远程控制系统精选(九篇)

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第1篇：远程控制系统范文

随着我国信息事业的持续、快速发展,通信基础设施日臻完善,固定电话、移动电话用户总数接近两亿.利用现有的个人通信终端,实现基于PLMN(陆基移动通信网)和PSTN(公用电话交换网)的电话远程控制系统,既可以节约投资,又便于推广.电话远程控制系统(ITRCS),以CCITT及我国标准共同规定的部分标准程控交换信令(DTMF双音多频信号,振铃信号,回铃音信号等)作为系统控制命令,以PLMN与PSTN通信网作为传输介质,使用户可以在远端利用固定电话或移动电话发送DTMF双音多频信号,实现对近端电器设备的远程控制.信令传输示意图如图1所示.

2电话远程控制系统的体系结构

电话远程控制系统接收远端发送来的DTMF信号,并对其进行解码,解码后的信号再由中央处理单元采集处理;为了方便用户使用,系统设计了语音提示界面;电话远程控制系统一般工作在元人值守环境,所以应具有自动离线、上线、复位功能;为了符合智能化要求,系统采用80日作为中央处理器.同时,电话远程控制系统正常工作还需电源供电电路、驱动电路等辅助电路.智能电话远程控制系统的体系结构如图2所示.

可以看出,系统主要由DTMF音频解码电路、语音提示电路、离线/上线/复位电路、中央处理单元、驱动电路、电源电路等组成.

3各部分电路及工作原理

3.1中央控制电路

中央控制电路的主要功能是接收铃流检测电路和DTMF解码电路的中断信号,发送对上线/离线/复位电路和受控设备的控制信号,对语音录放电路进行寻址操作,接收DTMF解码电路的四位二进制数据(见图2).

3.2DTMF音频解码电路

DTMF(DualToneMultiFrequency)双音多频信号解码电路是目前在按键电话(固定电话、移动电话)、程控交换机及无线通信设备中广泛应用的集成电路.它包括DTMF发送器与DTMF接受器,前者主要应用于按键电话作双音频信号发送器,发送一组双音多频信号,从而实现音频拨号.双音多频信号是一组由高频信号与低频信号叠加而成的组合信号,CCITT和我国国家标准都规定了电话键盘按键与双音多频信号的对应关系如表所示.

表电话拨号数字对应的高低频率组合关系

电话远程控制系统采用MITEL公司生产的MT8870DTMF接受器作为DTMF信号的解码核心器件.MT8870主要用于程控交换机、遥控、无线通信及通播系统,实现DTMF信号的分离滤波和译码功能,输出相应16种频率组合的四位并行二进制码.MT8870具有拨号音抑制和模拟信号输入可调功能,所以在设计MT8870DTMF解码电路时,只需外加一些阻容元件即可.DTMF解码电路如图3所示.

远端用户发送的DTMF信号,经搞合电容的隔直流作用后,由MT8870接收并进行译码,输出的四位并行二进制数据直接与8051单片机的P0.0～P0.3连接,MT8870在DTMF信号码变换完成后,由CID端发送中断信号INT1,通知8051数据准备好.

3.3语音提示电路

电话远程控制系统利用语音提示电路实现用户和系统的交流.语音提示电路预先存储若干段系统提示音,8051中央处理单元电路判断用户发送的DTMF信号后,对语音提示电路进行寻址,播放相应的提示音,从而向用户反馈信息提示下一步该如何操作.

本系统选用美国ISD公司的ISD2590单片语音录放集成电路作为语音提示电路的核心部分.ISD2590采用E2PROM存储器,信息可永久保存,零功能存储;它还采用了DA盯直接模拟量存储技术,因而能较好地保留语音信息中的有效成分,提高录放音的清晰度.ISD2590可以存储长达90s的语音,能够实现1～600段语音分段,每段录放音均有一个起始端,该起始端地址选择由A0～A9确定.ISD2590的电路也非常简单,只需少许阻容元件即可,并且它易与单片机接口,实现分段寻址功能.ISD2590的内部功能如图4所示.

系统在接收远端用户发送的DTMF信号以后,根据软件设定,对语音电路进行寻址放音.例如系统收到用户发出的"1234'''',用户密码信号时,若密码正确,则寻址播放语音提示"密码正确",否则,寻址播放语音提示"密码错误".需要提出的是,ISD2590".只有A0～A910根地址线,显然不能对480K模拟存储阵列直接寻址,从图4可以知道,ISD2590的地址线是先经过解码器解码后再对480K模拟存储阵列进行寻址的.

3.4系统上线／离线/复位电路

当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线连通时,我们称系统处于上线(Odine)状态;反之,当DTMF信号解码电路及语音提示电路与用户电话线断开时,我们称系统处于离线(Offline)状态.只有在电话远程控制系统工作时,系统才应处于上线状态.这样做的目的是避免用户呼叫系统时的高压振铃信号(可达120VMS)及线路上其他高压噪声对DTMF信号解码电路及语音提示电路产生危害.上线/离线/复位功能的实现,也是由系统硬件电路和软件共同实现的.

3.4.1系统上线电路

系统上线电路的功能是检测程控交换机发送的振铃铃流信号,然后通过中断方式通知8051单片机,根据软件设定,闭合系统上线/离线/复位开关电路,开启UrMF信号解码电路和语音提示电路与电话用户线的连接.上线电路的主要部分是铃流检测电路.铃流信号是当远端用户呼叫电话远程控制系统时,由程控交换机向电话远程控制系统发送的控制信令.系统采用TCA3385芯片作为铃流检测电路的核心部件.TCA3385是一种性能稳定的振铃信号转换、检测器件,常用于电话机、应答器等仪器仪表.它的PDO端(如图5)是振铃检测输出端,在振铃信号稳定后,此端会变为高电平输出.RDO端可直接与8051单片机相连,作为8051的中断信号INT0.TCA3385的内部功能及外部电路如图5所示.

当电话远程控制系统处于离线状态时,只有铃流检测电路与用户电话线相连,而TCA3385能承受较高电压的冲击,保证了系统的完全稳定性.

3.4.2离线/复位电路

用户对电话远程控制系统操作完成后,发出结束命令,8051单片机断开系统上线/离线/复位开关电路,系统离线.如果用户出现误操作或忘记发送结束命令时,系统根据软件设定,断开系统上线/离线/复位开关电路,使系统离线,并初始化软件设定.

3.5驱动电路

电话远程控制系统对受控设备的控制,要通过8051单片机对继电器的闭合才能实现,因此,在8051单片机与继电器之间必须设置一个继电器驱动电路.本系统采用摩托罗拉公司的MC1413,来关闭与开启继电器开关(图6).

4系统软件

如何利用有限的16种DTMF信号实现多样的系统控制功能,是系统成功与否的关键,借助于软件编程,系统可以对16种DTMF信号的任意组合进行解释,从而大大丰富了系统功能.系统软件的流程结构并不复杂,这里只介绍系统软件主要功能要求:

(1)系统身份认证功能为了保证只有合法用户才能操作系统,电话远程控制系统上线以后,用户必须输入密码,待系统确认后才具有对系统的操作权限.

