遠程控制系統精選(九篇)

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第1篇：遠程控制系統范文

隨著我國信息事業的持續、快速發展,通信基礎設施日臻完善,固定電話、移動電話用戶總數接近兩億.利用現有的個人通信終端,實現基于PLMN(陸基移動通信網)和PSTN(公用電話交換網)的電話遠程控制系統,既可以節約投資,又便于推廣.電話遠程控制系統(ITRCS),以CCITT及我國標準共同規定的部分標準程控交換信令(DTMF雙音多頻信號,振鈴信號,回鈴音信號等)作為系統控制命令,以PLMN與PSTN通信網作為傳輸介質,使用戶可以在遠端利用固定電話或移動電話發送DTMF雙音多頻信號,實現對近端電器設備的遠程控制.信令傳輸示意圖如圖1所示.

2電話遠程控制系統的體系結構

電話遠程控制系統接收遠端發送來的DTMF信號,并對其進行解碼,解碼后的信號再由中央處理單元采集處理;為了方便用戶使用,系統設計了語音提示界面;電話遠程控制系統一般工作在元人值守環境,所以應具有自動離線、上線、復位功能;為了符合智能化要求,系統采用80日作為中央處理器.同時,電話遠程控制系統正常工作還需電源供電電路、驅動電路等輔助電路.智能電話遠程控制系統的體系結構如圖2所示.

可以看出,系統主要由DTMF音頻解碼電路、語音提示電路、離線/上線/復位電路、中央處理單元、驅動電路、電源電路等組成.

3各部分電路及工作原理

3.1中央控制電路

中央控制電路的主要功能是接收鈴流檢測電路和DTMF解碼電路的中斷信號,發送對上線/離線/復位電路和受控設備的控制信號,對語音錄放電路進行尋址操作,接收DTMF解碼電路的四位二進制數據(見圖2).

3.2DTMF音頻解碼電路

DTMF(DualToneMultiFrequency)雙音多頻信號解碼電路是目前在按鍵電話(固定電話、移動電話)、程控交換機及無線通信設備中廣泛應用的集成電路.它包括DTMF發送器與DTMF接受器,前者主要應用于按鍵電話作雙音頻信號發送器,發送一組雙音多頻信號,從而實現音頻撥號.雙音多頻信號是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號,CCITT和我國國家標準都規定了電話鍵盤按鍵與雙音多頻信號的對應關系如表所示.

表電話撥號數字對應的高低頻率組合關系

電話遠程控制系統采用MITEL公司生產的MT8870DTMF接受器作為DTMF信號的解碼核心器件.MT8870主要用于程控交換機、遙控、無線通信及通播系統,實現DTMF信號的分離濾波和譯碼功能,輸出相應16種頻率組合的四位并行二進制碼.MT8870具有撥號音抑制和模擬信號輸入可調功能,所以在設計MT8870DTMF解碼電路時,只需外加一些阻容元件即可.DTMF解碼電路如圖3所示.

遠端用戶發送的DTMF信號,經搞合電容的隔直流作用后,由MT8870接收并進行譯碼,輸出的四位并行二進制數據直接與8051單片機的P0.0～P0.3連接,MT8870在DTMF信號碼變換完成后,由CID端發送中斷信號INT1,通知8051數據準備好.

3.3語音提示電路

電話遠程控制系統利用語音提示電路實現用戶和系統的交流.語音提示電路預先存儲若干段系統提示音,8051中央處理單元電路判斷用戶發送的DTMF信號后,對語音提示電路進行尋址,播放相應的提示音,從而向用戶反饋信息提示下一步該如何操作.

本系統選用美國ISD公司的ISD2590單片語音錄放集成電路作為語音提示電路的核心部分.ISD2590采用E2PROM存儲器,信息可永久保存,零功能存儲;它還采用了DA盯直接模擬量存儲技術,因而能較好地保留語音信息中的有效成分,提高錄放音的清晰度.ISD2590可以存儲長達90s的語音,能夠實現1～600段語音分段,每段錄放音均有一個起始端,該起始端地址選擇由A0～A9確定.ISD2590的電路也非常簡單,只需少許阻容元件即可,并且它易與單片機接口,實現分段尋址功能.ISD2590的內部功能如圖4所示.

系統在接收遠端用戶發送的DTMF信號以后,根據軟件設定,對語音電路進行尋址放音.例如系統收到用戶發出的"1234'''',用戶密碼信號時,若密碼正確,則尋址播放語音提示"密碼正確",否則,尋址播放語音提示"密碼錯誤".需要提出的是,ISD2590".只有A0～A910根地址線,顯然不能對480K模擬存儲陣列直接尋址,從圖4可以知道,ISD2590的地址線是先經過解碼器解碼后再對480K模擬存儲陣列進行尋址的.

3.4系統上線／離線/復位電路

當DTMF信號解碼電路及語音提示電路與用戶電話線連通時,我們稱系統處于上線(Odine)狀態;反之,當DTMF信號解碼電路及語音提示電路與用戶電話線斷開時,我們稱系統處于離線(Offline)狀態.只有在電話遠程控制系統工作時,系統才應處于上線狀態.這樣做的目的是避免用戶呼叫系統時的高壓振鈴信號(可達120VMS)及線路上其他高壓噪聲對DTMF信號解碼電路及語音提示電路產生危害.上線/離線/復位功能的實現,也是由系統硬件電路和軟件共同實現的.

3.4.1系統上線電路

系統上線電路的功能是檢測程控交換機發送的振鈴鈴流信號,然后通過中斷方式通知8051單片機,根據軟件設定,閉合系統上線/離線/復位開關電路,開啟UrMF信號解碼電路和語音提示電路與電話用戶線的連接.上線電路的主要部分是鈴流檢測電路.鈴流信號是當遠端用戶呼叫電話遠程控制系統時,由程控交換機向電話遠程控制系統發送的控制信令.系統采用TCA3385芯片作為鈴流檢測電路的核心部件.TCA3385是一種性能穩定的振鈴信號轉換、檢測器件,常用于電話機、應答器等儀器儀表.它的PDO端(如圖5)是振鈴檢測輸出端,在振鈴信號穩定后,此端會變為高電平輸出.RDO端可直接與8051單片機相連,作為8051的中斷信號INT0.TCA3385的內部功能及外部電路如圖5所示.

當電話遠程控制系統處于離線狀態時,只有鈴流檢測電路與用戶電話線相連,而TCA3385能承受較高電壓的沖擊,保證了系統的完全穩定性.

3.4.2離線/復位電路

用戶對電話遠程控制系統操作完成后,發出結束命令,8051單片機斷開系統上線/離線/復位開關電路,系統離線.如果用戶出現誤操作或忘記發送結束命令時,系統根據軟件設定,斷開系統上線/離線/復位開關電路,使系統離線,并初始化軟件設定.

3.5驅動電路

電話遠程控制系統對受控設備的控制,要通過8051單片機對繼電器的閉合才能實現,因此,在8051單片機與繼電器之間必須設置一個繼電器驅動電路.本系統采用摩托羅拉公司的MC1413,來關閉與開啟繼電器開關(圖6).

4系統軟件

如何利用有限的16種DTMF信號實現多樣的系統控制功能,是系統成功與否的關鍵,借助于軟件編程,系統可以對16種DTMF信號的任意組合進行解釋,從而大大豐富了系統功能.系統軟件的流程結構并不復雜,這里只介紹系統軟件主要功能要求:

(1)系統身份認證功能為了保證只有合法用戶才能操作系統,電話遠程控制系統上線以后,用戶必須輸入密碼,待系統確認后才具有對系統的操作權限.

