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远程控制系统范文1
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）12-0055-02
计算机远程控制系统的实现，可以为计算机管理者对终端用户进行统一管理，能够有效、准确的控制用户使用机器的时间，从而提高了整个计算机系统的管理水平。计算机远程控制技术具体指的是通过本机极端及发送相应的远程控制指令到受控计算机，对其进行远程遥控操作，使远端的计算机能够按照指令完成一系列的工作。通过控制本地计算机可以对远程受控计算机进行实时控制。智能化的计算机远程控制管理系统需要具体完善的技术处理方式，计算机远端管理工作人员可以通过远程指令唤醒技术对一台或者多台计算机的开启、关机进行统一管理，对联网的计算机终端进行相应的配置改造，配置可以进行远程控制终端计算机网卡的开、关，利用PXE（preboot execute environment）技术控制计算机系统，对计算机多终端实现多播克隆，最后实现远程修改网络标识、IP地址等信息。本文对计算远程控制技术的应用发发进行设计，使远程控制技术在局域网和网络互联网内进行有效的实现，推动计算机远程管理的实现服务器和工作站之间的控制功能和及时交流功能。
1 计算机远程控制系统的组成结构
1.1 远程控制的技术定义和原理
1.2 计算机远程控制系统的组成结构
1.2.1 主控计算机
计算机远程控制系统中的主控计算机的系统功能为实现控制命令的输入和处理受控端计算机的反馈信息以及详细参数。计算机主控计算机根据其控制的具体方式和计算机结构特征的差异性可以分为：集中控制结构、分散控制结构和递阶控制结构。主控计算机系统具有可控性、通用性和动态性。由于计算机系统结构随着科学技术的更新换代和用户体验需求的增大，其结构性也越来越复杂化。如此一来，要求计算机控制系统具有很强的动态可控制性。计算机系统以的集中、分散、递进式的控制结构以及其彼此间的组合利用要求主控计算机在系统上必须具有较高的通用性和可升级性。
1.2.2 通信协议
计算机远程控制系统通过主控和受控计算机之间的通信协议实现指令的传输和反馈。在远程控制中，具有LAN、WAN 、拨号系统，Internet等诸多的网络连接方式，其通信协议以TCP/IP等协议为主。TCP/IP协议的具有较高的安全和稳定性，是目前最常用的网络传输通信协议，其作用在于为计算机之间提供良好的数据包交换传输任务，提供面向连接的端对段传输协议。计算机之间通过IP地址的唯一性分配，通过源地址与目标地址进行数据包传送，其能为数据包提供大小重组分配功能。TCP/IP协议为计算远程控制实现数据寻址和分段等功能，为传输指令提供媒介服务。
1.2.3 控制系统的核心性能
计算机控制系统的正常实现需要确保去可靠性和稳定性两大核心性能。首先是可靠性，在远程控制系统中，可靠性是关键的性能指标。系统的可靠性具体包括：1）主控计算机系统，数据传送通道、受控计算机系统三方面的正常运行，确保整个通过传输和服务的稳定。2）数据传输通道的可靠性，要保证系统的良好运行必须有可靠的数据传输通道，要确保传输的可靠性，必须要强化传输介质和传输方式。系统的稳定性包括：传输时间的稳定性，控制主机和受控端的指令传输与反馈时间上保持连贯性，避免指令传输时间上的不同步而导致指令的中断；系统的可维护性，系统产生的一般性和特殊性故障要有良好的应急和长期维修政策；其次，可靠性包括系统抵御病毒的侵入干扰，远程控制系统的开发同时与为病毒的入侵提供便利，指令代码和系统防火墙要考虑木马病毒的寄生性，保护好系统免受侵入而导致重大损失现象的产生。
2 计算机远程控制系统的关键技术研究
2.1 Activex技术
Activex是Microsoft提出的建立在COM/DCOM（组件/分布式组件对象模型）基础之上的技术，其中包括各种应用与Internet上的技术，比如对象的衔接和嵌入技术.Activex的技术关键在于能够使软件部件在网络环境中继进行交互的技术，这项技术被广泛的应用于Web客户终端与服务器之上，同时也广泛的应用在计算机桌面应用程序的创建之中。Activex技术包含多个应用方面，其中当用户浏览器访问包含Activex控件的Web页面时，浏览器提醒用户下载控件并进行安装，然后利用脚本描述语言可以实现用户机器和远端服务器之间通过设置属性和根据向导操作调用方法而进行通信，从而能实现远程控制的部分功能。
3 远程控制系统软件的设计方式
远程控制软件设计采用客户/服务器模式，其原理是主控计算机提供服务和接受反馈信息，受控计算机接受服务指令并做出相应的指示回应。其设计原理为：主控计算机服务端打开默认的端口进行监听，受控计算机向服务器通过TCP/IP通信协议对监听端口提出连接请求，服务器根据请求指令而自行运行相关程序，对客户机的请求进行应答。其中TCP协议是面向连接的，客户端与服务器之间连接的建立耗时长，但数据传输可靠性高。UDP协议（User Datagram Protocol）是面向无连接的，发出的数据不需要对方的确认，大大加快了数据的传输速度，缺点是可靠性不高，容易造成数据的丢失。若客户机和服务器之间的通信数据相对较小的情况，可以使用UDP作为传出协议，被控端启动之后便可进入侦听状态，随时接受控制端发送的指令。控制端接受到用户指令，用户根据进一步指令交互提示进行操作，控制端进而向被控制端发送一个特定的命令字符串，被控端收到命令之后进行命令解析，然后执行命令进行操作。
参考文献