(2)用户信令解释功能对收到的用户信号,系统按照软件设定加以解释,并决定对语音提示电路寻址,播放相应的系统提示音,实现用户和电话远程控制系统间的交互操作,或者对外部受控设备发出相应的驱动信号.

(3)软件定时功能系统软件设定系统自动复位的软件定时器,定时器的设置值规定了系统一次上线工作的最大时间.若一次工作超时,系统自动离线,进入待机状态.

5结束语

第2篇：远程控制系统范文

1．1输入模块设计1)模拟量信号输入模块。模拟量信号主要有压力、温度、位移3类信号，其数据采集电路均相同，模拟量采集电路如图2。模拟量信号输入的传感器内部带有变送电路，其输出信号均为标准的4～20mA，此信号经由电流隔离模块U1隔离后输入到U2进行I/V转换，先将4～20mA电流转换成1～5V电压，再经过调幅电路将电压信降至0．5～2．5V后送往STM32的AD通道进行AD转换。2)数字量信号输入模块。数字量输入信号包括脉冲信号和开关量信号。转速传感器输出的是脉冲信号，其信号调理电路如图3。由于钻机动力头回转时采集的传感器转速信号均低于1kHz，因此在电路设计中采用低通滤波器。这种滤波器可以有效地过虑掉频率高于1kHz的干扰信号，降低高频信号对转速信号的干扰，使得输出信号稳定可靠。开关量输入电路如图4。外部诸如接近开关或其它开关量输入信号一旦接通，则外部供电的本安电源12V便通上电使光电耦合器导通，从而使的4脚输出一个低电平给STM32单片机。光电耦合器有效地隔离了本安12V电源与信号电源3．3V。

1．2输出模块设计1)开关量输出模块。系统中输出量包括开关量和PWM信号输出。开关阀的控制电路如图5。图中，开关阀线圈的通断由STM32单片机的数字量输出引脚输出高低电平控制。光电耦合器TLP627起隔离与放大的作用，用于隔离STM32单片机与外部强电器件，TLP627的最大输出电流可达150mA，满足驱动继电器要求。电路中的继电器属于感性元器件，为防止继电器切断时产生的反向电动势击穿光藕，在电路设计中选择加入二极管IN4007。2)PWM(比例阀控制)输出模块。钻机控制系统选用的速度调节元件均采用电液比例阀，比例阀最小工作电流(阀口初始开启时)约为200mA，最大工作电流(阀口完全开启时)为800mA。一般电磁比例阀的工作电压为24V，内阻只有几欧姆到十几欧姆，所需驱动电流达数百毫安，而STM32输出电流只有几毫安，输出功率小，不足以直接驱动比例阀，因此在电路中采用达林顿三极管TIP147组成功率放大器，对PWM信号进行隔离并进行放大。WM输出模块电路如图6。3)CAN通信电路设计。为了提高CAN总线的数据通信的可靠性，在硬件接口设计时需考虑抗干扰设计。本系统CAN接口电路的本质安全电路框图如图7。系统中通信方式采用CAN通信，CAN接口电路被设计成本质安全型电路，由外部本安电源供电，同时对信号通道之间、本安与非本安电源之间进行隔离处理。在图7中，主控芯片采STM32型32位微处理器，该微处理器以Cortex－M3为内核，接口非常丰富，内部自带2通道CAN控制器，加上CAN收发芯片82C250即可方便实现CAN接口电路，主频最大可以达到72MHz，是一款适应煤矿设备的控制器。本系统通过加入数字隔离芯片对CAN信号通道进行隔离，非本安电源对ARM芯片及数字隔离的一侧进行供电，本安电源供电对CAN收发器及数字隔离芯片另一侧供电。

2室内试验

远控钻机的模拟量参数有压力、温度、液位等。鉴于试验室条件有限，选择温度传感器来模拟测量室内温度。连接电控手柄、STM32控制器及硬件电路和计算机。室内调试与试验主要检验远程控制钻机控制系统硬件电路板、CAN通信协议传输的准确性。试验结果表明，在实验室环境下，控制系统中硬件满足设计要求，电控手柄信号可以通过CAN总线对液压开关阀进行控制，开关阀块响应及时准确。

3结语

第3篇：远程控制系统范文

关键词：计算机 控制系统 研究 远程 基于B/S模式

中图分类号TP277 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00

网络技术日益发展，其应用领域除信息及资源共享之外，还通过多媒体系统实现网络远程控制，极大的扩宽了人们的网络应用范围。在运用网络的同时，多数网络用户因为地区差异原因而无法实现网络资源共享，而计算机网络远程控制系统非但不受地区因素等差异，还能共享网络上的多媒体设备。就这一研究体质，在网络上具有非常重要的研究价值。

1计算机网络远程控制系统概念

计算机网络远程控制系统主要由控制端、服务端（server）、信息客户端（client）以及多种网络协议构成。根据计算机系统原理，服务器利用网络注册信息，实现用户通过指令对计算机进行操作。在网络控制系统中，客户端会根据网络控制信息，为用户提供网络硬软件资源，并同时通过网络客户端反馈信息给用户。在网络上而言，计算机网络分为七大层次，信息的控制传输主要是基于网络传输层进行实现，在采用HTTP协议的基础上，采用集中模式对网络进行控制，这一结构系统效率较高，网络传输速度快，协调性较好，从而实现硬软件资源的管理。

计算机网络远程控制系统作用于计算机管理以及应用服务，远程终端控制依赖于计算机网络技术，在网络监控设备以及远程控制技术方面作用相对突出。计算机网络与互联网与日俱增，远程控制技术改变了早期的网络元件，将现代网络技术运用上来，实现计算机系统控制技术的高速发展。

2远程控制技术的研究

远程控制技术的系统原理相对复杂，远程控制技术是计算机网络中数据之间的交换技术，它将以往的传统数据技术转换成了数据控制技术，让计算机控制变成了可能。网络远程控制系统包括三大核心系统，位于互联网接入口的检测系统、近远距离传输系统以及服务器端的程序指令系统。在考虑远程控制系统的同时，应注意灵活使用多种程序语言，如基于Windows系统下的VB语言以及基于Unix系统下的Java语言，客户端往往会对程序头部进行加密，以防止程序源文件遭到破坏。

计算机网络远程控制技术的应用领域相对来说较广泛，国内外大多数的许多研究者应用较多。通过远程控制技术，家庭住宅及企业等场所可以随时随地通过互联网进行上网办公。这一技术的出现，用户可以轻松的共享网络上的资源，对于许多一线城市来说，远程控制系统有利于公司内部的协调发展，从而提高企业的工作效率。在西方发达国家，对于这一技术许多国家已经在广泛运用，但是在国内这一技术还处于初期阶段。

