无线遥控器论文

无线遥控器论文（共12篇）

无线遥控器论文 篇1

摘要：介绍了一种基于单片机的无线遥控器硬件设计方案, 给出了其软件流程。遥控器以单片机作为控制核心, 读取按键信息, 采用模块进行无线数据的收发, 并送由单片机进行处理。在电池管理上, 使用电量监测芯片实时监控电池的电量, 信息送由单片机实时处理, 将电量显示在液晶屏幕。同时在软件上, 制定了错误处理机制, 并可以定时查询通信状况。遥控器具有一定的抗干扰性, 功能全面, 通用性好, 可以方便的移植到其他需要遥控的系统之中。

关键词：遥控器,单片机,电量检测,错误处理

随着社会的不断发展, 智能设备的不断出现, 无线遥控器由于控制距离远, 抗干扰性强, 已越来越多的出现在生活的各个方面。从最广泛的意义上来说, 一切装有电动运转设备或电气开关的场所, 如果感觉有某种必要, 都可考虑加装遥控设备来改善现有设备的操作, 即用遥控器的操作来实现原有设备的开、停、变向、变速等功能。本文介绍的无线遥控器, 就是通过单片机, 把设备的控制指令送到控制对象一端, 在工作人员能够远离复杂的工作现场同时, 随时了解设备的运行情况并灵活控制。

1 系统硬件电路设计

本系统是一对一进行通信, 遥控器作为控制端, 被控端作为下位机, 通过相同的无线模块进行通信。遥控器的主要功能是扫描按键值, 并向下位机发送命令。同时监测电池的电量, 并把它显示在液晶屏幕上, 按键的命令和下位机发回的信息也可在液晶上显示出来。

1.1 主要芯片的选择

作为便携式的遥控器, 应力求将整体电路做小, 并确保功耗不大。以达到美观, 方便使用的目的。因后级芯片大都工作在5V, 为了使用方便, 所以采用了通用的5V单片机作为主控芯片, 整个电路也用5V电源供电。单片机使用简单, 不工作时采用休眠模式, 可随时由外中断唤醒, 可以降低消耗, 节省电量。单片机和电源之间连接了稳压芯片, 用来稳定单片机的工作电压。

无线通信模块采用上海桑博电子科技的STR-30模块。该模块为半双工微功率无线数传模块, 最大发射功率为10m W, 天线大于1.5米情况下通信距离为800米, 数据传输透明, 能适应任何标准或非标准的用户协议, 并自动过滤掉空中产生的噪音信号及假数据。无线模块传输数据基于GFSK的调制方式, 采用高效前向纠错信道编码技术, 提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力, 实际误码率较低。即使是半双工通信, 用户也无需编制多余的程序, 只要从接口收/发数据即可, 其它如空中收/发转换, 网络连接, 控制等操作, STR-30型微功率无线数传模块能够自动完成。提供标准RS-232, RS-485和UART (TTL电平) 3种接口方式, 可与计算机、用户的RS-485设备、单片机或其它UART器件直接连接使用整个模块功耗低, 具备休眠功能, 休眠时功率仅为正常工作时的三分之一。具有高可靠性, 体积小, 外围电路少, 故障率低。适用于多种工业无线传输及采集场合。

因此, 该无线数传模块使用简单, 可用硬件设置不同信道进行通信, 直接连接在单片机和电源端, 不用特殊设置, 就可当做透明的数据传输接口使用。

DS2762芯片是MAXIM公司推出的新一代智能锂电池监测芯片, 该芯片集数据采集、信息储存、安全保护于一身, 而且功能强大、硬件接线简单。其主要特性如下:

●仅用一根双向数据线即可实现与单片机的通讯。

●内含温度传感器, 可免去在电池块内装设热敏电阻。

●片内模数转换器可进行电池电压监测, 以用于判定电池充电和放电的结束。

●通过片内电流累加器可实时记录电流流入、流出的总量。

●具有两种电流感应模式, 一是片内25m Q电阻感应方式, 二是可由片外用户选择的电阻感应方式。

●具有两种电源模式即工作方式和睡眠方式。在正常工作模式, DS2762可实时监测电流、电压、温度和剩余电量等参数, 而在睡眠模式, DS2762将停止对这些参数的监测。

1.2 电源设计

在遥控器的设计中, 经常采用电池供电, 为了保证测试的连续性和完整性, 操作人员必须及时掌握当前电池的剩余电量和可用时间, 以防止在使用过程中掉电。

遥控器系统采用5V锂电池供电, 用稳压芯片7805将电压保持在稳定状态, 输入单片机。在稳压芯片和单片机之间设置整机开关, 不需要通信时可以方便的关断整机电源, 以达到节省电量的目的。电量检测芯片DS2762芯片和单片机相连, 把电量数据通过单片机显示在液晶显示屏上, 这样就可以在电池电量不足时及时指示, 避免给系统使用带来不便。单片机、无线模块和DS2762芯片都带有低功耗模式, 可以在软件编程时进行设置, 使系统在没有通信等任务时进入休眠模式。

2 系统软件设计

系统硬件功能的运行是通过软件编程来实现的, 合理的软件方案, 不但能够使系统正常运行起来, 而且能够使其运算速度加快, 节省硬件资源, 并且功耗更低。本系统的程序组成主要包括主程序、中断服务程序和电量检测程序。

2.1 主程序

主程序主要完成对单片机芯片和液晶模块的初始化, 设置单片机内部计数初值, 开启定时器和定时中断。并不实现具体的功能, 而是在进程中调用需要的子程序, 依靠子程序使各模块运行。

2.2 中断服务程序

程序的中断服务程序从主程进入服务程序之后首先禁止中断, 主要进行单片机读写和控制DS2762芯片, 数据采集就是扫描按键值, 然后送单片机进行显示, 并且送入无线模块发送, 最后再开中断, 重新设置计数初值, 返回原程序。

2.3 剩余电量监测程序

电池的剩余电量是用户所需要的重要信息之一, 它可利用电流累加寄存器中的值来求得。电流累加寄存器的值是由Ds2762实时自动测量电池电流后得到的, 因而无须对其进行控制。

在单片机对DS2762进行任意存储命令操作时, 每个命令发出之前都必须按照DS2762的复位时序。要求先发出复位信号且等待DS2762的应答 (以示DS2762准备接受或发送数据) , 然后再发出一个ROM命令以用于选择总线上要访问的DS2762。在本文的程序流程图中, 此过程已在“DS2762的初始化”程序中所包含。

3 结论

本文介绍的遥控设计是一个功能比较完备的便携系统, 本系统功能强大, 使用方便, 能够方便快捷的移植到其他系统中。在多对一的通信系统中, 只需设置从机的优先级, 采用信道轮询机制, 其余硬件和软件不需做太多改变。随着电子便携产品的广泛应用, 电量监测、实时通信已经成为系统必不可少的功能, 因此本文的系统具有较强的实用性。

参考文献

[1]MAXIM公司.DS2762DATA SHEET[Z].[1]MAXIM公司.DS2762DATA SHEET[Z].

[2]孙涵芳.MCS51、96系列单片机原理及应用[M].北京:北京航空学院出版社.[2]孙涵芳.MCS51、96系列单片机原理及应用[M].北京:北京航空学院出版社.

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[4]张青波, 宋寅卯.高精度锂电池监测芯片DS2762的原理及应用[J].国外电子元器件2004 (6) :37-39.[4]张青波, 宋寅卯.高精度锂电池监测芯片DS2762的原理及应用[J].国外电子元器件2004 (6) :37-39.

[5]姚七栋, 张春玉.CRC校验及其软件实现[J].现代电子技术2006 (13) :67, 68, 71.[5]姚七栋, 张春玉.CRC校验及其软件实现[J].现代电子技术2006 (13) :67, 68, 71.

[6]赵贺.单片机系统设计中低功耗的探讨[J].自动化与仪器仪表2009 (6) :66-68.[6]赵贺.单片机系统设计中低功耗的探讨[J].自动化与仪器仪表2009 (6) :66-68.

