羅明璋 (長江大學(xué)電子信息學(xué)院，油氣資源與勘探教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

王宏麗 (四機(jī)賽瓦石油鉆采設(shè)備有限公司，湖北 荊州 434000)

王軍民 (油氣資源與勘探教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

基于手機(jī)平臺(tái)的無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

羅明璋 (長江大學(xué)電子信息學(xué)院，油氣資源與勘探教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

王宏麗 (四機(jī)賽瓦石油鉆采設(shè)備有限公司，湖北 荊州 434000)

王軍民 (油氣資源與勘探教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

為適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)和智能家居對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)控制終端的需求，結(jié)合手機(jī)高普及率得天獨(dú)厚的條件，充分利用MTK 平臺(tái)的高集成度和可二次開發(fā)的特性，提出并實(shí)現(xiàn)了基于手機(jī)平臺(tái)的無線網(wǎng)絡(luò)總控制終端。測(cè)試結(jié)果表明，基于手機(jī)平臺(tái)的無線網(wǎng)絡(luò)控制終端的設(shè)計(jì)方案切實(shí)可行；與同類產(chǎn)品相比，具有價(jià)格低廉、開發(fā)周期短的優(yōu)點(diǎn)，具有很大的推廣價(jià)值。

MTK 平臺(tái)；無線網(wǎng)絡(luò)；控制終端

近幾年來物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)從概念熱進(jìn)入實(shí)質(zhì)性階段，其思想得到越來越多的領(lǐng)域的親睞，特別是在脫離人的工作環(huán)境中；另外隨著移動(dòng)互聯(lián)的興起，越來越多的用戶在移動(dòng)中便能通過無線網(wǎng)絡(luò)通信。因此，結(jié)合用戶的需求以及移動(dòng)互聯(lián)的高速發(fā)展，開發(fā)出一套能隨時(shí)隨地控制遠(yuǎn)程設(shè)備的產(chǎn)品顯得迫切和需要。盡管國內(nèi)外目前已有成熟的、支持遠(yuǎn)程控制的產(chǎn)品運(yùn)用于工業(yè)控制、智能家居、遠(yuǎn)程抄表等行業(yè)，但大多面臨著價(jià)格昂貴、功能單一、過于依賴PC和布線復(fù)雜等不足，普遍采用ARM和單片機(jī)作為遠(yuǎn)程控制的總控制終端，開發(fā)周期長和控制方式單一是目前發(fā)展的瓶頸。為此，筆者將高度集成的手機(jī)開發(fā)模塊作為遠(yuǎn)程遙控的總控制終端[1]，充分利用其GSM、MMS、多媒體、藍(lán)牙和紅外等模塊具有的通信和數(shù)據(jù)采集的功能，結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行端口擴(kuò)展、負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)等二次開發(fā)，從而達(dá)到縮短開發(fā)周期和降低成本的目的。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

圖1 基于手機(jī)平臺(tái)的無線網(wǎng)絡(luò)整體框架

系統(tǒng)方案總體框圖如圖1所示，由客戶端、總控制終端、負(fù)載3部分組成。

1)客戶端 客戶端是客戶遙控遠(yuǎn)程總控制終端的設(shè)備，它通過無線通信協(xié)議控制基于手機(jī)平臺(tái)的遠(yuǎn)程終端，筆者研究的主要目的是實(shí)現(xiàn)用戶在有無線通信信號(hào)的地方通過客戶端遠(yuǎn)程遙控總控制終端?？蛻舳俗鳛榭蛻綦S身攜帶的控制設(shè)備，應(yīng)能滿足客戶的要求且方便實(shí)用(體積小、操作方便等)，筆者選擇客戶使用的手機(jī)作為客戶端，利用手機(jī)的無線通信功能能有效地與總控制終端通信。

2)總控制終端 總控制終端是以手機(jī)開發(fā)平臺(tái)為核心，通過擴(kuò)展輸入輸出端口、負(fù)載匹配和驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)等二次開發(fā)完成對(duì)外圍設(shè)備的控制。筆者選擇基于MTK平臺(tái)的手機(jī)開發(fā)基帶芯片MT6225，該芯片主要是基于GSM的無線通信基帶芯片，其基于C語言的軟件系統(tǒng)可方便地進(jìn)行二次開發(fā)[1]，豐富的GPIO口可拓展任何需要控制的負(fù)載。

3)負(fù)載 負(fù)載為總控制終端要控制的對(duì)象，根據(jù)不同控制對(duì)象的電氣特性需要擴(kuò)展不同的接口電路。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

圖2 基于手機(jī)平臺(tái)的智能家居系統(tǒng)