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远程控制系统范文2
关键词：GSM；灌溉；远程控制
中图分类号：S237；TN919．72文献标识码：B文章编号：0439－8114（2011）11－2343-02
Design of A Message Control System for Irrigation Pump Set in Mountain Citrus Orchards
MA Min，FAN Qi－zhou，ZHOU Bo，DENG Zai－jing
（College of Engineering， Huazhong Agriculture University， Wuhan 430070， China）
Abstract： In order to solve the control problem of mountain citrus irrigation， a message remote control system had been developed． The system was modular in design． It was mainly consist of a power module， a control module， a communication module， a trigger module， a driver module and a light and voice warning module． The control module was the MSP430 chip． A GSM module was used to serve as communication module， which enabled irrigation remote control， voice alerts and message feedback． It also could be adapted to all kinds of mobile phone or wireless phone． Telephone number for message sending and receiving could be changed according to need． It could also prevent telephone harassment and delete read messages． The system could be reasonably used in existing irrigation pump sets． With advantages of good versatility， low cost， good extended performance and stability， it would have a good prospect．
Key words： GSM； irrigation； remote control
在丘陵、山区的柑橘园，多与果农居住地相距较远，普通灌溉机组人工操作费工费力，灌溉时间和灌溉量不易把握，造成灌溉不及时或过量等。引进的国外现代灌溉系统功能较全，但因山地地势及水源等条件限制，建设与应用成本高，难维护、管理和推广，几乎仅限于示范地。结合中国国情，在合理利用现有灌溉系统基础上，研发一种适合果农使用的低成本、通用、可远程控制的柑橘园灌溉控制系统显得十分必要。
GSM移动通信网络应用成熟稳定，在农业设施领域已经展开研究与应用。有开展GSM对温室温湿度实时控制的应用研究；有利用GSM实现谷物产量的实时采集、存储于无线发送；有设计基于GSM的水渠水位自动测报系统，实现水位信息的自动采集、存储、远程通信和实时查询；有展开基于GSM的农田气象信息采集、传输和监控系统的应用研究；有开发基于GSM短信模块的农田灌溉控制器，实现对农田灌溉的远程自动控制［1－5］。试验在合理利用山地柑橘园现有电动灌溉机组的基础上，开发了一套基于GSM短信模块的低成本、通用、扩展性能好的柑橘园灌溉远程控制系统，实现灌溉远程控制、语音警示和控制状态的短信息反馈。
1系统构成及功能
试验设计的柑橘园远程灌溉系统，由GSM短信模块、单片机、指示灯与语音警示模块、固态继电器、触发模块、电源模块、电动水泵机组和手机组成。用户使用手机发送短信控制指令来控制电动水泵机组工作，进而控制柑橘园的灌溉。系统构成原理图如图1所示。GSM采用华为公司生产的GTM900C无线模块，一款两频段GSM／GPRS无线模块，支持标准AT命令及增强AT命令，提供丰富的语音、短信、GPRS数据和电路型数据业务以及来电显示、呼叫转移、呼叫保持、呼叫等待、三方通话、组呼、广播和私密呼叫等功能。单片机采用TI公司生产的MSP430，一类具有精简指令集、超低功耗、带FLASH的16位单片机，可在线对单片机进行调试和下载，且JTAG口直接和FET（FLASH EMULATION TOOL）的相连，无需另外的仿真工具，方便实用，在超低功耗模式下工作，对环境和人体的辐射小，可靠性强，防强电干扰，适应工业级的运行环境，性价比和集成度高［6］。指示灯与语音警示模块采用LED灯与工业化生产的单片语音集成电路，触发电路采用固态继电器触发电路，电源模块采用12 V蓄电池组。
GTM900C无线模块串口与MSP430串口直接连接，GTM900C无线模块接收手机短信控制指令，再将短信控制指令发送给MSP430，单片机依此通过控制固态继电器（SSR）来驱动水泵开启或关闭，并打开相应语音警示和指示灯，GTM900C无线模块再给手机回复短信，指示控制已完成。该系统适用各种手机或无线电话，可防电话骚扰、删除已读短信以及更换手机号后亦可实现对新号的默认。
