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带红外记忆功能的远程控制系统

专家
2014-03-16 12:05:36    评分

作者:四川大学锦江学院 刘笑梅 李莲 冯霜

指导教师:徐晋 陈理


  作品简介

  一、 作品实物图

  二. 开发背景

  在电子技术,计算机技术高速发展的当今,网络和无线通信技术已在我们日常生活中随处可见。市场需求也日趋于自动化与智能化。

  本项目设计一种终端,该终端通过无线技术连接到Internet网络,实现用户从远程计算机或移动上网设备连接该终端发射红外线来控制多种外部设备,使生活更加便捷。同时,该终端还能学习、存储红外脉冲,使用方便。

  三. 结构说明

  基于上述的开发背景,设计出带红外记忆功能的远程控制系统:用户可将任意电器遥控器上的任意按键上的红外线记录在终端上,用户通过接入无线网络的手机、电脑等来轻松控制电器设备。同时该终端还能控制传感设备采集数据,并将采集到的数据反馈到计算机或手机上。

  该系统主要由最小系统模块、温度检测模块、RM04无线模块构成,用液晶显示模块、发声模块、电机模块、LED模块模拟电器设备。这些模块都是围绕IAP15F2K61S2单片机设计开发,红外接收模块将采集到红外信号存储在单片机里,用户通过电脑、手机等终端发送信号经由WIFI模块给单片机,单片机接收到信号后查找存储区域内的红外脉冲信号,并将红外信号发送给设备,从而对设备进行控制。系统总体结构图如图1所示:

  四. 系统功能

  打开主控用户界面并选择连接网络,同时将带红外学习功能的远程控制终端开启。在开启的状态下,可通过按键及用户应用程序对设备遥控器的红外编码进行学习,同时对已经记录过的按键可直接通过手机、电脑等设备来实现这些按键的功能从而控制电器设备。同时该终端还具有温度采集功能,当你按下温度采集键,该终端就会将采集到当时的室内温度并反馈到主控设备上。

  在该设计中,本小组用电机,LED灯,蜂鸣器,液晶显示模块来模拟电器设备,通过对红外编码的记忆再通过手机、电脑等设备实现对这些外部设备的控制。

  五. 使用说明

  1.安装用户APP软件。

  2.主控计算机或手机接入网络。

  3.学习:打开用户应用程序,按下学习键,选择存储区域,指示灯亮起,对准红外接收模块按需学习的键,待指示灯熄灭学习结束。如果学习失败,可重新学习。

  4.如果指示灯出现异常(如:一直不熄灭),按复位键重新学习。

  5.学习编码完成后,可通过手机、电脑等终端控制电器设备。

  6.按下温度采集键,主控电脑或手机上会显示当时的室内温度。

  六.产品的先进性及创新性

  1. 具有红外信号记忆功能。

  2. 该系统可远程控制电器设备,使用更加方便快捷。

  3. 通过主控机、智能手机以及平板电脑实现红外电器设备的统一控制。

  七. 产品实用性

  1. 系统小巧,轻便,成本低,易于安装,操作简单。

  2. 装置灵敏度高,可通过手机、电脑等来控制电器设备。

  3.无线信号稳定,操作简单,即学即用。

  4.无需布线,安装方便。

  5.针对该系统开发了基于安卓系统的手机应用程序,用户使用方便。


  平台选型说明

  本系统是基于IAP15F2K61S2单片机系统、HLK-RM04无线模块的带记忆功能的无线红外控制终端,实现了远程控制、红外记忆、红外遥控、温度显示等功能。

  设计说明

  一. 设计方案

  本系统由IAP15F2K61S2单片机最小系统、红外发射模块、RM04无线模块组成整个系统。液晶显示模块、发声模块、电机模块、LED模块模拟外部设备,系统总体方案图如图2所示:

  1. 控制系统(MCU)模块

  采用最新STC15系列IAP15F2K61S2 芯片。IAP15F2K61S2 是一种集成度高,功能强的单片机芯片,增强型8051 CPU,1T,单时钟/机器周期,速度比普通8051快8-12 倍且串口齐全。适合于可靠性高,速度快和扩展功能强的应用系统。与以前的51系列单片机相比,IAP15F2K61S2增添了许多功能,同时其可靠性和速度也有了很大提高。

  2. 无线模块(HLK-RM04)

  该模块是一种低成本嵌入式UART-ETH-WIFI(串口-以太网-无线网)模块,是基于通用串行接口的符合网络标准的嵌入式模块,内置TCP/IP 协议栈,能够实现用户串口、以太网、无线网(WIFI)3 个接口之间的转换。通过HLK-RM04 模块,传统的串口设备在不需要更改任何配置的情况下,即可通过Internet 网络传输自己的数据。为用户的串口设备通过网络传输数据提供完整快速的解决方案。

  3. 红外发射模块

  采用NE555构成震荡电路给红外脉冲提供38K载波。

  4.温度采集模块

  采用IAP15F2K61S2单片机开发板上的温度传感器组成温度采集电路。

  5. 外部模拟设备

  外部模拟设备由电机模块、液晶显示模块、发声模块、LED模块构成,电机模块采用ULN2003A来提高驱动能力从而驱动电机。液晶显示模块采用1602液晶

  为显示器。发声模块采用简易蜂鸣器组成发声模块。LED模块采用发光二极管和电阻构成该模块。

  二.设计原理

  1.控制系统(MCU)模块

  MCU模块主要采用STC15系列IAP15F2K61S2 芯片,该模块实现对红外遥控器编码的存储、发射以及向用户控制终端反馈信息。MCU模块电路原理图如图3所示:

  2. 红外发射模块

  采用NE555构成占空比可调的震荡电路产生38K载波,滑动变阻器调节占空比。单片机输出的信号与38K载波调制后,经红外发射管发射出去。红外发射模块电路原理如图4所示:

  3. 电机模块

  采用ULN2003A来提高驱动能力来驱动电机。用单片机的I/O控制。电机电路原理图如图5所示:

  4. 液晶显示模块

  液晶显示采用LCD1602液晶显示屏。通过单片机程序控制液晶屏显示。液晶显示的电路原理图如图6所示:

  5. 发声模块

  本模块采用大功率三极管8550及蜂鸣器组成,用单片机的I/O控制。蜂鸣器电路原理图如图7所示:

  6.LED模块

  本模块用LED灯加上拉电阻构成,通过程序实现LED灯的流水显示,亮灭等功能。电路原理图如图8所示:

  7.温度采集电路

  采用DS18B20数字温度传感器进行温度的监测,并返回所测量的温度。单片机在接收到返回的温度后,通过WIFI模块将温度发送到控制端显示,用户通过显示的温度对家电进行控制。数字温度传感器电路原理图如图9所示:

  三.程序设计

  1.主控端红外记忆及发射程序

  该程序用于选择学习模式、温度采集模式及发射模式,并执行相关操作,程序流程图如图10所示:

  2.红外脉冲解码程序

  单片机接收红外编码进行解码、判断并执行对应操作,其程序流程图如图11所示:

  3.手机应用程序

  该应用使用eclipse开发,以android 作为TCP客户端进行通信,采用socket套接字并基于面向连接的、可靠的、基于字节流的TCP协议。

此文档的相关视频来自:http://v.eepw.com.cn/video/play/id/13521

 




关键词: 手机     终端     单片机     控制系统    

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