58基于紅外、無(wú)線通信和語(yǔ)音識(shí)別的智能家電網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)
本文關(guān)鍵詞:基于紅外、無(wú)線通信和語(yǔ)音識(shí)別的智能家電網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
圖3.9TC9012F19243的連發(fā)代碼時(shí)序;3;紅外線接收頭采用的是TLl380,該接收頭具有高;在解決遙控通用性這個(gè)問(wèn)題上,有兩類產(chǎn)品有必要在此;本文提出利用PC構(gòu)筑一個(gè)學(xué)習(xí)型紅外遙控器,可以實(shí);傳送給Pc進(jìn)行分析和存儲(chǔ);方案1:由于~一般遙控器每一位信號(hào)維持時(shí)間在0.;單片機(jī)在采樣的同時(shí)將紅外編碼數(shù)據(jù)發(fā)送給Pc,由P;當(dāng)PC接收到控制命令后,就通過(guò)串
圖3.9TC9012F19243的連發(fā)代碼時(shí)序
3。2。2紅外線通信的實(shí)現(xiàn)
紅外線接收頭采用的是TLl380,該接收頭具有高靈敏度、抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3.10所示。
在解決遙控通用性這個(gè)問(wèn)題上,有兩類產(chǎn)品有必要在此提及,那就是萬(wàn)用遙控器與學(xué)習(xí)型遙控器。萬(wàn)用遙控器存儲(chǔ)有很多家電遙控器的編碼,,最大缺點(diǎn)是靈活性差,即使是采用同一遙控芯片的遙控器可以選取不同的識(shí)別碼(客戶碼)和命令碼(數(shù)據(jù)碼),從而構(gòu)成幾乎無(wú)數(shù)種具體的用法。新的遙控編碼組合隨新的家電機(jī)型層出不窮,導(dǎo)致采用專用集成電路(ASIC)或掩模型單片機(jī)(MaskROMMPU)制作的萬(wàn)用遙控芯片總會(huì)對(duì)一些設(shè)備,而且是越來(lái)越多的設(shè)備無(wú)法起作用。學(xué)習(xí)型遙控器是將原家電遙控器對(duì)準(zhǔn)學(xué)習(xí)型遙控器的接收器,逐一按鍵從而準(zhǔn)確地記錄該遙控器的波形,應(yīng)用時(shí)再將這一波形再現(xiàn)、發(fā)射出去。這樣的優(yōu)點(diǎn)是通用性強(qiáng),缺點(diǎn)是遙控器內(nèi)存儲(chǔ)器的容量極其有限,一般只能記錄數(shù)十個(gè)鍵的波形,更換設(shè)備就要重新學(xué)習(xí)。
本文提出利用PC構(gòu)筑一個(gè)學(xué)習(xí)型紅外遙控器,可以實(shí)現(xiàn)大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和更加簡(jiǎn)單直觀的操作界面。利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)對(duì)采樣到的遙控信號(hào)進(jìn)行保存并處理,很容易實(shí)現(xiàn)管理,從而使控制更迅速有效。首先利用單片機(jī)進(jìn)行紅夕}信號(hào)的解碼,解碼后的紅外編碼數(shù)據(jù)通過(guò)串行總線
傳送給Pc進(jìn)行分析和存儲(chǔ)。由于很容易購(gòu)買到HT6221遙控器,所以本系統(tǒng)選用了HT6221遙控器作為研究對(duì)象。對(duì)紅外線信號(hào)的采樣和處理的方案有:
方案1:由于~一般遙控器每一位信號(hào)維持時(shí)間在0.5ms一5ms之間,當(dāng)遙控信號(hào)低電平來(lái)到時(shí),單片機(jī)開(kāi)始以100us的速度采樣,當(dāng)高電平來(lái)到時(shí)保存采樣次數(shù),再對(duì)高電平信號(hào)進(jìn)行采樣,當(dāng)?shù)碗娖絹?lái)到時(shí)保存采樣次數(shù),再一次對(duì)低電平進(jìn)行采樣…如此循環(huán)。當(dāng)某次電平在10ms后都無(wú)變化,即認(rèn)為信號(hào)接收完畢,以32位數(shù)據(jù)計(jì)算,數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度在200字節(jié)左右。
單片機(jī)在采樣的同時(shí)將紅外編碼數(shù)據(jù)發(fā)送給Pc,由Pc對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析,判定數(shù)據(jù)0和1的時(shí)序狀態(tài),之后進(jìn)行存儲(chǔ)。
當(dāng)PC接收到控制命令后,就通過(guò)串口發(fā)送相應(yīng)的紅外數(shù)據(jù)給單片機(jī)。單片機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷和運(yùn)算處理之后由紅外線發(fā)射電路發(fā)送出去。
此方法體現(xiàn)了程序運(yùn)算的特點(diǎn),但是某些紅外線信號(hào)的數(shù)據(jù)起始碼或數(shù)據(jù)碼具有不規(guī)則性,處理起來(lái)有一定難度,而且單片機(jī)在運(yùn)算的同時(shí)會(huì)占用某些時(shí)間,對(duì)時(shí)序控制不是很準(zhǔn)確。
方案2:?jiǎn)纹瑱C(jī)參照方案1采樣和傳送數(shù)據(jù)至Pc,當(dāng)Pc接收到控制符后,就通過(guò)串口發(fā)送數(shù)據(jù)包給單片機(jī),單片機(jī)在接收數(shù)據(jù)包的同時(shí)對(duì)其中數(shù)據(jù)進(jìn)行即時(shí)處理后經(jīng)紅外發(fā)射電路發(fā)射出去。此方案實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但相對(duì)數(shù)據(jù)傳輸量大。
