家用电器远程控制系统的设计与实现

张小雨 张 闯 鹿 蕾



家用电器远程控制系统的设计与实现

张小雨 张 闯 鹿 蕾

（沈阳理工大学）

进入二十一世纪，电子信息科学与技术的飞速发展，使家用电器的开关实现远程智能化控制成为可能。采用51单片机和GSM远程通信模块为基础，设计的家用电器远程控制系统，用户在家居之外可以利用手机和无线网络对远端家用电器的信息接收器进行操控，发出指令，远端的家用电器可以识别用户的身份信息并按指令进行工作，以此完成冰箱、空调、洗衣机、电脑等家用电器的远程控制，操作非常简单，而且保密性能和实用性非常强，具有重要的现实意义。

远程控制系统；功能需求；系统设计

一、引言

随着现代科学技术的进步，人们的物质生活水平得到了极大的提高，在日常生活中各种家用电器的广泛使用，给人们的生活带来便捷和舒适，而电子信息科学技术成果在家用电器中的应用，使家用电器也逐步实现了自动化和智能化，操作更加简单，性能更加完善。基于GSM网络模块的家用电器远程控制系统的设计，实现了利用短信模块接收和传送指令信息，在远端对家用电器进行控制和操作，下班的路上就可以打开空调调节好家里的温度，控制电饭煲开始做饭，为忙碌的城市生活增添了无限的品质和乐趣。

二、远程控制系统的设计

（一）基础组成部分

家用电器远程控制系统的基础组成部分有主控端、接收端、受控端和驱动端。其中主控端就是用户使用的手机，可以接收和发送短信，通过发送短信传达控制指令，然后接收电器向用户回复的短信，了解家用电器的工作情况。接收端就是GSM网络短信模块，通过无线网络传输信息。受控端是家用电器中的单片机控制模块，接收指令执行识别用户身份信息和指令信息，并控制电器的开通与关断，还能够存储运行数据，向GSM发关AT指令，对电器的现行状态进行反馈。驱动端是单片机外围的驱动电路和继电器控制电路，用以控制家用电器的运行。

（二）控制系统的硬件设计

家用电器远程控制系统的硬件设计主要以51单片机和GSM网络模块为核心，51单片机和GSM网络模块的通信连接采用串行通信，GSM网络模块接收到上位机传输的数据信号，并将这些数据信息传输到51单片机上，单片机通过电路向GSM网络模块发送AT指令。单片机控制模块输出的控制电平信号，可以利用继电器、红外线、无线等控制手段实现对家用电器的控制。

（三）远程控制系统的软件设计

家用电器远程控制系统的软件设计总流程为开始，串口初始化，保存预留用户手机号码，设置GSM模块收发短信为PDU模式，设置接收到短信后直接显示，收到短信代码后提取手机号，与预留手机号是否一致，一致后提取控制指令的信息内容，并予以确认，发送短信息提示用户控制代码，内容为其他有效代码后，控制相应继电器进行通断电，并向用户反馈电器运行状态。为便于有效代码的提取与识别，控制指令的接收信息代码要设计固定的格式。单片机通过GSM网络模块发送的AT指令应用的是汉字短信，设置短信模式为PDU格式。

三、家用电器远程控制系统的功能需求

（一）能够识别用户身份信息

用户在远端实现对家用电器的远程控制操作中，安全性能是非常重要和必不可少的，因此在控制系统中选择电话号码识别和密码验证的双保险，提高保密性能和安全系数。用户可以提前预留电话号码，由单片机直接进行识别，简单便捷，同时由数据开关设置的八位并行二进制密码转换成串行码，并行置入寄存器，而且在程序中设置错误密码输入次数不超过三次，极大的提高了保密性能。

（二）能够控制指令的接收与发送

在家用电器远程控制系统中控制指令的接收与发送是技术核心内容，有线通信和无线通信都可以实现指令信息的发送和接收。有线通信会受限于电缆以及室内的信号覆盖，而无线通信尤其是GSM网络模块，信号覆盖范围广，移动电话使用广泛便捷，普及率高，使用和携带都非常方便，利用无线网络信号可以随时随地实现对家用电器的远程控制。

（三）能够识别远程控制终端

用户在远端通过短信的形式向家用电器发送指令，用简单的数字分别对应电器的打开和关闭，只需一个按键发送一个数字到GSM网络模块上，就能够实现对相应电器的远程控制，这就需要终端的家用电器能够接收信息并予以识别，提高操作的准确性。

（四）需要实现良好的人机对话界面

由于家用电器很多，需要同时进行控制和操作时，需要建立良好的人机对话界面，在发送完相关电器的指令后能够及时收到系统的反馈信息，了解电器的目前状态，系统需要提供控制指令的提示功能，立即通过短信予以提示，从而避免操作的失误。

四、结语

综上所述，家用电器的远程控制系统从硬件到软件的设计技术非常成熟，单片机和GSM网络技术的应用为家用电器的远程控制系统得以实现，利用手机和无线网络就可以随时随地进行控制远端的家用电器，提高了家用电器的智能化和自动化水平，为人们的家居生活提供了更多的便捷和舒适。

[1]林海波.智能远程遥控家用电器控制系统设计[J].长春工程学院学报（自然科学版），2006年第7卷第1期.

[2]杜力.基于GSM的家用电器远程控制系统[J].软件导刊，2014年3月第13卷第3期.

[3]亢健，陈亚栋，任秀伟，邱志荣.家用电器远程控制系统的设计与实现[J].微型机与应用，2013年第32卷第24期.

[4]凌燕，葛万成.基于GSM短信的远程控制系统设计[J].微型电脑应用，2006，22（10）：29-30.

TU7

B

1007-6344（2017）03-0108-01

张小雨 性别:男 籍贯:安徽来安 专业或研究方向：电子信息科学与技术 单位:沈阳理工大学

张闯 性别:男 籍贯：吉林省公主岭市 专业或研究方向：电子信息科学与技术 单位:沈阳理工大学

鹿蕾（出生年—）1995 性别:女 籍贯:（精确到省市）辽宁省 专业或研究方向：测控技术与仪器 单位:沈阳理工大学