3远程控制系统分析

计算机网络远程控制系统主要是以通信技术为基础，扩宽人们思想领域的一项多媒体新型技术。从研究功能上来看，远程控制系统包含了几部分监控设备系统，正式因为这几部系统的完美结合，才能共同完成对计算机的远程控制。系统实时性是一个重要的控制指标，它决定了一台机器是否能受控制。在计算机系统中来讲，研究者以“响应时间”来描述系统的可靠性，相应时间一般以毫秒、秒、分钟、小时为单位，通过相应时间来描述系统的实时性，响应时间较短则表明该台机器的实时性较高。

另一方面，稳定性也是用来描述系统的稳定程度。一般来讲，影响系统稳定性的因素比较多，其中延迟性以及传输错误较为突出，数据的传输通常不受外界的干扰。为了适应不同的远程控制者，远程控制系统通过几次升级，新版的远程控制系统界面简单明了，通熟易懂，为了用户更好的使用而设计。同时，通过改版后的控制系统能够支持不同用户的设计需求，如一些用户的对界面设计要求较高，可以通过设置系统的兼容性来支持用户系统。

4远程控制系统的研究方案及策略

远程控制技术作为一种工业标准，它适合于传输速率为100kb/s―20000kb/s之间的网络传输。采用网络远程控制系统的核心问题是怎样根据用户的需要而开发出网络程序。在前面所讲，TCP/IP协议是实现异种网络之间的协议传输，它也是最基本的网络传输协议。网络远程控制系统主要以C/S模式（client/server模式）为应用系统，通过多台client（客户端）的完美结合。这种C/S模式结构一般是基于TCP/IP协议的传输层进行控制，它具有传输效率高及网络信号稳定及强大功能。在应用研究方面，还有一种模式就是B/S模式，它和C/S模式完全不同，后者主要以系统维护为核心，保证了数据的传输速率高。

控制数据的传输协议对系统针对性较强，C/S模式是一种数据量较小，数据冗余低的技术。正是因为计算机技术的飞速发展，基于网络的远程控制系统在网络方面实现了平台的开放性，更好的利用JAVA技术进行开发，以实现网络之间的对象通信。系统实现的主要研究策略就是系统的实时性研究，只要保证了网络的传输速度，相信在不久的将来数据的实时性传输将很快实现。

总之，相对于传统的网络控制技术，基于远程控制的网络系统则较为灵活，很大程度上方便了用户的使用。未来的网络远程控制技术则会更加完善以适应社会的需求，从而促进网络化的高速发展。

参考文献

[1]任建凯.计算机网络远程监控系统的应用[J].信息与电脑（理论版），2013，02：89-90.

[2]刘鑫.计算机网络远程监控系统的应用[J].电子技术与软件工程，2013，11：20.

[3]马强.计算机网络远程控制系统的研究与应用[D].中国地质大学（北京），2014，（1）：3.

[4]许葵元.计算机网络远程控制系统的应用研究[J].现代工业和信息化，2015（24）：110-111.

[5]单继周，马红.计算机网络远程控制系统的研究与实践[J].信息系统工程，2015（11）：52.

[6]张红梅.计算机网络远程控制系统的研究与应用[J].电脑知识与技术，2015（14）：49-50.

第4篇：远程控制系统范文

【关键词】嵌入式web；Nut/OS；B/S架构；路灯管理

1.引言

目前城市路灯远程控制系统流行C/S架构和B/S架构模式。C/S架构可靠，造价高，系统不方便维护。而B/S架构不需要监控计算机安装有特定的服务器软件和客户端软件，不需要专机专用，而且配置监控计算机位置不需要固定，只需要能与监控的路灯远端的web服务器网络相通，即可实现远程监控。因此B/S架构越来越流行。

然而，当前的B/S架构，往往都是监控区域里，一个路灯控制节点作为一个嵌入式web服务器处理，控制节点硬件不仅需要运行基本的网络通信协议TCP/IP，还要在此基础上运行web服务，以便远程监控PC机访问嵌入式网页进行相应的监控。这样的设计架构方便每一个节点的编程和控制，但是推高了系统的硬件成本，同时整个系统的软件架构复杂。

本文在现有架构基础上，将路灯控制节点的控制功能和嵌入式web服务功能进行分离，控制节点主要运行基本的TCP/IP通信协议和路灯控制和信号采样，从而实现简化控制节点的电路。嵌入式web服务器主要运行web服务功能，对远端的PC机提供相应的web服务。嵌入式web服务器的路灯管理和控制室数据，是通过UDP协议与控制节点进行数据交换，通过UDP对控制节点进行控制操作。该方案降低了硬件资源需求，从设计可靠上，采用内核小巧的Nut/OS作为操作系统。

2.Nut/OS介绍

Nut/OS是一款开源的优秀的嵌入式系统，适合在硬件资源不是很充裕的控制系统里应用。Nut/OS实时操作系统包括Nut/OS实时内核和Nut/Net协议栈，除了非常少量与硬件相关的源代码使用汇编语言编写外，剩下的都是使用C语言编写的，具有很高的可移植性。Nut/OS实时内核是一个相对独立的组件，可以单独分拆出来当作一个小型实时操作系统使用，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，不仅包含了大多数应用所需的I/O接口API函数，如文件管理系统、串行通信驱动、网络驱动、声卡和显示驱动等。更重要的是它和免费的TCP/IP协议栈，NUT/NET无缝集成，NUT/NET除了支持ARP、IP、ICMP、UDP和TCP等协议外，还支持DHCP、PPP、DNS和HTTP用户协议，是8位MCU中支持协议最多的免费TCP/IP协议栈。

3.远程控制系统的系统架构设计

当前，很多的B/S路灯控制系统架构如图1（a）中所示，即控制节点是通过嵌入式web实现对路灯的监控，然后通过交换机连接到监控中心。该架构增加了控制节点的硬件成本。本文的架构体系在此基础上，进行改进，如图1（b）所示。

改进的架构体系中如图1（b）所示，将嵌入式web服务器从原来的各个控制节点抽出来单独作为一个模块，与远程监控中心的计算机机进行交互。

在硬件设计上，嵌入式web服务器资源相对充裕些，它一方面与远程监控中心进行web服务交互，一方面它与路灯控制节点进行UDP通信，对路灯控制节点进行相关的操作和控制。由于控制节点只要运行基本的TCP/IP通信协议，不需要运行web服务功能，大大降低的控制节点对硬件的要求，可以用低成本的芯片组来实现。

