电话远程控制电器研究

电话远程控制电器研究（精选6篇）

电话远程控制电器研究 第1篇

关键词：局域网,电器,控制技术,智能化

现代汽车通过大量采用电子设备改造传统电器,以满足日益严格的节能、环保和安全要求。但随着汽车电器元件急剧增多,汽车电器系统也面临诸多负面问题,如大规模汽车线束的制造、加工和安装变得越来越困难;众多电器的工作状态难以控制与监测;不同电器间的协调问题等。为解决上述问题,本世纪以来国内外汽车公司和研究机构纷纷开展了基于车载网络的电器控制技术的试验和研究。本文对当前进展状况和未来车载新型网络进行了研究和分析。

1、汽车电器控制技术的发展现状

1.1 汽车电器控制技术的三个发展阶段

纵观国内外汽车电器系统控制技术的发展过程,大致经历了三个阶段,如图1所示,初期控制即为点对点导线连接控制系统(图1(a));20世纪90年代,出现了汽车电器集中控制系统,由于集成电路技术的发展及应用,使汽车电器控制技术向前迈进一大步,更加先进的微控制器使得汽车电器控制具有智能性,可进行决策控制(图1 (b));21世纪以来,电器区域集中控制系统得到了发展和应用(图1 (c)),以控制器为核心的汽车电子控制单元不再通过传统的线束连接,而是通过汽车电子网络系统进行连接,以实现通信与控制的网络化、智能化管理[1]。

1.2 汽车电器控制技术研究的最新进展

当前国内外许多汽车零部件供应商、汽车公司和研究机构提出了电器区域集中控制技术方案,部分技术已经开始应用于量产车。

NXP公司最新提供的基于CAN-Bus现场总线技术的汽车智能化控制系统的主要特征是使用CAN连接的传动装置控制模块、灯控模块、门控模块、座椅控制模块以及仪表盘控制模块等,以及使用LIN网络连接的车窗控制模块、雨刷控制模块、天窗控制模块等[2]。NXP的电器系统采用分布式控制,模块依照电器在车身上的实际位置划分,包括四个车门,驾驶座,副驾驶座,后乘员座,天窗以及前,后风窗在内的10个控制模块。

在德国大陆汽车公司(Continental Automotive)的汽车电器控制系统解决方案中,也采用了仪表总线,诊断总线,动力总线和多用途总线四条总线[2]。其中的仪表总线与多用途总线连接了汽车所有电器系统,包括驾驶室模块、车门模块、车灯总成模块、车前电器模块、车中电器模块,车后电器模块等。

飞思卡尔半导体公司(Freescale Semiconductor)提出了整车电器智能控制系统的框架[3]。该系统采用三种类型的总线将所有汽车电子与电气设备连接成整车网络,通过集中式电控模块进行控制。

沃尔沃汽车公司(Volvo Passenger Car)在2003年推出了用于XC90型轿车的汽车电器控制系统[3],该系统使用了三条总线传动总线,车身电子和娱乐通信总线。中央电子模块CEM还充当网关的作用,把动力总线和车身总线连接起来。沃尔沃客车公司(Volvo Bus)在其最新的9300系列客车中引入了BEA (Bus Electrical Architecture)客车电器构造系统[4]。该系统使用数据总线将汽车电器系统与客车底盘平台整合,使整合的汽车电器系统可以准确的监控整车各功能组件,并且具有错误诊断能力和恢复能力。

Scania卡车公司在其卡车上引入了由绿色、黄色和红色三条CAN总线组成的汽车智能网络系统[2]。其中绿色总线连接舒适性汽车电器,黄色总线连接与动力总成和制动系统关联较少的汽车电器设备,红色总线则为动力总成与制动系统网络。

国内奇瑞汽车公司研究开发的整车电器控制系统采用了4种通讯总线,高速CAN总线、低速CAN总线、K线(诊断用)和LIN总线[5]。其系统包括温度控制模块、收音机模块、驾驶员侧门模块、乘员门模块、后备箱门模块、仪表盘模块、适应性车灯模块、安全气囊模块以及车身电器模块。

天津大学也开发了一个基于CAN总线的车身智能控制系统[6],包括了用于控制车身主要系统的11个网络节点。

大连理工大学设计开发的综合汽车电器系统基于一辆小型客车,系统中包括对座椅、车窗、照明和后视镜控制、远程解锁、车辆安保系统,以及车辆定位等进行控制的车身电器控制系统[5]。

清华大学汽车工程系近年来提出了一种称为智能电器系统的汽车电气系统[7],它是一个全分布式的电器系统,具有相互独立的智能电器、独立的信息网以及独立的供电网络可以实现全车电器的网络操纵、故障诊断与报警。

2、新型网络技术及其在汽车中的应用

目前在汽车电器控制领域应用最为广泛的网络标准是CAN和LIN,典型的应用情况是车身和舒适性控制模块连接到低速CAN总线上,并借助LIN总线进行外围设备控制,汽车高速控制系统(如动力系统控制)都是使用高速CAN总线连接[8]。随着新兴网络的发展,蓝牙技术、多媒体通讯、安全总线和汽车线控技术等在未来汽车电器控制中发挥重要作用。

