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国际电气、电子和仪器工程高级研究杂志

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使用Windows Phone控制家用电器

Chesti Altaff Hussain1, K.Vijaya Lakshmi2, K.Gowtham Kumar2, K.Siva Gangadhara Reddy2
  1. 巴帕特拉工程学院欧洲经委会系助理教授，印度巴帕特拉522101，
  2. 巴帕特拉工程学院欧洲经委会系，印度巴帕特拉522101
有关文章载于Pubmed，谷歌学者

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国际电气、电子和仪器工程高级研究杂志

摘要

在现代，我们必须使用各种高科技机器和设备来完成我们的工作，使生活更轻松。这些机器应该由房屋所有者从任何位置控制，因为房屋所有者可能在工作场所或周末在不同的地方旅行。因此，一个远程监控系统是非常必要的。智能家居是这些类型的系统配备的家电，我们希望从任何地方智能控制家电。一些产品已经上市，可以通过互联网远程控制家电，这无疑是新兴的。但它缺乏真正意义上的真正移动性和安全性，使得远程家电的控制期限比预想的要有限。在寻找真正有效和切实可行的真正远程和充分安全的解决方案时，移动电话比任何其他解决方案都要好。今天，手机几乎已经成为公民生活中不可分割的一部分。在这项工作中，我们引入了一种新的机制，以便利用手机的普通服务与家用电器进行通信和控制，使我们的家庭成为一个真正的智能家庭。

介绍
现在的家庭配备了各种机械和设备，为人类生活提供了各种设施。家里最常用的设备是电灯、电风扇、空调和冰箱。这些都是由人类控制和操作的。然而，这可能并不总是可能的。操作人员可能不在家，也可能在不同的地方，如果需要控制这些家用电器，则必须有一些源来控制和监控家用电器。这种需要催生了控制家用电器的新产品的发明。我们引入了一种新的机制，使用手机控制家用电器，使我们的工作更容易。家用电器控制采用WINDOWS PHONE7应用程序，为用户创造了一个友好的环境。该系统的主要优点是减少电力损耗、节省时间和安全。其中一个安全应用是门锁自动化。 This door locks can be operated using this smart phone application. Operator can control switching appliances that is they can be made on or off, can change temperature of room from any place, control lighting and can perform many other tasks.

