说明初稿修改版

1、基于 GPRS 的无线空调要系统摘本文提出了一种基于 GPRS 的无线空调系统，实现操作家中空调的功能。系统客户端为 Android 系统机，用户通过 GPRS/GSM 网络把客户端的控制信息传输出去，空调端微处理器通过 SIM900 接受控制信息，进而实现对空调的控制。本系统填补了现阶段实现直接控制空调的空白，还具有成本低廉、容易、能适用于恶劣气候条件等优点。本文首先概括了系统的研究意义和背景，然后详细介绍了该系统的组成原理、下位机与SIM900 等硬件电路、客户端设计等。本文最后总结和归纳了整个研究工作，并提出了今后进一步开展研究的建议。：空调；Android；SIM900；GPRS/GS

2、MWireless Air-Conditioner Remote Controller SystemBased On GPRSAbstractThis pr proe a remote wireless control air-condition systems based on GPRS ,to realizethe function of remoteinformation from the ccontrol home air-conditioning . The user can transfer the control ntt is the Android system through

3、 the GPRS/GSM networks.thethe control information through the SIM900 the air-conditionermicroprosor receiveterminal,and thus control the air-conditioner.The system not only fills out present gapst system is unable to realize remote and direct control ,but also owns advantages of low cost,easymaenanc

4、e and ability to work under severe weather conditions,etc.This prgeneralizes the research significance and background, and then discusses indetail the system principle, hardware circuit like the MCU and SIM900 module, the design of thecnt. Atfurther research.of this article, we summarized the whole

5、research work, and proed advice forKeywords: Air-conditioning; Remote; Android; SIM900; GPRS / GSM目录第一章 概述1选题意义和研究目的1国内外研究现状1国外关于智能家居的发展现状1国内智能家居发展状况2智能家居的发展趋势21.3 本的研究工作31.4 本系统的优点3第二章空调系统的设计方案4系统总体设计方案4客户端选择4GPRS/GSM 概述4第三章 硬件电路设计10空调控制电路设计10微处理器的简介15SIM900 模块介绍18设计19第四章客户端设计19Android 系统简介19界面设计22

6、交互设计254.2 下位机设计27UART 串口部分28SIM900 控制设计29控制设计30第五章 实验结果31第六章 结论34致谢35参考文献36附录38第一章 概述1.1 选题意义和研究目的随着网络技术和通信技术的不断发展以及人们对生活要求的不断提高，实现家电智能控制已经成为必然的趋势1。由于目前无线通讯技术的不成熟、运行费用高和智能家居网络协议无标准等弊端，导致现行智能家居系统各式各样，市场接受率低2,3。随着我国经济的快速增长，人民生活水平逐步提高。人们对日常生活与工作环境中的空气品质要求越来越高，从而使空调也正在从奢侈品逐渐变为必需品，成为最广泛使用的家电之一,而且人们对空调的性能

7、也提出更高的要求4。除了空调的基本功能外，人们希望希望有一种更简单的方法来多功能使用空调。目前，3。然而传统的具有一些缺陷5。主要，这给常奔波于外的用户空调的控制主要是通过由制造商提供的是其控制距离有限，控制范围仅限于一室之内，无法实现带来了不便。当前在控制得智能家居的需求。系统中，集移动通信和 IP 技术于一身的GPRS /GSM 通信业务备受广大用户亲赖。尤其是随着现代工业和科学技术的不断发展，强大的ernet无线数据通信技术使得工业控制网络得到了广泛地延伸，基于 GPRS 的来越广泛地应用6。和日趋成系统得到越因此，为了克服现有空调能，研发一种可以对空调实现无线的，实现对智能家居中空调的

8、无线的功的系统是很有必要的。该系统应该可以随时随地的对空调进行。同时该系统不应该受空调制造的影响，能够实现对多种类品牌空调的控制。国内外研究现状国外关于智能家居的发展现状发达国家对智能家居的研究，始于 20 世纪 70 年代。自从 1984 年第一幢智能建筑在美国落成以后，部分欧家相继提出了各种智能家居方案，且在社会和家庭进行了广泛的推广。到现在为止，智能家居在这些发达国家己经获得长足发展9 。如的 X-10,CEBus10,11(Electronic Bus)和 Lonwork12;Consume的 HBS(Home Bus System);欧洲的EIB(European Installat

9、ion Bus)和EHS(European Home System)，在国际上都比较有影响13。 1998 年 5 月新加坡举办的“98 亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，首次推出了新加坡模式的智能家居系统，并现场模拟“未来之家”。它的系统功能强大，包括三表抄送功能、接入、智能布线箱、安防功能、中心功能、有线电视接入、住户信息留言功能、可视对讲功能、家庭智能控制面板、家电控制功能、宽带网接入和统配置等。目前，则有近 4 万户家庭安装了这类系统，在新加坡有近 30 个社区的近 5000 户家庭采用了这种家庭智能化系统。智能家居行业的专业顾问公司一份统计资料显示:在1995 年，一个家庭要安

