几种远程控制系统的应用研究

摘 要：本文对几种远程监控的系统进行了研究。综合对比了几种系统的实现架构，应用场合及未来发展前景。

关键词：远程控制 物联网 Internet 智能家居

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（b）-0024-02

1 基于程控电话的远程控制系统

1.1 引言

随着信息事业的不断发展，我国的信息事业也在不断的发展，并且通信基础设施也在日益完善，而移动电话用户与固定电话用户的总人数已经达到2亿之多。要实现基于公用电话交换网PSTN的运程监控电话系统，就需要利用现有的个人通信终端来进行，具有广泛的使用价值和可推广的市场潜力，是智能家庭建设的重要组成部分。

基于程控电话家电远程控制系统实现的功能是通过电话按键远程对相应的家用电器的进行开关操控，同时当家里发生危险的时候（包括温度过高，湿度过高，有人闯入，失火）自动拨打户主的电话号码并在接通后通知户主危险情况。

这样的系统可以进行现场设备的控制、环境监测及报警，利用电话包括移动电话作为发出控制命令和接收监测信息的终端设备，可以选择单片机作为处理器，主要组成部分为：单片机构的成为主控的部分，其主要是进行信息的处理，并且接受外部操作指令，来形成各种控制的信号，从而完成对相应的继电器的控制。DTMF调制解调芯片用于将数据转换成适宜于电话线路及常规电话通信终端设备宜于收发处理的信号；摘挂机电路用于常规电话线路响铃及应答操作；一般采用MITEL公司的DTMF收发器MT88系列芯片作为电话双音多频的解码核心。使用语音芯片ISD系列的芯片或者其他语言芯片输出提示及报警语音。基本框架如图1所示。

1.2 基于GSM及GPRS的无线远程监控系统

基于GSM或者GPRS的无线远程监控系统架构（图2）相对于基于PSTN的来说只是传输介质及应用终端不一样，其他都相似。使用手机来操控更加便利，但是受限于移动电信网络稳定性的影响，安全性及可靠性远没有PSTN高。

2 基于Internet的网络远程监控系统

2.1 工业现场监控系统简介

基于Internet和Profibus总线的远程监控系统是通过现场总线得到工业现场的实时数据，然后通过现场的嵌入式设备将数据信息保存，并建立Web服务器，接入Internet，在本地通过浏览器就可以查看现场状态数据并进行控制操作。基于嵌入式的远程监控系统为企业建立了一个通用和开放的自动化管理控制平台。随着计算机、网络通信和Internet 技术的飞速发展和不断进步，远程监控系统在家庭和工业等多个领域得到越来越广泛的应用，而将基于现场总线的嵌入式系统接入Internet，利用嵌入式系统作为中间件实现对现场设备的远程监测和控制，已成为人们越来越关注的研究课题。

2.2 工业现场监控系统的实现

网络远程监控就是在原来的计算机监控系统的基础上，在被监控对象和控制端口之间加入通信网络，从而使本地计算机通过网络系统实现对远端生产过程的监督与控制的技术实现[1]，能够实现远程监控的计算机软硬件系统称为远程监控系统。

由于现场总线技术的不断发展，所以通常形式下的远程监控系统的实现也选择现场总线作为数据采集的基础，主要方式为将现场总线系统的数据进行转化并通过以太网传输到远程终端。

基于Web的远程监控技术实现简单，对于监控方的要求低，只要监控方能够接入Internet网络，通过普通浏览器即可实现远程监控。这样的系统可以通过嵌入式设备将现场总线采集的数据进行相应转换，并实现Web服务器的功能，实时地反馈现场情况，远端只要接入Internet，通过浏览器即可查看现场数据。