2系统硬件的设计
该系统采取模块化设计，主要分为电源模块、控制模块、通信模块、触发模块、驱动模块和指示灯与语音警示模块。
电源模块为12 V蓄电池组，及由L7809、L7805和LM317芯片组成的＋12 V电源分别稳压为＋9 V、＋5 V和＋3．3 V的稳压电路，为后续几大模块供电。控制模块即MSP430单片机最小系统核心板，＋5 V或＋3．3 V供电，由供电、晶振、上电复位、排针和JTAG接口电路组成，负责处理与GSM通信模块之间的通信以及控制指示灯与语音警示模块和触发模块。通信模块即GTM900C短信模块，＋9 V供电，主要由GSM基带处理器、GSM射频模块、供电模块（ASIC）、闪存、ZIF连接器、天线接口、UART接口和SIM卡接口电路组成，主要负责收发手机短信控制指令，以及将控制指令发送给单片机并传递单片机返回的信息。控制模块与通信模块之间采用RS232串口通信，本系统两者电平兼容，串口直接相连。驱动模块采用固态继电器，触发模块主要是固体继电器触发电路，原理图见图2。指示灯与语音警示模块主要是由两路LED灯和两路单片语音集成电路构成。LED灯电路由1 kΩ电阻和LED灯组成，单片机IO口直接驱动，一路作为单片机开机指示灯，另一路作为短信发送状态指示灯。语音集成电路由语音集成芯片和扬声器组成，＋3．3 V供电，脉冲触发，一路作为运行指令的语音警示，另一路作为停止指令的语音警示，考虑成本，暂选用市面上已大规模应用的语音模块，规模化后可批量定制相应语音模块。
3系统程序的设计
GSM移动网络运营商提供短信业务，一次可传输140英文字符或70汉字字符，完全适用柑橘园灌溉短信控制指令。GSM收发短信有两种模式：基于AT命令的TEXT模式和基于AT命令的PDU模式。华为公司的GTM900C均支持两种模式，考虑到TEXT模式易于编程，本系统采用TEXT模式。本系统收发短信分别采用AT＋CNMI指令和AT＋CMGC指令。先测试GSM与PC机通信程序，整理出程序框架与流程，再对照编写GSM与单片机通信程序。程序的核心在于对串口接收到的数据的判定。单片机编程使用C语言，主程序流程图见图3。
4小结
该文所论述的山地柑橘园灌溉远程控制系统主要采用模块化设计，便于应用到现有柑橘园滴灌系统上，亦可应用到先进的现代灌溉自动控制系统中，建设与应用成本低，后续扩展空间大，已装成样机，并申请几项相关专利。系统在华中农业大学工学院工科基地进行了试验，效果稳定，达到了预期设计目的。围绕柑橘园灌溉系统，有大量工作可开展。合理利用现有灌溉系统，综合运用信息技术、自动控制技术和传感器技术，采用模块化设计理念及系统工程的原理，统筹规划，可减少资金、能源和人力投入，降低生态负荷，营造柑橘生长需要的生态环境，有效施肥，防病虫害，可促进柑橘产业发展和生态和谐。
参考文献：
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远程控制系统范文3
关键词:C8051F020单片机;RS 485;MAX485;串行通信
中图分类号:TN91文献标识码:A
文章编号:1004-373X(2009)19-049-04
Design of Long-distance Control System Based on RS 485
SUN Yuxiang,QUAN Houde
(Ordnance Engineering College,Shijiazhuang,050003,China)
Abstract:Basing on transformation of the mode and the surroundings of battlefield,a scheme by using new notion and new method to realize the long-distance control system in the information-based condition.The system is based on RS 485,adopts C8051F020 as the logic element,the characteristics of which are shown as follows: real-time system,easy to program,low cost and working reliably.
Keywords:C8051F020;RS 485;MAX485;serial communication
0 引 言
某型防空指挥系统是一个以微型计算机为核心的模块化和节点化设计的网络系统。全系统由6种基本工作站组成,组成了比较完整的防空作战情报指挥系统,主要用于空中目标情报的快速采集、处理和传递,实现实时有效的射击指挥及办公自动化。由于各工作站所要完成的工作都较复杂,安装、搭载的软件和设备也都很多,因此工作站的计算机上普遍装有多个硬盘,并按照功能的分类装有不同的系统,在使用时,根据需要对系统进行选择和系统间的切换。随着现代科技的发展和军革的不断推进,在应用时对系统选控的实时性、可靠性和操控性都提出了更高的要求,传统的控制手段已不能满足新的需要。基于此该文设计了一种由固态继电器和单片机构成的控制单元。该控制单元能够利用固态继电器的断开和导通控制计算机中硬盘的断电和上电。固态继电器功耗较小,且多使用直流电源,是一种性能优良、通用性强、体积小、工作可靠的元器件。利用这种元器件设计的控制单元有着广泛的应用范围和良好的使用前景[1]。