同时，由于路灯的采样和控制的内容不多，采用低速的网络的芯片组足以满足系统性能的要求，而且可靠，降低了系统的软件、硬件复杂度。

4.远程控制系统的硬件模块设计

4.1 嵌入式web服务器设计

嵌入式web服务器的硬件设计CPU采用LM3S8962，该芯片是德州仪器（TI）公司提供基于ARM CortexTM-M3的控制器，它们为对成本尤其敏感的嵌入式微控制器应用方案带来了高性能的32位运算能力。芯片内部集成了256kB的单周期flash，64kB单周期访问的SRAM，芯片的内存和flash足够运行Nut/OS系统。而芯片的价格和中端的8/16位芯片差不多。内部集成的资源也很丰富，包括10M/100M以太网控制器等。

由于该芯片已经集成了以太网控制器MAC层和物流层PHY，所以不需要外接其他以太网控制器比如CS9000、RTL8019等。只需要芯片引脚TXOP/TXON、RXIP/RXIN引脚外接网络变压器然后通过RJ45网口即可实现对外的网络连接。

4.2 控制节点电路设计

控制节点由于不需要运行web服务功能，所以只需要能运行基本UDP通信功能即可。因此采用mega16芯片作为控制几点的CPU，通过外接ENC28J60实现与web服务器的通信。ENC28J60与CPU通信接口SPI，而Mega16自身就集成了SPI接口，从而大大简化控制节点网络接口的设计。

5.远程控制系统的软件模块设计

嵌入式web服务器，其主要功能是对远端监控PC提供web服务功能，对控制节点，要进行相应的控制。所以嵌入式web服务器运行了相应的远程管理网页，远端通过访问页面实现对系统的管理。应用层运行两个服务任务，一个任务是web服务，对外提供网页输出和获取相应的web输入内容，并根据http协议获取相应的输入后，执行相应的操作。当远端请求操作控制节点时，web服务通过CGI执行与节点UDP通信程序，对控制节点发送相关的消息实现对控制节点相关的硬件控制，比如路灯的打开和关闭，路灯状态的检测等等。

控制节点主要执行web服务器发送来的命令，并根据相应的命令执行后，把结果返回给web服务器。由于控制节点只运行基本的UDP通信，而且通信数据量不大，所以对Nut/OS进行裁剪，只保留基本的任务管理和TCP/IP协议栈，在这基础上，增加一个UDP应用任务。该任务接收来自web服务器的命令，并将相关的命令翻译成相关的动作并执行。主要执行的web服务器发来的开灯、关灯、电流/电压采样。并将执行的结果通过UDP方式传给web服务器。

整个路灯远程控制系统软件模块架构如图2所示。

远端计算机（或PC机）通过http协议访问嵌入式web服务器，执行相应的web操作后，web服务器将操作转换为相应的命令，并通过调用CGI接口来启动UDP服务器程序，UDP服务器程序将相关的操作命令通过UDP的方式发送给控制节点。控制节点的UDP应用程序接收到相关的UDP报文后，将其翻译为具体的操作命令，操作命令通过调用相应的I/O控制函数，实现对路灯的开、关控制以及相关的环境数据的采集，并将执行的结果通过UDP方式发回web服务器。Web服务器收到相关的反馈结果后，对web页面的相关控制条目进行响应和修改，然后把修改的结果传回给远端的监控PC机。

6.结束语

本文介绍了基于Nut/OS的远程路灯控制系统B/S软件架构和硬件实现方法，该方案在原有的B/S控制系统架构上进行改进，将嵌入式web服务器和控制节点控制电路分离，简化了系统架构，尤其是简化了控制节点终端的软件体系，同时降低了设备的硬件成本。

当然，该方案降低了硬件性能和实现成本，但增加了一定的软件设计难度，主要的难点在Nut/OS的裁剪后运行于控制节点的处理上。总体上，该方案同时降低了整个系统的软件复杂度和硬件复杂度，仍然利大于弊。

参考文献

[1]朱小平，孙军，方彦军.基于NUT/OS的DTU模块设计与开发[J].通信技术，2008（11）：89-91.

[2]章君达，陆觉民，向群.城市道路照明系统节能控制方法的实现[J].能源工程，2011（4）：55-56.

第5篇：远程控制系统范文

关键词：ARM GSM 嵌入式Linux AT指令 远程控制

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）01-0008-02

随着信息化的发展，远程信息的传递和获取显得越来越重要。比如，住宅中发生火灾自动对固定电话和手机报警，对于住宅中的连接在电源插座上的家用电器，可以用手机远程控制电源插座的通断，杜绝电视等家电待机耗电情况，此外，在下班途中，提前打开家中电饭煲煮饭，热水器烧水等开关电器操作。在任何时间任何地点，只要GSM网络有信号，用户只需用手机发送一条控制命令的短信就可以对住宅中家用电器实现远程控制。

智能家居是当今社会一个热门话题，而一个使用方便、可靠性高、价格低廉的智能家居控制系统是研究的重点。本文提出一种以ARM S3C2440和GSM无线通信模块为硬件平台，选定丰富资源和强大功能的嵌入式Linux系统作为操作系统，通过手机发送短信实现了智能家居中家用电器开关的远程控制。

1 系统工作原理

用户用手机将控制命令以短信的形式，通过GSM无线通信网络，被GSM模块接收，GSM模块将收到的信息通过RS232串口线传到ARM控制器，控制器读取短信经过解码后，根据短信内容重新编码发送到与控制系统相连的家电开关，家电开关上的微处理器通过无线通信将收到的命令解析，通过控制开关上的继电器来实现家电的通断。家电智能控制系统工作原理如图1所示。

2 系统的硬件平台

本系统的硬件平台主要由用户的无线终端设备（如手机）、GSM网络、GSM模块、微处理器单元及家电设备五个部分，如图2所示。

2.1 微处理器

选用低价实用的ARM9开发板友善之臂mini2440，它采用32位ARM920T的RISC处理器S3C2440为微处理器，实现了MMU，AMBA BUS和Harvard高速缓冲体系结构，具有低功耗、高性能、体积小、接口多等优良特性。另有大小为128Mbyte，型号为K9F1G08的NandFlash，用于存储已调试好的嵌入式操作系统和应用程序。内存为两片外接的 32M bytes总共64M bytes 的SDRAM芯片，它们并接在一起形成32-bit的总线数据宽度，这样可以增加访问的速度[1]。

此外，芯片自带标准RS232接口的串口，可以用于与其它模块的通信；USB接口可以烧写Linux系统的相关程序；JTAG接口用于仿真调试程序；LCD显示屏可以显示信息。丰富的硬件资源 ，可简化设备与微处理器的硬件连接程度，提高系统的稳定性、可靠性[2]。

2.2 GSM模块

采用西门子公司的新一代无线通信GSM模块TC35i，它支持短消息、数据、语音传输等业务。模块可以工作在EGSM900和GSM1800双频段，电源范围为直流3.3～4.8V。模块一般采用串行异步通信接口，波特率通常为9600bps，支持TXT和PDU模式的短消息，具有AT命令集接口，可以很方便的进行数据传输。此外，模块上有RS232接口、SIM卡接口、电源接口等，使之更加适用于嵌入式系统。