10、装家庭自动化设备的平均费用在 7000-9000之间，而目前的费用则己经大大降低。预计在今后的 4 年内，家庭自动化市场的年平均增长率为 8%14。1.2.2 国内智能家居发展状况，1997 年的时候提出了“智能化住宅”，在 2000 年时候智能家居的一个概念年，相当一部分的居民接受了这一新概念。在 2009 年之后我国智能家居飞速的发展。就目前而言，国家的建筑面积己经达到了 40 亿平方米，其中应用智能家居产品技术建筑楼己达到了 9000 多幢。最近这几年来，在我国从事智能家居方面研发生产的企业有很多比如说海尔旗下的青岛海尔智能家电科技，企业高达 1. 8 亿元，全球的智能化产品绝大部分是来

11、之于此研发。“的家与世界同步”的新生活理念是公司的，它的不仅仅是为单个户主提供非常绚丽的个性化产品，它更主要的是提供各式各样的智能家居解决办法及各种不同的人性化设计。在的们的物质生活水平在不断的提高，人们对智能家庭的要求也不断的提高，对于智能家庭的构想也在不断的更新。总体来讲，智能家居在国内的发展相对于世界水平来讲还处于比较以智能家居的科技研究也是迫在眉睫15。的状态，所智能家居的发展趋势未来的智能家居系统中，各种信息家电将组成一个家庭局域网，并通过家庭网关接入互联网。家庭网络的发展势必会受到现代控制技术、计算机技术及通讯网络技术飞速发展的影响。其发展趋势主要有:基于控制器的智能家庭网络基于控

12、制器的家庭网络符合当前多数家庭的实际情况，可以解决当前家庭中大量存在的传统家电设备的互联问题，同时通过 GPRS/GSM、无线数传电台等无线通信实现对微控制器的控制，从而完成无线控制。这种方式具有很大的市场价值和广阔的应用前景。基于家用电脑的智能家庭网络基于家用电脑的智能家庭网络把熟悉的 PC 技术简单地嫁接到新的家庭网络技术中，通控制单元，提供家庭与ernet 之间的寻址和路由。过无线局域网，使用家用电脑作为(3)基于电力线通信的智能家庭网络电力线网络技术使用的是与插座直接相连的现有电力线，不需要线，只要用一个电力线适配器插座即可。基于电力线通信的智能家庭网络由于电力线网络拓扑及其电源插座用

13、作接入点的方便性，使其成为智能家庭网络的一种很有势15。的候选技术和新的发展趋目前国内外智能家居系统中，主要是通过 ZigBee 协议、Bluetooth 协议、2.4G 无线通讯等短距离无线通信来实现家电与中心之间的联系，从而实现对家电的无线控制7,8。当前的通讯协议主要有无线数传电台、GSM、GPRS 等方式。无线数传电台具有实时性好，组网方便等优点，但需要向相应机构申请，且费用昂贵。GSM无线具有很好的灵活性，GPRS 业务将具有时间短、数据传送速率高、费用特点。GPRS 采用TCP/IP 协议可以方便实现ernet 传输。当前国内外普遍开展了基于 GPRS/GSM 的无线远的研究16,

14、17。程1.3 本的研究工作本课题主要是开发一种用于家用空调操作的系统，客户端为操作的 Android 系统。用户只需安装通过相应的 APP 就可以操作空调。客户端把用户控制信息通过GSM 的短消息发送到用户家中空调端，空调控制端微处理器时刻检测 SIM900 模块是否收到新的短消息服务，如果收到控制信息，微处理器控制相应的万能空调模块，对控制的空调做相应处理。系统可以对多种不同品牌的空调进行控制。结合系统的要求，本毕设工作主要包括以下几个方面的内容：(一) 完成了空调系统硬件的设计与实现，主要包括：控制方案及控制元件的选择；空调控制电路的设计；SIM900GPRS/GSM 模块电路的设计。(

15、二) 完成了空调系统的设计与实现，主要包括：1) 微处理器程序设计采用 C 语言对 AT89C51 型单片机进行模块化程序设计，主要包括系统主程序，定时器中断响应子程序，空调控制子程序，通信中断响应子程序。程序在 Keil Vi4 IDE 单片机开发系统2)实现了上进行编译，通过 USB程序设计客户端与空调控制端的接口到单片机内。无线通信。客户端使用 Android 系统，通过使用 Eclipse IDE 中Android 开发工具包SDK 对客户端进行UI 设计和程序设计。1.4 本系统的优点本系统采用基于 GPRS/GSM 的数据传输方式来实现对空调的，摆脱了传统的基，此外本系统于 Blu

