基于单片机的智能家居控制系统设计论文30006.docx

目 录引言31 绪 论41.1课题背景景41.2智能家居居控制系统的的概述51.3 课题研研究的目的及及意义61.4 系统设设计主要任务务62 方案设设计72.1 系统总总体设计与分分析72.1.1单片片机控制部分分72.1.2系统统工作流程部部分82.2远程控制制设计与分析析82.2.1控制制系统设计分分析82.2.2 控控制要求92.2.3单元元功能模块92.3传感器信信号采集设计计与分析92.3.1 防防火灾发生传传感器92.3.2可燃燃气体泄漏传传感器102.3.3防盗盗传感器102.3.4 信信号采集设计计与分析102.4 GSSM模块的接接口与设计102.4.1 TTC35模块块组成102.4.2 TTC35模块块通信电路102.4.3 TTC35模块块与MCU连连接方式102.5 红外学学习遥控设计计112.5.1 红红外学习遥控控的设想112.5.2 红红外学习遥控控的实现113 硬件电路路设计123.1相关芯片片及模块简介介123.1.1 MMCU SM89952AC225P简介123.1.2 双双音多频收发发器MT88870简介123.1.3 IISD25000系列单片片语音录放简简介133.1.4 固固态继电器(SSR)简简介133.2 远程控控制电路设计计133.2.1振铃铃检测电路133.2.3 双双音频解码电电路153.2.4 语语言提示电路路163.3 电源电电路设计173.3.1 55V开关电源源稳压器电路路173.3.2 其其他电源稳压压器电路173.4 TC335短消息模模块电路设计计173.4.1 TTC35短消消息模块接口口电路173.4.2 TTC35短消消息模块控制制设计183.5 红外学学习遥控电路路设计193.5.1 红红外学习遥控控接收电路设设计193.5.2 红红外学习遥控控发送电路设设计194 软件部分分194.1 下位机机编程194.1.1 主主控单片机系系统软件设计计194.1.2远程程控制程序设设计214.1.3短信信息发送程序序设计224.1.4红外外学习遥控程程序设计234.2 上位机机（PC机）编程程244.2.1 用用户界面的设设计244.2.2 串串行通信的实实现244.2.3控件件MSCommm使用方法法255 系统制作作及调试265.1使用的仪仪器仪表及工工具275.2硬件制作作与调试275.2.1系统统PCB板的的设计275.2.2系统统硬件调试275.3软件及联联机调试285.3.1主控控程序调试285.3.2短消消息发送调试试286 结论229谢 辞300附录132附录254附录362附录463引言21世纪是信息息化的世纪，各各种电信和互互联网新技术术推动了人类类文明的巨大大进步。本文文介绍的数字字化家居控制制系统可以使得人们们可以通过手手机或电话在在任何时候、任任意地点对家家中的任意电电器（空调、热热水器、电饭饭煲、灯光、音音响、DVDD录像机）进进行远程控制制；也可以在在下班途中，预预先将家中的的空调打开、让让热水器提前前烧好热水、电电饭煲煮好香香喷喷的米饭饭；而这一一切的实现都都仅仅是打一一个简单的电电话。此外，该该系统还可使使家庭具有多多途径报警、远远程监控等多多种功能，如如果不幸出现现某种险情，您您和110可以在在第一时间获获得通知以便便进一步采取取行动。舒适适、时尚的家家居生活是社社会进步的标标志，智能家家居控制系统统能够在不改改变家中任何何家电的情况况下，对家里里的电器、灯灯光、电源、家家庭环境进行行方便地控制制，使人们尽尽享高科技带带来的简便而而时尚的现代代生活。实现智能化离不不开运算和控控制单元，本本系统采用MMCU(SMM8952AC25P)作为为主控器件，单片机应用系统由硬件和软件组成。硬件由单片机扩展的存储器、输入/出设备以及各种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成；软件由单片机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。在单片机应用系统开发的过程中，应不断调整软、硬件，协调地进行软、硬件设计，以提高工作效率，当系统硬件和软件紧密配合、协调一致，就可以组成高性能的单片机应用系统。