无线遥控器论文 篇2

设计背景：

随着科技的进步和社会的发展，现代电子产品设计越来越注重产品的简易和实用，快节奏的现代生活使得许多电子产品也必须作到小巧、方便、简易。为满足这一需求。便产生了无线遥控系统。

它的产生使人们在工业、农业、航天以及家庭生活中都得到极大的便利，使人们在一定的距离内可以控制其他机器、系统等的正常运作。给工业的发展带来了方便。他是电子行业以后发展的必然趋势。在曾经的工业生产中,不管是机器的启动,还是系统的关闭。

都采用的是有线控制,需要人亲自到控制中心进行手动的操作。给工业生产的进步和生产效率的提高带来了限制。随着科技的不断进步,这样的控制必定会被先进的所取代。因此遥控控制系统的产生,给工业带来了新的革命。

它极大的方便了工业的控制生产。使人们能够在一定距离内甚至在遥远的宇宙中也去控制另外的机器,系统的运作大大的提高了生产效率,为经济的提高做出了很大的贡献,也决定了一个国家在国际中所站的地位。因此,作为国家未来建设者。我们学好遥控知识,是自身的必备,也是国家和时代的需求。 设计目标：

1.控制距离至少20米

2.通过不同的按键控制开关通断 3.可实现开关通、断、延时关等功能

设计思路、技术路线

本次设计采用的是315MHz稳频无线电遥控组件及其它的外围元件，组装的遥控开关。通过单片机可以对十路220V以上的各种电器进行控制。

发射电路扫描键盘的键位，由单片机发出相应的控制信号，送到PT2262的数据输入端。由PT2262编码并调制在315MHZ载波上，经过一级高频放大后由天线发射出去。

再由接收板接收信号，经过两级放高频放大后，由检波电路解调出调制信号，数字信号经过双运算集成放大块LM358两级高增益放大后送入PT2272进行解码，输出端送给单片机，单片机根据动作信号分别去控制相应用电器的控制继电器。完成对用电器的控制。

发射部分：315M

无线发射模块

接收模块：315M无线接收模块

设计进度计划

1、20xx年12月1月 毕业论文选题，与导师见面。

2、201月年1月 收集相关资料，建立框架。

3、2019年1月 毕业论文开题答辩。

4、2019年2月2019年3月 用Protel软件画出各部分电路,并编写单片机程序。

5、2019年3月2019年4月 监测电路并进行调整。

6、2019年5月2019年5月 优化程序，撰写论文。

打造无线遥控插座 篇3

咱们再来看看接收器脱衣后的样子，5路控制一共包括：5根火线出，1根零线(公共线)，1根火线进，另外还有5个关键的继电器。虽说电路不是自己做的，但是原理得弄明白：简单来说就是通过将接收的信号放大，给继电器进行供电，以控制主回路。

接着看看“手术”的主角，咱们这就给他开膛破腹，可惜的是动手术之前忘拍照了，只能用原理图示意了。很明显，原始的插座是并联方式，在总火线上接了一个开关用于控制整个插座的电源(上)。经常玩电路的童鞋应该已经有谱了，不过为了谨慎起见，咱们先在电路图上做好改动(下)。

接下来就是按照上面设计的电路图动手了。从接收器电路板上引出7根线，分别是5路单独的火线和零火线；接下来再拆掉插座上的所有火线，其他不动；然后把电路板上引出的5路单独的火线分别链接到插座的每个插孔上，最后再把剩下的零线和插座零线相接，火线接在开关后面(注意零火线，不要接错)。

无线遥控器论文 篇4

无线遥控就是利用高频无线电波实现对模型的控制。目前, 传统无线遥控系统普遍存在同频干扰和遥控距离小两大问题。主要原因是载频较低导致带宽较窄和控制信息以模拟方式传输使得同频干扰可能性的增大。而采用先进的2.4 GHz扩频技术, 从理论上讲可以让上百人在同一场地同时遥控自己的模型而不会相互干扰, 而且在遥控距离方面也颇具优势, 2.4 GHz遥控系统的功率仅仅在100 mW以下, 而它的遥控距离可以达到1 以上, 而且由于频率高, 天线长度只有3 cm;另外, 可借鉴的商用技术较多。因此, 很有必要将2.4 GHz扩频通信技术应用于无线遥控领域。

1 系统方案设计

1.1 采用WirelessUSB技术简介

在2.4 GHz频段, 有许多较为成熟的通信技术可以借鉴, 如蓝牙, Zigbee等。其中WirelessUSB技术非常值得注意。该技术由Cypress公司提出, 工作在2.4 GHz (ISM) 频段, 相对于其他在2.4 GHz波段使用的无线短距技术, 成本较低, 消除了系统的复杂性和开销, 避免了蓝牙与ZigBee等无线网络解决方案的困扰, 方便易用, 特别适合于点对点以及多点对多点的设备小数据包通信, 而且功耗较低, 是适用于2.4 GHz无线遥控的理想选择。

1.2 遥控系统设计框图及原理

系统分为发射和接收两部分, 发射部分由PPM编码、PPM/PCM转换、扩频和功放等单元组成, 接收部分由前置放大、解扩、PCM/PPM转换等单元组成, 其结构如图1所示。

其工作过程是:在发射时, 操作遥控设备的操纵杆, 通过PPM编码产生一组PPM信号, 经过PPM/PCM转换单元, 进行时间采样量化后, 实现PCM编码, 基带单元将PCM信号根据接口协议传到扩频单元中, 在扩频单元中, PCM基带信号进行直接序列扩频后, 被调制到2.4 GHz频率上, 经过功放单元放大后, 由天线发射出去, 完成发射。在接收时, 射频信号被安装在模型上的天线接收到后, 经过前置放大器, 变为低噪声放大信号, 送到接收机的解扩单元;在此进行射频信号的解扩和解调, 获得为PCM基带信号, 然后送到接收机PCM/PPM单元, 进行PCM信号到PPM信号的转换, 恢复成PPM模拟信号输出到各个舵机, 完成相应的动作。

系统设计指标为:工作频段:2 400～2 483 MHz;信道带宽:小于或等于1 MHz;扩频方式:直接序列扩频;伪码长度:最长64 chips, Gold码序列, 可用序列进行优选;数据速率:不低于15.625 Kb/s, 可达62.5 Kb/s;信道数目为79;发射功率为100 mW;通信距离为1 000 m;接收机灵敏度:约-95 dBm;调制方式:高斯频移键控调制 (GFSK) 。

2 系统实现

2.1 系统硬件实现

系统使用由Atmel公司生产的AVR单片机Mega 16L[1]和Cypress公司生产的CYRF6936[2]射频芯片配合工作。Mega 16L完成系统控制以及PPM/PCM/PPM之间的转换功能;CYRF6936完成2.4GHz的扩频调制以及解扩解调。如图2所示。

其中, CYRF6936芯片是Cypress公司为配合WirelessUSB LP 方案推出的低成本、高集成2.4 GHz直接顺序扩展频谱射频片上系统 (SoC) , 具有可配置的双向 (接收或发送) 功能;其特点是:工作电流为21 mA;最大发射信号强度为+7 dBm;最大接收灵敏度为-97 dBm;睡眠电流小于1 μA;直接扩频序列时最大速率为250 Kb/s, GFSK时最大传输速率为1 Mb/s;具有自动执行的程序装置 (ATS) , 无需处理器的介入处理;能提供给微处理器或感应器的电源管理装置 (PMU) ;具有发射与接收分离的16 b FIFO数据缓存器;具有接收信号强度指标 (RSSI) ;睡眠模式下仍可控制SPI接口;工作电压介于1.8～3.6 V;工作温度介于摄氏0～70 ℃。CYRF6936芯片[3]支持4种不同的资料传输模式:GFSK模式, 8DR模式, DDR模式, SDR模式。模式选择通过配置寄存器 (0x03) 实现。接收和发射均采用中断的方式, 共有3种中断[4]: 发射中断、接收中断和唤醒中断。这些中断共用一个IRQ引脚。通过配置相应的寄存器使能发射或接收中断, 可用于系统的数据收发。

在发射时Mega 16L接收PPM信号并进行编码, 随后送入CYRF6936发射出去;在接收时过程相反, CYRF6936的状态设置以及收发信号的交换均通过SPI口通信实现。SPI口通信采用双8位数据格式发送, 前8位为读写方向命令、地址增加模式、地址, 后8位为数据, 数据发送的时钟有Mega16L提供。例如, 通过SPI对寄存器 (0x0F) 写入FRC END=1和END STATE=000, 可以使得CYRF6936进入低功耗的睡眠状态。当进入发射状态或者接收状态时 (通过设置寄存器 (0x02) 或者 (0x05) , CYRF6936自动从睡眠状态中唤醒。

2.2 遥控系统软件设计

遥控系统软件主要包括对射频单元的控制程序、PPM/PCM编码进行转换的程序。在此采用AVRmega16综合开发板Ver3.2和AVRStudio[5]来加快软件程序开发, 并进行模拟真实硬件环境下的软件仿真。

2.2.1 控制程序设计

控制程序是控制着整个系统的工作状态, 程序流程如图3所示。

2.2.2 编码转换程序设计

PPM和PCM信号之间的转换是采用Mega 16L计数器完成的。通常的PPM信号每帧的持续时间不超过20 ms, 同步帧不小于3 ms, 各信道帧在1～2 ms之间, 如图4所示。

在发射时计数器在每一帧数据中以10 μs为周期进行计数, 当出现高电平时开始计数, 在下一个高电平出现时读数, 并进行计数器清零, 然后转入下一个计数周期。将计数器记下的数进行编码, 这就完成了PPM-PCM的编码转换。在接收时, 通过PCM信号的大小通过计数器产生相应长度的脉冲间隔就恢复为PPM信号。

3 结 语

本文运用AVR单片机Mega 16L作为控制和编译码单元和CYRF6936射频芯片作为射频单元相配合设计得到的一种新的2.4 GHz无线遥控系统。其不仅具有很强的抗干扰能力, 而且发射功率低、功耗小、发射距离远。对该方案予以了具体实现, 在室外空旷场地进行遥控测试, 配合功放的情况下, 该遥控系统有效操作距离可达到500 m, 获得较满意的结果, 与传统无线遥控系统比较, 具有响应速度快、精度高和不抖舵的特点。

参考文献

[1]Atmel Corporation.8 b AVR Microcontroller with 16KBytes In-system Programmable Flash[Z].2007.

