【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 83。 16 1 1 前 言 無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)現(xiàn)狀 無(wú)線(xiàn)遙控，即是在控制端把控制指令以某種編碼方式形成易于傳輸?shù)男盘?hào)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸，在受控端經(jīng)解碼等處理形成相應(yīng)的控制操作。無(wú)線(xiàn)控制方式多種多樣，可以根據(jù)不同的應(yīng)用需要采用適宜的方式。各種遙控方式的不同，主要在于信息的編碼處理方式和信息的傳輸方式。所傳信息的形式以及信息量的大小決定采用何種信息編碼和處理方式，而信息傳送的距離決定采用何種傳輸方式。 在編碼方式上，目前在簡(jiǎn)單信息的遙控中常采用的是 PCM方式和 DTMF方式。這兩種方式均具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于復(fù)雜以及大量信息的 遙控，可以采用相應(yīng)的信號(hào)處理方式，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)男旁葱诺谰幋a以及數(shù)字調(diào)制等處理來(lái)生成易于傳輸?shù)男盘?hào)。對(duì)于這些編碼處理方式，可以根據(jù)系統(tǒng)功能需要進(jìn)行靈活選擇。 在傳輸方式上，對(duì)于近距離遙控，可以采用基帶傳輸。對(duì)于遠(yuǎn)距離遙控，需要選擇適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方式，進(jìn)行頻帶傳輸。目前常用的調(diào)制方式有幅度調(diào)制，頻率調(diào)制和相位調(diào)制三種。對(duì)于不同形式的基帶信號(hào)，又可以分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。對(duì)于各種調(diào)制方式的選擇，可以根據(jù)基帶信號(hào)的形式，傳輸?shù)膸捪拗频纫蛩貨Q定。 對(duì)于無(wú)線(xiàn)遙控技術(shù)，當(dāng)前基本上通過(guò)以下幾種方式實(shí)現(xiàn)：紅外線(xiàn)遙控方式，無(wú)線(xiàn)電 遙控方式，超聲波遙控方式和聲音遙控方式。紅外技術(shù)出現(xiàn)比較早，成本低，價(jià)格也具有優(yōu)勢(shì)。紅外遙控具有以下優(yōu)點(diǎn)：控制內(nèi)容多，抗干擾能力比較強(qiáng)，不會(huì)發(fā)生任何誤動(dòng)作；響應(yīng)速度快，不會(huì)對(duì)其他電器產(chǎn)生干擾從而影響用戶(hù)使用；體積小，成本低，功耗小，與其他方式比可以降低功耗 90%。但是他的缺點(diǎn)也很明顯，在使用中需要保證遙控發(fā)射器和遙控接收設(shè)備處與一定的角度范圍，中間不能有任何物品，否則就會(huì)阻擋紅外線(xiàn)的傳輸，因?yàn)榧t外線(xiàn)不能穿越磚瓦水泥砌筑的墻體，這在日常使用中經(jīng)常會(huì)造成不便，畢竟用戶(hù)不希望只能在一定的角度范圍內(nèi)才能對(duì)對(duì)象進(jìn)行操 作，之外紅外線(xiàn)方式也容易受到外界干擾。超聲波遙控方式中的超聲傳感器頻帶窄，能攜帶的信息量少，易于受干擾而引起誤動(dòng)作，同時(shí)該種方式作用距離短，通用性強(qiáng)可以互換因而不適合在燈具遙控中運(yùn)用。聲音遙控方式通用性強(qiáng)，作用距離短，聲音攜帶的信息量少，易受干擾而引起誤動(dòng)，它適合于像聲控電燈開(kāi)關(guān)的場(chǎng)合。無(wú)線(xiàn)電作為新一代的信息傳送方式，具有繞射和穿透特性，只要在有效工作范圍之內(nèi)，無(wú)線(xiàn)設(shè)備就可以不受角度，方向和障礙物的限制而自由使用。并且采用特定的編碼解碼技術(shù)可以防止無(wú)線(xiàn)電波的互相干擾，抗干擾能力強(qiáng)。 