一种基于单片机的多家用电器gsm网络控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及远程家电控制技术领域，特别是涉及一种基于单片机的多家用电器GSM网络控制系统。
【背景技术】
[0002]随着社会的迅速发展，越来越多的电器进入到每个家庭，如电饭煲、空调、冰箱、洗衣机等，这些家电给人们生活带来了极大的方便，但有时候也会增加不少烦恼。由于部分家电属于大功率家电，如若在离开家后忘记关掉他们，不仅会浪费电能，而且会影响家电的寿命。试想，早晨上班出门后才想起家里的电饭煲忘关了，这不仅会影响寿命，而且存在一定的安全隐患；下班后要用热水而又不能让热水器一直开着等等。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于单片机的多家用电器GSM网络控制系统，提高了对家用电器操作的安全性，实现了家用电器控制的智能化。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:提供一种基于单片机的多家用电器GSM网络控制系统，包括单片机，所述单片机分别与GSM通讯模块、译码电路和继电器模块相连，所述GSM通讯模块与译码电路相连；所述GSM模块在成功接入网络后进入待机状态，当电话打入时，GSM模块进入“RING”状态，所述单片机读取GSM模块的状态，并通过指令操纵GSM模块接通电话，电话接通后，译码电路对按键键值进行解码，并发送给单片机，单片机进行密码验证；如果验证失败则单片机发送指令挂断电话结束本次操作；如果验证成功则读取用户操作的键值并发送控制信号给继电器模块，改变继电器模块的状态，实现家用电器的开关。
[0005]所述GSM通讯模块采用S頂900a芯片，其外部通讯接口包括一个串行接口、一个耳机模拟信号接口、一个话筒模拟信号接口和900MHz天线接口 ；所述900MHz天线接口连接天线接入GSM网络中，实现电话通讯；所述串行接口与单片机通讯，完成信息发送和指令接收；所述耳机模拟信号接口将接收到的双音频信号发送给译码电路实现音频解码；所述话筒模拟信号接口实现语音功能的扩展。
[0006]所述译码电路采用MT8870芯片。
[0007]所述单片机还连接有LED指示灯；所述LED指示灯用于指示GSM模块的状态。
[0008]有益效果
[0009]由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:本发明以单片机为核心，在任何GSM网络覆盖的地区都可完成对空调、电灯、电饭煲等家用电器的远程控制，不需要另建通讯控制网络，节约了成本，操作过程需要密码验证，提高了对家用电器操作的安全性，实现了家用电器控制的智能化，给家庭生活带来了极大的舒适和方便，具有较高的实际应用价值。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的系统框图；
[0011]图2是本发明中译码电路原理图；
[0012]图3是本发明中开关电路原理图；
[0013]图4是本发明的程序流程图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0015]本发明的实施方式涉及一种基于单片机的多家用电器GSM网络控制系统，如图1所示，包括单片机，GSM通讯模块、译码电路、LED指示灯、继电器模块。GSM通讯模块采用GSM900通讯网络，在成功接入网络后进入待机状态并由LED指示灯显示，当电话打入时，GSM通讯模块进入“RING”状态。单片机读取GSM通讯模块的状态，并通过AT指令操纵GSM通讯模块接通电话。接通后用户首先需要通过按键输入三位密码，译码电路会将按键键值解码并通过并行接口发送给单片机，单片机进行密码验证。如果验证失败则单片机发送AT指令挂断电话结束本次操作；如果验证成功则进入控制程序。单片机读取用户操作的键值并发送控制信号改变相应的继电器状态，实现家用电器开关。
[0016]其中，GSM模块采用S頂900a芯片，其外部通讯接口包括一个串行接口、一个耳机模拟信号接口、一个话筒模拟信号接口和900MHz天线接口 ；所述900MHz天线接口连接天线接入GSM网络中，实现电话通讯；所述串行接口与单片机通讯，完成信息发送和指令接收；所述耳机模拟信号接口将接收到的双音频信号发送给译码电路实现音频解码；所述话筒模拟信号接口实现语音功能的扩展。
[0017]双音多频电话对按键时采用双音多频信号进行编码，因此识别这种信号就需要对其进行译码。MT8870是MITEL公司生产的一种译码芯片，可以接收DTMF信号，是一个完整的DTMF接收器。它接收了 DTMF信号后，内部将信号分成高频带和低频带，并将此信号送至数字译码器，然后将讯号送至数字译码器以解出按键值，接着将解出的按键值以二进制的方式以四条线(Q1、Q2、Q3、Q4)输出。译码电路的电路图如图2所示。在图2中，std为MT8870的延迟输出端，当解码完成后，将产生高电平，持续一段时间后会自动回低。此信号由低变高表示一次译码结束，可以进行译码输出。可把std经过反相后接在单片机的外部中断上，利用中断子函数来读取转换结果。Q4?Q1表示译码输出的二进制值，Q4是高位，Q1是低位。
