紅外線遙控的基本原理和應用范圍

1、收稿日期:2003-11-05 作者 張愛全 男 42歲 副教授紅外線遙控的基本原理和應用范圍張愛全(紹興文理學院計算機系, 浙江紹興312000摘 要:對紅外線及其遙控系統(tǒng)的基本原理做了較全面的介紹, 并指出了紅外遙控系統(tǒng)的特點和應用范圍。關鍵詞:紅外線; 遙控系統(tǒng); 特點和應用中圖分類號:T N 219 文獻標識碼:A隨著科學技術的發(fā)展, 遙控技術也正在向許多領域滲透, 紅外線遙控就是其中的一種。由于其結構簡單, 制作容易, 在家用電器、工業(yè)生產(chǎn)、安全保衛(wèi)以及人們的日常生活中得到了廣泛的應用。本文從遙控技術的基本原理出發(fā), 重點討論了紅外線遙控系統(tǒng)的基本原理, 結構特點和應用范圍。1 遙控

2、技術及控制原理1. 1 遙控技術遙控技術是指實現(xiàn)對被控目標的遠距離控制。按控制指令的傳輸過程來分, 遙控可分為有線遙控和無線遙控兩大類。有線遙控是指利用金屬導線、光導纖維等傳導導體作為傳輸媒體, 實現(xiàn)對被控目標的控制。無線遙控則是指利用無線電波、紅外線、超聲波等作為載體, 不用導線, 而在空間傳輸, 實現(xiàn)對被控目標的控制。1. 2 遙控系統(tǒng)的一般原理遙控系統(tǒng)一般由發(fā)射器和接收器兩部分組成。發(fā)射器一般由指令鍵、指令編碼電路、調(diào)制電路、驅(qū)動電路、發(fā)射電路等幾部分組成。如圖1(a 所示, 當按下時, 指令編碼電路產(chǎn)生相應的指令編碼信號, 編碼指令信號對載體進行調(diào)制, 再由驅(qū)動電路進行功率放大之后由發(fā)

3、射電路向外發(fā)射經(jīng)過調(diào)制的指令編碼信號。接收器一般由接收電路、放大電路、解調(diào)電路、指令譯碼電路、驅(qū)動電路、執(zhí)行電路等幾部分組成。如圖1(b 所示, 接收電路將發(fā)射器發(fā)射的已調(diào)制的編碼指令信號接收下來, 并進行放大后送解調(diào)電路。解調(diào)電路將已調(diào)制的編碼信號解調(diào)下來, 即還原為編碼信號。指令譯碼器將編碼指令信號進行譯碼, 最后由驅(qū)動電路來驅(qū)動執(zhí)行電路實現(xiàn)各種指令的操作控制。2 紅外線及其遙控原理2. 1 紅外線紅外線又稱紅外光波, 在電磁波譜中, 光波的波長范圍為0. 01 s 1000 m 。根據(jù)波長的不同分為可見光和不可見光, 波長為0. 38 m 0. 76 m 的光波為可見光, 依次為紅、橙、

4、黃、綠、青、藍、紫七種顏色。波長為0. 01 m 0. 38 m 的光波為紫外光(線 , 波長為0. 76 m 1000 m 的光波為紅外光(線 。紅外光按波長范圍分為近紅外、中紅外、遠紅外、極遠紅外4類。紅外線遙控是利用近紅外光傳送遙控指令的, 波長為0. 76 m 1. 5 m 。用近紅外光作為遙控光源, 是因為目前紅外發(fā)射器件(紅外發(fā)光管 與紅外接收器件(光敏二極管、三極管及光電池 的發(fā)光與受光峰值波長一般為0. 8 m 0. 94 m, 在近紅外光波段內(nèi), 二者的光譜正好重合, 能夠很好地匹配, 可獲得較高的傳輸效率及較高的可靠性。2. 2 紅外遙控的基本原理紅外遙控的基本原理框圖與圖

