基于固定电话网络的家电控制系统设计文献综述

 2023-10-26 11:02:18

文献综述

1、课题研究意义及应用价值

随着社会的发展和人们生活水平的提高,越来越多的家用电器进入了百姓的生活,给大家带来了很多的方便和享受,同时随着电话在家庭中的普及,利用电话实现家用电器遥控是未来的发展方向。遥控装置是电子爱好者热衷开发的产品,现在市场上的遥控装置采用红外线、超声波、动力载波、无线遥控及无线寻呼等方式[1]。勿容置疑,这些装置为满足工农业生产和人民生活的需要,带来了便利。然而采用红外线、超声波方式的遥控装置,遥控距离在10m以内;载波方式是通过电力线传递信息,该方式仅适用于同一变压器所辖范围,采用无线遥控,一方面,不可避免占用无线频率资源,造成电磁污染,另一方面也存在遥控距离的问题。基于无线寻呼的遥控方式利用了现有的寻呼频率资源,虽然遥控距离不受限制,但可靠性差,如处于信号弱区域内的通信设备,就无法实现控制。

长期以来,困扰遥控装置发展的关键问题是如何实现远程电器设备可靠控制。基于单片机的智能电话控制系统,借助公共电话网络,操作者可在语音提示下实现对远程设备的可靠控制[2]。该装置具有可靠性高,不受传输距离限制,不占用频率资源等特点。适用于家庭、企事业单位、工业现场、商店等场所,利用手机或固定电话就能实现电器设备的控制和运行状态查询[3]。电话遥控和常规的遥控方式相比,不需进行专门的布线,不占用无线电频率资源,避免了电磁污染,而且由于电话线路各地联网,可以充分利用现有的电话网[4]

2、课题研究的现状及发展趋势

通过将电视卡、电脑和电视结合起来的于 1994 年在新加坡销售的多媒体电脑可以算是第一个智能家电的原型。直到 1998 年微软推出了可连接电脑的机顶盒,让电视可以作为电脑的显示器,实现联网的功能[5]。由于不能适用各国的市场需要和家用电脑的普及,这种机顶盒并没有得到长远发展。直到本世纪初,在网络技术、传感器技术的发展和各大家电厂商重心向互联网靠拢的影响下,智能家电的概念逐步清晰起来,智能家电的研究和开发出现了新的高潮。

2.1 国外研究现状

由于智能家电行业的巨大市场潜力,包括计算机、通信、家电行业的企业和研究人员纷纷进入这一热点研究领域。在学术界,很多研究人员、研究机构和组织对智能家电从不同的侧面做了研究。2008年,ThinagaranPerumanl 等人设计实现了基于 SOAP 协议的智能家居管理系统,该系统采用 SMS 通讯协议的 GSM 网络,通过调用网络服务来实时的监控智能家居系统[6]。AlbrechtSchmidt 从整体架构、感知环境、方法步骤上提出了如何开发智能设备[7]。Dae-ManHan 等人基于 Zigbee 协议设计和实现了智能家居的能源管理系统,在主动传感器网络的支持下,该系统能够感知多用户的多种物理设备的信息[8]。在2012年Liyanage C. De Silva 等人从计算机视觉、声控等具体技术,照顾老年人额儿童、节约能源等特定应用和普适计算等研究领域三个方面,对智能家居艺术的现状做了阐述 [9]。2013年,Wilfried 和 Dominik 提出了智能家电的设计指导原则,指出智能家电由通信接口、本地处理和决策单元和家电本身功能模块构成,这些模块需要支持不同的系统架构,耦合它们之间的差异性,从而对外提供一致的服务[10]

在工业界,很多企业都看好智能家电的发展前景,纷纷布局智能家电,企图在这一新兴市场占据一席之地。思科、三星、松下、谷歌等公司都开始建立或者收购智能家电公司。2003 年三星同一时刻在韩国和中国推出其智能家居系统。该系统通过网络和机顶盒,将家电信息、安防设备、娱乐和信息中心、家居自动控制系统这四部分集成为一个统一的面向互联网的家电控制网络系统。2012 年,思科紧跟其他公司的步伐,推出其智能家居产品。该产品实现了智能手机、电子触摸屏和电脑远程对屋内灯光、电器、窗帘等的控制。 2014 年2月7 日,谷歌以 32 亿美元收购 Nest 公司,开始布局智能家居,企图从各方面更快的速度改变世界。Nest 着眼与生活中很不起眼但是很重要的方面,其推出的智能温控器和烟雾探测器已闻名全球。

2.2 国内研究现状

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