16、etooth 协议、ZigBee 协议等短距离传输方式，真正地可以实现客户端为广泛使用机，用户只需安装相应的 APP 即可简单方便地随时随地的实现对空调的操作，便于人们的生活。第二章2.1 系统总体设计方案整个系统结构图如下所示：空调系统的设计方案图 2-1 系统结构图本系统由客户端、GPRS/GSM 模块、微处理器和空调控制模块四部分组成。客户端通过相应的APP 来发送控制命令，的控制信息通过 GPRS/GSM 网络传输给主控制单元的 GSM 模块，微处理器根据收到的控制信息做出相应判断，并对空调控制单元进行相应操作。2.2 客户端选择目前控制客户端主要有计算机和移动两种。计算机客户端由于外

17、形和成本等原因当前主要应用于工业领域。而随着移动通信的发展，智能已经逐步成为人们日常生活的必备工具。为了更好地方便用户随时随地空调的需求，把智能作为操作的客户端是非常合适的。用户无需其他操作，只要安装相应 APP 即可实现功能。目前智能 操作系统主要有 Android、iOS、Windows Phone 和 BlackBerry OS 等。当前 Android在全球的市场份额跃居全球第一，已经成为最广泛使用的操作系统。因此本系统客户端采用Android 系统的智能 。2.3 GPRS/GSM 概述(1)GSM 通信GSM(Global System for Mobile communicati

18、ons 全球移动通信系统)是一种于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术系统，是目前世界上最成功的移动通信系统之一。GSM 系统是一种典型的开放式结构，作为一种面向未来的通信系统，它具有下列主要特点18。1. GSM 系统由几个分系统组成，各分系统之间都有定义明确且详细的标准化接口方案，保证任何厂商提供的 GSM 系统设备可以互连。同时，GSM 系统与各种公用通信网之间也都详细定义了标准接口规范，使 GSM 系统可以与各种公用通信网实现互连互通。GSM 系统除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各种承载业务、补充业务以及与 ISDN 相关的各种业务。GSM 系统采用 FDMA/TDMA

19、 及跳频的复用方式，频率重复利用率较高，同时它具有灵活方便的组网结构，可满足用户的不同容量需求。GSM 系统具有较强的鉴权和加密功能，能确保用户和网络的安全需求。5. GSM 系统能力较强，系统的通信质量较高。如图 2-2 所示，GSM 系统主要由移动台（MS）、移动网子系统（NSS）、和操作支持子系统（OSS）四部分组成。子系统（BSS）图 2-2 GSM 系统组成框图1.移动台/移动用户(MS):移动台是整个系统中直接由用户使用的设备，分为车载型、便(用携型和手持型三种。而移动用户与物理设备是相互独立的，用户所有信息都在户识别卡)上，系统中的任何一个移动台都可以利用来识别移动用户。2.子系

20、统（BSS）:子系统是 GSM 系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，子系统与网络子系统（NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。当然，要对 BSS部分进行操作管理，还要建立 BSS 与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接。网络子系统(NSS):包括实现 GSM 的主要交换功能的交换中心以及管理用户数据和移动性的所需的数据库，有时也称之为交换子系统。它的主要作用是管理 GSM 用户和其它网络用户之间的通信。操作支持子系统（OS

21、S）:操作支持子系统需完成许多任务，包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作和。GSM 是一种多业务系统，可以依照用户的需要为用户提供各种形式的通信。比如话音业务、数据业务等。另外 GSM 提供了一种类似于寻呼业务的短消息服务，移动台被设计成可用于通话又可用于寻呼，使用户可以用 GSM 移动台来传递一些简单的消息。其中一种即为点对点短消息服务，包括发送往移动台和从移动台接收，系统通过 GSM 系统中一个相对独立的实体短消息业务中心实现这两种服务。点对点短消息的发送和接收应在处于呼叫状态或空闲状态时进行，由控制信道转送短消息业务的消息。系统中就用到了 GSM 系统中的这种点对点短消息(SMS)

22、本课题所设计的空调的功能。(2)GPRS 通信GPRS(General Packet Radio Service，通用无线分组业务)作为第二代移动通信技术 GSM 向第三代移动通信(3G)的过渡技术，是由英国 BTCellnet 公司早在 1993 年是GSM Phase2+(1997 年)规范实现的内容之一，是一种基于 GSM 的移动分组数据业务，面向用户提供移动分组的 IP 或者 X.25 连接。GPRS 在现有的 GSM 网络基础上叠加了一个新的网络，同时在网络上增加一些硬件设备和升级，形成了一个新的网络逻辑实体，提供端到端的、广域的无线 IP 连接。通俗地讲，GPRS 是一项高速数据处

