遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)精選(九篇)
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第1篇：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)范文
隨著我國信息事業(yè)的持續(xù)、快速發(fā)展,通信基礎(chǔ)設(shè)施日臻完善,固定電話、移動電話用戶總數(shù)接近兩億.利用現(xiàn)有的個人通信終端,實現(xiàn)基于PLMN(陸基移動通信網(wǎng))和PSTN(公用電話交換網(wǎng))的電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),既可以節(jié)約投資,又便于推廣.電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)(ITRCS),以CCITT及我國標(biāo)準(zhǔn)共同規(guī)定的部分標(biāo)準(zhǔn)程控交換信令(DTMF雙音多頻信號,振鈴信號,回鈴音信號等)作為系統(tǒng)控制命令,以PLMN與PSTN通信網(wǎng)作為傳輸介質(zhì),使用戶可以在遠(yuǎn)端利用固定電話或移動電話發(fā)送DTMF雙音多頻信號,實現(xiàn)對近端電器設(shè)備的遠(yuǎn)程控制.信令傳輸示意圖如圖1所示.
2電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)接收遠(yuǎn)端發(fā)送來的DTMF信號,并對其進(jìn)行解碼,解碼后的信號再由中央處理單元采集處理;為了方便用戶使用,系統(tǒng)設(shè)計了語音提示界面;電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)一般工作在元人值守環(huán)境,所以應(yīng)具有自動離線、上線、復(fù)位功能;為了符合智能化要求,系統(tǒng)采用80日作為中央處理器.同時,電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)正常工作還需電源供電電路、驅(qū)動電路等輔助電路.智能電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖2所示.
可以看出,系統(tǒng)主要由DTMF音頻解碼電路、語音提示電路、離線/上線/復(fù)位電路、中央處理單元、驅(qū)動電路、電源電路等組成.
3各部分電路及工作原理
3.1中央控制電路
中央控制電路的主要功能是接收鈴流檢測電路和DTMF解碼電路的中斷信號,發(fā)送對上線/離線/復(fù)位電路和受控設(shè)備的控制信號,對語音錄放電路進(jìn)行尋址操作,接收DTMF解碼電路的四位二進(jìn)制數(shù)據(jù)(見圖2).
3.2DTMF音頻解碼電路
DTMF(DualToneMultiFrequency)雙音多頻信號解碼電路是目前在按鍵電話(固定電話、移動電話)、程控交換機(jī)及無線通信設(shè)備中廣泛應(yīng)用的集成電路.它包括DTMF發(fā)送器與DTMF接受器,前者主要應(yīng)用于按鍵電話作雙音頻信號發(fā)送器,發(fā)送一組雙音多頻信號,從而實現(xiàn)音頻撥號.雙音多頻信號是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號,CCITT和我國國家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定了電話鍵盤按鍵與雙音多頻信號的對應(yīng)關(guān)系如表所示.
表電話撥號數(shù)字對應(yīng)的高低頻率組合關(guān)系
電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)采用MITEL公司生產(chǎn)的MT8870DTMF接受器作為DTMF信號的解碼核心器件.MT8870主要用于程控交換機(jī)、遙控、無線通信及通播系統(tǒng),實現(xiàn)DTMF信號的分離濾波和譯碼功能,輸出相應(yīng)16種頻率組合的四位并行二進(jìn)制碼.MT8870具有撥號音抑制和模擬信號輸入可調(diào)功能,所以在設(shè)計MT8870DTMF解碼電路時,只需外加一些阻容元件即可.DTMF解碼電路如圖3所示.
遠(yuǎn)端用戶發(fā)送的DTMF信號,經(jīng)搞合電容的隔直流作用后,由MT8870接收并進(jìn)行譯碼,輸出的四位并行二進(jìn)制數(shù)據(jù)直接與8051單片機(jī)的P0.0～P0.3連接,MT8870在DTMF信號碼變換完成后,由CID端發(fā)送中斷信號INT1,通知8051數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好.
3.3語音提示電路
電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)利用語音提示電路實現(xiàn)用戶和系統(tǒng)的交流.語音提示電路預(yù)先存儲若干段系統(tǒng)提示音,8051中央處理單元電路判斷用戶發(fā)送的DTMF信號后,對語音提示電路進(jìn)行尋址,播放相應(yīng)的提示音,從而向用戶反饋信息提示下一步該如何操作.
本系統(tǒng)選用美國ISD公司的ISD2590單片語音錄放集成電路作為語音提示電路的核心部分.ISD2590采用E2PROM存儲器,信息可永久保存,零功能存儲;它還采用了DA盯直接模擬量存儲技術(shù),因而能較好地保留語音信息中的有效成分,提高錄放音的清晰度.ISD2590可以存儲長達(dá)90s的語音,能夠?qū)崿F(xiàn)1～600段語音分段,每段錄放音均有一個起始端,該起始端地址選擇由A0～A9確定.ISD2590的電路也非常簡單,只需少許阻容元件即可,并且它易與單片機(jī)接口,實現(xiàn)分段尋址功能.ISD2590的內(nèi)部功能如圖4所示.
系統(tǒng)在接收遠(yuǎn)端用戶發(fā)送的DTMF信號以后,根據(jù)軟件設(shè)定,對語音電路進(jìn)行尋址放音.例如系統(tǒng)收到用戶發(fā)出的"1234'''',用戶密碼信號時,若密碼正確,則尋址播放語音提示"密碼正確",否則,尋址播放語音提示"密碼錯誤".需要提出的是,ISD2590".只有A0～A910根地址線,顯然不能對480K模擬存儲陣列直接尋址,從圖4可以知道,ISD2590的地址線是先經(jīng)過解碼器解碼后再對480K模擬存儲陣列進(jìn)行尋址的.
3.4系統(tǒng)上線／離線/復(fù)位電路
當(dāng)DTMF信號解碼電路及語音提示電路與用戶電話線連通時,我們稱系統(tǒng)處于上線(Odine)狀態(tài);反之,當(dāng)DTMF信號解碼電路及語音提示電路與用戶電話線斷開時,我們稱系統(tǒng)處于離線(Offline)狀態(tài).只有在電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)工作時,系統(tǒng)才應(yīng)處于上線狀態(tài).這樣做的目的是避免用戶呼叫系統(tǒng)時的高壓振鈴信號(可達(dá)120VMS)及線路上其他高壓噪聲對DTMF信號解碼電路及語音提示電路產(chǎn)生危害.上線/離線/復(fù)位功能的實現(xiàn),也是由系統(tǒng)硬件電路和軟件共同實現(xiàn)的.
3.4.1系統(tǒng)上線電路
系統(tǒng)上線電路的功能是檢測程控交換機(jī)發(fā)送的振鈴鈴流信號,然后通過中斷方式通知8051單片機(jī),根據(jù)軟件設(shè)定,閉合系統(tǒng)上線/離線/復(fù)位開關(guān)電路,開啟UrMF信號解碼電路和語音提示電路與電話用戶線的連接.上線電路的主要部分是鈴流檢測電路.鈴流信號是當(dāng)遠(yuǎn)端用戶呼叫電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)時,由程控交換機(jī)向電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)發(fā)送的控制信令.系統(tǒng)采用TCA3385芯片作為鈴流檢測電路的核心部件.TCA3385是一種性能穩(wěn)定的振鈴信號轉(zhuǎn)換、檢測器件,常用于電話機(jī)、應(yīng)答器等儀器儀表.它的PDO端(如圖5)是振鈴檢測輸出端,在振鈴信號穩(wěn)定后,此端會變?yōu)楦唠娖捷敵?RDO端可直接與8051單片機(jī)相連,作為8051的中斷信號INT0.TCA3385的內(nèi)部功能及外部電路如圖5所示.
當(dāng)電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)處于離線狀態(tài)時,只有鈴流檢測電路與用戶電話線相連,而TCA3385能承受較高電壓的沖擊,保證了系統(tǒng)的完全穩(wěn)定性.
3.4.2離線/復(fù)位電路
用戶對電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)操作完成后,發(fā)出結(jié)束命令,8051單片機(jī)斷開系統(tǒng)上線/離線/復(fù)位開關(guān)電路,系統(tǒng)離線.如果用戶出現(xiàn)誤操作或忘記發(fā)送結(jié)束命令時,系統(tǒng)根據(jù)軟件設(shè)定,斷開系統(tǒng)上線/離線/復(fù)位開關(guān)電路,使系統(tǒng)離線,并初始化軟件設(shè)定.
3.5驅(qū)動電路
電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)對受控設(shè)備的控制,要通過8051單片機(jī)對繼電器的閉合才能實現(xiàn),因此,在8051單片機(jī)與繼電器之間必須設(shè)置一個繼電器驅(qū)動電路.本系統(tǒng)采用摩托羅拉公司的MC1413,來關(guān)閉與開啟繼電器開關(guān)(圖6).
4系統(tǒng)軟件
如何利用有限的16種DTMF信號實現(xiàn)多樣的系統(tǒng)控制功能,是系統(tǒng)成功與否的關(guān)鍵,借助于軟件編程,系統(tǒng)可以對16種DTMF信號的任意組合進(jìn)行解釋,從而大大豐富了系統(tǒng)功能.系統(tǒng)軟件的流程結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜,這里只介紹系統(tǒng)軟件主要功能要求:
(1)系統(tǒng)身份認(rèn)證功能為了保證只有合法用戶才能操作系統(tǒng),電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)上線以后,用戶必須輸入密碼,待系統(tǒng)確認(rèn)后才具有對系統(tǒng)的操作權(quán)限.