[2]Cypress Semiconductor Corporation.WirelessUSB LP2.4 GHz Radio SoC.2007.

[3]梁为宗, 蔡木金.无线键盘传输加密之设计与实现[D].台湾:台湾中央大学, 2007.

[4]李亮, 张维强, 刘德营, 等.基于WUSB的数据采集系统设计[J].工业控制计算机, 2007, 20 (10) :21-22.

[5]马潮.AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2007.

[6]林德彬, 杜志聪, 王啸.计算机无线遥控玩具模型实验方案[J].现代电子技术, 2006, 29 (18) :16-17.

[7]李晓辉, 任艳君.四路无线遥控开关系统的设计与实现[J].现代电子技术, 2007, 30 (12) :66-68.

[8]王琳丽, 乔治.基于单片机的遥控系统的抗干扰分析和实现[J].现代电子技术, 2008, 31 (1) :10-12.

无线遥控器论文 篇5

一、比赛项目

小学组无线电遥控电动直升机比赛

二、比赛时间 待定

三、承办单位 区青少年科技辅导员协会

比赛规则

1、限用“机身长度为25厘米左右的（±5厘米）”电动无线遥控模型直升飞机参加比赛。（模型自备）

2、允许对模型进行必要的.加强和改动，但必须保留模型原部件的50％以上；起落架必须有。

3、不允许改变模型飞机的几何尺寸，但遥控器不在内。

4、模型飞机动力电池限用标称12V以下（包括12V）各种电池。

5、比赛时间5分钟，超过时间的动作不予评分。

6、当听到裁判发令后，选手必须立即发动模型飞机，模型飞机离开地面即为正式飞行，裁判开始计时。

7、飞行动作应按规定顺序进行：①起飞；②平飞在障碍物上方越过；③着陆

8、比赛方法：

① 场地要求

飞行场地为直线距离12米、宽8米、高 4米的半圆形场地，起点处有一个直径2米的圆形操纵区。障碍设置在离起点前端4米的距离，设置为宽3米、高2.5米的单杠；着陆点（以着陆点心点为准）设置在离起点5米距离的一个直径为2米和1.2米的着陆区，着陆区中心设一个直径分别为50厘米及30厘米的圆圈为（A区）着陆点，着陆点其他区域为B区。

注：（大小飞机分别着陆，标准飞机着陆点直径为2米，小飞机着陆点直径为1.2米）（如场地示意图所示）

② 比赛动作、评分及基本要求

模型飞机在比赛场地的指定起飞点起飞，运动员必须置身于操作区内进行操作。整个比赛过程顺利完成任务，着陆点里A区跃进，用时最短者为优胜。

A.起飞

要求起飞平稳，模型飞机离地前调整好陀螺仪极向保持机身平稳并匀速直线上升。

B.平飞在障碍物上方穿过

平飞高度为2.5米以上，波动幅度小于±0.25米，用最短时间在障碍物上越过。

没有越过障碍物者可从新调整飞机飞行并完成跨越，最终没有越过障碍物者不给成绩。要求选手必须让飞机在障碍物的宽度、高度以上进行跨越，超出障碍范围不给成绩。

C. 着陆

飞机越过障碍物结束后，模型必须降落在着陆区。着陆时：以机头所在区域为准。着陆时以第一着陆点为准。落到A区减掉总用时间20秒；落到B区减掉总用时间10秒；落到着陆点以外者加上总用时间20秒。

1、平稳着陆标准：飞机在机身没有任何摆动的情况下逐渐减速并着陆。

2、坠机标准：飞机在离地30厘米以上开始自由落体，落地时并伴有弹动效果。

D.用时

从飞机离地开始算起，直到飞机进入降落区第一点着陆为止。

四、场地设置

1、场地划线（根据场地示意图绘制或圈定）

2、障碍竹竿架（3米宽2.5米高）

3、降落点圆盘一块（直径2米）

4、起点划线

5、比赛场地周围圈绳。

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无线遥控器论文 篇6

关键词:航标;遥控遥测;无线传感器网络

中图分类号:U6;TP3 文献标志码:A文章编号:16717953(2009)04002903

Navigation Mark Telemetering and Telecontrol System Based on Wireless Sensor Networks

WANG Baoren ZHANG Yuchao SU Hongquan2

(1.Dalian Department of Aids to Navigation Tianjin MSA Dalian 116001,China;2.Information Science and Technology College,Dalian Maritime University Dalian 116001,China)

Abstract: Aiming at shortcomings of available navigation marks and it's management procedure, a method of navigation mark telemetering and telecontrol system based on wireless sensor networks was proposed. The technology and parameters needed by this system were analyses, system structure and transmission protocol of wireless sensor networks were proposed. This system can collect the working information, hydrology and meteorology information of navigation mark, remote control navigation mark. The simple and low cost network nodes ensure a vast application for the system.

Key words: navigation mark;telemetering and telecontrol;wireless sensor networks

航标^[1]是保障船舶航行安全重要设施,对于海上运输、国防安全、渔业发展等都有重要作用。目前,我国航标的管理主要还是人工维护,需要定期巡检、定期维护。这种航标管理模式有很多弊端:实时性差、可靠性和效率低下,费用较高且存在一定的安全隐患。

国际航标协会(International Association of Marine Aids to Navigation and Lighthouse Authorities, IALA)已经开始了电子航标服务信息系统研究的推进工作,其目的是依托AIS、ECDIS、Internet等技术,自动向船舶提供对航行安全和海上环境保护至关重要的实时信息的新助航体系^[2]。该系统需要实时采集航标的信息,通过AIS或Internet发布。目前已经有很多关于AIS在航标管理和信息发布应用的研究。但是AIS系统应用于航标管理还存在很多的问题,如信息冗余、占用通信信道、成本高贵等缺点。因此,需要研究一个高可靠性,高效费比的航标管理系统。

无线传感器网络是由大量的随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点组成,节点间可以通过自组织的方式构成网络。每个节点根据需要可以内置多种传感器测量所在的周边环境参数,如温度、湿度、风向和位置等,通过网络的方式汇集数据,并在网络之间或通过上层网络传输给用户。无线传感器具有可靠性高,冗余度好,扩展性强和成本低等特点,非常适用于航标的遥控遥测。本文提出将无线传感器应用与航标上,利于无线传感器的优点,可以将航标组成信息化、智能化的网络。

1 航标遥控遥测的关键技术

航标分为灯塔、灯桩、导标、立标、灯船、灯浮标等6个种类,主要设置在船舶往来频繁、水文地理复杂的水域及港口,为船舶指示航线、转向点、浅滩、暗礁、沉船和禁航区,因此,航标设备运行状态的好坏,将直接影响船舶的航行安全。作为航标管理部门希望能够实时了解航标的工作状态,及时发现故障并进行维修。对于重点大型设施(大型灯塔设备),往往采用人工值守的管理方法,可以及时的发现航标的故障,并进行维护。对于无人值守的航标,存在信息滞后的缺点,往往不能及时的发现故障。因此为了提高航标的助航效能,及时排解故障,降低航标的维护费用,需要建立先进的航标关系系统,及时了解航标的工作信息,发现故障,设置航标的工作参数。

1.1 典型航标的结构

如图1所示,是典型的无人值守航标的结构,主要部件包括主/备灯、雷达应答器、太阳能电池板、蓄电池组和电源控制箱等。对小型航标,只含有灯器,不含有雷达应答器等其他设备。

1.2 航标遥控遥测的参数

根据以上的航标结构,对航标的遥控遥测所需的参数如下:

遥测参数:

主/备灯参数:工作电压、电流、温度,换灯机状态,电机状态等

雷达应答器参数:工作电压、电流,自检信息等

太阳能电池:工作电压

蓄电池组:组电压、单体电压、充电电流、放电电流、剩余能量、温度等

环境传感器:位置,碰撞信息,温度,风向,洋流等

遥控参数:

主/备灯的开/关、切换,雷达应答器开/关,蓄电池的充/放电控制等

2 基于无线传感器的航标系统

2.1 无线传感器航标系统的节点设计

为了了满足航标遥测遥控系统的需要,航标的网络节点需要集成多种传感器和控制器。对于小型航标,只含有灯器,而不带雷达应答器,这样的节点就不需要雷达应答器的遥控遥测功能。对于某些处于重要位置的航标,希望能过监控潮汐、水分和气象等参数,那么就要求该节点添加相应的传感器。因此在无线传感器航标网络节点的设计中采用了总线结构,能够根据需要灵活的添加和删除网络的功能模块,满足不同种类航标的功能要求。如图2所示是单个航标网络节点的结构图。

