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        智能空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

        2020-11-06 03:47:34方飛
        商品與質(zhì)量 2020年40期
        關(guān)鍵詞:遙控紅外遠(yuǎn)程

        方飛

        廣東美的制冷設(shè)備有限公司 湖北武漢 430056

        隨著各種電信、互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字化智能家居應(yīng)運(yùn)而生,使得人們可以通過手機(jī)或電話在任何時(shí)候、任意地點(diǎn)對(duì)家中的任意電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。對(duì)于無需紅外遙控的家居電器,一般需要各種傳感器采集信號(hào)數(shù)據(jù),再經(jīng)過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,借助電信或互聯(lián)網(wǎng)模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。而對(duì)于像電視、空調(diào)等由紅外控制的家電,其遠(yuǎn)程控制過程相對(duì)復(fù)雜,需要增加學(xué)習(xí)型遠(yuǎn)程紅外遙控功能。為了解決遠(yuǎn)程紅外遙控的問題,本文針對(duì)智能空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。

        1 智能空調(diào)產(chǎn)品調(diào)研

        1.1 室內(nèi)污染物的凈化

        由于環(huán)境問題的日益突出及污染的危害性,凈化功能已經(jīng)成為空調(diào)的基礎(chǔ)功能。美的采用新一代靜電空氣殺菌濾清技術(shù),空調(diào)送出的永遠(yuǎn)是舒適、健康、環(huán)保的清風(fēng);格力空調(diào)的過濾網(wǎng)具有防霉抗菌的功能,這種過濾網(wǎng)可以有效過濾到房間的空氣,能為居室打造更為健康的生活環(huán)境。

        1.2 舒適健康的送風(fēng)模式

        空調(diào)送風(fēng)的速度、方向等方面直接影響用戶體驗(yàn)。利用智能化的數(shù)據(jù)反饋,設(shè)計(jì)舒適健康的送風(fēng)模式,避免長(zhǎng)期使用空調(diào)引起感冒、頭痛等健康問題。在送風(fēng)功能上,格力空調(diào)新悅風(fēng)系列創(chuàng)新出運(yùn)動(dòng)雙導(dǎo)風(fēng)板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),通過上下導(dǎo)風(fēng)板獨(dú)立控制,改變雙導(dǎo)風(fēng)板送風(fēng)軌跡,實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)送風(fēng),使暖風(fēng)近距離落地,冷風(fēng)不吹人[1]。

        1.3 個(gè)性化環(huán)境模式的定制

        從人的角度出發(fā),可根據(jù)用戶生活情境(如睡眠、運(yùn)動(dòng)等)制定個(gè)性化環(huán)境模式,體現(xiàn)出智能空調(diào)的舒適健康性能。美的空調(diào)今年推出的Air 空間站是一款集加濕器、除濕器、空氣凈化器、清新器及空調(diào)5 大功能的微氣候調(diào)節(jié)器。

        2 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

        智能空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)組成如圖1 所示。本系統(tǒng)的硬件模塊包括:STC89C52 單片機(jī),GSM 通信模塊,紅外學(xué)習(xí)模塊,繼電器,LCD1602 液晶顯示器。雖然紅外遙控在家電產(chǎn)品中有廣泛應(yīng)用,但各產(chǎn)品的遙控器不能相互兼容。本系統(tǒng)采用紅外學(xué)習(xí)模塊,可以學(xué)習(xí)并記憶各種紅外控制類家電的遙控指令,利用單片機(jī)對(duì)遙控器的發(fā)射信號(hào)的波形進(jìn)行測(cè)量,然后將測(cè)量的數(shù)據(jù)回放,只關(guān)心發(fā)射信號(hào)波形中的高低電平的寬度,不管其如何編碼??蛇h(yuǎn)程遙控不同型號(hào)的空調(diào)。

        圖1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖

        2.1 紅外學(xué)習(xí)模塊電路

        針對(duì)紅外控制系統(tǒng)而言,其有多部分構(gòu)成,如電源模塊、串口電路模塊、ARM 處理器、無線通信模塊及紅外學(xué)習(xí)模塊等。對(duì)于此系統(tǒng)的ARM 處理器而言,選用的是ARMcortexA8 嵌入式開發(fā)板pcDuino(LinkSrite 公司產(chǎn))。其核心處理器選擇的是AllwinnerA10。DRAM 的容量是1GB,而板載存儲(chǔ)為2GBFlash,與Arduino 接口完全兼容。其實(shí)為一個(gè)性價(jià)比、性能皆高的迷你PC平臺(tái),能借助內(nèi)置的HDMI接口,將視頻輸出至顯示屏或電視上,可運(yùn)行諸如Ubuntu 等PC 操作系統(tǒng)。

