家電遠(yuǎn)程控制器的設(shè)計(jì)

黎輝林

摘 要 目前伴隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)家用電器的控制也提出了比較多的要求。本文主要針對(duì)家電遠(yuǎn)程控制器的設(shè)計(jì)做出全面分析研究，并且在此基礎(chǔ)上提出下內(nèi)容，希望能夠給與同行業(yè)工作人員提供一定的價(jià)值參考。

關(guān)鍵詞 家電 遠(yuǎn)程控制器 設(shè)計(jì) 分析

中圖分類號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0引言

對(duì)于信息化社會(huì)來說，在一定程度上給人們的生活方式以及工作方式帶來較大的改變，同時(shí)也使人們對(duì)生活家居的要求在不斷提高，家用電器控制開始向一體化方向發(fā)展。其快捷以及方便的人機(jī)交互渠道讓人們從煩雜的生活瑣事中得到解脫，不僅對(duì)人們的工作效率進(jìn)行提高，同時(shí)也節(jié)約了更加寶貴的時(shí)間資源。在人們追求高品質(zhì)的生活下，家電智能控制器將會(huì)成為新世紀(jì)炙手可熱的一個(gè)工具，與此同時(shí)也將會(huì)成為人們重點(diǎn)研究的對(duì)象。

1硬件設(shè)計(jì)

1.1選擇微制器

現(xiàn)如今單片機(jī)的微處理器種類較為繁多，并且不斷的向著低成本低功耗等方向發(fā)展。Gortex-M3為首款基于ARMv7的架構(gòu)，然而Thumb-2指令集結(jié)并不是對(duì)其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及原子位處理等特性，輕易的8位16位器件所需要的存儲(chǔ)控制能夠更好的實(shí)現(xiàn)32位的性能。

LM3S1F16作為使用Cortex-M3內(nèi)核的一個(gè)產(chǎn)品，其CPU時(shí)刻達(dá)到80MHz時(shí)，內(nèi)部存儲(chǔ)器主要包括單周期的384KB的FlashROM，48KB的SRAM。

1.2選擇GPRS通信硬件

在本次設(shè)計(jì)過程中，所選用的GPRS模塊主要為GR100E，能夠支持喚醒上線的工作方式，同時(shí)也能通過電話以及短信等方式進(jìn)行喚醒，從而支持自動(dòng)上線以及斷線的自動(dòng)連接，并且也是支持固定IP以及動(dòng)態(tài)域名等方式對(duì)中心進(jìn)行訪問，支持短信遠(yuǎn)程修改參數(shù)，主要為工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)。其技術(shù)參數(shù)主要是為如下：900/1800MHz，并且也是滿足ETSI GSMphase2/2+的標(biāo)準(zhǔn)。

1.3其他硬件模塊特點(diǎn)和技術(shù)關(guān)鍵

在系統(tǒng)當(dāng)中，存在較多不同的供電需求模塊，GPRS模塊以及按鍵和指示燈模塊等等，主板需要3.3V進(jìn)行供電，而繼電器電路需要12V供電。尤其是GPRS模塊在空閑時(shí)平均電流主要為40mA，根據(jù)通信方式工作，平均電流能夠達(dá)到150mA。所以系統(tǒng)選用主要是通過開關(guān)電源便可以得到5V以及12V電壓，將5V電源通過LM1117DT-3.3芯片轉(zhuǎn)換成為3.3V電壓，使其能夠滿足不同的供電需要。為了能夠得到更加穩(wěn)定的電源輸出，可以通過電容以及電感對(duì)其雜波進(jìn)行去除，同時(shí)將電源地和數(shù)字地通過0歐姆的電阻進(jìn)行分割開，因此在日后進(jìn)行研究的過程中需要給與高度的重視。

2軟件設(shè)計(jì)