2.2 无线传感器航标系统的网络结构

无线传感器网络^[3]的通信方式和组网方式采用多跳和对等的方式,网络拓扑结构与无线Ad Hoc网络相似,具有自组织、自适应和自治等特性,无线传感器网络可以协作的感知、采集和处理网络覆盖的地理区域中的信息。为了减少电力消耗,传感器网络节点间通信采用短距通信,将信息传送至汇聚节点,由汇聚节点传送至管理中心,因此汇聚节点除了应该包括航标网络节点的功能外,还应增设GSM/CDMA/GPRS等通信模块。图3所示是无线传感器航标系统的网络结构。

2.3 无线传感器航标系统的路由协议的选择

路由是将信息从源点穿过网络传递到目的地节点的行为。路由技术是由路径的选择和数据报传递的两个功能组成,路由是实现通信的基础与保证。路径选择算法是实现路由的基础,其日的就是要在满足某些指标的前提下,选择一条从源节点到目的地的最佳路径。路由器是网络连接中选择路径的设备,路由器在

一个较为复杂的网络中起到了关键的作用。无线传感器网络中每一个节点都承担了路由器的角色。采用合理的路由算法,是为了在比较小的代价的前提下获取较好的设计目标。一般情况下,在设计路由算法的过程中要综合考虑的设计目标有:

1)最优化:要求路由算法能够得到选择最佳路径的能力。

2)简洁性:要求算法的软件和硬件的开销小,效率高。

3)鲁棒性:要求算法当无线网络处于比较恶劣环境时,仍然能够有效地工作。

4)快速性:要求算法能够快速收敛,从而能够快速地得到最佳路径,同时还要能防止路径循环等情况的发生。

5)灵活性:路由算法应该能够适应各种网络环境,对于新的网络环境无需特别的设计与设置。

无线传感器航标系统的特点如下:

1)每个航标的位置是相对固定的

2)在航标节点失效或新增加航标节点时,能重新建立路径,有一定的冗余度

3)能按需建立路径,节约航标节点的能量和网络资源

4)为了节约成本,含有能和管理中心通信的汇聚节点是固定的

针对无线传感器航标系统的路由协议要能够满足系统的特点。PEGSIS(Power-Efficient Gathering in Sensor Information System)^[4] 假定组成网络的传感器节点是同构且静止的。节点发送能量递减的测试信号,通过检测应答来确定离白己最近的相邻节点。通过这种方式,网络中的所有节点能够了解彼此的位置关系,进而每个几点依据白己的位置选择所属的聚类,聚类的首领参照位置关系优化出到汇聚节点的最佳链路。因为PEGASIS中每个节点都以最小功率发送数据分组,并有条件完成必要的数据融合,减小业务流量。因此,整个网络的功耗较小。将PEGSIS中的聚类首领的选择固定在某几个汇聚节点,然后确定的网络就可以满足无线传感器航标系统的要求。

3 系统特点

综上所述,无线传感器航标遥测遥控系统具有以下功能特点:

1)能够主动提供航标位置、状态等助航信息,航标节点具有遥测遥控终端的功能。

2)能够对航标工作状态和信息进行实时监控和跟踪,管理中心能够从GSM/CDMA/GPRS等公共网络通信系统获得航标信息。

3)系统采用自组织的管理方式,无需人工干预,能自动的添加和删除节点,重建网络,使得系统具有很强的可扩展性和稳定性。

4)系统不仅能提供航标信息,而且还可采集水文、海况的气象等信息和船舶通行状况的信息。

5)系统具有低复杂度、低功耗、低成本的特性。

4 结语

本文提出的基于无线传感器网络技术的电子航标系统,分析了航标遥控遥测系统所需的参数和功能,建立了无线传感器网络航标系统的结构,讨论了系统选择路由协议的要点。天津海事局大连航标处已经建立了AIS虚拟航标系统,将本系统与AIS虚拟航标系统相结合,可通过AIS系统向船舶提供航标位置信息和海上风力、风向、海水潮汐、浪高、海流流向等海况基础信息,保障船舶安全航行。

参考文献

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无线遥控灭火机器人 篇7

电路工作原理

发射机与接收机电路原理如图1、图2所示。发射机的独立发射控制端集成电路芯片TX-2的⑭①④⑤⑥脚分别接地,即可发射五种不同的编码信号,即左退、左转、右转、右退和灭火;其中⑦脚输出的为带载波的编码信号,适合作红外遥控输出;⑧脚输出的为不带载波的编码信号,适合作无线遥控的调制信号输出,⑧脚直接与BX-2配合,可组成相应的编码、解码电路;改变⑪、⑫脚外接的Rosc电阻的阻值,可改变载波频率及编码输出的脉冲波形,Rosc的选值范围为100～500kΩ;⑨脚是电源端。

⑧脚输出的编码信号,经后级相应的射频电路放大后,经天线发射,然后再由与之配套的接收电路RX-2接收解调。遥控发射电路发射的带有编码信息的射频信号,经射频接收电路接收并解调后,还原成相应的编码信号,该信号被集成电路芯片RX-2的⑭、⑮脚及⑯、①脚内部的反相器及相应的外围电路组成的反相放大器放大后,被送入RX-2的编码信号输入端③脚,经内部译码后,将在输出端OUTI～OUT5即⑦、⑥、⑪、⑩、⑫脚分别输出相应的控制信号;RX-2的④、⑤脚外接Rosc,其阻值必须与发射电路TX-2的⑪、⑫脚外接的Rosc相同,否则,接收电路RX-2内部基准频率与发射电路TX-2内部基准频率不一致,接收电路RX-2无法解调出相应的编码信号。利用OUT1～OUT5的高电平控制信号, 辅以相应的控制电路,可方便地实现对相应电路的开关控制。

发射机部分如图1所示,R1=Rosc是编码器时钟振荡外接电阻;VD5、R6是指示电路;R2、VD4是电源稳压电路,为编码集成块提供4V电源;VD3起反向保护作用,C1、C2是电源滤波电路;X1、VT1、L1、R3、C11、C3、R4等元件组成高频振荡电路,该电路产生27MHz高频载波;VT2、L3、C6、R5、C5、C9等元件组成高频调制放大电路,将编码器输出的编码信号调制到高频载波上,形成27MHz数字振幅调制信号(即ASK),经天线匹配电路L2、C7、C8,加载到天线上向空间发射;C4是极间耦合电容。

接收机部分如图2所示,R20=Rosc是解码器时钟振荡外接电阻;由R1、 R15、C4、C7、VD16构成了稳压电路;接收机由接收调谐T1、C1、C2回路、三极管VT1及C3、C5、C6、L1、R12、R13构成27MHz高频调谐放大电路;R14、 C11、R16、C12、R17、C8、R18、C9、R19、C10构成两极反相器的输入、输出及反馈网络;R2～R11、VT2～VT15构成对电动机M1～M3的驱动电路;C13～C15是电动机去弧电容。

制作过程

1发射机电路板焊接

A.如图3是发射电路的印制电路板的元器件面与焊接面,其中元器件面也为元件装配图。本产品的发射集成块TX-2芯片已在发射印制电路板的焊接面上,其它各元件均为插装元件或外接元件。发射机印制电路板元器件面上的元器件焊接位置符号与原理图中符号是完全一致的。

B.安装时,首先根据色环读出电阻的阻值,对应表1分辨出电阻的焊接位置符号R1～R7,(共7只,图4为电阻的焊接位置图),将它们紧贴印制电路板元器件面,以卧式一一焊接。

C.用同样的方法分辨出电感的焊接位置符号,共3个,底色都是绿色,其中较大的是L2,与发射天线相连,其余L1、L3两个相同;二极管共三个,用万用表分辨出极性,一个红色的发光二极管VD5以立式焊接,焊接时注意高度与外壳一致,两个玻璃封装二极管,其中较大的是4V稳压二极管VD4,较小的是VD3;晶振X1无极性;飞线一条。图5为二极管、电感、晶振、另外飞线的焊接位置图。将它们紧贴印制电路板元器件面以卧式——焊接。

D.电容共12个,根据标称容量值分辨出电容的焊接位置符号,C2～C11为瓷片电容,C1、C12为电解电容;两个9014为NPN型三极管,均为立式焊接,图6为电容、三极管的焊接位置图。

E.开关共6个,S拨动开关为电源开关,S1～S5按钮开关为控制开关,焊接时注意高度与外壳相吻合,如图7为开关的焊接位置图。将它们以立式——焊接。

F.焊接天线和电源连接线,电源用9V叠层电池。将已焊好的电路板放入盒内,并用两个自攻螺丝把它们固定好,发射机就组装完成了,无需调试。

❷接收机电路板焊接

A.如图9是接收电路的印制电路板的元器件面与焊接面,接收集成块RX-2芯片也在接收印制电路板的焊接面上。接收机印制电路板元器件面上的元器件焊接位置符号与接收机原理图符号是完全一致的。

B.同样根据色环读出电阻的阻值,对应表2分辨出电阻的焊接位置符号R1～R20,共20只;色环电感1只L1、可调电感1个T1 (5个焊接脚);3.6V稳压二极管1只是VD16;另有飞线一条。 图10为电阻、电感、飞线的焊接位置图。将它们紧贴印制电路板元器件面,以卧式——焊接。