由于PC適合大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸,并且采用方案2可以減少單片機(jī)和PC軟件開(kāi)銷,時(shí)序控制也更加簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確。所以本系統(tǒng)采用該方案進(jìn)行紅外解碼。
圖3.11紅外線測(cè)試軟件操作界面
圖3.11為紅外解碼的測(cè)試軟件,利用該軟件對(duì)HT6221型遙控器的10個(gè)按
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紅外線發(fā)射電路如圖3.12所示,其中紅外遙控編碼信號(hào)利用51系列單片機(jī)
勰努宰3日研。方波胩沖信號(hào)—!一../6姑。,蚴。!阕繉、
為了提高紅外線的抗干擾能力,減小數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率,必須對(duì)紅外遙控編碼信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后再輸出。經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)參與調(diào)制的方波脈沖信號(hào)為38KHz時(shí),
傳輸效果最好。紅外編碼信號(hào)和38KHz脈沖信號(hào)經(jīng)與門輸出得到調(diào)制信號(hào),然后將已調(diào)制信號(hào)放大,驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管,就可以得到遙控發(fā)射信號(hào)。
紅外線接收和發(fā)射程序流程如圖3.13和圖3.14所示:
圖3.13紅外線接收程序流程圖圖3.14紅外線發(fā)射程序流程圖
第四章串行通信技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)
4.1RS232通信技術(shù)
串行通信接口標(biāo)準(zhǔn)””經(jīng)過(guò)使用和發(fā)展,目前已經(jīng)有幾種。但都是在RS一232標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)改進(jìn)而形成的。RS-232Cm?標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)EIA(電子工業(yè)聯(lián)合會(huì))與BELL等公司一起開(kāi)發(fā)并于1969年公布的通信協(xié)議。它適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在0~20000b/s范圍內(nèi)的通信。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)串行通信接口的有關(guān)問(wèn)題,如信號(hào)線功能、電器特性都作了明確規(guī)定。由于通行設(shè)備廠商都生產(chǎn)與RS一232C制式兼容的通信設(shè)備,因此,它作為一種標(biāo)準(zhǔn),目前已在微機(jī)通信接口中得到了廣泛應(yīng)用。4.2USB通信技術(shù)及實(shí)現(xiàn)
USB通信技術(shù)
Serial4.2.1USB是英文UniversalBus的縮寫,中文含義是“通用串行總線”,
它是一種應(yīng)用在Pc領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。這幾年,隨著大量支持USB的個(gè)人電腦的普及,USB逐步成為Pc機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口已經(jīng)是大勢(shì)所趨。主要具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.可以即插即用
2.標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一
3.可以連接多個(gè)設(shè)備(注:最高可連接至127個(gè)設(shè)備)
USB1.o/1.1標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于低速設(shè)備傳輸速率可達(dá)1.5Mb/s:對(duì)于全速設(shè)備,傳輸速率最大可達(dá)12Mb/s。USB協(xié)議的2.0版本于2000年4月推出。支持以下3種速度模式:
1.低速模式(10wspeed)1.5Mb/s;
2.全速模式(fullspeed)12Mb/s
3.高速模式(highspeed)480Mb/s
4.22USB通信的實(shí)現(xiàn)
1.接口信號(hào)線
USB總線包含4根信號(hào)線,用以傳送信號(hào)和提供電源。其中,D+和D一為一對(duì)雙絞線,用以傳送信號(hào);VBUS和GND是電源線,提供電源,相應(yīng)的USB接口插頭也比較簡(jiǎn)單,只有4芯。當(dāng)設(shè)備在滿速傳輸時(shí),要求接1.5觸左右的上拉電阻,并且在D+和D-線上分別接入串聯(lián)電阻,其阻值為29~44Q。
2.電氣特性主機(jī)有一個(gè)獨(dú)立于USB的電源管理系統(tǒng)(APM)。USB系統(tǒng)軟件通過(guò)與主機(jī)電
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