红外系统文献综述

1、浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）文献综述毕业设计（论文）文献综述毕业设计（论文）题目： 8路红外遥控开关控制器文献综述题目：文献资料（一）基于单片机控制的多路红外遥控开关参考文献资料：文献资料（一）基于单片机控制的多路红外遥控开关西安工程科技学院学报第19卷第4期1.总体方案设计系统组成如图1所示。系统由发射部分和接收部分组成。发射部分采用脉冲个数编码,将待发射信号调制成56.7kHz的波信号,由红外发射管进行发射。接收部分由红外接收管进行解码接收，单片机通过对所接收信号的分析，输出相应的控制信号，使继电器原有状态发生改变，并由LED数码管指示出发射部分按下的按键号。图1 红外遥控开关系统

2、组成2系统硬件设计发射部分的电路原理图如图2所示，图2中AT89C52单片机为控制核心；P0口作为键扫描端口；第14脚作为红外遥控发射编码的输出脚，用于输出56.7kHz的载波编码信号。该注意的是单片机的P0口必须外接上拉电阻，否则发射部分将无法正常工作。图2 发射部分电路原理图接收部分的电路原理图如图3所示。图中AT89C52单片机为控制核心；.P1.0P1.3口作为数码管的二进制数据输出，经过4511译码器译码后通过半导体数码管显示发射端的按键号；P0.0P0.7，P2.0P2.7的输出经三极管放大后接控制继电器；P3.0，P3.3口接收调解后的红外遥控信号。需要说明的是；（a）出于在开机

3、时灯应全灭的考虑，P0和P2口在系统上电初始化后将一直保持为高电平，直到接收到发射部分的控制信号，其状态态才会发生改变；（b）红外接收头采用一体化接收器HRM5700B，其解调频率为53.7kHz，当HRM5700B接收到53.7kHz的红外脉冲信号时输出为低电平，反之输出高电平。它是将光探测器与前置放大器封装在一起，以实现对脉冲编码信号调制的红外光信号的接收。在系统工作时HRM5700B对接收到的脉冲编码信号进行解调，解调后的信号输入至单片机的P3.0，P3.3口。图3 接收部分电路原理图3系统软件设计本设计的软件分为发射部分和接收部分。发射部分的工作原理为：系统上电初始化，然后调用键扫描处

4、理子程序。当无按键按下时，系统处于等待状态,当有按键按下时，系统通过按键检查子程序，检查按键号并转入相应的发射子程序。在发射子程序中，将待发射信号调制成53.7kHz的载波信号，由单片机的14脚输出，经三极管T1放大后驱动红外发射管HRM5700B，发射调制脉冲信号。发射信号采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的编码，最小为6个脉冲，最大为21个脉冲。遥控码数据帧间隔为8ms。为达到控制准确的目的，将发射脉冲分为连接段，控制段和结束段。连接段为发射信号的前3个脉冲，脉冲宽度分别为4ms，2ms，4ms，脉冲间隔为1ms。结束段为发射信号的最后两个脉冲，脉冲宽度分别为2ms，4ms，脉冲间隔

5、为1ms。中间为控制段，脉冲宽度和脉冲间隔均为1ms。发射8个编码时的输出信号波形如图4所示。其中前3个脉冲为连接段，中间3个脉冲为控制段，最后两个脉冲为结束段。图4 HRM5700B接收8个编码时的输出信号波形图接收部分工作原理为：系统上电初始化后，对单片机的P3.3口进行检测，当其为高电平时，系统处于等待状态。当其为低电平时，将启动中断服务程序，实时接收数据帧。需要说明的是：数据帧采用中断方式进行接收，单片机在外中断1方式下工作。在数据帧接收时，将对所接收数据的前3位码的码宽进行验证。前3位码的码宽分别为4ms，2ms，4ms，若任意一位的码宽不满足要求，都将作为错误码处理，当系统接收到的

6、高电平脉宽大于5ms时，结束脉冲接收。然后系统会对所接收脉冲的最后两位脉宽进行验证，其值应分别是2ms和4ms，否则将会作为错误码处理，最后系统根据累加器A中的脉冲个数，在单片机P0或P2口的某一对应引脚输出控制信号，使继电器原有状态发生改变。同时在P1.0P1.3口输出相应的二进制数据。此时即完成一次数据的接收处理。HRM5700B接收8个编码时的输出信号波形如图5所示。图5 发射8个编码时的输出信号波形图提高遥控距离，并且不受角度的影响。4结束语本设计采用红外发射和接收的方式，保证了信号传输的可靠性，并且控制简单，实施方便，成本低廉。通过接收发射端的控制信号，在接收部分实现了相应的控制，为

