幾種遠程控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究

鮑東升

摘 要：本文對幾種遠程監(jiān)控的系統(tǒng)進行了研究。綜合對比了幾種系統(tǒng)的實現(xiàn)架構(gòu)，應(yīng)用場合及未來發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：遠程控制 物聯(lián)網(wǎng) Internet 智能家居

中圖分類號：TP3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0024-02

1 基于程控電話的遠程控制系統(tǒng)

1.1 引言

隨著信息事業(yè)的不斷發(fā)展，我國的信息事業(yè)也在不斷的發(fā)展，并且通信基礎(chǔ)設(shè)施也在日益完善，而移動電話用戶與固定電話用戶的總?cè)藬?shù)已經(jīng)達到2億之多。要實現(xiàn)基于公用電話交換網(wǎng)PSTN的運程監(jiān)控電話系統(tǒng)，就需要利用現(xiàn)有的個人通信終端來進行，具有廣泛的使用價值和可推廣的市場潛力，是智能家庭建設(shè)的重要組成部分。

基于程控電話家電遠程控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是通過電話按鍵遠程對相應(yīng)的家用電器的進行開關(guān)操控，同時當(dāng)家里發(fā)生危險的時候（包括溫度過高，濕度過高，有人闖入，失火）自動撥打戶主的電話號碼并在接通后通知戶主危險情況。

這樣的系統(tǒng)可以進行現(xiàn)場設(shè)備的控制、環(huán)境監(jiān)測及報警，利用電話包括移動電話作為發(fā)出控制命令和接收監(jiān)測信息的終端設(shè)備，可以選擇單片機作為處理器，主要組成部分為：單片機構(gòu)的成為主控的部分，其主要是進行信息的處理，并且接受外部操作指令，來形成各種控制的信號，從而完成對相應(yīng)的繼電器的控制。DTMF調(diào)制解調(diào)芯片用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適宜于電話線路及常規(guī)電話通信終端設(shè)備宜于收發(fā)處理的信號；摘掛機電路用于常規(guī)電話線路響鈴及應(yīng)答操作；一般采用MITEL公司的DTMF收發(fā)器MT88系列芯片作為電話雙音多頻的解碼核心。使用語音芯片ISD系列的芯片或者其他語言芯片輸出提示及報警語音?；究蚣苋鐖D1所示。

1.2 基于GSM及GPRS的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)

基于GSM或者GPRS的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)（圖2）相對于基于PSTN的來說只是傳輸介質(zhì)及應(yīng)用終端不一樣，其他都相似。使用手機來操控更加便利，但是受限于移動電信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響，安全性及可靠性遠沒有PSTN高。

2 基于Internet的網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)簡介

基于Internet和Profibus總線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)是通過現(xiàn)場總線得到工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，然后通過現(xiàn)場的嵌入式設(shè)備將數(shù)據(jù)信息保存，并建立Web服務(wù)器，接入Internet，在本地通過瀏覽器就可以查看現(xiàn)場狀態(tài)數(shù)據(jù)并進行控制操作。基于嵌入式的遠程監(jiān)控系統(tǒng)為企業(yè)建立了一個通用和開放的自動化管理控制平臺。隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)通信和Internet 技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷進步，遠程監(jiān)控系統(tǒng)在家庭和工業(yè)等多個領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，而將基于現(xiàn)場總線的嵌入式系統(tǒng)接入Internet，利用嵌入式系統(tǒng)作為中間件實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠程監(jiān)測和控制，已成為人們越來越關(guān)注的研究課題。

2.2 工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控就是在原來的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在被監(jiān)控對象和控制端口之間加入通信網(wǎng)絡(luò)，從而使本地計算機通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)對遠端生產(chǎn)過程的監(jiān)督與控制的技術(shù)實現(xiàn)[1]，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控的計算機軟硬件系統(tǒng)稱為遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

由于現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷發(fā)展，所以通常形式下的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)也選擇現(xiàn)場總線作為數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)，主要方式為將現(xiàn)場總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化并通過以太網(wǎng)傳輸?shù)竭h程終端。

基于Web的遠程監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)簡單，對于監(jiān)控方的要求低，只要監(jiān)控方能夠接入Internet網(wǎng)絡(luò)，通過普通瀏覽器即可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。這樣的系統(tǒng)可以通過嵌入式設(shè)備將現(xiàn)場總線采集的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，并實現(xiàn)Web服務(wù)器的功能，實時地反饋現(xiàn)場情況，遠端只要接入Internet，通過瀏覽器即可查看現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