(2)用戶信令解釋功能對收到的用戶信號,系統按照軟件設定加以解釋,并決定對語音提示電路尋址,播放相應的系統提示音,實現用戶和電話遠程控制系統間的交互操作,或者對外部受控設備發出相應的驅動信號.

(3)軟件定時功能系統軟件設定系統自動復位的軟件定時器,定時器的設置值規定了系統一次上線工作的最大時間.若一次工作超時,系統自動離線,進入待機狀態.

5結束語

第2篇：遠程控制系統范文

1．1輸入模塊設計1)模擬量信號輸入模塊。模擬量信號主要有壓力、溫度、位移3類信號，其數據采集電路均相同，模擬量采集電路如圖2。模擬量信號輸入的傳感器內部帶有變送電路，其輸出信號均為標準的4～20mA，此信號經由電流隔離模塊U1隔離后輸入到U2進行I/V轉換，先將4～20mA電流轉換成1～5V電壓，再經過調幅電路將電壓信降至0．5～2．5V后送往STM32的AD通道進行AD轉換。2)數字量信號輸入模塊。數字量輸入信號包括脈沖信號和開關量信號。轉速傳感器輸出的是脈沖信號，其信號調理電路如圖3。由于鉆機動力頭回轉時采集的傳感器轉速信號均低于1kHz，因此在電路設計中采用低通濾波器。這種濾波器可以有效地過慮掉頻率高于1kHz的干擾信號，降低高頻信號對轉速信號的干擾，使得輸出信號穩定可靠。開關量輸入電路如圖4。外部諸如接近開關或其它開關量輸入信號一旦接通，則外部供電的本安電源12V便通上電使光電耦合器導通，從而使的4腳輸出一個低電平給STM32單片機。光電耦合器有效地隔離了本安12V電源與信號電源3．3V。

1．2輸出模塊設計1)開關量輸出模塊。系統中輸出量包括開關量和PWM信號輸出。開關閥的控制電路如圖5。圖中，開關閥線圈的通斷由STM32單片機的數字量輸出引腳輸出高低電平控制。光電耦合器TLP627起隔離與放大的作用，用于隔離STM32單片機與外部強電器件，TLP627的最大輸出電流可達150mA，滿足驅動繼電器要求。電路中的繼電器屬于感性元器件，為防止繼電器切斷時產生的反向電動勢擊穿光藕，在電路設計中選擇加入二極管IN4007。2)PWM(比例閥控制)輸出模塊。鉆機控制系統選用的速度調節元件均采用電液比例閥，比例閥最小工作電流(閥口初始開啟時)約為200mA，最大工作電流(閥口完全開啟時)為800mA。一般電磁比例閥的工作電壓為24V，內阻只有幾歐姆到十幾歐姆，所需驅動電流達數百毫安，而STM32輸出電流只有幾毫安，輸出功率小，不足以直接驅動比例閥，因此在電路中采用達林頓三極管TIP147組成功率放大器，對PWM信號進行隔離并進行放大。WM輸出模塊電路如圖6。3)CAN通信電路設計。為了提高CAN總線的數據通信的可靠性，在硬件接口設計時需考慮抗干擾設計。本系統CAN接口電路的本質安全電路框圖如圖7。系統中通信方式采用CAN通信，CAN接口電路被設計成本質安全型電路，由外部本安電源供電，同時對信號通道之間、本安與非本安電源之間進行隔離處理。在圖7中，主控芯片采STM32型32位微處理器，該微處理器以Cortex－M3為內核，接口非常豐富，內部自帶2通道CAN控制器，加上CAN收發芯片82C250即可方便實現CAN接口電路，主頻最大可以達到72MHz，是一款適應煤礦設備的控制器。本系統通過加入數字隔離芯片對CAN信號通道進行隔離，非本安電源對ARM芯片及數字隔離的一側進行供電，本安電源供電對CAN收發器及數字隔離芯片另一側供電。

2室內試驗

遠控鉆機的模擬量參數有壓力、溫度、液位等。鑒于試驗室條件有限，選擇溫度傳感器來模擬測量室內溫度。連接電控手柄、STM32控制器及硬件電路和計算機。室內調試與試驗主要檢驗遠程控制鉆機控制系統硬件電路板、CAN通信協議傳輸的準確性。試驗結果表明，在實驗室環境下，控制系統中硬件滿足設計要求，電控手柄信號可以通過CAN總線對液壓開關閥進行控制，開關閥塊響應及時準確。

3結語

第3篇：遠程控制系統范文

關鍵詞：計算機 控制系統 研究 遠程 基于B/S模式

中圖分類號TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）04-0000-00

網絡技術日益發展，其應用領域除信息及資源共享之外，還通過多媒體系統實現網絡遠程控制，極大的擴寬了人們的網絡應用范圍。在運用網絡的同時，多數網絡用戶因為地區差異原因而無法實現網絡資源共享，而計算機網絡遠程控制系統非但不受地區因素等差異，還能共享網絡上的多媒體設備。就這一研究體質，在網絡上具有非常重要的研究價值。

1計算機網絡遠程控制系統概念

計算機網絡遠程控制系統主要由控制端、服務端（server）、信息客戶端（client）以及多種網絡協議構成。根據計算機系統原理，服務器利用網絡注冊信息，實現用戶通過指令對計算機進行操作。在網絡控制系統中，客戶端會根據網絡控制信息，為用戶提供網絡硬軟件資源，并同時通過網絡客戶端反饋信息給用戶。在網絡上而言，計算機網絡分為七大層次，信息的控制傳輸主要是基于網絡傳輸層進行實現，在采用HTTP協議的基礎上，采用集中模式對網絡進行控制，這一結構系統效率較高，網絡傳輸速度快，協調性較好，從而實現硬軟件資源的管理。

計算機網絡遠程控制系統作用于計算機管理以及應用服務，遠程終端控制依賴于計算機網絡技術，在網絡監控設備以及遠程控制技術方面作用相對突出。計算機網絡與互聯網與日俱增，遠程控制技術改變了早期的網絡元件，將現代網絡技術運用上來，實現計算機系統控制技術的高速發展。

2遠程控制技術的研究

遠程控制技術的系統原理相對復雜，遠程控制技術是計算機網絡中數據之間的交換技術，它將以往的傳統數據技術轉換成了數據控制技術，讓計算機控制變成了可能。網絡遠程控制系統包括三大核心系統，位于互聯網接入口的檢測系統、近遠距離傳輸系統以及服務器端的程序指令系統。在考慮遠程控制系統的同時，應注意靈活使用多種程序語言，如基于Windows系統下的VB語言以及基于Unix系統下的Java語言，客戶端往往會對程序頭部進行加密，以防止程序源文件遭到破壞。

計算機網絡遠程控制技術的應用領域相對來說較廣泛，國內外大多數的許多研究者應用較多。通過遠程控制技術，家庭住宅及企業等場所可以隨時隨地通過互聯網進行上網辦公。這一技術的出現，用戶可以輕松的共享網絡上的資源，對于許多一線城市來說，遠程控制系統有利于公司內部的協調發展，從而提高企業的工作效率。在西方發達國家，對于這一技術許多國家已經在廣泛運用，但是在國內這一技術還處于初期階段。

