基于移动通信网络的智能家电控制系统设计及实现

发布时间：2017-07-26 19:04

  本文关键词：基于移动通信网络的智能家电控制系统设计及实现

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【摘要】：伴随着人类对智能、便利、舒适的家居环境的不断追求,智能家电领域的研究也风起云涌。尽管如此,目前市场上存在的很多智能家电产品价格昂贵,操作繁琐,添加了很多华而不实的特性。针对这些问题,本文研究了一种智能家电控制系统解决方案。以实用为核心,整合最实用最基本的家居控制功能。在实现功能的基础上,探索更加经济、高效的方式。本系统以STC90C516RD+为控制核心,SIM900A为通信模组,基于GSM网络建立。利用GSM网络通信,系统无需自行组网,无需购买其它设备,可降低成本。用户通过SMS服务,发送命令给智能家电终端,方式简单便利。同时GSM通信网络覆盖范围广、通信质量好、稳定性高,系统更加可靠、应用范围更广。SIM900A与MCU通过UART通信,操作依靠AT指令集。本文研究了AT指令集,实现了短信收发、电话接听拨打等远程通信模块程序。用户发送的SMS正文内容中包含了用户标识信息以及各种命令参数。为了能够解析这些数据,设计了详尽的短信息内容格式协议。协议设计力求以最少的字节准确表达最多的信息,并使系统具有可扩展性。在协议基础上,设计了身份认证、命令解析模块。为了使系统具备操控不同类型电器的能力,设计了一种通过软件模拟发射红外线信号的遥控器,在AT24C02芯片存储编码,并设计解码程序学习接收的红外线编码。除此之外,本文还研究了DS1302、DS18B20、HD44780、各种传感器等硬件组成以及相关IIC、SPI、单线串行通讯协议和时序等,实现了相关驱动程序。DS18B20以及DHT11内部保存或者硬件自动生成了CRC或校验码。为了验证读写数据的正确性,系统设计了CRC或校验码的软件生成算法。在此基础上,实现了家庭安防、节能、定时操作、环境智能等相关智能。最终,本文实现了以上所有功能模块,并经测试,运行良好。该控制系统紧贴实际需求,具有一定的应用价值和前景。
【关键词】：智能家电 GSM 远程控制 万能遥控 红外通信
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TM925.0
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题来源及背景9-10
• 1.2 智能家电的发展概况10-11
• 1.2.1 国外研究状况10-11
• 1.2.2 国内研究状况11
• 1.3 课题研究的意义11-12
• 1.4 本文主要研究内容12-14
• 第2章 智能家电控制系统研究方案14-24
• 2.1 智能家电系统14-15
• 2.2 系统方案设计15-16
• 2.3 相关技术16-21
• 2.3.1 GSM网络和SMS服务特性16-17
• 2.3.2 红外线通信17-20
• 2.3.3 传感技术20-21
• 2.4 软件开发平台21-22
• 2.5 APP界面设计22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第3章 系统硬件平台设计和搭建24-37
• 3.1 主控制器设计24-26
• 3.1.1 MCU电路设计24-25
• 3.1.2 程序下载电路设计25-26
• 3.2 GSM远程通信模组设计26-29
• 3.2.1 SIM900A芯片及框架设计26-27
• 3.2.2 通讯接.设计27-28
• 3.2.3 电源供电设计28-29
• 3.2.4 网络状态指示灯29
• 3.3 系统相关芯片电路设计29-33
• 3.3.1 存储器接.设计及实现29-30
• 3.3.2 定时器系统设计30-31
• 3.3.3 电子温度计31-32
• 3.3.4 液晶显示器设计32-33
• 3.4 传感器网络33-35
• 3.4.1 传感器电路设计33-34
• 3.4.2 AD/DA转换接34-35
• 3.5 控制电路设计35-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第4章 系统软件设计及功能测试37-54
• 4.1 SIM900A远程通信设计37-42
• 4.1.1 通讯软件设计37-38
• 4.1.2 SIM900A通信软件38-42
• 4.2 身份认证及命令解析设计42-44
• 4.2.1 身份认证功能实现42-43
• 4.2.2 命令解析功能设计43-44
• 4.3 控制执行设计及实现44-47
• 4.4 系统功能扩展47-50
• 4.4.1 安防监控47
• 4.4.2 家电定时操作功能设计47-48
• 4.4.3 自动化48-49
• 4.4.4 节能和温度监护功能设计49
• 4.4.5 日历、寒暑表49-50
• 4.4.6 CRC算法、校验和算法50
• 4.5 系统测试50-53
• 4.5.1 通信软件测试50-52
• 4.5.2 控制测试52-53
• 4.6 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士期间发表的论文59-61
• 致谢61

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7 吉努;;智能家电面对“小聪明”与“大智慧”的选择[J];家电科技;2006年09期

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9 朱t，

本文编号：577856