家用电器远程控制系统的设计

家用电器远程控制系统的设计随着科学技术的快速发展，各种新技术逐渐应用到家用电器当中，极大提高 了人们的生活水平。尤其是家用电器远程控制系统的应用，让家用电器变得更为 贴心、舒适、简便、高效。1.绪论1.1 问题提出家用电器远程控制系统在智能家居领域发挥着重要作用，尤其是在智慧城市 构建当中，远程控制系统为人们生活提供了便利。不过从目前来讲，我国家用电 器远程控制系统的设计应用尚处于初级阶段，面临着设计成本高、远程控制距离 受限等问题，此外家用电器远程控制系统设计是一项复杂的工艺，只有把握好各 环节内容才能够确保系统设计的科学合理性，更好满足现实需求。家用电器远程 控制系统设计当中面临的问题较多，包括用户定位、数据线传输、系统性能稳定 性等问题，这些问题均会影响到系统的正常运行，这些问题的解决关系着我国智 能家电的未来发展，以及人们生活水平的改变。对此，本文以家用电器远程控制 系统设计研究为主展开研究。1.2 研究依据在科学技术发展下，各种新技术逐渐应用到家用电器当中，为家用电器远程 控制系统应用提供了技术保障，尤其是 GSM 网络模块的应用，提高了远程控制系 统的效率，在传动指令、信息接受、远程操作等方面作用显著，远程就可以完成 对家庭智能电器的控制。1.3 论题价值家用电器远程控制系统设计研究既具有理论价值，又具有实践价值。首先， 智能电器已经与人们的生活密切相关，在应用当中难免存在设计弊端，影响到生 活体验感，而通过本文研究设计，可以进一步梳理家用电器远程控制系统设计的 流程以及注意事项，从而为相关电器的远程控制系统设计提供理论依据；其次， 家用电器远程控制系统设计的目的是为了满足现实需求，通过科学的设计规划提 高远程操作效率，提高智能家电的远程服务效率，随着设计的日趋成熟，人们生 活也将会变得更加便利，这也是本文研究的现实价值。2. 家用电器远程控制系统的发展我国是从上世纪八十年代实行市场经济体制的，经济的快速发展主要是在二 十一世纪之后，家电行业虽然发展较早，但智能家电尤其是远程控制系统的研发 与应用起步较晚。西方资本主义发达国家科技水平居于世界前段，远程家用电器 设计尤为成熟，我国在这方面还存在诸多不足之处。但在科技推动下，家用电器 远程控制系统的价值尤为显著，市场对智能家电的需求大幅增加，进一步推动了 远程控制家用电器的发展速度。电话远程控制是家用电器远程控制系统的最早应 用系统，在一定程度满足了民众对智能家电远程控制的需求，不过这种系统应用 当中存在一些不足之处，控制水平相对较低。在技术推动下，远程控制系统不断 创新、优化，为现代家用电器远程控制的实现奠定了基础。3. 家用电器远程控制系统的功能需求3.1 能够识别用户身份信息家用电器远程控制系统的主要特点之一，在于可以通过远程系统实现对用户 身份的识别，在识别完成后根据用户指令管理对应的家用电器，实现对电器的远 程操作。安全在远程控制当中尤为重要，对此，在身份验证当中，一般以电话号 码以及密码等方式进行双重验证，当然，在人工智能技术快速发展背景下，指纹 识别、人脸识别也将逐渐应用到用户身份信息识别当中，这些功能的安全性更强。 电话识别比较便捷，通过手机号输入即可实现，密码识别同样如此。3.2 能够控制指令的接收与发送在远程控制系统设计当中，指令接收与发送尤为重要，一般而言通过无线通 信以及有限通信均能够满足指令信息的接发需求。两种通信方式有着自己的特征 其中有限通信信号接发更为灵敏，效率较高，且受电缆、信号等覆盖范围限制； 无线通信覆盖范围比较广泛，其中 GSM 的网络模块应用尤为广泛，且具有便利性， 在家用电器远程控制中发挥着显著作用。3.3 能够识别远程控制终端在家用电器远程控制过程中，用户主要通过信息方式发送指令，通过数字等 方式实现对家用电器的控制。简单而言就是通过数字的方式进行远程发送，GSM 网络模块可以实现对数字信号的捕捉与识别，以此达到电器控制的目的。3.4 构建良好的人机对话界面随着智能家电的不断增多，家用电器所接收到的信号较多，为了更好实现对 家电的管理，需要构建对应的人际对话界面。运用人机对话界面有效实现信息的 接收与反馈，更好把握家用电器的运行状况。