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一种家居遥控一体化系统*赵京辉，李传江，曹伟，尹美浪（上海师范大学信息及机电工程学院，上海 201418）摘要:设计了一种以单片机为处理核心的家居红外遥控一体化控制系统，通过一个遥控器实现对生活中各种常见家居的遥控一体化控制，可使改造的家居实现以弱电控制强电，分散安装，集中控制的目的实践证明，该系统具有结构简单、成本低、使用灵活方便、可靠性高等特点 关键词：单片机；家居控制一体化；红外遥控； 引言随着社会科学技术的飞速发展，当今的智能家居技术取得了巨大进步，方便、实用的居家生活理念正在深入人们的思想中但目前智能化家居存在设备费用昂贵、系统过于繁杂、安装维修不易等缺点，短时间内很难在社会上得到全面普及[1]本系统正是着眼于这一点，以一个红外遥控器和AT89C52单片机为电路核心，实现“一键操作”对常用家居（如照明灯、饮水机、电风扇、窗帘等）的基本控制，从而使忙碌或休息中的人们不再为这些“小麻烦”来回走动经实践证明，家居遥控一体化控制系统省去了智能家居中繁杂的检测系统，在智能化家居发展趋势中，符合当代人们对成本低、操作便捷、实用性强等心理需求，无须对现有家居进行过多改造，安装方便简单，市场应用前景非常广阔。

1、系统介绍本系统以STC89C52单片机为系统的控制核心，整体上主要分为三大模块：红外遥控信号发送模块，单片机控制的信号接收、处理模块，控制对象构成的电路执行模块受控对象主要包括照明灯、饮水机、电风扇、窗帘等，对于不同受控对象，系统又分为若干个不同的子系统，单片机在接收到红外遥控的发射信号后进行解码处理，经过判定后对相应的子系统做出控制动作，总系统原理框图如下图1所示在几个受控对象中以窗帘的控制最为复杂，故本论文主要以此为例进行介绍在该系统中，以霍尔电流传感器(ACS712)为监测设备的检测模块实时的将电机电流信息反馈给单片机系统，当发生电机短路，窗帘卡壳、过界等使电机过载的情况时，单片机立即对电机电路【资助说明】本文得到上海市教委“大学生创新活动计划”项目资助，项目编号：B-7062-12-001138做出断电处理，从而达到自我防护的目的照明灯STC89C52 单片机饮水机红外遥控接收器红外遥控发射器 电风扇 窗帘模数转换(TLC2543)电流传感器（ACS712）图1 系统框图2、系统硬件设计2.1、红外遥控 红外遥控信号的代码采用二进制码,编码调制由专用芯片完成一个完整的红外遥控信号代码一般由引导码、地址码、地址反码、数据码、数据反码等几个部分组成。

地址码及数据码的“ 0 ”、“ 1 ”是由1.125MS和2.225MS正脉冲之间的时间间隔决定的，发射过程中的脉冲是及38KHZ的载波一起发射的【2】每个遥控器的引导码、地址码及地址反码是固定的，数据码则作为功能按键的编码，不同的功能按键其代码不相同，因此单片机只需对接收到的编码中的数据码进行判断，就可得知要进行操作的功能红外信号的接收采用VS_1838b红外一体化接收头，它是一种集红外接收和放大于一体的一体化红外线接收器，无需任何外接元件，就可以直接输给单片机编码信号，其电路连接如图2所示 图2 红外接收电路2.2、电流检测模块通过电流检测来获得窗帘电机的负载情况，用于过载保护ACS712 是一种线性电流传感器，本设计中选用量程为5A的ACS712ELC-05B电流传感器，工作电压为5V，在检测量程±5A 内，传感器的输出电压和检测电流成正比，模拟量输出约为185mV/A；在没有检测电流通过时，输出的电压是2.5VACS712 典型电路图如图3所示【3】在本系统中，ACS712串联在直流电机回路中，实时检测电机电流，将电流信号转化成模拟电压信号后通过VIOUT引脚传送给AD转换器TLC2543，转换成的数字信号再反馈给STC89C52进行处理。

