家用电器远程控制系统设计(附件)
随着社会的进步，人们家庭生活水平也随之提高。家中的家电的种类和数量也也是越来越多，使用和控制这些家电也就成为我们每天必须要做的事之一。但是当人不在家中时，想要控制家电就变成一个难题。针对这个问题，本文设计了一个家电远程控制系统。
课题的任务是实现一个控制组件，用户可以通过手机发送短信对家用电器进行远程ON／OFF控制。控制组件主要由GSM(全球移动通信系统)模块NEO M590、单片机STC89C51及固态继电器LR32053组成。硬件设计部分中，对NEO M590、STC89C51及其外围电路进行了详细的描述。
关键词 家用电器，远程控制，短消息，串口
目 录
1 绪论 1
1.1 研究的背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 课题主要内容和设计思想 3
2 短消息简介 4
2.1 无线通信实现方式的选择 4
2.2 SMS短消息服务简介 4
2.3 GSM规定的AT指令集 5
3 家电远程控制系统硬件设计 6
3.1 家电远程控制的总体结构 6
3.2 GSM模块NEO M590介绍 6
3.3 单片机STC89C51简介 8
3.4 固态继电器简介 11
3.5 系统电路原理图 12
4 家电远程控制系统软件设计 15
4.1 控制终端实现方式 15
4.2 家电远程控制软 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
件总体设计 15
4.3 部分功能程序代码 17
5 仿真调试 18
5.1 仿真软件介绍 18
5.2 调试工具 19
5.3 系统仿真结果 19
结论 21
致谢 22
参考文献 23
附录A 25
附录B 26
附录C 27
1 绪论
1. 1 研究的背景及意义
自从人们进入21世纪初期以来，数字化技术的发展也算得上是蒸蒸日上，且随着互联网不断进入普通家庭生活，电子消费、电脑、通信一体化的趋势也越来越趋于明显，传统家用电器电也受到新技术挑战，家电网络化也在不知不觉中慢慢地进入到人们的生活当中。
家用电器的网络化意思就是指可以使用远程终端设备例如手机、电脑、平板电脑等对接在网络上的家用电器进行远程控制和监测。家电网络化既可以是家电互联组成家庭网络，又可以是家电接入外网与外部互联网连接。用户可以使用平板电脑、移动手机等移动终端设备控制自己家里的电器的情况。例如，在异地用电脑让家中所有电器关闭，保证家中的安全。
在一份ABI的考察预测报告中表明：虽然当前数字家庭网络没有进入到大多数家庭，但是其市场的前景仍是非常好。全球营销量估计会在近些年有很大的上升，02年全球网络家电销售量高达6.08千万台；2003年将达8750万台；2004年将达1．178亿台；2005年将达1．480亿台；2006年将达1．744亿台。这份报告足够说明开发网络家用电器电有着巨大的市场前景。
虽然说网络家电在平常的生活中很好用，但是它的价格也远远超过了普通家电，虽然近几年价格逐步下调，但普通家庭的消费者也是很难接受的。
就目前中国一般的家庭的现状来说，手机和家电基本上大家都是大量拥有的。有一份据信息产业部的资料表明，到05为止，中国已经有逼近4亿的手机使用者，而人民家中的电视机数量却已经远远超过了5亿台。这些数据说明，一旦家电市场能够与手机市场结合的话，那将为家电生产企业和运营商带来巨大的利润。SMS是一种新型的通信方式，他有着费用低、免维护费用、可靠性非常高高等特点。所以，对于这个，我们可以建立在传统家电的基础上，再加上手机短信业务开发一套廉价的家电远程控制系统，用来满足人们日常一些简单的需求。
GSM系统是现在为止的一种基于时分多址技术的移动通讯体制中相对来说还是比较成熟的应用最广泛的系统。短信息服务是GMS网络最基本的业务之一，他有着其他网络没有的许多优点，例如：价廉、效率和不占用语音通道等，受到了许多的系统开发商和运营商的关注。因此，实时传输数据性能较好的短消息应用受到了快速的普及，若以此作为无线网络数据传输，可以研究出许许多多的各种系统应用。所以GSM短消息系统为远程遥控和监控提供了一个非常强大的平台。而且手机用户群体的持续的增加，引导着越开越多的人们去关注利用SMS来进行家电远程控制。并且有些厂商已经制造了相关的产品。
1.2 国内外研究现状
