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基于单片机的家庭智能控制系统方案.doc
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基于单片机的家庭智能控制系统方案.doc
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目 录
摘 要……………………………………………………………………………………………2
第一章 绪论…………………………………………………………………………………3
1.引言………………………………………………………………………………………………3
1.2 远程控制的容…………………………………………………………………………………3
1.3 总体设计方案……………………………………………………………………………………4
第二章 系统设计可行性分析………………………………………………………………………4
2.1 总体设计分析…………………………………………………………………………………4
2.1.1 系统总体设计分析…………………………………………………………………………5
2.1.2 单片机介绍…………………………………………………………………………………6
2.1.3 AT89S52 主要性能…………………………………………………………………………6
2.2 AT89S52 功能特性概述………………………………………………………………………6
2.3 GSM 无线通信模块 TC35 ……………………………………………………………………7
2.4 GSM 短消息数据通信原理……………………………………………………………………8
2.5 LCD 显示模块与电路…………………………………………………………………………8
2.5.1 液晶显示模块介绍…………………………………………………………………………8
2.5.2 LCD 模块接口技术 …………………………………………………………………………9
2.6 键盘功能………………………………………………………………………………………9
第三章 硬软件单元电路设计………………………………………………………………………9
3.1 振铃检测电路…………………………………………………………………………………10
3.2 模拟摘机电路…………………………………………………………………………………10
3.3 双音频解码电路………………………………………………………………………………11
3.4 信号提示电路………………………………………………………………………………13 3.5
电器控制电路…………………………………………………………………………………15
3.6 单片机初始化………………………………………………………………………………16 3.7
振铃计数模块…………………………………………………………………………………17
3.8 语音提示模块…………………………………………………………………………………17
3.9 密码检测模块…………………………………………………………………………………19
3.10 控制电路模块…………………………………………………………………………………21
第四章 测试分析…………………………………………………………………………………23
4.1 硬件测试………………………………………………………………………………………23
4.2 软件测试………………………………………………………………………………………23
4.3 测试结论………………………………………………………………………………………23
第五章 应用系统…………………………………………………………………………………24
5.1 系统应用前景…………………………………………………………………………………24
5.2 系统应用说明…………………………………………………………………………………24
5.3 系统功能扩展………………………………………………………………………………25
结 语……………………………………………………………………………………………26
致 ……………………………………………………………………………………………26
参考文献…………………………………………………………………………………………26
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附件 1、系统主要电路图…………………………………………………………………………27
摘要:本文设计的是一种基于 AT89C51 单片机的远程控制系统。该系统是以
AT89C51 为核心、利用现有的个人通信终端,实现基于 PLMN(陆基移动通信网)和
PSTN(公用交换网)的远程控制系统。远程控制系统(ITRCS),以 CCITT(国际电报
咨询委员会)与我国标准共同规定的部分标准程控交换信令(DTMF 双音多频信号,
振铃信号,回铃音信号等)作为系统控制命令,以 PLMN 与 PSTN 通信网作为传输介
质,使用者可以在远端利用固定或移动发送 DTMF 双音多频信号,实现对近端电器
设备的实时远程控制。该远程控制系统不需进行专门的布线,不占用无线电频率