本课题完成了单片机应用系统其开发过程的系统的总体设计、硬件设计、软件设计和系统调试，根据开发的实际需要，相互协调、交叉，有机的进行。本设计的MCU与各个芯片和模块的接口、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。本系统的电话远远程控制是基基于电话交换网络络的国际双音音频通信标准准DTMF通通信方式，程程控交换信令令作为系统控控制命令，采用MT88870双音频编解解码电路实现现，单片机通过过MT88770识别来自自电话程控交交换机的网络络的控制信号号，用户只需需拨通家中的的电话可以根根据系统的语语音提示进行行按键选择以以实现用户身身份的识别、远程控制和安防操作；各种传感器器的检测是利用数据采采集系统将多多路被测量值值转换成数字字量，再经过过单片机进行行数据处理，实实现实时测控控；短消息发送送部分采用基基于SIEMMENS TTC35 GGSM模块TTC35 mmodem 和TI公司的的电平转换芯芯片MAX33238等器器件构成的移移动终端的硬硬件电路可以以完成短消息息收发等功能能。在设计本系统时时，面对各种种检测对象和和大量控制单单元，需要利利用各种接口标准和MMCU进行连连接，再经过过MCU进行数数据处理，实实现实时测控控。而此时采采用单片机来来实现智能家家居控制系统统不仅具有采采集控制方便便、简单、灵灵活等优点，而而且可以大幅幅度提高采各各模块和芯片片的协调性，从从而大大提高高系统的可利利用性。此次次系统设计统正正是把MT88870、TC35 modemm与SM89552AC25PP单片机有机机的结合起来来，顺利的完完成了本设计计的要求。并并且实现了学习型型远程红外遥遥控功能，为为控制红外家家电和设备提提供了良好的的基础。本系统也可可应用于工农农业中,实现现对无人值守岗位位的远程监控等。1 绪 论1.1 课题背景21世纪是信息息时代，各种种电信新技术术推动了人类类文明的进步步。自从18876年，AAlexannder GGrahamm Belll（贝尔）发发明电话以来来，世界各国国的电话网络络发展非常迅迅速，近十年来，中中国的固定电电话业务呈现现出举世瞩目目的快速增长长。19977年8月局用用电话交换机机总容量突破破1亿门，网网络规模跃居居世界第二位位，20066年初固定电话用用户总数达到到355399.2万户，移移动电话用户户达到404407.2万万户，现代电话网网络是由程控控交换机进行交交换传输，移动通信也也从模拟时代代走向了高度度数字化时代代，它们的性能已经经有了很大的的进展，而且且可靠性非常常高。正是因为通信技技术、计算机机技术、网络络技术、控制制技术的迅猛猛发展与提高高，促使了家家庭实现了生生活现代化，居居住环境舒适适化、安全化化。这些高科科技已经影响响到人们生活活的方方面面面，改变了人人们生活习惯惯，提高了人人们生活质量量，家居智能能化也正是在在这种形势下下应运而生的的。智能家居控控制系统的主主要功能包括括通信、设备备自动控制、安全防范三个方面。随着新技术和自自动化的发展展，传感器的的使用数量越越来越大，功功能也越来越越强，各种传传感器都已经经标准化、模模块化这给智智能家居控制制系统的设计计提供极大方方便。电话远程控制作作为一较新的的课题与常规规的遥控方式式相比，显示示出一定的优优越性，不需需进行专门的的布线，不占占用无线电频频率资源，避避免了电磁污污染。同时，由由于电话线路路各地联网，可可以充分利用用现有的电话话网，因此遥遥控距离可跨跨省市，甚至至跨越国家。另外电话属双工通信手段。因此，这可以大大体现出利用电话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。电话遥控部分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，并不能完全体现出电话遥控方式的双工通信特点。本设计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及对受控方状态的信息反馈，从而使操作者能够及时了解受控方信息，使产品达到交互式与智能化。