在现在的这个阶段，家电网络化的开发在世界上的许多国家得到了很大的进展。尤其是在我国的相邻国家日本，在日本的几家当家的家电厂都已经定制了家电网络化的战略，他们试图通过把日本人民的家用电器网络化来建立一个全新的网络家用电器国家。像松下电器、日立等这样的国际知名电器厂商都已经生产出了多种多样的网络家电。而且这些产品都满足一个叫做“Echonet”的要求。这个要求，实际上就是一种通信标准。用户进入互联网的控制平台后就可以对自己家里的网络家电进行集中监控。不过这个叫做“Echonet”的且日本电气公司都认同规定只是对基本的通信约定有规范，而对日本电气厂商生产的控制平台与网络家电之间是以何种形式进行通信的没有限制。所以现在所使用的方式有很多种，有有线方式，速度慢但稳定的小功率无线，速度快到1Mbps的蓝牙等等。其中，对于蓝牙方式，在家电网络化方面起带头羊作用东芝公司却情有独钟。究其原因就是因为蓝牙通信快。就现在家电网络化的趋势，以后用户肯定会有要求传送和接收家电运行状态的动静态照片，与其等到那时候来换一种高速的通信方式，还不如就在现在使用速度飞快的蓝牙。不过蓝牙有一个致命缺点，那就是它的通信距离实在是惨不忍睹，太小了，根本就没办法作用到整个家居间。所以，另外两家竞争对手日立和松下就合作采用了虽然速度上较蓝牙慢很多的，但是通信稳定性却很好的特定小功率无线方式。虽然说这并是最理想的通信方法，但是用来控制家电还是可以的。
再来看看我们的国家的情况，在网络家电方面，率先研究这一块领域的是知名品牌海尔。海尔向来以创新意识强烈而著称，所以率先将网络家电商品化也是理所应当的。故此在05年，海尔推出了一系列网络产品名为“海尔E家”。这件事表明海尔已经走出了将我国家人民家庭的家用电器网络化的首步。海尔到目前为止已经推出的网络家用电器包含了十大种类的28种产品：智能空调、可调电磁炉、定时微波炉、自动洗衣机、洗碗机、热水器等。到了06年，海尔推出了自己的短信宝，真正意义上体现了每个客户能够使用自己的手机发短信来控制自己家中的电器，这一措举也突破了传统家电只能就地控制家电的局面。而在这个时候，国内的其他的知名企业也都在这一领域大大加快了开发步伐，一个接一个的展示了自己的成果。不过，走在技术前沿的产品的价格自然也是很昂贵的，现在市场上销售的那些网络家电的价格还是居高不下，很难真正普及和走进普通老百姓家庭的。
编码方式 CS1，CS2，CS3，CS4
电路交换数据：支持CSD数据业务 、支持USSD
M590共有20个引脚，且所有I/O口电压不高于3.15V。引脚功能如图3-2。
（8）8个中断源；
（9）可编程串行UART通道；
（10）低功耗空闲和掉电模式；
（11） 与C51单片机的指令和引脚完全兼容。
1 绪论 1
1.1 研究的背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 课题主要内容和设计思想 3
2 短消息简介 4
2.1 无线通信实现方式的选择 4
2.2 SMS短消息服务简介 4
2.3 GSM规定的AT指令集 5
3 家电远程控制系统硬件设计 6
3.1 家电远程控制的总体结构 6
3.2 GSM模块NEO M590介绍 6
3.3 单片机STC89C51简介 8
3.4 固态继电器简介 11
3.5 系统电路原理图 12
4 家电远程控制系统软件设计 15
4.1 控制终端实现方式 15
4.2 家电远程控制软 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
件总体设计 15
4.3 部分功能程序代码 17
5 仿真调试 18
5.1 仿真软件介绍 18
5.2 调试工具 19
5.3 系统仿真结果 19
结论 21
致谢 22
参考文献 23
附录A 25
附录B 26
附录C 27
1 绪论
1. 1 研究的背景及意义
自从人们进入21世纪初期以来，数字化技术的发展也算得上是蒸蒸日上，且随着互联网不断进入普通家庭生活，电子消费、电脑、通信一体化的趋势也越来越趋于明显，传统家用电器电也受到新技术挑战，家电网络化也在不知不觉中慢慢地进入到人们的生活当中。
家用电器的网络化意思就是指可以使用远程终端设备例如手机、电脑、平板电脑等对接在网络上的家用电器进行远程控制和监测。家电网络化既可以是家电互联组成家庭网络，又可以是家电接入外网与外部互联网连接。用户可以使用平板电脑、移动手机等移动终端设备控制自己家里的电器的情况。例如，在异地用电脑让家中所有电器关闭，保证家中的安全。