3遠程控制系統分析

計算機網絡遠程控制系統主要是以通信技術為基礎，擴寬人們思想領域的一項多媒體新型技術。從研究功能上來看，遠程控制系統包含了幾部分監控設備系統，正式因為這幾部系統的完美結合，才能共同完成對計算機的遠程控制。系統實時性是一個重要的控制指標，它決定了一臺機器是否能受控制。在計算機系統中來講，研究者以“響應時間”來描述系統的可靠性，相應時間一般以毫秒、秒、分鐘、小時為單位，通過相應時間來描述系統的實時性，響應時間較短則表明該臺機器的實時性較高。

另一方面，穩定性也是用來描述系統的穩定程度。一般來講，影響系統穩定性的因素比較多，其中延遲性以及傳輸錯誤較為突出，數據的傳輸通常不受外界的干擾。為了適應不同的遠程控制者，遠程控制系統通過幾次升級，新版的遠程控制系統界面簡單明了，通熟易懂，為了用戶更好的使用而設計。同時，通過改版后的控制系統能夠支持不同用戶的設計需求，如一些用戶的對界面設計要求較高，可以通過設置系統的兼容性來支持用戶系統。

4遠程控制系統的研究方案及策略

遠程控制技術作為一種工業標準，它適合于傳輸速率為100kb/s―20000kb/s之間的網絡傳輸。采用網絡遠程控制系統的核心問題是怎樣根據用戶的需要而開發出網絡程序。在前面所講，TCP/IP協議是實現異種網絡之間的協議傳輸，它也是最基本的網絡傳輸協議。網絡遠程控制系統主要以C/S模式（client/server模式）為應用系統，通過多臺client（客戶端）的完美結合。這種C/S模式結構一般是基于TCP/IP協議的傳輸層進行控制，它具有傳輸效率高及網絡信號穩定及強大功能。在應用研究方面，還有一種模式就是B/S模式，它和C/S模式完全不同，后者主要以系統維護為核心，保證了數據的傳輸速率高。

控制數據的傳輸協議對系統針對性較強，C/S模式是一種數據量較小，數據冗余低的技術。正是因為計算機技術的飛速發展，基于網絡的遠程控制系統在網絡方面實現了平臺的開放性，更好的利用JAVA技術進行開發，以實現網絡之間的對象通信。系統實現的主要研究策略就是系統的實時性研究，只要保證了網絡的傳輸速度，相信在不久的將來數據的實時性傳輸將很快實現。

總之，相對于傳統的網絡控制技術，基于遠程控制的網絡系統則較為靈活，很大程度上方便了用戶的使用。未來的網絡遠程控制技術則會更加完善以適應社會的需求，從而促進網絡化的高速發展。

參考文獻

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[6]張紅梅.計算機網絡遠程控制系統的研究與應用[J].電腦知識與技術，2015（14）：49-50.

第4篇：遠程控制系統范文

【關鍵詞】嵌入式web；Nut/OS；B/S架構；路燈管理

1.引言

目前城市路燈遠程控制系統流行C/S架構和B/S架構模式。C/S架構可靠，造價高，系統不方便維護。而B/S架構不需要監控計算機安裝有特定的服務器軟件和客戶端軟件，不需要專機專用，而且配置監控計算機位置不需要固定，只需要能與監控的路燈遠端的web服務器網絡相通，即可實現遠程監控。因此B/S架構越來越流行。

然而，當前的B/S架構，往往都是監控區域里，一個路燈控制節點作為一個嵌入式web服務器處理，控制節點硬件不僅需要運行基本的網絡通信協議TCP/IP，還要在此基礎上運行web服務，以便遠程監控PC機訪問嵌入式網頁進行相應的監控。這樣的設計架構方便每一個節點的編程和控制，但是推高了系統的硬件成本，同時整個系統的軟件架構復雜。

本文在現有架構基礎上，將路燈控制節點的控制功能和嵌入式web服務功能進行分離，控制節點主要運行基本的TCP/IP通信協議和路燈控制和信號采樣，從而實現簡化控制節點的電路。嵌入式web服務器主要運行web服務功能，對遠端的PC機提供相應的web服務。嵌入式web服務器的路燈管理和控制室數據，是通過UDP協議與控制節點進行數據交換，通過UDP對控制節點進行控制操作。該方案降低了硬件資源需求，從設計可靠上，采用內核小巧的Nut/OS作為操作系統。

2.Nut/OS介紹

Nut/OS是一款開源的優秀的嵌入式系統，適合在硬件資源不是很充裕的控制系統里應用。Nut/OS實時操作系統包括Nut/OS實時內核和Nut/Net協議棧，除了非常少量與硬件相關的源代碼使用匯編語言編寫外，剩下的都是使用C語言編寫的，具有很高的可移植性。Nut/OS實時內核是一個相對獨立的組件，可以單獨分拆出來當作一個小型實時操作系統使用，也可以很容易地移植到其他MCU上。

Nut/OS提供了I/O管理功能，不僅包含了大多數應用所需的I/O接口API函數，如文件管理系統、串行通信驅動、網絡驅動、聲卡和顯示驅動等。更重要的是它和免費的TCP/IP協議棧，NUT/NET無縫集成，NUT/NET除了支持ARP、IP、ICMP、UDP和TCP等協議外，還支持DHCP、PPP、DNS和HTTP用戶協議，是8位MCU中支持協議最多的免費TCP/IP協議棧。

3.遠程控制系統的系統架構設計

當前，很多的B/S路燈控制系統架構如圖1（a）中所示，即控制節點是通過嵌入式web實現對路燈的監控，然后通過交換機連接到監控中心。該架構增加了控制節點的硬件成本。本文的架構體系在此基礎上，進行改進，如圖1（b）所示。

改進的架構體系中如圖1（b）所示，將嵌入式web服務器從原來的各個控制節點抽出來單獨作為一個模塊，與遠程監控中心的計算機機進行交互。

在硬件設計上，嵌入式web服務器資源相對充裕些，它一方面與遠程監控中心進行web服務交互，一方面它與路燈控制節點進行UDP通信，對路燈控制節點進行相關的操作和控制。由于控制節點只要運行基本的TCP/IP通信協議，不需要運行web服務功能，大大降低的控制節點對硬件的要求，可以用低成本的芯片組來實現。

同時，由于路燈的采樣和控制的內容不多，采用低速的網絡的芯片組足以滿足系統性能的要求，而且可靠，降低了系統的軟件、硬件復雜度。

4.遠程控制系統的硬件模塊設計

4.1 嵌入式web服務器設計

嵌入式web服務器的硬件設計CPU采用LM3S8962，該芯片是德州儀器（TI）公司提供基于ARM CortexTM-M3的控制器，它們為對成本尤其敏感的嵌入式微控制器應用方案帶來了高性能的32位運算能力。芯片內部集成了256kB的單周期flash，64kB單周期訪問的SRAM，芯片的內存和flash足夠運行Nut/OS系統。而芯片的價格和中端的8/16位芯片差不多。內部集成的資源也很豐富，包括10M/100M以太網控制器等。

由于該芯片已經集成了以太網控制器MAC層和物流層PHY，所以不需要外接其他以太網控制器比如CS9000、RTL8019等。只需要芯片引腳TXOP/TXON、RXIP/RXIN引腳外接網絡變壓器然后通過RJ45網口即可實現對外的網絡連接。

4.2 控制節點電路設計

控制節點由于不需要運行web服務功能，所以只需要能運行基本UDP通信功能即可。因此采用mega16芯片作為控制幾點的CPU，通過外接ENC28J60實現與web服務器的通信。ENC28J60與CPU通信接口SPI，而Mega16自身就集成了SPI接口，從而大大簡化控制節點網絡接口的設計。