2.1蓝牙技术（Bluetooh）

新一代汽车将包含通过两个以上或更多的网络连接起来的微控制器,其优点是汽车参数可以通过软件个别定制,另外汽车具有更大程度上的自诊断功能。为充分利用这些特点,有必要在汽车系统和生产工具、服务工具(用以下载新软件、新参数或上传汽车状态、诊断信息等)之间建立双向通信。而蓝牙技术可以在汽车系统、生产工具以及服务工具之间建立无线通讯。如图2所示,一个蓝牙基站和现场总线相连,当在线汽车和蓝牙基站获得连接时,上传串行信号,然后生产计算机通过现场总线向基站下载该汽车软件,最后传送到汽车。同样在汽车服务领域(检测、诊断等),通过蓝牙技术也可为任何电子控制单元下载最新版本的软件。

2009年4月,蓝牙技术联盟(BIuetooth SIG)正式颁布了新一代标准规范“Bluetooth Core Specification Version 3 0 Speed”(蓝牙核心规范3.0版高速),简称为“蓝牙3.0 Hs”或“蓝牙3.0”其数据传输率大约24Mbps,是蓝牙2.0的8倍,今后可以轻松用于娱乐设备间之间资料传输[9]。

2.2 多媒体通讯网络(IDB-M)

现代汽车车载MP3、DVD和CD等多媒体设备的播放需要实时的音频和视频通讯,国外一些研究机构制定了专门用于多媒体高速通信的网络标准IDB-M(Intelligent Data Bus-Multimedia),如D2B (Domestic Digital Bus)和MOST (Media Oriented System)等。

D2B技术于20世纪80年代后期由Philips、Sony等公司共同开发,用于汽车多媒体和通信的分布式网络,通常使用光纤作为传输介质,可连接远程信息和多媒体连接,如CD播放器、语音控制单元、电话和Internet,奔驰公司在1999年款的S类车型中采用了该技术。但D2B产生巨额应用之后,由于其速度太慢,因而在1998年,Audi、BMW、DaimlerChrysler、Harman、Becker、Motorola、Oasis SiliconSystems、Johnson Controls、Delphi Delco等公司又联合开发了MOST(媒体系统数据交换)协议[10]。它是专门用于汽车工业的多媒体光纤网络标准,速率可达50Mbps。MOST网络不仅提供很高的速率和性能,而且成本相对较低。BMW在业界率先采用了MOST协议,DaimlerChrysler等欧洲汽车制造商均计划采用该协议。

2.3 汽车线控网络技术(X-by-Wire)

线控网络技术是从飞机控制系统引申而来的,飞机控制系统中的Fly-by-Wire是一种电线代替机械的控制系统,它将飞机驾驶员的操纵控制和操作命令转换成电信号,利用机载计算机控制飞机的飞行。随着对汽车容错能力和通信系统可靠性要求的日益严格,这种控制方式遂被引入到汽车控制中。如引入到汽车驾驶系统,就称为Drive-by-Wire (电控驾驶),引入到制动系统就产生了Brake-by-Wire (电控制动),引入到转向控制上就有Steering-by-Wire (电控转向),故统称为X-by-Wire[10]。目前这类总线标准主要有TTCAN(Time-Triggered Controller Area Network)、TTP(Time-Triggered Protocal)、Byteflight和FlexRay[8]。

FlexRay即是一种“基于时间触发的”汽车网络协议标准,它是为车上高层网络和线控系统开发的通信标准,在提高数据传输率的条件下,能够满足汽车安全要求的可靠性指标,可以弥补CAN总线的许多不足,广泛地用于底盘控制、车身和动力传动系统的控制[11]。FlexRay标准由BMW、DaimlerChrysler、Motorola、Philips等公司联合开发和建立,目前国际上已经成立了FlexRay协会,FlexRay将有望成为汽车分布式控制系统中的高速总线系统的标准。图3所示为汽车转向X-by-Wire控制原理,在该系统中,电控单元、传感器和执行器都有冗余备份,极大地提高了系统安全性和可靠性。例如,雪铁龙公司曾在C-Crosser和C-Airdream概念车上采用了线控技术,用电信号传输替代了传统转向盘与转向器、加速踏板与节气门、制动踏板与制动泵间的机械连接,驾驶室内没有了控制踏板,而是设计了一个多功能转向盘以实现转向、加速和制动功能,目前已在配备了3.0L V6发动机和自动变速器的C5车上进行道路试验[12]。

此外,专门用于安全气囊系统的安全总线技术(Safety Bus)近年来也得到了发展,它通过连接加速度仪、安全传感器等装置,为汽车被动安全提供技术保障。目前较为成熟的安全总线技术有Delphi公司的SaftyBus、BMW公司的Byteflight和Motorola公司的DSI技术等。

3、结语

基于局域网的汽车电器控制技术是汽车满足安全、环保、节能和舒适性诸方面新要求的一种必然选择和趋势。可以预期,未来汽车的电器系统控制更加智能化,能够自动适应不同的应用场合,功能也越来越多种多样;在内容和表现形式上,数字化将成为发展趋势,一些传统模拟和机械的器件将被数字所代替;在信息传输上,一些新型总线标准的使用将更加频繁,汽车电子产品也将随之向网络化的方向发展。

参考文献

[1]Zhang X F,Yang D G,Lian X M.IEED system:ANew kind of automotive electrical system.Proceedings of IEEE International Conference on Vehicle Power and Propulsion, 2008.

[2]CAN-Bus现场总线应用方案.汽车电子篇.2004/03.http://www.zlgmcu.com.

[3]Kevin Jost.Volvo Xc90:Best Aei Engineered Vehicle,SAE Magazine,2003.