先用RS232串口线将电脑与ARM的UART接口0连接，用超级终端进行调试，再将电脑与GSM模块相连用串口调试助手进行测试，看能否实现通信。由于串口线的分直连和和交叉两种，所以都要准备。当调试成功后，将TC35i与ARM的UART接口1进行硬件连接，对系统上电复位后，设置好ARM的串口和工作频率，对GSM模块进行初有始化，然后设置服务中心号码和目标号码[3]，就能完成与用户的短信收发功能。

3 系统的软件平台

本设计的智能家居是以ARM微处理器作为控制中心的，系统软件平台的操作系统采用嵌入式Linux系统，所以软件设计主要包括嵌入式Linux操作系统移植和系统上应用程序的设计。

3.1 Linux系统的移植

嵌入式Linux系统转移到ARM上，主要有三大部分：（1）Bootloader部分，也就是引导程序设计，一般都有现成的移植程序，如U-boot；（2）Linux内核，通过修改内核源代码以及内核的剪裁，编译等；（3）制作文件系统。

3.1.1 Bootloader的移植

作为嵌入式系统软件的最底层，Bootloader是上电后启动运行的第一个程序，它类似于PC机上的BIOS程序功能，主要负责整个硬件系统的初始化和软件系统启动的准备工作。U-boot是德国DENX小组开发用于支持多种嵌入式CPU的Bootloader程序，可以直接支持基于ARM 2440的嵌入式平台，移植工作主要是修改一些与硬件相关的smdk2440.h，flash.c，s3c2440.c，makefile等文件。完成文件修改后，就可以用安装好的交叉编译器arm-linux-gcc-进行交叉编译，生成U-boot.bin文件，然后通过JTAG接口烧写到flash中就可以从NADA flash启动了。

3.1.2 配置和编译Linux系统内核

由于开发板是ARM处理器架构，所以必须确保根目录中makefile里“ARCH”的值已设定了开发板的类型，接下来进行内核配置，最常用的配制方法是在源码相应目录下执行“make menuconfig”，进入基于文本选单的配置界面，可对内核进行裁剪。裁剪完后即可编译内核，主要通过建立内核依赖关系，创建内核映像文件及创建内核模块三部分编译，执行make up指令，生成内核映像文件“zImage”[4]。最后，将内核压缩文件下载到开发板上运行。

3.1.3 制作文件系统

加载根文件系统是Linux系统启动中不可或缺的一部分，否则系统在进行了一些初始化工作后，就不能正常启动。因此，可以先用busybox软件工具构建cramfs文件系统，然后用工具mkcramfs制作cramfs映像文件，最后将新创建的new.cramfs映像文件烧入到开发板的相应位置即可[5]。

3.2 应用程序的设计

控制中心的应用程序包括串口和GSM模块的初始化，短信的收发，控制命令的定义，短信内容的解析及命令的执行。其中最主要的是短信的发送和接收，它是使用AT指令通过串口与TC35i通信，读取和发送短信，对外设做出控制动作。和本系统有关用于发送和接收短信的AT指令如表1所示。

短消息的格式一般有PDU和TXT两种，我们要发送中文短信，所以通过发送AT+CMGF=O指令选择PDU短信模式，采用UCS2的编码方式对发送的中文短信内容进行编码。程序的流程图如图3所示。

4 结语

本设计通过ARM9芯片控制GSM模块，利用GSM通信网络发送短信的形式对家用电器进行控制，既方便又安全。同时移植了实时性好，稳定性高的嵌入式Linux操作系统，从而一改以往体积庞大，高成本的系统。相信随着通信事业的发展，基于ARM和GSM的短信息家电远程控制系统会有更广阔的应用前景。

参考文献

[1]mini2440用户手册[S].广州友善之臂计算机科技有限公司.2011-4-21.

[2]董翠英，顾文彪.基于ARM与GSM的智能家居控制器设计[J].唐山学院学报，2010，23（3）：37-39.

[3]李潍，张文锦.基于GSM和ARM9远程控制模块的设计方法[J].仪器仪表与分析监测，2009，（1）：29-34.

第6篇：远程控制系统范文

关键词： 水库水位监测； 远程控制； ZigBee； STC89C52

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 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

中国水之源总量居世界第六位，人均占有水资源量仅为世界人均占有量的四分之一，合理的利用和处理水资源已成为我国现面临的一个非常重要的问题[1]。目前，国内许多水库水位监测都是采用人工的方法，或是通过GPRS实现远程监测。人工的方法存在着测量的人身安全问题，而且还存在着数据测量的准确性问题，监测的实时性不强等问题，这严重的影响了正常的工作效率。通过GPRS实现远程监控的方法对于复杂地形或多点检测附加成本比较高[2]。

随着网络和通信技术的发展，人们对无线通信的要求越来越高，低功耗、远程、低速、廉价的ZigBee无线网络技术组件成为关注的焦点。为此本系统采用了单片机来处理传感器测得的水位数据并采用ZigBee技术实现数据传输，从而达到实时监测及远程控制的目的。

1 系统总体方案设计

本系统分为上位机监控系统和下位机测控终端如图1所示。下位机测控终端实现对水库水位的实时监测功能，压力传感器采集水压力数据，经放大器、A/D转换后传输给STC89C52单片机，单片机将采集到的数据进行处理，再通过ZigBee模块实现数据的远程传送。当水库的水位超过高警戒水位或低于低警戒水位时，进行现场报警和远程报警，工作人员可以通过远程的上位机监控界面控制闸门的开启和关闭，亦可在现场通过315 MHz无线遥控器来控制闸门的启闭。

2 系统硬件设计

2.1 ZigBee模块简介

ZigBee技术是一种近距离、低成本、低复杂度、低功耗的双向无线通信技术，介于无线标记与蓝牙之间的双向无线通信技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、低反应时间数据和间歇性数据传输的应用，可嵌入各种系统中，实现数据无线远程传输[3]。

图1 系统总体结构图

2.2 模块使用注意事项

（1）对于780 MHz、800 MHz、900 MHz频段使用时，尽量避免与433 MHz频率大功率模块混用，避免433 MHz的谐波干扰。

（2）模块供电选择，应选择负载跟随性高的芯片作为供电的电源，要求在模块发射时，电源的跳变应小于100 mV。

（3）工作电压必须在3.3～3.6 V之间，否则模块会复位，不能正常工作。

（4）如节点需一直处于唤醒状态，建议将管脚电平变为低平。

2.3 ZigBee模块电路设计

本系统使用的集成ZigBee模块与单片机通信是通过串口传输数据，ZigBee网络中不同节点间的数据传输遵循ZigBee协议。电路如图2所示，此模块的RXD和TXD直接与单片机的P3.0和P3.1相连接，在单片机与ZigBee模块进行通信之前对本系统的下位机的和上位机两个ZigBee参数设置见表1，ZigBee模块参数配置都是通过AT指令利用串口调试工具进行操作。