7、达到控制准确的目的，将发射脉冲分为连接段，控制段和结束段，并在接收端进行校验。由于受红外线定向性和传输距离的限制，该系统只适应于短距离的遥控控制（10m以内），而且操作时遥控器要有一定的角度，如果中间有墙，门窗等障碍物时，红外线将无法穿透。如果采用调频或调幅等发射接收编码，可提高遥控距离，并且不受角度的影响。文献资料（二）多路红外遥控开关中华人民共和国专利局授权公告号CN 2158153Y专利权人：刘军浙江大学“多路红外遥控开关”涉及一种电源开关。该开关包括一只具有若干个信号发射控制开关的红外遥控发射器和若干个分别接于电源和用电器之间的红外信号接收器，由发射器产生调制红外信号，接收器将接收到的

8、红外信号经放大，解调，整形，锁存后，通过控制双向可控硅的通断，使相应受控电器启闭电源。本开关仅用一只遥控器就能同时实现控制若干种用电器的通、断状态，其结构简单，成本低，形状与现有壁式开关相同。便于替换。1一种多路红外遥控开关其特征在于它包括一只具有若干个信号发射控制开关的红外信号发射器和若干个分别接于电源和用电器之间的红外信号接收器，其中红外信号发射器是由集成块TC4及与其相连接的信号发射控制开关K1K6，非门G1，G2，G3，G4，晶体管BG1，红外发射管P1和相应的阻容元件构成的信号发电路，产生调制红外信号，红外信号接收器由红外接收管P2，集成块IC1，IC2，IC3，晶体管BG2，双向可

9、控硅SCR及相应的阻容元件构成，红外接收管P2接收的信号经IC1放大、解调、整形后输入IC2中进行鉴频，由IC2的输出经IC3锁存后通过BG2去控制双向可控硅的通、断状态，实现接通或切断电源。2按要求l所述的多路红外遥控开关其特征在于在红外信号接收器中还设置了保护电路，该保护电路是并联在双向可控硅两端的电阻R10与电容C10相串联的电路。3按要求1所述的多路红外遥控开戋其特征在于红外接收器的外表布置有红外接收管P2和电源插座C4按要求I所述的多路红外遥控开关，其特征在于红外接收器的外表布置有红外接收管P2，电源插座c和手触开关K，该手触开关接于鉴频器IC2的输出端与地之间。说明书多路红外遥控开

10、关本实用新型涉及种控韶堋电器接通或切断电源的开关。日前市场上还没有仅用一只遥控器，就可以同时实现控制若干种用电设备接通或切断电源的开关本实用新型的目的旨在提出一种只用一只遥控信号发射器，就能同时控制若干种用电设备通、断电的多路红外遥控开关，以方便使用。本实用新型提出的多路红外遥控开关，包括一只具有若干个信号发射控制开关的红外遥控发射器和若干个分别接于电源和用电器之网的红外信号接收器，各红外信号接收器的工作状态分别受控于相应的信号发射控制开关。由红外信号发射器产生以3540KHz为载频的调制红外信号，并通过信号发射控制开关发射出不同的调制红外线，红外信号接收器将接收到的调制红外线经放大、解调、整

11、形、锁存后去控制双向可控硅的通断状态，从而达到使相应的用电设备接通或切断电源。以下结合附图对本实用新型作详细描述。 图l是红外信号发射器的电路图； 图2是红外信号接收器的原理图； 图3是红外信号接收器的一种具体电路图； 图4是一种带手触开关的红外信号接收器示意图； 图5是红外信号发射器示意图。图（1）参照图l，红外信号发射器是由集成块IC和与其相连的开关K1K6(以含6个信号发射控制开关为例)，非门G1，G2，G3，G4，晶体管BG1，红外发射管P1及相应的阻容元件构成，产生38KHZ的调制红外信号当K1K6中任一开关闭合，非门1的输入由高电平变为低电平，通过非门G 2，G3，G4及R10，R

12、11，R12，C2组成的网络在G3的输出端向IC4的T端输出低电平，IC4开始工作，由晶振M及R1，C1组成的网络起振，经I C4内部分频后，由Q6输出载波38KHz，该载波与Q8，Q9，Q10，Q11，Q12，Q13，Q14任一端输出的调制信号经闭合开关由非门G1耦合，调制后的信号经R3至BG1基极，经BG1放大后由红外发射管P1发射出调制红外线，同时发光二极管LED导通发光。当K1K6均断开时，G4的输入为高电平，此时G3的输出端向IC4的T端输出高电平，IC4不工作，同时，BG1截止，红外发射管及发光二极管均不工作。参照图2，红外信号接收器由接收箕放大器，解调电路，整形电路，鉴频器，锁存