(2)用戶信令解釋功能對收到的用戶信號,系統(tǒng)按照軟件設(shè)定加以解釋,并決定對語音提示電路尋址,播放相應(yīng)的系統(tǒng)提示音,實現(xiàn)用戶和電話遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)間的交互操作,或者對外部受控設(shè)備發(fā)出相應(yīng)的驅(qū)動信號.
(3)軟件定時功能系統(tǒng)軟件設(shè)定系統(tǒng)自動復(fù)位的軟件定時器,定時器的設(shè)置值規(guī)定了系統(tǒng)一次上線工作的最大時間.若一次工作超時,系統(tǒng)自動離線,進(jìn)入待機(jī)狀態(tài).
5結(jié)束語
第2篇：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)范文
1．1輸入模塊設(shè)計1)模擬量信號輸入模塊。模擬量信號主要有壓力、溫度、位移3類信號，其數(shù)據(jù)采集電路均相同，模擬量采集電路如圖2。模擬量信號輸入的傳感器內(nèi)部帶有變送電路，其輸出信號均為標(biāo)準(zhǔn)的4～20mA，此信號經(jīng)由電流隔離模塊U1隔離后輸入到U2進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)換，先將4～20mA電流轉(zhuǎn)換成1～5V電壓，再經(jīng)過調(diào)幅電路將電壓信降至0．5～2．5V后送往STM32的AD通道進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。2)數(shù)字量信號輸入模塊。數(shù)字量輸入信號包括脈沖信號和開關(guān)量信號。轉(zhuǎn)速傳感器輸出的是脈沖信號，其信號調(diào)理電路如圖3。由于鉆機(jī)動力頭回轉(zhuǎn)時采集的傳感器轉(zhuǎn)速信號均低于1kHz，因此在電路設(shè)計中采用低通濾波器。這種濾波器可以有效地過慮掉頻率高于1kHz的干擾信號，降低高頻信號對轉(zhuǎn)速信號的干擾，使得輸出信號穩(wěn)定可靠。開關(guān)量輸入電路如圖4。外部諸如接近開關(guān)或其它開關(guān)量輸入信號一旦接通，則外部供電的本安電源12V便通上電使光電耦合器導(dǎo)通，從而使的4腳輸出一個低電平給STM32單片機(jī)。光電耦合器有效地隔離了本安12V電源與信號電源3．3V。
1．2輸出模塊設(shè)計1)開關(guān)量輸出模塊。系統(tǒng)中輸出量包括開關(guān)量和PWM信號輸出。開關(guān)閥的控制電路如圖5。圖中，開關(guān)閥線圈的通斷由STM32單片機(jī)的數(shù)字量輸出引腳輸出高低電平控制。光電耦合器TLP627起隔離與放大的作用，用于隔離STM32單片機(jī)與外部強(qiáng)電器件，TLP627的最大輸出電流可達(dá)150mA，滿足驅(qū)動繼電器要求。電路中的繼電器屬于感性元器件，為防止繼電器切斷時產(chǎn)生的反向電動勢擊穿光藕，在電路設(shè)計中選擇加入二極管IN4007。2)PWM(比例閥控制)輸出模塊。鉆機(jī)控制系統(tǒng)選用的速度調(diào)節(jié)元件均采用電液比例閥，比例閥最小工作電流(閥口初始開啟時)約為200mA，最大工作電流(閥口完全開啟時)為800mA。一般電磁比例閥的工作電壓為24V，內(nèi)阻只有幾歐姆到十幾歐姆，所需驅(qū)動電流達(dá)數(shù)百毫安，而STM32輸出電流只有幾毫安，輸出功率小，不足以直接驅(qū)動比例閥，因此在電路中采用達(dá)林頓三極管TIP147組成功率放大器，對PWM信號進(jìn)行隔離并進(jìn)行放大。WM輸出模塊電路如圖6。3)CAN通信電路設(shè)計。為了提高CAN總線的數(shù)據(jù)通信的可靠性，在硬件接口設(shè)計時需考慮抗干擾設(shè)計。本系統(tǒng)CAN接口電路的本質(zhì)安全電路框圖如圖7。系統(tǒng)中通信方式采用CAN通信，CAN接口電路被設(shè)計成本質(zhì)安全型電路，由外部本安電源供電，同時對信號通道之間、本安與非本安電源之間進(jìn)行隔離處理。在圖7中，主控芯片采STM32型32位微處理器，該微處理器以Cortex－M3為內(nèi)核，接口非常豐富，內(nèi)部自帶2通道CAN控制器，加上CAN收發(fā)芯片82C250即可方便實現(xiàn)CAN接口電路，主頻最大可以達(dá)到72MHz，是一款適應(yīng)煤礦設(shè)備的控制器。本系統(tǒng)通過加入數(shù)字隔離芯片對CAN信號通道進(jìn)行隔離，非本安電源對ARM芯片及數(shù)字隔離的一側(cè)進(jìn)行供電，本安電源供電對CAN收發(fā)器及數(shù)字隔離芯片另一側(cè)供電。
2室內(nèi)試驗
遠(yuǎn)控鉆機(jī)的模擬量參數(shù)有壓力、溫度、液位等。鑒于試驗室條件有限，選擇溫度傳感器來模擬測量室內(nèi)溫度。連接電控手柄、STM32控制器及硬件電路和計算機(jī)。室內(nèi)調(diào)試與試驗主要檢驗遠(yuǎn)程控制鉆機(jī)控制系統(tǒng)硬件電路板、CAN通信協(xié)議傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。試驗結(jié)果表明，在實驗室環(huán)境下，控制系統(tǒng)中硬件滿足設(shè)計要求，電控手柄信號可以通過CAN總線對液壓開關(guān)閥進(jìn)行控制，開關(guān)閥塊響應(yīng)及時準(zhǔn)確。
3結(jié)語
第3篇：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)范文
關(guān)鍵詞：計算機(jī) 控制系統(tǒng) 研究 遠(yuǎn)程 基于B/S模式
中圖分類號TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）04-0000-00
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域除信息及資源共享之外，還通過多媒體系統(tǒng)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制，極大的擴(kuò)寬了人們的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍。在運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)的同時，多數(shù)網(wǎng)絡(luò)用戶因為地區(qū)差異原因而無法實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)非但不受地區(qū)因素等差異，還能共享網(wǎng)絡(luò)上的多媒體設(shè)備。就這一研究體質(zhì)，在網(wǎng)絡(luò)上具有非常重要的研究價值。
1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)概念
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要由控制端、服務(wù)端（server）、信息客戶端（client）以及多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議構(gòu)成。根據(jù)計算機(jī)系統(tǒng)原理，服務(wù)器利用網(wǎng)絡(luò)注冊信息，實現(xiàn)用戶通過指令對計算機(jī)進(jìn)行操作。在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，客戶端會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)控制信息，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)硬軟件資源，并同時通過網(wǎng)絡(luò)客戶端反饋信息給用戶。在網(wǎng)絡(luò)上而言，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分為七大層次，信息的控制傳輸主要是基于網(wǎng)絡(luò)傳輸層進(jìn)行實現(xiàn)，在采用HTTP協(xié)議的基礎(chǔ)上，采用集中模式對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制，這一結(jié)構(gòu)系統(tǒng)效率較高，網(wǎng)絡(luò)傳輸速度快，協(xié)調(diào)性較好，從而實現(xiàn)硬軟件資源的管理。
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)作用于計算機(jī)管理以及應(yīng)用服務(wù)，遠(yuǎn)程終端控制依賴于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控設(shè)備以及遠(yuǎn)程控制技術(shù)方面作用相對突出。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)與日俱增，遠(yuǎn)程控制技術(shù)改變了早期的網(wǎng)絡(luò)元件，將現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用上來，實現(xiàn)計算機(jī)系統(tǒng)控制技術(shù)的高速發(fā)展。
2遠(yuǎn)程控制技術(shù)的研究
遠(yuǎn)程控制技術(shù)的系統(tǒng)原理相對復(fù)雜，遠(yuǎn)程控制技術(shù)是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)之間的交換技術(shù)，它將以往的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)技術(shù)轉(zhuǎn)換成了數(shù)據(jù)控制技術(shù)，讓計算機(jī)控制變成了可能。網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包括三大核心系統(tǒng)，位于互聯(lián)網(wǎng)接入口的檢測系統(tǒng)、近遠(yuǎn)距離傳輸系統(tǒng)以及服務(wù)器端的程序指令系統(tǒng)。在考慮遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的同時，應(yīng)注意靈活使用多種程序語言，如基于Windows系統(tǒng)下的VB語言以及基于Unix系統(tǒng)下的Java語言，客戶端往往會對程序頭部進(jìn)行加密，以防止程序源文件遭到破壞。
