基于单片机的家电远程控制系统的设计与实现

宗军林 张文静* 沈阳工学院信息与控制学院

关键字：单片机 家庭远程控制系统

引言：智能家电，也叫智能家居，在国外常用Smart Home表示。与智能家电含义近似的有家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（ElecctronicHome、E-home）、数字家园（Digital Family）、家庭网络（Home Net/Networks for ome）、网络家居（Network Home）、智能家庭 /建筑（Intelligent Home/Building），在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。智能家居是以各种家电设备为基础平台，综合网络通信、信息家电、设备动化等技术，将系统、结构、服务、管理集成为一体的高效、安全、便利、环保的居住环境，而智能家电远程控制系统即是实现其的一个重要手段。

智能家电远程控制系统可以定义为一个利用先进的计算机、网络通信、自动控制等技术，将与家庭生活有关的各种应用子系统有机地结合在一起，通过综合的家庭范围内的本地管理与控制以及来自家庭之外的远程管理与控制，特别是基于互联网的远程管理与控制，让家庭生活更舒适、有效和便捷。与普通家电相比，智能家电不仅具有传统功能，还能提供舒适、高效、便捷、具有高度人性化的控制方式；将一批原来死板的家居设备结合在一起转变为具有“智慧”的工具，提供全方位的信息交换功能，实现家电控制的实时畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效地安排时间，增强家庭生活的高效性，并为家庭节省能源费用等。

本文主要从硬件设计、软件设计等方面介绍基于单片机的家电远程控制系统的设计与实现的方式。

1 硬件设计

本系统由nRF2401、独立按键输入、LED指示灯、LCD显示、继电器控制、电源、单片机最小系统等硬件电路部分以及相应的软件部分构成。系统原理框图如图1所示。

图1 系统原理框图

在现代智能化设备与仪器中，用户交互界面越来越受到重视。本课题中，也考虑到用户可视化界面的设计。通过LCD1602显示屏，实时显示电器的开关状态，以实现远程家电控制系统的良好的用户交互功能。

2 软件设计

采用模块化的设计是软件设计的一个重要思想，它是把一个大的任务进行分解，后组成许多个小的任务，分别把这些小任务的子程序编制实现，然后按照总体要求组装子程序，就可以把这个大任务实现了。这种思路显得特别优越对于可重复使用的子程序来说。

基于单片机的远程家电控制系统的软件设计是本次设计中不可缺少的环节，贯穿了整个毕业设计，是本次设计能够完成的最重要的环节之一。

接收主程序的流程图如图2所示。发送主程序的流程图如图3所示。

图2 接收主程序的流程图

图3.发送主程序的流程图

整个系统上电后，从主程序开始运行，首先对硬件外设nRF2401无线模块、DS18B20温度传感器、独立按键和LCD1602液晶屏进行初始化。初始化完成后，发送端然后进入主循环，开始进行独立按键扫描，有按键按下时，发送数据到接受端，然后进入接收模式，判断发送端的温度状态，从而根据温度可以控制家电的开关状态，并且将温度和家电的状态显示在LCD1602液晶屏；而在接收端等待接收数据，并且读取DS18B20的温度数据，将温度数据和家电的状态发送到发送端。

3 系统联调

经过硬件与软件联调，基于单片机的家电远程控制系统的设计方案基本能够满足智能化的要求。实现智能家电的控制系统的效果。