未来智能家居控制系统设计
【】本文在原来单个红外遥控系统上改进设计了能有效控制多种设备的红外多功能遥控系统。提高了红外遥控系统的便捷性和通用性，也更加简便化，实现未来家居生活中的高科技、高品质、智能化、网络生活。
目录
引言 1
一、智能红外遥控 1
二、智能红外遥控的工作原理 2
三、智能红外遥控子系统设计 2
（一）编码系统设计 2
（二）发射系统设计 3
（三）接收系统设计 6
（四）解码系统 12
（五）驱动系统设计 13
四、智能红外遥控系统总设计 14
五、智能红外遥控的实物图 16
结论 19
附录1： 20
参考文献 ： 21
致谢 22
引言
小时候我们都曾有过一个梦想，智能玩具车、智能机械物体、智能而现在都已逐渐实现。
随着电子通讯技术的逐渐提高和计算机网络信息时代的到来，智能家居控制的熟练控制化成为了未来网络发展的一个必然趋势。智能家居利用了服务信息和生活信息的相互交换交流将人、家庭、网络融为一体，使得人和生活环境成为了网络世界中的一环，实现无隔膜的高效沟通。
然而我们经常在现代家居生活中发现，各个家电设备的遥控器只是作为单个的系统遥控，针对各自控制对象的属性特点设计的，并不能相互兼容，很繁琐，这就不符合家居控制的高效便捷理念。于是在这种情况下，就促使家电的遥控控制系统进行改进和升级。而在各个遥控方式选择中，红外遥控系统在实际应用中使用的更为广泛，红外遥控是一种无线式，非实体接触式的控制技术，具有成本低、抗干扰能力强、简洁方便等多种优点。因此本文就选用红外线遥控进行改进设计，来达到真正意义上的智能家居生活。
一、智能红外遥控
市场上有很多普通的红外遥控，但是效果却并不理想，对于各个产品对应的遥控器不能相互兼容，不是真正的“智能家居”。因此本人提出在普通红外控制基础上设计并使用“智能型”红外遥控进行对家电以及其他红外设备（如扫地机器人、红外开关等）的同步一体化控制方案，实现真正高品质的家居生活。
本系统可以复制记忆各种不同红外线控制下的家电设备的遥控指令，并
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
利用改进的单片机对家电遥控器所发出的内在发射信号的自身波形来进行测量，之后再将得到的数据进行回忆还原。因为本文设计不去管信号是用什么不同的编码方式，只关心测量发出的信号波形中的高低电平的宽度，因此某种程度上完全可以实现同步控制各个家电设备。而市面上的普通遥控设计仅仅针对编码方式的特点来设计解码，造成不能兼容的结果。这也是与本文的设计思路可以实现“智能家居”的关键不同。
当用户通过本文遥控对多个家电设备进行控制时，智能遥控器会接收信号运转后向控制下的电器发送相应的红外遥控指令，进而控制不同电器的运行情况，达到便捷一体化，实现家居现代化智能化。
二、智能红外遥控的工作原理
本文智能红外遥控系统是在红外遥控系统上做的改进设计，因此要运用到红外遥控系统的部分工作原理（如图1所示），再在此基础上做改进。
图1 普通红外遥控系统工作原理图
在本文遥控设计中，当用户按下遥控器按键的同时，会由遥控器红外发射管将信号器发射出的二进制串行码输出给载波脉宽（38kHz），再由载波脉宽用调制方式发射给单片机，然后利用单片机对遥控信号进行测量得到编码脉冲，并且记忆。最终由微控制器将信号调制到载波信号上（38kHz），再通过放大电路进行驱动（射级输出驱动）使得红外发光二极管发射红外信号，进而成功使得各个电器设备受控。如图2
图2本文系统工作原理流程图
三、智能红外遥控子系统设计
编码电路
编码电路是先对控制信号代码和地址代码进行编码，然后将得到并行数据换转为串行数据。本文设计选用VD5026（专用编码模块）如图3，它将进行的BCD码转换为串行的编码信号，经调制后发射出去。
传输信号输入端TE
低电平
高电平
传输信号
无传输信号
串行数据输出端Dout
图3 VD5026
发射系统设计
硬件设计
(1) 发射系统组成
当用户按下指令的按键后，发射系统的组成如图4所示。
图4 红外线发射系统的组成
(2) 指令按键
指令按键是由键盘和控制电路构成的，其中键盘及其代码是来产生出6个控制信号，并对控制信号进行BCD编码，形成控制代码。其电路如图5 所示。图中S1~S6是键盘开关，如果开关没有开启，则图中电阻R1~R4会形成高电平Vm。当Vm>3.5V时，电路会输出四位并行数据给编码电路。
图5 键盘及编码电路
(3) 频率调制
在系统调制发射的数据时，为了即有效高速又降低损耗，通常把数据和特定频率的载波进行“与”门操作。而所说的特定频率一般是30kHz至60kHz左右，一般是由发射端使用的455kHz晶振/分频系数12≈38kHz。波形如图6所示。
图6 载波波形
所以本文系统要将遥控信号调制在适用的38KHz的载波频率上，再由红外发光二极管将得到的红外信号发射出去。调制实现方式如下图7所示，一个或门加上8751的定时器T1。
图7产生遥控发射信号的原理
(4)红外发射
红外发射电路由放大电路和发射管组成，电路图如图8所示。其中三极管可放大发射信号电流，G3、G4可减少发射时的大电流对振荡级的影响。
G4
输出高电平
输出低电平
三极管导通，红外管
三极管截止，红外管不工作
