【正文】 并且本系統(tǒng)有很好的擴(kuò)展性， 易于升級 ，便于以后進(jìn)行 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制功能的擴(kuò)展 開發(fā) 。本系統(tǒng)恰好克服了上述弊端。首先，它的運(yùn)行費(fèi)用較高。該控制系統(tǒng)通過檢測振鈴次數(shù)，進(jìn)行模擬摘機(jī)，根據(jù)語音提示進(jìn)行家電的控 制。當(dāng)用戶不使用時，拆卸很方便。本系統(tǒng)中嵌入式控制板有 47個 I/O 口，可以同時控制 47個家用電器，不需對電器進(jìn)行任何改動，節(jié)約了成本，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)實(shí)用的效果。本系統(tǒng)采用了 ARM 微處理器 LPC2131 保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性 ，并且具有良好可擴(kuò)展性，為以后升級提供了 基礎(chǔ)。目前 國 內(nèi) 尚 未 正式頒布相關(guān)的行基于 GSM 和嵌入式系統(tǒng)的智能家電控制系統(tǒng) 24 業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這在某種程度上制約了 本行業(yè)的發(fā)展。 由實(shí) 例可看出國內(nèi)外 的 家電遠(yuǎn)程控制 行業(yè)剛剛起步。 3）由海爾、清華同方、網(wǎng)通、上 廣電、春蘭等國內(nèi)電子企業(yè)共同發(fā)起的中國家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟 —— e家佳聯(lián)盟 ?？蓮V泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、電力系統(tǒng)自動化、工業(yè)監(jiān)控、交通管理、公安、氣象、金融、證券等部門 , 實(shí)現(xiàn)主動式預(yù)警服務(wù) 。 2)2020年 7月，北京恒昌世紀(jì)科技發(fā)展中心推出了一款短信報(bào)警器 —— Mobitech UPS 短信報(bào)警器， Mobitech Monitor 短信報(bào)警器是一款具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的靈巧型設(shè)備監(jiān)控告警設(shè)備，它充分體現(xiàn)無線 、穩(wěn)定、簡潔、移動性高等特征的設(shè)備監(jiān)控告警裝置。 國內(nèi)： 1） 2020年 3月 起，國內(nèi)首個移動短信遙控網(wǎng)在河南鄭州啟動?？刂破鬟B接在家庭電話上，遙控操作的手機(jī)等無需安裝專用軟件。 2）從 2020 年 1 月起韓國、日本已有好幾家公司銷售用一部手機(jī)直接遙控操作室內(nèi)空調(diào)及電燈的開關(guān)，而且還可以通過互聯(lián)網(wǎng)來控制各類家電運(yùn)行的有關(guān)裝置。據(jù)了解 ,采用 SK公司的全天候家 庭 監(jiān)控服務(wù) ,用戶可以通過手機(jī)遠(yuǎn)程方式或在家監(jiān)控家用電器、電燈、煙霧探測器、防盜探測器、室溫控制器、氣體閥門和電子門鎖，所有連接都通過基于 ZigBee 技術(shù)的網(wǎng)關(guān)無線連接到互聯(lián)網(wǎng)。 因此，我們最終提出了基于 GSM 和嵌入式系統(tǒng) 的遠(yuǎn)程家電控制方案。綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)， 克服了傳統(tǒng) 遠(yuǎn)程家電 控制系統(tǒng) 性價比高，可靠性差等 不足 。 在對嵌入式系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時重視效率，可去除冗余，針對用戶的具體需求， 對系統(tǒng)進(jìn)行合理配置，以達(dá)到理想性能。它是以應(yīng)用為中心，軟硬件可 裁減的，適應(yīng)系統(tǒng)開發(fā)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴(yán)格要求的專用系統(tǒng)。有線傳輸只適合于固定終端或計(jì)算機(jī)之間的通信，而 GSM 移動通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是通過無線電波來傳送數(shù)據(jù)的，因而可實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信，使人 們不受空間、地域的限制，隨時隨地獲取所需的信息，此外它還具有保密性好、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和穩(wěn)定性。 