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域相對來說較廣泛，國內(nèi)外大多數(shù)的許多研究者應(yīng)用較多。通過遠(yuǎn)程控制技術(shù)，家庭住宅及企業(yè)等場所可以隨時隨地通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行上網(wǎng)辦公。這一技術(shù)的出現(xiàn)，用戶可以輕松的共享網(wǎng)絡(luò)上的資源，對于許多一線城市來說，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)有利于公司內(nèi)部的協(xié)調(diào)發(fā)展，從而提高企業(yè)的工作效率。在西方發(fā)達(dá)國家，對于這一技術(shù)許多國家已經(jīng)在廣泛運(yùn)用，但是在國內(nèi)這一技術(shù)還處于初期階段。
3遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)分析
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要是以通信技術(shù)為基礎(chǔ)，擴(kuò)寬人們思想領(lǐng)域的一項多媒體新型技術(shù)。從研究功能上來看，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包含了幾部分監(jiān)控設(shè)備系統(tǒng)，正式因為這幾部系統(tǒng)的完美結(jié)合，才能共同完成對計算機(jī)的遠(yuǎn)程控制。系統(tǒng)實時性是一個重要的控制指標(biāo)，它決定了一臺機(jī)器是否能受控制。在計算機(jī)系統(tǒng)中來講，研究者以“響應(yīng)時間”來描述系統(tǒng)的可靠性，相應(yīng)時間一般以毫秒、秒、分鐘、小時為單位，通過相應(yīng)時間來描述系統(tǒng)的實時性，響應(yīng)時間較短則表明該臺機(jī)器的實時性較高。
另一方面，穩(wěn)定性也是用來描述系統(tǒng)的穩(wěn)定程度。一般來講，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素比較多，其中延遲性以及傳輸錯誤較為突出，數(shù)據(jù)的傳輸通常不受外界的干擾。為了適應(yīng)不同的遠(yuǎn)程控制者，遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)通過幾次升級，新版的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)界面簡單明了，通熟易懂，為了用戶更好的使用而設(shè)計。同時，通過改版后的控制系統(tǒng)能夠支持不同用戶的設(shè)計需求，如一些用戶的對界面設(shè)計要求較高，可以通過設(shè)置系統(tǒng)的兼容性來支持用戶系統(tǒng)。
4遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的研究方案及策略
遠(yuǎn)程控制技術(shù)作為一種工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它適合于傳輸速率為100kb/s―20000kb/s之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸。采用網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的核心問題是怎樣根據(jù)用戶的需要而開發(fā)出網(wǎng)絡(luò)程序。在前面所講，TCP/IP協(xié)議是實現(xiàn)異種網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議傳輸，它也是最基本的網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要以C/S模式（client/server模式）為應(yīng)用系統(tǒng)，通過多臺client（客戶端）的完美結(jié)合。這種C/S模式結(jié)構(gòu)一般是基于TCP/IP協(xié)議的傳輸層進(jìn)行控制，它具有傳輸效率高及網(wǎng)絡(luò)信號穩(wěn)定及強(qiáng)大功能。在應(yīng)用研究方面，還有一種模式就是B/S模式，它和C/S模式完全不同，后者主要以系統(tǒng)維護(hù)為核心，保證了數(shù)據(jù)的傳輸速率高。
控制數(shù)據(jù)的傳輸協(xié)議對系統(tǒng)針對性較強(qiáng)，C/S模式是一種數(shù)據(jù)量較小，數(shù)據(jù)冗余低的技術(shù)。正是因為計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)方面實現(xiàn)了平臺的開放性，更好的利用JAVA技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間的對象通信。系統(tǒng)實現(xiàn)的主要研究策略就是系統(tǒng)的實時性研究，只要保證了網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度，相信在不久的將來數(shù)據(jù)的實時性傳輸將很快實現(xiàn)。
總之，相對于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，基于遠(yuǎn)程控制的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)則較為靈活，很大程度上方便了用戶的使用。未來的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制技術(shù)則會更加完善以適應(yīng)社會的需求，從而促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)化的高速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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第4篇：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)范文
【關(guān)鍵詞】嵌入式web；Nut/OS；B/S架構(gòu)；路燈管理
1.引言
目前城市路燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)流行C/S架構(gòu)和B/S架構(gòu)模式。C/S架構(gòu)可靠，造價高，系統(tǒng)不方便維護(hù)。而B/S架構(gòu)不需要監(jiān)控計算機(jī)安裝有特定的服務(wù)器軟件和客戶端軟件，不需要專機(jī)專用，而且配置監(jiān)控計算機(jī)位置不需要固定，只需要能與監(jiān)控的路燈遠(yuǎn)端的web服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)相通，即可實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。因此B/S架構(gòu)越來越流行。
然而，當(dāng)前的B/S架構(gòu)，往往都是監(jiān)控區(qū)域里，一個路燈控制節(jié)點作為一個嵌入式web服務(wù)器處理，控制節(jié)點硬件不僅需要運(yùn)行基本的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議TCP/IP，還要在此基礎(chǔ)上運(yùn)行web服務(wù)，以便遠(yuǎn)程監(jiān)控PC機(jī)訪問嵌入式網(wǎng)頁進(jìn)行相應(yīng)的監(jiān)控。這樣的設(shè)計架構(gòu)方便每一個節(jié)點的編程和控制，但是推高了系統(tǒng)的硬件成本，同時整個系統(tǒng)的軟件架構(gòu)復(fù)雜。
本文在現(xiàn)有架構(gòu)基礎(chǔ)上，將路燈控制節(jié)點的控制功能和嵌入式web服務(wù)功能進(jìn)行分離，控制節(jié)點主要運(yùn)行基本的TCP/IP通信協(xié)議和路燈控制和信號采樣，從而實現(xiàn)簡化控制節(jié)點的電路。嵌入式web服務(wù)器主要運(yùn)行web服務(wù)功能，對遠(yuǎn)端的PC機(jī)提供相應(yīng)的web服務(wù)。嵌入式web服務(wù)器的路燈管理和控制室數(shù)據(jù)，是通過UDP協(xié)議與控制節(jié)點進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，通過UDP對控制節(jié)點進(jìn)行控制操作。該方案降低了硬件資源需求，從設(shè)計可靠上，采用內(nèi)核小巧的Nut/OS作為操作系統(tǒng)。
2.Nut/OS介紹
Nut/OS是一款開源的優(yōu)秀的嵌入式系統(tǒng)，適合在硬件資源不是很充裕的控制系統(tǒng)里應(yīng)用。Nut/OS實時操作系統(tǒng)包括Nut/OS實時內(nèi)核和Nut/Net協(xié)議棧，除了非常少量與硬件相關(guān)的源代碼使用匯編語言編寫外，剩下的都是使用C語言編寫的，具有很高的可移植性。Nut/OS實時內(nèi)核是一個相對獨立的組件，可以單獨分拆出來當(dāng)作一個小型實時操作系統(tǒng)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，不僅包含了大多數(shù)應(yīng)用所需的I/O接口API函數(shù)，如文件管理系統(tǒng)、串行通信驅(qū)動、網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動、聲卡和顯示驅(qū)動等。更重要的是它和免費的TCP/IP協(xié)議棧，NUT/NET無縫集成，NUT/NET除了支持ARP、IP、ICMP、UDP和TCP等協(xié)議外，還支持DHCP、PPP、DNS和HTTP用戶協(xié)議，是8位MCU中支持協(xié)議最多的免費TCP/IP協(xié)議棧。
3.遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
當(dāng)前，很多的B/S路燈控制系統(tǒng)架構(gòu)如圖1（a）中所示，即控制節(jié)點是通過嵌入式web實現(xiàn)對路燈的監(jiān)控，然后通過交換機(jī)連接到監(jiān)控中心。該架構(gòu)增加了控制節(jié)點的硬件成本。本文的架構(gòu)體系在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行改進(jìn)，如圖1（b）所示。