C.电容共15只,根据标称容量值分辨出电容的焊接位置符号,C1～C5、C8～C15为瓷片电容,C6、C7为电解电容,均为立式焊接,图1 1为电容焊接位置图。

D.三极管16只,1815Y型一只VT1;S9014D型5只VT2～VT5、VT15;S8050型4只VT6、 VT9、VT10、VT13;S8550型5只VT7、C8、 VT11、VT12、VT14,特别注意三极管的焊接位置和方向不能搞错,均为立式焊接,图12为三极管焊接位置图。

E.还有电动机M1～M3、天线、电源外引线。需要说明的是电源拨动开关K和电源指示发光二极管VD5与R21 (2.2k)串联的两组元件不在板上,将用外引线连接后固定在外壳上,电源用4节1.5V干电池共6V。如图13为接收机电路板外引元件焊接图。

❸齿轮箱组装

齿轮箱左右片是插装的,共有四对插装柱,先将电动机M1、M2放在左右片的对应卡位上,再让左右片的四个插装柱——对准好插装口,两边用力挤压插装稳固,并用四个螺钉锁上。

A.首先把两个1号M=0.5 Z=8齿轮(齿轮直径最小)插装在两个电动机轴上;再把4号M=0.5 Z=42 (齿轮直径第2大I齿轮和4号25×25×45齿轮轴(方形半轴)装配好后插装在左右片两侧;然后将3号Φ25×12齿轮轴(圆形半轴)插装在左右片两侧,把3号M=0.5 Z=38/12 (齿轮直径第3大)双齿轮的小齿轮向内插装在对应的轴上。如图14所示。

B.将2号Φ25×55齿轮轴(圆形长轴)插装在左右片上,两边分别把2号M=0.5 Z=48/10 (齿轮直径最大)双齿轮的小齿轮向内插装在2号齿轮轴上,并用2号轴固定柱在2号齿轮轴外测固定。然后把齿轮箱用螺钉锁在底板上,在4号齿轮轴(方形半轴)上插装履带主动轮,并用4号轴固定柱在4号齿轮轴(方形半轴)外测固定。套上履带,4个滚轮轴装上滚轮压入机器人底板,使履带在履带主动轮的带动下顺利转动。机器人底板就是电池盒,引出两根导线与电路板的正负极相连。如图15所示。

❹整机组装

A.电源开关和指示灯均固定在机器人的塑料外壳内测上,把塑料外壳和风扇罩壳用螺丝连接起来,电路板上接M3的两条引线焊接到塑料外壳和风扇罩壳连接的螺丝上。如图16所示。

B.在风扇罩壳的螺丝上引出两条线焊接到M3电机上,让风扇电机在电机压板和风叶底板之间,并用螺丝锁上。如图17所示。

C.风叶底板和风扇罩壳用螺丝固定。把印制电路板固定在塑料外壳内部,装上底板并固定。电子表自带电池扣在塑料外壳上。如图18所示。

整机调试

1.发射机电路调试

发射机不需要调试,在电源端串联一只万用表(直流电流档),测量整电流应在60mA左右,再用万用表(直流电压档)测量IC等重要元件对地电压(静态值),其参考值表1、表2,如不一致检查周边各电阻是否接错。

2.接收机电路调试

方法相同,先测量发射机整电流应为十几毫安,测量1C等重要元件对地电压(静态值),其参考值表3、表4,如不一致检查周边各电阻是否接错。

3.功能与遥控距离调试

语音无线遥控智能小车设计 篇8

语音控制智能小车的设计方案主要采用语音识别[1]控制模块通过无线传输信号来控制小车的运动, 同时检测小车周围的环境, 采集相关信息。与大多数“智能小车”一样, 这里主要使用的是8位高性能51单片机来进行控制, 然而也很容易被16或32位系列的嵌入式[2]单片机代替控制。本文设计融合了电脑软件、无线通信、语音识别、电机驱动、红外光避障和温度采集等技术, 具有了语音识别系统的特点。传统的小车都是使用遥控器进行控制, 基本上没有使用语音来进行控制, 本设计也算是一次新的尝试。随着社会的不断发展, 人们可能会在小车的控制上有更新的设计思想。原来的红外无线遥控[3]技术不但受到距离的限制, 而且也远没语音控制更方便和智能, 无线通信使小车具备远程操控的能力, 这是红外通信望尘莫及的。此外, 本方案小车控制采用了红外避障模块, 可以自动躲避前方障碍物, 调整运动路线, 使用的51单片机具有极丰富的外设扩展, 这为以后小车功能升级和扩展奠定了很好的基础。

1总体设计方案

语音识别控制智能小车设计方案需要达到的目的是使用语音识别控制模块, 通过无线传输模块与小车控制端进行远距离通信, 使用红外避障[4]模块来躲避障碍物, 从而灵活控制小车的运动轨迹, 并采集小车的速度和温度, 时刻监测小车周围的环境。总体设计方案如图1所示。

1. 1硬件系统设计

硬件设计部分就是整个设计的外观, 所有功能的实现都要靠硬件展现在我们的面前, 它主要由电源模块、小车系统控制模块、电机驱动[5]模块、语音识别控制模块、无线发送与接收模块、红外避障模块和温度采集模块等构成。

1. 1. 1电源模块

采用4支1. 5 V电池单电源供电, 但6 V的电压太小不能同时给单片机与电机供电。然而可以利用驱动板的电源输出功能代替电池供电, 减少6 V的不稳定性和不安全性。

1. 1. 2系统控制模块

系统板的主 控制器采 用的是STC公司的STC89C52单片机, 它的内部资源比ATMEL公司的单片机要丰富的多, 采取5 V供电, 晶振可选择并支持80 M晶振, 核心芯片内部结构包括512 B的SDRAM、8 K的Flash只读存储器可重复擦写1 000次、1 K的EEPROM、6个中断源、2个基本定时器和32个普通输入输出I / O口等。

1. 1. 3无线发送与接收模块

无线发送与接收模块采用台湾普城公司生产的一款通用的编/解码集成芯片PT2262 /2272。它有很多用途, 比如在无线电通信设备中, 这款芯片常用作地址编码的识别。PT2262 /2272芯片一共可提供531 441个地址码选择, 就因为它具有可达到12位的地址管脚, 并且PT2262提供了6位数据端管脚, 芯片的第17脚是用来将设定的地址码和数据码以串行方式从此口输出, 可用于无线电[6]遥控发射电路。用户可以在PCB板上直接将地址引脚与L或H相连, 从而实现地址设置。PT2262与PT2272地址设置要完全一样。

1. 1. 4语音识别控制模块

本模块是用来将语音识别模块接收的语音信号通过STC10L08XE单片机的I/O口发送出去[7,8]。当外界传来语音信号时, 语音模块通过咪头接收到语音信息, 将其传给语音芯片LD3320进行处理, 将识别后的信号传给单片机, 单片机再将其通过I/O口输出, 只要输出端接上相应的硬件就可以达到驱动效果。语音识别模块如图2所示。

1. 2软件系统设计

系统主程序如图3所示。

1. 3扩展说明

本设计除了已达到的效果外, 后期经过进一步改进, 应该还可以添加可行的如下功能: 1通过测速模块采集小车的转速并显示在液晶显示屏上[9];2采用温度采集模块可以时刻监控周围环境的温度; 3利用超声波[10]模块进行测距。

2方案难点及关键技术

方案难点如下:

1小车的长时间运动需要消耗电能, 经常需要给电池充电, 没有达到要求的电压时还会出现不正常问题;

2语音识别技术还没有达到很成熟的地步, 很难排除环境干扰等因素, 有时会出现失控的局面。

关键技术如下:

1提供合适且稳定的电源给系统供电, 让其正常工作;

2了解语音信号的识别原理和过程[11];

3普通模式和口令模式2种语音识别模式的区别, 各自的作用和好处;

4掌握远距离信号传输的无线通信技术。

3系统仿真与结果分析

3. 1小车整体外观

语音无线遥控智能小车整体外观如图4和图5所示, 系统由小车底板和硬件模块组成, 小车控制电路放在小车上。小车控制器主要包括电机控制、红外避障、单片机核心板、无线发送与接收、语音识别控制和电源模块等部分组成。

3. 2系统调试

3. 2. 1硬件调试

按照仿真成功的电路图组装系统。1先是视检, 检查焊接好的系统板中是否存在明显的虚焊或漏焊情况; 2用万用表的欧姆档, 测各个主要连接中是否有虚焊或短路的情况; 3在给系统加电时, 如果发现电源输出的电压明显偏低或不正常时, 要立刻断电检查电路中是否有短路情况; 4在系统中各模块的供电正常和电路中不存在短路时, 再测试各个模块的功能是否能实现, 最后把各个调试正常的模块连接起来, 组成一个完整的系统, 等待软件的测试。