资源,从而可避免电磁污染;且通过嵌入式的智能语音提示,突出的语音提示功能
和密码控制系统,可使操作者根据各种提示音与时了解受控对象的有关信息。还
可通过发出语音命令用远程控制多个受控对象,用户可以查询其状态,提供密码
处理功能,只有输入正确的密码才能控制家电,从而提高了安全性。该系统设计实
用,功能灵活多样,可靠性高,操作方便,可以广泛地应用于家庭或者其它场所
的智能控制。
关键词: 网;远程控制;单片机;MT8870
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第一章 绪 论
1.1 课题背景
遥控作为一较新的课题与常规的遥控方式相比,显示出一定的优越性,不
需进行专门的布线,不占用无线电频率资源,避免了电磁污染。同时,由于线路
各地联网,可以充分利用现有的网,因此遥控距离可跨省市,甚至跨越国家。
属双工通信手段。因此,这可以大大体现出利用进行遥控的更大优越性。操作者
可以通过各种提示音即时了解受控对象的有关信息,从而进行进一步的操作。遥
控这一课题目前已有涉足者,但是只是还只限于实验室阶段,因而距离实际应用,
尤其是对于日常生活尚有一定的差距,并不能完全体现出遥控方式的双工通信特
点。本作品正是针对这一点进行了较大改进,采取单片机智能控制,利用不同的
提示音达到对于不同操作的提示与对受控方状态的信息反馈,从而使操作者能够
与时了解受控方信息,使产品达到交互式与智能化。而且本作品的调试都是在线
调试,已经在宿舍连接经过真正的交换机实验并且成功。本作品的各种电器接口、
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各项标准都严格遵循国家有关标准,为以后的产品化提供了良好的基础。
作品为突出遥控的信息反馈功能,并使产品达到非常高性价比。故未对装置的其
他功能进行进一步的扩展,而且所有使用的集成电路和其它元器件都尽量选择廉
价的。在该作品的基础上进行了功能扩展是很方便的。譬如:使用语音芯片作为
信号音反馈,提高本作品的实用性(此次为了保证整体电路的廉价,所以并未使
用语音芯片)。加上留言电路,主人不在家时客人留言。利用遥控方式可使主人
很方便地在异地提取留言信息;在各路终端上接上传感器即可实现对环境声响的
监听;接上自动拨码电路可定时将预定信息转至主人传呼机或特定,从而达到定
时提醒主人的目的。本作品还可以应用于工厂企业的自动化控制等领域。
1.2 远程控制的容
4 月 17 日举行的 2008 中国国际家电展上,海尔集团展出了自主研发的
U-home 智能家电系统,包含家庭智能网关、网络空调、网络洗衣机、网络热水
器等。下班回家的路上,用手机给家中的电热水器发个短信,到家后就能洗上热
水澡;给空调发个短信,设定温度,到家就能享受舒适的室温;给洗衣机发个指
令,它就自动将衣物洗涤干净,到家后就能直接晾晒……这些过去只在幻想中出
现的场景,如今已经变成现实。然而当今大多数家庭仍然使用的是传统家用电器,
本文主要设计一种可以远程控制传统家电的控制系统。
家庭智能控制系统的主要功能集中在家庭安全报警、远程控制、红外集中遥
控、自动抄表控制等方面。组网方式分为两大类:有线组网和无线组网。有线组
网主要是利用家中的线、单独布置通信控制线路或电力线载波通信进行组网;无
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线组网的主要技术有家庭射频技术(HomeRF)、蓝牙技术(Bluetooth)与家庭线网
络联盟技术(HomePAN)等。
遥控作为一较新的课题与常规的遥控方式相比,显示出一定的优越性,不需
进行专门的布线,不占用无线电频率资源,避免了电磁污染。同时,由于线路各
地联网,可以充分利用现有的网,因此遥控距离可跨省市,甚至跨越国家。
属半双工通信手段。因此,这可以大大体现出利用进行遥控的更大优越性。
操作者可以通过各种提示音即时了解受控对象的有关信息,从而进行进一步的操
作。遥控这一课题目前已有涉足者,但是只是还只限于实验室阶段,因而距离实
际应用,尤其是对于日常生活尚有一定的差距,并不能完全体现出遥控方式的半
双工通信特点。本作品正是针对这一点进行了较大改进,采取单片机智能控制,
利用不同的提示音达到对于不同操作的提示与对受控方状态的信息反馈,从而使
操作者能够与时了解受控方信息,使产品达到交互式与智能化。本作品的各种电
器接口、各项标准都严格遵循国家有关标准,为以后的产品化提供了良好的基础。
远程控制系统接收远端发送来的 DTMF 信号,并对其进行解码,解码后的信号
再由中央处理单元采集处理,为了方便用户使用,系统设计了语音提示界面,远程
控制系统一般工作在无人值守环境,所以应具有自动摘挂机功能、复位功能;为
了符合智能化要求,系统采用 AT89C51 作为中央处理器。同时,远程控制系统正常
工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路。由此可以看出,系统主要由流铃
检测电路、自动摘挂机电路、由 DTMF 双音频解码电路、语音提示电路、中央处
理单元 AT89C51、电器控制驱动电路等组成。
1.3 总体设计方案
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