課題研究的意義 無(wú)線(xiàn)電遙控技術(shù)發(fā)展只有幾十年的歷史：本世紀(jì) 20 年代，才剛剛出現(xiàn)無(wú)線(xiàn)電遙 2 控的雛形。那時(shí)，人們?cè)噲D將遙控技術(shù)應(yīng)用于無(wú)人駕駛飛機(jī)和艦船上，但由于技術(shù)不夠完善而未能成功。二次世界大戰(zhàn)以后，無(wú)線(xiàn)電遙控技術(shù)發(fā)展迅速，并逐漸在軍事、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及科學(xué)技術(shù)等方面得到廣泛的應(yīng)用。到現(xiàn)今， 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，新型大規(guī)模遙控集成電路的不斷出現(xiàn)，使得遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立元件、集成電路逐步發(fā)展到現(xiàn)在的單片微型計(jì)算機(jī)，智能化程度大大提高。近年來(lái)，遙控技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)、家用電器、安全保 衛(wèi)以及人們的日常生活中使用越來(lái)越廣泛。在無(wú)線(xiàn) 遙控領(lǐng)域，目前常用的遙控方式主要有超聲波遙控、紅外線(xiàn)遙控、無(wú)線(xiàn)電遙控等。由于無(wú)線(xiàn)電波是由發(fā)射點(diǎn)向四面八方傳播，可以穿過(guò)阻擋物，而且可以傳播到很遠(yuǎn)的距離，因此它的控制可以在很大區(qū)域和空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，成為遙控的主要方式，在國(guó)防、軍事、生產(chǎn)、建設(shè)和日常生活中有極廣泛的應(yīng)用。為此，在前人研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了一種集成芯片無(wú)線(xiàn)電遙控多通道開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。研究表明，采用該方法設(shè)計(jì)的遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)控制方便，適用于含有較多受控電器的場(chǎng)合，可實(shí)現(xiàn)多路多功能控制。 3 2 無(wú)線(xiàn)多路遙控發(fā)射接收系統(tǒng)設(shè)計(jì) 無(wú)線(xiàn)多路遙控發(fā)射接收系統(tǒng)的構(gòu)成 總體結(jié)構(gòu) 整個(gè)遙控系統(tǒng)由發(fā)射系統(tǒng)和接收控制系統(tǒng)兩部分組成 ，而被控對(duì)象的 LED 直接連接在接收單元上，如下： 圖 21 系統(tǒng)總體框圖 遙控系統(tǒng)的工作原理是首先通過(guò)按鍵編址電路輸入所需控制電路的位號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)編碼電路產(chǎn)生帶有地址編碼信息和開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息的編碼脈沖信號(hào)，再通過(guò)無(wú)線(xiàn)電發(fā)射電路將該信號(hào)發(fā)射出去。而無(wú)線(xiàn)電接收電路將接收到的編碼脈沖信號(hào)通過(guò)解碼電路進(jìn)行編碼地址確認(rèn)，確認(rèn)是否為本遙控開(kāi)關(guān)系統(tǒng)地址。如果 是則執(zhí)行指令，受控系統(tǒng)工作。如果不是，則被控對(duì)象無(wú)任何動(dòng)作 。 方案論證與比較 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要由兩部分組成：一是無(wú)線(xiàn)信號(hào)傳輸部分，二是控制部分。下面分別從這兩個(gè)方面闡述方案的設(shè)計(jì)思想。 