图2 ZigBee模块电路

系统下位机采集发送数据时ZigBee模块设置为路由方式，而上位机接收的ZigBee模块设置成主模式。设置成路由方式则可以通过收发来自主节点的数据，如果进行多点的水位测量，这些节点就自动组成了一个以上位机节点为中心的一个星型的传感网络，进行数据的收发。此时处理器将处理好的水位数据通过串口发送给ZigBee模块，而这些模块则遵循ZigBee协议收发数据。需要注意的是利用串口发送数据的时间间隔最好在200 ms以上[4]。

表1 ZigBee参数配置表

[＼&下位机＼&上位机＼&工作模式＼&R（AT+MOD=R）＼&M（AT+MOD=M）＼&节点的MAC地址＼&A001（AT+MAC=01）＼&A000（AT+MAC=00）＼&节点目标地址＼&FFFF（AT+DST=FF）＼&A001（AT+DST=01）＼&发射功率＼&00（AT+PWR=00）＼&00（AT+PWR=00）＼&]

为了实现ZigBee模块与上位机的通信必须要进行电平转换，采用的电平转换芯片是MAX232，MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS 232标准串口设计的单电源电平转换芯片，使用+5 V单电源供电。将另一个ZigBee模块的TXD与RXD引脚分别与图2中TXD，RXD相连，就可以实现单片机与上位机的远程通信。硬件连接如图3所示。

图3 电平转换电路

3 系统软件设计

3.1 测控终端软件设计

本系统的整体软件流程图如图4所示，其中初始化包括，中断、ADC0832、定时器和各个所用端口的初始化。

3.2 监控中心软件设计

本系统的上位机界面是利用C#语言在Visual Studio 2005编译环境下编写的一种Windows应用程序，上位机界面程序的核心就是通过对串口控件的调用编写来实现单片机与上位机的通信。

远程上位机操作界面如图5所示，远程上位机可视化界面可进行水位的实时显示、同时还显示当前的时间值，并且可以通过此界面设置水位的高低警戒值，当超过或低于高警戒水位或低警戒水位值时进行界面显示报警，操作人员则可以通过界面的开闸，关闸按钮控制水库闸门的开启和关闭。

图4 系统软件流程图

图5 远程上位机操作界面

4 结 语

试验证明，本系统具有通用性好，集成度高，成本低，可扩展性好，智能化高，实时性好，易于维护等优点，可用于多种监测环境的多模式水位自动监测系统及远程控制系统。将物联网技术应用在水库水位监测及远程控制方面将对水库水位信息化、智能化管理有着重要的作用。

参考文献

[1] 史云.我国水位检测仪器的现状与发展[J].科技情报，2006（14）：24?27.

[2] 郝迎吉.远距离水位智能监控系统的研究与实现[J].仪器仪表学报，2004（6）：809?812.

[3] 李文仲，段朝玉.ZigBee无线网络入门与实战[M].北京：北京航空航天大学出版社，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] 张洪润，张亚凡.传感技术与应用教程[M].北京：清华大学出版社，2005.

[6] 陈非凡.工程测试技术[M].北京：清华大学出版社，2006.

[7] 李桂平，黄有全.基于STC89C52RC汉字多方式显示屏制作[J].长沙民政职业技术学院学报，2010（4）：110?112.

[8] 毕淑娥.电工与电子技术基础[M].3版.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2008.

第7篇：远程控制系统范文

关键词 PLC技术；管道阀门；远程控制系统

中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）110-0000-00

随着信息技术的快速发展，传统的人工巡检燃气管道的阀门方式已经逐渐的不能够适应生产发展的需要。通过使用远程通信技术，可以对燃气管道阀门现场采集必要的数据和进行控制，使用PLC技术将相应的信号转接到远程监控平台中，最终实现对阀门的自动控制和故障处理。通过对燃气管道阀门的远程控制，可以有效的提高设备生产的自动化水平，促进企业的安全生产。

1燃气管道阀门的远程控制的意义

在燃气管道中，由于其运输距离比较大，如果采用手动阀门的方式，当管线在某段中出现故障需要进行切断或者关闭是，需要操作人员到现场进行关断。这样不仅增加了事故的反应时间，同时也对管道的安全产生不良的影响。为了提高燃气管道的运输安全，对燃气管道阀门进行全过程的监控成为了其中的重要措施。通过使用远程控制系统，当管道出现安全故障报警的时候可以在监控系统中将阀门直接切断，有效的降低了管道的切断时间，通过了对事故的处理能力，通过了燃气管道的可靠性和安全性。

随着嵌入式计算的不断发展，控制器的功能也越来越强大，其中具有网络功能的嵌入式控制器在工业生产中得到了广泛的应用，在管道的阀门控制是其中重要的内容。通过使用远程控制系统能够对管道阀门进行有效的调节，从而保障了生产的安全。结合嵌入式技术和无线网络通信技术，基于对燃气管道阀门控制的可靠性和远程控制要求，通过设计并且实现具有远程通信、双电流信号冗余输出以及具有自愈功能的阀门远程控制系统，能够有效的保证生产的可靠运行。无线通信技术能够使控制器和监控系统进行通信，执行监控系统的命令并且对执行结果进行反馈。当阀门控制器同时输出了2路相同的信号时，只要其中一路满足关闭阀门的要求就能够立即执行关闭操作，保证了控制系统的安全运行。系统还能够自主的对网络状态进行诊断，当发现网络发生中断或者异常现象时，可以自主的呼叫上位机，直到网络通信恢复为止。如果阀门控制器在比较长的时间内处于中断或者异常状态，系统将会自动重启应用程序。

2燃气管道阀门远程控制系统的研究

在管道阀门的远程控制系统中，常常利用计算机作为上位机，采用相关的通信协议，从而形成数据采集和监控系统，并且例如相关的通信方式和各阀门下位机进行PLC通信，然后将各个阀门站点的信息传送到监控中心中，从而实现对阀门的远程控制。其具体的工作过程是传感器将检测到的信号通过屏蔽电缆传输到A/D转换模块的输入端，经过信号转换后将相关的数据中传输到数据寄存器供PLC读取。PLC将数据通过GPRS传输到监控中心中，从而完成一次对阀门数据采集。在远程控制中由监控中心发出相关的指令，PLC接收到信号后通过输出端口控制驱动装置来控制阀门的关停。燃气管道阀门远程控制系统如下图所示：

在上位机的设计中可以选择技术比较成熟的设备，这样可以通过系统的稳定性，降低系统的研发周期。上位机的软件系统可以用VB语言来设计，从而方便实现需要的监控功能。上位机软件系统包含了通信参数设定模块、数据库模块、安全模块以及阀门控制模块等部分，上位机软件系统不仅能够实现对阀门的控制，而且还考虑到了数据库操作和系统的安全。阀门控制模块是上位机的核心，它可以使上位机对PLC控制装置的远程控制。