[0018]本远程控制系统的控制目标是家用电器，实际上就是控制相对应的电源插座上交流电源的通断。设计中，单片机的控制引脚对继电器进行控制，将继电器的敞开触点接入系统，便能利用单片机控制插座上的交流电源。该部分的电路图如图3所示。在图3中，conl、COn2、COn3表示单片机引出来的控制端，经过反相后与达林顿管(提高驱动能力)相连。两次反相从逻辑上达到从逻辑上同相，此时可通过单片机的控制脚去控制继电器的通断。
[0019]单片机是系统的控制核心，负责协调整个电路的工作。虽然前面所介绍的各子电路都能够在一定程度上独立工作，但仅仅是独立式不能发挥作用，因此需要单片机从时间维度、顺序维度上来协调各子电路的工作。本实施方式中单片机选用AT89C51系列的单片机。
[0020]本实施方式的主程序的设计如下:由本系统的工作流程，可以画出程序设计流程图。流程大致如下:首先要对系统做初始化，判断是否成功接入网络，如果失败返回初始化；如果成功，则自动自动进入待机状态。而后系统等待外部电话呼叫，呼叫成功后输入数字进行密码验证，如果验证失败，挂断电话，表示访问失败；如果验证成功，识别用户通过按键输入的数字，再由继电器来实现对外接家用电器的控制，控制完成后，电话自动挂断，从而实现了一次电话远程控制。具体流程图详见附图4。
[0021 ] 初始化包含GSM通讯模块初始化指令、受控插座控制端、定时器初始化、中断初始化。系统上电后，GSM通讯模块因处于待机状态。本系统认为刚开始时受控插座将交流电源断开的，所以应将插座控制端初始时置为高电平。
[0022]译码部分可实现翻译用户输入，单片机对某几次输入进行组合就可以得到一个长字符，比如在密码验证的时候输入密码。选择菜单时输入菜单号。通过Keil uVis1n2使用C51进行编程。
[0023]本发明具体操作如下:
[0024]通过LY-51S开发板，以及GSM通讯模块和MT8870音调译码器等主要硬件，首先按要求连接硬件线路图，然后通过Keil uVis1n2使用C51编程，将程序烧写到单片机中，接通电源即可实验。将一块S頂卡放入GSM模块，另一部在远方的手机给该S頂卡拨打电话，经过设定的1s延时，该S頂卡接通电话。此刻，GSM进入“RING”状态。单片机读取GSM的状态，并通过AT指令操纵GSM模块接通电话。然后按语音提示要求输入设定的密码，若是错误，则单片机发送AT指令挂断电话结束本次操作；若是密码正确，进入单片机的控制程序，通过手机输入数字符发出音调，该音调通过MT8870音调译码器译码读出键值，输入到单片机PO 口，单片机P2 口再通过继电器完成对家用电器的控制，实现电话的远程控制效果。
[0025]本设备运用到家居中，电话远程控制系统以单片机为核心，在任何GSM网络覆盖的地区都可完成对空调、电灯、电饭煲等家用电器的远程控制，不需要另建通讯控制网络，节约了成本，操作过程需要密码验证，提高了对家用电器操作的安全性，实现了家用电器控制的智能化，给家庭生活带来了极大的舒适和方便，具有较高的实际应用价值。
【主权项】
1.一种基于单片机的多家用电器GSM网络控制系统，包括单片机，其特征在于，所述单片机分别与GSM通讯模块、译码电路和继电器模块相连，所述GSM通讯模块与译码电路相连；所述GSM模块在成功接入网络后进入待机状态，当电话打入时，GSM模块进入“RING”状态，所述单片机读取GSM模块的状态，并通过指令操纵GSM模块接通电话，电话接通后，译码电路对按键键值进行解码，并发送给单片机，单片机进行密码验证；如果验证失败则单片机发送指令挂断电话结束本次操作；如果验证成功则读取用户操作的键值并发送控制信号给继电器模块，改变继电器模块的状态，实现家用电器的开关。2.根据权利要求1所述的基于单片机的多家用电器GSM网络控制系统，其特征在于，所述GSM通讯模块采用S頂900a芯片，其外部通讯接口包括一个串行接口、一个耳机模拟信号接口、一个话筒模拟信号接口和900MHz天线接口 ；所述900MHz天线接口连接天线接入GSM网络中，实现电话通讯；所述串行接口与单片机通讯，完成信息发送和指令接收；所述耳机模拟信号接口将接收到的双音频信号发送给译码电路实现音频解码；所述话筒模拟信号接口实现语音功能的扩展。3.根据权利要求1所述的基于单片机的多家用电器GSM网络控制系统，其特征在于，所述译码电路采用MT8870芯片。4.根据权利要求1所述的基于单片机的多家用电器GSM网络控制系统，其特征在于，所述单片机还连接有LED指示灯；所述LED指示灯用于指示GSM模块的状态。
【专利摘要】本发明涉及一种基于单片机的多家用电器GSM网络控制系统，其中单片机分别与GSM通讯模块、译码电路和继电器模块相连，所述GSM通讯模块与译码电路相连；所述GSM模块在成功接入网络后进入待机状态，当电话打入时，GSM模块进入“RING”状态，所述单片机读取GSM模块的状态，并通过指令操纵GSM模块接通电话，电话接通后，译码电路对按键键值进行解码，并发送给单片机，单片机进行密码验证；如果验证失败则单片机发送指令挂断电话结束本次操作；如果验证成功则读取用户操作的键值并发送控制信号给继电器模块，改变继电器模块的状态，实现家用电器的开关。本发明提高了对家用电器操作的安全性,实现了家用电器控制的智能化。
【IPC分类】H04M11/00
【公开号】CN105357410
【申请号】CN201510694991
【发明人】周武能, 周琳
【申请人】东华大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月22日