[4]Volvo trucks china[EB/OL].[2009-1-1]. http://www.volvo.com/trucks/china-market.

[5]廖雁南.整车智能电器系统的总体设计与规划[D]北京:清华大学,汽车工程系,2006.

[6]郭利进,王化祥,龚进峰.基于CAN总线的车身网络系统及其控制策略研究.汽车工程,2006,28(8).

[7]张新丰,林凯,刘旺等.汽车语控智能电器系统.汽车工程,2007,29(7):601-605.

[8]罗峰,孙泽昌.汽车CAN总线系统原理、设计与应用.北京:电子工业出版社,2010(01).

[9]张国锋.信息化、智能化、网络化—汽车电子发展缺一不可.汽车零部件.2009(11).

[10]葛布凯,陈海军.MOST网络协议在汽车中的应用.

[11]吴诰畦,汽车电子控制技术和车内局域网.北京:电子工业出版社,2003.

汽车电器的现代电子控制技术研究 第2篇

从时间上来分析, 传统的汽车电子控制技术主要体现在对机械部件控制方面, 而对于汽车电器、如信号、照明、保险等装置的控制, 仍然需要依靠驾驶人员通过对电器开关的操作来实现, 通过改变传统汽车电器控制方法, 根据驾驶员指令与传感器信号, 实现汽车电器的电子化及智能化, 这些根本性能的提高, 能够将汽车领域的各项工作提升到一个全新的领域。在此, 本文主要对汽车电器的现代电子控制技术进行一定的研究。

1 概述

汽车电器系统包括汽车电器与电子控制两大部分。就现阶段的发展来看, 汽车的各项工作还是要从汽车的内部来研究。首先, 汽车的各项硬性指标, 需要得到一定的提高。在目前资源紧缺、物价暴涨的趋势下, 汽车领域的消费并没有丝毫的下降。而且各项修理费用也逐渐升高。无论是私家车还是公家车, 都要求汽车的一些根本性技术得到提高, 这样才能给予汽车更大的保障, 最大限度推进经济的发展。其次, 汽车的电子控制属于高精密的领域, 每一种技术只能负责很小的一个领域, 如果要想让汽车电子控制提升到一个全新的水准, 就需要一个革新较大的技术来负责核心领域, 既要避免技术上的冲突, 同时又要推动汽车的各项性能进步。从客观的角度来分析, 通过电控技术, 改变了原来的机械控制系统, 并实现了根据车辆运行状态, 利用电子信息处理装置完成相对应机械机构动作的执行, 降低了汽车驾驶人员劳动强度, 克服了传统机械装置存在的缺陷及不足, 提高了汽车的安全性和舒适性。这些才是消费者最大的需求, 也是未来的发展方向。

2 汽车电器电子控制系统的实现

汽车电器的现代电子控制技术在目前的发展当中已经具备了一定的规模, 同时部分技术已经投入使用。从效果上来看, 无论是出租车的顾客、还是私家车的应用、亦或是公家车的招待, 都得到了满意的认可。另一方面, 由于汽车自身的质量有所上升, 再加上汽车电器的现代电子控制技术的辅助, 汽车领域的提高已经非常明显。在此, 本文对汽车电器的现代电子控制系统的实现进行一定的阐述。

2.1 汽车电子控制系统的结构

在汽车的发展史当中, 汽车电器的现代电子控制技术可以说是一个最终的诉求。自从第一台汽车诞生以来, 人们就不断的追求更快的速度、更稳定的座驾环境以及更加安全的保障体系, 甚至是更加全面的电子功能。汽车电器的现代电子控制技术经过大量的研究和实践, 终于在目前获得了阶段性的成果。为了保证这项技术能够切实的为实际工作提供较大的帮助。首先要在系统的结果以及工作原理上努力, 系统不能太过复杂, 同时工作原理要尽量简单, 避免出现较大的失误。在汽车布置当中, 汽车电器的分布比较分散, 电器机械结构较为复杂。在这样的基础之上, 通过使用单一的ECU电子控制单元进行集中性的控制, 并没有办法实现减少汽车线束的目的。经过深入研究, 科研人员认为, 在进行汽车电器控制系统设计的过程当中, 如果能够将汽车电器布置作为基础, 进行分区结构设计, 能够得到一个较好的结果。

2.2 汽车电子控制系统的工作原理

汽车电器电子控制系统的集中控制区, 其主要功能是负责对机电转换装置中所获得的驾驶员控制指令及传感器信号的接收、分析与执行等, 利用软件产生控制信号, 将控制信号发送到总线上, 充分发挥总线主节点的作用, 如图1所示。

汽车电器的现代电子控制系统的工作原理, 主要是根据目前汽车运行的需求来设定的。从动力的角度来讲, 最短的传输有助于帮助汽车最快的接受驾驶者发出的指令, 并且在第一时间执行, 减少问题的发生。目前的汽车在性能等一系列的指标上都有所提高, 面对市场的大众化需求, 汽车电器的现代电子控制系统的工作原理也发生了较大的改变。