為了有效控制生產(chǎn)過程，需要對現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備等進行實時監(jiān)控。即監(jiān)視其工作狀態(tài)并進行相應(yīng)控制。監(jiān)控可以分為本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控。本地監(jiān)控需要相應(yīng)工作人員守護現(xiàn)場，而對于較大的分布廣泛的系統(tǒng)，就會需要較多的人力物力。遠程監(jiān)控則不要求技術(shù)人員到達現(xiàn)場，現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)只要通過某種方式采集上來并適時地傳送到技術(shù)人員的監(jiān)控端就可完成監(jiān)控，通過這種方式能夠節(jié)約人力物力，有效減少企業(yè)對于現(xiàn)場設(shè)備的維護成本，而且對于較大的分布廣泛的工業(yè)現(xiàn)場也能夠達到有效監(jiān)控。這種系統(tǒng)主要針對以Profibus總線連接的現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)進行遠程監(jiān)控，以方便技術(shù)支持人員的工作。主要監(jiān)控內(nèi)容包括兩個方面：一是系統(tǒng)本身的工作狀態(tài)的監(jiān)控，比如RS485終端電阻的狀態(tài)，有沒有接合；現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)化狀態(tài)，是否成功；現(xiàn)場設(shè)備配置狀態(tài)，是否成功等等。二是系統(tǒng)工作對象的狀態(tài)的監(jiān)控，比如用戶數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)異常超溫，超壓等等。

2.3 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

從圖中可以看出，整個系統(tǒng)由現(xiàn)場總線系統(tǒng)部分、嵌入式設(shè)備和客戶端三部分組成。嵌入式設(shè)備（或者叫做網(wǎng)關(guān)）起到連接PROFIBUS 系統(tǒng)和客戶端的作用，嵌入式設(shè)備通過有線（本地以太網(wǎng)）和無線（GPRS）兩種方式接入Internet，而客戶端通過瀏覽器來查看現(xiàn)場狀態(tài)。嵌入式設(shè)備實時采集并儲存PROFIBUS 系統(tǒng)的狀態(tài)信息，并具有Web服務(wù)器的功能，當(dāng)遠程客戶端通過瀏覽器訪問的時候，就會將PROFIBUS 系統(tǒng)的實時狀態(tài)信息反饋給用戶，實現(xiàn)遠程監(jiān)控的功能，同時還將能夠給技術(shù)支持人員發(fā)送短信及郵件。通過瀏覽器能夠清楚地查看現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)。如4所示。

3 智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)簡介

作為物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應(yīng)用，通過Internet遠程訪問由信息家電組成的局域網(wǎng)已成為未來家庭的一個重要標(biāo)志[1]。自2009年被確立為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一以來，物聯(lián)網(wǎng)以其廣泛的應(yīng)用前景，在中國受到了全社會的極大關(guān)注。據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計分析，物物通信的數(shù)量將會是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)通信節(jié)點數(shù)量總和的30倍以上[2]。信息家電系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應(yīng)用，有著巨大的商業(yè)潛在價值。

3.1 智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

隨著嵌入式處理技術(shù)的不斷發(fā)展，未來越來越多的家電設(shè)備都會具備信息處理及聯(lián)網(wǎng)的功能，這就為智能家電及家電遠程控制準(zhǔn)備了條件。信息家電遠程控制系統(tǒng)是一種應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和遠程監(jiān)控技術(shù)來實現(xiàn)智能家居及遠程監(jiān)控的系統(tǒng)。用戶可以通過遠程訪問系統(tǒng)，實現(xiàn)對家電的統(tǒng)一管理。遠程控制端既可以是手機也可以是電腦，或者任何可以接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。在家里設(shè)置一個終端設(shè)備即智能家居控制設(shè)備，可以接入互聯(lián)網(wǎng)，同時能夠與家里的智能家居通信并進行控制。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)

智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)整體框架如圖4所示。

用戶可以通過筆記本電腦或者手機等任何可以接入Internet的設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)并訪問相應(yīng)的網(wǎng)站，打開相應(yīng)的網(wǎng)頁就可以看到智能家電的狀態(tài)并進行操控。在家里設(shè)置智能家居控制設(shè)備，能夠接入Internet網(wǎng)并提供Web功能，向下通過ZigBee方式和各種智能家電通信。

4 結(jié)語

本文共論述了3種遠程控制的實現(xiàn)方式，也是隨著通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展起來遠程控制方式。隨著未來物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，相信遠程控制將更加普及，不斷應(yīng)用到我們的生產(chǎn)生活中。

參考文獻

[1] 胡元暉，陳俊杰，李海芳.基于IPv6的信息家電遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用.