5.遠程控制系統的軟件模塊設計

嵌入式web服務器，其主要功能是對遠端監控PC提供web服務功能，對控制節點，要進行相應的控制。所以嵌入式web服務器運行了相應的遠程管理網頁，遠端通過訪問頁面實現對系統的管理。應用層運行兩個服務任務，一個任務是web服務，對外提供網頁輸出和獲取相應的web輸入內容，并根據http協議獲取相應的輸入后，執行相應的操作。當遠端請求操作控制節點時，web服務通過CGI執行與節點UDP通信程序，對控制節點發送相關的消息實現對控制節點相關的硬件控制，比如路燈的打開和關閉，路燈狀態的檢測等等。

控制節點主要執行web服務器發送來的命令，并根據相應的命令執行后，把結果返回給web服務器。由于控制節點只運行基本的UDP通信，而且通信數據量不大，所以對Nut/OS進行裁剪，只保留基本的任務管理和TCP/IP協議棧，在這基礎上，增加一個UDP應用任務。該任務接收來自web服務器的命令，并將相關的命令翻譯成相關的動作并執行。主要執行的web服務器發來的開燈、關燈、電流/電壓采樣。并將執行的結果通過UDP方式傳給web服務器。

整個路燈遠程控制系統軟件模塊架構如圖2所示。

遠端計算機（或PC機）通過http協議訪問嵌入式web服務器，執行相應的web操作后，web服務器將操作轉換為相應的命令，并通過調用CGI接口來啟動UDP服務器程序，UDP服務器程序將相關的操作命令通過UDP的方式發送給控制節點。控制節點的UDP應用程序接收到相關的UDP報文后，將其翻譯為具體的操作命令，操作命令通過調用相應的I/O控制函數，實現對路燈的開、關控制以及相關的環境數據的采集，并將執行的結果通過UDP方式發回web服務器。Web服務器收到相關的反饋結果后，對web頁面的相關控制條目進行響應和修改，然后把修改的結果傳回給遠端的監控PC機。

6.結束語

本文介紹了基于Nut/OS的遠程路燈控制系統B/S軟件架構和硬件實現方法，該方案在原有的B/S控制系統架構上進行改進，將嵌入式web服務器和控制節點控制電路分離，簡化了系統架構，尤其是簡化了控制節點終端的軟件體系，同時降低了設備的硬件成本。

當然，該方案降低了硬件性能和實現成本，但增加了一定的軟件設計難度，主要的難點在Nut/OS的裁剪后運行于控制節點的處理上。總體上，該方案同時降低了整個系統的軟件復雜度和硬件復雜度，仍然利大于弊。

參考文獻

[1]朱小平，孫軍，方彥軍.基于NUT/OS的DTU模塊設計與開發[J].通信技術，2008（11）：89-91.

[2]章君達，陸覺民，向群.城市道路照明系統節能控制方法的實現[J].能源工程，2011（4）：55-56.

第5篇：遠程控制系統范文

關鍵詞：ARM GSM 嵌入式Linux AT指令 遠程控制

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0008-02

隨著信息化的發展，遠程信息的傳遞和獲取顯得越來越重要。比如，住宅中發生火災自動對固定電話和手機報警，對于住宅中的連接在電源插座上的家用電器，可以用手機遠程控制電源插座的通斷，杜絕電視等家電待機耗電情況，此外，在下班途中，提前打開家中電飯煲煮飯，熱水器燒水等開關電器操作。在任何時間任何地點，只要GSM網絡有信號，用戶只需用手機發送一條控制命令的短信就可以對住宅中家用電器實現遠程控制。

智能家居是當今社會一個熱門話題，而一個使用方便、可靠性高、價格低廉的智能家居控制系統是研究的重點。本文提出一種以ARM S3C2440和GSM無線通信模塊為硬件平臺，選定豐富資源和強大功能的嵌入式Linux系統作為操作系統，通過手機發送短信實現了智能家居中家用電器開關的遠程控制。

1 系統工作原理

用戶用手機將控制命令以短信的形式，通過GSM無線通信網絡，被GSM模塊接收，GSM模塊將收到的信息通過RS232串口線傳到ARM控制器，控制器讀取短信經過解碼后，根據短信內容重新編碼發送到與控制系統相連的家電開關，家電開關上的微處理器通過無線通信將收到的命令解析，通過控制開關上的繼電器來實現家電的通斷。家電智能控制系統工作原理如圖1所示。

2 系統的硬件平臺

本系統的硬件平臺主要由用戶的無線終端設備（如手機）、GSM網絡、GSM模塊、微處理器單元及家電設備五個部分，如圖2所示。

2.1 微處理器

選用低價實用的ARM9開發板友善之臂mini2440，它采用32位ARM920T的RISC處理器S3C2440為微處理器，實現了MMU，AMBA BUS和Harvard高速緩沖體系結構，具有低功耗、高性能、體積小、接口多等優良特性。另有大小為128Mbyte，型號為K9F1G08的NandFlash，用于存儲已調試好的嵌入式操作系統和應用程序。內存為兩片外接的 32M bytes總共64M bytes 的SDRAM芯片，它們并接在一起形成32-bit的總線數據寬度，這樣可以增加訪問的速度[1]。

此外，芯片自帶標準RS232接口的串口，可以用于與其它模塊的通信；USB接口可以燒寫Linux系統的相關程序；JTAG接口用于仿真調試程序；LCD顯示屏可以顯示信息。豐富的硬件資源 ，可簡化設備與微處理器的硬件連接程度，提高系統的穩定性、可靠性[2]。

2.2 GSM模塊

采用西門子公司的新一代無線通信GSM模塊TC35i，它支持短消息、數據、語音傳輸等業務。模塊可以工作在EGSM900和GSM1800雙頻段，電源范圍為直流3.3～4.8V。模塊一般采用串行異步通信接口，波特率通常為9600bps，支持TXT和PDU模式的短消息，具有AT命令集接口，可以很方便的進行數據傳輸。此外，模塊上有RS232接口、SIM卡接口、電源接口等，使之更加適用于嵌入式系統。

先用RS232串口線將電腦與ARM的UART接口0連接，用超級終端進行調試，再將電腦與GSM模塊相連用串口調試助手進行測試，看能否實現通信。由于串口線的分直連和和交叉兩種，所以都要準備。當調試成功后，將TC35i與ARM的UART接口1進行硬件連接，對系統上電復位后，設置好ARM的串口和工作頻率，對GSM模塊進行初有始化，然后設置服務中心號碼和目標號碼[3]，就能完成與用戶的短信收發功能。

3 系統的軟件平臺

本設計的智能家居是以ARM微處理器作為控制中心的，系統軟件平臺的操作系統采用嵌入式Linux系統，所以軟件設計主要包括嵌入式Linux操作系統移植和系統上應用程序的設計。

3.1 Linux系統的移植

嵌入式Linux系統轉移到ARM上，主要有三大部分：（1）Bootloader部分，也就是引導程序設計，一般都有現成的移植程序，如U-boot；（2）Linux內核，通過修改內核源代碼以及內核的剪裁，編譯等；（3）制作文件系統。