2.3 汽车电子控制系统的主要功能

在系统运行的过程当中, 技术性的措施和安排, 能够将系统的各项功能逐步完善。但是主要功能的实现, 才能彻底帮助汽车摆脱一系列的问题。汽车电器电子控制系统的一般功能主要包括汽车点火、启动、照明、信号指示以及检测功能。除了上述的这些功能以外, 还有一些必须具备的辅助性功能, 比方说洗涤、空调、刮水等等。汽车电子控制系统在功能的要求上, 比传统的系统更加完善。首先, 汽车电子控制系统的各项功能要相互独立, 各个功能负责的汽车部件不同, 互相之间不能发生冲突, 要让汽车随时都保持一个最佳的状态。其次, 汽车电子控制系统的各项功能要具有较强的兼容性。在汽车运行的过程当中, 有时候需要同时运行多个功能, 这些功能都是为了汽车能够更好的行驶而准备的, 功能之间的兼容性越强, 运行的效率就越高, 效果就越好。比方说, 为了解决传统汽车机电仪表存在的问题, 利用液晶显示屏等仪器实现仪表信号数字化, 并且在软件的辅助下, 将各种信息转化为驾驶员容易理解的信息内容。

2.4 汽车电器电子控制系统的关键技术

现代汽车的发展速度远远超过了研究人员的想象, 随着各个行业的不断进步, 对汽车的需求也越来越高, 即便在各种限制条件下, 汽车电器电子控制系统的关键技术依然在不断的增多。首先, 汽车电器电子控制系统的容错技术与故障自诊断技术是众多驾驶人员的首选, 因为汽车不能总是因为一点毛病就停下来维修, 同时汽车的系统要将各种技术错误或者故障记录下来, 便于维修。汽车电器的现代电子控制技术在目前的发展当中, 能够允许汽车在运行的过程当中, 即便是发生问题, 也可以继续运行, 最大限度的帮助汽车走完路程, 之后再进行维修, 既不耽误驾驶者的工作, 同时会最大限度的保护好汽车的各项性能。其次, 系统通信技术对汽车的影响较大, 这种技术能够让汽车更加的完善。由于目前的交通压力较大, 有些驾驶人员会选择走一些偏僻的路径, 但这些路径的维修地点少, 并且安置的相关工作人员也不多, 一旦汽车发生故障, 就只能搁置。系统通信技术能够帮助汽车快速联系维修人员, 以最短的时间和距离, 将汽车运送到维修点。另一方面, 系统通信技术还能够防盗、防破坏, 减少了汽车损害。系统通信技术主要是采取建立于事件触发式单线控制器局域网穿行多路传输的方式, 将多个区域信号总线连接便可以满足其通信要求。

3 总结

本文主要对汽车电器的现代电子控制技术进行了一定的研究, 从目前的研究和应用来看, 汽车电器的现代电子控制技术已经取得了非常好的成果, 并且达到了预期, 在很多方面都帮助汽车运行的更加平稳, 处理问题更加全面。日后的工作重点在于, 通过对不同汽车制定不同的合理化方案, 减少目前的不良问题, 汽车领域当中, 建立起技术上的良性循环。相信在今后的研究当中, 汽车电器的现代电子控制技术能够取得更好的成绩。

参考文献

[1]朱俊.现代汽车的电子控制技术[J].电力电子, 2013 (02) .

[2]杜晓辉.汽车电子控制技术的应用现状和发展趋势[J].科技创新导报, 2013 (08) .

电话远程控制电器研究 第3篇

1 主要内容

当我们不在家时, 我们可以用手机控制家里的大小用电器, 让窗帘打开、让灯打开、让收音机打开。当然当你手机没有电时, 你还可以也可以拿起一个遥控对家里各种器件进行控制。

1.1 系统总设计

如图1.1所示。

1.2 GSM模块900-B应用分析

首先用GSM模块连接单片机, 然后打开GSM的电源, GSM模块搜索网络, , 这时会模块并连接。因为GSM模块是以串口连接单片机的, 需要打开端口才可以连接, 串口配置为:波特率9600, 无校验, 然后将数据通过手机短信的形式发送给GSM模块, 然后模块再将数据传送给单片机, 经过红外发射短路发射控制家用的电器。如图1.2所示。

1.2.1 GSM模块的工作状态

在应用方面GSM模块是用于单片机跟电脑配对通讯。使用方法是把GSM模块的通信线RXD TXD连接到单片机, 然后用手机或者电脑给GSM模块发AT, 并配对连接。如果是使用手机, 使用电脑连接后会自动分配com口, 一般会出现固定一个口是可以通信。如果是想利用电脑连接模块, 用GSM串口调试助手软件。给GSM模块发AT指令。

1.2.2 如何进行AT指令操作

GSM模块出厂时参数基本固定, 用电脑进行AT指令, 需要用一根USB转TTL线连接到模块, USB的TXD、RXD、直接连接到模块的TXD、RXD。在GSM模块的指示灯闪烁的情况下进行。也可以通过连接到单片机设置, 单片机的RXD、TXD直接连接到模块RXD、TXD。然后再模块没有配对连接的情况下 (通过GSM串口调试助手软件可以看到返回的代码) , 直接通过串口发送AT指令对应的字符即可。

1.2.3 GSM跟单片机的连接的调试

这一步是最难的一步, 需要经过串口跟电脑的连接, 然后看GSM串口调试助手软件是否有指令返回, 如果有AT指令, 就证明GSM模块是好的, 然后再跟单片机连接, 单片机晶振选用11.0592MHz, 单片机的RXD、TXD直接连接到模块RXD、TXD。在GSM模块连接单片机时, 同时启动GSM模块的电源, 这是GSM模块先注册网络, GSM模块板上有一颗黄色的led灯会一直闪烁, 如果已经注册网络了, 黄色的led灯会隔一会闪烁, 这时如果看到1602LCD屏会有link success时, 证明GSM模块已经跟单片机连接上, 如果还是没有连上, 还要经过GSM串口调试助手软件给GSM模块发AT指令。