[2] 國務(wù)院發(fā)展研究中心技術(shù)經(jīng)濟研究部.物聯(lián)網(wǎng)：影響未來[M].中國發(fā)展出版社.

[3] 張文東.程控數(shù)字交換技術(shù)原理[M].

[4] 韋麗華.基于語音的微機控制報警器[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版.

[5] 劉威，袁小平.基于電話線的遠程報警器的設(shè)計[J].通信技術(shù)與應(yīng)用.

[6] 基于ZigBee的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].機電工程，2009，1.endprint

摘 要：本文對幾種遠程監(jiān)控的系統(tǒng)進行了研究。綜合對比了幾種系統(tǒng)的實現(xiàn)架構(gòu)，應(yīng)用場合及未來發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：遠程控制 物聯(lián)網(wǎng) Internet 智能家居

中圖分類號：TP3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0024-02

1 基于程控電話的遠程控制系統(tǒng)

1.1 引言

隨著信息事業(yè)的不斷發(fā)展，我國的信息事業(yè)也在不斷的發(fā)展，并且通信基礎(chǔ)設(shè)施也在日益完善，而移動電話用戶與固定電話用戶的總?cè)藬?shù)已經(jīng)達到2億之多。要實現(xiàn)基于公用電話交換網(wǎng)PSTN的運程監(jiān)控電話系統(tǒng)，就需要利用現(xiàn)有的個人通信終端來進行，具有廣泛的使用價值和可推廣的市場潛力，是智能家庭建設(shè)的重要組成部分。

基于程控電話家電遠程控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是通過電話按鍵遠程對相應(yīng)的家用電器的進行開關(guān)操控，同時當(dāng)家里發(fā)生危險的時候（包括溫度過高，濕度過高，有人闖入，失火）自動撥打戶主的電話號碼并在接通后通知戶主危險情況。

這樣的系統(tǒng)可以進行現(xiàn)場設(shè)備的控制、環(huán)境監(jiān)測及報警，利用電話包括移動電話作為發(fā)出控制命令和接收監(jiān)測信息的終端設(shè)備，可以選擇單片機作為處理器，主要組成部分為：單片機構(gòu)的成為主控的部分，其主要是進行信息的處理，并且接受外部操作指令，來形成各種控制的信號，從而完成對相應(yīng)的繼電器的控制。DTMF調(diào)制解調(diào)芯片用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適宜于電話線路及常規(guī)電話通信終端設(shè)備宜于收發(fā)處理的信號；摘掛機電路用于常規(guī)電話線路響鈴及應(yīng)答操作；一般采用MITEL公司的DTMF收發(fā)器MT88系列芯片作為電話雙音多頻的解碼核心。使用語音芯片ISD系列的芯片或者其他語言芯片輸出提示及報警語音。基本框架如圖1所示。

1.2 基于GSM及GPRS的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)

基于GSM或者GPRS的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)（圖2）相對于基于PSTN的來說只是傳輸介質(zhì)及應(yīng)用終端不一樣，其他都相似。使用手機來操控更加便利，但是受限于移動電信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響，安全性及可靠性遠沒有PSTN高。

2 基于Internet的網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)簡介

基于Internet和Profibus總線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)是通過現(xiàn)場總線得到工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，然后通過現(xiàn)場的嵌入式設(shè)備將數(shù)據(jù)信息保存，并建立Web服務(wù)器，接入Internet，在本地通過瀏覽器就可以查看現(xiàn)場狀態(tài)數(shù)據(jù)并進行控制操作?；谇度胧降倪h程監(jiān)控系統(tǒng)為企業(yè)建立了一個通用和開放的自動化管理控制平臺。隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)通信和Internet 技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷進步，遠程監(jiān)控系統(tǒng)在家庭和工業(yè)等多個領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，而將基于現(xiàn)場總線的嵌入式系統(tǒng)接入Internet，利用嵌入式系統(tǒng)作為中間件實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠程監(jiān)測和控制，已成為人們越來越關(guān)注的研究課題。