3.1.1 Bootloader的移植

作為嵌入式系統軟件的最底層，Bootloader是上電后啟動運行的第一個程序，它類似于PC機上的BIOS程序功能，主要負責整個硬件系統的初始化和軟件系統啟動的準備工作。U-boot是德國DENX小組開發用于支持多種嵌入式CPU的Bootloader程序，可以直接支持基于ARM 2440的嵌入式平臺，移植工作主要是修改一些與硬件相關的smdk2440.h，flash.c，s3c2440.c，makefile等文件。完成文件修改后，就可以用安裝好的交叉編譯器arm-linux-gcc-進行交叉編譯，生成U-boot.bin文件，然后通過JTAG接口燒寫到flash中就可以從NADA flash啟動了。

3.1.2 配置和編譯Linux系統內核

由于開發板是ARM處理器架構，所以必須確保根目錄中makefile里“ARCH”的值已設定了開發板的類型，接下來進行內核配置，最常用的配制方法是在源碼相應目錄下執行“make menuconfig”，進入基于文本選單的配置界面，可對內核進行裁剪。裁剪完后即可編譯內核，主要通過建立內核依賴關系，創建內核映像文件及創建內核模塊三部分編譯，執行make up指令，生成內核映像文件“zImage”[4]。最后，將內核壓縮文件下載到開發板上運行。

3.1.3 制作文件系統

加載根文件系統是Linux系統啟動中不可或缺的一部分，否則系統在進行了一些初始化工作后，就不能正常啟動。因此，可以先用busybox軟件工具構建cramfs文件系統，然后用工具mkcramfs制作cramfs映像文件，最后將新創建的new.cramfs映像文件燒入到開發板的相應位置即可[5]。

3.2 應用程序的設計

控制中心的應用程序包括串口和GSM模塊的初始化，短信的收發，控制命令的定義，短信內容的解析及命令的執行。其中最主要的是短信的發送和接收，它是使用AT指令通過串口與TC35i通信，讀取和發送短信，對外設做出控制動作。和本系統有關用于發送和接收短信的AT指令如表1所示。

短消息的格式一般有PDU和TXT兩種，我們要發送中文短信，所以通過發送AT+CMGF=O指令選擇PDU短信模式，采用UCS2的編碼方式對發送的中文短信內容進行編碼。程序的流程圖如圖3所示。

4 結語

本設計通過ARM9芯片控制GSM模塊，利用GSM通信網絡發送短信的形式對家用電器進行控制，既方便又安全。同時移植了實時性好，穩定性高的嵌入式Linux操作系統，從而一改以往體積龐大，高成本的系統。相信隨著通信事業的發展，基于ARM和GSM的短信息家電遠程控制系統會有更廣闊的應用前景。

參考文獻

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[2]董翠英，顧文彪.基于ARM與GSM的智能家居控制器設計[J].唐山學院學報，2010，23（3）：37-39.

[3]李濰，張文錦.基于GSM和ARM9遠程控制模塊的設計方法[J].儀器儀表與分析監測，2009，（1）：29-34.

第6篇：遠程控制系統范文

關鍵詞： 水庫水位監測； 遠程控制； ZigBee； STC89C52

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）13?0068?03

System of reservoir level monitoring and remote control based on ZigBee

CHENG Qin， REN Hai?dong

（Xuzhou College of Industrial Technology， Xuzhou 221140， China）

Abstract： The water level of reservoir is measured by manpower or remote monitoring of GPRS， but some problems like safety， inaccuracy of data and lack of real?time monitoring exist in the manpower measurment， and the remote monitoring through GPRS calls for high power consumption and high cost. The microcontroller STC89C52 is used to obtain the water level data through sensors and display the real?time water level information by digital tube. The low?power technology of ZigBee is adopted to realize wireless remote transmission of the data. The monitoring center observe the information of reservoir water level at real time through visual interface programmed with C#. The experiment show that the system has the advantages of hard real time， accurate data， high level intelligentization， fast networking and low cost， and is easy to install and maintain.

Keywords： reservoir level monitoring； remote control； ZigBee； STC89C52

0 引 言

中國水之源總量居世界第六位，人均占有水資源量僅為世界人均占有量的四分之一，合理的利用和處理水資源已成為我國現面臨的一個非常重要的問題[1]。目前，國內許多水庫水位監測都是采用人工的方法，或是通過GPRS實現遠程監測。人工的方法存在著測量的人身安全問題，而且還存在著數據測量的準確性問題，監測的實時性不強等問題，這嚴重的影響了正常的工作效率。通過GPRS實現遠程監控的方法對于復雜地形或多點檢測附加成本比較高[2]。

隨著網絡和通信技術的發展，人們對無線通信的要求越來越高，低功耗、遠程、低速、廉價的ZigBee無線網絡技術組件成為關注的焦點。為此本系統采用了單片機來處理傳感器測得的水位數據并采用ZigBee技術實現數據傳輸，從而達到實時監測及遠程控制的目的。

1 系統總體方案設計

本系統分為上位機監控系統和下位機測控終端如圖1所示。下位機測控終端實現對水庫水位的實時監測功能，壓力傳感器采集水壓力數據，經放大器、A/D轉換后傳輸給STC89C52單片機，單片機將采集到的數據進行處理，再通過ZigBee模塊實現數據的遠程傳送。當水庫的水位超過高警戒水位或低于低警戒水位時，進行現場報警和遠程報警，工作人員可以通過遠程的上位機監控界面控制閘門的開啟和關閉，亦可在現場通過315 MHz無線遙控器來控制閘門的啟閉。

2 系統硬件設計

2.1 ZigBee模塊簡介

ZigBee技術是一種近距離、低成本、低復雜度、低功耗的雙向無線通信技術，介于無線標記與藍牙之間的雙向無線通信技術。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設備之間進行數據傳輸以及典型的有周期性數據、低反應時間數據和間歇性數據傳輸的應用，可嵌入各種系統中，實現數據無線遠程傳輸[3]。

圖1 系統總體結構圖

2.2 模塊使用注意事項

（1）對于780 MHz、800 MHz、900 MHz頻段使用時，盡量避免與433 MHz頻率大功率模塊混用，避免433 MHz的諧波干擾。

（2）模塊供電選擇，應選擇負載跟隨性高的芯片作為供電的電源，要求在模塊發射時，電源的跳變應小于100 mV。

（3）工作電壓必須在3.3～3.6 V之間，否則模塊會復位，不能正常工作。

（4）如節點需一直處于喚醒狀態，建議將管腳電平變為低平。

2.3 ZigBee模塊電路設計

本系統使用的集成ZigBee模塊與單片機通信是通過串口傳輸數據，ZigBee網絡中不同節點間的數據傳輸遵循ZigBee協議。電路如圖2所示，此模塊的RXD和TXD直接與單片機的P3.0和P3.1相連接，在單片機與ZigBee模塊進行通信之前對本系統的下位機的和上位機兩個ZigBee參數設置見表1，ZigBee模塊參數配置都是通過AT指令利用串口調試工具進行操作。

圖2 ZigBee模塊電路

系統下位機采集發送數據時ZigBee模塊設置為路由方式，而上位機接收的ZigBee模塊設置成主模式。設置成路由方式則可以通過收發來自主節點的數據，如果進行多點的水位測量，這些節點就自動組成了一個以上位機節點為中心的一個星型的傳感網絡，進行數據的收發。此時處理器將處理好的水位數據通過串口發送給ZigBee模塊，而這些模塊則遵循ZigBee協議收發數據。需要注意的是利用串口發送數據的時間間隔最好在200 ms以上[4]。