23、理的科技，它以分组交换技术为基础，用户通过 GPRS 可以在移动状态下使用各种高速数据业务，包括收发、进行ernet 浏览等。GPRS 是一种新的 GSM 数据业务，在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线 IP 和 X.25 服务。GPRS 采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同一无线信道又可以由多个用户共享，资源被有效的利用。GPRS 技术160Kbps 的极速传送几乎能让无线上网达到公网 ISDN 的效果，实现随身携带互联网”。使用 GPRS，数据实现分组发送和接收，用户务成本19。且按流量、时间计费，迅速降低了服GPRS 网络的实现是在现有 GSM 网

24、络的基础上，对原有 GSM 网络的子系统以及网络子系统的设备及功能进行了改进和增强。GPRS 系统的方法是首先在 GSM 系统中引入3 个主要组件:GPRS 服务支持结点(SGSN, Serving GPRpportingNode), GPRS 网关支持结点(GGSN, Gateway GPRpportNode)和分组控制单元(PCU)，同时对 GSM 的相关进行升级，主要包括对 HLR 和 VLR 的功能进行了扩展，使之可以支持 GPRS 用户数据和路由信息，以实现对 GPRS 的移动性管理和路由管理。另外增强了子系统的功能，以支持用户分组数据的传送:增加了业务信道和控制信道的种类，以支持

25、GPRS 的多种业务20,21。图 2-3 为 GPRS 网络结构图。SGSN：服务 GPRS 支持节点。SGSN 为 MS 提供服务，和 MSC/VLR/EIR 配合完成移动性管理功能，包括漫游、登记、切换、鉴权等，对逻辑链路进行管理，包括逻辑链路的建立、和，对无线资源进行管理。SGSN 为 MS 主叫或被叫提供管理功能，完成分组数据的转发，地址翻译，加密及压缩功能。SGSN 能完成 Gb 接口 SNDCP、LLC 和 Gn 接口 IP 协议间的转换。GGSN：网关 GPRS 支持节点。网关 GPRS 支持节点实际上就是网关或路由器，它提供GPRS 和公共分组数据网以 X.25 或 X.75

26、 协议互联，也支持 GPRS 和其它 GPRS 的互联。GGSN和 SGSN 一样都具有 IP 地址，GGSN 和 SGSN 一起完成了 GPRS 的路由功能。网关 GPRS 支持节点支持 X.121 编址方案和 IP 协议，可以 IP 协议接入ernet，也可以接入 ISDN 网。图 2-3 GPRS 网络结构图移动台(MS)和 SGSN 之间的 GPRS 分层协议模型如图 2-4 所示。Um 接口是 GSM 的空中接口。Um 接口上的通信协议有 5 层，自下面上依次为物理层、MAC(Mdium AcS Control)层、LLC(Logical Link Control)层、SNubnet

27、workDependant Convergence)(子网依赖结合层，是完成传送数据的分组、打包，确定 TCP/IP 地址和。在 SNDC 层，移动台和 SGSN 之间传送的数据被分割为一个或多个 SNDC 数据包单元。SNDC 数据包单元生成后被放置到 LLC 帧内。)层和网络层。Um 接口的物理层为射频接口部分，而物理链路层则负责提供空中接口的各种逻辑信道。MAC 为媒质接入控制层。MAC 的主要作用是定义和分配空中接口的 GPRS 逻辑信道，使得这些信道能被不同的移动台共享22。图 2-4 GPRS 分层协议模型GPRS 协议模型:LLC 层为逻辑链路控制层。它是一种基于高速数据链路规程

28、 HDLC 的无线链路协议。LLC 层负责在SNDC 层的 SNDC 数据单元上形成 LLC 地址、帧字段，从而生成完整的 LLC 帧。SNDC 被称为子网依赖结合层。它的主要作用是完成传送数据的分组、打包，确定 TCP/IP 地址和。网络层的协议目前主要是 Phase I 阶段提供的 TCP/IP和 X25 协议，这些协议对于传统的 GSM 网络设备(如 BSS 和 NSS 等设备)是透明的。GPRS 支持的点对点网络业务有无连接网络业务(如 IP)和面向连接的网络业务(如X.25)两种，可实现点对多点组播业务和点对多点群呼业务。GPRS 理论带宽可达 171.2Kbit/s，实际应用带宽大

29、数据传输等23,24。100Kbit/s，在此信道上提供 TCP/IP 连接，可以应用于ernet 连接、GPRS 采用分组交换技术，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。并且按流量计费，仅在实际传送和接受数据时才占用无线资源，从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务，特别适用于间断的、突发性的和频繁的、点多分散、中小流量的数据传输25，也适用于偶尔的大数据量传输26。GPRS 技术在不同的行业中都有着相当广泛的应用，由于每种行业的实际需求和应用环境都有不同，所以每种行业都会有自己独特的功能要求和组网方式。2.4 通讯模块的选择根据本课题的实际需求，本文通讯系统中采用 GPRS/GSM