下位机的硬件系统包含了主控单元模块、人机接口模块、数据采集以及控制模块、通信模块等内容，其中主控单元模块是下位机的核心，它是由PLC系统组成。数据采集和控制模块是下位机控制系统的输入和输出部分，能够完成对阀门的各种报警信号以及运行状态进行采集，同时对阀门进行关停控制等。在数据采集模块中，除了一般的采集状态外，还包含了对电机过热、电机缺相、紧急制动状态的采集等，提高了下位机的监控能力。在下位机中不仅可以实现对阀门的远程控制，而且还保留了现场控制功能，可以通过现场操作器来完成。在远程控制系统的通信中，GPRS网络由于覆盖面比较广泛，而且技术成熟、维护成本低、信号稳定等优点，因此可以在计算机和PLC之间进行无线通信，提高了信号的抗干扰能力。下位机的软件系统主要是采集阀门的运行信号、控制阀门动作以及响应上位机的命令等，为了准确的对阀门进行控制避免虚假报警的情况，系统对输入的信号都进行了数字滤波处理。下位机在对信号分析之后，根据相关的命令来控制阀门的关停动作。当上位机对下位机发出命令的时候，下位机就会进入到中断程序。在这种情形下应当对现场进行保护，读取中断寄存器分析中断的原因。如果是由于接收中断引起的，那么应当置接数据标志并且读取数据，然后释放出缓存，最后恢复现场。

3 结论

在燃气管道阀门的远程控制系统设计中，通过例如先进的信息技术和控制技术，能够使阀门控制系统准确的受到无线通信网络的信号，从而实现监控系统的远程控制，能够实现对阀门的远距离操作，有效的保证了生产的安全。同时在PLC程序中利用阀门的反馈信号，能够实现系统的冗余保护。当发生网络故障时阀门远程控制系统能够通过重启的方式来恢复通信，保障了系统的可靠性。

第8篇：远程控制系统范文

关键词:AVR单片机;定时控制;DTMF;远程控制

中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号: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

由多种电子设备构成的集成系统,通常要汇聚到一个或多个机柜中,或安置在一个控制室,采用集中供电方式,安排人员值守。有些系统平时是规律的开启、关闭,有些系统则是长时间一直运行,但是遇到特殊情况(如雷电、供电异常等)时,这些系统都要关闭,正常后再开启。现在电子设备故障率多数很低,设备经初期设置调试后,上电就能自动开启。如网络总控、监控、闭路电视、公共设备等系统。对有规律的采用编程定时装置,随机的采用远程控制。以AT90S8518嵌入式单片机作为核心,实现了这套控制系统。

二、系统硬件设计

控制系统硬件主要由以AT90S8515单片机为核心的上电、手动复位电路,晶体振荡电路,电子时钟显示及键盘电路,远程电话控制的振铃检测、自动摘/挂机、双音频DTMF解码电路,光电耦继电器隔离驱动电路等,构成整体控制系统。原理框图如下所示。

(一)AT90S8518单片机系统结构

美国ATMEL公司的增强型AVR单片机,是内置Flash的RISC精简指令集的高速8位嵌入式单片机。它具有高性能、低功耗、非易失性等优点,是程序存储器和数据存储器可独立编址的Harvard结构。内核具有120条功能强大的指令集,通过32个通用寄存器直接与逻辑运算单元相连接,允许一个周期内单条指令访问两个独立的寄存器,使代码的执行效率比复杂指令集微处理器快了近lO倍。内部集成8K字节Flash存储、512字节EEPROM、512字节的内部SRAM、32条通用I/O线、带模拟比较器的定时器/计数器、可编程的异步UART串行口、内部及外部中断,可编程看门狗定时器、可下载程序的SPI串行口、2种可通过软件选择的省电模式。这一系统结构使AT90系列单片机成为嵌入式控制应用的高效微控制器。

(二)电子时钟、定时控制

电子时钟以软件为主,充分利用AT90S8518的片内资源,使单片机外部硬件结构更加紧凑,在32个通用寄存器中,任何一个都能充当累加器,防止累加器的瓶颈效应。以单片机内部时钟作为时间基准,通过软件编程,实现秒、分、时、星期的控制。用SVM1602作为字符液晶显示模块,单片机的PB端口与液晶模块的数据端相连,显示“秒、分、时、星期”信息。用PC5、PC6、PC7作为独立键盘的输入口线,三键SET、UP、DOWN实现时间星期的校正。以电子时钟为时间基准,以周为循环每天可设定不同控制时段。

(三)振铃检测、模拟摘挂机

单片机上电复位后,一直处于振铃检测状态,有铃流信号时,振铃信号经过光耦隔离整理后进入单片机,使单片机产生中断,计数振铃数次后若无人摘机,且振铃信号仍然持续,由单片机I/O口信号控制微型继电器J动作,语音耦合变压器T接通,实现自动模拟摘机。电话线中直流电压比较高,还有各种信号音,这些会影响到传输给系统的信号,用耦合变压器作为隔离器件。模拟摘机后听到提示信号音,输入密码,控制装置通过双音多频解码电路读取密码并作验证,密码正确,通过双音多频解码电路获得控制者发出的不同按键命令,对设备进行远程控制操作。若密码错误,或控制操作完成,单片机发出控制信号,电器J释放,隔离耦合器T断开,系统自动挂机。

(四)双音频DTMF解码

DTMF双音多频信号是在按键固定电话、移动电话、程控交换机及无线通信设备中广泛应用的传输信号,具有很强的抗干扰能力和较高的传输速度。它是一组由高频信号与低频信号叠加而成的组合信号,电话上的任何一个键都由两个都互不为谐波关系的频率组成。系统采用Motorola公司的MC145436芯片作为DTMF解码器,它具有优良的电源线噪声指标和拨号音抑制性能,适合远端传输的DTMF信号解码。

电话线上的DTMF双音多频及直流供电混合信号,经耦合器T滤除直流信号,经过一个耦合电容,送入MC145436的信号输入端AIN,经解码为4位二进制数字信息,单片机检测到输出数据有效端DV为高电平时,接受MC145436输出的D1、D2、D3、D4四位为解码值,并对此信息进行识别判断,发出相应的控制命令,送至系统控制电路。

(五)后级电源控制

以电子时钟为时间基准的定时控制,或是远程电话的随机控制,都要实现对设备的开启关闭控制操作。固态继电器采用过零点触发,虽然对电器没有干扰,但只适合对小功率电器的控制。系统集中供电的设备时常是多个,功率较大,控制系统还要抑制干扰实现隔离。所以系统采用单片机-光电偶-继电器电路,由继电器控制电源时序器,避免多个设备同时开关瞬间对供电电网的冲击,也防止感生电流对设备的冲击,确保了整个用电系统的稳定。

三、系统软件设计

电子时钟用AT90S8518的T1(16位定时器),CK/1024分频,设定一次中断25ms,40次中断为1s,60s向分计数器进位。定时控制时间存放在Flash中,每到分进位时定时值与当前时间作比较,相同则单片机发出控制信号。