改進(jìn)的架構(gòu)體系中如圖1（b）所示，將嵌入式web服務(wù)器從原來的各個控制節(jié)點抽出來單獨作為一個模塊，與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的計算機(jī)機(jī)進(jìn)行交互。
在硬件設(shè)計上，嵌入式web服務(wù)器資源相對充裕些，它一方面與遠(yuǎn)程監(jiān)控中心進(jìn)行web服務(wù)交互，一方面它與路燈控制節(jié)點進(jìn)行UDP通信，對路燈控制節(jié)點進(jìn)行相關(guān)的操作和控制。由于控制節(jié)點只要運(yùn)行基本的TCP/IP通信協(xié)議，不需要運(yùn)行web服務(wù)功能，大大降低的控制節(jié)點對硬件的要求，可以用低成本的芯片組來實現(xiàn)。
同時，由于路燈的采樣和控制的內(nèi)容不多，采用低速的網(wǎng)絡(luò)的芯片組足以滿足系統(tǒng)性能的要求，而且可靠，降低了系統(tǒng)的軟件、硬件復(fù)雜度。
4.遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的硬件模塊設(shè)計
4.1 嵌入式web服務(wù)器設(shè)計
嵌入式web服務(wù)器的硬件設(shè)計CPU采用LM3S8962，該芯片是德州儀器（TI）公司提供基于ARM CortexTM-M3的控制器，它們?yōu)閷Τ杀居绕涿舾械那度胧轿⒖刂破鲬?yīng)用方案帶來了高性能的32位運(yùn)算能力。芯片內(nèi)部集成了256kB的單周期flash，64kB單周期訪問的SRAM，芯片的內(nèi)存和flash足夠運(yùn)行Nut/OS系統(tǒng)。而芯片的價格和中端的8/16位芯片差不多。內(nèi)部集成的資源也很豐富，包括10M/100M以太網(wǎng)控制器等。
由于該芯片已經(jīng)集成了以太網(wǎng)控制器MAC層和物流層PHY，所以不需要外接其他以太網(wǎng)控制器比如CS9000、RTL8019等。只需要芯片引腳TXOP/TXON、RXIP/RXIN引腳外接網(wǎng)絡(luò)變壓器然后通過RJ45網(wǎng)口即可實現(xiàn)對外的網(wǎng)絡(luò)連接。
4.2 控制節(jié)點電路設(shè)計
控制節(jié)點由于不需要運(yùn)行web服務(wù)功能，所以只需要能運(yùn)行基本UDP通信功能即可。因此采用mega16芯片作為控制幾點的CPU，通過外接ENC28J60實現(xiàn)與web服務(wù)器的通信。ENC28J60與CPU通信接口SPI，而Mega16自身就集成了SPI接口，從而大大簡化控制節(jié)點網(wǎng)絡(luò)接口的設(shè)計。
5.遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的軟件模塊設(shè)計
嵌入式web服務(wù)器，其主要功能是對遠(yuǎn)端監(jiān)控PC提供web服務(wù)功能，對控制節(jié)點，要進(jìn)行相應(yīng)的控制。所以嵌入式web服務(wù)器運(yùn)行了相應(yīng)的遠(yuǎn)程管理網(wǎng)頁，遠(yuǎn)端通過訪問頁面實現(xiàn)對系統(tǒng)的管理。應(yīng)用層運(yùn)行兩個服務(wù)任務(wù)，一個任務(wù)是web服務(wù)，對外提供網(wǎng)頁輸出和獲取相應(yīng)的web輸入內(nèi)容，并根據(jù)http協(xié)議獲取相應(yīng)的輸入后，執(zhí)行相應(yīng)的操作。當(dāng)遠(yuǎn)端請求操作控制節(jié)點時，web服務(wù)通過CGI執(zhí)行與節(jié)點UDP通信程序，對控制節(jié)點發(fā)送相關(guān)的消息實現(xiàn)對控制節(jié)點相關(guān)的硬件控制，比如路燈的打開和關(guān)閉，路燈狀態(tài)的檢測等等。
控制節(jié)點主要執(zhí)行web服務(wù)器發(fā)送來的命令，并根據(jù)相應(yīng)的命令執(zhí)行后，把結(jié)果返回給web服務(wù)器。由于控制節(jié)點只運(yùn)行基本的UDP通信，而且通信數(shù)據(jù)量不大，所以對Nut/OS進(jìn)行裁剪，只保留基本的任務(wù)管理和TCP/IP協(xié)議棧，在這基礎(chǔ)上，增加一個UDP應(yīng)用任務(wù)。該任務(wù)接收來自web服務(wù)器的命令，并將相關(guān)的命令翻譯成相關(guān)的動作并執(zhí)行。主要執(zhí)行的web服務(wù)器發(fā)來的開燈、關(guān)燈、電流/電壓采樣。并將執(zhí)行的結(jié)果通過UDP方式傳給web服務(wù)器。
整個路燈遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)軟件模塊架構(gòu)如圖2所示。
遠(yuǎn)端計算機(jī)（或PC機(jī)）通過http協(xié)議訪問嵌入式web服務(wù)器，執(zhí)行相應(yīng)的web操作后，web服務(wù)器將操作轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的命令，并通過調(diào)用CGI接口來啟動UDP服務(wù)器程序，UDP服務(wù)器程序?qū)⑾嚓P(guān)的操作命令通過UDP的方式發(fā)送給控制節(jié)點。控制節(jié)點的UDP應(yīng)用程序接收到相關(guān)的UDP報文后，將其翻譯為具體的操作命令，操作命令通過調(diào)用相應(yīng)的I/O控制函數(shù)，實現(xiàn)對路燈的開、關(guān)控制以及相關(guān)的環(huán)境數(shù)據(jù)的采集，并將執(zhí)行的結(jié)果通過UDP方式發(fā)回web服務(wù)器。Web服務(wù)器收到相關(guān)的反饋結(jié)果后，對web頁面的相關(guān)控制條目進(jìn)行響應(yīng)和修改，然后把修改的結(jié)果傳回給遠(yuǎn)端的監(jiān)控PC機(jī)。
6.結(jié)束語
本文介紹了基于Nut/OS的遠(yuǎn)程路燈控制系統(tǒng)B/S軟件架構(gòu)和硬件實現(xiàn)方法，該方案在原有的B/S控制系統(tǒng)架構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，將嵌入式web服務(wù)器和控制節(jié)點控制電路分離，簡化了系統(tǒng)架構(gòu)，尤其是簡化了控制節(jié)點終端的軟件體系，同時降低了設(shè)備的硬件成本。
當(dāng)然，該方案降低了硬件性能和實現(xiàn)成本，但增加了一定的軟件設(shè)計難度，主要的難點在Nut/OS的裁剪后運(yùn)行于控制節(jié)點的處理上。總體上，該方案同時降低了整個系統(tǒng)的軟件復(fù)雜度和硬件復(fù)雜度，仍然利大于弊。
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第5篇：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)范文
關(guān)鍵詞：ARM GSM 嵌入式Linux AT指令 遠(yuǎn)程控制
中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）01-0008-02
隨著信息化的發(fā)展，遠(yuǎn)程信息的傳遞和獲取顯得越來越重要。比如，住宅中發(fā)生火災(zāi)自動對固定電話和手機(jī)報警，對于住宅中的連接在電源插座上的家用電器，可以用手機(jī)遠(yuǎn)程控制電源插座的通斷，杜絕電視等家電待機(jī)耗電情況，此外，在下班途中，提前打開家中電飯煲煮飯，熱水器燒水等開關(guān)電器操作。在任何時間任何地點，只要GSM網(wǎng)絡(luò)有信號，用戶只需用手機(jī)發(fā)送一條控制命令的短信就可以對住宅中家用電器實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。
智能家居是當(dāng)今社會一個熱門話題，而一個使用方便、可靠性高、價格低廉的智能家居控制系統(tǒng)是研究的重點。本文提出一種以ARM S3C2440和GSM無線通信模塊為硬件平臺，選定豐富資源和強(qiáng)大功能的嵌入式Linux系統(tǒng)作為操作系統(tǒng)，通過手機(jī)發(fā)送短信實現(xiàn)了智能家居中家用電器開關(guān)的遠(yuǎn)程控制。
1 系統(tǒng)工作原理
用戶用手機(jī)將控制命令以短信的形式，通過GSM無線通信網(wǎng)絡(luò)，被GSM模塊接收，GSM模塊將收到的信息通過RS232串口線傳到ARM控制器，控制器讀取短信經(jīng)過解碼后，根據(jù)短信內(nèi)容重新編碼發(fā)送到與控制系統(tǒng)相連的家電開關(guān)，家電開關(guān)上的微處理器通過無線通信將收到的命令解析，通過控制開關(guān)上的繼電器來實現(xiàn)家電的通斷。家電智能控制系統(tǒng)工作原理如圖1所示。
2 系統(tǒng)的硬件平臺
本系統(tǒng)的硬件平臺主要由用戶的無線終端設(shè)備（如手機(jī)）、GSM網(wǎng)絡(luò)、GSM模塊、微處理器單元及家電設(shè)備五個部分，如圖2所示。
2.1 微處理器
選用低價實用的ARM9開發(fā)板友善之臂mini2440，它采用32位ARM920T的RISC處理器S3C2440為微處理器，實現(xiàn)了MMU，AMBA BUS和Harvard高速緩沖體系結(jié)構(gòu)，具有低功耗、高性能、體積小、接口多等優(yōu)良特性。另有大小為128Mbyte，型號為K9F1G08的NandFlash，用于存儲已調(diào)試好的嵌入式操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。內(nèi)存為兩片外接的 32M bytes總共64M bytes 的SDRAM芯片，它們并接在一起形成32-bit的總線數(shù)據(jù)寬度，這樣可以增加訪問的速度[1]。
此外，芯片自帶標(biāo)準(zhǔn)RS232接口的串口，可以用于與其它模塊的通信；USB接口可以燒寫Linux系統(tǒng)的相關(guān)程序；JTAG接口用于仿真調(diào)試程序；LCD顯示屏可以顯示信息。豐富的硬件資源 ，可簡化設(shè)備與微處理器的硬件連接程度，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性[2]。
2.2 GSM模塊