而且本设计的调试都是在线调试，已经在电信、铁通的交换机实验并且能够成功的使用移动电话进行操作。短信息服务（SShort Messaage Seervicee，SMS）是是GSM（GGloball Systtem foor Mobbile CComm uunicattion）系系统中提供的的一种GSMM终端（手机机）之间，通通过服务中心心(servvice ccenterr)进行文本本信息收发的的应用服务，其其中服务中心心完成信息的的存储和转发发功能。短信信息服务作为为GSM网络络的一种基本本业务，已得得到越来越多多的系统运营营商和系统开开发商的重视视，基于这种种业务的各种种应用也蓬勃勃发展起来。由由于GSM网网络在全国范范围内实现了了联网和漫游游，具有网络络能力强的特特点，用户无无需另外组网网，在极大提提高网络覆盖盖范围的同时时为客户节省省了昂贵的建建网费用和维维护费用。同同时，他对用用户的数量也也没有限制，克克服了传统的的专网通信系系统投资成本本大、维护费费用高、且网网络监控的覆覆盖范围和用用户数量有限限的缺陷。比比传统的集群群系统在无线线网络覆盖上上具有无法比比拟的优势，加加上GSM的的SMS本身身具备的数据据传送功能，都都使得这些应应用得到迅速速的普及。利利用GSM短短信息系统进进行无线通信信还具有双向向数据传输功功能，性能稳稳定，为远程程数据传送和和监控设备的的通信提供了了一个强大的的支持平台。在在此以GSMM网络作为数数据无线传输输网络，它可以应用在在银行、储蓄蓄点机房监控控、电信机房房动力环境监监控、通信行行业远端无人人值守站机房房监控和远程程维护（如移移动通信基站站、微波站、光光纤中继站等等）及其他无无人值守点（如如仓库、办公公楼等）监控控及城市公用用事业实时监监控维护系统统像煤气调压压站、自来水水、污水管网网和热力系统统 、电力系系统城市中电电网等情况中中。在此本系系统采用了SSiemenns公司新一一代无线通信信GSM模块块TC35是是，它设计小巧、功功耗很低很大大程度上方便便了智能家居居控制系统的的设计。1.2 智能家居控制系系统的概述图 1.1-11智能家居控控制系统示意意图 随着着社会信息化化的加快，人人们的工作、生生活和通讯、信信息的关系日日益紧密。信信息化社会在在改变人们生生活方式与工工作习惯的同同时，也对传传统的住宅提提出了挑战，社社会、技术以以及经济的进进步更使人们们的观念随之之巨变。人们们对家居的要求早早已不只是物物理空间，更更为关注的是是一个安全、方方便、舒适的的居家环境。家居智能化技术起源于美国，它是以家为平台进行设计的。智能家居控制系系统是以HFFC、以太网网、现场总线线、公共电话话网、无线网网的传输网络络为物理平台台，计算机网网络技术为技技术平台，现现场总线为应应用操作平台台，构成一个个完整的集家家庭通信、家家庭设备自动动控制、家庭庭安全防范等等功能的控制制系统。 智能家家居控制系统统的总体目标标是通过采用用计算机技术术、网络技术术、控制技术术和集成技术术建立一个由由家庭到小区区乃至整个城城市的综合信信息服务和管管理系统，以以此来提高住住宅高新技术术的含量和居居民居住环境境水平。 大型的的智能家居控控制系统通常常由系统服务务器、家庭控控制器(各种种模块)、各各种路由器、电电缆调制解调调器头端设备备CMTS、交交换机、通讯讯器、控制器器、无线收发发器、各种探探测器、各种种传感器、各各种执行机构构、打印机等等主要部分组组成。1.3 课题研研究的目的及及意义智能家居控制系系统可以定义义为一个过程程或者一个系系统。利用先先进的计算机机技术、网络络通讯技术、综综合布线技术术、将与家居居生活有关的的各种子系统统，有机地结结合在一起，通通过统筹管理理，让家居生生活更加舒适适、安全、有有效。与普通通家居相比，智智能家居不仅仅具有传统的的居住功能，提提供舒适安全全、高品位且且宜人的家庭庭生活空间。还将原来的的被动静止结结构转变为具具有能动智慧慧的工具，提提供全方位的的信息交换功功能，帮助家家庭与外部保保持信息交换换畅通，优化化人们的生活活方式，帮助助人们有效安安排时间，增增强家居生活活的安全性，甚甚至为各种能能源费用节约约资金。