3. 2. 2软件调试

软件调试主要是在硬件调试完成后, 编写代码来测试各个功能模块能否与单片机进行正常通信, 最后检测整个系统是否能够正常工作。

3. 3测试结果分析

实物调试步骤如下:

1首先采用应答式训练, 每条指令的训练次数为2次, 每一条命令的训练过程都是一样的, 以“前进”为例说明: 步骤1: 小车提示“前进”; 步骤2: 告诉小车“前进”; 步骤3: 小车提示“请再说一遍” ( 重复训练提示音) ; 步骤4: 再次告诉小车“前进” ( 重复训练一次) 。这是一个完整的训练过程, 如果训练成功, 小车会自动进入下一条指令的训练, 并会提示下一条指令对应的动作; 如果没有训练成功, 小车会提示“说什么暗语呀”或者“没有听到任何声音”等信息, 需要重复上述的4个步骤, 直到成功为止。整个训练过程依次为: 前进—后退—左拐—右拐—停下。

2采用口令式直接对小车说前进, 或者倒车、左拐和右拐等, 小车如果识别出指令会有一个回应信号, 告之它要执行的动作, 然后执行该动作。如果想要小车执行其他动作, 直接告诉小车将要执行动作对应的指令即可。

通过与其他同类型的设计分析比较, 具有以下优势:

1目前玩具正向着智能化、人性化和廉价化的方向发展, 此款语音无线遥控智能小车符合玩具小车的发展趋势, 整个硬件电路大概在200元左右, 如果批量生产, 成本可降至60元左右, 和市场上的遥控小车相比, 具有很大的市场潜力, 它不仅可以应用于玩具市场, 对汽车自动行驶性能的研究也有很大的帮助;

2和SPCE061A单片机相比, 更适合升级和再度开发, 主要由单片机和语音识别芯片模块组成, 可以灵活选型, 满足市场要求;

3加了无线通信模块后, 可以让通信距离大幅度提高, 使控制变得更加自由。

4结束语

通过反复 调试, 实现了控 制电路以STC89C52RC单片机为核心, 语音识别模块和小车驱动模块的连接, 小车预想的功能, 完成了系统的架构。方案的意义在于将语音识别技术、无线通信技术和单片机技术有效结合, 突出体现了语音识别系统的含义, 未来必将广泛应用于社会生活和生产中。方案的应用领域主要有车载语音系统和电话语音识别声讯系统等。

参考文献

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[7]张震宇, 王华.基于凌阳单片机的语音识别技术及应用[J].微计算机信息, 2007 (23) :2-8.

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[10]徐科军.传感器与检测技术[M].北京:电子工业出版社, 2007.

多路无线遥控开关系统的设计 篇9

1 系统总体设计方案

1.1 发射电路设计

发射和编码电路的按键是遥控开关的重要部件, 通过按键动作使被遥控对象处于不同的工作状态, 从而达到遥控的目的, 按键还相当于PT2262的电源开关。具体电路见图1。按键S1000一端和编码芯片PT2262数据引脚D2相连, 另外一端与三极管相连, 通过按键动作使三极管导通, 从而为PT2262提供电, 起到控制编码芯片工作的目的。

1.2 PT2262组成的编码电路设计

编码芯片PT2262是发射部分的核心元件, 可以通过不同的编码来产生不同的信号, 从而达到被遥控对象处于不同的状态。

PT2262编码电路 (如图2) , 通过不同的按键导通或断开, 使得PT2262端口获得高电平1或低电平0。四个按键S1000—S1003分别对应PT2262的四个端口D0—D3数据输入, 当按下键S1003时, 按键信号经D3进入编码芯片, 编码脉冲输出, 调制发射电路的载波, 而数据码在无线开关的系统中就是能起到把不同的开关加以区分开来的目的

1.3 无线发射部分的电路设计

由上面的各单元电路组成的发射系统电路组成图 (如图3) 。该发射部分包括315 MHz的无线发射单元电路与PT2262编码芯片构成的编码电路两大部分构成。

发射部分中的按键电路没有任何一个按键按下, 这时的三极管Q是处于截止状态的, 那么也就是编码芯片PT2262是没有接通电源的, 它也就不能工作, 那么无线发射模块也就没有工作也没任何信号得以发射。如果这时我们将S1000-S1003中的按钮按下, 这个时候三极管Q也就会被导通, 那么编码集成PT2262得到电源也就进入了工作状态, 接下来它就会按照引脚D0-D3输入的电平进行编码, 然后此信号被输入到315 MHz无线发射单元电路, 经过它的调制后再发射出去。

1.4 解码和无线接收电路设计

解码电路我们采用的是PT2272解码芯片。芯片A0—A7引脚是该芯片的地址引脚, 只有当接收芯片处的地址码与发射芯片的地址码被设定一致的时候, 这时输出端口才会有相应的信号输出。PT2272解码芯片的输入端DIN从先无线接收模块那接收到发送端发来的信号, 然后再通过其内部电路的解码予以辨认。只有当它所接收到的信号的地址码是和发射部分的编码芯片编码相同时, 它的数据输出端D0—D3才有信号输出。反之也就并不会被解码[7]。

接收部分是由四个D触发器、一个高频的信号接收电路模块、一个PT2272, 四个二极管IN4007、四个继电器和四个NPN三极管以及若干个电阻等组成。

2 发射和接收仿真电路

首先对发射部分单元电路进行仿真, 由于元件库中晶振的最高频率为80 M, 所以在电路的输入端用80 MHz的信号源代替输入信号, 为了观察比较输入与输出信号的波形采用双踪接示波器。示波器测得输入与输出的波形 (如图4) ,

由图可知输出与输入信号的波形一致, 皆为正弦信号, 频率为80 MHz。

考虑到元件库里元件所限, 只对无线接收单元电路进行仿真, 此处对接收单元电路做了简化, 由三级管和一级运放电路对输入的信号进行放大, 在运放的输入端加与发射端相同频率为80 MHz的高频信号作为接收到的信号, 为了观察和比较其输出与输入的波形采用双踪示波器。

仿真波形 (如图4) , 左边为输出信号的波形, 右边为电路输入端的波形, 由图可知:输出与输入信号的波形一致, 都为正弦信号, 频率为80 MHz, 且输入信号经过放大后幅值增大, 符合设计要求。

3 结论

无线遥控开关在日常生活中使用越来越广泛, 无论是家用电器, 还是工业智能控制都会用到无线遥控开关来自动控制设备工作, 为了更加方便人们的工作, 设计一款体积小、价格便宜、功能多的无线遥控开关是技术人员经常思考的问题。

本文还要改进的地方有如下: (1) 可以进一步提高发射效率, 降低功耗, 使其具有更好的使用和推广价值。 (2) 后面的研究我们可以采用单片机代替传统解码芯片PT2272对接收到的信号进行软件解码。

摘要：本文设计了一款结构简单、体积小的多路无线遥控开关, 论述了遥控开关各个单元工作原理。发射端包括按键、编码和无线发射等部分, PT2262编码芯片对按键信号进行编码后经无线发射部分发射出去。接收端包括无线接收、解码和继电器开关等部分, 无线数据接收后由PT2272解码芯片解码后控制继电器开关工作。

关键词：无线遥控,编码,解码

参考文献

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[7]余烈.基于PT2262/2272的无线数据传输[D].武汉科技大学硕士论文, 2011.

无线发射台站铁塔遥控巡检系统 篇10

随着广电事业的不断发展, 各地的“村村通”无线覆盖发射台站不断增多, 需检查和维护的铁塔数量也随着增多。而目前检查发射铁塔、天馈的主要办法是由专业人员上铁塔检查。但是由于铁塔数量较多, 具备高空作业资格的专业人员相对较少, 很多铁塔经常要一、两年才能检查一次, 以至不能及时发现铁塔及天馈线系统存在的隐患。发射铁塔及天馈线系统作为发射台一个关键的环节, 一旦出现问题, 将会造成所有发射机停播。同时, 高空作业始终是一项高风险的工作, 本着以人为本的原则, 应该尽量减少工作人员上塔的次数。针对这个突出的矛盾, 可通过采用遥控飞行器运载各种检测设备对发射铁塔和馈线进行检查的方法来解决。

1 技术方案

1.1 飞行平台

运载设备的遥控飞行平台应该按照以下几点要求进行选择。首先是必须有足够的升限。由于一些铁塔的高度高于1百米, 同时很多台站都建在海拔较高的山上, 空气相对稀薄, 这会导致飞行器的升限比所标称的高度有所降低, 所以采用的飞行器的升限应该达到300米以上。其次, 飞行器必须具备一定抗风能力。由于高空的风速比较大, 为保证能平稳地悬停在所需的位置, 飞行器最好在风速5级以下都能平稳飞行。此外, 必须有相当的负载能力。由于要同时运载云台和照相机等设备, 飞行器的有效负荷能力最好能超过500克。最后, 为了能对设备进行详细检查, 飞行器必须有足够的续航时间。按照工作的需要, 飞行时间的要求在20~30分钟左右。根据以上要求, 经过多方比较, 并考虑造价等原因, 目前较适合上述要求的飞行平台有两种, 分别为燃油驱动型遥控单轴直升机和电能驱动型四轴飞行器。