目前,单片机以其成本低、使用灵活、实时性强、具有一定的智能性等优点,广泛应用于国防工业的控制领域和数据采集系统中。但对于某些复杂任务的实现,如大数据量的计算、人机对话等,单片机却无法胜任。相反,PC机在这方面却有着较强的优势。因此,将它们进行有机的结合,组成一个完善的系统就显得非常有必要了。在系统中,单片机负责对数据的采集和执行单元的控制, PC机负责实现数据处理的功能,这时就涉及到了一个单片机与PC机之间通信的问题。在单片机和PC机之间进行高速、可靠的通信,目前较为流行的方式是采用串行通信方式。根据某型防空指挥系统通信距离远的特点,本系统选用RS 485标准作为主要的通信方式。
在远距离控制系统中,控制指令一般通过数据总线进行传输,而通信距离在几十米到上千米的远距离控制系统现在通常采用RS 485总线标准。RS 485标准定义了一个基于单对平衡线的多点、双向(半双工)通信链路,提供了高噪声抑制、高传输速率、长传输距离、宽共模范围和低成本的通信平台[2]。
1 系统的组成及战技指标
作为某型防空指挥系统的子系统,本远距离控制系统由一台PC机,若干个控制单元,以及连接PC机和控制单元的数据线组成,每个控制单元又分别对应三个受控对象,即三个硬盘。其中控制单元主要由单片机和继电器两部分构成,完成对主控机发出指令的接收、分析、处理,和对硬盘的控制等功能。工作原理如下:本系统采用半双工主从通信方式,有一台主机和多台从机,主从机之间通过RS 485总线进行由主机到从机的单向通信,且各从机之间互不通信。从机在读取信息后,对其进行分析、判断,继而完成相应的控制功能。其结构图如图1所示。
图1 系统结构图
本文所提出的控制系统方案是基于RS 485的有线传输,最大传输距离可达1.2 km,数据速率为1 200/2 400 b/s,误码率小于等于1×10-6,系统反应时间小于等于2 s。某型防空指挥系统中,各站间的距离最大可达50 km,当传输距离超过了有线通信的最大值时,可采用数传电台等无线通信的方法代替。当传输距离在有线传输的范围内时,宜采用有线传输,以降低误码率。
2 系统主要芯片
2.1 C8051F020的性能特点
CYGNAL的C8051F020是集成模拟、数字信号于一体的混合信号系统级SoC单片机。与目前常用的51系列单片机指令集完全兼容具有64个数字I/O引脚。它采用Cygnal公司的专利CIP-5l微处理器内核,完全能够满足使用需要[3]。
其主要特性如下:
(1) 高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核(可达25 MIPS)。
(2) 真正12位、100 KSPS的8通道ADC,带PGA和模拟多路开关。
(3) 两个12位DAC,具有可编程数据更新方式。
(4) 64 KB可在系统编程的FLASH存储器。
(5) 可寻址64 KB地址空间的外部数据存储器接口。
(6) 硬件实现的SPI,SMBus/I2C和2个UART串行接口。
(7) 5个通用的16位定时器。
(8) 具有5个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列。
(9) 片内看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器。
2.2 MAX485性能特点
C8051F020是低功耗产品,在选择芯片时应优先选择3 V供电的芯片。为了实现C8051F020与主机的通信,本系统选用MAXIM公司的MAX485作为RS 485到TTL的电平转换器,其引脚结构图如图2所示。
图2 MAX485引脚配置
MAX485接口芯片是MAXIM公司的一种RS 485芯片,采用单一电源+5 V工作,额定电流为300 μA,采用半双工通讯方式,它完成将TTL电平与RS 485电平之间转换的功能[2]。
3 接口电路
PC机有一个功能强大的可编程异步串行控制器8250和两个采用RS 232C串行通信标准的接口COM1,COM2,而单片机中有一个TTL电平的可编程串口,采用RS 485进行串行通信,目前常用的方法是将RS 232接口转换成RS 485接口,然后用RS 485进行长距离、高速的串行异步通信。利用PC现有的RS 232接口,本系统选用专用的RS 232/485转换芯片S2 485实现232到485的转换,在进行完传输后,再通过MAX485实现TTL与RS 485之间的转换。电路结构图如图3所示。
C8051F020单片机内集成了多种数字部件,它通过优先权交叉开关译码器,按优先权顺序将端口0~3的引脚分配给数字外设,本系统中要用到UART0通用串口和PC机相连,该通用串口需要占用两个通用引脚,根据优先级顺序将P00和P01引脚分配给UART0。
在应用时,将RS 485总线的两条数据线分别接至MAX485的A、B两端,将RO经过反相器后接至单片机的P01(即RX0)引脚。半双工通信方式在任何时刻只能有一方处于发送状态,所以将控制端RE和DE短接后接至单片机的P21引脚即可实现对MAX485通信方式的选择。此外,由于主机发出的信号是从TTL先转成RS 232,再由RS 232转换成RS 485标准的,而从机在接收时,是将RS 485电平直接转换成了TTL电平,所以需要在单片机与MAX485之间加反相器,才能还原相位正确的信号。本系统还采用光隔电路,在无信号传输时将MAX485和单片机进行隔离,减小了各器件间可能存在的干扰[3]。