系统的网络化功功能可以提供遥控、家家电（空调，热热水器等）控控制、照明控控制、室内外外遥控、窗帘帘自控、防盗盗报警、电话话远程控制、可可编程定时控控制及计算机机控制等多种种功能和手段段。使生活更更加舒适、便便利和安全。因智能家居控制系统布线简单、功能灵活，扩展容易而被人们广泛接受和应用。1.4 系统设设计主要任务务本文利用SM88952AC25PP、MT88870、TCC35 moodem和各各类家居传感感器设计制作作一款智能家居居控制系统样样机。实验样样机的设计包包括：系统硬硬件的设计与与调试和控制制软件的编写写与调试。(1)硬件部分分智能家居控制系系统其硬件部分主要要由五大部分构成成，即电话交交换网程控交交换信令部分分、控制单元元、传感器数据采采集系统、GSM模块块TC35 modemm与接口和电源源部分。电话话交换网程控控交换信令部部分主要由MMT88700和电压检测测元件组成，它它是系统中控控制部分关键键的元件，它它与控制单元元组成控制部部分功能；传传感器数据采采集系统、GSM模块块TC35 modemm和控制单元元完成报警等等信号的处理理和发送；电电源部分则为为各个部分提提供工作电源源。(2)软件部分分软件设计部分主主要由五大部分构成成：即数据采集集与数据分析析部分、电话交交换网程控交交换信令识别别与分析部分、GSMM模块TC335 moddem接口程程序部分、分分析控制部分分。其中数据据采集与数据据分析部分和和电话交换网程程控交换信令令识别需要作作实时处理；GSM模块块TC35 modemm接口程序部部分和分析控控制部分则是是根据采集和和电话交换网交交换信令进行行分时操作有利利于提高系统统效率。2 方案设计计2.1 系统总总体设计与分析本设计属于单片片机应用系统统。确定单片机机控制系统总总体方案，是是进行系统设设计最重要、最最关键的一步步。总体方案案的好坏，直直接影响整个个控制系统的的性能及实施施细则。总体体方案的设计计主要是根据据被控对象的的任务及工艺艺要求而确定定的。设计方方法大致如下下：根据系统统的要求，首首先确定出系系统是采用开开环系统还是是闭环系统，或或者是数据处处理系统。选选择检测元件件，在确定总总体方案时，必必须首先选择择好被测参数数的测量元件件，它是影响响控制系统精精度的重要因因素之一。选选择执行机构构，执行机构构是微型机控控制系统的重重要组成部件件之一。执行行机构的选择择一方面要与与控制算法匹匹配，另一方方面要根据被被控对象的实实际情况确定定。 选择输输入/输出通通道及外围设设备。选择时时应考虑以下下几个问题：被控对象参参数的数量；各输入/输输出通道是串串行操作还是是并行操作；各通道数据据的传递速率率；各通道数数据的字长及及选择位数；对显示、打打印有何要求求；画出整个个系统流程图图和原理图。2.1.1单片片机控制部分分本系统是单片机机在系统检测测以及工程控控制方面的应应用，其特点点是体积小，成成本低，功能能强，功耗低低，是微机应应用产品化的的最佳机种之之一，它已广广泛地应用在在产品智能化化和工业自动动化上。而把单片机面向工工控领域对象象，嵌入到工工控应用系统统中，实现嵌嵌入式应用的的计算机称之之为嵌入式计计算机系统，简简称嵌入式系系统。嵌入式式系统一般分分为四种:工工控机，通用用CPU模块块，嵌入式微微机处理，单单片机。嵌入入式系统具有有以下特点：(1)面对控制制对象。如传传感信号输入入、人机交互互操作,伺服服驱动等。(2)嵌入到工工控应用系统统中的结构形形态。(3)能在工业业现场环境中中可靠运行的的品质。(4)突出控制制功能。如对对外部信息的的捕捉、对控控制对象实时时控制和有突突出控制功能能的指令系统统(I/O控控制、位操作作和转移指令令等)。单片机有惟一的的专门为嵌入入式应用系统统设计的体系系结构与指令令系统，最能能满足嵌入式式应用要求。单单片机是完全全按嵌入式系系统要求设计计的单芯片形形态应用系统统，能满足面面对控制对象象、应用系统统的嵌入、现现场的可靠运运行及非凡的的控制品质等等要求，是发发展最快、品品种最多、数数量最大的嵌嵌入式系统。2.1.2系统统工作流程部部分PC机RS232单片机信号分析处理门窗磁信号电压转 换放大、整形火灾烟雾传感器程控交换信令功率器件红外学习可燃气体传感器放大、整形扩展信号光电隔离A/D转换短信息发送LCD显示执行器件 图 2.1-1系统工作作流程2.2远程控制制设计与分析2.2.1控制制系统设计分分析系统控制器由MMT88700接收远端发发送来的DTTMF信号、并对其进行行解码，解码码后的信号由由中央处理单单元采集处理理。