Windows phone-7应用程序
答:简介:
这个应用程序运行在windows移动平台上，应用程序有一个图形界面，提供了方便的单选按钮，可以一键操作它们的状态，对于很少的电器，如空调，甚至提供了实时状态，所以我们可以轻松地操作这个应用程序来控制家用电器，图片预览如下。
b .工具:
用于开发windows phone 7应用程序的各种工具
•Visual studio 2010 express for windows phone
•Windows phone模拟器资源
•Silver light 4工具的Visual studio
•XNA game studio 4.0
•微软expression blend for windows phone
c .设计:
所有的工具都是为开发windows phone7应用程序安装的。启动visual studio 2010并为windows phone应用程序创建一个新的Silverlight。该工具将提供所有的设计选项。如下图所示。
图像
硬件
A.单片机at89s52
AT89S52是一款低功耗，高性能的CMOS 8位微控制器，具有8k字节的系统可编程闪存。该器件采用Atmel高密度非易失性存储器技术制造，并与行业标准80C51指令集和引脚兼容。片上闪存允许程序存储器在系统中或由传统的非易失性存储器程序员重新编程。Atmel AT89S52是一款功能强大的微控制器，通过在单片芯片(单片芯片是包含有源和无源器件的集成电路，芯片将采用“平面技术”)上结合多功能8位CPU和系统内可编程Flash，为许多嵌入式控制应用提供了高度灵活和经济有效的解决方案。
AT89S52提供以下标准。
1)特点:
•8K字节的Flash，
•256字节的RAM，
•32条I/O线，
•看门狗定时器，
•两个数据指针，
•3个16位定时器/计数器，
•六矢量两级中断结构，
•全双工串口，
片上振荡器。
此外，AT89S52采用静态逻辑设计，可用于低至零频率的操作，并支持两种软件可选的节电模式。空闲模式停止CPU，同时允许RAM、定时器/计数器、串口和中断系统继续工作。下电模式保存RAM内容，但冻结振荡器，禁用所有其他芯片功能，直到下一次中断或硬件复位。MCS-51设备有一个单独的地址空间用于程序内存和数据内存。每个外部程序和数据存储器最多可寻址64K字节。
WDT是在CPU可能受到软件中断的情况下的一种恢复方法。WDT由14位计数器和看门狗定时器复位(WDTRST) SFR组成。WDT默认为禁止退出复位。为了启用WDT，用户必须将01EH和0E1H依次写入WDTRST寄存器(SFR位置0A6H)。当WDT被启用时，它将在振荡器运行时增加每个机器周期。WDT超时时间由外部时钟频率决定。除了通过复位(硬件复位或WDT溢出复位)，没有办法禁用WDT。当WDT溢出时，它将在RST引脚处驱动一个输出RESET HIGH脉冲。
2)引脚配置:
图像
B.电源
在我们的项目中，我们使用了9伏变压器进行连续供电。正因为如此，我们可以有持续的电力，因此我们使用它。否则，如果我们使用电池，有时总电流会损失，所以这就是我们使用交流变压器的方式。交流变压器给桥式整流器输入。桥式整流器将交流转换为直流，然后我们使用一个1000uf/25v的滤波电容器，我们将这个电容器并联连接。这个电容器的主要目的是，如果有任何交替的峰值，我们需要减少峰值，但过滤这些波纹。大多数数字逻辑电路和处理器都需要5伏电源。要使用这些部件，我们需要建立一个5伏的稳压电源。LM7805是一款简单易用的5伏电源。首先连接我们的无调节直流电源输入引脚的正引线，将负引线连接到公共引脚，然后当我们打开电源时，我们从输出引脚得到一个5伏的电源。 Here we are using one red colour led to indicate the power.
图像
C.串行通信:
计算机用两种方式传输数据。它们是串行数据传输和并行数据传输。在并行数据传输中，数据被传输到距离较小的设备，即几英尺远的设备。在打印机和硬盘中采用并行数据传输。串行通信用于将数据传输到位于数米之外的设备。
当微控制器与其他设备通信时，数据以ASCII码格式的字节形式提供。在打印机中，数据是从8位数据总线接收的，这个字节大小的数据将被转换成单个位进行串行通信。并行进串行出移位寄存器将数据字节转换为串行位，然后该移位寄存器的输出是串行位，这些串行位可以通过单位线传输。在接收端，串行平行输出移位寄存器用于将单个位分组为字节。串行通信有两种方法，一种是同步方法，另一种是异步方法。在同步方法中，一次传输一块数据，而在异步方法中，一次传输一个字节。这两种方法都可以编写软件，但程序很长，所以IC芯片由制造商设计用于串行通信。
采用单片机AT89S8252的两个引脚串行传输和接收数据。TXD引脚用于串行传输数据。RXD引脚用于串行接收数据。这两个引脚RXD和TXD连接到单片机的端口3。
d . RS232:
RS232作为标准接口，可兼容数据通信，支持数据接口。Rs232用于串口设备的连接。它作为计算机和其他相关设备之间进行低速通信的物理接口。数据通过RS232串行传输和接收。对于全双工通信，建立独立的通道RS23信号用电压电平表示。输入和输出电压电平与晶体管-晶体管逻辑族不兼容。这些电压电平是相对于普通电平表示的。空闲状态表示相对于共用信号的负信号电平，活跃状态表示相对于地的正信号电平。RS232接口是DTE和DCE的共同点。它有主要用于调制解调器的握手线路，这指定了通信协议。
在RS232中，+3到+12伏代表ON状态或0状态条件，-3到-12伏代表OFF状态或1状态条件。零电平代表OFF状态，较小的正电位代表ON状态。因此，5v直流电源足以驱动RS232电路。输出信号电平在+12v和-12v之间波动。电压范围从+3v到- 3v被称为死区，这个死区吸收线路噪声。RS232端口可以支持更少的功率到其他设备。由于RS232与TTL不兼容，因此在RS232与微控制器之间使用电压转换器进行互连。使用的电压转换器为MAX232。
图像
e .继电器:
由电磁铁(如螺线管)操作的电气开关。当小电流通过电磁铁线圈时，就会产生磁场，吸引可移动的铁棒，使其转动并打开或关闭开关。
1)操作:电磁继电器是一种由电磁铁控制的电气开关。电磁继电器用于各种应用，包括报警和传感器，信号开关，以及配电线路故障的检测和控制。电磁继电器发明于1835年，从那时起它的简单功能就没有太大变化。消费者每天都以各种形式与电磁继电器交互，从定时办公灯到测试按钮和其他质量控制设备。电磁继电器的核心，自然是一个电磁铁，由线圈绕在铁芯上形成。当线圈通过电流通电时，磁芯反过来变得磁化，吸引一个旋转铁电枢。当电枢枢轴时，它操作一组或多组触点，从而影响电路。雷竞技网页版当磁荷丢失时，电枢和触点被释放。雷竞技网页版退磁会导致线圈上的电压跃迁，关闭时损坏设备的其他组件。因此，电磁继电器通常使用二极管来限制电荷的流动，阴极连接在线圈的最正端。
F.光学耦合器:
光耦合器是一种固态组件，其中光发射器、光路和光探测器都封闭在组件内部，不能从外部改变。通常内红色发光二极管(IRED)可以用作光发射器。光电晶体管可用作光探测器。
1)原理:有一种方法将电信号从LED (IRED)传输到光电晶体管，而不需要在输入和输出电路之间进行任何电气连接。输入和输出之间的隔离程度取决于光路中使用的材料种类以及光发射器和光探测器之间的距离。如果发射极和探测器之间的距离较大，则隔离效果较好，但电流传递比，即探测器与发射极电流的比率较低。
2)工作:耦合器可以作为开关操作，导致LED和光电晶体管正常关闭。通过LED的电流脉冲使晶体管在脉冲期间处于ON状态。通过在LED中设置偏置电流，也可以作为线性耦合器进行操作。然后，信号电容耦合到LED，并导致其亮度增加或减少，因此，光电晶体管接收光信号，该光信号在恒定的偏置水平附近线性增加或减少。
G. GSM介绍:
GSM(全球移动通信系统)，是由欧洲电信标准协会开发的描述移动电话使用的第二代数字蜂窝网络协议的标准。以前，有第一代模拟蜂窝网络被这些2G网络所取代，这些网络针对全双工语音电话进行了优化。
GSM是GSM协会拥有的商标。GSM的主要特性之一是用户识别模块，通常称为SIM卡。SIM卡是可拆卸的智能卡，包含用户的订阅信息和电话簿。这使得用户在更换手机后可以保留自己的信息。另外，用户还可以在保留手机的同时更换运营商，只需更改SIM卡即可。一些运营商会通过只允许手机使用一个SIM卡，或者只允许使用他们发行的SIM卡来阻止这一点;这种做法被称为SIM锁。
1)语法和命令
At命令格式:
必须在每个命令行的开头设置“AT”或“AT”前缀。要终止命令行，输入。
命令后通常会有一个响应，包括“”。
在整个文档中，只给出了响应，被有意省略。
SIM300实现的AT命令集是GSM07.05、GSM07.07和ITU-T建议V.25ter和SIMCOM开发的AT命令集的结合。
注意:只能在SIM300上电后，通过串口输入AT命令，并且串口接收到Unsolicited Result Code“RDY”。如果返回未经请求的结果代码“SCKS: 0”，则表明SIM卡不存在。
所有这些AT命令在语法上可以分为三类:“基本”、“S参数”和“扩展”。具体如下:
基本语法:
这些AT命令的格式为“AT”，或“AT&”，其中“”是命令，“”是该命令的参数。这方面的一个例子是“ATE”，它告诉DCE是否应该根据“”的值将接收到的字符回显到DTE。" "是可选的，如果没有，将使用默认值。
S PARAMETER SYNTAX:这些AT命令的格式为“ATS=”，其中“”是要设置的S寄存器的索引，“”是要赋给它的值。" "是可选的;如果没有，则分配一个默认值。
SMS at命令:
At + cmgd:删除短信
At + cmgf:选择短信格式
At + cmgl:列出短信
At + cmgr:读短信
At + cmgs:发送短信
在+ cmgw:写短信到内存
At + cmss:从存储发送短信
At + cmgc:发送短信命令
At + cnmi:新的短信提示
At + cpms:首选的SMS消息存储
At + cres:恢复短信设置
At + csas:保存短信设置
At + cscb:选择小区广播短信
At + csdh:显示短信文本模式参数
At + csmp:设置短信文本模式参数
At + cms:选择消息服务
图像