2.1 GPRS模塊發(fā)送及接收SMS模式

（1）發(fā)送出相應(yīng)的短信指令。對(duì)于所發(fā)送的信息命令不包括空格，格式主要是為：test。如果發(fā)送短信息指令中包括空格，那么發(fā)送格式主要為“new sms”。在這之中，第一個(gè)參數(shù)為電話號(hào)碼，而第二個(gè)參數(shù)為信息內(nèi)容，要是信息內(nèi)容包括空格，那么需要使用“”對(duì)短信內(nèi)容進(jìn)行括起來。在信息內(nèi)容中具有漢字時(shí)，可以采用unicode編碼，根據(jù)四個(gè)0作為其結(jié)尾，從而便認(rèn)信息主要為unicode編碼的字符串形式。

（2）接受短信方式以及各式配置指令。首先設(shè)置DTU收到短信串口輸出方式，在GPRS模塊中，可以通過以下指令設(shè)置GPRS模塊收到短信串口輸出方式進(jìn)行查詢。其次要設(shè)置短信輸出格式。GPRS模塊可以設(shè)置串口輸出短信內(nèi)容方式，模塊數(shù)據(jù)單元在接收短信后，可以自動(dòng)的在串口輸出制定格式短信，其中包括號(hào)碼以及時(shí)間和短信內(nèi)容。

系統(tǒng)GPRS模塊短信消息編碼以及解碼方程可以通過指令對(duì)其進(jìn)行設(shè)置，因?yàn)檫h(yuǎn)程家電智能控制器消息的發(fā)送內(nèi)容格式是固定的，這樣便在一定程度上簡(jiǎn)化通訊編碼的解編碼過程，系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制終端在接收到消息后可以根據(jù)unicode碼來對(duì)其進(jìn)行解碼，根據(jù)ASCII碼進(jìn)行編碼，從而反饋開關(guān)狀態(tài)給手機(jī)用戶。

2.2任務(wù)分配

在本系統(tǒng)中，主要采用嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為uC/OS-II，并且根據(jù)其作為軟件核心，能夠更加有效地避免由于傳統(tǒng)前后臺(tái)程序比較多從而出現(xiàn)程序跑飛或者是出現(xiàn)死循環(huán)等問題。在本系統(tǒng)中結(jié)合功能需求，從而創(chuàng)建三個(gè)任務(wù)，主要為：一是LCD顯示任務(wù)；二是鍵盤任務(wù)；三是GPRS通訊任務(wù)。通過對(duì)實(shí)時(shí)性的要求高低分配任務(wù)的優(yōu)先原則，并且這三個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)依次為4、5和6。

2.3 GPRS通信任務(wù)

GPRS通訊任務(wù)主要是工程系統(tǒng)軟件中的核心功能，并且其通訊任務(wù)包括接收SMS短信消息串口間通訊的檢測(cè)，接受命令的之內(nèi)容數(shù)據(jù)處理操作和電氣負(fù)載的控制等等，系統(tǒng)的主要功能操作主要是在這個(gè)任務(wù)對(duì)棧中進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

GPRS通訊任務(wù)過程中，其短消息接受內(nèi)容過程不過超過300ms，然而300ms消息在接收完成后對(duì)其消息進(jìn)行處理。GPRS任務(wù)要不斷的把數(shù)據(jù)內(nèi)容接受復(fù)制到緩存中，在完成后要清除所接受得到的緩存，從而方便進(jìn)行下一次接收。每一條信息都可以通過這種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，能夠較為快速地接收或者發(fā)送短信息，從而不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤操作。

3總結(jié)

通過上述內(nèi)容分析可知，家電智能控制器在一定程度上是較為龐大以及復(fù)雜的智能家居系統(tǒng)中不可缺少的一部分，并且對(duì)家電智能控制器的功能進(jìn)行不斷得拓展，從而使其升級(jí)成為智能家居系統(tǒng)。系統(tǒng)主要采用嵌入式的uG/OS-II的操作系統(tǒng)，根據(jù)人們?nèi)粘Ｉ钪休^為普遍使用手機(jī)作為其遠(yuǎn)程控制命令發(fā)送端，并且通過GPRS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，根據(jù)SMS短消息方式對(duì)家電做出遠(yuǎn)程交互，更好的實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)時(shí)性以及信息交互性較為良好的信息家電控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)功能主要采用模塊化設(shè)計(jì)，其配置較為靈活，也具有著較為良好的拓展性。

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