2.2 工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控就是在原來的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在被監(jiān)控對象和控制端口之間加入通信網(wǎng)絡(luò)，從而使本地計算機通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)對遠端生產(chǎn)過程的監(jiān)督與控制的技術(shù)實現(xiàn)[1]，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控的計算機軟硬件系統(tǒng)稱為遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

由于現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷發(fā)展，所以通常形式下的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)也選擇現(xiàn)場總線作為數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)，主要方式為將現(xiàn)場總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化并通過以太網(wǎng)傳輸?shù)竭h程終端。

基于Web的遠程監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)簡單，對于監(jiān)控方的要求低，只要監(jiān)控方能夠接入Internet網(wǎng)絡(luò)，通過普通瀏覽器即可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。這樣的系統(tǒng)可以通過嵌入式設(shè)備將現(xiàn)場總線采集的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，并實現(xiàn)Web服務(wù)器的功能，實時地反饋現(xiàn)場情況，遠端只要接入Internet，通過瀏覽器即可查看現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

為了有效控制生產(chǎn)過程，需要對現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備等進行實時監(jiān)控。即監(jiān)視其工作狀態(tài)并進行相應(yīng)控制。監(jiān)控可以分為本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控。本地監(jiān)控需要相應(yīng)工作人員守護現(xiàn)場，而對于較大的分布廣泛的系統(tǒng)，就會需要較多的人力物力。遠程監(jiān)控則不要求技術(shù)人員到達現(xiàn)場，現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)只要通過某種方式采集上來并適時地傳送到技術(shù)人員的監(jiān)控端就可完成監(jiān)控，通過這種方式能夠節(jié)約人力物力，有效減少企業(yè)對于現(xiàn)場設(shè)備的維護成本，而且對于較大的分布廣泛的工業(yè)現(xiàn)場也能夠達到有效監(jiān)控。這種系統(tǒng)主要針對以Profibus總線連接的現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)進行遠程監(jiān)控，以方便技術(shù)支持人員的工作。主要監(jiān)控內(nèi)容包括兩個方面：一是系統(tǒng)本身的工作狀態(tài)的監(jiān)控，比如RS485終端電阻的狀態(tài)，有沒有接合；現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)化狀態(tài)，是否成功；現(xiàn)場設(shè)備配置狀態(tài)，是否成功等等。二是系統(tǒng)工作對象的狀態(tài)的監(jiān)控，比如用戶數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)異常超溫，超壓等等。

2.3 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

從圖中可以看出，整個系統(tǒng)由現(xiàn)場總線系統(tǒng)部分、嵌入式設(shè)備和客戶端三部分組成。嵌入式設(shè)備（或者叫做網(wǎng)關(guān)）起到連接PROFIBUS 系統(tǒng)和客戶端的作用，嵌入式設(shè)備通過有線（本地以太網(wǎng)）和無線（GPRS）兩種方式接入Internet，而客戶端通過瀏覽器來查看現(xiàn)場狀態(tài)。嵌入式設(shè)備實時采集并儲存PROFIBUS 系統(tǒng)的狀態(tài)信息，并具有Web服務(wù)器的功能，當(dāng)遠程客戶端通過瀏覽器訪問的時候，就會將PROFIBUS 系統(tǒng)的實時狀態(tài)信息反饋給用戶，實現(xiàn)遠程監(jiān)控的功能，同時還將能夠給技術(shù)支持人員發(fā)送短信及郵件。通過瀏覽器能夠清楚地查看現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)。如4所示。

3 智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)簡介

作為物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應(yīng)用，通過Internet遠程訪問由信息家電組成的局域網(wǎng)已成為未來家庭的一個重要標(biāo)志[1]。自2009年被確立為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一以來，物聯(lián)網(wǎng)以其廣泛的應(yīng)用前景，在中國受到了全社會的極大關(guān)注。據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計分析，物物通信的數(shù)量將會是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)通信節(jié)點數(shù)量總和的30倍以上[2]。信息家電系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應(yīng)用，有著巨大的商業(yè)潛在價值。