图8 红外发射电路图
2.软件设计
图9 编码程序流程图
目录
引言 1
一、智能红外遥控 1
二、智能红外遥控的工作原理 2
三、智能红外遥控子系统设计 2
（一）编码系统设计 2
（二）发射系统设计 3
（三）接收系统设计 6
（四）解码系统 12
（五）驱动系统设计 13
四、智能红外遥控系统总设计 14
五、智能红外遥控的实物图 16
结论 19
附录1： 20
参考文献 ： 21
致谢 22
引言
小时候我们都曾有过一个梦想，智能玩具车、智能机械物体、智能而现在都已逐渐实现。
随着电子通讯技术的逐渐提高和计算机网络信息时代的到来，智能家居控制的熟练控制化成为了未来网络发展的一个必然趋势。智能家居利用了服务信息和生活信息的相互交换交流将人、家庭、网络融为一体，使得人和生活环境成为了网络世界中的一环，实现无隔膜的高效沟通。
然而我们经常在现代家居生活中发现，各个家电设备的遥控器只是作为单个的系统遥控，针对各自控制对象的属性特点设计的，并不能相互兼容，很繁琐，这就不符合家居控制的高效便捷理念。于是在这种情况下，就促使家电的遥控控制系统进行改进和升级。而在各个遥控方式选择中，红外遥控系统在实际应用中使用的更为广泛，红外遥控是一种无线式，非实体接触式的控制技术，具有成本低、抗干扰能力强、简洁方便等多种优点。因此本文就选用红外线遥控进行改进设计，来达到真正意义上的智能家居生活。
一、智能红外遥控
市场上有很多普通的红外遥控，但是效果却并不理想，对于各个产品对应的遥控器不能相互兼容，不是真正的“智能家居”。因此本人提出在普通红外控制基础上设计并使用“智能型”红外遥控进行对家电以及其他红外设备（如扫地机器人、红外开关等）的同步一体化控制方案，实现真正高品质的家居生活。
本系统可以复制记忆各种不同红外线控制下的家电设备的遥控指令，并
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
利用改进的单片机对家电遥控器所发出的内在发射信号的自身波形来进行测量，之后再将得到的数据进行回忆还原。因为本文设计不去管信号是用什么不同的编码方式，只关心测量发出的信号波形中的高低电平的宽度，因此某种程度上完全可以实现同步控制各个家电设备。而市面上的普通遥控设计仅仅针对编码方式的特点来设计解码，造成不能兼容的结果。这也是与本文的设计思路可以实现“智能家居”的关键不同。
当用户通过本文遥控对多个家电设备进行控制时，智能遥控器会接收信号运转后向控制下的电器发送相应的红外遥控指令，进而控制不同电器的运行情况，达到便捷一体化，实现家居现代化智能化。
二、智能红外遥控的工作原理
本文智能红外遥控系统是在红外遥控系统上做的改进设计，因此要运用到红外遥控系统的部分工作原理（如图1所示），再在此基础上做改进。
图1 普通红外遥控系统工作原理图
在本文遥控设计中，当用户按下遥控器按键的同时，会由遥控器红外发射管将信号器发射出的二进制串行码输出给载波脉宽（38kHz），再由载波脉宽用调制方式发射给单片机，然后利用单片机对遥控信号进行测量得到编码脉冲，并且记忆。最终由微控制器将信号调制到载波信号上（38kHz），再通过放大电路进行驱动（射级输出驱动）使得红外发光二极管发射红外信号，进而成功使得各个电器设备受控。如图2
图2本文系统工作原理流程图
三、智能红外遥控子系统设计
编码电路
编码电路是先对控制信号代码和地址代码进行编码，然后将得到并行数据换转为串行数据。本文设计选用VD5026（专用编码模块）如图3，它将进行的BCD码转换为串行的编码信号，经调制后发射出去。
传输信号输入端TE
低电平
高电平
传输信号
无传输信号
串行数据输出端Dout
图3 VD5026
发射系统设计
硬件设计
(1) 发射系统组成
当用户按下指令的按键后，发射系统的组成如图4所示。
图4 红外线发射系统的组成
(2) 指令按键
指令按键是由键盘和控制电路构成的，其中键盘及其代码是来产生出6个控制信号，并对控制信号进行BCD编码，形成控制代码。其电路如图5 所示。图中S1~S6是键盘开关，如果开关没有开启，则图中电阻R1~R4会形成高电平Vm。当Vm>3.5V时，电路会输出四位并行数据给编码电路。
图5 键盘及编码电路
(3) 频率调制
在系统调制发射的数据时，为了即有效高速又降低损耗，通常把数据和特定频率的载波进行“与”门操作。而所说的特定频率一般是30kHz至60kHz左右，一般是由发射端使用的455kHz晶振/分频系数12≈38kHz。波形如图6所示。
图6 载波波形
所以本文系统要将遥控信号调制在适用的38KHz的载波频率上，再由红外发光二极管将得到的红外信号发射出去。调制实现方式如下图7所示，一个或门加上8751的定时器T1。
图7产生遥控发射信号的原理
(4)红外发射
红外发射电路由放大电路和发射管组成，电路图如图8所示。其中三极管可放大发射信号电流，G3、G4可减少发射时的大电流对振荡级的影响。
G4
输出高电平
输出低电平
三极管导通，红外管
三极管截止，红外管不工作
图8 红外发射电路图
2.软件设计
图9 编码程序流程图
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