人机对话系统可以更好实现系统知 识功能的控制，提高系统操作的精准性，避免由于信息接收不畅而引发的失误。4. 家用电器远程控制系统设计4.1 总体设计内容中央处理器是家用电器远程控制系统的核心内容，而该内容主要是通过单边 机予以呈现的，当处理器接收到电话传来的信息时，电话振动就会产生电流，并 传导到对应的振铃检测电路当中，在铃声传递之后，这种信息就会被模拟摘机电 路所接收；同时单片机中的控制电路以及信息解码设就会对所接收到的信息予以 解码处理。在固有程序确定的基础上，外部指令就会被系统信息处理模块予以处 理，并产生控制信号，随后控制系统就会依据控制信息实现对现象对家庭电器的 有效可控制，达到远程控制的目的。总之，家用电器远程控制系统设计，目前而 言，主要实现的是对电气开关功能的控制，运用信息、语音、短信等方式实现远 程控制，同时在密码、信息等安全设置下还能够避免电器被他人所操控，确保电 器的安全性。4.2 硬件设计家用电器远程控制系统设计是一个复杂的过程，所选取的硬件类型较为多元 本文在设计当中主要选取的单片机型号以 8051为主，这种型号在 DTMF 信号接收 方面作用显著，同时能够实现对按键值的有效解码。确定侯还需要选择 MT8870 解码芯片，这种芯片主要在语音解码方面作用显著，能够满足较长的语音录制和 存储需求，通过语言信息的编码在用户实现语言解码时，就会通过原始录音与语 言信息的核对，确定是否是真实用户的远程控制操作，在核对成功后才会执行操 作指令，最终确立的语音芯片为 APR9600。家用电器远程控制系统的设计，不仅需要以上几种核心元件，还需要相关的 配套设备予以完善，包括移动电话、控制插座等。继电器控制设备是远程控制系 统实现的主要依据，想要真正实现对家用电器的远程控制，就必须要在家用安装 对应的继电器设备，通常情况下电磁电压继电器的应用范围较为广泛。4.3软件设计4.3.1 控制系统工作原理家用电器远程控制系统运行原理为：在系统通电之后，需要让单片机恢复到 原始状态，复位之后才能正常运行；系统正常工作后，当信息发出后，一般以电 话铃声为依据，铃声信息会被铃声电路中的检测设备所察觉，与此同时会产生 1:4 的方波，单片机就会将数据输入其中，运用计算程序实现铃声数据的计算， 若达到一定设定时间无人接听，系统就会默认家中无人，就会启动语音提醒电路， 并开启远程智能服务系统，要求输入密码；在摘机信号发出后，DTMF电路就会 对信息予以翻译解码，并通过8051 单片机进行信号的输入，同时单片机内设密 码会与输入密码进行匹配，一旦正确就会进行下一步的操作，提示远程操作系统 进行电器编号的输入，根据输入数字开启对应的电器。当然，若响铃在没有达到 默认程序时被人接听，电话遥控模式就不会出现。若密码错误系统会继续提醒输 入正确密码，超过三次还不正确时，就会挂断，以确保电器远程操控的安全性。4.3.2Multisim 仿真软件介绍Multisim 仿真软件可以满足电路设计到电路版图生成整个过程的仿真。该 软件工具可以进行虚拟模拟，包括电子元器件与电子的虚拟设计。这是一种虚拟 仿真软件，主要用于电路功能、电路设计的测试需求，通过设置故障，了解仿真 当中存在的各种潜在问题，以此对现实当中的电路运行予以评估和判定，更好满 足实践性需求。通过仿真，能够获取大量的测试数据，并将其存储到系统当中， 在遇到此类情况时，系统就会根据已有数据做出故障判定。比如，本文在研究当 中主要运用 Multisim 软件实现对语音提示电路、解码电路等方面的仿真模拟。第一，设计模拟摘机电路。直流环路电流通断可以满足用户话机摘机的实现。 当话机处于静止状态时，对应的直流环路不通电，没有馈电电流；在摘机时，打 通直流环路，馈电电流恢复通电，电流与正常电器运行电流相似，电流不低于 200 毫安。铃声响之后，程控交换机会作出反应，让电话电流增大 30 毫安左右， 在此影响下，原本没有接通的直流环路就会被默认为接通，既处于摘机状态 ， 此时话机负载为200 Q。第二，设计振铃检测电路。在电话铃尚未响之前，直流电压大概为48V,当 电话响起的时候，在交换机的作用下，发出振铃信号，此时电压受到英下乡，对 应的数值大概会达到90V左右，信号就会具备周期性特征，在6s范围内实现发 送、断开的反复操作。