3.1 智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

隨著嵌入式處理技術(shù)的不斷發(fā)展，未來越來越多的家電設(shè)備都會具備信息處理及聯(lián)網(wǎng)的功能，這就為智能家電及家電遠程控制準(zhǔn)備了條件。信息家電遠程控制系統(tǒng)是一種應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和遠程監(jiān)控技術(shù)來實現(xiàn)智能家居及遠程監(jiān)控的系統(tǒng)。用戶可以通過遠程訪問系統(tǒng)，實現(xiàn)對家電的統(tǒng)一管理。遠程控制端既可以是手機也可以是電腦，或者任何可以接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。在家里設(shè)置一個終端設(shè)備即智能家居控制設(shè)備，可以接入互聯(lián)網(wǎng)，同時能夠與家里的智能家居通信并進行控制。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)

智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)整體框架如圖4所示。

用戶可以通過筆記本電腦或者手機等任何可以接入Internet的設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)并訪問相應(yīng)的網(wǎng)站，打開相應(yīng)的網(wǎng)頁就可以看到智能家電的狀態(tài)并進行操控。在家里設(shè)置智能家居控制設(shè)備，能夠接入Internet網(wǎng)并提供Web功能，向下通過ZigBee方式和各種智能家電通信。

4 結(jié)語

本文共論述了3種遠程控制的實現(xiàn)方式，也是隨著通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展起來遠程控制方式。隨著未來物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，相信遠程控制將更加普及，不斷應(yīng)用到我們的生產(chǎn)生活中。

參考文獻

[1] 胡元暉，陳俊杰，李海芳.基于IPv6的信息家電遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用.

[2] 國務(wù)院發(fā)展研究中心技術(shù)經(jīng)濟研究部.物聯(lián)網(wǎng)：影響未來[M].中國發(fā)展出版社.

[3] 張文東.程控數(shù)字交換技術(shù)原理[M].

[4] 韋麗華.基于語音的微機控制報警器[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版.

[5] 劉威，袁小平.基于電話線的遠程報警器的設(shè)計[J].通信技術(shù)與應(yīng)用.

[6] 基于ZigBee的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].機電工程，2009，1.endprint

摘 要：本文對幾種遠程監(jiān)控的系統(tǒng)進行了研究。綜合對比了幾種系統(tǒng)的實現(xiàn)架構(gòu)，應(yīng)用場合及未來發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：遠程控制 物聯(lián)網(wǎng) Internet 智能家居

中圖分類號：TP3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）08（b）-0024-02

1 基于程控電話的遠程控制系統(tǒng)

1.1 引言

隨著信息事業(yè)的不斷發(fā)展，我國的信息事業(yè)也在不斷的發(fā)展，并且通信基礎(chǔ)設(shè)施也在日益完善，而移動電話用戶與固定電話用戶的總?cè)藬?shù)已經(jīng)達到2億之多。要實現(xiàn)基于公用電話交換網(wǎng)PSTN的運程監(jiān)控電話系統(tǒng)，就需要利用現(xiàn)有的個人通信終端來進行，具有廣泛的使用價值和可推廣的市場潛力，是智能家庭建設(shè)的重要組成部分。

基于程控電話家電遠程控制系統(tǒng)實現(xiàn)的功能是通過電話按鍵遠程對相應(yīng)的家用電器的進行開關(guān)操控，同時當(dāng)家里發(fā)生危險的時候（包括溫度過高，濕度過高，有人闖入，失火）自動撥打戶主的電話號碼并在接通后通知戶主危險情況。

這樣的系統(tǒng)可以進行現(xiàn)場設(shè)備的控制、環(huán)境監(jiān)測及報警，利用電話包括移動電話作為發(fā)出控制命令和接收監(jiān)測信息的終端設(shè)備，可以選擇單片機作為處理器，主要組成部分為：單片機構(gòu)的成為主控的部分，其主要是進行信息的處理，并且接受外部操作指令，來形成各種控制的信號，從而完成對相應(yīng)的繼電器的控制。DTMF調(diào)制解調(diào)芯片用于將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適宜于電話線路及常規(guī)電話通信終端設(shè)備宜于收發(fā)處理的信號；摘掛機電路用于常規(guī)電話線路響鈴及應(yīng)答操作；一般采用MITEL公司的DTMF收發(fā)器MT88系列芯片作為電話雙音多頻的解碼核心。使用語音芯片ISD系列的芯片或者其他語言芯片輸出提示及報警語音?；究蚣苋鐖D1所示。