为了方便用用户使用，系统设计了了语音提示界界面。电话远程控控制系统一般般工作在无人值守环境境，所以应具具有自动离线线、上线、复复位功能。为了符合智能化要求，系系统采用SMM8952AC25PP作为中央处处理器。同时时，电话远程控控制系统正常常工作还需电电源供电电路路、驱动电路路等辅助电路路。系统组成成框图如图22.2-1示。由图图可知，系统主要要由振铃检测测电路、模拟摘挂机机电路、DTTMF音频解解码电路、语语音提示电路路、中央处理理单元（SM89552AC25PP）、控制电路、电电源电路等组组成。电源电路语音提示控制电路SM8952AC25P单片机 振铃检测模拟摘机DTMF解码 图2.2-1远程控制系统统控制器并联于电电话机的两端端，不会影响响电话机的正正常使用。用用户通过异地地电话拨通控控制器所连接接外线的电话话号码，通过过程控交换机机向电话机发发出振铃信号号。控制器检检测到六次振振铃后，即六六次响铃后无无人接听时电电话自动摘机机，进入密码码检测阶段，输输入正确密码码后选择被控控电器，然后后输入开或关关密码遥控被被控电器，完完成后返回。2.2.2 控控制要求 完成远远程控制部分分必须完成一一下要求： (1) 通过电话话网对异地的的电器实现控控制（开/关关）。(2) 控制器器可以实现自自动模拟摘挂挂机。(3) 控制器器设置密码校校验。2.2.3单元元功能模块本设计此系统必必须具有以下下单元功能模模块：(1) 铃音检检测、计数；(2) 自动摘摘挂机；(3) 密码校校验；(4) 在线修修改密码；(5) 双音频频信号解码；(6) 输入信信息分析；(7) 控制电电器开关；(8) 电器状状态查询；2.2.4软硬硬件方案确定定根据电话机和交交换机发出的的不同信号音音以及电话线线各种状态的的不同要求，本设计方案结合实际情况对具体的单元功能模块作出软件或硬件上作了以下分工：交换机所发出的的各种信号音音都大多数可以通通过软件编程程来识别，即通通过单片机发发出的脉冲信信号来检测信信号音单位时时间内的脉冲冲个数计算出出其频率，从从而完成信号号音的识别。但从从系统的可靠靠性和程序的的结构设计上上分析，用硬件来解决决振铃音检测测、双音频信信号解码等功功能相对稳定定可靠。 设计中自动摘摘挂机和电器器的控制必须须使用具体硬硬件电路来实实现。而振铃音计数数、密码校验验、在线修改改密码、输入入信息分析、电电器状态查询询等功能模块块使用软件编编程方式要比比硬件电路简简单的多，易易于实现。综上所述，本设设计信号音检检测、自动摘摘挂机、控制制电器、双音音频解码等功功能模块使用用硬件电路实实现。而信号号音计数、密密码校验、在在线修改密码码、信息分析析、电器状态态查询等功能能模块使用软软件编程完成成。2.3传感器信信号采集设计计与分析2.3.1 防防火灾发生传传感器火灾烟雾传感器器是一种在消消防管理、安安全防范系统统中常用的报报警器材，它它工作可靠、体体积小巧，火火灾烟雾传感感器是把烟雾雾信号转换为为电信号，电路设计时时可以在背后设计专用的卡卡口以便地固定在在墙体或者天天花板上，使用时通过设设置在厨房的的感温探测器器和设置在客客厅、卧室等等的感烟探测测器，监视各各个房间内有有无火灾的发发生。如有火火灾发生控制制器发出声光光和短信报警信信号，通知家家人及小区物物业管理部门门。家庭控制制器还可以根根据有人在家家或无人在家家的情况，调调节感温探测测器和感烟探探测器的灵敏敏度。本系统统采用NISS-09C型型烟雾传感器器。2.3.2可燃燃气体泄漏传传感器通过设置在厨房房的可燃气体体探测器，监监视燃气管道道、灶具有无无燃气泄漏。如如有燃气泄漏漏家庭控制器器发出声光报报警信号，并并联动关闭燃燃气管道上的的电磁阀，同同时短信通知家人人及小区物业业管理部门。这里采用TP-2高温型一氧化碳传感器报警器需在一氧化碳浓度达到设定制值时系统应启动报警。2.3.3防盗盗传感器防盗报警的防护护区域分成两两部分，即住住宅周界防护护和住宅内区区域防护。