图3 接口电路图
4 继电器控制电路
固态继电器(又名固体继电器,Solid State Relay,SSR)是用分离的电子元器件、集成电路及混合微电路技术结合发展起来的一种具有继电特性的无触点式电子开关。较之其他工作方式的继电器,固态继电器具有寿命长、可靠性高、开关速度快、电磁干扰小、无噪声、无火花等特点。
4.1 固态继电器原理分析
固态继电器是采用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件,为四端有源器件,其中两个输入控制端,两个输出端,输入输出之间为光隔离,输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后,输出端就能从断态转变成通态,从而接通交流或直流电路。
固态继电器就相当于一个无触点的开关,如图4所示,通过对输入控制端信号的给定,对交流或直流电源的通断进行控制 [4]。
图4 固态继电器内部结构框图
4.2 固态继电器构成的控制系统
本系统中,每台从机上所搭载各硬盘的数据线均与PC机的主板相连。主控机发出指令后,由安装在从机内的控制单元进行接收,并通过控制固态继电器来完成对目标硬盘电源的驱动,从而实现硬盘的选择功能。
在无控制信号时,继电器控制端的两端电势相等,电位差为0。当接收到控制信号后,单片机在经过处理后,相应的I/O口产生高电平,引导开关三极管导通,继电器的控制端随即接地,在继电器控制端的两端就产生了大小为VCC的电位差,继电器的输出端转变为通态,外部电源便可通过电源接口给相应的硬盘供电。其电路图如图5所示。
图5 继电器控制电路图
5 软件及通信协议的设计
控制器软件主程序包括初始化程序和主程序,以及串口的中断服务子程序。主控机发送的信息大小为一个字节,包含两部分内容:高四位是地址,低四位是数据。由于RS 485总线并未对内部各节点的地址给出明确的定义,所以本系统在单片机的P3.4~P3.7 I/O口外置一个四位拨码开关,通过调节拨码开关赋给各控制单元互异的地址,分别定义为0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111。数据部分所包含的信息就是待选择硬盘的地址,每台从机中各硬盘的地址依次为0001,0010,0011。
例如,主控机需要与雷达站的空情预警系统(3号机的2号硬盘)进行交互,则发送指令0x32。其流程图如图6所示。
当主机发送信息时,各个从机均可接收。在收到控制指令后,从机上单片机主程序首先进行地址比较,将控制指令的高四位与I/O口P3的高四位进行比较,经判别后地址不符的返回程序初始状态,等待下一条指令;地址相符的则按照数据部分的信息执行下一步的指令。
图6 软件流程图
6 可能存在的问题及解决方法
由于串口以起始位0触发接收,所以RS 485总线上状态的不稳定可能导致接收器错误地接收一些数据。当总线上没有信号传输时,总线处于空置状态,比较容易受到干扰信号的影响。可给A,B两端分别接10 kΩ的偏置电阻,并在A,B间串接20 kΩ的电阻,如图3所示。这样在无信号传输时,利用偏置电阻将A,B偏置在一个确定的电位,这样即使有干扰信号,也很难产生串行通信的起始位0,从而增强了系统的抗干扰能力。
此外,还可采用总线匹配、给RO及DI端配置上拉电阻、总线隔离、完善接地系统等多种方法提高系统运行的可靠性。
7 结 语
该远距离控制系统以C8051F020单片机为核心处理器件,以继电器为主要控制器件,具有性价比高、控制功能全、体积小以及使用方便快捷等优点。经实际功能测试证明设计可靠、设计方案可行,且通用性强,维护方便,具有较大的实用价值[5]。
参考文献
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远程控制系统范文4
关键词：反风；集中远程控制；主要通风机；PLC
国家正在极力地推展新旧动能转换，煤炭行业转变当前的作业模式已经势在必行，目前，“机械化换人、自动化减人，科技兴安”已经成新的发展方向，煤矿已经实现了排水、压风、主提升和供电系统的集中远程控制，实现了完全自动化。主要通风机为通风系统运行提供了动力，并且实施反风可以有效地减少矿井发生火灾时造成的影响。当前，主要通风机和相关附属设施控制系统相互对立，虽然能够实现远程控制，但是不能实现系统化集成控制，实现反风操作复杂耗时，在矿井发生火灾时，不能够快速及时地实现反风。故此，主要通风机与相关设施的集中远程控制对减少火灾影响和提高通风系统自动化十分有意义。
1反风操作流程及影响要素
《煤矿安全规程》在第一百五十九条对生产矿井主要通风机的性能做了明确规定，主要通风机必须能实现反风，且改变气流在巷道的方向小于10min，反风的风量应大于正常风量的40%。目前，轴流式主要通风机实现反风的方式是控制电机旋转方向，在风洞和回风井的附属设施有垂直门、水平门、蝶阀和防爆井盖。在主要通风机正常工作时，防爆井盖无须锁紧，通过负压和自重来封盖回风井口，当煤尘或者瓦斯发生爆炸时，防爆井盖通过坠陀配重和爆炸产生的冲击力瞬间打开，使爆炸的冲击波得到释放，减少冲击波对主要通风机和附属设施的破坏。当主要通风机反风时，需要锁紧防爆井盖，因为此时负压变成正压，正压有可能将防爆井盖顶开，造成气流短路。主要通风机正常工作和反风切换时，还需设置在风洞的蝶阀、水平门和垂直门配合调控风流。主要通风机实现了上位机单一操作远程控制，附属设施除了防爆井盖锁紧操作，其他附属设施蝶阀、水平门和垂直门均实现了上位机单一操作远程控制。未能实现上位机远程控制的防爆井盖锁紧操作会反风操作过程的时间。其他附属设施蝶阀、水平门和垂直门的单一远程控制同样流程繁多，增加反风响应时间。为减少主要通风机反风响应时间，必须简化操作流程，首先，将防爆井盖实现上位机单一操作远程控制，其次，将主要通风机及水平门、垂直门、蝶阀和防爆井盖的单一远程控制集中控制，实现集中远程控制，可以有效地减少反风操作时间，从而减少主要通风机反风响应时间。