燃油型的运载平台可采用50级遥控直升机, 该级别遥控直升机的参数如下:主旋翼直径1250mm、飞行器全长1520mm、模型机体高450mm、全备重量2850g。采用甲醇作为燃料, 负载能力为2kg, 升限为500米, 在4~5级风的情况下飞行, 采用标准油箱巡航时间约25~30分钟。如采用加大油箱的方法, 巡航时间还可以进一步加长。

电动型的运载平台可采用XAircraft公司生产的X650, 这是一款四旋翼微型飞行器, 通过锂电池提供动力, 由四只无刷电机直接驱动螺旋桨提供升力, 并可以加装GPS控制模块。GPS模块内包含高度计, 可以实现X650自动定高、自动定点、自动返回等功能。其碳纤版的主要参数如下:最大直径955mm, 高度265mm, 机身重量950g (不含接收机、电池、相机吊架) , 最大起飞重量1800g, 升限约为300米, 可在3~4级风的情况下飞行, 最大巡航时间约15~20分钟。

电动型四轴飞行器与燃油型飞行器相比, 四轴飞行器的结构更简单、造价较低, 操控更加容易, 并可通过加装智能GPS模块实现智能飞行。此外, 由于采用电动四轴驱动, 具有更好的稳定性, 震动较小, 对摄影云台的影响较小, 容易获得良好的图像, 但其有效负载低, 只有三、四百克, 留空时间短, 满负荷状态下仅能飞行10~15分钟, 一次飞行只能完成局部拍摄, 如需对大型铁塔进行检查, 需要进行多次飞行。同时由于是采用锂电池动力, 每次飞行后都要重新充电, 造成了两次飞行之间的间隔时间较长。而燃油型飞行器则有着有效负载大, 巡航时间长, 升限较高, 再次起飞的时间间隔较短等优点, 但存在造价较高, 操控相对困难, 对操作人员的要求比较高等缺点。同时由于燃油发动机工作中造成的震动较大, 为消除机体震动对摄影设备造成的影响, 就必须采用有更好防抖动能力的摄影云台, 这也进一步推高了整个系统的造价。

为了能很好地控制飞行器, 可采用6通道遥控器, 其控制距离约为1500米。其采用的控制频段为:35MHz、36MHz、40MHz、41MHz、72MHz、75MHz, 发射功率:≤750m W, 编码方式采用PPM。由于使用环境为发射台站, 电磁环境较复杂, 在设定遥控器频率时, 注意不要存在与本地台站中短波、调频、电视的发射频率相互干扰的现象, 以免出现飞行器失控的事故。

1.2 拍摄云台

在确定好飞行平台后, 就可以在飞行器上安装可遥控的拍摄云台了。由于只需要把摄影设备进行上下和左右两个方向的摆动, 所以采用双轴控制航拍架即可。若采用四轴的云台不但抬高了系统造价, 同时也导致有效负载变小, 给安装各种摄录设备带来影响, 并导致飞行器的飞行时间变短。为了能对运载的照相机进行控制, 可选用具备有快门控制开关的遥控云台。其控制快门的方式有两种, 一种是通过遥控器远程控制快门, 第二种是通过定时开关按照设定的时间间隔进行连续拍摄。由于飞行器的发动机在飞行中会产生震动, 为了减轻震动对摄影云台的影响, 通过在飞行器和云台之间加装O型高频减震圈和阻尼避振器, 可有效降低机体的振动对摄录设备的干扰, 使整个摄影效果更加完美。

控制云台的遥控器采用与飞行器同一系列的遥控器, 遥控距离也为1500米, 以确保具备同样的操控范围。但在使用过程中必须把这两个遥控器设置在不同频段, 以免造成所控设备出现误动作。

1.3 摄影装置

在遥控飞行器飞行检查设备的过程中, 需要实时了解到飞行器前方设备的情况。通过把无线摄像头安装在遥控云台, 将动态图像实时传输到地面可解决这个问题。采用的无线摄像头为1/3″CMOS摄像头, 清晰度为380线, 内置锂电池, 工作时间3小时, 发射频率2.4G, 发射功率500m W, 无障碍传输距离500米。地面的接收装置为手持2.5英寸液晶屏, 内置32G的SD卡, 可对传输下来的信号进行30小时的录像, 可把视频信号回放输出进行查看, 基本满足巡查需求。

由于造价的原因不能采用更稳定的云台和分辨率更高的摄像头, 摄像只能对铁塔情况进行常规查看。要取得可供分析的图像, 就必须采用高分辨率相机对可疑部分进行拍照。为此, 要先对照相机进行快门改造, 使其可以通过遥控快门开关或按照设定的时间间隔进行连续拍照。安装时把照相机与摄像头并排紧密放置, 这样看到的摄像头实时图像, 就是相机所拍到的内容了。相机采用目前市面上1000万像素以上的卡片机改装即可, 但要求有良好的防抖性能, 避免飞行器机体的振动对成像质量造成过多影响。最好具备有相片合成功能, 可以把连续拍下的多张相片合成一张输出, 为今后的数据分析提供更理想的效果。

1.4 馈管检查装置

馈管是所有发射机的共同输出部分, 同时也是较容易损坏的环节, 为此要对馈管进行重点巡检。在巡检中除了要对馈管的各接头进行重点拍摄分析外, 还要对整条馈管进行检查。如果馈管内部出现问题, 仅靠查看其表面难以发现, 但往往在故障点处存在着异常发热的现象。根据这个原理, 在飞行器遥控云台上安装红外测温仪对整条馈管进行温度测试, 即可判断出馈管是否存在异常了。所采用的红外线测温仪, 必须具备同时测试空气温度和红外物体表面的温度, 显示其中温差的功能, 这样就可以避免因环境温度变化造成误判, 同时应具备读数锁定和最大/最小值显示功能, 为下一步的数据分析提供依据。本方案中采用的某型号红外测温仪基本符合上述要求, 其参数如下:测量表面温度的量程为-30~300℃, 分辨率为0.1℃, 精度为±2.0℃ (-30~100℃) , 光学分辨率为6:1;测量环境空气温度是量程为-10~50℃, 分辨率为0.1℃, 精度为±0.5℃。由于该设备工作时必须按住开关, 就必须先对其开关线路进行改造, 加装固定的开关, 使其可以长期工作。

2 系统操作注意事项

使用遥控飞行器时, 为了确保整个飞行过程的安全, 必须安排专人进行严格的培训。特别是燃油型飞行器, 机体较大, 长度约为1.5米, 叶片较长, 高速旋转的叶片可能对人体造成伤害, 所以在操作时一定要认真谨慎, 严格按照规程进行。作为飞行器操作人员必须熟读操作手册, 熟悉遥控器的各个功能操作的手法和力度。在实际操作前, 可通过相应的飞行模拟软件进行反复练习。模拟操作熟练后, 再找一个宽阔平坦的地点进行真机试飞。待所有操作均已熟练后方能控制飞行器对铁塔进行巡查。

操作遥控飞行器的注意事项主要有以下几点:在每次飞行前, 都必须对飞行器的各零部件进行认真检查;要提前找一处没有人群活动的空旷场所作为起飞和降落点;并检查周边2~3公里内有没有同频干扰, 否则必须更换遥控器频率避开干扰, 使飞行遥控器频率与云台遥控器频率错开。此外, 在飞行前, 必须先开启遥控器再开动飞行器, 落地后, 先关闭飞行器再关闭遥控器, 以免出现飞行器失控乱飞的情况。

在对铁塔和天馈线系统的巡查过程中, 需要两个操作人员分别对飞行器和摄影云台进行操控。操作人员的操控水平直接决定了系统的飞行安全以及巡查的质量。为此, 操作人员必须选择反应灵敏的同志担任, 并不断进行飞行练习, 不断提高控制水平, 才能使整个系统发挥出最大的功效, 取得良好的巡查效果。

3 结束语

本无线发射台站铁塔遥控巡查系统整体造价约一万元左右, 运行成本低廉。在系统投入使用后, 发射台站就可以大大增加铁塔巡查的次数, 减轻天线维修人员的工作强度和压力。一般可按一定的时间间隔进行常规巡查, 或者在台风暴雨等恶劣天气过后就立即进行一次全面检查。在发现可疑情况之后, 可把拍摄到的相片上传天线部门进行分析, 使天线部门的技术人员可以迅速做出应对方案, 及早处理铁塔和天馈线系统存在的问题。同时, 通过把常规巡查时拍下的相片和测试数据存档, 建立铁塔天馈连续运行资料库, 可给整个铁塔天馈线系统的安全提供更多的保障。

摘要：本文针对各地无线覆盖台站数量激增, 具备高空作业资格人员相对较少, 导致对发射铁塔等相关设施的巡检周期偏长, 以及馈管内部出现故障后不能及时发现的问题, 提出了利用遥控飞行器运载检测设备对发射铁塔等相关设施进行巡检以解决这些问题的方法。

