基于gsm和嵌入式系统的智能家电控制系统

基于gsm和嵌入式系统的智能家电控制系统内容摘要：

DU 模式下可支持上述所有操作，但需要 对 收发 PDU 数据格式 进行 编码、解码 ，过程较复杂。 在本设计中 用户的控制短信格式为密码加 1x2x（ x为O/C） ， 使用 Text 模式 已经 足够，界面简单明了 ，同时减轻 了用户中文短信按键的繁琐。 嵌入式系统软件设计 如前所述， 设备终端我们 采 用 了 PHILIPS 公司生产的 EASY ARM LPC2131，其 微控制器 LPC2131是 一个 基于支持实时仿真和嵌入式跟踪的 16/32位 ARM7TDMIS CPU，并带有 32kB嵌入的高速 Flash 存储器。 128 位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32 位代码能够在最大时钟速率下运行。 对代码规模有严格控制的应用可使用 16位 Thumb 模式将代码规模降低超过 30%，而性能的损失却很小。 ARM端 控制 部分的编程实现主要是以下几个方面： 基于 GSM 和嵌入式系统的智能家电控制系统 14 （ 1）主程序开始要对 TC35i 模块进行初始化，设置 Text 格式。 检测 TC35i 模块与控制板之间能否正常通信； 设置 通用 I/O端口 控制寄存器， 对 I/O端口进行初始化； 设置异步串口通信方式，设置波特率 为 9600bps， 串行传输数据格式为一个停止位， 8个数据位 ， 无奇偶 校验位。 （ 2）设置 UART1为接收中断。 接收从 TC35i 模块传回的数据。 （ 3） 读取 短消 息。 采用中断方式检测有无消息到来，并且判断数据是否正确和安全。 有短消息到来，发送 AT指令读取 并接收 短消息。 （ 4）提取有用信息。 由于模块返回给 微处理器 的信息带有不同的头信息，和以 ok/error 结尾的信息，所以要提取信息部分以做处理。 提取发送方的号码、短消息正文 、系统 密码及控制信息。 （ 6）检测 系统 密码是否正确，决定是否执行控制信息内容。 （ 7） 改变 I/O 口状态。 通过改变 I/O口状态，可以控制开关电路的通断，进而控制家电电源的通断。 （ 8）发送消息子程序。 根据控制信息要求，有时要通过短消息的形式返回 I/O口状态给用户。 程序流程图如下： 基于 GSM 和嵌入式系统的智能家电控制系统 15 图 4 程序流程图 主要特点 : 1. 应家庭智能化的要求，提出了基于 LPC2131芯片和 TC35 i 基于 GSM 和嵌入式系统的智能家电控制系统 16 的家庭智能终端控制系统，突破了利用 8位单片机构建智能终端的种种限制，保证了系统的可靠性和稳定性。 2 .在家庭智能终端系统上借助于公共移动通信网络进行远程控制和数据传输， 与 使用专门无线电波段及设备、或者架设专线进行远程控制和数据传输， 可以节约成本， 有非常大的优势。 ，很多系统采用 PC 机作为家庭智能终端，这样就需要每个家庭都配有一台 PC机，并且要有一个固定的IP 地址，这一方案在使用成本和能源消耗方面有很大的缺陷，而本系统采用移动通信网可弥补这一缺陷。 综上 所述， 本系统具有造价低、可靠性高、不受地域限制、实现方便快捷、运行费用低，能达到人与家电设备互联、人与信息互通等特点，能有效满足用户信息、通信、自动控制等需求，让用户真正体验高品质的生活。 系统功能： 本系统的主要功能是实现信息家电的远程控制。 所谓信息家电的远程控制，是指在家庭以外的范围内对家中的 电器 进行工作状态的控制 （开或关）。 只要用户 住宅 在中国移动 GSM网络的覆盖范 围内，用户就可以在任何地点通过移动设备（手机）控制家电的通断并可获知当前的远行状态。 完成的主要功能如下：控制家电的接通与断开，实时查询家电的状态，设有密码保护，防止非法控制。 基于 GSM 和嵌入式系统的智能家电控制系统 17 系统借助于 终 端设备 GSM通信模块 TC35 i,利用移动通信公司的 短信息 服务，对远端设备发送指令进行控制、状态查询。 远端设备以 LPC2131 为核心，对 GSM 模块收到的数据进行采集，分析，处理，根据收到的数据完成对被控设备的相应控制。 系统应用了计算机软件编程技术、硬件接口技术、自动控制技术，移动通信网络数据传输技术。 下面分别介绍各模块 的主要功能： 1． TC35 i 模块的主要功能：与用户进行通信，完成短信息的接收与发送。 2． LPC2131 模块的主要功能：是整个系统的核心，对通信模块进行数据采集，根据用户的需要控制家电的通断。 3．