2主要通风机反风集中远程控制系统原理
从三个方面着手实现主要通风机的反风集中控制，第一，防爆井盖通过电控气动锁紧装置实现电控气动控制，第二，防爆井盖电控气动锁紧装置的控制程序，第三，要通风机及附属设施和锁紧控制程序的对接集成。
2.1电控气动锁紧装置
防爆井盖的锁紧，在前期主要靠人力来完成，耗费人力，响应时间长且不可靠。后期发展的由锁紧装置、配风装置和控制箱组成的电控气动锁紧装置可以克服传统锁紧的弊端，为实现自动控制做好基础，电动气控锁紧装置构成示意图如图1所示。控制箱由五个主要部件组成，分别为指示灯、旋转开关、继电器、电源模块和断路器，控制箱主要的功能有打开显示及带点显示、控制、供电和压板锁紧等。控制箱可在远程控制系统出问题时，紧急备用。配风装置由两个主要部件组成：电动球阀和配风管，配风装置的主要功能是配置动力风源给执行气缸。锁紧装置主要是用来锁紧防爆井盖的，其由提供动力的执行气缸和实现锁紧的锁紧压板组成。锁紧装置还有8个副锁紧装置，均匀地安置在防爆井盖周边。执行气缸向前移动，从而推动压板向前移动，从而实现压紧锁紧槽。执行气缸向后移动，拉动压板向后移动，从而使压板离开锁紧槽。
2.2锁紧控制程序
为了实现集中远程控制，第一步，系统PLC控制器接入设备操作远程、就地节点、锁紧装置的合接点和分接点第二步，将锁紧控制程序编导入系统PLC控制器内，实现对各个接点的集中远程控制，当系统PLC控制器收到锁紧命令时，系统PLC控制器命令和操作指令，使各个锁紧装置能够同步锁紧，解锁时，同步打开锁紧装置，恢复正常。
2.3程序对接集成
程序集成前，主要通风机电控系统实现上位机单一操作远程控制，且相关附属设施如蝶阀、垂直门和水平门也需实现上位机单一操作远程控制，然后，将电控气动锁紧控制程序对接集成到系统PLC控制器，实现集中远程控制主要通风机反风。当进行主要通风机反风时，系统PLC控制器控制防爆井盖锁紧和主要通风机反转程序同时执行，达到“一键式”主要通风机反风。
3反风和转换正常通风操作测试
主要通风机实施反风操作时，点击“反风运行”按钮,则控制系统对主要通风机和相关附属设施下达指令，主要通风机和相关附属设施完成反风指令动作。主要通风机转换成正常通风时，点击“恢复通风”按钮，主要通风机和相关附属设施接到指令完成正常通风程序；反风与正常通风的相关设施对比动作如表1所示。
远程控制系统范文5
关键词：温室大棚； 远程控制； GSM； MCU
中图分类号：TN911-34文献标识码：A文章编号：1004-373X(2011)19-0044-02
Design of Wireless Remote Control System for Greenhouse Trellis Shutter Machine
GU Chen-yao, HU Zhi-qiang, WU Yun, DU Cheng-chao
(Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221008, China)
Abstract： In order to overcome the potential safety hazard existing in the current greenhouse shutter machines and realize auto-lifting of greenhouse shutter machines, the mobile network platform, computer and GSM control technologies are adopted to design a wireless remote control system for the shutter machine. The testing demonstrates that the system has high stabilization and low cost. The system realized the remote control to the greenhouse shutter machine.
Keywords： greenhouse; remote control; GSM; MCU
0 引 言
温室大棚在农业发展中具有重大意义，他在提供反季节蔬菜、缩短农作物生长周期，以及大幅度提高农作物的成活率等方面起到了巨大作用［1］。
目前使用的温室大棚卷帘机基本上是依靠现场人工送电，以达到控制卷帘机升降的目的，不仅存在着较大的安全隐患，而且不管温室中是否有劳动任务，管理人员都必须到现场操控设备，浪费了时间［2］。
本设计以发送短信的方式来控制卷帘机。通过远程控制，实现卷帘机的升降，一方面可以有效的避免事故的发生，另一方面可减轻管理人员的劳动强度。同时本设计还带有温度、湿度检测功能，能准确的将温室内的温度、湿度以短信方式反馈给管理员，提高了农业自动化程度。
1 远程控制技术
1.1 蓝牙控制技术