2 红外传送应用分析

由发射模块与接收模块两部分组成。发送模块先由键盘操作键值, 以二进制信号的形式, 传送给单片机, 然后单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号, 通过红外发射管发射红外信号。红外接收模块普遍采用价格便宜, 性能可靠的一体化红外接收头 (如HS0038, 它接收红外信号频率为38KHz, 周期约为26us) 接收红外信号, 它同时对信号进行放大、检波、整形, 得到TTL电平的编码信号, 再传送给单片机, 经单片机解码并由数码管显示接收到的数据。系统的构成框图如图1.3。

3 硬件电路优化和扩展

3.1 电路优化

为了简化电路完美和不被手机没电影响, 使用了红外遥控, 利用了红外可以减少显现实中过多的线路, 产生短路和安全性等问题, 并可以避免在手机没电时无法对电器的控制。

3.2 电路扩展

3.2.1 DVD的控制

在播放着音乐的时候, 我们总会时不时的换歌, 加大或减少声量。现实中只要拿起遥控对DVD机按几下就可以进行换歌以及声量的改变, 但对于我们无法需找这样的设备, 我们可以用手机对GSM通信模块发短信, 实现控制。

3.2.2 家用电器及LED灯控制

用户可以在户外通过任意一部手机, 根据短信提示对家用电器 (如电饭煲、电暖风、空调、电热水器等) 进行远程开启、关闭、延时开/关等控制的设定。该系统具有成本低、功能强、易扩展等优点。如果你在外面, 忘记关灯, 你可以用手机短信控制家里的灯, 实现亮灭, 节省能源, 起到环保的作用。现实中在床上躺着看电视, 当我们想要睡觉时又要从床里起来关掉电灯;为了解决这种问题我们必然采用智能设备。对于电灯的控制我们采用了继电器, 这样就解决了低压控制高压的问题。对于窗帘、窗户、门等的控制我们采用了电机。这样就实现家电智能化的特性

4 结束语

本文涉及的智能控制技术对当今人们生活影响的重要性。方便了人们的生活, 特别对GSM通信模块的运用, 还有在GSM模块中, 学习许多AT指令, 也在毕业设计中运用许多指令, 从学习中去应用, 在设计过程中了解到许多流程和该注意的事项, 增强了电子产品开发的意识。对以后的就业有一定的帮助, 促进我们以后更好的学习, 锻炼了自身的能力。

摘要：本设计为手机控制室内灯系统设计, 硬件部分它以STC12C5A60S2单片机为核心, 利用GSM模块900-B与单片机的串口通信、单片机红外接发、单片机的扩展I/O并行输出, 采用红外控制实现智能家居的特点。软件部分它结合定时/计数, 中断, 串行口扩展I/O等知识进行程序编译。

关键词：单片机,GSM模块900-B,红外发射,扩展,定时/计数器,中断

参考文献

[1]张迎新等.单片机初级教程 (第二版) [M].北京:北京航空航天大学出版社, 2006 (08) .

[2]杨黎.基于C语言单片机应用技术与Proteus仿真[M].长沙:中南大学出版社, 2012 (08) .

[3]何利民.MC S-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2003.

[4]魏立峰, 王宝兴.单片机原理及应用技术 (第一版) [M].北京:北京大学出版社, 2006.

[5]胡乾斌.单片机原理与应用 (第二版) [M].武汉市:华中科技大学出版社, 2006.

电话远程控制电器研究 第4篇

关键词：物联网,ZigBee,传感器,家用电器智能家居

1引言

物联网是一种集成客观物品、多媒体通信、电子信息采集等多种技术的网络, 与不同的应用环境结合, 产生了不同类型的物联网, 比如RFID网络、无线传感器网络等。无线传感器网络作为物联网的一种形式, 其利用传感器节点、无线网络和移动通信等技术, 在工业控制网络、环境监测、视频监控、安防保护、智能家居等领域得到了普及和推广, 尤其是随着智能家居的出现, 无线传感器网络作为一门新兴的技术, 其综合了嵌入式软件设计、无线通信网络、分布式信息管理等技术, 促进了智能家居的发展, 能够实时地采集和分析家居环境信息, 控制家用电器工作状态, 具有重要的作用。

2家用电器集成通信联网技术

2.1 Zig Bee无线通信技术

Zig Bee是一种无线网络传输技术, 其基于IEEE802.15.4标准实现, 不仅仅定义了一个良好的物理层、访问控制层路由传输协议, 并且能够为网络通信提供网络层、应用层协议, 实现家用电器数据的采集、传输和控制。Zig Bee无线通信网络具有自组织、自愈功能, 每一个节点都可以感知其他节点的存在, 并且可自行确定网络拓扑结构, 组成一个结构化的网络, 适应性调整网络结构, 稳定性强。Zig Bee采用CSMA-CA进行网络通信碰撞避免检测, 能够为家用电器信息采集预留专用带宽资源, 避免数据传输时带宽资源竞争和冲突。Zig Bee协议通信传输耗费的能量较少, 可延长传感器的工作时间, 提高传感器的工作效率。