为了有效控制生产过程，需要对现场生产设备等进行实时监控。即监视其工作状态并进行相应控制。监控可以分为本地监控和远程监控。本地监控需要相应工作人员守护现场，而对于较大的分布广泛的系统，就会需要较多的人力物力。远程监控则不要求技术人员到达现场，现场设备的工作状态只要通过某种方式采集上来并适时地传送到技术人员的监控端就可完成监控，通过这种方式能够节约人力物力，有效减少企业对于现场设备的维护成本，而且对于较大的分布广泛的工业现场也能够达到有效监控。这种系统主要针对以Profibus总线连接的现场设备的状态进行远程监控，以方便技术支持人员的工作。主要监控内容包括两个方面：一是系统本身的工作状态的监控，比如RS485终端电阻的状态，有没有接合；现场设备参数化状态，是否成功；现场设备配置状态，是否成功等等。二是系统工作对象的状态的监控，比如用户数据是否出现异常超温，超压等等。

2.3 系统总体架构图

系统的总体结构如图3所示。

从图中可以看出，整个系统由现场总线系统部分、嵌入式设备和客户端三部分组成。嵌入式设备（或者叫做网关）起到连接PROFIBUS 系统和客户端的作用，嵌入式设备通过有线（本地以太网）和无线（GPRS）两种方式接入Internet，而客户端通过浏览器来查看现场状态。嵌入式设备实时采集并储存PROFIBUS 系统的状态信息，并具有Web服务器的功能，当远程客户端通过浏览器访问的时候，就会将PROFIBUS 系统的实时状态信息反馈给用户，实现远程监控的功能，同时还将能够给技术支持人员发送短信及邮件。通过浏览器能够清楚地查看现场设备的工作状态。如4所示。

3 智能家居远程监控系统简介

作为物联网的一种重要应用，通过Internet远程访问由信息家电组成的局域网已成为未来家庭的一个重要标志[1]。自2009年被确立为国家五大新兴战略性产业之一以来，物联网以其广泛的应用前景，在中国受到了全社会的极大关注。据权威机构统计分析，物物通信的数量将会是现在互联网通信节点数量总和的30倍以上[2]。信息家电系统作为物联网的一种重要应用，有着巨大的商业潜在价值。

3.1 智能家居远程监控系统的实现

随着嵌入式处理技术的不断发展，未来越来越多的家电设备都会具备信息处理及联网的功能，这就为智能家电及家电远程控制准备了条件。信息家电远程控制系统是一种应用计算机网络技术、通信技术和远程监控技术来实现智能家居及远程监控的系统。用户可以通过远程访问系统，实现对家电的统一管理。远程控制端既可以是手机也可以是电脑，或者任何可以接入互联网的设备。在家里设置一个终端设备即智能家居控制设备，可以接入互联网，同时能够与家里的智能家居通信并进行控制。

3.2 系统架构

智能家居远程监控系统整体框架如图4所示。

用户可以通过笔记本电脑或者手机等任何可以接入Internet的设备接入互联网并访问相应的网站，打开相应的网页就可以看到智能家电的状态并进行操控。在家里设置智能家居控制设备，能够接入Internet网并提供Web功能，向下通过ZigBee方式和各种智能家电通信。

4 结语

本文共论述了3种远程控制的实现方式，也是随着通信技术、网络技术、计算机技术的不断发展而发展起来远程控制方式。随着未来物联网的不断发展，相信远程控制将更加普及，不断应用到我们的生产生活中。

参考文献

[1] 胡元晖，陈俊杰，李海芳.基于IPv6的信息家电远程控制系统的设计与实现[J].电脑开发与应用.

[2] 国务院发展研究中心技术经济研究部.物联网：影响未来[M].中国发展出版社.

[3] 张文东.程控数字交换技术原理[M].

[4] 韦丽华.基于语音的微机控制报警器[J].辽宁师范大学学报：自然科学版.

[5] 刘威，袁小平.基于电话线的远程报警器的设计[J].通信技术与应用.

[6] 基于ZigBee的智能家居安全监控系统研究[J].机电工程，2009，1.