住住宅周界防护护是指在住宅宅的门、窗上上安装门磁开开关，在对外外的玻璃窗、门门附近安装玻玻璃破碎探测测器；住宅内内区域防护是是指在主要通通道、重要的的房间内安装装被动红外探探测器或被动动红外微波波双技术探测测器。当家中中有人时，住住宅周界防护护的防盗报警警设备(门磁磁开关、玻璃璃破碎探测器器)设防，住住宅内区域防防护的防盗报报警设备(红红外探测器或或被动红外微波双技术术探测器)撤撤防。当家人人出门后，住住宅周界防护护的防盗报警警设备(门磁磁开关、玻璃璃破碎探测器器)和住宅内内区域防护的的防盗报警设设备(被动红红外探测器或或被动红外微波双技术术探测器)均均设防。当有有非法侵入时时，家庭控制制器发出声光光报警信号，并并短信通知家人及小小区物业管理理部门。另外外，通过程序序可设定报警警装置的等级级和报警器的的灵敏度。2.3.4 信信号采集设计计与分析传感器是将外界界信息转换成成电信号的装装置，其中的的电信号包括括数字信号和和模拟信号，数数字信号可以以通过电气隔隔离直接送给给单片机或微微型计算机进进行处理，模模拟信号则利利用数据采集集系统将多路路被测量值转转换成数字量量，再经过单单片机或微型型计算机进行行数据处理，实实现实时测控控。2.4 GSMM模块的接口口与设计2.4.1 TTC35模块块组成Siemenss公司的TCC35模块主主要由GSMM基带处理器器、GSM射射频模块、供供电模块(AASIC)、闪闪存、ZIFF连接器、天天线接口六部部分组成。作作为TC355的核心，基基带处理器主主要处理GSSM终端内的的语音、数据据信号，并涵涵盖了蜂窝射射频设备中的的所有的模拟拟和数字功能能。在不需要要额外硬件电电路的前提下下，可支持FFR、HR和和EFR语音音信道编码。 2.4.2 TTC35模块块通信电路数据通信电路主主要完成短消消息收发、与与微机机通信、软软件流控制等等功能。TCC35的数据据接口采用串串行异步收发发，符合ITTU-T RRS-2322接口电路标标准，工作在在CMOS电电平(2.665V)。数数据接口配置置为8位数据据位、1位停停止位、无校校验位，可以以在300bbps1115kbpss的波特率下下运行，支持持的自动波特特率为4.88kbps115kbbps（144.4kbpps和28.8kbpss除外）。TTC35模块块还支持RTTS0/CTTS0的硬件件握手和XOON/XOFFF的软件流流控制。 2.4.3 TTC35模块块与MCU连接方方式单片机与TC335一般采用用串行异步通通信接口，具具有红外和通通信电缆两种种连接方式其其中电平转换换及串口通信信功能以TII公司的MAAX32388芯片为核心心，通信速度度可设定，通通常为192200bpss。采用红外外接口的优点点是单片机系系统与手机电电气隔离，相相互不干扰，接接口各自独立立，使用方便便；缺点是通通信距离较短短，红外传播播的方向性对对接口相对位位置有要求。采采用电缆连接接时，数据传传输的可靠性性较好；其主主要缺点是接接口的电气参参数不兼容，设设计不当时就就会对手机的的通信质量产产生影响。这这个单片机系系统其实就是是一个具有GGPRS功能能的GSM手手机模块加上上单片机控制制系统，GSSM手机模块块主要是用来来建立无线信信道，接收和和发出短消息息。单片机系系统用来控制制手机模块，并并且对收到的的短消息信息息进行解释并并执行，目前前全国共有88种短消息格格式包含从互互联网平台发发出的短消息息。本系统采用用通信电缆的的连接方式。2.5 红外学学习遥控设计2.5.1 红红外学习遥控的设想对于空调、电视视等需要红外外遥控器才可可控制的红外外控制类家电电仅靠接通交交流电源是无无法使其进入入工作状态的的。因此本人人提出使用红红外遥控进行行对空调以及及其他红外电电气的控制方方案，使系统统具有的红外外学习功能可可实现对这类类家电的有效效控制。又如红外插座座、红外开关关等，虽然红外遥遥控在家电产产品中有广泛泛应用，但各各产品的遥控控器不能相互互兼容，目前前市面上常见见的万能遥控控器只能对某某几种产品进进行控制，不不是真正的“万万能”。本系系统可以学习习并记忆各种种红外控制类类家电的遥控控指令，利用用单片机对遥遥控器的发射射信号的波形形进行测量，然然后将测量的的数据回放，由由于只关心发发射信号波形形中的高低电电平的宽度，不不管其如何编编码，因此做做到了真正的的“万能”。