1.2 基于GSM及GPRS的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)

基于GSM或者GPRS的無線遠程監(jiān)控系統(tǒng)架構(gòu)（圖2）相對于基于PSTN的來說只是傳輸介質(zhì)及應(yīng)用終端不一樣，其他都相似。使用手機來操控更加便利，但是受限于移動電信網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的影響，安全性及可靠性遠沒有PSTN高。

2 基于Internet的網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)簡介

基于Internet和Profibus總線的遠程監(jiān)控系統(tǒng)是通過現(xiàn)場總線得到工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據(jù)，然后通過現(xiàn)場的嵌入式設(shè)備將數(shù)據(jù)信息保存，并建立Web服務(wù)器，接入Internet，在本地通過瀏覽器就可以查看現(xiàn)場狀態(tài)數(shù)據(jù)并進行控制操作?；谇度胧降倪h程監(jiān)控系統(tǒng)為企業(yè)建立了一個通用和開放的自動化管理控制平臺。隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)通信和Internet 技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷進步，遠程監(jiān)控系統(tǒng)在家庭和工業(yè)等多個領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，而將基于現(xiàn)場總線的嵌入式系統(tǒng)接入Internet，利用嵌入式系統(tǒng)作為中間件實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的遠程監(jiān)測和控制，已成為人們越來越關(guān)注的研究課題。

2.2 工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)遠程監(jiān)控就是在原來的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，在被監(jiān)控對象和控制端口之間加入通信網(wǎng)絡(luò)，從而使本地計算機通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實現(xiàn)對遠端生產(chǎn)過程的監(jiān)督與控制的技術(shù)實現(xiàn)[1]，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程監(jiān)控的計算機軟硬件系統(tǒng)稱為遠程監(jiān)控系統(tǒng)。

由于現(xiàn)場總線技術(shù)的不斷發(fā)展，所以通常形式下的遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)也選擇現(xiàn)場總線作為數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)，主要方式為將現(xiàn)場總線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化并通過以太網(wǎng)傳輸?shù)竭h程終端。

基于Web的遠程監(jiān)控技術(shù)實現(xiàn)簡單，對于監(jiān)控方的要求低，只要監(jiān)控方能夠接入Internet網(wǎng)絡(luò)，通過普通瀏覽器即可實現(xiàn)遠程監(jiān)控。這樣的系統(tǒng)可以通過嵌入式設(shè)備將現(xiàn)場總線采集的數(shù)據(jù)進行相應(yīng)轉(zhuǎn)換，并實現(xiàn)Web服務(wù)器的功能，實時地反饋現(xiàn)場情況，遠端只要接入Internet，通過瀏覽器即可查看現(xiàn)場數(shù)據(jù)。

為了有效控制生產(chǎn)過程，需要對現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備等進行實時監(jiān)控。即監(jiān)視其工作狀態(tài)并進行相應(yīng)控制。監(jiān)控可以分為本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控。本地監(jiān)控需要相應(yīng)工作人員守護現(xiàn)場，而對于較大的分布廣泛的系統(tǒng)，就會需要較多的人力物力。遠程監(jiān)控則不要求技術(shù)人員到達現(xiàn)場，現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)只要通過某種方式采集上來并適時地傳送到技術(shù)人員的監(jiān)控端就可完成監(jiān)控，通過這種方式能夠節(jié)約人力物力，有效減少企業(yè)對于現(xiàn)場設(shè)備的維護成本，而且對于較大的分布廣泛的工業(yè)現(xiàn)場也能夠達到有效監(jiān)控。這種系統(tǒng)主要針對以Profibus總線連接的現(xiàn)場設(shè)備的狀態(tài)進行遠程監(jiān)控，以方便技術(shù)支持人員的工作。主要監(jiān)控內(nèi)容包括兩個方面：一是系統(tǒng)本身的工作狀態(tài)的監(jiān)控，比如RS485終端電阻的狀態(tài)，有沒有接合；現(xiàn)場設(shè)備參數(shù)化狀態(tài)，是否成功；現(xiàn)場設(shè)備配置狀態(tài)，是否成功等等。二是系統(tǒng)工作對象的狀態(tài)的監(jiān)控，比如用戶數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)異常超溫，超壓等等。