        ①串口電路設(shè)計(jì)。對(duì)于pcDuino 開發(fā)板來講,其設(shè)置有USB接口2 個(gè),而紅外學(xué)習(xí)模塊所選用的是USB0 接口,借助此接口,不僅能完成數(shù)據(jù)傳輸,而且還能進(jìn)行命令交換。因紅外學(xué)習(xí)模塊與pcDuino 間的通信,需借助USB 轉(zhuǎn)串口模塊來達(dá)成,所以系統(tǒng)在電平轉(zhuǎn)換信號(hào)方面,選用的是CH341T 芯片。②無線通信模塊。在pcDuino 開發(fā)板上,并無無線通信模塊,因此需要借助外接模塊來獲得無線通信功能。當(dāng)前比較常用的無線技術(shù)為RFID、ZigBee、Wifi 等,其中,針對(duì)Wifi 通信來講,其擁有WPA2 安全性能,而且還有著比較高的傳輸速率以及比較大覆蓋范圍,因而能夠較好的滿足本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信需要。將WIFI-PCDUINO(pcDuino 官方)當(dāng)作系統(tǒng)的無線通信模塊,其內(nèi)部選用的芯片類型為RT5370,不僅支持USB2.0,而且還支持IEEE802.11/B/G/N標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)傳輸速率為150Mbps,而最高工作頻率為2.473GHz,最低為2.411GHz,因?yàn)樵诙囝愋颓度胧讲僮飨到y(tǒng)中,其均能運(yùn)行。③紅外學(xué)習(xí)模塊。為了能強(qiáng)化職能加劇控制系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性,降低開發(fā)難度,減少開發(fā)時(shí)間,將紅外學(xué)習(xí)模塊(全方位下載型紅外遙控學(xué)習(xí)模塊)應(yīng)用于此系統(tǒng)中,此模塊能夠?qū)κ忻嫔霞s99% 的遙控器進(jìn)行學(xué)習(xí)(如DV、投影儀、空調(diào)及電視等)。另外,其采取的是以電器為單位組織,能夠同時(shí)支持多種電器,且無電時(shí)數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失;還需要指出的是,其還能同時(shí)控制多個(gè)設(shè)備,指令比較簡(jiǎn)單。④電源模塊。系統(tǒng)供電所采用的是9V 直流電源,而pcDuino 與紅外學(xué)習(xí)模塊的供電電壓都是+5V,這里,借助7805變壓芯片,把9V 電壓向+5V 輸出轉(zhuǎn)變[2]。

        2.2 GSM 短信模塊

        GSM 通信模塊電路。本GSM 通信模塊用的是SIM900A 模塊,模塊的引腳TX 與單片機(jī)RX 相接,模塊RX 引腳與單片機(jī)引腳TX相接。濾波電容C4 與并聯(lián)在電源電路輸出端,可使短信發(fā)送模塊更穩(wěn)定,可使電源直流輸出平滑穩(wěn)定,降低了交變電流對(duì)模塊工作正常性能的影響。GSM 模塊用的是UART 通信協(xié)議,UART 協(xié)議是一種通用數(shù)據(jù)總線的名稱,用于異步通信,在SIM900A 中用于主機(jī)與通信設(shè)備之間的通信。

        3 結(jié)語

        通過引入學(xué)習(xí)型遠(yuǎn)程紅外遙控和GSM 通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)智能空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),打破了空間限制,解決了以往遠(yuǎn)程控制電器的通信方式如固有電話撥號(hào)、以太網(wǎng)、集成系統(tǒng)等帶來的易遭破壞、功耗大、成本高等問題,讓節(jié)省資源更方便、使用起來更便捷。同時(shí),該智能空調(diào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)小巧,功耗低,操作容易,擴(kuò)展能力強(qiáng),可廣泛應(yīng)用于圖書館,學(xué)校課室等領(lǐng)域,其應(yīng)用前景十分廣闊[3]。

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