红外线遥控的基本原理和应用范围

1、收稿日期:2003-11-05 作者 张爱全 男 42岁 副教授红外线遥控的基本原理和应用范围张爱全(绍兴文理学院计算机系, 浙江绍兴312000摘 要:对红外线及其遥控系统的基本原理做了较全面的介绍, 并指出了红外遥控系统的特点和应用范围。关键词:红外线; 遥控系统; 特点和应用中图分类号:T N 219 文献标识码:A随着科学技术的发展, 遥控技术也正在向许多领域渗透, 红外线遥控就是其中的一种。由于其结构简单, 制作容易, 在家用电器、工业生产、安全保卫以及人们的日常生活中得到了广泛的应用。本文从遥控技术的基本原理出发, 重点讨论了红外线遥控系统的基本原理, 结构特点和应用范围。1 遥控

2、技术及控制原理1. 1 遥控技术遥控技术是指实现对被控目标的远距离控制。按控制指令的传输过程来分, 遥控可分为有线遥控和无线遥控两大类。有线遥控是指利用金属导线、光导纤维等传导导体作为传输媒体, 实现对被控目标的控制。无线遥控则是指利用无线电波、红外线、超声波等作为载体, 不用导线, 而在空间传输, 实现对被控目标的控制。1. 2 遥控系统的一般原理遥控系统一般由发射器和接收器两部分组成。发射器一般由指令键、指令编码电路、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。如图1(a 所示, 当按下时, 指令编码电路产生相应的指令编码信号, 编码指令信号对载体进行调制, 再由驱动电路进行功率放大之后由发

3、射电路向外发射经过调制的指令编码信号。接收器一般由接收电路、放大电路、解调电路、指令译码电路、驱动电路、执行电路等几部分组成。如图1(b 所示, 接收电路将发射器发射的已调制的编码指令信号接收下来, 并进行放大后送解调电路。解调电路将已调制的编码信号解调下来, 即还原为编码信号。指令译码器将编码指令信号进行译码, 最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作控制。2 红外线及其遥控原理2. 1 红外线红外线又称红外光波, 在电磁波谱中, 光波的波长范围为0. 01 s 1000 m 。根据波长的不同分为可见光和不可见光, 波长为0. 38 m 0. 76 m 的光波为可见光, 依次为红、橙、

4、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色。波长为0. 01 m 0. 38 m 的光波为紫外光(线 , 波长为0. 76 m 1000 m 的光波为红外光(线 。红外光按波长范围分为近红外、中红外、远红外、极远红外4类。红外线遥控是利用近红外光传送遥控指令的, 波长为0. 76 m 1. 5 m 。用近红外光作为遥控光源, 是因为目前红外发射器件(红外发光管 与红外接收器件(光敏二极管、三极管及光电池 的发光与受光峰值波长一般为0. 8 m 0. 94 m, 在近红外光波段内, 二者的光谱正好重合, 能够很好地匹配, 可获得较高的传输效率及较高的可靠性。2. 2 红外遥控的基本原理红外遥控的基本原理框图与图

5、1遥控系统原理图一致, 只是发射电路是采用红外发光二极管来发出经过调制的红外光波, 如图2(a 所示。红外接收电路由红外接收二极管、三极管或硅光电池组成。它们将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号, 再送再置放大器。如图2(b 所示。3 红外遥控的应用范围红外光波的特点和特性决定了红外线遥控有广泛的应用范围。由于红外线为不可见光, 因此对环境影响很小。再由红外光波的波长远小于无线电波的波长, 所以红外线遥控不会影响其它家用电器, 也不会影响邻近的无线电设备。另外,山西电子技术2003年第6期综 述波长小于1. 5 m 的近红外光, 在透明大气中的传输特性要比可见光好得多, 而且由于它靠近可

6、见光的红光边缘, 其直线传播、反射、折射和被物质吸收等物理特性与可见光非常相似。因此, 它可以使用与可见光类似的聚焦透镜等光学装置。由于红外线遥控不具有像无线电遥控那样穿过障碍物去控制被控制对象的能力, 所以, 在设计家用电器的红外线遥控器时, 不必要像无线电遥控那样, 每一套(发射器和接收器 要有不同的遥控频率或编码(否则, 就会隔墙控制或干扰邻居的家用电器 , 所有同类产品的红外线遥控器, 可以有相同的遥控频率或编码, 而不会出现遥控信号 串门 的情况。这对于大批量生产以及在家用电器上普及红外线遥控提供了极大的方便。红外线为不可见光线, 具有很强的隐蔽性和保密性, 因此, 在防盗、警戒等安

7、全保卫装置中也得到了广泛地应用。红外线遥控具有结构简单、制作方便、成本低廉、抗干扰能力强、工作可靠性高等一系列优点, 是近距离遥控、特别是室内遥控的优选遥控方式。遥控系统又分为单通道遥控和多通道遥控。只有一个指令信号传送通道的称为单通道遥控系统; 具有两个以上指令信号传送通道的称为多通道遥控系统。单通道遥控比较简单, 一般来说, 发射器仅有一个指令键, 接收器也只有一个执行电路。虽然在接收电路中加入多稳态记忆电路, 可以根据按动发射器指令键的次数, 使接收电路中的多稳态记忆电路的状态多次改变, 实现多项功能控制, 但是, 这种状态的改变是顺序进行的。如果要实现一项任意控制, 就要采用多通道遥控

8、系统。多通道遥控可以实现对被控对象的任意多功能遥控。至于选用几个通道及何种控制方式, 要根据实际情况(如被控对象、操作要求及成本核算等 来决定。Basic Theory and Application Scope of Infrared Remote Control SystemZhang A iquan(D ep t. of Comp uter Science, Shaox ing University , Shaox ing Zhej iang 312000, ChinaAbstract:T his paper introduces the basic theor y of infr ar

9、 ed ray and remote control system wit h it. T he characterist ics and applica tion scope of the system are also indicated her e. (上接第18页来接收中断指令, 开始下一数据传输。由于是中断响应程序, 所以流程的最后不是结束而是返回开始, 等待下一次中断调用。3 结论经过汇编、连接与仿真, 证明该接口电路结构简单、设计合理, 程序语法正确、简练, 数据传输效率高, 充分利用T M S 320C 32硬件结构和汇编语言的特点, 是一个实用的、可推广的接口设计方案。参考文

10、献1 徐顺江. 基于DSP 的数字式 相机系统及实时校正. 核电子学与探测技术, 1998. (3 :122-124.2 林 君. DSP 与PC 机通讯. 信号处理, 1991. (12 :248-254.3 T exas Instruments. T M S 320C 3XU ser ! s Guide. 1998:12-112-50.4 T exas I nstruments. T M S 320C 3X/4X Assembly L anguage T ools U ser ! s Guide. 1998:3-13-20.5 T exas Instr uments. T M S 320C

11、 3X C Source Debugg er U ser ! s Guide. 1998.The Communication Between TMS 320C32and ComputerLu Yingx i(Shanx i Pr ov ince Sup er vising Bur eau of Quality and T echnology , T aiyuan Shanx i 030009, ChinaAbstract:Aim:to design the circuit and softw ar e suitable for the communicat ion between T M S 320C 32and co mputer. Methods:ana lyzing two types of communication betw een T M S 320C 32and computer and making desig n according to the particular har dware struc ture. Result:obtaining the design program and hardw ar e circuit. Conclusion:the desig