采用西門子公司的新一代無線通信GSM模塊TC35i，它支持短消息、數(shù)據(jù)、語音傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)。模塊可以工作在EGSM900和GSM1800雙頻段，電源范圍為直流3.3～4.8V。模塊一般采用串行異步通信接口，波特率通常為9600bps，支持TXT和PDU模式的短消息，具有AT命令集接口，可以很方便的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。此外，模塊上有RS232接口、SIM卡接口、電源接口等，使之更加適用于嵌入式系統(tǒng)。
先用RS232串口線將電腦與ARM的UART接口0連接，用超級終端進(jìn)行調(diào)試，再將電腦與GSM模塊相連用串口調(diào)試助手進(jìn)行測試，看能否實現(xiàn)通信。由于串口線的分直連和和交叉兩種，所以都要準(zhǔn)備。當(dāng)調(diào)試成功后，將TC35i與ARM的UART接口1進(jìn)行硬件連接，對系統(tǒng)上電復(fù)位后，設(shè)置好ARM的串口和工作頻率，對GSM模塊進(jìn)行初有始化，然后設(shè)置服務(wù)中心號碼和目標(biāo)號碼[3]，就能完成與用戶的短信收發(fā)功能。
3 系統(tǒng)的軟件平臺
本設(shè)計的智能家居是以ARM微處理器作為控制中心的，系統(tǒng)軟件平臺的操作系統(tǒng)采用嵌入式Linux系統(tǒng)，所以軟件設(shè)計主要包括嵌入式Linux操作系統(tǒng)移植和系統(tǒng)上應(yīng)用程序的設(shè)計。
3.1 Linux系統(tǒng)的移植
嵌入式Linux系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到ARM上，主要有三大部分：（1）Bootloader部分，也就是引導(dǎo)程序設(shè)計，一般都有現(xiàn)成的移植程序，如U-boot；（2）Linux內(nèi)核，通過修改內(nèi)核源代碼以及內(nèi)核的剪裁，編譯等；（3）制作文件系統(tǒng)。
3.1.1 Bootloader的移植
作為嵌入式系統(tǒng)軟件的最底層，Bootloader是上電后啟動運(yùn)行的第一個程序，它類似于PC機(jī)上的BIOS程序功能，主要負(fù)責(zé)整個硬件系統(tǒng)的初始化和軟件系統(tǒng)啟動的準(zhǔn)備工作。U-boot是德國DENX小組開發(fā)用于支持多種嵌入式CPU的Bootloader程序，可以直接支持基于ARM 2440的嵌入式平臺，移植工作主要是修改一些與硬件相關(guān)的smdk2440.h，flash.c，s3c2440.c，makefile等文件。完成文件修改后，就可以用安裝好的交叉編譯器arm-linux-gcc-進(jìn)行交叉編譯，生成U-boot.bin文件，然后通過JTAG接口燒寫到flash中就可以從NADA flash啟動了。
3.1.2 配置和編譯Linux系統(tǒng)內(nèi)核
由于開發(fā)板是ARM處理器架構(gòu)，所以必須確保根目錄中makefile里“ARCH”的值已設(shè)定了開發(fā)板的類型，接下來進(jìn)行內(nèi)核配置，最常用的配制方法是在源碼相應(yīng)目錄下執(zhí)行“make menuconfig”，進(jìn)入基于文本選單的配置界面，可對內(nèi)核進(jìn)行裁剪。裁剪完后即可編譯內(nèi)核，主要通過建立內(nèi)核依賴關(guān)系，創(chuàng)建內(nèi)核映像文件及創(chuàng)建內(nèi)核模塊三部分編譯，執(zhí)行make up指令，生成內(nèi)核映像文件“zImage”[4]。最后，將內(nèi)核壓縮文件下載到開發(fā)板上運(yùn)行。
3.1.3 制作文件系統(tǒng)
加載根文件系統(tǒng)是Linux系統(tǒng)啟動中不可或缺的一部分，否則系統(tǒng)在進(jìn)行了一些初始化工作后，就不能正常啟動。因此，可以先用busybox軟件工具構(gòu)建cramfs文件系統(tǒng)，然后用工具mkcramfs制作cramfs映像文件，最后將新創(chuàng)建的new.cramfs映像文件燒入到開發(fā)板的相應(yīng)位置即可[5]。
3.2 應(yīng)用程序的設(shè)計
控制中心的應(yīng)用程序包括串口和GSM模塊的初始化，短信的收發(fā)，控制命令的定義，短信內(nèi)容的解析及命令的執(zhí)行。其中最主要的是短信的發(fā)送和接收，它是使用AT指令通過串口與TC35i通信，讀取和發(fā)送短信，對外設(shè)做出控制動作。和本系統(tǒng)有關(guān)用于發(fā)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兩種，我們要發(fā)送中文短信，所以通過發(fā)送AT+CMGF=O指令選擇PDU短信模式，采用UCS2的編碼方式對發(fā)送的中文短信內(nèi)容進(jìn)行編碼。程序的流程圖如圖3所示。
4 結(jié)語
本設(shè)計通過ARM9芯片控制GSM模塊，利用GSM通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送短信的形式對家用電器進(jìn)行控制，既方便又安全。同時移植了實時性好，穩(wěn)定性高的嵌入式Linux操作系統(tǒng)，從而一改以往體積龐大，高成本的系統(tǒng)。相信隨著通信事業(yè)的發(fā)展，基于ARM和GSM的短信息家電遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)會有更廣闊的應(yīng)用前景。
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第6篇：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)范文
關(guān)鍵詞： 水庫水位監(jiān)測； 遠(yuǎn)程控制； ZigBee； STC89C52
中圖分類號： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 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
中國水之源總量居世界第六位，人均占有水資源量僅為世界人均占有量的四分之一，合理的利用和處理水資源已成為我國現(xiàn)面臨的一個非常重要的問題[1]。目前，國內(nèi)許多水庫水位監(jiān)測都是采用人工的方法，或是通過GPRS實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測。人工的方法存在著測量的人身安全問題，而且還存在著數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性問題，監(jiān)測的實時性不強(qiáng)等問題，這嚴(yán)重的影響了正常的工作效率。通過GPRS實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的方法對于復(fù)雜地形或多點檢測附加成本比較高[2]。
隨著網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的發(fā)展，人們對無線通信的要求越來越高，低功耗、遠(yuǎn)程、低速、廉價的ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組件成為關(guān)注的焦點。為此本系統(tǒng)采用了單片機(jī)來處理傳感器測得的水位數(shù)據(jù)并采用ZigBee技術(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，從而達(dá)到實時監(jiān)測及遠(yuǎn)程控制的目的。
1 系統(tǒng)總體方案設(shè)計
本系統(tǒng)分為上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和下位機(jī)測控終端如圖1所示。下位機(jī)測控終端實現(xiàn)對水庫水位的實時監(jiān)測功能，壓力傳感器采集水壓力數(shù)據(jù)，經(jīng)放大器、A/D轉(zhuǎn)換后傳輸給STC89C52單片機(jī)，單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再通過ZigBee模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳送。當(dāng)水庫的水位超過高警戒水位或低于低警戒水位時，進(jìn)行現(xiàn)場報警和遠(yuǎn)程報警，工作人員可以通過遠(yuǎn)程的上位機(jī)監(jiān)控界面控制閘門的開啟和關(guān)閉，亦可在現(xiàn)場通過315 MHz無線遙控器來控制閘門的啟閉。
2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
2.1 ZigBee模塊簡介
ZigBee技術(shù)是一種近距離、低成本、低復(fù)雜度、低功耗的雙向無線通信技術(shù)，介于無線標(biāo)記與藍(lán)牙之間的雙向無線通信技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)和間歇性數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，可嵌入各種系統(tǒng)中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)無線遠(yuǎn)程傳輸[3]。
圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖
2.2 模塊使用注意事項
（1）對于780 MHz、800 MHz、900 MHz頻段使用時，盡量避免與433 MHz頻率大功率模塊混用，避免433 MHz的諧波干擾。
（2）模塊供電選擇，應(yīng)選擇負(fù)載跟隨性高的芯片作為供電的電源，要求在模塊發(fā)射時，電源的跳變應(yīng)小于100 mV。
（3）工作電壓必須在3.3～3.6 V之間，否則模塊會復(fù)位，不能正常工作。
（4）如節(jié)點需一直處于喚醒狀態(tài)，建議將管腳電平變?yōu)榈推健?/p>
2.3 ZigBee模塊電路設(shè)計
本系統(tǒng)使用的集成ZigBee模塊與單片機(jī)通信是通過串口傳輸數(shù)據(jù)，ZigBee網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點間的數(shù)據(jù)傳輸遵循ZigBee協(xié)議。電路如圖2所示，此模塊的RXD和TXD直接與單片機(jī)的P3.0和P3.1相連接，在單片機(jī)與ZigBee模塊進(jìn)行通信之前對本系統(tǒng)的下位機(jī)的和上位機(jī)兩個ZigBee參數(shù)設(shè)置見表1，ZigBee模塊參數(shù)配置都是通過AT指令利用串口調(diào)試工具進(jìn)行操作。