2.3 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖3所示。

從圖中可以看出，整個系統(tǒng)由現(xiàn)場總線系統(tǒng)部分、嵌入式設(shè)備和客戶端三部分組成。嵌入式設(shè)備（或者叫做網(wǎng)關(guān)）起到連接PROFIBUS 系統(tǒng)和客戶端的作用，嵌入式設(shè)備通過有線（本地以太網(wǎng)）和無線（GPRS）兩種方式接入Internet，而客戶端通過瀏覽器來查看現(xiàn)場狀態(tài)。嵌入式設(shè)備實時采集并儲存PROFIBUS 系統(tǒng)的狀態(tài)信息，并具有Web服務(wù)器的功能，當(dāng)遠程客戶端通過瀏覽器訪問的時候，就會將PROFIBUS 系統(tǒng)的實時狀態(tài)信息反饋給用戶，實現(xiàn)遠程監(jiān)控的功能，同時還將能夠給技術(shù)支持人員發(fā)送短信及郵件。通過瀏覽器能夠清楚地查看現(xiàn)場設(shè)備的工作狀態(tài)。如4所示。

3 智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)簡介

作為物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應(yīng)用，通過Internet遠程訪問由信息家電組成的局域網(wǎng)已成為未來家庭的一個重要標(biāo)志[1]。自2009年被確立為國家五大新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一以來，物聯(lián)網(wǎng)以其廣泛的應(yīng)用前景，在中國受到了全社會的極大關(guān)注。據(jù)權(quán)威機構(gòu)統(tǒng)計分析，物物通信的數(shù)量將會是現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)通信節(jié)點數(shù)量總和的30倍以上[2]。信息家電系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)的一種重要應(yīng)用，有著巨大的商業(yè)潛在價值。

3.1 智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)

隨著嵌入式處理技術(shù)的不斷發(fā)展，未來越來越多的家電設(shè)備都會具備信息處理及聯(lián)網(wǎng)的功能，這就為智能家電及家電遠程控制準(zhǔn)備了條件。信息家電遠程控制系統(tǒng)是一種應(yīng)用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和遠程監(jiān)控技術(shù)來實現(xiàn)智能家居及遠程監(jiān)控的系統(tǒng)。用戶可以通過遠程訪問系統(tǒng)，實現(xiàn)對家電的統(tǒng)一管理。遠程控制端既可以是手機也可以是電腦，或者任何可以接入互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。在家里設(shè)置一個終端設(shè)備即智能家居控制設(shè)備，可以接入互聯(lián)網(wǎng)，同時能夠與家里的智能家居通信并進行控制。

3.2 系統(tǒng)架構(gòu)

智能家居遠程監(jiān)控系統(tǒng)整體框架如圖4所示。

用戶可以通過筆記本電腦或者手機等任何可以接入Internet的設(shè)備接入互聯(lián)網(wǎng)并訪問相應(yīng)的網(wǎng)站，打開相應(yīng)的網(wǎng)頁就可以看到智能家電的狀態(tài)并進行操控。在家里設(shè)置智能家居控制設(shè)備，能夠接入Internet網(wǎng)并提供Web功能，向下通過ZigBee方式和各種智能家電通信。

4 結(jié)語

本文共論述了3種遠程控制的實現(xiàn)方式，也是隨著通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)的不斷發(fā)展而發(fā)展起來遠程控制方式。隨著未來物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，相信遠程控制將更加普及，不斷應(yīng)用到我們的生產(chǎn)生活中。

參考文獻

[1] 胡元暉，陳俊杰，李海芳.基于IPv6的信息家電遠程控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦開發(fā)與應(yīng)用.

[2] 國務(wù)院發(fā)展研究中心技術(shù)經(jīng)濟研究部.物聯(lián)網(wǎng)：影響未來[M].中國發(fā)展出版社.

[3] 張文東.程控數(shù)字交換技術(shù)原理[M].

[4] 韋麗華.基于語音的微機控制報警器[J].遼寧師范大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版.

[5] 劉威，袁小平.基于電話線的遠程報警器的設(shè)計[J].通信技術(shù)與應(yīng)用.

[6] 基于ZigBee的智能家居安全監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].機電工程，2009，1.endprint