表1 ZigBee參數配置表

[＼&下位機＼&上位機＼&工作模式＼&R（AT+MOD=R）＼&M（AT+MOD=M）＼&節點的MAC地址＼&A001（AT+MAC=01）＼&A000（AT+MAC=00）＼&節點目標地址＼&FFFF（AT+DST=FF）＼&A001（AT+DST=01）＼&發射功率＼&00（AT+PWR=00）＼&00（AT+PWR=00）＼&]

為了實現ZigBee模塊與上位機的通信必須要進行電平轉換，采用的電平轉換芯片是MAX232，MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS 232標準串口設計的單電源電平轉換芯片，使用+5 V單電源供電。將另一個ZigBee模塊的TXD與RXD引腳分別與圖2中TXD，RXD相連，就可以實現單片機與上位機的遠程通信。硬件連接如圖3所示。

圖3 電平轉換電路

3 系統軟件設計

3.1 測控終端軟件設計

本系統的整體軟件流程圖如圖4所示，其中初始化包括，中斷、ADC0832、定時器和各個所用端口的初始化。

3.2 監控中心軟件設計

本系統的上位機界面是利用C#語言在Visual Studio 2005編譯環境下編寫的一種Windows應用程序，上位機界面程序的核心就是通過對串口控件的調用編寫來實現單片機與上位機的通信。

遠程上位機操作界面如圖5所示，遠程上位機可視化界面可進行水位的實時顯示、同時還顯示當前的時間值，并且可以通過此界面設置水位的高低警戒值，當超過或低于高警戒水位或低警戒水位值時進行界面顯示報警，操作人員則可以通過界面的開閘，關閘按鈕控制水庫閘門的開啟和關閉。

圖4 系統軟件流程圖

圖5 遠程上位機操作界面

4 結 語

試驗證明，本系統具有通用性好，集成度高，成本低，可擴展性好，智能化高，實時性好，易于維護等優點，可用于多種監測環境的多模式水位自動監測系統及遠程控制系統。將物聯網技術應用在水庫水位監測及遠程控制方面將對水庫水位信息化、智能化管理有著重要的作用。

參考文獻

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[3] 李文仲，段朝玉.ZigBee無線網絡入門與實戰[M].北京：北京航空航天大學出版社，2007.

[4] CHEN Xiao?hui， HE Jing， CHEN Jin?peng. An improved localization algorithm for wireless sensor network [J]. Intelligent Automation and Soft Computing， 2011，17（6）： 675?685.

[5] 張洪潤，張亞凡.傳感技術與應用教程[M].北京：清華大學出版社，2005.

[6] 陳非凡.工程測試技術[M].北京：清華大學出版社，2006.

[7] 李桂平，黃有全.基于STC89C52RC漢字多方式顯示屏制作[J].長沙民政職業技術學院學報，2010（4）：110?112.

[8] 畢淑娥.電工與電子技術基礎[M].3版.哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2008.

第7篇：遠程控制系統范文

關鍵詞 PLC技術；管道閥門；遠程控制系統

中圖分類號TP39 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）110-0000-00

隨著信息技術的快速發展，傳統的人工巡檢燃氣管道的閥門方式已經逐漸的不能夠適應生產發展的需要。通過使用遠程通信技術，可以對燃氣管道閥門現場采集必要的數據和進行控制，使用PLC技術將相應的信號轉接到遠程監控平臺中，最終實現對閥門的自動控制和故障處理。通過對燃氣管道閥門的遠程控制，可以有效的提高設備生產的自動化水平，促進企業的安全生產。

1燃氣管道閥門的遠程控制的意義

在燃氣管道中，由于其運輸距離比較大，如果采用手動閥門的方式，當管線在某段中出現故障需要進行切斷或者關閉是，需要操作人員到現場進行關斷。這樣不僅增加了事故的反應時間，同時也對管道的安全產生不良的影響。為了提高燃氣管道的運輸安全，對燃氣管道閥門進行全過程的監控成為了其中的重要措施。通過使用遠程控制系統，當管道出現安全故障報警的時候可以在監控系統中將閥門直接切斷，有效的降低了管道的切斷時間，通過了對事故的處理能力，通過了燃氣管道的可靠性和安全性。

隨著嵌入式計算的不斷發展，控制器的功能也越來越強大，其中具有網絡功能的嵌入式控制器在工業生產中得到了廣泛的應用，在管道的閥門控制是其中重要的內容。通過使用遠程控制系統能夠對管道閥門進行有效的調節，從而保障了生產的安全。結合嵌入式技術和無線網絡通信技術，基于對燃氣管道閥門控制的可靠性和遠程控制要求，通過設計并且實現具有遠程通信、雙電流信號冗余輸出以及具有自愈功能的閥門遠程控制系統，能夠有效的保證生產的可靠運行。無線通信技術能夠使控制器和監控系統進行通信，執行監控系統的命令并且對執行結果進行反饋。當閥門控制器同時輸出了2路相同的信號時，只要其中一路滿足關閉閥門的要求就能夠立即執行關閉操作，保證了控制系統的安全運行。系統還能夠自主的對網絡狀態進行診斷，當發現網絡發生中斷或者異常現象時，可以自主的呼叫上位機，直到網絡通信恢復為止。如果閥門控制器在比較長的時間內處于中斷或者異常狀態，系統將會自動重啟應用程序。

2燃氣管道閥門遠程控制系統的研究

在管道閥門的遠程控制系統中，常常利用計算機作為上位機，采用相關的通信協議，從而形成數據采集和監控系統，并且例如相關的通信方式和各閥門下位機進行PLC通信，然后將各個閥門站點的信息傳送到監控中心中，從而實現對閥門的遠程控制。其具體的工作過程是傳感器將檢測到的信號通過屏蔽電纜傳輸到A/D轉換模塊的輸入端，經過信號轉換后將相關的數據中傳輸到數據寄存器供PLC讀取。PLC將數據通過GPRS傳輸到監控中心中，從而完成一次對閥門數據采集。在遠程控制中由監控中心發出相關的指令，PLC接收到信號后通過輸出端口控制驅動裝置來控制閥門的關停。燃氣管道閥門遠程控制系統如下圖所示：

在上位機的設計中可以選擇技術比較成熟的設備，這樣可以通過系統的穩定性，降低系統的研發周期。上位機的軟件系統可以用VB語言來設計，從而方便實現需要的監控功能。上位機軟件系統包含了通信參數設定模塊、數據庫模塊、安全模塊以及閥門控制模塊等部分，上位機軟件系統不僅能夠實現對閥門的控制，而且還考慮到了數據庫操作和系統的安全。閥門控制模塊是上位機的核心，它可以使上位機對PLC控制裝置的遠程控制。

下位機的硬件系統包含了主控單元模塊、人機接口模塊、數據采集以及控制模塊、通信模塊等內容，其中主控單元模塊是下位機的核心，它是由PLC系統組成。數據采集和控制模塊是下位機控制系統的輸入和輸出部分，能夠完成對閥門的各種報警信號以及運行狀態進行采集，同時對閥門進行關停控制等。在數據采集模塊中，除了一般的采集狀態外，還包含了對電機過熱、電機缺相、緊急制動狀態的采集等，提高了下位機的監控能力。在下位機中不僅可以實現對閥門的遠程控制，而且還保留了現場控制功能，可以通過現場操作器來完成。在遠程控制系統的通信中，GPRS網絡由于覆蓋面比較廣泛，而且技術成熟、維護成本低、信號穩定等優點，因此可以在計算機和PLC之間進行無線通信，提高了信號的抗干擾能力。下位機的軟件系統主要是采集閥門的運行信號、控制閥門動作以及響應上位機的命令等，為了準確的對閥門進行控制避免虛假報警的情況，系統對輸入的信號都進行了數字濾波處理。下位機在對信號分析之后，根據相關的命令來控制閥門的關停動作。當上位機對下位機發出命令的時候，下位機就會進入到中斷程序。在這種情形下應當對現場進行保護，讀取中斷寄存器分析中斷的原因。如果是由于接收中斷引起的，那么應當置接數據標志并且讀取數據，然后釋放出緩存，最后恢復現場。