圖2 ZigBee模塊電路
系統(tǒng)下位機(jī)采集發(fā)送數(shù)據(jù)時ZigBee模塊設(shè)置為路由方式，而上位機(jī)接收的ZigBee模塊設(shè)置成主模式。設(shè)置成路由方式則可以通過收發(fā)來自主節(jié)點的數(shù)據(jù)，如果進(jìn)行多點的水位測量，這些節(jié)點就自動組成了一個以上位機(jī)節(jié)點為中心的一個星型的傳感網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。此時處理器將處理好的水位數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送給ZigBee模塊，而這些模塊則遵循ZigBee協(xié)議收發(fā)數(shù)據(jù)。需要注意的是利用串口發(fā)送數(shù)據(jù)的時間間隔最好在200 ms以上[4]。
表1 ZigBee參數(shù)配置表
[＼&下位機(jī)＼&上位機(jī)＼&工作模式＼&R（AT+MOD=R）＼&M（AT+MOD=M）＼&節(jié)點的MAC地址＼&A001（AT+MAC=01）＼&A000（AT+MAC=00）＼&節(jié)點目標(biāo)地址＼&FFFF（AT+DST=FF）＼&A001（AT+DST=01）＼&發(fā)射功率＼&00（AT+PWR=00）＼&00（AT+PWR=00）＼&]
為了實現(xiàn)ZigBee模塊與上位機(jī)的通信必須要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，采用的電平轉(zhuǎn)換芯片是MAX232，MAX232芯片是美信公司專門為電腦的RS 232標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片，使用+5 V單電源供電。將另一個ZigBee模塊的TXD與RXD引腳分別與圖2中TXD，RXD相連，就可以實現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)的遠(yuǎn)程通信。硬件連接如圖3所示。
圖3 電平轉(zhuǎn)換電路
3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
3.1 測控終端軟件設(shè)計
本系統(tǒng)的整體軟件流程圖如圖4所示，其中初始化包括，中斷、ADC0832、定時器和各個所用端口的初始化。
3.2 監(jiān)控中心軟件設(shè)計
本系統(tǒng)的上位機(jī)界面是利用C#語言在Visual Studio 2005編譯環(huán)境下編寫的一種Windows應(yīng)用程序，上位機(jī)界面程序的核心就是通過對串口控件的調(diào)用編寫來實現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)的通信。
遠(yuǎn)程上位機(jī)操作界面如圖5所示，遠(yuǎn)程上位機(jī)可視化界面可進(jìn)行水位的實時顯示、同時還顯示當(dāng)前的時間值，并且可以通過此界面設(shè)置水位的高低警戒值，當(dāng)超過或低于高警戒水位或低警戒水位值時進(jìn)行界面顯示報警，操作人員則可以通過界面的開閘，關(guān)閘按鈕控制水庫閘門的開啟和關(guān)閉。
圖4 系統(tǒng)軟件流程圖
圖5 遠(yuǎn)程上位機(jī)操作界面
4 結(jié) 語
試驗證明，本系統(tǒng)具有通用性好，集成度高，成本低，可擴(kuò)展性好，智能化高，實時性好，易于維護(hù)等優(yōu)點，可用于多種監(jiān)測環(huán)境的多模式水位自動監(jiān)測系統(tǒng)及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在水庫水位監(jiān)測及遠(yuǎn)程控制方面將對水庫水位信息化、智能化管理有著重要的作用。
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第7篇：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)范文
關(guān)鍵詞 PLC技術(shù)；管道閥門；遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)
中圖分類號TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2014）110-0000-00
隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的人工巡檢燃?xì)夤艿赖拈y門方式已經(jīng)逐漸的不能夠適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。通過使用遠(yuǎn)程通信技術(shù)，可以對燃?xì)夤艿篱y門現(xiàn)場采集必要的數(shù)據(jù)和進(jìn)行控制，使用PLC技術(shù)將相應(yīng)的信號轉(zhuǎn)接到遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺中，最終實現(xiàn)對閥門的自動控制和故障處理。通過對燃?xì)夤艿篱y門的遠(yuǎn)程控制，可以有效的提高設(shè)備生產(chǎn)的自動化水平，促進(jìn)企業(yè)的安全生產(chǎn)。
1燃?xì)夤艿篱y門的遠(yuǎn)程控制的意義
在燃?xì)夤艿乐校捎谄溥\(yùn)輸距離比較大，如果采用手動閥門的方式，當(dāng)管線在某段中出現(xiàn)故障需要進(jìn)行切斷或者關(guān)閉是，需要操作人員到現(xiàn)場進(jìn)行關(guān)斷。這樣不僅增加了事故的反應(yīng)時間，同時也對管道的安全產(chǎn)生不良的影響。為了提高燃?xì)夤艿赖倪\(yùn)輸安全，對燃?xì)夤艿篱y門進(jìn)行全過程的監(jiān)控成為了其中的重要措施。通過使用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，當(dāng)管道出現(xiàn)安全故障報警的時候可以在監(jiān)控系統(tǒng)中將閥門直接切斷，有效的降低了管道的切斷時間，通過了對事故的處理能力，通過了燃?xì)夤艿赖目煽啃院桶踩浴?/p>
隨著嵌入式計算的不斷發(fā)展，控制器的功能也越來越強(qiáng)大，其中具有網(wǎng)絡(luò)功能的嵌入式控制器在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在管道的閥門控制是其中重要的內(nèi)容。通過使用遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能夠?qū)艿篱y門進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，從而保障了生產(chǎn)的安全。結(jié)合嵌入式技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，基于對燃?xì)夤艿篱y門控制的可靠性和遠(yuǎn)程控制要求，通過設(shè)計并且實現(xiàn)具有遠(yuǎn)程通信、雙電流信號冗余輸出以及具有自愈功能的閥門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，能夠有效的保證生產(chǎn)的可靠運(yùn)行。無線通信技術(shù)能夠使控制器和監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通信，執(zhí)行監(jiān)控系統(tǒng)的命令并且對執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行反饋。當(dāng)閥門控制器同時輸出了2路相同的信號時，只要其中一路滿足關(guān)閉閥門的要求就能夠立即執(zhí)行關(guān)閉操作，保證了控制系統(tǒng)的安全運(yùn)行。系統(tǒng)還能夠自主的對網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行診斷，當(dāng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生中斷或者異常現(xiàn)象時，可以自主的呼叫上位機(jī)，直到網(wǎng)絡(luò)通信恢復(fù)為止。如果閥門控制器在比較長的時間內(nèi)處于中斷或者異常狀態(tài)，系統(tǒng)將會自動重啟應(yīng)用程序。
2燃?xì)夤艿篱y門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的研究
在管道閥門的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中，常常利用計算機(jī)作為上位機(jī)，采用相關(guān)的通信協(xié)議，從而形成數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)，并且例如相關(guān)的通信方式和各閥門下位機(jī)進(jìn)行PLC通信，然后將各個閥門站點的信息傳送到監(jiān)控中心中，從而實現(xiàn)對閥門的遠(yuǎn)程控制。其具體的工作過程是傳感器將檢測到的信號通過屏蔽電纜傳輸?shù)紸/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，經(jīng)過信號轉(zhuǎn)換后將相關(guān)的數(shù)據(jù)中傳輸?shù)綌?shù)據(jù)寄存器供PLC讀取。PLC將數(shù)據(jù)通過GPRS傳輸?shù)奖O(jiān)控中心中，從而完成一次對閥門數(shù)據(jù)采集。在遠(yuǎn)程控制中由監(jiān)控中心發(fā)出相關(guān)的指令，PLC接收到信號后通過輸出端口控制驅(qū)動裝置來控制閥門的關(guān)停。燃?xì)夤艿篱y門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)如下圖所示：
在上位機(jī)的設(shè)計中可以選擇技術(shù)比較成熟的設(shè)備，這樣可以通過系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低系統(tǒng)的研發(fā)周期。上位機(jī)的軟件系統(tǒng)可以用VB語言來設(shè)計，從而方便實現(xiàn)需要的監(jiān)控功能。上位機(jī)軟件系統(tǒng)包含了通信參數(shù)設(shè)定模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、安全模塊以及閥門控制模塊等部分，上位機(jī)軟件系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對閥門的控制，而且還考慮到了數(shù)據(jù)庫操作和系統(tǒng)的安全。閥門控制模塊是上位機(jī)的核心，它可以使上位機(jī)對PLC控制裝置的遠(yuǎn)程控制。