圖2 為基于手機(jī)平臺(tái)的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在智能家居中的應(yīng)用。該系統(tǒng)將可進(jìn)行二次開發(fā)的手機(jī)平臺(tái)作為家居的總控制器，利用該手機(jī)平臺(tái)的短信、彩信、多媒體功能以及豐富的GPIO口外接負(fù)載。通過任何一部帶GSM和MMS功能的手機(jī)(不需要安裝任何軟件，也不一定要3G手機(jī))發(fā)送指令控制用戶自家的家用電器，控制成功后返回被控制器的情況(網(wǎng)絡(luò)阻塞情況或者其他異常情況下，用戶發(fā)送短信沒能控制該遠(yuǎn)程終端，就不會(huì)返回控制信息，用戶可以再次發(fā)送指令來達(dá)到自己的目的)。同時(shí)該終端具有檢測(cè)的功能，當(dāng)家里發(fā)生異常情況時(shí)，該終端通過外接的各類傳感器檢測(cè)到家里的異常情況，立即采取報(bào)警措施并將發(fā)生異常情況的場景拍攝下來并同時(shí)使用短信和彩信功能報(bào)告給用戶，并通過傳回的照片能方便地取證，這樣就能阻止意外情況的進(jìn)一步發(fā)生。限于篇幅，筆者僅通過對(duì)臺(tái)燈的控制來介紹系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

圖3 臺(tái)燈驅(qū)動(dòng)電路

1)臺(tái)燈驅(qū)動(dòng)電路 臺(tái)燈驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示。驅(qū)動(dòng)電路的核心芯片為MOC3061，該芯片為高絕緣性能的光電隔離器件，能用TTL電平驅(qū)動(dòng)[2]。臺(tái)燈的開關(guān)接在MOC3061的4腳和6腳。筆者的設(shè)計(jì)通過改變MT6225的GPIO0的狀態(tài)控制MOC3061的4腳和6腳的通斷，從而達(dá)到控制臺(tái)燈亮、滅的目的。電路中R1為限流電阻，使MOC3061的輸入電流為15mA；R2是雙向可控硅的門極電阻，可以提高抗干擾能力；R3為MOC3061的輸出限流電阻；Q1為穩(wěn)壓管，設(shè)計(jì)選用1N4001；R4和C1為浪涌吸收電路。

2)MTK平臺(tái)控制臺(tái)燈流程 MTK平臺(tái)[3]控制臺(tái)燈流程如圖4所示。

3 系統(tǒng)測(cè)試

圖5為MTK手機(jī)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)臺(tái)燈測(cè)試效果圖。客戶端為任意一款支持短信功能的手機(jī)，總控制終端為MTK手機(jī)開發(fā)平臺(tái)，外接負(fù)載為臺(tái)燈。圖3中GPIO0默認(rèn)為低電平，剛接上時(shí)臺(tái)燈處于熄滅狀態(tài)，用手機(jī)發(fā)送短信內(nèi)容為“on”的指令到基于MTK平臺(tái)的遠(yuǎn)程控制終端時(shí)，臺(tái)燈亮，遠(yuǎn)程控制終端返回信息“the bulb turn on successfully”，用手機(jī)發(fā)送短信內(nèi)容為“off”的指令到基于MTK平臺(tái)的遠(yuǎn)程控制終時(shí)，臺(tái)燈熄滅，遠(yuǎn)程控制終端返回信息“the bulb turn off successfully”。發(fā)送其他內(nèi)容的短信指令到遠(yuǎn)程控制終端時(shí)，臺(tái)燈沒有響應(yīng)且不返回任何信息。

4 結(jié) 語

將手機(jī)平臺(tái)作為遠(yuǎn)程總控制終端，通過客戶端手機(jī)發(fā)送約定指令的短信控制該總控制終端的思想及其外接負(fù)載的思想在研究中首次被提出。筆者通過將MTK手機(jī)開發(fā)模塊作為遠(yuǎn)程總控制終端，對(duì)其二次開發(fā)，提出和實(shí)現(xiàn)了基于手機(jī)平臺(tái)的無線網(wǎng)絡(luò)總控制終端的設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)過程和系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果表明，基于手機(jī)平臺(tái)的無線網(wǎng)絡(luò)控制終端的設(shè)計(jì)的方案切實(shí)可行。

圖4 MTK平臺(tái)控制臺(tái)燈流程圖

圖5 MTK手機(jī)平臺(tái)驅(qū)動(dòng)臺(tái)燈測(cè)試效果圖

[1]趙志新,王紹偉,霍志強(qiáng),等.MTK手機(jī)開發(fā)入門[M].北京:人民郵電出版社，2010.

[2]曹曉偉.MOC3061系列光電雙向可控硅驅(qū)動(dòng)器[J].國外電子元器件,1996(12):2-4.

[3]張明云,羅明璋,王軍民,等.基于MTK平臺(tái)的短信控制遠(yuǎn)程終端的實(shí)現(xiàn)[J].單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用，2011(2)：30-32.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409.2012.01.038

TN929.5

A

1673-1409(2012)01-N118-03