13、器及双向可控硅组成，接收管接收到的红外信号经放大，解调，整形后，成为去除载波后的调制信号，该信号经鉴频、锁存后去控制双向可控硅的通、断状态，从而使用电器接通或切断电源。图3示出了接收器的一种具体实施电路，它是由红外接收管P2，集成块IC1，IC2，IC3，晶体管BG2，双向可控硅SCR及相应的阻容元件构成，发射器发出的38KHZ调制红外线，由红外接收管接收输入IC1中，经放大、解调、整形后，去掉38KHz的载波信号，输出调制信号经C4，耦合进入IC2鉴频，IC2的中心频率f0=1.1/R，C，其带宽为fo(1l4)，改变R3，C5的值，即可改变中心频率，若干个红外接收器各有不同的R3，C5值，

14、可分别接收不同的调制信号，当调制信号的频率在IC2带宽内时，IC2向IC3的CP端输出一个脉宽为fo、C6的负脉冲，IC3为上升沿触发锁存器，其输出经R6至BG2的基极，当输出高电平，使BG2导通，发光二极管LED发光，双向可控硅SCR导通，受控用电器接通电源，当输出低电平，使BG2截止，LED熄灭，双向可控硅截止，用电器切断电源，而IC3是输入个脉冲，输出状态改变一次，从而使电源通、断状态交替变化，达到控制电源启闭目的。为方便使用，最好在IC2的输出端与地之间接入手触开关K，制成遥控、手控两用开关，同样，K闭合也可向IC3的CP端输入一个负脉冲。手触开关布置于接收器表面，如图4所示，在表面还

15、布置有红外接收管P2，供用电器使用的电源插座C，当接收器不设置手触开关时，则其表面仅有红外接收管和电源插座。接收器的工作电源由市电经C9，R9，R7降压，D1，D2整流，稳压管Z稳压，C8滤波后提供。为防止瞬时高压造成的浪涌电流损坏受控用电器，在接收器中最好设置保护电路，一般可在双向可控硅的二端并联电阻R10与电容C10相串联的电路。本实用新型仅用一只遥控信号发射器，可同时实现控制若干种用电器的通、断电状态，其遥控路数可根据实际需要自由选择，该开关结构简单，造价低廉；接收器形状与目前广泛使用的壁式开关相同，安装不需要更改原有的电源连线，便于替换，本开关为家电电源控制提供了新产品。总结： 对比于

16、上述两片参考文献资料，两片文章都分别从发射和接受两部分进行前期准备和实施。文献资料（一），对接受部分处理，增加了LED发显示部分，但LED的显示于总接收上；文献资料（二），对接受部分处理，增加了单个接受器LED发显示，便于控制时清楚哪个接受器在工作。参考上述文献，本设计需要增加发射器的显示部分，便于发射器的控制：接受器在接受到发射器发出信号LED显示的基础上增加与之相连的所控电器的工作状态，工作状态LED亮，停止状态LED灭。以便更加体现人性化，方便于实际应用。参考文献：1. 张玉梅；曲仕茹；白树林。基于单片机控制的多路红外遥控开关（The design of the infrared rem

17、ote-control multi-line switch based on simgle chip microcomputer）。西安工程科技学院学报。2005/19/4 2 刘君华.智能传感器系统.西安电子科技大学出版社，19993 沙占友.集成化智能传感器原理与应用.北京：电子工业出版社，20044 沙占友.智能传感器系统设计与应用.北京：电子工业出版社，20045 肖达川编著.电路分析.第1版.北京：科学出版社，19846 王远主编.模拟电子技术.北京：机械工业出版社，1994 7 邱关源主编.电路.第3版上、下册.北京：高等教育出版社，19888 张建华主编.数字电子技术.北京：机械

18、工业出版社，19949 阎石主编.数字电子电路.北京：中央广播电视大学出版社，199310 蔡惟铮主编.数字电子线路基础.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1988 11 江泽佳主编.电路原理.第3版.北京：高等教育出版社，1992 12 吴锡龙编.电路分析导论.北京：高等教育出版社，199613 林争辉著.电路理论.第1卷.北京：高等教育出版社，198814 李朝青.单片机原理及接口技术.北京：北京航空航天大学出版社，1998 15 楼然苗，李光飞.51系列单片机设计实例.北京：北京航空航天大学出版社，2003 16 徐惠民，安德宁.单片微型计算机原理，接口，应用.北京：北京邮电学院出版社，1990 17 何立民.单片机应用系统设计.北京：北京航空航天大学出版社，1990 18 赵新民.智能仪器原理及设计.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1991 19 张洪润. 单片机应用技术教程M . 北京: 清华大学出版社, 199720 Alex Ryan.Overview of the Microcomputer Interfacing.Holand:Philips Semiconductors,199921