2.2 4G TD-LTE移动通信技术

4G TD-LTE移动通信技术已经成为当前无线通信的主流技术, 该技术使用OFDM的多址接入模式, 可以有效地增强无线链路通信技术, 采用高可靠性的软件无线电技术和高效的调制解调技术, 有效地提高了数据传输的速率。

3家用电器组网控制系统设计

3.1家用电器组网控制系统功能

随着电力通信技术的快速发展, 人们为家庭购置了多种多样的家用电器, 不仅仅包括电视机、家用电脑、电冰箱、洗衣机、电热水器和空调等传统电器, 还逐渐添加了榨汁机、室内环境监测仪、无线路由器、平板电脑、视频监控器、跑步机等多功能小型家电设备, 利用Zig Bee、传感器等物联网技术, 可以将这些家用电器集成、连接在一起, 实现家用电器信息采集、传输和控制等功能, 具有重要的作用。

3.1.1家用电器信息采集

信息采集功能可以通过部署在物联网中的传感器节点, 有效地采集家用电器运行的状况和环境信息, 分别是家用电器自身工作信息和运行环境的温度、湿度、氧气、二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫和甲烷等相关信息, 然后再传递到系统中, 并实现对环境空气质量信息的感知。

3.1.2家用电器信息传输和控制功能

传感器节点采集到家用电器信息、环境信息之后, 可以使用Zig Bee网络将数据传输到汇聚节点, 控制系统能够将信息准确保存数据库服务器中。家用电器信息传输过程详细描述如下:传感器节点部署在家用电器上, 利用传感器自带的温控、湿控、设备状态控制功能采集家用电器数据信息, 将其传输到汇聚节点, 汇聚节点可以通过4G TD-LTE移动网络将其传输到服务器中, 以便能够进行逻辑业务处理, 并且根据控制结果向家用电器发出控制命令, 比如关闭、打开等。

3.2家用电器组网路由传输控制节点设计

家用电器信息采集过程中, Zig Bee网络完成的功能包括数据采集、传输、处理和转发等功能。Zig Bee网络技术在家用电器控制系统应用过程中, 网络节点主要包括两种, 分别是Zig Bee终端节点和网关节点, 这两种节点可以集成在一起, 构成一个完善的家用电器无线网络。Zig Bee终端节点可以完成家用电器信息采集、数据信息发送、控制命令接收等功能, Zig Bee终端节点的硬件部分主要由电源模块、电源管理模块、时钟模块、射频天线单元、LED显示模块、信号调理模块和传感器模块共同构成, 其中电源管理最为关键, 可以为传感器提供信息采集、传输、接收的工作电压。Zig Bee网关节点又被称为路由器节点, 其可以读取传感器采集的数据, 将传感器采集到的环境数据封装起来, 并发送到相关的服务器, 同时接收响应指令, 并实现转发路由数据的功能, 在无线传感器网络中, 可以自由灵活放置网关节点, 网关节点的主要能量也是来源于电池, 因此网关节点的硬件电路结构相对比较简单, 主要由电源模块、时钟模块、CC2350、射频天线单元、LED显示模块共同组成。

4结束语

家用电器组网控制是智能家居的一个关键内容, 也是物联网等技术发展到一定阶段的产物, 其可以提高人们家居生活的智能化、运城化和数字化水平, 进一步提高人们对家用电器的控制能力, 确保家庭安全。

参考文献

[1]熊海涵.Wi Fi无线通信定位在物联网家电智能控制系统信息控制端的应用研究[J].通讯世界, 2015 (5) :63-63.

[2]张瑶, 侯远韶.ARM处理器和Zig Bee的智能家居解决方案[J].长春大学学报:自然科学版, 2015, 25 (8) :8-12.

[3]宁祥峰, 张春业, 万伟, 等.基于LTE系统的物联网架构的研究与设计[J].计算机应用, 2010, 30 (01) :6-9.

电话远程控制电器研究 第5篇

关键词：任务驱动,项目导向,电气控制

0 引言

2012年, 中央财政支持“提升专业服务产业发展能力”项目建设内蒙古电子信息职业技术学院应用电子技术专业启动。根据本地区、本学校的特点对应用电子专业进行教学改革。

在应用电子专业的改革目标为:以就业为导向, 以人才培养质量为核心。以服务内蒙古自治区重点领域产业结构调整、优化升级为目标, 实现专业与地区产业对接;创新工学结合的人才培养模式, 按照专业特点与典型岗位能力、职业资格标准需求, 将职业标准与职业资格认证的内容融入课程教学之中, 培养“符合高等职业教育培养目标, 能够掌握电子技术基本知识、自动控制基本原理、方法, 具有电子设备维护、维修, 自动化生产设备操作等实用基本技能, 具有良好职业素养的高端技能型专门人才”, 切实提升专业服务能力, 发挥专业引领与示范作用。

为实现上述改革目标, 采用了基于工学交替的模块化滚动教学模式, 即将整个课程体系打破, 首先将应用电子技术专业学生应具备的知识与能力进行揉和, 再将整个专业的知识体系划分成各个相对对立的模块, 至少在每一年度或每一学期内相对独立, 学生在一个学习周期内对模块的学习没有先后顺序, 减少一个学习周期内的知识块之间的关联性, 这一点对于理工类学科比较难做到。这样做的目的是能够真正的实现“工学交替”。基于工学交替的模块化滚动教学模式把整个课程体系分为相对独立的课程模块, 而电气控制与PLC应用模块, 学时是96学时, 其中实践96学时, 其授课的对象为的学生为大二下学期的学生, 进而学生进入了专业能干什么的认知阶段, 所以在课程设置中, 对电气控制与PLC模块中, 要求学生的掌握是能设计制作实际生产中应用的PLC电气控设备, 在设计制作过程中掌握低压电器器件及常用控制线路, 可编程控制器的基本结构、工作原理、指令系统、控制线路、梯形图的设计与分析及应用。