30、无线传输方式。目前，国内市场上生产 GPRS 模块的主要有、中兴、西门子公司(AG)通公司(AG)等几家公司。下面对这几家公司中的一款典型 GPRS 模块产品进行对比，如表 2.1 所示。根据表 2.1 的对比分析可知，SIM900A 尺寸较小，正常工作时功耗小，价格实惠，而 MC52I 支持频段最多，通信质量较好，但价格却是 SIM900A 的两倍。通过综合分析可知，SIM900A 通讯模块尺寸小、经济、功耗低，这些特点给在做数据传输方面的开发带来了很大的方便，使其成为无线传输领域的理想之选，现己被广泛应用于车载、车队管理、智能抄表与电力系统的通讯模块27。等众多领域。故本文决定选择通公司的

31、 SIM900A 模块作为本第三章 硬件电路设计本系统硬件设计部分主要负责接受客户端发送的控制信息，并根据控制信息的操作码对空调进行相应控制操作。整个硬件系统的结构框图如下所示。图 3-1 硬件系统框图整个硬件系统电路图如下所示图 3-2 硬件系统原理图3.1 空调控制电路设计本系统采用可以对多个不同品牌的空调进行操作。空调控制选用市电子有限公司的 AD8M1008 空调万能。1.AD8M1008 功能特点：全面兼容，可国内外各种空调机；具有断电保护功能，更换电池不丢码；低电复位及低电保护功能；市面上方案成果, 功能键通用，操作简单、快捷;内置测试模式,方便工厂大批量生产；单晶振，电路简单，可

32、设计成单面板，成本低；有童锁功能防止误操作，以免代码更改丢失；具有省电模式，延长电池使用；可实现定时开/定时关操作，内置时钟功能；功能键可以单键双键两种控制方法，适合各种外壳使用2.AD8M1008 操作说明代码设置免设置抽取最常见的几组空调选用SETA 模式代码，做为默认设置。上电后的代码为默认设置代码。如果布板时选用了SETA 作为设置键则设置方法同众合的K100SP 完全相同。方法一：人工输入代码法1.手动打开空调机电源，从代码表中查出你所要出第一个代码。的空调机所对应的机型并找2.按住设置键(约3 秒)不放，待机型代码在窗口中闪烁时松开，按温度加或温度减键，直至所需代码显示在窗口上并闪

33、烁，如代码正确空调会开启。按完成键，选定机型代码机型将停止闪烁。3.4.测试按键是否有效，有效设置完毕，无效则重复步骤2-3。方法二：人工搜索代码法1. 手动打开空调机电源，将对着空调机接受窗口。2. 按住设置键（约3 秒）不放，待机型代码在窗口中闪烁时松开，一下一下按温度加键，仔细留意空调机状态，直到空调机自动开启时，按完成键，设置完毕。方法三：数字式自动搜索适用机型1. 手动打开空调机电源，将对着空调机接收窗口。按住设置键（约6 秒）不放，待机型代码在窗口中变化（+1）时松开，此时进入极速搜索适用机型状态，仔细留意空调机的状态，直到空调机自动开启时，按完成键停止搜索。检测按键功能是否正确（

34、除温度+，-,定时开/关机，设置键）如正确，代码有效，按完成键设置完毕。如不正确，请按设置键继续搜索。选用SETB 模式如果布板时选用了SETB 作为设置键。“一键通”搜索：长按“设置”键约3，品牌代码数会闪烁，代码数增加，直到听到有“开关机动作”的“嘀”声时，松开“设置”按键，检查一下其它按键是不是起作用，如果不起作用，继续长按“设置”键搜索，直到设置成功为止。搜索成功后，按“设置”键退出。代码型号设置：按说明书找到相对应的空调品牌代码，长按“设置”键约3 ，品牌数会闪烁后，按“温度”，或“温度-”，直到出现所需的代码，对准空调机，按“电源”键及其它按键，看是否起作用，如果不起作用，再选第二

35、组代码，直至设置成功，最后按“设置”键退出。选用SETC 模式如果布板时选用了SETC 作为设置键，使用方法为：按住设置键3 秒以上，代码开始闪烁后松开。连续按住设温度+不放，快速搜索，此时按键不松开代码显示字符会快速变化,当空调有反应时，请立即松开按键，检查除温度+和温度-之外的按键功能是否正确，如果感觉反应迟钝，可以对准空调用温度+或温度-前后搜索，当听到空调有反应时停止。按一次设置键后退出。输入代码过程相同。2.1.5. 选用SETD 模式如果布板时选用了SETD 作为设置键，使用方法为：按住设置键对准空调不放，直到听到空调有反应立即松开即设置完毕。如果按住设置键不放同时按下电源键，代码