綜上所述， 本智能 家電控制系統(tǒng)能夠?yàn)槿藗兲峁?更 方便 、更快捷的服務(wù)， 營造相對 穩(wěn)定 、安全、 舒適的生活環(huán)境， 提高家電控制自動化水平，具有很高的社會和經(jīng)濟(jì)意義。本 設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、 通用性 和 實(shí)用性強(qiáng)，能夠直接或者在稍作改進(jìn) 后用于諸如 家庭、 工廠等需要遠(yuǎn)程自動控制的場合。同時根據(jù)用戶的需要決定是否發(fā)送反饋信息，這條反饋短信是家中的電器發(fā)給 用戶 的， 從而實(shí)現(xiàn)了 人和家電 的 對話， 從而 給用戶的生活和工作帶來了極大的方便 。 將短信息應(yīng)用于嵌入式智能家電系統(tǒng)，可讓智能家電更加智能化。 家電自身的進(jìn)化必定要進(jìn)一步智能化 ， 家電與外界的溝通必定要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。 近年來全球移動通信網(wǎng) (GSM)發(fā)展迅速 ,具有覆蓋面廣 、 功能強(qiáng)、用戶多等特點(diǎn)，而 GSM 短信息服務(wù)是其提供的一項(xiàng)重要業(yè)務(wù)，具有快捷、方 便、價格低廉的特點(diǎn) ，使用用戶頗多 。 嵌入式系統(tǒng)和具體應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合在一起，其升級換代也是和具體產(chǎn)品同步進(jìn)行的。 此項(xiàng) 技術(shù)可廣泛用于家庭，辦公室等場所，方便用戶對家用電器的遠(yuǎn)程控制，有很大的市場前景。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的突飛猛進(jìn)，人們不僅對家居的自動化和信息化程度要求越來越高，而且對家用設(shè)備控制的靈活性以及對外信息獲取的方便性提出了更高的要求。 例 如： 從 2020 年 1 月起韓國、日本已有好幾家公司銷售用一部手機(jī)直接遙控操作室內(nèi)空調(diào)及電燈的開關(guān)，而且還可以通過互聯(lián)網(wǎng)來基于 GSM 和嵌入式系統(tǒng)的智能家電控制系統(tǒng) 18 控制各類家電運(yùn)行的有關(guān)裝置 ； 2020 年 06 月，海爾集團(tuán)在國內(nèi)率先推出了用于網(wǎng)絡(luò)家電遠(yuǎn)程短信控制的“短信寶”，他們已與移動、聯(lián)通、網(wǎng)通等電信運(yùn)營商完成了有關(guān)技術(shù)協(xié)作，現(xiàn)已上市銷售。由 LPC2131的高低電平控制繼電器的吸合與斷開，進(jìn)而完成最終的控制。 2． LPC2131 模塊的主要功能：是整個系統(tǒng)的核心，對通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，根據(jù)用戶的需要控制家電的通斷。 系統(tǒng)應(yīng)用了計(jì)算機(jī)軟件編程技術(shù)、硬件接口技術(shù)、自動控制技術(shù)，移動通信網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。 基于 GSM 和嵌入式系統(tǒng)的智能家電控制系統(tǒng) 17 系統(tǒng)借助于 終 端設(shè)備 GSM通信模塊 TC35 i,利用移動通信公司的 短信息 服務(wù)，對遠(yuǎn)端設(shè)備發(fā)送指令進(jìn)行控制、狀態(tài)查詢。只要用戶 住宅 在中國移動 GSM網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范 圍內(nèi)，用戶就可以在任何地點(diǎn)通過移動設(shè)備（手機(jī)）控制家電的通斷并可獲知當(dāng)前的遠(yuǎn)行狀態(tài)。 系統(tǒng)功能： 本系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)信息家電的遠(yuǎn)程控制。 ，很多系統(tǒng)采用 PC 機(jī)作為家庭智能終端，這樣就需要每個家庭都配有一臺 PC機(jī)，并且要有一個固定的IP 地址，這一方案在使用成本和能源消耗方面有很大的缺陷，而本系統(tǒng)采用移動通信網(wǎng)可彌補(bǔ)這一缺陷。 程序流程圖如下： 基于 GSM 和嵌入式系統(tǒng)的智能家電控制系統(tǒng) 15 圖 4 程序流程圖 主要特點(diǎn) : 1. 應(yīng)家庭智能化的要求，提出了基于 LPC2131芯片和 TC35 i 基于 GSM 和嵌入式系統(tǒng)的智能家電控制系統(tǒng) 16 的家庭智能終端控制系統(tǒng)，突破了利用 8位單片機(jī)構(gòu)建智能終端的種種限制，保證了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 （ 8）發(fā)送消息子程序。 （ 7） 改變 I/O 口狀態(tài)。提取發(fā)送方的號碼、短消息正文 、系統(tǒng) 密碼及控制信息。 （ 4）提取有用信息 。采用中斷方式檢測有無消息到來，并且判斷數(shù)據(jù)是否正確和安全。接收從 TC35i 模塊傳回的數(shù)據(jù)。檢測 TC35i 模塊與控制板之間能否正常通信； 設(shè)置 通用 I/O端口 控制寄存器， 對 I/O端口進(jìn)行初始化； 設(shè)置異步串口通信方式，設(shè)置波特率 為 9600bps， 串行傳輸數(shù)據(jù)格式為一個停止位， 8個數(shù)據(jù)位 ， 無奇偶 校驗(yàn)位 。對代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用可使用 16位 Thumb 模式將代碼規(guī)模降低超過 30%，而性能的損失卻很小。 嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 如前所述， 設(shè)備終端我們 采 用 了 PHILIPS 公司生產(chǎn)的 EASY ARM LPC2131，其 微控制器 LPC2131是 一個 基于支持實(shí)時仿真和嵌入式跟蹤的 16/32位 ARM7TDMIS CPU，并帶有 32kB嵌入的高速 Flash 存儲器。 AT：測試 AT 命令 AT+CMGF=1：設(shè)置短消息格式為文本格式 AT+CMGS=接收方號碼 : 發(fā)送 短消息 AT+CMGR=n：讀第 n條 短消息 AT+CMGD=m：刪除第 m條 短消息 在 Text 模式下可進(jìn)行 GSM 字符集與 8Bit 數(shù)據(jù)的收 ﹑ 發(fā)等操作，但不支持中文或 UCS2字符集字符的收發(fā)操作，在 PDU 模式下可支持上述所有操作，但需要 對 收發(fā) PDU 數(shù)據(jù)格式 進(jìn)行 編碼、解碼 ，過程較復(fù)雜。 GSM 模塊控制指令非常多，它對 AT指令 集 進(jìn)行了擴(kuò)展，分為標(biāo)準(zhǔn) AT指令，擴(kuò)展指令、擴(kuò)展的 FAX指令、短消息指令等。 系統(tǒng)軟件部分 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括 GSM模塊控制指令 的 應(yīng)用、嵌入式系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)等。在使用繼電器時， 應(yīng) 考慮 到加在觸點(diǎn)上的電壓和通過觸點(diǎn)的 電流不能超過該繼電器的觸點(diǎn)負(fù)載能力。 (2)觸點(diǎn)負(fù)載的選擇 ： 觸點(diǎn)負(fù)載是指觸點(diǎn)的承受能力。 所在電路的工件電壓不能超過繼電器額定工作電壓，否則繼電器線圈容易燒毀。 繼電器額定工作電壓是繼電器最主要的一項(xiàng)技術(shù)參數(shù)。 開關(guān)控制電路 的 主要部分是繼電器，本設(shè)計(jì)中繼電器的選擇主要從以下幾個方面考慮。 并聯(lián)二極管主要是為了保護(hù)晶體管等驅(qū)動元器件。其電路 原理圖如圖 3所示。 使用 SP3232E 進(jìn)行 RS232電平轉(zhuǎn)換 。 采用 的是ARM 公司 提出的標(biāo)準(zhǔn)的 20 腳 JTAG 仿真調(diào)試接口。 (3)系統(tǒng)時鐘電路 ： 電路中使用外部 晶振，原因是可使串口波特率更精確，同時支持 LPC2131 微控制器內(nèi)部 PLL 及ISP功能。 其具 有獨(dú)立的模擬電源引腳 ,為了降低噪聲和出錯機(jī) 率 ,模擬電源與數(shù)字電源 進(jìn)行了 隔離。 主要組成電路如下： (1)電源電路 : 為整個控制板進(jìn)行供電。其主要功能是 采集由 TC35i 模塊傳送來 的數(shù)據(jù)、對設(shè)備進(jìn)行控制、發(fā)送指令給 GSM模塊。在本設(shè)計(jì)中 其主要功能是通過移動通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸 ， 完成短信息的接收與發(fā)送 。 主要由 TC35i 芯片 、 SIM 卡、接口電路、天線等組成。 系統(tǒng) 硬件 部分 系統(tǒng)硬件主要由 GSM數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、嵌入式系統(tǒng)控制板、開關(guān)控制電路等部分構(gòu)成 。 繼電 器是 該 控制系 統(tǒng) 的 執(zhí) 行機(jī) 構(gòu) ， 選 用 JGX1F 型 繼電 器， 它 是采用固 態(tài) 半 導(dǎo) 體元件 組 裝而成的一 種 新