58基于红外、无线通信和语音识别的智能家电网络控制系统

发布时间：2016-12-18 07:29

本文关键词：基于红外、无线通信和语音识别的智能家电网络控制系统，由笔耕文化传播整理发布。

图３．９ＴＣ９０１２Ｆ１９２４３的连发代码时序；３；红外线接收头采用的是ＴＬｌ３８０，该接收头具有高；在解决遥控通用性这个问题上，有两类产品有必要在此；本文提出利用ＰＣ构筑一个学习型红外遥控器，可以实；传送给Ｐｃ进行分析和存储；方案１：由于～一般遥控器每一位信号维持时间在０．；单片机在采样的同时将红外编码数据发送给Ｐｃ，由Ｐ；当ＰＣ接收到控制命令后，就通过串

图３．９ＴＣ９０１２Ｆ１９２４３的连发代码时序

３。２。２红外线通信的实现

红外线接收头采用的是ＴＬｌ３８０，该接收头具有高灵敏度、抗干扰能力强、稳定性好等特点。其内部结构如图３．１０所示。

在解决遥控通用性这个问题上，有两类产品有必要在此提及，那就是万用遥控器与学习型遥控器。万用遥控器存储有很多家电遥控器的编码，，最大缺点是灵活性差，即使是采用同一遥控芯片的遥控器可以选取不同的识别码（客户码）和命令码（数据码），从而构成几乎无数种具体的用法。新的遥控编码组合随新的家电机型层出不穷，导致采用专用集成电路（ＡＳＩＣ）或掩模型单片机（ＭａｓｋＲＯＭＭＰＵ）制作的万用遥控芯片总会对一些设备，而且是越来越多的设备无法起作用。学习型遥控器是将原家电遥控器对准学习型遥控器的接收器，逐一按键从而准确地记录该遥控器的波形，应用时再将这一波形再现、发射出去。这样的优点是通用性强，缺点是遥控器内存储器的容量极其有限，一般只能记录数十个键的波形，更换设备就要重新学习。

本文提出利用ＰＣ构筑一个学习型红外遥控器，可以实现大容量的数据存储和更加简单直观的操作界面。利用数据库技术对采样到的遥控信号进行保存并处理，很容易实现管理，从而使控制更迅速有效。首先利用单片机进行红夕｝信号的解码，解码后的红外编码数据通过串行总线

传送给Ｐｃ进行分析和存储。由于很容易购买到ＨＴ６２２１遥控器，所以本系统选用了ＨＴ６２２１遥控器作为研究对象。对红外线信号的采样和处理的方案有：

方案１：由于～一般遥控器每一位信号维持时间在０．５ｍｓ一５ｍｓ之间，当遥控信号低电平来到时，单片机开始以１００ｕｓ的速度采样，当高电平来到时保存采样次数，再对高电平信号进行采样，当低电平来到时保存采样次数，再一次对低电平进行采样…如此循环。当某次电平在１０ｍｓ后都无变化，即认为信号接收完毕，以３２位数据计算，数据包长度在２００字节左右。

单片机在采样的同时将红外编码数据发送给Ｐｃ，由Ｐｃ对信号进行分析，判定数据０和１的时序状态，之后进行存储。

当ＰＣ接收到控制命令后，就通过串口发送相应的红外数据给单片机。单片机对接收到的数据进行分析判断和运算处理之后由红外线发射电路发送出去。

此方法体现了程序运算的特点，但是某些红外线信号的数据起始码或数据码具有不规则性，处理起来有一定难度，而且单片机在运算的同时会占用某些时间，对时序控制不是很准确。

方案２：单片机参照方案１采样和传送数据至Ｐｃ，当Ｐｃ接收到控制符后，就通过串口发送数据包给单片机，单片机在接收数据包的同时对其中数据进行即时处理后经红外发射电路发射出去。此方案实现简单，但相对数据传输量大。

由于ＰＣ适合大量数据的存储和传输，并且采用方案２可以减少单片机和ＰＣ软件开销，时序控制也更加简单、准确。所以本系统采用该方案进行红外解码。

图３．１１红外线测试软件操作界面

图３．１１为红外解码的测试软件，利用该软件对ＨＴ６２２１型遥控器的１０个按

－１３－

红外线发射电路如图３．１２所示，其中红外遥控编码信号利用５１系列单片机

勰努宰３日研。方波胩冲信号—！一．．／６姑。，蚴。。…毗ｃ卓专、

为了提高红外线的抗干扰能力，减小数据传输的误码率，必须对红外遥控编码信号进行调制后再输出。经实验发现当参与调制的方波脉冲信号为３８ＫＨｚ时，

传输效果最好。红外编码信号和３８ＫＨｚ脉冲信号经与门输出得到调制信号，然后将已调制信号放大，驱动红外发光二极管，就可以得到遥控发射信号。

红外线接收和发射程序流程如图３．１３和图３．１４所示：

图３．１３红外线接收程序流程图图３．１４红外线发射程序流程图

第四章串行通信技术及其实现

４．１ＲＳ２３２通信技术

串行通信接口标准””经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在ＲＳ一２３２标准的基础上经过改进而形成的。ＲＳ－２３２Ｃｍ?标准是美国ＥＩＡ（电子工业联合会）与ＢＥＬＬ等公司一起开发并于１９６９年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在０～２００００ｂ／ｓ范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与ＲＳ一２３２Ｃ制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中得到了广泛应用。４．２ＵＳＢ通信技术及实现

ＵＳＢ通信技术

Ｓｅｒｉａｌ４．２．１ＵＳＢ是英文ＵｎｉｖｅｒｓａｌＢｕｓ的缩写，中文含义是“通用串行总线”，

它是一种应用在Ｐｃ领域的新型接口技术。这几年，随着大量支持ＵＳＢ的个人电脑的普及，ＵＳＢ逐步成为Ｐｃ机的标准接口已经是大势所趋。主要具有以下优点：

１．可以即插即用

２．标准统一

３．可以连接多个设备（注：最高可连接至１２７个设备）

ＵＳＢ１．ｏ／１．１标准对于低速设备传输速率可达１．５Ｍｂ／ｓ：对于全速设备，传输速率最大可达１２Ｍｂ／ｓ。ＵＳＢ协议的２．０版本于２０００年４月推出。支持以下３种速度模式：

１．低速模式（１０ｗｓｐｅｅｄ）１．５Ｍｂ／ｓ；

２．全速模式（ｆｕｌｌｓｐｅｅｄ）１２Ｍｂ／ｓ

３．高速模式（ｈｉｇｈｓｐｅｅｄ）４８０Ｍｂ／ｓ

４．２２ＵＳＢ通信的实现

１．接口信号线

ＵＳＢ总线包含４根信号线，用以传送信号和提供电源。其中，Ｄ＋和Ｄ一为一对双绞线，用以传送信号；ＶＢＵＳ和ＧＮＤ是电源线，提供电源，相应的ＵＳＢ接口插头也比较简单，只有４芯。当设备在满速传输时，要求接１．５触左右的上拉电阻，并且在Ｄ＋和Ｄ－线上分别接入串联电阻，其阻值为２９～４４Ｑ。

２．电气特性主机有一个独立于ＵＳＢ的电源管理系统（ＡＰＭ）。ＵＳＢ系统软件通过与主机电

下载地址：58基于红外、无线通信和语音识别的智能家电网络控制系统_图文.Doc

　　【】