“蓝牙”是一种无线电技术。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化通信终端设备之间的通信，从而使数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。其数据速率为1 Mb/s。采用时分双工传输方案实现全双工传输。但其信号距离较短，一般为10 m以内。
1.2 以太网控制技术
以太网控制技术是在设备中嵌入一个以太网接口，利用处理器TCP/IP协议的方式来实现设备的Internet接入，从而实现对设备的控制。该方式具有通信效率高、开放性好、应用广泛以及价格低廉等特点。但是以太网一般需要有线的传输介质来通信。
1.3 GSM控制技术
GSM控制技术是在设备中嵌入一个GSM模块，利用处理器的指令控制来实现GSM系统的短信息服务(SMS)，从而实现对设备的控制。该方式具有控制简单、方便快捷、应用率高以及价格低廉的特点。
考虑各种控制方式的优缺点，本设计采用了GSM控制的方式来实现温室大棚卷帘机远程无线控制。
2 控制系统的总体方案设计
温室远程控制系统如图1所示，用户通过手机发送指令，GSM模块接收指令，被单片机(STC89C52)读取，单片机根据短信内容进行一系列操作，如：控制卷帘机升降，返回大棚内的温度湿度值等。用户也可以通过输入设备进行操作，如：控制卷帘机的升降，更改LCD液晶显示器上显示的温度、湿度等。
图1 卷帘机控制系统总体设计3 控制系统的硬件设计
如图1所示，控制系统中利用单片机完成一系列的运算，控制任务；采用GSM模块实现远程通信。本文主要讨论基于GSM技术的远程控制实现过程。
3.1 GSM模块的选用
GSM模块选用Siemens公司提供的TC35模块［4］。TC35可以快速安全可靠地实现系统方案中的数据传输、语音传输、短消息服务(Short Message Service)和传真。模块的工作电压为3.3~5.5 V，可以工作在900 MHz和1 800 MHz两个频段，所在频段功耗分别为2 W(900 MHz)和1 W(1 800 MHz)。模块有AT命令集接口，支持文本和PDU模式的短消息、第三组的二类传真、以及2.4k，4.8k，9.6k的非透明模式。通过独特的40引脚的ZIF连接器，实现电源连接、指令、数据、语音信号及控制信号的双向传输。通过 ZIF连接器及50 Ω天线连接器，可分别连接SIM卡支架和天线。
3.2 系统其他硬件的选用
本设计中单片机选用STC89C52，该单片机具有价格低，加密性强，抗干扰能力强，超低功耗等特点，作为本设计的主控芯片非常合适；温度传感器选用DS18B20，湿度传感器选用HM1500。
4 控制系统的软件设计
4.1 单片机软件设计
单片机的程序结构如图2所示。开机后，经过TC35模块、温度模块、湿度模块、LCD液晶显示屏初始化，程序进入循环检测状态，响应TC35模块和按键的输入，响应后对系统进行相应的处理。
4.2 GSM模块的程序设计
GSM模块与手机之间使用AT指令集作为通信协议。用AT命令设置TC35的参数时，必须先要将命令写入串口，然后通过读取串口的应答数据来判断是否成功。
4.2.1 设置发送模式
短消息收发时，必须要用AT命令设置TC35的发送和接收模式。在收发短消息时，必须按照设置的模式对发送和接收的数据进行相应编码和解码。其中，设置PDU模式的命令为“AT+CMGF=1 回车”。
图2 单片机程序的结构4.2.2 设置服务中心号码
根据前面介绍短消息收发技术原理，短消息的传输总是由处于GSM外部的短消息服务中心进行中继。每个消息有自己的目的地或起源地，但只与用户和SMSC有关，因此要根据SIM卡的营运商设置相应的服务中心。如设置徐州联通公司服务中心的命令是， “AT+CSCA=008613010350500 回车”。
4.2.3 短消息发送
在短消息发送时，使用以下命令将短信发出去：
at＋cmgf＝1 回车
at＋csmp＝17，167，0，0 回车
at＋cscs＝gsm 回车
at＋cmgs＝手机号码 回车
输入短信内容(text格式)＋^Z
(注：“Ctrl+Z” ASCII值为26，即1AH)
5 结 语
该设计以GSM无线通信技术为基础，设计了一套应用于蔬菜温室大棚卷帘机的控制器，通过短信方式控制卷帘机的升降，在国内尚属首次。该控制器控制方便，安全可靠，可广泛应用于现代农业；也可经过改进应用于其他农业或工业控制，具有巨大的二次开发价值。
参 考 文 献
［1］ 郑文刚，赵春江，王纪华.温室智能控制的研究进展［J］.农业网络信息，2004(2)：8-11.
［2］ 蒋峰，韩先花，贺超英.温室远程控制系统的研究［J］.农机化研究，2009，31(8)：87-89.
［3］ 刘轲，潘良晋.基于西门子TC35的GSM远程的温度/湿度测控系统的设计［J］.科技资讯，2010(15)：70.
［4］ Siemens. TC35i hardware interface description（Version 01.30） [R] Germany: Siemens, 2003.
［5］ 梅创社.基于GSM手机模块在车载防盗中的应用研究［J］.计算机应用与软件，2007，24(5):124-125.
［6］ 张洪才,崔敬谦,刘新民.改进型上拉式温室大棚卷帘机［J］.农业知识：瓜果菜,2009(6)：50-51.
［7］ 李久余.遥控式日光温室卷帘机的研制［J］.农业开发与装备,2010(4):17.
［8］ 郑锋,王巧芝,孙西瑞.温室大棚自动控制系统的设计［J］.农机科技与信息,2008(1):47.