5、1遙控系統(tǒng)原理圖一致, 只是發(fā)射電路是采用紅外發(fā)光二極管來發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的紅外光波, 如圖2(a 所示。紅外接收電路由紅外接收二極管、三極管或硅光電池組成。它們將紅外發(fā)射器發(fā)射的紅外光轉(zhuǎn)換為相應的電信號, 再送再置放大器。如圖2(b 所示。3 紅外遙控的應用范圍紅外光波的特點和特性決定了紅外線遙控有廣泛的應用范圍。由于紅外線為不可見光, 因此對環(huán)境影響很小。再由紅外光波的波長遠小于無線電波的波長, 所以紅外線遙控不會影響其它家用電器, 也不會影響鄰近的無線電設備。另外,山西電子技術2003年第6期綜 述波長小于1. 5 m 的近紅外光, 在透明大氣中的傳輸特性要比可見光好得多, 而且由于它靠近可

6、見光的紅光邊緣, 其直線傳播、反射、折射和被物質(zhì)吸收等物理特性與可見光非常相似。因此, 它可以使用與可見光類似的聚焦透鏡等光學裝置。由于紅外線遙控不具有像無線電遙控那樣穿過障礙物去控制被控制對象的能力, 所以, 在設計家用電器的紅外線遙控器時, 不必要像無線電遙控那樣, 每一套(發(fā)射器和接收器 要有不同的遙控頻率或編碼(否則, 就會隔墻控制或干擾鄰居的家用電器 , 所有同類產(chǎn)品的紅外線遙控器, 可以有相同的遙控頻率或編碼, 而不會出現(xiàn)遙控信號 串門 的情況。這對于大批量生產(chǎn)以及在家用電器上普及紅外線遙控提供了極大的方便。紅外線為不可見光線, 具有很強的隱蔽性和保密性, 因此, 在防盜、警戒等安

7、全保衛(wèi)裝置中也得到了廣泛地應用。紅外線遙控具有結構簡單、制作方便、成本低廉、抗干擾能力強、工作可靠性高等一系列優(yōu)點, 是近距離遙控、特別是室內(nèi)遙控的優(yōu)選遙控方式。遙控系統(tǒng)又分為單通道遙控和多通道遙控。只有一個指令信號傳送通道的稱為單通道遙控系統(tǒng); 具有兩個以上指令信號傳送通道的稱為多通道遙控系統(tǒng)。單通道遙控比較簡單, 一般來說, 發(fā)射器僅有一個指令鍵, 接收器也只有一個執(zhí)行電路。雖然在接收電路中加入多穩(wěn)態(tài)記憶電路, 可以根據(jù)按動發(fā)射器指令鍵的次數(shù), 使接收電路中的多穩(wěn)態(tài)記憶電路的狀態(tài)多次改變, 實現(xiàn)多項功能控制, 但是, 這種狀態(tài)的改變是順序進行的。如果要實現(xiàn)一項任意控制, 就要采用多通道遙控

8、系統(tǒng)。多通道遙控可以實現(xiàn)對被控對象的任意多功能遙控。至于選用幾個通道及何種控制方式, 要根據(jù)實際情況(如被控對象、操作要求及成本核算等 來決定。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頁來接收中斷指令, 開始下一數(shù)據(jù)傳輸。由于是中斷響應程序, 所以流程的最后不是結束而是返回開始, 等待下一次中斷調(diào)用。3 結論經(jīng)過匯編、連接與仿真, 證明該接口電路結構簡單、設計合理, 程序語法正確、簡練, 數(shù)據(jù)傳輸效率高, 充分利用T M S 320C 32硬件結構和匯編語言的特點, 是一個實用的、可推廣的接口設計方案。參考文

10、獻1 徐順江. 基于DSP 的數(shù)字式 相機系統(tǒng)及實時校正. 核電子學與探測技術, 1998. (3 :122-124.2 林 君. DSP 與PC 機通訊. 信號處理, 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