許朋++梁雨++張春亞++卞小亮++張認(rèn)
摘 要
本文設(shè)計的遠程紅外控制器集成了紅外發(fā)射模塊,可通過手機在任何地方對家中所有品牌的空調(diào)、電視機等家用電器進行遠程控制。還集成有線網(wǎng)口和Wi-Fi,具有家用路由器的全部功能;內(nèi)置天線,可以增強Wi-Fi信號;內(nèi)置溫度傳感器,可根據(jù)溫度數(shù)據(jù)實現(xiàn)對空調(diào)的智能控制,在保證室內(nèi)溫度舒適的情況下節(jié)約電能。
【關(guān)鍵詞】遠程控制 OpenWRT 開關(guān)電源 嵌入式系統(tǒng)
1 引言
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,以及人們對生活智能化需求的增長,無線控制技術(shù)在智能家居生活中顯得越來越重要。本文所設(shè)計的遠程紅外控制器可以通過手機遠程遙控家中的家用電器,為人們的生活帶來極大的便利。
2 設(shè)計方案
本系統(tǒng)使用手機通過互聯(lián)網(wǎng)向終端控制器發(fā)送指令,終端控制器通過RT5350Wi-Fi模塊接收指令之后,控制繼電器的閉合和斷開,或向串口2轉(zhuǎn)發(fā)指令,RT5350的串口2與單片機相連,使單片機控制的紅外模塊發(fā)送和指令相對應(yīng)的紅外信號,從而通過紅外信號遙控家用電器。溫度傳感器將采集的溫度信息傳輸?shù)絉T5350,再通過互聯(lián)網(wǎng)將信息傳送至手機。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1。
設(shè)計主要分為如下幾個部分:
2.1 電源模塊
電源模塊采用RM3273S電源芯片,RM3273S是離線式PFM電源管理芯片,采用原邊反激拓?fù)鋺?yīng)用電路,省掉了光耦和TL431部分。它的內(nèi)部集成了高精度恒壓控制器,可實現(xiàn)不超過5%的精度控制。
RM3273S集成了多種保護功能,有過壓保護、過壓箝位和欠壓鎖定等功能;另內(nèi)置抖頻技術(shù)可提高抗EMI能力。
整個電源模塊大小為34mm*22mm*18mm,遠小于一般電源模塊,可實現(xiàn)作品的小型化。
2.2 網(wǎng)絡(luò)信號接收模塊
RT5350 CPU實現(xiàn)終端設(shè)備和服務(wù)器的通信,RT5350 CPU內(nèi)部集成了802.11n1*1MAC/基帶處理器,2.4GHz1*1射頻單元,射頻功率放大器,是一顆高性能的MIPS 24Kc CPU內(nèi)核(最高主頻360MHz)。RT5350芯片通過移植OPENWRT嵌入式系統(tǒng),實現(xiàn)CPU與服務(wù)器的通信,及通過與微處理器串口UART相連,實現(xiàn)CPU與微處理器的信息交互。
RT5350的串口1用于和計算機通信,是RT5350微處理器的的控制臺。串口2和微處理器相連,將接收到的網(wǎng)絡(luò)信息轉(zhuǎn)發(fā)至串口2。
2.3 紅外信號發(fā)送模塊
單片機通過串口UART接收RT5350模塊的信息,然后發(fā)射相應(yīng)的紅外信號,控制家用電器。單片機內(nèi)部集成絕大部分的空調(diào)紅外信號,同時單片機還可以學(xué)習(xí)已經(jīng)發(fā)送過的紅外信號,實現(xiàn)對所有家用電器的控制。
2.4 USB模塊
可擴展USB相關(guān)的產(chǎn)品,如USB功能的攝像頭。也可通過USB對設(shè)備進行充電。
2.5 繼電器模塊
RT5350通過接收手機發(fā)送的指令,控制繼電器的斷開和閉合,從而實現(xiàn)對輸出220V交流電的通斷。
2.6 有線網(wǎng)口模塊
通過網(wǎng)線網(wǎng)口1連接外網(wǎng),網(wǎng)口2連接內(nèi)網(wǎng)。計算機通過連接網(wǎng)口2,可實現(xiàn)訪問外網(wǎng)的功能,從而使該智能設(shè)備擁有路由器的全部功能。
3 程序編寫
本設(shè)計嵌入式操作系統(tǒng)采用OpenWRT,該嵌入式操作系統(tǒng)是一個具有高度自動化、模塊化的Linux嵌入式系統(tǒng),擁有強大的網(wǎng)絡(luò)組件和擴展性,自帶的OpenWrt SDK編譯開發(fā)環(huán)境更簡化了開發(fā)軟件的工序。本文程序編寫流程圖如圖2。
4 結(jié)語
本設(shè)計可用于各種家用電器設(shè)備的遠程無線遙控。可以單獨做成終端產(chǎn)品,也可以嵌入到家用電器中實現(xiàn)遠程控制。本設(shè)計具有以下優(yōu)勢:
(1)設(shè)計將無線開關(guān)控制器與無線路由器相結(jié)合,可以省去多余的家用電器設(shè)備。
(2)本設(shè)計采用RT5350作為CPU,內(nèi)部集成了基帶處理器,射頻,射頻功率放大器,功能較為全面;RT5350價格低廉;體積??;容易擴展,GPIO多,包含JTAG,USB,I2C,I2S,PCM,網(wǎng)線,串口等;支持多種電源電壓,用3.3V~6V供電都可以,無線信號較其他Wi-Fi SOC芯片更為穩(wěn)定,可以給使用者帶來更為順暢穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)體驗。
(3)有四個紅外線發(fā)射端,信號強度更大,覆蓋范圍更廣,可以實現(xiàn)對家用電器的360°無死角控制。
(4)內(nèi)部集成220V轉(zhuǎn)5V的電源模塊,無需另加降壓模塊。
(5)本設(shè)計通過采集室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)信息,可實現(xiàn)智能控制空調(diào)的輸出溫度,在保證室內(nèi)溫度適宜的前提下節(jié)約電能。
本設(shè)計不但可以獨立做成智能終端,而且也可以在家用電器中直接嵌入使用,實現(xiàn)家用電器的遠程智能控制。具有價格低廉,易于擴展,性能穩(wěn)定,交互性良好等優(yōu)勢,可以大力推動物聯(lián)網(wǎng)智能家居的發(fā)展。
參考文獻
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作者單位
江蘇師范大學(xué) 江蘇省徐州市 221116