继电器部分的主要功能：是系统的执行部件。 由 LPC2131的高低电平控制继电器的吸合与断开，进而完成最终的控制。 4. 系统的应用情况及测量数据（实测） 系统的应用情况 近年来，短消息业务（ SMS）作为 GSM的一种增值服务，随着GSM 网络覆盖范围的不断扩大，得到了迅速发展，它具有传输速度快，费用低，不占 用语音通信通道等优点，因而在远程智能控制系统中得到了广泛的应用。 例 如： 从 2020 年 1 月起韩国、日本已有好几家公司销售用一部手机直接遥控操作室内空调及电灯的开关，而且还可以通过互联网来基于 GSM 和嵌入式系统的智能家电控制系统 18 控制各类家电运行的有关装置 ； 2020 年 06 月，海尔集团在国内率先推出了用于网络家电远程短信控制的“短信宝”，他们已与移动、联通、网通等电信运营商完成了有关技术协作，现已上市销售。 虽然信息家电产业发展的如火如荼，但目前国内外对信息家电技术的研究尚处于起步准备阶段，推出的大多 是概念性演示性产品，功能比较简单 ， 还 有很大的开发空间。 随着网络技术和通信技术的突飞猛进，人们不仅对家居的自动化和信息化程度要求越来越高，而且对家用设备控制的灵活性以及对外信息获取的方便性提出了更高的要求。 这种基于 GSM短信和嵌入式系统的远程操控模式大大拓展了家电的应用空间，具有人与家电设备互联、人与信息互通等特点，能有效满足用户信息、通信、自动控制等需求，让用户真正体验高品质的生活。 此项 技术可广泛用于家庭，办公室等场所，方便用户对家用电器的远程控制，有很大的市场前景。 测量数据 1． LPC2131 ： 开发板供电电压： 5V ： 0~3. 3V ： 0~3. 3 V 2．继电器： 输入电压： ~ 5V 输出电压： 20V~220V 输入电流： 0 ~ 10A 功率： 25W~1000W 基于 GSM 和嵌入式系统的智能家电控制系统 19 3． TC35 i 供电电压 :~7V 4． LPC2131 与 TC35 i 的通信数据： text 格式 命令： at+cmgf = 1CR 响应： at+cmgf = 1CROK 读 取 短信息命令： at+cmgr = 1CR 响应： at+cmgr = 1CROK 删除短信息命令： at+cmgd = 1CR 响应： at+cmgd = 1CROK 发送短信息命令： at+cmgs=13944223916ctrl+z 响应： at+cmgs=13944223916ctrl+z ＞ 1c2o CR 嵌入式系统的开发与应用是近年来新兴的电子信息技术发展方向，可广泛应用于工业控制、仪器仪表、信息和通讯等领域，前景十分广阔。 嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，其升级换代也是和具体产品同步进行的。 因此嵌入式系统产品一旦进入市场，就具有较长的生命周期。 近年来全球移动通信网 (GSM)发展迅速 ,具有覆盖面广 、 功能强、用户多等特点，而 GSM 短信息服务是其提供的一项重要业务，具有快捷、方 便、价格低廉的特点 ，使用用户颇多。 基于 GSM 和嵌入式系统的智能家电控制系统 20 本 设计 将 GSM 短信息应用到嵌入式智能家电 控制 系统， 综合二者之所长， 具有费用低 ， 操作简单 ， 高 可靠性和稳定性 等 特点。 家电自身的进化必定要进一步智能化 ， 家电与外界的沟通必定要实现网络化。 这是家电发展的两个重要方向。 将短信息应用于嵌入式智能家电系统，可让智能家电更加智能化。 用户 只要在 GSM网络的服务区 内 ，随时都可以知道家中各家用电器的 工作 状态 ,而且可以只发 1条短信息就可以对家中电器进行远程控制 ，资费 和 普通的短信费用一样 ， 没有额外 的费用。 同时根据用户的需要决定是否发送反馈信息，这条反馈短信是家中的电器发给 用户 的， 从而实现了 人和家电 的 对话， 从而 给用户的生活和工作带来了极大的方便。 21 世纪，科技以人为本，电子信息技术的 飞速 发展渗透到人们生活的各个领域，为人们提供了舒适、便捷、安全的生活环境。 本 设计 结构简单、价格低廉、 通用性 和 实用性强，能够直接或者在稍作改进 后用于诸如 家庭、 工厂等需要远程自动控制的场合。 随着网络技术的发展，家用电器也具有网络通信的功能， 本系统还可以进行升级：将各个家用电器连成网络，用 1 台 PC 机作为服务器，不同的家用电器之间可以协调工作，或者将 PC 机接入智能 小区 网或 Inter 网，对家用电器进行远程控制和远程故障诊断。 综上所述， 本智能 家电控制系统能够为人们提供 更 方便 、更快捷。