36、闪烁后松开两键，会进入设置状态，可以使用温度+或温度进行搜索或输入代码。省电模式显示屏显示按键功能的相关图标，后没按按键时，关断显示屏所有显示，进入2.2.省电模式，使用时按任意一键“唤醒”显示。2.3. 童锁功能按住任何一个设置键不放，同时按下模式键后液晶屏上显示一把小锁，表示进入童锁，设置按键无效；要解除童锁，也是按以上两键，液晶屏上的小锁2.4. 工厂测试模式，表示已解除童锁。按下任何一个设置键同时按下风向键进入测试模式，测试模式下，LCD 全亮，按键发6121 格式码。断电后退出，不断电20 秒后退出，恢复进入测试模式前状态。2.5. 锁定温度节能设置把按自己希望的温度设定好以后，按下

37、任何一个设置键同时按下风量键后，LCD上温度会闪烁两次，表示已将温度+和温度锁定，此时按温度加减键不能改变设定温度。如果需要解除锁定，采用相同操作过程。2.6. 设置时间功能长按下“时钟”按键则进入时钟设置状态，时钟闪烁后松开。使用“温度加”调节小时位或“温度减”调节分钟位。10 秒后自动退出设置时间或再按一次“时钟”按键退出。2.7. 定时开关机功能第一次使用该型号必须发过一次码才能具有开关机功能。按下一次“定时关机”键，定时关机增加一小时，超过 24 小时表示取消定时关机。显示的定时关机时间表示在设置时间过后空调关机。显示的关机时间会随时间倒计时。定时开机同定时关机。开关定时使用小时制，定

38、时最大为24 小时,定时开关时间不能一样，一样则不发码。最大定时时间依赖于原的最大定时时间。设置定时开关机时发码，采用原机的定时开关机功能。如果设置定时开关机时不发码，则进入到时间开关机功能。即时间到，发出开关机码。如果定时开关机时间一样，则发关机码。（注意，此时要注意空调的状态，因为有些机可去掉定时开关机。3.控制电路开关机码是一样的，另外要对着空调方向）。开关本系统采用SETD模式，根据AD8M1008的使用说明可知，该控制要正常工作还必须添加相应的图3-2所示。电路。主要有负责红外传输的电路和正常工作的时钟电路分别如图3-1和图 3-3 时钟电路图 3-4 红外电路本对空调进行某控制操作

39、时，只需要短接相应的控制引脚即可。为便于微处理器进行控制，本系统采用TI公司的CD74HC4066开关，主要用作模拟或数字信号的多路传输。CD4066 的每个封装。CD4066是四双向模拟有4 个独立的模拟开关，每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，其中输入端和输出端可互换。当控制端加高电平时，开关导通；当控制端加低电平时开关截止。模拟开关导通时，导通电阻为几十欧姆；模拟开关截止时，呈现很高的阻抗，可以看成为开路。模拟开关可传输数字信号和模拟信号，可传输的模拟信号的上限频率为40MHz。各开关间的串扰很小，典型值为50dB。经过实际试验得出CD4066电源电压为+5V时，导通电阻为26，截止

40、电阻为2M。符合本系统要求。其控制电路图如3-5所示。图 3-5 CD4066 控制电路空调控制电路如下图3-6所示图 3-6 空调控制电路本系统空调控制电路控制过程如下，微处理器根据接收到的控制信息，通过控制CD4066模拟开关的控制端来控制万能空调，进而控制相应的空调。本系统在初始化时必须要先对要控制的空调进行设置。只有经过设置以后空调控制才可以对空调进行操作。P1.0-P1.3接相应的微处理器I/O数字接口。3.2 微处理器的简介本系统采用常见的 AT89C51 的微处理器。AT89C51 单片机简介AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读FPEROMFalsh Prog

41、rammableand Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读器可以反复擦除 100 次。该器件采用 ATMEL 高密度非易失器制造技术制造，与工业标准的 MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁器组合在单个中，ATMEL 的 AT89C51 是一种高效微控制器，AT89C2051 是它的一种精简版本，如图 3-7 所示。AT89C51 单机为很多控制系统提供灵活性高且廉价的方案。图 3.7 AT89C51 单片机的结构示意图主要特性与 MCS-51 兼容4K 字节可编程闪烁

42、器：1000 写/擦循环数据保留时间：10 年全静态工作：0Hz-24Hz三级程序器锁定128*8 位RAM32 可编程 I/O 线两个 16 位定时器/计数器5 个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路管脚说明VCC：供电电压。GND：接地。P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输，当 FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。P1 口：P

43、1 口是一个提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL门电流。P1 口管脚写入 1 后，被上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。P2 口：P2 口为一个上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于上拉的缘故。P2 口当用于外部程序器或 16 位地址外部数据器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在

44、给出地址“1”时，它利用上拉优势，当对外部八位地址数据器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3 口：P3 口管脚是 8 个带上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4 个TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口：P3 口管脚 备选功能P3.0 RXD（串行输）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /0（外部中断 0）P3.3 /1（外部中断 1）P3.