图3 ACS712基本电路图2.3、AD转换模块 TLC2543是具有11个通道的12位开关电容逐次逼近串行A/D转换器，采样频率为66 Kbit/sTLC2543具有AIN0~AIN10共11个模拟输入通道和3个控制输入端：片选（/CS）；输入输出时钟（I/O CLOCK）;地址输入端（DATA INPUT）【4】AD转换器用来将接收到的模拟电流信号转化为数字信号，然后通过DATAOUT及单片机进行串口通信【5】图4 TLC2343及单片机连接电路在本系统中选用AIN0作为数据输入端，及电流传感器ACS712数据输出端相连，其电路连接如图4所示对于输入的0~5V的信号电压，经过转换后输出给单片机的数值可达到0~4999范围，在ACS712内无电流通过其输出电压为2.5V时，TLC2543的输出值为2499，相对于灵敏度变化率为185mV/A的ACS712而言，输出的每单位数值对应约为5.4mA，完全能够达到对电机电流的精确检测3、系统调试和实验结果在实际电路中，对于拉动窗帘的电机，本系统采用扭矩为2.5KG*CM的6V直流减速电机，输出转速为70RPM，空载电流为40mA，经测量电机在正常负载转动时电流在60~80mA之间。

经过实验测试，TLC2543输送给单片机的数值及电机电流的关系如下表1所示由于实际电路中电机电流存在小幅度波动，表中数值为该范围内多次测量得到的大致平均值表1 电机电流及测得的TLC2543数值对应表电流（mA）050±560±570±580±5瞬时短路正转249925516>2545反转249924985<2460由表中数值可知，若窗帘在拉动过程中出现卡壳、过界等情况时，单片机就可通过检测的电流数值及时做出处理数值的判定处理，采用如下两种方法：1、对数值的整体限位控制，即当数值大于2545或小于2460时就关断电机电路；2、对反馈数据每0.5S周期采样读取一次，将本周期数值及上一周期数值进行对比，若两次数值之差大于6即电流波动超过约30mA时，说明电路发生故障则将电路断开通过最终的实物调试，本系统已能够正常操作控制，由于电机存在正转和反转两种情形，在程序中对正反转运用互锁的方法，当窗帘处于拉开状态时必须停止后才能跳转到关闭状态，从而防止电压瞬间反向对电机的损坏在窗帘完全拉开或关上时，滑轮到达边界处停止，电机电流瞬间大幅增加，电路会自动的断开4、结束语对于其他家居的控制方法其原理和以上大致相同，这里不一一赘述。

采用红外遥控的家居一体化系统，革新传统的家居操作控制方式，实现用一个遥控器分别控制多个不同家居对象，极大的方便的了人们的生活；在智能化家具的发展道路中，完全满足了人们对价格低廉、操作便捷、实用性强等各方面需求；通过这种方法实现家居的遥控化，设备成本低，安装简单，不影响整体的装修结构；同时可推广到办公室、大型商场等公共场所的多设备集中控制，具有很大的发展潜力参考文献】 [1] 张永刚. 我国智能家居现状及问题[J].智能建筑及城市信息，2012（12）：26.[2] 崔如春,谭海燕. 红外遥控信号的编码方法及单片机译码程序的设计[J].计算机及现代 化，2000（6）：109~110.[3] 董建怀. 电流传感器ACS712的原理及应用[J].中国科技信息，2010（5）：92~93.[4] 姚远,王赛,凌毓涛. TLC2543在89C51单片机数据采集系统中的应用[J].电子技术应 用，2003（9）：37.[5] 李映颖,王海军,孟祥谦. 串行AD转换器TLC2543及51系列单片机的接口设计[J].仪表 技术，2004(1):23.【作者介绍】赵京辉，男，1991年12月生，河南人，上海师范大学信息机电学院本科生，电气工程及其自动化专业。

E-Mail:.李传江，男，1978年10月生，河南人，上海师范大学信息机电学院副教授，主要研究方向为智能检测及控制E-Mail:.。