空调的远程信息获取与控制系统的设计【字数：12495】
摘 要随着生活水平的提高和科学技术的迅猛发展，空调已然成为家家户户必备的家用电器。为了实现对空调更方便的控制，同时也是为了顺应物联网技术日趋成熟的趋势，本项目设计并开发了一款蓝牙空调遥控器，使用户可以通过手机控制空调。本系统上位机采用app inventor开发，下位机使用Arduino Uno开发板，操作简单，易于上手，缩短了开发周期。主要研究对象为格力YAP0F2遥控器。本文将会详细介绍系统的开发过程，内容包括引言，开发工具，系统设计，红外编码介绍，系统实现与系统测试等。具体实验思路为，先用接收器接收到遥控器发送的数据，随后对这些编码进行数据分析，获取到编码的各位含义。随后选取一条编码作为初始码，之后的所有改动都在此基础上进行。首先用户使用手机和单片机建立连接，之后在手机上设定好预期的空调状态，将数据通过蓝牙发送给单片机，单片机接收到数据后修改原始码，最终完成控制空调的操作。通过分析、设计、实现与测试等一系列流程，最终完成了该项目开发。软件运行结果表明，该应用程序界面友好，运行流畅，用户使用体验良好，并且最终可以达到控制空调的目的，能对所有该型号遥控器适用的空调进行控制。
Key words: airconditioning remote control; Airconditioning infrared coding; Bluetooth 目 录
1．引言 1
1.1 开发背景 1
1.2 开发目的 1
1.3 本文所做主要工作 1
2．开发工具 3
2.1 ARDUINO 3
2.1.1 TL1838红外接收头 5
2.1.2 红外发射器 6
2.1.3蓝牙模块 7
2.2 APP INVENTOR2 8
3．系统设计 11
3.1 系统基本功能描述 11
3.2 下位机系统设计 11
3.4 上位机系统设计 12
3.4.1 蓝牙连接 12
3.4.2 空调控制 14
4．红外编码采集与解析 16
4.1 红外编码采集 16
4.2 编码解析 18
4.2.1 编码各位 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
含义 18
4.2.2 校验码 19
5．系统实现 20
5.1 实现概况 20
5.2 上位机功能实现 20
5.2.2 界面设计 20
5.2.3 蓝牙连接 20
5.2.4 空调控制 23
5.2.5 屏幕滚动 26
5.3 下位机功能实现 28
5.3.1 字符串接收 28
5.3.2字符串解析 28
5.3.3修改原始码 29
5.3.3 校验码 33
5.3.4 灯光 35
6. 系统测试 36
6.1 功能测试 36
6.1.1界面测试 36
6.1.2下位机测试 36
6.2 安全测试 37
7.系统开发的社会影响 38
8.总结与展望 39
参考文献 40
致 谢 41
1．引言
1.1 开发背景
随着生活水平提高、信息产业的发展，人们对于生活环境的要求也越来越高，空调已然成为家家户户必备的家用电器。根据数据显示，2018年空调配套规模达到66.9万套，同比增长79.7%。然而，空调一般只在冬夏两季使用，到了要使用空调的时候，家中的遥控器总会陷入找不到或是电池没电的窘境，很大程度上，这影响到了空调的正常使用，毕竟大部分家庭使用的仍然是传统的空调遥控器。虽说现在市场上已经有空调遥控器软件，但是并不是所有手机都具有红外发射器，但是所有手机都有蓝牙功能，并且蓝牙连接不会受到方向上的限制，只要空调在手机蓝牙的接受范围内，就可以实现手机对空调的蓝牙控制。
近几年，物联网技术愈发成熟。据分析家预测，到2020年，物联网设备的总量会超过500亿，在物联网领域的总产值会大大超过1.5万亿美元。物联网不只是像大家推想的，把物件连接到互联网上那么容易。物联网为毫无生机的物体加上感知、通信和响应的能力，从而使提高这些物件与人们的交互程度，使其变得更加易用。在物联网技术的众多应用中，智能家居是不得不提的一块。智能家居可以控制用户家中的光照、环境气温、娱乐系统或是家中其他装置，甚至可以为家中提供住宅安全服务，比如出入许可控制和警报系统。本系统作为智能家居在控制环境温度中的一部分，体现的是物联网技术在现实生活中的应用。并且项目可以作为红外发射和蓝牙的通用模块，只要可以通过红外编码控制的电器，稍加改造都可以用这种方法发来控制。
1.2 开发目的??
