shè)計方案

本系統(tǒng)使用手機通過互聯(lián)網(wǎng)向終端控制器發(fā)送指令，終端控制器通過RT5350Wi-Fi模塊接收指令之后，控制繼電器的閉合和斷開，或向串口2轉(zhuǎn)發(fā)指令，RT5350的串口2與單片機相連，使單片機控制的紅外模塊發(fā)送和指令相對應(yīng)的紅外信號，從而通過紅外信號遙控家用電器。溫度傳感器將采集的溫度信息傳輸?shù)絉T5350，再通過互聯(lián)網(wǎng)將信息傳送至手機。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1。

設(shè)計主要分為如下幾個部分：

2.1 電源模塊

電源模塊采用RM3273S電源芯片，RM3273S是離線式PFM電源管理芯片，采用原邊反激拓?fù)鋺?yīng)用電路，省掉了光耦和TL431部分。它的內(nèi)部集成了高精度恒壓控制器，可實現(xiàn)不超過5%的精度控制。

RM3273S集成了多種保護(hù)功能，有過壓保護(hù)、過壓箝位和欠壓鎖定等功能；另內(nèi)置抖頻技術(shù)可提高抗EMI能力。

整個電源模塊大小為34mm*22mm*18mm，遠(yuǎn)小于一般電源模塊，可實現(xiàn)作品的小型化。

2.2 網(wǎng)絡(luò)信號接收模塊

RT5350 CPU實現(xiàn)終端設(shè)備和服務(wù)器的通信，RT5350 CPU內(nèi)部集成了802.11n1*1MAC/基帶處理器，2.4GHz1*1射頻單元，射頻功率放大器，是一顆高性能的MIPS 24Kc CPU內(nèi)核（最高主頻360MHz）。RT5350芯片通過移植OPENWRT嵌入式系統(tǒng)，實現(xiàn)CPU與服務(wù)器的通信，及通過與微處理器串口UART相連，實現(xiàn)CPU與微處理器的信息交互。

RT5350的串口1用于和計算機通信，是RT5350微處理器的的控制臺。串口2和微處理器相連，將接收到的網(wǎng)絡(luò)信息轉(zhuǎn)發(fā)至串口2。

2.3 紅外信號發(fā)送模塊

單片機通過串口UART接收RT5350模塊的信息，然后發(fā)射相應(yīng)的紅外信號，控制家用電器。單片機內(nèi)部集成絕大部分的空調(diào)紅外信號，同時單片機還可以學(xué)習(xí)已經(jīng)發(fā)送過的紅外信號，實現(xiàn)對所有家用電器的控制。

2.4 USB模塊

可擴展USB相關(guān)的產(chǎn)品，如USB功能的攝像頭。也可通過USB對設(shè)備進(jìn)行充電。

2.5 繼電器模塊

RT5350通過接收手機發(fā)送的指令，控制繼電器的斷開和閉合，從而實現(xiàn)對輸出220V交流電的通斷。

2.6 有線網(wǎng)口模塊

通過網(wǎng)線網(wǎng)口1連接外網(wǎng)，網(wǎng)口2連接內(nèi)網(wǎng)。計算機通過連接網(wǎng)口2，可實現(xiàn)訪問外網(wǎng)的功能，從而使該智能設(shè)備擁有路由器的全部功能。

3 程序編寫

本設(shè)計嵌入式操作系統(tǒng)采用OpenWRT，該嵌入式操作系統(tǒng)是一個具有高度自動化、模塊化的Linux嵌入式系統(tǒng)，擁有強大的網(wǎng)絡(luò)組件和擴展性，自帶的OpenWrt SDK編譯開發(fā)環(huán)境更簡化了開發(fā)軟件的工序。本文程序編寫流程圖如圖2。

4 結(jié)語

本設(shè)計可用于各種家用電器設(shè)備的遠(yuǎn)程無線遙控?？梢詥为氉龀山K端產(chǎn)品，也可以嵌入到家用電器中實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。本設(shè)計具有以下優(yōu)勢：

（1）設(shè)計將無線開關(guān)控制器與無線路由器相結(jié)合，可以省去多余的家用電器設(shè)備。

（2）本設(shè)計采用RT5350作為CPU，內(nèi)部集成了基帶處理器，射頻，射頻功率放大器，功能較為全面；RT5350價格低廉；體積??；容易擴展，GPIO多，包含JTAG，USB，I2C，I2S，PCM，網(wǎng)線，串口等；支持多種電源電壓，用3.3V～6V供電都可以，無線信號較其他Wi-Fi SOC芯片更為穩(wěn)定，可以給使用者帶來更為順暢穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)體驗。

（3）有四個紅外線發(fā)射端，信號強度更大，覆蓋范圍更廣，可以實現(xiàn)對家用電器的360°無死角控制。

（4）內(nèi)部集成220V轉(zhuǎn)5V的電源模塊，無需另加降壓模塊。

（5）本設(shè)計通過采集室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)信息，可實現(xiàn)智能控制空調(diào)的輸出溫度，在保證室內(nèi)溫度適宜的前提下節(jié)約電能。

本設(shè)計不但可以獨立做成智能終端，而且也可以在家用電器中直接嵌入使用，實現(xiàn)家用電器的遠(yuǎn)程智能控制。具有價格低廉，易于擴展，性能穩(wěn)定，交互性良好等優(yōu)勢，可以大力推動物聯(lián)網(wǎng)智能家居的發(fā)展。

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作者單位

江蘇師范大學(xué) 江蘇省徐州市 221116