该方法
图像
阶段1
第一阶段是智能手机和GSM模块之间的通信。
•智能手机将发送命令到GSM模块。
GSM模块将发送确认回智能手机。
阶段
第二阶段是GSM模块和微控制器之间的通信。
GSM模块将发送命令到微控制器。
•控制器将检查该命令。
第三阶段
第三阶段是微控制器与家用电器之间的通信。
微控制器将控制家用电器。
•使用此微控制器控制任何类型的家用电器。
阶段1
1.在智能手机中打开应用页面，可以看到设备列表。
2.选择要控制的设备。
3.如果您选择了空调接口，则可按上述方式打开。
4.选择上面提供的选项，这些选项对于不同的设备是不同的。
5.AT命令将在后台自动生成。
6.如果我们点击发送按钮，命令将通过短信服务发送到家中的GSMMODULE。
7.消息从GSMMODULE传输到微控制器，微控制器进行相应的工作，微控制器返回确认。
阶段
1.指令通过MAX232通过RS232电缆发送到控制器芯片。
2.MAX232是一个电压电平转换器。
3.MAX232与RS232之间的通信为串口通信。
4.在AT89S52单片机中，pin3.0接收数据，pin3.1传输数据。
第三阶段
不同类型的家用电器由不同类型的驱动器控制。这些是继电器，光耦合器等.....
1.继电器用于开和关的目的。
2.光耦合器用于控制速度，例如用于控制风扇的速度。
3.这些驱动程序与微控制器和家用电器相互连接。
光控制:
4.数据从微控制器传输到继电器。
5.灯用继电器控制。它可以设置为ON或OFF。
6.当给继电器0伏时，灯将关闭。
7.当继电器有正电压时，灯将亮起。
8.家电的状态由单片机通过GSM模块发送到手机。
风扇控制:
9.数据从微控制器传输到光电耦合器。
10.风扇控制使用光电耦合器。可以开或关，也可以调节风扇的速度。
11.当光电耦合器供电0伏时，风扇将处于关闭状态。
12.当正电位提供给光电耦合器时，风扇将处于ON状态。
13.风扇的速度由电位器调节。
14.这个电位器连接到光电耦合器上。
15.风扇状态由单片机通过GSM模块发送到手机。

结果分析
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图6:家电概览
A.模块与控制器之间的通信
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B.灯光控制
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C.风机控制
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结论
在本工作中，我们介绍了如何使用智能手机应用程序控制家用电器。从上面的讨论中，我们得出结论，随着技术的巨大发展，可以有许多设施，如控制偏远地区的家用电器，如果我们实施一些更有帮助的改变，也可以克服火灾事故。

参考文献















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