45、4 T0（记时器 0 外部输入）P3.5 T1（记时器 1 外部输入）P3.6 /WR（外部数据器写选通）P3.7 /RD（外部数据器读选通）P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当外部器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想ALE

46、的输出可在SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE，置位无效。/PSEN：外部程序器的选通信号。在由外部程序器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在外部数据器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。/EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序器（0000H-FH），不管是否有程序器。注意1 时，/EA 将锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时，此间程序器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡

47、放大器的输入及时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡器特性XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2 应不接。有余输入至时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。擦除整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51 设有稳态逻辑，可以在

48、低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，所用其他功能，直到下一个硬件复位为止。3.3 SIM900 模块介绍GPRS/GSM 通信部分采用公司的SIM900A 模块来实现，SIM900A 是一个专门为陆市场设计的双频USM/UPRS 模块，工作频段为:EUSM 900 MHz 和1 800MHz。SIM900A 支持 UPRS multi-slot class 10/class 8(可选)和 UPRS 编码格式 CS-1, CS-2, CS-3 和

49、CS-4。模块尺寸只有 24 mm24 mm3 mm，几乎可以满足所有用户应用中的对空间尺寸的要求，例如 M2M，数据传输系统等。具有 68 个贴片引脚，键盘和 SPI 接口，音频输入和输出，可编程 GPIO 等。SIM900A 采用省电技术设计，在 SLEEP 模式下电流只有 1. 0 mA。其内嵌 TCP/IP 协议，在数据传输方而非常有用28。设计 SIM900 通讯电路主要的目的是实现 TCP 通讯和 SMS 功能，因此 SIM900A 模块的语音接口没有引出，整个通讯系统硬件结构框图如上图图 3-1 所示。该硬件电路主要由三个部分电路组成，即主控电路、通讯模块及其电路、电源电路。第四

50、章设计该部分主要负责客户端的设计和下位机的设计。采用 Android 系统。下位机设计采用C 语言。4.1 客户端设计客户端主要工作是设计空调系统人机交互界面，并通过 GPRS/GSM 网络对空调端发送有效的控制信息，主要完成的任务如下：空调的开关；空调温度的增减；空调模式的改变；空调操作的显示；传输模式的选择；4.1.1 Android 系统简介Android 系统是一款发布的基于Linux 开发的开源操作系统，此系统由操作系统、中间件、用户界面和应用程序组成。Android 操作系统最初是由安迪(AndyRubin)开发的29，其主要目的是想开发一种专门支持的开源操作系统。2005 年An

51、drroid公司收购，并利用Android被大举向市场进军，随后推出多款品牌机产品。据 Gartner 称30，2012 年智能的销售总额为 6.32 亿，其中 Android 设各占49.2%，预计 2015 年移动设备的销售额要达到 11 亿，可见 Android 移动设各已稳定的占领市场，并成为流行。2007 年 11 月 5 口，公司与 84 家硬件制造商、开发商及电信运营商组成开放手持移动设备(Open Handset Alliance)来共同开发改良Android 操作系统并生产搭载 Android 的智能31，并逐渐应运用到其他移动设备上。Android 系统具有以下几点优势:1

52、.开放性该系统具有较强的开放性，Goog1e 公司牵头组建的开放式是为大量程序员可以轻松投入其中，创建更新的程序，所以其一开始便以完全的开放底层操作系统及上层开发为，完全形成了开始式的移动系统。谷歌主导，形成是一个开放的机会，大量到其中的程序员可以很容易地创建，更新的程序，所以首先开始全面开放上层的目的是为了底层的操作系统和开发，充分形成了启动式移动通信系统。2.性Android 系统的性体现在程序员可以轻松地将开发程序与其他程序进行置换、替代、调用等。如果需要一款，恰恰程序员或是用户曾经又在别机中开发过此，程序员或是用户只需输入几行简单的对应程序即可将程序移植到需要的 Android 平台上