系统由电源时序器控制多个设备,不需要多个设备的语音提示,为节省单片机资源,系统不采用语音芯片,用信号音提示。输入密码:响1声频率450Hz;控制电源时序器开/关:响2声频率450Hz;完成操作:响1声频率1000Hz;密码错误:响3声频率1000Hz。密码输入以#字结束,3次输入错误自动挂机;控制操作可以规定:“1”开启、“2”关闭、“3”退出挂机;软件抗干扰中插入NOP空操作指令。

由AT90S8515进行远程控制的部分代码:

四、结语

基于AVR单片机的这套定时及远程控制系统,充分利用片内硬件资源,以电子时钟为基准实现系统设备的规律定时控制;通过DTMF译码,对控制者作密码验证确认后,实现在异地使用手机固话对设备进行随机远程控制,给系统设备的管理带来了极大的方便,是现代社会以人为本的具体体现。

参考文献:

[1]耿德根.AVR高速嵌入式单片机原理与应用[M].北京航空航天大学出版社,2002

[2]李朝青.单片机&DSP数字IC技术手册[M].北京航空航天大学出版社,2003

第9篇：远程控制系统范文

关键词：WSCN；远程代码更新；通信协议

中图分类号：TP319 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）01-0229-02

随着社会发展，越来越多场合需要LED显示屏进行文字、图片或视频的显示，LED显示屏的稳定显示是由控制板程序决定，传统的LED显示屏控制板烧写好程序后，可通过串口或网口进行显示屏内容的更新，但无法对控制板程序进行代码更新，因此当程序发生错误或者需要对显示效果进行功能升级时，只能取下控制板进行程序的擦除和烧写。

一般情况下，LED显示屏都被安装在复杂的地理环境下，例如高楼外墙上、高速路段，当显示屏控制板上主控芯片程序出问题或需要功能升级时，需要现场取下控制板。然而为了防水等因素，通常控制板被设计在LED显示屏背部，取下它比较麻烦，会耗费大量的人力物力。因此，对LED显示屏控制板的程序实现在线更新具有很大的应用前景和价值。

1远程更新系统设计

基于物联网三层体系结构设计了远程代码更新系统，系统结构如图1所示。其中感知层包括无线传感器控制网络中的传感节点（WSCN节点）和连接无线传感器控制网络、移动通信网络的网关。网络层主要是数据传输的媒介，包括移动通信网络和互联网。

感知层的WSCN节点选择了基于IEEE802.15.4标准的硬件，通过更新引导程序的设计来实现具体的代码更新。感知层的网关选择了GPRS移动通信技术将感知层采集获取的数据传输到服务器。网关主要包括三个实体部分：主控模块、移动通信模块和路由节点。网关与服务器间双向通信通过移动通信模块实现，网关与WSCN节点间双向通信通过路由节点实现。

2 WSCN节点代码更新机制设计

基于远程更新系统设计，可实现LED显示屏控制板程序的无线更新。具体实现方法是对LED显示屏的控制板程序进行重新设计，在FLASH首地址加入更新引导程序[1]，将原先的LED控制程序进行相应修改配合更新引导程序的运行。

为模拟网关更新WSCN节点的程序，本研究设计了节点代码更新机制，并给出了一套串口和无线射频等技术相结合的WSCN节点代码更新简易结构。用户可以在PC机代码更新软件上选择相应WSCN节点进行高效、可靠的代码更新，结构如图2所示。其中，PC机与路由节点相当于网关的主控模块和路由节点，PC机通过路由节点实现与WSCN节点的数据交互。PC机与路由节点间通过USB转串口线进行连接，线的USB口端连接PC机，线的串口端连接路由节点的串口。路由节点和WSCN节点使用硬件相同的无线射频模块[2]。

整个更新机制的过程为PC机代码更新软件打开并解析待传输的机器码文件，分包组帧后通过路由节点转发给WSCN节点，WSCN节点接收完成且校验正确后实现代码更新。整个架构中WSCN节点的程序设计是整个远程代码更新系统的关键，路由节点及PC机软件的设计是为了验证WSCN节点程序设计的正确性。

通过PC机代码更新软件打开待更新的机器码，解析并提取出有效数据，分组组帧后通过串口发送给转发节点。转发节点将收到的命令或数据帧通过Sub-1G无线通信技术发送给LED显示屏的控制节点，控制节点收到帧数据后会比较目标节点地址与自身地址，若两个地址相同则节点接收该命令或数据帧，否则丢弃。LED显示屏控制节点开始收到的是更新命令帧，此时控制节点会调用内核头文件中的软件复位函数进行软件复位，程序从用户程序跳转到从FLASH首地址存放的更新引导程序中执行[3]。

LED显示屏系统中控制板程序代码更新软件直接使用了WSCN节点更新机制架构中PC机代码更新软件，后期可将该软件的功能移植到LED显示屏监控软件中，方便LED显示屏内容的更改和控制板程序的无线更新。

3 LED系统的远程更新设计

基于上述远程代码更新系统的设计，只需在LED显示屏控制系统中增加网关和服务器端监控软件，网关主要用于进行远程数据的传输，服务器端监控软件主要进行远程代码更新的控制和数据命令的发送接收。同时，LED显示屏控制程序中也需增加更新引导程序并修改用户程序配合更新引导程序的执行。LED显示屏控制系统的远程代码更新结构如图3所示。

服务器的管理软件和LED显示屏控制节点间通信需要经过服务器通信软件和网关。通信软件与网关间的通信协议为RCUCP，网关与控制LED显示屏的WSCN节点间的通信协议为WCUCP[4]。用户通过管理软件实现对LED显示屏控制板程序的更新，当通信软件收到更新命令则将机器码解析组帧后通过GPRS技术发送给网关，网关接收数据处理后再通过Sub-1G无线通信技术发送给各WSCN节点[5]。丢帧重传和防冲突机制保证了各控制LED屏显示的WSCN节点接收到所有的数据帧，进而更新引导程序能实现代码的可靠更新。

LED显示屏控制系统的远程更新结构搭建好后，选取了实验室的两块LED显示屏，分别对它们的控制板程序进行代码更新，其中更新的机器码大小为41KB。经过10次试验，两块LED显示屏控制板程序成功更新的时间相近，平均值分别为361秒和358秒。实验结果表明，远程代码更新技术适用于远程更新LED显示屏的控制板程序且效果良好。PC端显示屏监控软件界面见图4：

4 小结

为了验证本文设计的WSCN代码更新机制及远程代码更新系统的可行性，本研究为LED显示屏控制系统中增加了无线代码更新技术，实现了LED显示屏控制板程序的无线更新。同时，本研究也将设计好的服务器端软件及网关加入到LED显示屏控制系统中，验证了远程代码更新系统的实用性。

参考文献：

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