OpenWRT路由器智能家居控制系统设计单片机学习型红外遥控 -

硬件方面，本系统以HG255D路由器为载体，通过基于路由器的嵌入式软件开发，实现了一种超低成本的智能家居联网控制解决方案。本系统由控制板、学习型遥控板和刷入OpenWRT系统的路由器组成，其中控制板采用了STC12C5A60S2单片机作为控制核心，学习型红外遥控板采用了两个STC15F104E单片机为红外信号学习和发射的主控芯片。通过1838T红外接收头学习家用遥控器红外波形，通过两路红外发射管发射学习来的红外遥控信号。

软件方面，通过向OpenWrt系统移植PL2303-USB转串口芯片驱动实现了单片机向路由器的实时数据传输，通过Linux系统下交叉编译编写了OpenWrt系统下的串口数据处理程序，通过向OpenWrt系统移植boa(开源的嵌入式WEB服务器，支持CGI)实现了基于路由器的WEB服务器，然后以直观的控制网页呈现给用户。控制信号通过CGI程序发送给控制板，由控制板上的单片机直接控制8继电器开关的通断或者学习型红外遥控板发射红外遥控信号或者学习信号。

1.1.1项目背景

物联网兴起，热潮澎湃，但对于国内的大多数人来说，对物联网的理解还是停留在一纸空文的状态。在物联网众多的应用领域中，智能家居成为物联网最接近百姓的产物，因为它是和人们的起居生活息息相关的，能够为他们带来便捷舒适的生活体验。但是市场上的智能家居类产品价格太过高昂，很难普及，而且系统结构复杂，可维护型差。

1.1.2设计目的

用一套低廉的硬件、以及尽可能低的成本实现智能家居控制系统，同时具备可裁剪、可扩展的特性。所以，本系统的设计目的为实现一个超低成本智能家居联网控制的基本框架。

1.1.3 OpenWRT系统简介

OpenWrt是适合于嵌入式设备的一个Linux发行版。相对原厂固件而言，OpenWrt不是一个单一、静态的固件，而是提供了一个可添加软件包的可写的文件系统。这使用户可以自由的选择应用程序和配置，而不必受设备提供商的限制，并且可以使用一些适合某方面应用的软件包来定制你的设备。对于开发者来说，OpenWrt是一个框架，开发者不必麻烦的构建整个固件就能得到想要的应用程序；对于用户来说，这意味着完全定制的能力，与以往不同的方式使用设备。

OpenWRT主页：http://openwrt.org

1.1.4 HG255D路由器简介

HG255D是华为出品的由电信定制的光纤宽带用的路由器。在电信用户中是相当普及的一块路由器，因其16MB的Flash和384MHz的mips处理器，成为了OpenWRT系统理想的载体。而且带有USB接口，扩展性得以极大地提高。

HG255D路由器硬件规格：

Architecture: MIPS

Vendor: ChinaTelecom/HuaWei

Bootloader: U-boot-1.1.4

System-On-Chip: Ralink RT3052

CPU Speed: 384 Mhz

Flash-Chip: S29GL128P

Flash size: 16MiB

Wireless: Ralinl APSoC RT2860 b/g/n 2T2R (integrated)

Ethernet: Integrated 6 Port Fast Ethernet Switch

USB: Yes (1 Port)

1.2 设计方案

1.2.1控制板部分

分为控制板和学习型红外遥控板两部分，控制板使用STC12C5A60S2为主控芯片，直接控制着8路继电器开关，每个继电器都配有独立接线端子和通断指示灯，指示灯亮表示接通状态。学习型红外遥控板采用了两个STC15F104E单片机为红外信号学习和发射的主控芯片，通过1838T红外接收头学习家用遥控器红外波形，通过两路红外发射管发射学习来的红外遥控信号。

1.2.2路由器部分

通过向OpenWrt系统移植PL2303-USB转串口芯片驱动实现了单片机向路由器的实时数据传输，通过Linux系统下交叉编译编写了OpenWrt系统下的串口数据处理程序，通过向OpenWrt系统移植boa(开源的嵌入式WEB服务器，支持CGI)实现了基于路由器的WEB服务器，然后以直观的控制网页呈现给用户。控制信号通过串口处理程序发送给控制板，由控制板上的单片机直接控制8继电器开关的通断或者学习型红外遥控板发射红外遥控信号或者学习信号。

1.2.3 WEB控制界面

2硬件电路介绍

硬件电路分为控制板和学习型红外遥控板两部分。

控制板：STC12C5A60S2基本电路、继电器驱动电路、继电器指示灯电路。

学习型红外遥控板：STC15F104E基本电路、1838T红外信号接收电路、红外发射管发射电路、74HC138对8路按键的控制电路。

具体电路请参考附录原理图部分。

2.1 STC12C5A60s2单片机介绍

STC12C5A60s2单片机是STC生产的单时钟/机器周期1T的单片机，是高速、低功耗、抗干扰的新一代8051单片机，指令代码兼容传统的8051，单速度快8-12倍。片上集成1280字节RAM、60K的FLASH，通用IO口40个，内置EEPROM功能，有4个16位定时器。由于价格低廉、性能较好，成为了本系统的首选。

2.2 STC15F104E单片机介绍

STC15F104E单片机是STC生产的单时钟/机器周期1T的单片机，是高速、低功耗、抗干扰的新一代8051单片机，指令代码兼容传统的8051，单速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟，可省掉外部晶振，内部高可靠复位，可省掉外部复位电路。片上集成128字节RAM、6K的FLASH，通用IO口6个，内置EEPROM（1KB）功能，有2个16位定时器。由于其采用DIP-8封装，速度快、体积小、价格低廉成为了本系统的首选。

2.3 USB转串口模块

通过给OpenWRT系统移植PL230驱动，实现了使用PL2303芯片的USB转串口模块与单片机的通讯。