也为整个控制器的实现提供了良好的基础。当用户可以通过任意操作方式对这类家电进行控制时，红外插座或开关会向受控电器发送相应的红外遥控指令，从而控制电器的运行状态。2.5.2 红红外学习遥控的实现经过充分的论证证和研讨，本本系统采用各设设备集中控制制的方式实现现。集中各设设备的方法是是首先对各设设备的红外遥遥控信号进行行识别并存储储，然后在需需要时进行还还原，以控制制对应设备动动作。由单片片机构成集中中控制器，它它是自学习与与还原的核心心部分，红外外接收部分由由CX201106解调电电路或一体化红外外接收头组成成，发射部分分有红外发光光管极其驱动动部分组成。通常，红外遥控控器将遥控信信号调制在338KHz的的载波上，经经缓冲放大后后送至红外发发光二极管，转转化为红外信信号发射出去去。二进制脉脉冲码的形式式有多种，其其中最为常用用的是PWMM码(脉冲宽宽度调制码)和PPM码码(脉冲位置置调制码)。PPWM码以宽宽脉冲表示11，窄脉冲表表示0。PPPM码脉冲宽宽度一样，但但是码位的宽宽度不一样，码码位宽的代表表1，码位窄窄的代表0。遥控编码脉冲信信号（以PPPM码为例）通通常由引导码码、系统码、系系统反码、功功能码、功能能反码等信号号组成。引导导码也叫起始始码，由宽度度为9ms的的高电平和宽宽度为4.55ms的低电电平组成（不不同的遥控系系统在高低电电平上有一定定的区别），用用来标志遥控控编码脉冲的的开始。系统统码也叫识别别码，它用来来指示遥控系系统的种类，以以区别其他遥遥控系统，防防止各种遥控控系统的误操操作。功能码码也叫指令码码，它代表了了相应的控制制功能，接收收机中的微控控制器可根据据功能码的数数值完成各种种功能操作。系系统反码与功功能反码是系系统码与功能能码的反码，反反码的加入是是为了能在接接收端校对传传输过程中是是否产生差错错。为了提高高抗干扰性能能和降低电源源消耗，将上上述的遥控编编码脉冲对频频率为38KKHz（周期期为26.33ms）的载载波信号进行行脉幅调制（PPAM），再再经缓冲放大大后送到红外外发光管，将将遥控信号发发射出去。 由于于遥控器的二二进制编码脉脉冲有一定的的宽度，而且且它的高低电电平均不断的的交替变化，因因此容易让我我们想到一种种容易且方便便的方法，脉脉宽测量。虽虽然它的二进进制脉冲的高高低电平的宽宽度有所不同同，但它们大大都是毫秒级级的，因而，采采用单片机的的定时器来测测量它的脉冲冲宽度，然后后存储，还原原是完全可以以实现的。实际际证明这种思思路是可行的的，而且电路路简单，容易易实现。3 硬件电路设计3.1相关芯片片及模块简介介3.1.1 MMCU SM89552AC255P简介SM8952CC25的最高高主频为255MHz,内内带8KB闪存的的MCU，SM89551/89552系列产品品是内嵌4/8K字节闪闪存的8 位单片微微控制器它具具有多达322个I/O口其4K/88K的闪存既既可作程序存存储空间也可可以作数据存存储空间或程程序数据混合合空间这些硬硬件特征和其其强大的指令令系统和其自自带可编程看看门狗使它能能应用于不同同的场合，因此是一种种通用的和性性能价格比高高的控制器，SM89551/89552允许用户户还可以通过过置位SCOONF寄存器器的位0(AALE1)来来降低EMII，其中的看门门狗定时器(WDT)是是1个16位自运行行计数器在计计数器溢出时时会产生复位位信号。WDT对那些些易受噪声干干扰电压波动动或放电现象象影响的系统统很有用在程程序跑飞或死死机的情况下下，WDT可以使使用户程序脱脱离不正常状状态。WDT不同于于8052系统统的定时器00定时器1和定时器2。通过软件周周期性的清除除WDT计数器器的值可以防防止WDT产生复复位信号。片上闪存可可以使用商用用编程器进行行编程。3.1.2 双双音多频收发发器MT88870简介MT8870是是一种带呼叫叫进展过滤器器的单片双音音多频收发器器。它包括一一个带增益可可调放大器的的DTMF接接收器和一个个DTMF发发送器。其中中滤波电路采采用高频群和和低频群两个个六阶开关电电容带通滤波波器，解码采采用数字计数数器技术来确确定输入的DDTMF音调调的频率，并并将其译成标标准的四位二二进制码。