1 改革教学方法

电气控制与PLC模块是专业核心课程, 在实施专业核心课程建设。教学过程与生产过程对接, 课程内容与职业标准对接, 按照高技能技术人才的岗位能力要求, 强化以职业道德培养为首要目标的人文素质教育, 开发以培养岗位技能为重点的专业核心课程, 以典型项目来承载课程教学内容, 有机融合岗位所需的知识、技能。建设“理实一体”的专业核心课程, 建设一门基于“工学结合”的专业核心课程, 将职业标准的内容融入课程教学中, 课程考核与职业资格认证相结合, 制订专业核心课程标准, 编写专业核心课程教材、项目任务书、实习手册等。在2013年电气控制与PLC模块专业教师编写教材作为此课程的参考教材。

推行任务驱动、项目导向的理实一体化教学。选用合适的项目载体, 以完成项目任务为过程贯穿教学内容, 突出专业技术的应用性, 教师设计教学过程, 引导学生主动学习, 老师在“做中教”, 学生在“做中学”, 通过让学生体会专业技术应用的成就感培养学生的专业兴趣, 激发学生的学习热情, 使学生真正变为教学的主体。减少验证性实验, 增加制作、操作、训练性教学项目, 突出技能培养。按照此课程的任务及安排把此模块分割成三个项目来完成即项目一车间运料生产线低压电气控制箱制作、项目二车间运料生产线可编程控制箱的制作、项目三为任选项目每组可以根据自己的组员的兴趣选择项目完成。而每个项目的完成按照图1所示的过程完成。

2 考核方法改革

(1) 减少理论考核的难度、深度及比重, 增加实操考核类型, 提高实操性考核的比重, 重点考核学生的知识应用能力和实际操作技能。

(2) 课程考核与职业资格认证相结合。对于能够与岗位职业资格对接的课程参考职业资格认证考核办法, 对于愿意考取相应职业资格证书的学生实行以证代考。

(3) 依据课程目标与性质采用项目考核方式, 以学生完成项目 (作品) 及报告质量考核学生对课程知识与技能的掌握情况。

(4) 对于工学结合课程采用评价考核方式, 对学生的学习态度、合作精神、专业技术、安全操作、工作纪律等方面进行评价。

学生分数的构成如图2所示。

3 总结

在进行本轮电气控制与PLC模块的教学改革的环节中, 按照工作交替的厂中校的环节中, 学生接触到了车间的运料生产线, 所以在低压电气控制模块部分选择了车间运料生产线控制箱的制作, 整个过程中, 采取自主自愿的原则由选出的项目经理对整个人员配置进行分组、教师在项目进行讲解下达任务书、分解任务提炼知识点、由学生自由讨论, 此时引导学生查阅相关资料、分析、设计、进行项目制作, 随时进行沟通答疑, 随时监督、督促学生学习查阅资料、阶段性进行项目汇报、项目验收、及总结汇报。在完成项目的过程中, 重要的工作是引导学生去自主学习, 如果有共性的问题发现问题是会随时给同学简述知识点, 这样会更加清楚地知道此知识点的应用, 效果比较明显。

参考文献

[1]张征富.浅析可编程序控制器 (PLC) 在电气控制中的应用[J].内蒙古石油化工, 2012 (10) .

[2]姚振龙.浅析PLC在电气自动化中的应用与发展[J].科技创新导报, 2011 (26) .

电话远程控制电器研究 第6篇

(1)国内外发展状况。我国智能家居技术的研究和开发始于2000年,历经了十多年的研究和发展,实现了比较明显的飞跃和进步。伴随着信息技术席卷人们的日常生活,在国内发展的家庭网络系统表现出非常乐观的市场潜力,但由于其处于导入期的现状,市场竞争尚处无序阶段,需要一个逐步培育和引导的过程,为面向家庭网络市场的巨大需求,应改善市场区域不均衡的状态。而目前,西方发达国家的智能家居远领先于国内,在刚起步时就以新兴产业的市场前景倍受瞩目。一些跨国大型企业,如英特尔、松下、摩托罗拉等,在智能家居发展伊始便创建了专门的智能信息电器类研发机构,并致力于与家电生产商合作研发新一代智能家电。

(2)智能家庭的问题及发展趋势。智能家居的发展以IT技术为依托,设备的控制指令来源于计算机发出的控制指令和家居管理人发出的人工指令。机器指令已经较为成熟,而目前基于手动输入的人工指令还有很大的进步空间,尤其是发展语音识别技术以完善智能家居的人工控制,有很诱人的发展前景。此外,智能家居还面临着产品成本高价位、系统功能缺乏稳定性和可靠性、标准协议的兼容性欠佳、售后服务能不满足用户需要等四个主要问题。未来的智能家居管理终端将基于嵌入式Linux、Android和Windows系统操作平台,利用语音控制和触摸屏接口,实现对家电、安防等家居环境的远程控制。

