第10組 基于紅外遙控的遠程家居控制系統(tǒng)教材

《基于紅外遙控的遠程家居控制系統(tǒng)設計》設計者：池州學院09電子一班課題組成員：郭允紅

林夕呂璇方亮課題組長

：呂璇一：項目背景1.此類設計在實際生活中的應用有：門禁系統(tǒng)：如門禁識別家電控制：包括照明系統(tǒng)、背景音樂及家用電器自動化2.此類設計的優(yōu)缺點有：紅外線遙控的優(yōu)點是易于實現(xiàn)、電磁輻射低、不影響周邊環(huán)境缺點：與無線遙控相比，其不足之處是無法進行隔墻控制，遙控距離也比較近。２１世紀是信息化的世紀，數(shù)字化家居控制系統(tǒng)的出現(xiàn)使得人們可以通過手機或者互聯(lián)網(wǎng)在任何時候、任意地點對家中的任意電器（空調、熱水器、電飯煲、燈光、音響、ＤＶＤ錄像機）進行遠程控制；也可以在下班途中，預先將家中的空調打開、讓熱水器提前燒好熱水、電飯煲煮好香噴噴的米飯……；而這一切的實現(xiàn)都僅僅是輕輕的點幾下鼠標，或者打一個簡單的電話。二：設計需求1.紅外信號由遙控器發(fā)出，按下遙控器的不同按鍵發(fā)出不同編碼的紅外信號2.遙控器發(fā)出的紅外信號由紅外一體化接收頭轉化為電信號，再傳輸給單片機3.根據(jù)紅外編碼的規(guī)范，單片機對此編碼進行解碼，得出相應的數(shù)據(jù)4.通過解碼得出的數(shù)據(jù)判斷遙控器按鍵的鍵值，從而做出相應的控制5.單片機通過一個普通繼電器控制電器的開關6.單片機通過調光板控制燈泡的亮度方案模塊1.單片機控制系統(tǒng)：我們使用51系列單片機來作為控制系統(tǒng)2.紅外接收模塊：紅外接收模塊使用紅外一體化HX1838接收頭，將其信號輸出腳接到單片機的P3_3口3.電器控制模塊：電器控制系統(tǒng)采用繼電器模式用一個5v普通繼電器，由它直接控制電器4.燈泡亮度控制模塊：燈泡由一個可控硅控制，可控硅的信號來自于TCA785相位移芯片，通過單片機控制PCF8591芯片輸出的電壓來控制相位移芯片產生的信號的相位移，從而達到控制燈泡亮度的功能算法理論基礎遙控器發(fā)送紅外編碼的‘0’與‘1’三：系統(tǒng)設計方案圖系統(tǒng)硬件電路的設計方案:紅外遙控電路由發(fā)射電路和接收電路組成，發(fā)射部分由按鍵開關電路、控制芯片和紅外發(fā)射電路三部分組成。當按下遙控按鈕時，單片機產生相應的控制信號。接收部分由紅外接收頭、控制芯片、調光電路組成，當紅外接收器接收到控制脈沖后，經(jīng)單片機處理，判斷是否對電燈進行調光或開關，根據(jù)需要執(zhí)行相應的操作，接收系統(tǒng)采用的是5伏單電源電壓供電。四：紅外遙控基本原理4.1遙控系統(tǒng)主控芯片

在本系統(tǒng)中選擇的是51系列的STC89C52芯片，STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，內置4KBEEPROM，MAX810復位電路，3個16位定時器/計數(shù)器，4個外部中斷，一個7向量4級中斷結構（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級中斷結構），全雙工串行口。4.2紅外發(fā)射系統(tǒng)紅外線發(fā)射器由指令按鍵、信號產生電路、頻率調制電路、驅動電路及紅外線發(fā)射器件組成，如圖1所示。當指令鍵按下時，指令信號產生電路便產生所需要的控制指令信號。

圖一

4.3紅外發(fā)射電路模塊

在本系統(tǒng)設計中，單片機發(fā)出的信號如何被紅外發(fā)射管識別，發(fā)射管能否正常發(fā)射紅外信號是發(fā)射電路要解決的關鍵問題。

要發(fā)射紅外信號，必須要有紅外發(fā)射器件。這里我們使用的是紅外發(fā)光二極管，這是一種能產生紅外光的發(fā)光二極管，目前大量使用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長為940nm左右，外形與普通發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。4.4紅外接收系統(tǒng)

紅外接收器由紅外線接收器件、前置放大電路、信號解調電路、指令檢測電路組成，如圖2。當紅外線接收器件接收到發(fā)射器的紅外線指令信號時，它將紅外光信號變?yōu)殡娦盘柌⑺腿肭爸梅糯笃鬟M行放大，再經(jīng)解調器解調后由指令信號檢出電路將指令信號檢出，實現(xiàn)各種操作。

圖二

4.5紅外接收及調光電路模塊1.紅外接收器件介紹：

紅外接收模塊：紅外接收模塊使用HX1838紅外一體化接收頭，將其信號輸出腳接到單片機的P3_3口

調光電路算法流程圖五：系統(tǒng)構成實物圖紅外主控參考原理圖調光板參考原理圖六：系統(tǒng)測試記錄及測試結果分析1、功能測試按下一遙控器上的電器開關按鍵成功實現(xiàn)電燈的開關切換，調節(jié)加減號也實現(xiàn)燈泡的亮度調節(jié)，功能測試結果正常。2、性能測試將遙控器正對紅外接收管距離20cm測試其控制電燈的功能正常，慢慢遠離至8m按鍵控制依然穩(wěn)定；移動遙控器使得遙控器與接收管之間產生夾角，測試夾角在45度以內穩(wěn)定接收，超過70度時接收不穩(wěn)定，性能測試結果正常。七：實習個人體會與總結經(jīng)過近兩周的實訓，我們組成員都有很大的收獲，特別是在protel軟件的使用和編程方面較以前有了長足的進步，此次