发发送器采用开开关电容D/A变换器。片片内使用了一一个脉冲计数数器，能合成成精确的音调调脉冲，保证证音调脉冲准准确的定时发发送。MT88870提供了一一个标准的微微处理器总线线接口，可以以直接与MCCS-51系系列MCU和和微机接口。它它还可以选用用呼叫进展方方式工作，通通过呼叫进展展滤波器来检检测特定通带带内的信号频频率，供微处处理机或计数数器电路分析析，以确定检检测到的呼叫叫进展音的性性质。它从接收端接收收来自电话机机的双音多频频脉冲信号该该双音多频信信号先经其内内部的拨号音音滤波器，滤滤除拨号音信信号，然后经经前置放大后后送入双音频频滤波器，将将双音频信号号按高，低音音频信号分开开，再经高，低低群滤波器，幅幅度检测器送送入输出译码码电路，经过过数字运算后后，在其数据据输出端输出出相对应的88421码。3.1.3 IISD25000系列单片片语音录放简简介美国ISD公司司的25000芯片，按录录放时间600秒、75秒、90秒和120秒分成成ISD25660、2575、2590和251200四个品种。IISD25000系列和14000系列语音音电路一样，具具有抗断电、音音质好，使用用方便等优点点。它的最大大特点在于片片内E2PRROM容量为为480K(1400系系列为1288K)，所以以录放时间长长；有10个地址输输入端(14400系列仅仅为8个)，寻址能力力可达10224位；25000系列最多可可分为6000段，只要在在分段录/放音操作前前(不少于3000纳秒)，给地址A00A9赋值值，录音及放放音功能均从从设定的起始始地址开始，录录音结束由停停止键操作决决定，芯片内内部自动在该该段的结束位位置插入结束束标志（EOOM）；而放放音时芯片遇遇到EOM标标志即自动停停止放音，设有OVF（溢出出）端，便于于多个器件级级联。3.1.4 固固态继电器(SSR)简简介继电器是本系统统的执行机构构，本系统选用D48110型固态继继电器，固态态继电器(SSSR)与机机电继电器相相比，是一种种没有机械运运动，不含运运动零件的继继电器，但它它具有与机电电继电器本质质上相同的功功能。SSRR是一种全部部由固态电子子元件组成的的无触点开关关元件，他利利用电子元器器件的点，磁磁和光特性来来完成输入与与输出的可靠靠隔离，利用用大功率三极极管，功率场场效应管，单单项可控硅和和双向可控硅硅等器件的开开关特性，来来达到无触点点，无火花地地接通和断开开被控电路。 固态继电器有三部分组成:输入电路，隔离(耦合)和输出电路。安输入电压的不同类别，输入电路可分为直流输入电路，交流输入电路和交直流输入电路三种。有些输入控制电路还具有与TTL/CMOS兼容，正负逻辑控制和反相等功能。固态继电器的输入与输出电路的隔离和耦合方式有光电耦合和变压器耦合两种。固态继电器的输出电路也可分为直流输出电路，交流输出电路和交直流输出电路等形式。交流输出时，通常使用两个可控硅或一个双向可控硅，直流输出时可使用双极性器件或功率场效应管。固态继电器有寿命长、可靠性高、灵敏度高、控制功率小、电磁兼容性好、 快速转换、电磁干扰小的优点。D4810型继电器输入电流为5-40mA，电压330V，额定输出电流10A，输出电压范围宽为20-220V，满足项目的要求。3.2 远程控控制电路设计计3.2.1振铃铃检测电路振铃检测电路如如图3.2-1所示，图中二极管有有2种作用：（1）将不确定定的线路供电电正负变为固固定的正负输输出；（2）将交流的的振铃信号变变为脉动直流流以供检测。当没有振铃信号号时，线路上上的供电电压压为48V（部分交换机为60V），经四个二极管构成的全桥整流后，不足以使62V稳压管导通，振铃信号输出端电压接近0V，当振铃信号到来时，线路上的90V交流振铃信号经全桥整流变换后90V的脉动直流电，其峰值足以击穿耐压值为62V稳压管，经电阻R1给U1提供电压，从光电耦合器输出的波形是时通时断的方波方波信号，可以直接输出至单片机的中断输入口， CPU可以根据振铃信号光电转换后的高低电平检测有无振铃。其中通过光电耦合一次侧的输入及的电流为： （33-1） 即R11取5.1KK满足设计要要求。电路中光电耦合合U1隔离了了振铃信号和单单片机的直接接连接，光电耦合器器以光电转换换原理传输信信息，它不仅仅