2 系统架构及系统硬件设计

(1)智能家居系统架构设计。整体架构主要由Zigbee无线传感网络和中央控制器即嵌入式网关两部分构成:其中Zigbee无线传感网络的构成是协调器节点和各类终端节点,通过自组网的方式关联家居内部采集环境参数的传感器节点和家用电器的控制类节点,建立智能家居系统的内部网络。中央控制器是整个系统的中央枢纽和控制中心,它联系起了Zigbee家庭内部无线网络和外部网络,完成不同结构网络通信协议的自由切换和数据转发,同时存储、处理、分析和显示采集到的数据,实现系统的自动、本地控制。智能家居系统包括控制、环境、安防、家电四个系统和功能。控制系统由远程计算机、远程手机、中央控制器本地等控制,通过互联网、3G网络、触摸屏操作发送指令,随时查询和控制家居设备的状态。环境系统是利用光敏传感器、雨滴传感器等采集信息,对灯光和窗帘的开关进行智能控制。安防系统利用探测器、感应器等防火、防盗、防煤气泄露,系统开启本地声光报警,通过GPRS和互联网发送信息给远程手机、计算机用户。

(2)智能家居系统硬件设计。采用模块化的设计方法,设计核心板、主电路板、传感器模块、控制模块等四种类别,实现系统调试、维护的方便性、系统在功能未来的扩展再升级。其中核心板驱动各类传感器,负责接收和发送无线数据;主电路板为整个节点提供电源和各类接口;传感器模块反映光照度、雨滴、温湿度、燃气、烟雾等因素,用于采集室内环境、安防信息等数据;控制模块用在对开关量的控制,硬件结构上可设置四个继电器及其控制电路。对中央处理器的功能设计,首先是进行一个嵌入式微处理,在处理器外围安排许多外围电路和接口,如电源电路、系统时钟电路、复位电路和存储模块和JTAG调试接口、与Internet网连接的以太网接口等。可选择S3C2440高性能处理芯片作为中央控制器的处理器,采用3.3V的I/O口电压和1.2V的内核电压,选用LM1117-ADJ内核电源,以及12MHz晶振为系统提供主频,并进行复位电路设计和存储器模块设计,对存储空间进行扩展,达到高速处理能力。

3 系统软件设计

(1)Zigbee无线传感网软件设计。考虑到通用性和开发需要,可以移植TI公司的Z-Stack协议栈,选择Z-Stack-CC2530-2.5.0版本,既能与Zigbee2007协议规范相符合,同时支持CC2530芯片和多种开发平台。对该版本协议栈进行开发时,选用IAR8.10编译软件,编译和调试由汇编语言、C语言或C++语言编写的嵌入式应用程序。在软件开发时,使用C语言修改协议站内的通用模块应用程序,以构建实际需要的项目,完成本系统Zigbee无线传感网软件的开发。在进行软件设计时,首先需要搭建无线传感网软件平台,即第一步指定三个Zigbee规范供使用的频率段的网络信道,第二步指定Zigbee唯一的网络标识符,第三步选定星形结构的网络拓扑类型,第四步设置网络节点等网络设备数;其次要搭建应用程序框架,在APL(应用层)上实现自己的应用;再次,协调节点软件设计,维护Zigbee网络的正常运行,对网络进行初始化并加入节点;最后对终端节点软件进行设计,实现终端节点加入网络后,驱动传感器采集并传送数据的流程。

(2)中央控制器软件设计。在其硬件设计时应采用功能强大、可移植性好、功耗低的芯片,并在芯片上移植嵌入Linux操作系统作为软件运行的平台,以其为操作系统调度运行各模块的应用软件。对于Linux软件的开发应考虑其嵌入式系统软件的特点,一般采用交叉编译调试的方式来完成,建立宿主机系统,搭建交叉编译环境,在宿主机的系统平台上安装交叉编译工具链,在强大性能的宿主机上完成开发和调试工作,在开发板上执行二进制代码。监控功能的设计是不可或缺的保障手段,可在中央控制器上搭建web服务器,然后再其上运行CGI脚本。此外手机远程监控功能也是在不能与互联网联接时的必要措施,因而利用GPRS网络通过手机短消息(SMS)对智能家居系统进行远程监测的控制是一种很好的方式。中央控制器与Zigbee网络之间建立通信,对中央控制器上的串口进行驱动,并约定好他们之间的通信规范。

4 结语

总之,家居智能化可以为人们减少繁琐家务、节约时间,提高效率,为人们提供更惬意、轻松的生活,毫无疑问是当前技术的新热点。本文完成了两块主要设计工作:一是信息采集和家电控制的Zigbee无线传感网络,二是用于集中控制和多网通信的中央处理器,基本上达到了家居生活智能化的要求。

摘要：社会经济的快速发展,孕育出了人们对日常生活的智能化要求,表现出越来越迫切的发展趋势。尤其是发达国家智能建筑的诞生和演进,更是在全世界掀起了智能家居的热潮。本文着眼于信息时代互联网普及的背景下,首先阐述了智能家居技术的历史和现状,并从系统硬件和软件设计方面进行了探讨。

关键词：Zigbee技术,智能家居,无线传感网络

参考文献

[1]夏勤艳,马立磊.浅谈智能家居系统的功能及发展前景[J].民营科技,2010(02):31-32.

[2]李杰,任庆昌.基于Zig Bee无线传感网络在环境温度测试中的应用[J].中国西部科技,2010,9(07):22-25.