53、。Android 系统的性是反映在程序员可以很容易地更换，可以很好地满足对应一个简单的程序可以移植到 Android3.便捷性的需求。开发一款 Android下的是一件非常容易的事，首先系统提供大量应用库以及极易上手的编程工具，将大量经典程序如可调用程序现有程序，而稍有编程经验的程序开发Map 也集成其中，只需简单语令即可以通过大量的开发程序与使用行较大4.及程序的开发，这在其余系统性是很难做到的。Android 系统是由多个应用程序组合而来的，而所有的应用程序都运行在虚拟机界面上，与硬件的连接由虚拟器来进行。可以认为除了该虚拟器以外的所有应用程序的优先性与等级都是一样的，即程序员研发的100

54、%可以替代系统自带，而这些自行开发的更大一部分更体现大众的与喜爱程度，可以轻松构建出个性化操作，这也是Android 系统得到系统推广及发展的主要原因。5.硬件丰富性Android是完全开放的，各个品牌型号区别是在硬件上，但其完全不影响数据的兼容与同步，如将 HTC上的应用程序能够极为方便快捷的使用在三星上，大大方便了用户的使用。而多种多样的硬件产品，又在个性化上为消费者提供宽广的选32。Android 系统架构主要由应用程序层、应用程序框架层、系统运行库层(Android 运行时、库)和 Linux 内核层组成，其架构图如下图 4-1 所示:择图 4-1 Android 系统的构架图(1)应

55、用程序层应用程序层是己经开发好的应用程序存放的位置，例如 Android 自带的口历、拨号、通讯录、等应用程序就存放在这一层。Android 的应用程序基本都是使用 JAVA 语言编写的，Android 开发者可以用自己开发的应用地这些程序进行替换，增加了开发的性和方便性，摆脱了其他操作系统将系统到上的弊端，为二次开发提供了很好的接口。(2)应用程序框架层应用程序框架层(Appliance Framework)为开发者提供了 API 框架33。这种架构模式的设计使得组件的重用性得到了很好的体现。无论是什么功能块都可以发布在这一层，并且无论什么应用程序都可以使用这些功能块，当然这是以遵循 And

56、roid 权限为前提的。应用程序框架层包括:Views(视图，Android 中所有显示类的父类)、ContentProvider(内容提供器，为应用间的数据交互提供服务)，Resource Manager(资源管理器，一种管理非代码资源的管理机制，比如资源、XML 文件资源、资源等)、Notification Manager(通知管理器，一种 Android 消息通知机制)、Activity Manager(活动管理器，管理活动和程序实例的生命周期)等等。系统的程序库层由程序库和 Android 运行时组成程序库程序库是应用程序框架的支撑，是连接应用程序框架层与 Linux 内核层的重要纽带

57、。Android 运行时Android 运行时由库和 Dalvik 虚拟机组成:库:提供了Java 语言API 中的大多数功能，同时也包含了Android 的一些如 android.os, , android.media 等34。API，Dalvik 虚拟机:Dalvik 虚拟机的可执行文件被封装成 Dalvik 可执行格式(.dex).这是被优化过的最小内存依赖的格式，同时是基于寄存器的，lava 编译器(dx 工具)将运行时用到的类编译成.dex 格式。依赖于底层 linux 内核的 Dalvik 虚拟机提供很多强大的功能机制，如内存管理机制和线程机制等;(4) Linux 内核Linux

58、 内核提供给 Android 诸如系统安全、内存管理、进程管理、网络管理、文件系统管理等服务。Android 与其他移动操作系统相比具有开放性、应用程序快速便捷的应用程序开发、服务免费性的优点。Android 应用程序主要涵盖以下几个方面:、应用程序间限、Context: Context 是 Android 应用程序的控制中心。所有应用程序特有的功能都可以通过 Context 进行。Activity: 一个 Android 应用程序是由若干个任务组成的，每一个任务被称为Activity。应用程序中的任何一个 Activity 都有着自己唯一的任务或目的。ent: Android 操作系统使用一

59、部消息传送机制，使得任务请求与适当的 Activity相匹配。每一个请求都被打包成一个件事情的应用意图。ent。你可以把这种请求想象成是在陈述需要做某Service:不需要用户交互的任务可以被封装成服务。如果某个操作比较冗长，或者需要周期性的执行，那么使用服务是最合适的。Android 开发环境简介：Android software development kit (SDK)SDK ( Android software development kit)是谷歌公司针对 Android 系统推出的和移动设备的开发工具包35。Android Development Tools (ADT)ADT 是

60、Android 开发工具(Android Development Tools)的简称33，是在强大的、用于集成的环境 Eclipse E 中构建 Android 应用程序的插件。4.1.2 界面设计在 Android 应用程序 UI 设计方面，视图(View)、布局(layout), XML 布局文件与资源管理及 ID 属性(IDproperty)是重要内容。在 Android 系统中，View 类包含了许多种类，Views 和 ViewGroups 便是其中非常重要的组成部分，并且 Views 和 ViewGroups 的种类也是非常多样的，而 View 的对象就是由 Android 系统中