当然，振铃信号设计当中，也可以根据截图情况设计对应 的周期时间，比如振铃响动8次后出现自动摘机的状况。第三，设计解码电路。解码电路是实现信号传递以及执行远程操控系统的集成电路，比如DTMF双 音频信号解码电路应用较为广泛，在程控交换机、按键电话等当中发挥着重要作 用。高频信号、低频信号是双音多品信号的主要构成要素，关于双音频与按键电 话，在我国相关规定中做出了明确说明，确定了两者关系。在 MT8870 芯片解码 的作用下，就会形成码制信号，这些信号可以轻松被单片机获取。第四，设计电器控制电路。电器控制电路主要通过继电器电源插座开关的控 制达到远程控制家电的目的。4.3.3Multisim 仿真运行结果在以上电路程序确定之后，将其融入到 Multisim 仿真软件当中，并予以模 拟，通过模拟验证能够判定程序编写的正确与否，只有模拟软件运行正常才能将 其运用到家电电器远程控制系统当中。5. 家用电器远程控制系统设计优化策略家用电器远程控制设计当中必须要做好用户定位、数据传输、系统性等问题 的处理，只有解决这些核心内容，才能设计出更为有效的家用电器远程控制系统。5.1 引进新型家电定位系统家用电器远程控制系统需要大量的数据予以支撑，而大数据处理设备更新过 程较为缓慢，很多用户定位设备较为滞后，这在一定程度上影响了家用电器远程 控制的精准性，若能够定期实现定位系统的更新换代，则会大幅提高远程加大控 制的效率。传统设计当中，需要做好电器设备的调研与分析，并设计与之对应的 控制系统，但是在网络信息化时代，完全可以利用大数据实现家用电器的数据搜 集，极大节约了设计研究时间，降低了设计成本。同时家电行业的发展是非常快 速的，产品更新换代快，若远程控制系统不能及时更新，势必会影响到控制效率， 对此，可以利用大数据、云计算、人工智能等技术，实现对家用电器数据信息的 有效搜集，并针对电器特征对远程控制系统予以优化，这样才能顺应时代发展需 求，更好推进家用电器远程控制的快速发展。5.2提升数据传输的精准性数据传输精准性影响着家用电器远程控制的效率，更关系着远程控制的体验 度。科学技术推动下，电器行业快速发展，竞争加剧，用户需求逐渐呈现多元化、 个性化特征。电器企业利用现代化技术充分掌握用户需求，并不断优化家电远程 控制技术，在电器远程控制性需求不断增长的过程中，数据传输尤为重要，但目 前而言，数据传输精准度还存在不足之处，在传输当中载波信号容易发生误差， 从而影响用户控制质量。对此，要加大数据传输设计方面的投入力度，降低数据 传输误差。5.3充分发挥系统整体性作用远程控制系统性能的发挥离不开每一个要素的配合与协调，只要实现内部要 素的优化配置，才能发挥远程控制系统的整体作用。这就要求做好载波信号传输 的整体评估，以此确定科学的远程控制体系。具体则需要深入探究控制系统特征， 汲取精华、去其糟粕，做好系统的优化处理，尤其在家用电器远程控制系统运行 前要在不同场景予以测试，达到标准方可应用。6 结论6.1 成果展示通过研究，本文得出如下所示研究成果。在系统运行时，设备会先进入初始 化状态，并对信号进行检测，若符合要求，计数器会被设备所启动，当振铃响六 声以后，就会进入到自动摘机模式。此时，模拟语音系统介入其中，以语音方式 提示远程操控者进行密码输入，若输入正确进入下一步，错误则需要重新输入， 最多有三次机会。密码正确后进入系统，并提醒操作者目前家电状态，以及操作 流程，同时询问操作者对应操作要求，实现对家电的远程控制，操作后最终提示 完成。6.2 展望家用电器远程控制系统是智能家电的重要构成元素，随着科技发展，未来智 能家居将成为人们生活中不可获取的一部分，不断提升人们的生活水平。本文在 家用电气远程控制系统设计中，以电话网络作为核心，毕竟电话网络系统较为完 善，已经融入到千家万户，以此作为设计依据更具有可行性，同时能够满足远距 离控制需求，提高控制效率。此外，系统当中融入语音功能，能够更好体现人工 智能的特征，通过语音提示为用户提供便捷操作服务，还可以确保操作的安全性。 当然，远程控制系统的设计相对复杂，本文简单予以论述，具体设计效果尚需验 证，不足之处还望见谅。