無(wú)線(xiàn)信號(hào)的傳輸部分 （ 1）調(diào)制方式的選擇 根據(jù)要求，對(duì)象是四盞燈，用 LED顯示明滅，被控狀態(tài)采用二進(jìn)制編碼。由于數(shù)字信號(hào)具有豐富的低頻成分，不宜進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸，因而需要將基帶信號(hào)進(jìn)行高頻 4 正弦調(diào)制，即數(shù)字調(diào)制。基本的數(shù)字調(diào)制有三種：即振幅鍵控（ ASK），頻率鍵控（ FSK）和相位鍵控方式（ PSK）。目前用的最多 的數(shù)字調(diào)制方式是相干 2DPSK和非相干 FSK。相干 2DPSK主要用于高速數(shù)據(jù)傳輸，而非相干 FSK 則用于中低速數(shù)據(jù)傳輸中。為了提高抗干擾的能力，同時(shí)實(shí)現(xiàn)方法比較簡(jiǎn)單，載波傳輸采用 FSK 調(diào)制方式。 （ 2）發(fā)射機(jī)主振電路型式的選擇 主振可以采用晶體振蕩或 LC 振蕩。若采用普通晶體倍頻方式，假設(shè)為三倍頻，則晶體頻率要低于 ，在這種情況下難以獲得足夠的頻偏。若采用專(zhuān)用的調(diào)頻晶體，價(jià)格又太高。因此本設(shè)計(jì)選擇了變?nèi)荻O管直接調(diào)頻的西勒電路，既可以獲得比較大的頻偏，又可以保證一定的頻率穩(wěn)定度。 （ 3）發(fā)射機(jī)功 放電路的選擇 功率放大器一般由推動(dòng)級(jí)，中間級(jí)和輸出級(jí)組成，具體級(jí)數(shù)應(yīng)由所要求的總功率增益而定。假設(shè)天線(xiàn)特性阻抗 75Ω，則在匹配良好條件下天線(xiàn)上的電壓峰 — 峰值要小于 。一般西勒振蕩器輸出電壓峰 — 峰值為 1V是可以實(shí)現(xiàn)的，所以用一級(jí)功率放大器應(yīng)該能滿(mǎn)足要求?？紤]到前后級(jí)影響的問(wèn)題，在振蕩器與功率放大器之間加入一級(jí)射隨器，起隔離和激勵(lì)的作用。鑒于輸出功率低，兼顧效益，功放管工作狀態(tài)選為甲乙類(lèi)。 （ 4）接收機(jī)解調(diào)器 通過(guò)查閱資料，選擇了摩托羅拉的集成窄帶 FM解調(diào)芯片 MC3361構(gòu)成解調(diào)電路。MC3361 的特點(diǎn)為低功耗，低電壓和高靈敏度。 控制部分 控制對(duì)象是四盞燈，它們只有兩種開(kāi)關(guān)狀態(tài)：明或滅。因此將其用數(shù)字信號(hào)來(lái)表示是合理的。四個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)四種控制狀態(tài)。文中采用四位二進(jìn)制碼表示各種控制狀態(tài)。為了方便碼元的傳輸，需要對(duì)碼元進(jìn)行在編碼（一是進(jìn)行并串轉(zhuǎn)換，二是加入一定冗余信息提高可靠性）然后再接收端進(jìn)行解碼。經(jīng)過(guò)查閱資料， MC145026和 MC145027 是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于遙控電路中的編碼解碼器。 MC145026 可以接收四位并行數(shù)據(jù)，在編碼后串行輸出，在每一個(gè)編碼周期中，發(fā)送兩次數(shù)據(jù)，以提高可靠性。MC145027解碼器接收串行數(shù)據(jù)，前五位二元碼是地址碼，剩下的為四比特的二元數(shù)據(jù)碼，當(dāng)接收到的地址碼與本地地址碼相等時(shí)，并行輸出數(shù)據(jù)碼。用 MC145026 和MC145027 可以滿(mǎn)足控制信號(hào)的編碼與解碼。 5 電路的設(shè)計(jì)和計(jì)算 模擬部分 （ 1）調(diào)頻發(fā)射機(jī) （圖 ） 發(fā)射系統(tǒng)主要由按鍵編址電路、編碼電路、無(wú)線(xiàn)電發(fā)射電路組成。發(fā)射系統(tǒng)的電路原理圖見(jiàn)圖 。 R11 0 KR31K R93 3 KR65 6 KR25 .1 KR45 1 0 KR85 .1 KR75 1 0 KR51KB G 19