本系统的提出与设计旨在为了改善空调的使用体验，使得用户可以用手机替代空调遥控器的功能。首先将解析空调遥控器的红外编码，并在arduino编写相应程序可以生成预期红外编码。同时用手机软件进行手机和arduino的蓝牙连接，使得可以再手机端操控arduino板发送红外编码，最终目的即是可以用手机控制空调。
1.3 本文所做主要工作
本文会详细介绍系统的开发背景、红外编码、系统设计、系统实现和系统测试。第一章主要介绍了系统的开发背景和开发目的。第二章是对开发工具的介绍，其中包括硬件（arduino开发板）和软件（app inventor2）的详细说明。第三章为系统设计，介绍了上位机和下位机的大致流程，其中包含了流程图展示和功能说明。第四章单独对红外编码进行了介绍，由于实验中红外编码为相当重要的一部分，因此第四章中会详细介绍从遥控器中采集到的红外编码，并且会具体分析各部分所代表的含义。第五章为系统实现，其中展示了上位机和下位机的关键代码和代码逻辑。第六章将会进行系统测试，会对整个系统进行功能测试和安全测试。第七章是总结与展望，本章会总结一下整个开发过程中获得的经验和成果，并且指出系统今后的改进方向。
2．开发工具
2.1 Arduino
目前市场主流单片机有以下几种：8051单片机，AVR单片机，stm32单片机。但是单片机以其复杂的内部硬件结构和繁琐的寄存器设置劝退了大批硬件爱好者。而arduino的学习仅仅需要了解端口作用即可，甚至可以不懂硬件知识，只会简单的c语言，就可以用arduino单片机编写程序。
Arduino构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE，即计算机中的程序开发环境。只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了。
Key words: airconditioning remote control; Airconditioning infrared coding; Bluetooth 目 录
1．引言 1
1.1 开发背景 1
1.2 开发目的 1
1.3 本文所做主要工作 1
2．开发工具 3
2.1 ARDUINO 3
2.1.1 TL1838红外接收头 5
2.1.2 红外发射器 6
2.1.3蓝牙模块 7
2.2 APP INVENTOR2 8
3．系统设计 11
3.1 系统基本功能描述 11
3.2 下位机系统设计 11
3.4 上位机系统设计 12
3.4.1 蓝牙连接 12
3.4.2 空调控制 14
4．红外编码采集与解析 16
4.1 红外编码采集 16
4.2 编码解析 18
4.2.1 编码各位 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
含义 18
4.2.2 校验码 19
5．系统实现 20
5.1 实现概况 20
5.2 上位机功能实现 20
5.2.2 界面设计 20
5.2.3 蓝牙连接 20
5.2.4 空调控制 23
5.2.5 屏幕滚动 26
5.3 下位机功能实现 28
5.3.1 字符串接收 28
5.3.2字符串解析 28
5.3.3修改原始码 29
5.3.3 校验码 33
5.3.4 灯光 35
6. 系统测试 36
6.1 功能测试 36
6.1.1界面测试 36
6.1.2下位机测试 36
6.2 安全测试 37
7.系统开发的社会影响 38
8.总结与展望 39
参考文献 40
致 谢 41
1．引言
1.1 开发背景
随着生活水平提高、信息产业的发展，人们对于生活环境的要求也越来越高，空调已然成为家家户户必备的家用电器。根据数据显示，2018年空调配套规模达到66.9万套，同比增长79.7%。然而，空调一般只在冬夏两季使用，到了要使用空调的时候，家中的遥控器总会陷入找不到或是电池没电的窘境，很大程度上，这影响到了空调的正常使用，毕竟大部分家庭使用的仍然是传统的空调遥控器。虽说现在市场上已经有空调遥控器软件，但是并不是所有手机都具有红外发射器，但是所有手机都有蓝牙功能，并且蓝牙连接不会受到方向上的限制，只要空调在手机蓝牙的接受范围内，就可以实现手机对空调的蓝牙控制。
近几年，物联网技术愈发成熟。据分析家预测，到2020年，物联网设备的总量会超过500亿，在物联网领域的总产值会大大超过1.5万亿美元。物联网不只是像大家推想的，把物件连接到互联网上那么容易。物联网为毫无生机的物体加上感知、通信和响应的能力，从而使提高这些物件与人们的交互程度，使其变得更加易用。在物联网技术的众多应用中，智能家居是不得不提的一块。智能家居可以控制用户家中的光照、环境气温、娱乐系统或是家中其他装置，甚至可以为家中提供住宅安全服务，比如出入许可控制和警报系统。本系统作为智能家居在控制环境温度中的一部分，体现的是物联网技术在现实生活中的应用。并且项目可以作为红外发射和蓝牙的通用模块，只要可以通过红外编码控制的电器，稍加改造都可以用这种方法发来控制。
1.2 开发目的??
本系统的提出与设计旨在为了改善空调的使用体验，使得用户可以用手机替代空调遥控器的功能。首先将解析空调遥控器的红外编码，并在arduino编写相应程序可以生成预期红外编码。同时用手机软件进行手机和arduino的蓝牙连接，使得可以再手机端操控arduino板发送红外编码，最终目的即是可以用手机控制空调。
1.3 本文所做主要工作
本文会详细介绍系统的开发背景、红外编码、系统设计、系统实现和系统测试。第一章主要介绍了系统的开发背景和开发目的。第二章是对开发工具的介绍，其中包括硬件（arduino开发板）和软件（app inventor2）的详细说明。第三章为系统设计，介绍了上位机和下位机的大致流程，其中包含了流程图展示和功能说明。第四章单独对红外编码进行了介绍，由于实验中红外编码为相当重要的一部分，因此第四章中会详细介绍从遥控器中采集到的红外编码，并且会具体分析各部分所代表的含义。第五章为系统实现，其中展示了上位机和下位机的关键代码和代码逻辑。第六章将会进行系统测试，会对整个系统进行功能测试和安全测试。第七章是总结与展望，本章会总结一下整个开发过程中获得的经验和成果，并且指出系统今后的改进方向。
2．开发工具
2.1 Arduino
目前市场主流单片机有以下几种：8051单片机，AVR单片机，stm32单片机。但是单片机以其复杂的内部硬件结构和繁琐的寄存器设置劝退了大批硬件爱好者。而arduino的学习仅仅需要了解端口作用即可，甚至可以不懂硬件知识，只会简单的c语言，就可以用arduino单片机编写程序。
Arduino构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。主要包含两个主要的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE，即计算机中的程序开发环境。只要在IDE中编写程序代码，将程序上传到Arduino电路板后，程序便会告诉Arduino电路板要做些什么了。
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