在一份ABI的考察预测报告中表明：虽然当前数字家庭网络没有进入到大多数家庭，但是其市场的前景仍是非常好。全球营销量估计会在近些年有很大的上升，02年全球网络家电销售量高达6.08千万台；2003年将达8750万台；2004年将达1．178亿台；2005年将达1．480亿台；2006年将达1．744亿台。这份报告足够说明开发网络家用电器电有着巨大的市场前景。
虽然说网络家电在平常的生活中很好用，但是它的价格也远远超过了普通家电，虽然近几年价格逐步下调，但普通家庭的消费者也是很难接受的。
就目前中国一般的家庭的现状来说，手机和家电基本上大家都是大量拥有的。有一份据信息产业部的资料表明，到05为止，中国已经有逼近4亿的手机使用者，而人民家中的电视机数量却已经远远超过了5亿台。这些数据说明，一旦家电市场能够与手机市场结合的话，那将为家电生产企业和运营商带来巨大的利润。SMS是一种新型的通信方式，他有着费用低、免维护费用、可靠性非常高高等特点。所以，对于这个，我们可以建立在传统家电的基础上，再加上手机短信业务开发一套廉价的家电远程控制系统，用来满足人们日常一些简单的需求。
GSM系统是现在为止的一种基于时分多址技术的移动通讯体制中相对来说还是比较成熟的应用最广泛的系统。短信息服务是GMS网络最基本的业务之一，他有着其他网络没有的许多优点，例如：价廉、效率和不占用语音通道等，受到了许多的系统开发商和运营商的关注。因此，实时传输数据性能较好的短消息应用受到了快速的普及，若以此作为无线网络数据传输，可以研究出许许多多的各种系统应用。所以GSM短消息系统为远程遥控和监控提供了一个非常强大的平台。而且手机用户群体的持续的增加，引导着越开越多的人们去关注利用SMS来进行家电远程控制。并且有些厂商已经制造了相关的产品。
1.2 国内外研究现状
在现在的这个阶段，家电网络化的开发在世界上的许多国家得到了很大的进展。尤其是在我国的相邻国家日本，在日本的几家当家的家电厂都已经定制了家电网络化的战略，他们试图通过把日本人民的家用电器网络化来建立一个全新的网络家用电器国家。像松下电器、日立等这样的国际知名电器厂商都已经生产出了多种多样的网络家电。而且这些产品都满足一个叫做“Echonet”的要求。这个要求，实际上就是一种通信标准。用户进入互联网的控制平台后就可以对自己家里的网络家电进行集中监控。不过这个叫做“Echonet”的且日本电气公司都认同规定只是对基本的通信约定有规范，而对日本电气厂商生产的控制平台与网络家电之间是以何种形式进行通信的没有限制。所以现在所使用的方式有很多种，有有线方式，速度慢但稳定的小功率无线，速度快到1Mbps的蓝牙等等。其中，对于蓝牙方式，在家电网络化方面起带头羊作用东芝公司却情有独钟。究其原因就是因为蓝牙通信快。就现在家电网络化的趋势，以后用户肯定会有要求传送和接收家电运行状态的动静态照片，与其等到那时候来换一种高速的通信方式，还不如就在现在使用速度飞快的蓝牙。不过蓝牙有一个致命缺点，那就是它的通信距离实在是惨不忍睹，太小了，根本就没办法作用到整个家居间。所以，另外两家竞争对手日立和松下就合作采用了虽然速度上较蓝牙慢很多的，但是通信稳定性却很好的特定小功率无线方式。虽然说这并是最理想的通信方法，但是用来控制家电还是可以的。
再来看看我们的国家的情况，在网络家电方面，率先研究这一块领域的是知名品牌海尔。海尔向来以创新意识强烈而著称，所以率先将网络家电商品化也是理所应当的。故此在05年，海尔推出了一系列网络产品名为“海尔E家”。这件事表明海尔已经走出了将我国家人民家庭的家用电器网络化的首步。海尔到目前为止已经推出的网络家用电器包含了十大种类的28种产品：智能空调、可调电磁炉、定时微波炉、自动洗衣机、洗碗机、热水器等。到了06年，海尔推出了自己的短信宝，真正意义上体现了每个客户能够使用自己的手机发短信来控制自己家中的电器，这一措举也突破了传统家电只能就地控制家电的局面。而在这个时候，国内的其他的知名企业也都在这一领域大大加快了开发步伐，一个接一个的展示了自己的成果。不过，走在技术前沿的产品的价格自然也是很昂贵的，现在市场上销售的那些网络家电的价格还是居高不下，很难真正普及和走进普通老百姓家庭的。
编码方式 CS1，CS2，CS3，CS4
电路交换数据：支持CSD数据业务 、支持USSD
M590共有20个引脚，且所有I/O口电压不高于3.15V。引脚功能如图3-2。
（8）8个中断源；
（9）可编程串行UART通道；
（10）低功耗空闲和掉电模式；
（11） 与C51单片机的指令和引脚完全兼容。
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