下位機(jī)的硬件系統(tǒng)包含了主控單元模塊、人機(jī)接口模塊、數(shù)據(jù)采集以及控制模塊、通信模塊等內(nèi)容，其中主控單元模塊是下位機(jī)的核心，它是由PLC系統(tǒng)組成。數(shù)據(jù)采集和控制模塊是下位機(jī)控制系統(tǒng)的輸入和輸出部分，能夠完成對閥門的各種報警信號以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行采集，同時對閥門進(jìn)行關(guān)停控制等。在數(shù)據(jù)采集模塊中，除了一般的采集狀態(tài)外，還包含了對電機(jī)過熱、電機(jī)缺相、緊急制動狀態(tài)的采集等，提高了下位機(jī)的監(jiān)控能力。在下位機(jī)中不僅可以實現(xiàn)對閥門的遠(yuǎn)程控制，而且還保留了現(xiàn)場控制功能，可以通過現(xiàn)場操作器來完成。在遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的通信中，GPRS網(wǎng)絡(luò)由于覆蓋面比較廣泛，而且技術(shù)成熟、維護(hù)成本低、信號穩(wěn)定等優(yōu)點，因此可以在計算機(jī)和PLC之間進(jìn)行無線通信，提高了信號的抗干擾能力。下位機(jī)的軟件系統(tǒng)主要是采集閥門的運(yùn)行信號、控制閥門動作以及響應(yīng)上位機(jī)的命令等，為了準(zhǔn)確的對閥門進(jìn)行控制避免虛假報警的情況，系統(tǒng)對輸入的信號都進(jìn)行了數(shù)字濾波處理。下位機(jī)在對信號分析之后，根據(jù)相關(guān)的命令來控制閥門的關(guān)停動作。當(dāng)上位機(jī)對下位機(jī)發(fā)出命令的時候，下位機(jī)就會進(jìn)入到中斷程序。在這種情形下應(yīng)當(dāng)對現(xiàn)場進(jìn)行保護(hù)，讀取中斷寄存器分析中斷的原因。如果是由于接收中斷引起的，那么應(yīng)當(dāng)置接數(shù)據(jù)標(biāo)志并且讀取數(shù)據(jù)，然后釋放出緩存，最后恢復(fù)現(xiàn)場。
3 結(jié)論
在燃?xì)夤艿篱y門的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)設(shè)計中，通過例如先進(jìn)的信息技術(shù)和控制技術(shù)，能夠使閥門控制系統(tǒng)準(zhǔn)確的受到無線通信網(wǎng)絡(luò)的信號，從而實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對閥門的遠(yuǎn)距離操作，有效的保證了生產(chǎn)的安全。同時在PLC程序中利用閥門的反饋信號，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的冗余保護(hù)。當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時閥門遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)能夠通過重啟的方式來恢復(fù)通信，保障了系統(tǒng)的可靠性。
第8篇：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)范文
關(guān)鍵詞:AVR單片機(jī);定時控制;DTMF;遠(yuǎn)程控制
中圖分類號:TP3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號: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
由多種電子設(shè)備構(gòu)成的集成系統(tǒng),通常要匯聚到一個或多個機(jī)柜中,或安置在一個控制室,采用集中供電方式,安排人員值守。有些系統(tǒng)平時是規(guī)律的開啟、關(guān)閉,有些系統(tǒng)則是長時間一直運(yùn)行,但是遇到特殊情況(如雷電、供電異常等)時,這些系統(tǒng)都要關(guān)閉,正常后再開啟。現(xiàn)在電子設(shè)備故障率多數(shù)很低,設(shè)備經(jīng)初期設(shè)置調(diào)試后,上電就能自動開啟。如網(wǎng)絡(luò)總控、監(jiān)控、閉路電視、公共設(shè)備等系統(tǒng)。對有規(guī)律的采用編程定時裝置,隨機(jī)的采用遠(yuǎn)程控制。以AT90S8518嵌入式單片機(jī)作為核心,實現(xiàn)了這套控制系統(tǒng)。
二、系統(tǒng)硬件設(shè)計
控制系統(tǒng)硬件主要由以AT90S8515單片機(jī)為核心的上電、手動復(fù)位電路,晶體振蕩電路,電子時鐘顯示及鍵盤電路,遠(yuǎn)程電話控制的振鈴檢測、自動摘/掛機(jī)、雙音頻DTMF解碼電路,光電耦繼電器隔離驅(qū)動電路等,構(gòu)成整體控制系統(tǒng)。原理框圖如下所示。
(一)AT90S8518單片機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
美國ATMEL公司的增強(qiáng)型AVR單片機(jī),是內(nèi)置Flash的RISC精簡指令集的高速8位嵌入式單片機(jī)。它具有高性能、低功耗、非易失性等優(yōu)點,是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器可獨立編址的Harvard結(jié)構(gòu)。內(nèi)核具有120條功能強(qiáng)大的指令集,通過32個通用寄存器直接與邏輯運(yùn)算單元相連接,允許一個周期內(nèi)單條指令訪問兩個獨立的寄存器,使代碼的執(zhí)行效率比復(fù)雜指令集微處理器快了近lO倍。內(nèi)部集成8K字節(jié)Flash存儲、512字節(jié)EEPROM、512字節(jié)的內(nèi)部SRAM、32條通用I/O線、帶模擬比較器的定時器/計數(shù)器、可編程的異步UART串行口、內(nèi)部及外部中斷,可編程看門狗定時器、可下載程序的SPI串行口、2種可通過軟件選擇的省電模式。這一系統(tǒng)結(jié)構(gòu)使AT90系列單片機(jī)成為嵌入式控制應(yīng)用的高效微控制器。
(二)電子時鐘、定時控制
電子時鐘以軟件為主,充分利用AT90S8518的片內(nèi)資源,使單片機(jī)外部硬件結(jié)構(gòu)更加緊湊,在32個通用寄存器中,任何一個都能充當(dāng)累加器,防止累加器的瓶頸效應(yīng)。以單片機(jī)內(nèi)部時鐘作為時間基準(zhǔn),通過軟件編程,實現(xiàn)秒、分、時、星期的控制。用SVM1602作為字符液晶顯示模塊,單片機(jī)的PB端口與液晶模塊的數(shù)據(jù)端相連,顯示“秒、分、時、星期”信息。用PC5、PC6、PC7作為獨立鍵盤的輸入口線,三鍵SET、UP、DOWN實現(xiàn)時間星期的校正。以電子時鐘為時間基準(zhǔn),以周為循環(huán)每天可設(shè)定不同控制時段。
(三)振鈴檢測、模擬摘掛機(jī)
單片機(jī)上電復(fù)位后,一直處于振鈴檢測狀態(tài),有鈴流信號時,振鈴信號經(jīng)過光耦隔離整理后進(jìn)入單片機(jī),使單片機(jī)產(chǎn)生中斷,計數(shù)振鈴數(shù)次后若無人摘機(jī),且振鈴信號仍然持續(xù),由單片機(jī)I/O口信號控制微型繼電器J動作,語音耦合變壓器T接通,實現(xiàn)自動模擬摘機(jī)。電話線中直流電壓比較高,還有各種信號音,這些會影響到傳輸給系統(tǒng)的信號,用耦合變壓器作為隔離器件。模擬摘機(jī)后聽到提示信號音,輸入密碼,控制裝置通過雙音多頻解碼電路讀取密碼并作驗證,密碼正確,通過雙音多頻解碼電路獲得控制者發(fā)出的不同按鍵命令,對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制操作。若密碼錯誤,或控制操作完成,單片機(jī)發(fā)出控制信號,電器J釋放,隔離耦合器T斷開,系統(tǒng)自動掛機(jī)。
(四)雙音頻DTMF解碼
DTMF雙音多頻信號是在按鍵固定電話、移動電話、程控交換機(jī)及無線通信設(shè)備中廣泛應(yīng)用的傳輸信號,具有很強(qiáng)的抗干擾能力和較高的傳輸速度。它是一組由高頻信號與低頻信號疊加而成的組合信號,電話上的任何一個鍵都由兩個都互不為諧波關(guān)系的頻率組成。系統(tǒng)采用Motorola公司的MC145436芯片作為DTMF解碼器,它具有優(yōu)良的電源線噪聲指標(biāo)和撥號音抑制性能,適合遠(yuǎn)端傳輸?shù)腄TMF信號解碼。
電話線上的DTMF雙音多頻及直流供電混合信號,經(jīng)耦合器T濾除直流信號,經(jīng)過一個耦合電容,送入MC145436的信號輸入端AIN,經(jīng)解碼為4位二進(jìn)制數(shù)字信息,單片機(jī)檢測到輸出數(shù)據(jù)有效端DV為高電平時,接受MC145436輸出的D1、D2、D3、D4四位為解碼值,并對此信息進(jìn)行識別判斷,發(fā)出相應(yīng)的控制命令,送至系統(tǒng)控制電路。
(五)后級電源控制
以電子時鐘為時間基準(zhǔn)的定時控制,或是遠(yuǎn)程電話的隨機(jī)控制,都要實現(xiàn)對設(shè)備的開啟關(guān)閉控制操作。固態(tài)繼電器采用過零點觸發(fā),雖然對電器沒有干擾,但只適合對小功率電器的控制。系統(tǒng)集中供電的設(shè)備時常是多個,功率較大,控制系統(tǒng)還要抑制干擾實現(xiàn)隔離。所以系統(tǒng)采用單片機(jī)-光電偶-繼電器電路,由繼電器控制電源時序器,避免多個設(shè)備同時開關(guān)瞬間對供電電網(wǎng)的沖擊,也防止感生電流對設(shè)備的沖擊,確保了整個用電系統(tǒng)的穩(wěn)定。
三、系統(tǒng)軟件設(shè)計
電子時鐘用AT90S8518的T1(16位定時器),CK/1024分頻,設(shè)定一次中斷25ms,40次中斷為1s,60s向分計數(shù)器進(jìn)位。定時控制時間存放在Flash中,每到分進(jìn)位時定時值與當(dāng)前時間作比較,相同則單片機(jī)發(fā)出控制信號。