无线遥控器论文 篇11

摘要：本文介绍了一款基于红外遥控技术与单片机控制技术的遥控温度检测报警小车的设计。采用C语言编程控制单片机核心，设计和完成了能够遥控测温并在显示器上实时显示温度的小车。文章阐述了项目背景、模块设计、业务流程以及模块功能实现的分析；经测试达到功能目的，配合相关的电路设计图，可做为在校学生的实践项目进行使用。

关键词：单片机 无线遥控 温度检测小车

现代信息技术的三大基础是信息采集（即传感器技术）、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用，数量高居各种传感器之首。数字温度传感器可以直接将被检测的温度信息以数字化形式输出，而单片机微处理器越来越丰富的外围功能模块，更加方便了数字式温度传感器输出信号的处理。将单片机控制的小车和数字温度传感器结合起来，形成一个遥控的实时测温平台，对于在学院学习单片机控制专业课的学生来讲是一个好的研究项目。

1 总体设计思路及分析

本设计主要包括以下部分：主控制器STC89C52，红外收发，温度采集与显示，蜂鸣器报警，红外遥控，小车装置。为求的系统的稳定，且有较大的灵活性，其中温度采集采用高精度的数字温度传感器DS18B20，蜂鸣器进行报警，实测温度值通过数码管显示。同时为增加系统绝对可控性，自动化性，红外遥控发射遥控小车做大范围的测控无人化测控。如图1所示。

2 项目实现

2.1 单片机控制模块。STC89C52控制器是增强型的51微型控制器，本系统的软件程序用C语言编写，主要分为主程序，外部中断解码子程序，定时器1中断程序，显示子程序，小车行进子程序。主程序完成系统的硬件初始化，子程序调用的功能。关于定时器和外部中断初始化的部分设置如下：

TMOD=0x02；

TH0=0x00；

TL0=0x00；

EA=1；

ET0=1；

TR0=1；

IT0=1；

EX0=1；

......

2.2 温度检测模块。温度报警器采用DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20，可以把温度信号直接转换成串行数字信号供微机处理；其测温范围-55℃～+125℃，可实现高精度测温在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，且硬件电路十分简单。

本测温系统只有一个从机DS18B20，所以进行温度转换时先初始化，然后直接向ds18B20发温度转换命令进行温度转换，其过程如下所示：①初始化DS18B20：init（）；②紧接着发送温度转化指令write_byte（0xcc）；write_byte（0x44）；③再次初始化温感init（）；④发送温度读取指令write_byte（0xcc） ；write_byte（0xbe）；⑤定义一个整形或字符型内存变量接受温度数据的高低位low=read_byte（） ；high=read_byte（）；⑥合并温度数据的高低位使温度数据的二进制表示，转化后可得十进制温度。

2.3 红外遥控模块。TC9012作为红外遥控器控制核心，遥控编码脉冲信号是由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等信号组成。以PPM码（脉冲位置调制码）对红外数据调制在38KHz的载波上对外进行发射信号。

HS1838是用于红外遥控接收的小型一体化接收头，集成红外线的接收、放大、解调，不需要任何外接元件，就能完成从红外线接收到输出与TTL电平信号兼容的所有工作，而体积和普通的塑封三极管大小一样，它适合于各种红外线遥控和红外线数据传输，中心频率38.0kHz。

2.4 小车电机驱动模块。L9110直流电机的驱动芯片是为控制和驱动电机设计的两通道推挽式功率放大专用集成电路器件，将分立电路集成在单片IC 之中，使外围器件成本降低，整机可靠性提高。

Cargo（）子程序完成从主程序接受从遥控器传递的参数，实现对应的小车控制操作：

void cargo（uchar right1，uchar right2，uchar left1 ，uchar left2）

{

youdj1=right1 ；

youdj2=right2 ；

zuodj1=left1 ；

zuodj2=left2 ；

}

其中youdj1，youdj2，zuodj1，zuodj2对应单片机P10，P11，P12，P13端口，对应的电机端分别是右电机负极，右电机正极，左电机正极，左电机负极。

传递参数对应小车控制为：

cargo（0，1，1，0） 左右电机全部正转，小车前进

cargo（0，0，1，0） 左电机停止，右电机正转，小车左拐

cargo（0，1，0，0） 右电机停止，左电机正转，小车右拐

cargo（0，1，1，0） 左右电机全部反转，小车后退

cargo（0，0，0，0） 左右电机全部停止，小车停止

3 结束语

设计采用STC89C52单片机作为控制器，使用C语言编写相关程序，调试完成了无线小车自动测温功能。电源部分应用轻便的锂电池材料使得动力得到保障，由于红外遥控下的电机灵敏度略低，故在小车行进控制上略显不足，后期将主要改进小车温度远程传送的问题，总体上满足在校大学生初级阶段的学习需要。

参考文献：

[1]吴健，侯文，郑宾.基于STC89C52单片机的温度控制系统[J]. 电脑知识与技术，2011（04）.

[2]周鹏.基于STC89C52单片机的多功能测温仪设计[J].微型机与应用，2013（01）.

船模无线遥控系统的设计与开发 篇12

一、总体设计

系统中船模控制系统直接控制船舶模型, 遥控器上的手持控制系统间接控制船舶模型。总体结构框图见图1。

船舶模型采用双船体结构, 以满足船舶模型的稳定性和行进的灵活性。船模控制系统和手持控制系统通过单片机、无线电等技术, 控制船舶模型的行进, 完成相应功能。

二、详细设计

(一) 结构设计。船舶模型按双船体结构设计制作。这种结构设计具有良好的稳定性及灵活性。为此, 在长、宽、高比例方面做了一定的设计调整, 以满足船舶模型具有更好的稳性及转向能力。船舶模型的制作材料采用2.5mm PVC板材, 经过激光雕刻机完成材料成型, 使用固化胶固定。船舶模型驱动轴的防水措施, 综合运用隔水舱防水、黄油密封及胶皮与驱动轴紧连接等多种方式。

(二) 硬件设计。

1.电路组成。电气控制系统包括船模控制系统和遥控器手持控制系统。船模控制系统的CPU采用STC89C52, 其它部分包括电源、无线遥控模块、驱动电路、指示灯等。总电源输入为12V电池, 采用开关电源系统, 以提高电源的输出效率。驱动电路按照指令驱动双电机, 实现船模的行走。手持控制系统包括电源、STC89C52、无线遥控模块、操控按键等模块。系统设置前进、后退、左转、右转等操控按键。电气控制系统的电路框图如图2所示。

2.船模控制系统电源。总电源输入为12V电池, 输出5V。采用LM2576开关电源电路, 提供系统工作电源, 输出给CPU及其它电路。电路如图3所示。

3.驱动电源。12V电池另一路经降压输出给驱动电机。采用LM2576-ADJ可调开关电源电路。通过调整可调电阻, 改变电源输出电压, 以调节船舶模型的行进速度。电路如图4所示。

4.无线模块电源。无线模块电源要求为3.3V电源。为此, 设计采用低压差线性电源模块LM1117T-3.3。电源输入为5V, 输出3.3V。电路图5所示。

LM1117是一个低压差电压调节器系列。其压差在1.2V输出, 负载电流为800m A时为1.2V。LM1117提供电流限制和热保护。电路包含1个齐纳调节的带隙参考电压以确保输出电压的精度在±1%以内。

5.中央处理器CPU。船模控制及遥控器手持控制系统的中央处理器皆采用单片机STC89C52。船模控制系统的中心处理电路如图6。

STC89C52单片机包含中央处理器、程序存储器 (ROM) 、数据存储器 (RAM) 、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线三大总线。

6.无线传输模块。主控制电路与手持控制电路之间使用无线数据通信, 采用高速嵌入式无线数据传输模块NRF24L01。电路如图7所示。

NRF24L01是NORDIC公司最近生产的一款无线通信通信芯片, 采用FSK调制, 内部集成NORDIC自己的Enhanced Short Burst协议。可以实现点对点或是1对6的无线通信。无线通信速度可以达到2M (bps) 。

7.电机驱动。电机驱动电路完成船模的前进、后退、左转、右转功能。驱动电路采用L298模块。电路如图8所示。

L298N是ST公司生产的一种高电压、大电流电机驱动芯片。该芯片采用15脚封装。使用L298N芯片驱动电机, 该芯片可以驱动一台两相步进电机或四相步进电机, 也可以驱动两台直流电机。

8.按键检测。按键设为前进、后退、左转和右转。当转弯时, 采用一个正转, 另一个反转方式进行。

(三) 软件设计。船模行进按照下述过程进行控制:打开电源开关, 主控制电路及手持控制电路处于工作预备状态。当按下相应按键时, 通过控制驱动电机完成船模的行进。

三、结语

本系统通过硬件电路设计 (包括船模控制系统电路和遥控器手持控制系统电路) 、软件设计 (包括船模控制系统软件和遥控器手持控制系统软件) 完成了系统功能。若增加视频摄像、航速及水温测试, 将有广阔的应用前景。

参考文献

[1]张涛.多路无线遥控远距离拓展器设计[J].中国科技信息, 2015, 6