3 結論

在燃氣管道閥門的遠程控制系統設計中，通過例如先進的信息技術和控制技術，能夠使閥門控制系統準確的受到無線通信網絡的信號，從而實現監控系統的遠程控制，能夠實現對閥門的遠距離操作，有效的保證了生產的安全。同時在PLC程序中利用閥門的反饋信號，能夠實現系統的冗余保護。當發生網絡故障時閥門遠程控制系統能夠通過重啟的方式來恢復通信，保障了系統的可靠性。

第8篇：遠程控制系統范文

關鍵詞:AVR單片機;定時控制;DTMF;遠程控制

中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1007-9599 (2010) 10-0000-02

Timing and Remote Control System Based On AVR Embedded Single-Chip Microcontroller

Zhang Wenzeng

(Henan Water Conservancy and Hydroelectric Power School,Zhoukou466001,China)

Abstract:With the control center of AT90s8518 single-chip Microcontroller,this paper presents the design of timing and remote power control system with the characteristics of practice and stability could effectively realize unmanned automatic and regular control system,this control system will benefit the integrated system which focuses on methods for electricity from a variety of electronic equipment.Therefore,the control system could make "people-oriented" come true.

Keywords:AVR single-chip Microcontroller;Timing control;DTMT;Remote control

一、引言

由多種電子設備構成的集成系統,通常要匯聚到一個或多個機柜中,或安置在一個控制室,采用集中供電方式,安排人員值守。有些系統平時是規律的開啟、關閉,有些系統則是長時間一直運行,但是遇到特殊情況(如雷電、供電異常等)時,這些系統都要關閉,正常后再開啟。現在電子設備故障率多數很低,設備經初期設置調試后,上電就能自動開啟。如網絡總控、監控、閉路電視、公共設備等系統。對有規律的采用編程定時裝置,隨機的采用遠程控制。以AT90S8518嵌入式單片機作為核心,實現了這套控制系統。

二、系統硬件設計

控制系統硬件主要由以AT90S8515單片機為核心的上電、手動復位電路,晶體振蕩電路,電子時鐘顯示及鍵盤電路,遠程電話控制的振鈴檢測、自動摘/掛機、雙音頻DTMF解碼電路,光電耦繼電器隔離驅動電路等,構成整體控制系統。原理框圖如下所示。

(一)AT90S8518單片機系統結構

美國ATMEL公司的增強型AVR單片機,是內置Flash的RISC精簡指令集的高速8位嵌入式單片機。它具有高性能、低功耗、非易失性等優點,是程序存儲器和數據存儲器可獨立編址的Harvard結構。內核具有120條功能強大的指令集,通過32個通用寄存器直接與邏輯運算單元相連接,允許一個周期內單條指令訪問兩個獨立的寄存器,使代碼的執行效率比復雜指令集微處理器快了近lO倍。內部集成8K字節Flash存儲、512字節EEPROM、512字節的內部SRAM、32條通用I/O線、帶模擬比較器的定時器/計數器、可編程的異步UART串行口、內部及外部中斷,可編程看門狗定時器、可下載程序的SPI串行口、2種可通過軟件選擇的省電模式。這一系統結構使AT90系列單片機成為嵌入式控制應用的高效微控制器。

(二)電子時鐘、定時控制

電子時鐘以軟件為主,充分利用AT90S8518的片內資源,使單片機外部硬件結構更加緊湊,在32個通用寄存器中,任何一個都能充當累加器,防止累加器的瓶頸效應。以單片機內部時鐘作為時間基準,通過軟件編程,實現秒、分、時、星期的控制。用SVM1602作為字符液晶顯示模塊,單片機的PB端口與液晶模塊的數據端相連,顯示“秒、分、時、星期”信息。用PC5、PC6、PC7作為獨立鍵盤的輸入口線,三鍵SET、UP、DOWN實現時間星期的校正。以電子時鐘為時間基準,以周為循環每天可設定不同控制時段。

(三)振鈴檢測、模擬摘掛機

單片機上電復位后,一直處于振鈴檢測狀態,有鈴流信號時,振鈴信號經過光耦隔離整理后進入單片機,使單片機產生中斷,計數振鈴數次后若無人摘機,且振鈴信號仍然持續,由單片機I/O口信號控制微型繼電器J動作,語音耦合變壓器T接通,實現自動模擬摘機。電話線中直流電壓比較高,還有各種信號音,這些會影響到傳輸給系統的信號,用耦合變壓器作為隔離器件。模擬摘機后聽到提示信號音,輸入密碼,控制裝置通過雙音多頻解碼電路讀取密碼并作驗證,密碼正確,通過雙音多頻解碼電路獲得控制者發出的不同按鍵命令,對設備進行遠程控制操作。若密碼錯誤,或控制操作完成,單片機發出控制信號,電器J釋放,隔離耦合器T斷開,系統自動掛機。

(四)雙音頻DTMF解碼

DTMF雙音多頻信號是在按鍵固定電話、移動電話、程控交換機及無線通信設備中廣泛應用的傳輸信號,具有很強的抗干擾能力和較高的傳輸速度。它是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號,電話上的任何一個鍵都由兩個都互不為諧波關系的頻率組成。系統采用Motorola公司的MC145436芯片作為DTMF解碼器,它具有優良的電源線噪聲指標和撥號音抑制性能,適合遠端傳輸的DTMF信號解碼。

電話線上的DTMF雙音多頻及直流供電混合信號,經耦合器T濾除直流信號,經過一個耦合電容,送入MC145436的信號輸入端AIN,經解碼為4位二進制數字信息,單片機檢測到輸出數據有效端DV為高電平時,接受MC145436輸出的D1、D2、D3、D4四位為解碼值,并對此信息進行識別判斷,發出相應的控制命令,送至系統控制電路。

(五)后級電源控制

以電子時鐘為時間基準的定時控制,或是遠程電話的隨機控制,都要實現對設備的開啟關閉控制操作。固態繼電器采用過零點觸發,雖然對電器沒有干擾,但只適合對小功率電器的控制。系統集中供電的設備時常是多個,功率較大,控制系統還要抑制干擾實現隔離。所以系統采用單片機-光電偶-繼電器電路,由繼電器控制電源時序器,避免多個設備同時開關瞬間對供電電網的沖擊,也防止感生電流對設備的沖擊,確保了整個用電系統的穩定。

三、系統軟件設計

電子時鐘用AT90S8518的T1(16位定時器),CK/1024分頻,設定一次中斷25ms,40次中斷為1s,60s向分計數器進位。定時控制時間存放在Flash中,每到分進位時定時值與當前時間作比較,相同則單片機發出控制信號。