系統(tǒng)由電源時序器控制多個設(shè)備,不需要多個設(shè)備的語音提示,為節(jié)省單片機(jī)資源,系統(tǒng)不采用語音芯片,用信號音提示。輸入密碼:響1聲頻率450Hz;控制電源時序器開/關(guān):響2聲頻率450Hz;完成操作:響1聲頻率1000Hz;密碼錯誤:響3聲頻率1000Hz。密碼輸入以#字結(jié)束,3次輸入錯誤自動掛機(jī);控制操作可以規(guī)定:“1”開啟、“2”關(guān)閉、“3”退出掛機(jī);軟件抗干擾中插入NOP空操作指令。
由AT90S8515進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的部分代碼:
四、結(jié)語
基于AVR單片機(jī)的這套定時及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),充分利用片內(nèi)硬件資源,以電子時鐘為基準(zhǔn)實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備的規(guī)律定時控制;通過DTMF譯碼,對控制者作密碼驗證確認(rèn)后,實現(xiàn)在異地使用手機(jī)固話對設(shè)備進(jìn)行隨機(jī)遠(yuǎn)程控制,給系統(tǒng)設(shè)備的管理帶來了極大的方便,是現(xiàn)代社會以人為本的具體體現(xiàn)。
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第9篇：遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)范文
關(guān)鍵詞：WSCN；遠(yuǎn)程代碼更新；通信協(xié)議
中圖分類號：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）01-0229-02
隨著社會發(fā)展，越來越多場合需要LED顯示屏進(jìn)行文字、圖片或視頻的顯示，LED顯示屏的穩(wěn)定顯示是由控制板程序決定，傳統(tǒng)的LED顯示屏控制板燒寫好程序后，可通過串口或網(wǎng)口進(jìn)行顯示屏內(nèi)容的更新，但無法對控制板程序進(jìn)行代碼更新，因此當(dāng)程序發(fā)生錯誤或者需要對顯示效果進(jìn)行功能升級時，只能取下控制板進(jìn)行程序的擦除和燒寫。
一般情況下，LED顯示屏都被安裝在復(fù)雜的地理環(huán)境下，例如高樓外墻上、高速路段，當(dāng)顯示屏控制板上主控芯片程序出問題或需要功能升級時，需要現(xiàn)場取下控制板。然而為了防水等因素，通常控制板被設(shè)計在LED顯示屏背部，取下它比較麻煩，會耗費大量的人力物力。因此，對LED顯示屏控制板的程序?qū)崿F(xiàn)在線更新具有很大的應(yīng)用前景和價值。
1遠(yuǎn)程更新系統(tǒng)設(shè)計
基于物聯(lián)網(wǎng)三層體系結(jié)構(gòu)設(shè)計了遠(yuǎn)程代碼更新系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中感知層包括無線傳感器控制網(wǎng)絡(luò)中的傳感節(jié)點（WSCN節(jié)點）和連接無線傳感器控制網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)絡(luò)層主要是數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇椋ㄒ苿油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)。
感知層的WSCN節(jié)點選擇了基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的硬件，通過更新引導(dǎo)程序的設(shè)計來實現(xiàn)具體的代碼更新。感知層的網(wǎng)關(guān)選擇了GPRS移動通信技術(shù)將感知層采集獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器。網(wǎng)關(guān)主要包括三個實體部分：主控模塊、移動通信模塊和路由節(jié)點。網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器間雙向通信通過移動通信模塊實現(xiàn)，網(wǎng)關(guān)與WSCN節(jié)點間雙向通信通過路由節(jié)點實現(xiàn)。
2 WSCN節(jié)點代碼更新機(jī)制設(shè)計
基于遠(yuǎn)程更新系統(tǒng)設(shè)計，可實現(xiàn)LED顯示屏控制板程序的無線更新。具體實現(xiàn)方法是對LED顯示屏的控制板程序進(jìn)行重新設(shè)計，在FLASH首地址加入更新引導(dǎo)程序[1]，將原先的LED控制程序進(jìn)行相應(yīng)修改配合更新引導(dǎo)程序的運(yùn)行。
為模擬網(wǎng)關(guān)更新WSCN節(jié)點的程序，本研究設(shè)計了節(jié)點代碼更新機(jī)制，并給出了一套串口和無線射頻等技術(shù)相結(jié)合的WSCN節(jié)點代碼更新簡易結(jié)構(gòu)。用戶可以在PC機(jī)代碼更新軟件上選擇相應(yīng)WSCN節(jié)點進(jìn)行高效、可靠的代碼更新，結(jié)構(gòu)如圖2所示。其中，PC機(jī)與路由節(jié)點相當(dāng)于網(wǎng)關(guān)的主控模塊和路由節(jié)點，PC機(jī)通過路由節(jié)點實現(xiàn)與WSCN節(jié)點的數(shù)據(jù)交互。PC機(jī)與路由節(jié)點間通過USB轉(zhuǎn)串口線進(jìn)行連接，線的USB口端連接PC機(jī)，線的串口端連接路由節(jié)點的串口。路由節(jié)點和WSCN節(jié)點使用硬件相同的無線射頻模塊[2]。
整個更新機(jī)制的過程為PC機(jī)代碼更新軟件打開并解析待傳輸?shù)臋C(jī)器碼文件，分包組幀后通過路由節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)給WSCN節(jié)點，WSCN節(jié)點接收完成且校驗正確后實現(xiàn)代碼更新。整個架構(gòu)中WSCN節(jié)點的程序設(shè)計是整個遠(yuǎn)程代碼更新系統(tǒng)的關(guān)鍵，路由節(jié)點及PC機(jī)軟件的設(shè)計是為了驗證WSCN節(jié)點程序設(shè)計的正確性。
通過PC機(jī)代碼更新軟件打開待更新的機(jī)器碼，解析并提取出有效數(shù)據(jù)，分組組幀后通過串口發(fā)送給轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點。轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點將收到的命令或數(shù)據(jù)幀通過Sub-1G無線通信技術(shù)發(fā)送給LED顯示屏的控制節(jié)點，控制節(jié)點收到幀數(shù)據(jù)后會比較目標(biāo)節(jié)點地址與自身地址，若兩個地址相同則節(jié)點接收該命令或數(shù)據(jù)幀，否則丟棄。LED顯示屏控制節(jié)點開始收到的是更新命令幀，此時控制節(jié)點會調(diào)用內(nèi)核頭文件中的軟件復(fù)位函數(shù)進(jìn)行軟件復(fù)位，程序從用戶程序跳轉(zhuǎn)到從FLASH首地址存放的更新引導(dǎo)程序中執(zhí)行[3]。
LED顯示屏系統(tǒng)中控制板程序代碼更新軟件直接使用了WSCN節(jié)點更新機(jī)制架構(gòu)中PC機(jī)代碼更新軟件，后期可將該軟件的功能移植到LED顯示屏監(jiān)控軟件中，方便LED顯示屏內(nèi)容的更改和控制板程序的無線更新。
3 LED系統(tǒng)的遠(yuǎn)程更新設(shè)計
基于上述遠(yuǎn)程代碼更新系統(tǒng)的設(shè)計，只需在LED顯示屏控制系統(tǒng)中增加網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器端監(jiān)控軟件，網(wǎng)關(guān)主要用于進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的傳輸，服務(wù)器端監(jiān)控軟件主要進(jìn)行遠(yuǎn)程代碼更新的控制和數(shù)據(jù)命令的發(fā)送接收。同時，LED顯示屏控制程序中也需增加更新引導(dǎo)程序并修改用戶程序配合更新引導(dǎo)程序的執(zhí)行。LED顯示屏控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程代碼更新結(jié)構(gòu)如圖3所示。
服務(wù)器的管理軟件和LED顯示屏控制節(jié)點間通信需要經(jīng)過服務(wù)器通信軟件和網(wǎng)關(guān)。通信軟件與網(wǎng)關(guān)間的通信協(xié)議為RCUCP，網(wǎng)關(guān)與控制LED顯示屏的WSCN節(jié)點間的通信協(xié)議為WCUCP[4]。用戶通過管理軟件實現(xiàn)對LED顯示屏控制板程序的更新，當(dāng)通信軟件收到更新命令則將機(jī)器碼解析組幀后通過GPRS技術(shù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)接收數(shù)據(jù)處理后再通過Sub-1G無線通信技術(shù)發(fā)送給各WSCN節(jié)點[5]。丟幀重傳和防沖突機(jī)制保證了各控制LED屏顯示的WSCN節(jié)點接收到所有的數(shù)據(jù)幀，進(jìn)而更新引導(dǎo)程序能實現(xiàn)代碼的可靠更新。
LED顯示屏控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程更新結(jié)構(gòu)搭建好后，選取了實驗室的兩塊LED顯示屏，分別對它們的控制板程序進(jìn)行代碼更新，其中更新的機(jī)器碼大小為41KB。經(jīng)過10次試驗，兩塊LED顯示屏控制板程序成功更新的時間相近，平均值分別為361秒和358秒。實驗結(jié)果表明，遠(yuǎn)程代碼更新技術(shù)適用于遠(yuǎn)程更新LED顯示屏的控制板程序且效果良好。PC端顯示屏監(jiān)控軟件界面見圖4：
4 小結(jié)
為了驗證本文設(shè)計的WSCN代碼更新機(jī)制及遠(yuǎn)程代碼更新系統(tǒng)的可行性，本研究為LED顯示屏控制系統(tǒng)中增加了無線代碼更新技術(shù)，實現(xiàn)了LED顯示屏控制板程序的無線更新。同時，本研究也將設(shè)計好的服務(wù)器端軟件及網(wǎng)關(guān)加入到LED顯示屏控制系統(tǒng)中，驗證了遠(yuǎn)程代碼更新系統(tǒng)的實用性。
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