远程控制系统范文6
【关键词】水利工程；自动化远程控制系统；应用；分析
一、水利工程自动化远程控制系统的特点以及部分问题分析
水利工程自动化远程控制系统的应用在减少水利运行管理人员的工作量，改善运行环境以及提升管理效率与质量等方面发挥了积极的作用。
（一）监控视频的传输
在水利工程自动化远程控制系统中，监控系统占据着重要位置，有效保障了水利工程运行的可视化。监控系统的设备选择关系到视频信号的传输质量以及传输的稳定性。当前，在监控系统中，使用同轴电缆、双绞线以及光纤进行图像信号的传输工作，并在应用中取得了不错的效果[1]。同时，同轴电缆所具有的经济性、可靠性以及铺设相对简单等优势在监控系统中发挥了独特作用。但是，同轴电缆只能在近距离进行图像信号的传输，并且只能在小范围的监控系统中应用。其重要的原因在于信号在同轴电缆中传输时，发生衰减除了自身的频率因素之外还与传输的距离有很大的关系。因此，传输距离成为制约图像质量提升的最大阻碍。水利工程监控系统中通常都会采用双绞线视频传输设备进行信号传输上的补充。在使用过程中，控制好双绞线视频传输设备的信号就能够有效保障图像的质量。同时，双绞线视频传输设备以其较强的抗干扰性以及经济性等特点，有效解决了同轴电缆的缺点。但是，如果进行长距离的图像传输，还是需要用到光纤。光纤所具有的传输容量大、速度快、稳定性强等特点，有效保障了水利工程监控系统的图像传输质量。
（二）水利工程自动化远程控制系统的延时处理
水利远程自动控制系统受多种因素的影响，使得信息从水利工程所在地到达控制系统传输延时有着很大的差别。其中，主要影响因素有网络传输协议、网络流量以及网络拓扑结构等等。由于远程控制系统必须依赖于网络技术，在操作人员进行远程控制的过程中，其所在的控制站点即是因特网上的一个站点。在进行实际控制过程中，站点到水利控制现场需要经过一系列的传输链路以及网络节点。并且，在很多情况下，无法准确预测控制命令以及现场所采集到的信息在网络上传输过程中所需花费的具体时间。因此，实际使用过程中，就无法对水利工程的现场进行实时的监控，使得远程控制系统的实际功能受到限制。通常工程师通过网络技术对传输数据进行压缩处理、提升信息的传输质量等手段之外，目前还是没有较好的方法。水利工程远程控制过程中，网络的不稳定性的原因是多方面的，网络供应商、同一时段的网络流量以及其他自然因素都会影响到网络信号的正常传输。
（三）水利工程远程控制系统的网络安全
当前，网络中所存在的不安全因素较多，其中网络黑客以及网络病毒对水利工程控制系统影响较大[2]。网络安全问题关系到水利工程远程控制系统的有效运行，一旦出现问题将会造成巨大损失的同时对水利工程维护人员的人身安全造成威胁。在事关国家安全上的水利工程更需要在网络安全上提供更多的保障，否则水利工程远程控制系统的实际意义也就大打折扣。因此，网路安全要求保障水利工程利益方的信息安全，包括在信息传输、信息储存等过程的安全性，避免不法人员利用网路技术对水利工程的信息进行窃取、修改等违法行为。因此，工程师要加强在网络访问人员的身份认证，加强对访问权限的控制；加强对访问人员的网络行为的跟踪，对网络关键部分的访问行为进行实时在线监测；充分利用互联网上的优势地位，保障用户的漫游权限，从而有利于水利工程自动化远程控制系统的网络安全。
二、水利工程自动化远程控制系统具体应用分析
（一）实现对水利工程的远程控制
水利工程自动化远程控制系统最大技术特点在于能够对水利工程的现场实现无人值班与办公，依托于Internet实现对水利工程的远程控制。通过控制系统的计算机网络技术对水利工程中的重要设备实现远程控制，例如对泵站机组的启停、闸门的开闭以及对水利工程现场的信息采集。远程控制系统在很大程度上节约了人力成本，降低了水利工程的造价。同时，对于水利工程现场的管理人员的人身安全也提供了有利的保障。
（二）实现对水利工程的远程监督
远程控制系统对水利工程的运行参数以及运行状态能够进行实时监测，通过将网络信息传输至控制系统，从而控制系统的管理人员就可以进行分析与处理。其中，起到关键作用的是远程监控系统，利用安装在水利工程现场的摄像头等监控设备实现对水利工程中的重点设备进行监督，从而能够及时发现问题，并依据相关标准进行有效处理[3]。监控系统是实现远程控制的关键组成部分，因此，在进行监控系统的安装过程中，应该提升监控设备的运行质量，提升图像信息的传输质量。
（三）实现对水利工程的远程自我故障预测与诊断
水利工程自动化远程控制系统所监测到的故障主要分为两种，分别是控制系统的故障以及水利工程运行设备的故障。针对自身所发生的故障，系统可以自行进行故障信息的收集，并将信息及时传输至控制系统的管理人员手中，从而管理人员可以针对故障进行进一步分析，交由故障处理人员进行处理。针对水利工程设备所发生的故障，就需要相关的水利专家根据系统所采集的信息进行系统化的分析，并确定故障的影响范围，进而对设备进行维修。
（四）实现对水利工程的远程调试
远程控制系统的调试针对于新建并投入运行的新设备而言，针对投入的新设备的运行状况进行信息数据的采集工作，并进行及时的反馈，从而帮助有关专家对新设备进行评估，从而对设备进行调试，从而使系统的运行达到最佳状态。另外，水利工程设备运行到一段周期后，运行状态就会发生偏差，因此就需要进行及时的设备调试。远程调试同样基于计算机信息技术，控制中心管理人员根据反馈回来的设备运行参数，从而根据有关标准调试命令，并修改运行参数，从而实现对设备的有效调试。远程控制系统还可以实现对调试过程的数据记录，以方便于管理人员对设备运行进行数据模型的建立，从而对设备的运行寿命以及运行效果进行分析，以利于整个水利工程的有效运行。
结语：
水利工程自动化远程控制系统对于水利工程的安全、高效、稳定运行具有重要作用，并且对于水利工程的维护工作提供重要的数据支持。同时，水利工程自动化远程控制系统对于区域内的水资源进行科学调度，解决区域内的水资源分布不均具有重要的作用。另外，也必须清晰的认识到当前的水利工程自动化远程控制系统在应用中出现了很多问题，需要研究人员继续进行探索与创新，完善控制系统，更好地为水利工程服务。
参考文献
[1]张蠡，倪晓峰.浅谈水利工程自动化系统故障的排除方法[J].江苏水利，2009，（8）：22-24.