系統由電源時序器控制多個設備,不需要多個設備的語音提示,為節省單片機資源,系統不采用語音芯片,用信號音提示。輸入密碼:響1聲頻率450Hz;控制電源時序器開/關:響2聲頻率450Hz;完成操作:響1聲頻率1000Hz;密碼錯誤:響3聲頻率1000Hz。密碼輸入以#字結束,3次輸入錯誤自動掛機;控制操作可以規定:“1”開啟、“2”關閉、“3”退出掛機;軟件抗干擾中插入NOP空操作指令。

由AT90S8515進行遠程控制的部分代碼:

四、結語

基于AVR單片機的這套定時及遠程控制系統,充分利用片內硬件資源,以電子時鐘為基準實現系統設備的規律定時控制;通過DTMF譯碼,對控制者作密碼驗證確認后,實現在異地使用手機固話對設備進行隨機遠程控制,給系統設備的管理帶來了極大的方便,是現代社會以人為本的具體體現。

參考文獻:

[1]耿德根.AVR高速嵌入式單片機原理與應用[M].北京航空航天大學出版社,2002

[2]李朝青.單片機&DSP數字IC技術手冊[M].北京航空航天大學出版社,2003

第9篇：遠程控制系統范文

關鍵詞：WSCN；遠程代碼更新；通信協議

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）01-0229-02

隨著社會發展，越來越多場合需要LED顯示屏進行文字、圖片或視頻的顯示，LED顯示屏的穩定顯示是由控制板程序決定，傳統的LED顯示屏控制板燒寫好程序后，可通過串口或網口進行顯示屏內容的更新，但無法對控制板程序進行代碼更新，因此當程序發生錯誤或者需要對顯示效果進行功能升級時，只能取下控制板進行程序的擦除和燒寫。

一般情況下，LED顯示屏都被安裝在復雜的地理環境下，例如高樓外墻上、高速路段，當顯示屏控制板上主控芯片程序出問題或需要功能升級時，需要現場取下控制板。然而為了防水等因素，通常控制板被設計在LED顯示屏背部，取下它比較麻煩，會耗費大量的人力物力。因此，對LED顯示屏控制板的程序實現在線更新具有很大的應用前景和價值。

1遠程更新系統設計

基于物聯網三層體系結構設計了遠程代碼更新系統，系統結構如圖1所示。其中感知層包括無線傳感器控制網絡中的傳感節點（WSCN節點）和連接無線傳感器控制網絡、移動通信網絡的網關。網絡層主要是數據傳輸的媒介，包括移動通信網絡和互聯網。

感知層的WSCN節點選擇了基于IEEE802.15.4標準的硬件，通過更新引導程序的設計來實現具體的代碼更新。感知層的網關選擇了GPRS移動通信技術將感知層采集獲取的數據傳輸到服務器。網關主要包括三個實體部分：主控模塊、移動通信模塊和路由節點。網關與服務器間雙向通信通過移動通信模塊實現，網關與WSCN節點間雙向通信通過路由節點實現。

2 WSCN節點代碼更新機制設計

基于遠程更新系統設計，可實現LED顯示屏控制板程序的無線更新。具體實現方法是對LED顯示屏的控制板程序進行重新設計，在FLASH首地址加入更新引導程序[1]，將原先的LED控制程序進行相應修改配合更新引導程序的運行。

為模擬網關更新WSCN節點的程序，本研究設計了節點代碼更新機制，并給出了一套串口和無線射頻等技術相結合的WSCN節點代碼更新簡易結構。用戶可以在PC機代碼更新軟件上選擇相應WSCN節點進行高效、可靠的代碼更新，結構如圖2所示。其中，PC機與路由節點相當于網關的主控模塊和路由節點，PC機通過路由節點實現與WSCN節點的數據交互。PC機與路由節點間通過USB轉串口線進行連接，線的USB口端連接PC機，線的串口端連接路由節點的串口。路由節點和WSCN節點使用硬件相同的無線射頻模塊[2]。

整個更新機制的過程為PC機代碼更新軟件打開并解析待傳輸的機器碼文件，分包組幀后通過路由節點轉發給WSCN節點，WSCN節點接收完成且校驗正確后實現代碼更新。整個架構中WSCN節點的程序設計是整個遠程代碼更新系統的關鍵，路由節點及PC機軟件的設計是為了驗證WSCN節點程序設計的正確性。

通過PC機代碼更新軟件打開待更新的機器碼，解析并提取出有效數據，分組組幀后通過串口發送給轉發節點。轉發節點將收到的命令或數據幀通過Sub-1G無線通信技術發送給LED顯示屏的控制節點，控制節點收到幀數據后會比較目標節點地址與自身地址，若兩個地址相同則節點接收該命令或數據幀，否則丟棄。LED顯示屏控制節點開始收到的是更新命令幀，此時控制節點會調用內核頭文件中的軟件復位函數進行軟件復位，程序從用戶程序跳轉到從FLASH首地址存放的更新引導程序中執行[3]。

LED顯示屏系統中控制板程序代碼更新軟件直接使用了WSCN節點更新機制架構中PC機代碼更新軟件，后期可將該軟件的功能移植到LED顯示屏監控軟件中，方便LED顯示屏內容的更改和控制板程序的無線更新。

3 LED系統的遠程更新設計

基于上述遠程代碼更新系統的設計，只需在LED顯示屏控制系統中增加網關和服務器端監控軟件，網關主要用于進行遠程數據的傳輸，服務器端監控軟件主要進行遠程代碼更新的控制和數據命令的發送接收。同時，LED顯示屏控制程序中也需增加更新引導程序并修改用戶程序配合更新引導程序的執行。LED顯示屏控制系統的遠程代碼更新結構如圖3所示。

服務器的管理軟件和LED顯示屏控制節點間通信需要經過服務器通信軟件和網關。通信軟件與網關間的通信協議為RCUCP，網關與控制LED顯示屏的WSCN節點間的通信協議為WCUCP[4]。用戶通過管理軟件實現對LED顯示屏控制板程序的更新，當通信軟件收到更新命令則將機器碼解析組幀后通過GPRS技術發送給網關，網關接收數據處理后再通過Sub-1G無線通信技術發送給各WSCN節點[5]。丟幀重傳和防沖突機制保證了各控制LED屏顯示的WSCN節點接收到所有的數據幀，進而更新引導程序能實現代碼的可靠更新。

LED顯示屏控制系統的遠程更新結構搭建好后，選取了實驗室的兩塊LED顯示屏，分別對它們的控制板程序進行代碼更新，其中更新的機器碼大小為41KB。經過10次試驗，兩塊LED顯示屏控制板程序成功更新的時間相近，平均值分別為361秒和358秒。實驗結果表明，遠程代碼更新技術適用于遠程更新LED顯示屏的控制板程序且效果良好。PC端顯示屏監控軟件界面見圖4：

4 小結

為了驗證本文設計的WSCN代碼更新機制及遠程代碼更新系統的可行性，本研究為LED顯示屏控制系統中增加了無線代碼更新技術，實現了LED顯示屏控制板程序的無線更新。同時，本研究也將設計好的服務器端軟件及網關加入到LED顯示屏控制系統中，驗證了遠程代碼更新系統的實用性。

參考文獻：

[1] 王宜懷，朱仕浪，郭蕓.嵌入式技術基礎與實踐（第3版）[M].北京：清華大學出版社，2013.

[2] 胡宗棠，王宜懷，沈忱.面向MC1321X的低開銷無線重編程機制的研究與設計[J].計算機應用與軟件，2014，31（12）：272-277.

[3] 顧會光，王宜懷，史新峰.數據無損的遠程代碼更新的設計與研究[J].計算機工程與設計，2015（10）：2633-2639.