摘 要：嵌入式红外信息检测与无线传输控制系统是以被动式红外信息采集为信源,以编码无线发射传输为信道,以单片机系统的信息智能分控为信宿,实现检测与控制现场分离的设计方法。其目的是将传感器应用技术、无线电应用技术、单片机应用技术、机电控制技术相融合,实现系统的通用性、可开发性以及应用领域的社会性。该系统的采用在遥测遥控、防盗及烟雾报警、干手器、自动门、自动灯、水控开关等节电、节水装置的技术应用方面得到了很好的社会效益。
关键词：嵌入式;红外传感器;传输控制;编解码
中图分类号：TN92 文献标识码：B 文章编号：1004373X(2008)1504602
Embedded Infrared Information Detection and Wireless Transmission Control System Design
WANG Shuwei1,ZHANG Ming1,LI Runping2
(1.Air Denfence Command College,Zhengzhou,450052,China;2.Henan Government Office Administration of the State Council,Zhengzhou,450052,China)
Abstract：Embedded infrared information detection and wireless transmission control system,the passive infrared information collection is the signal source,coding radio transmission as the information channel,to the SCM system for the control of intelligent information to place and achieve detection and control separate from the scene of the design method.The aim is to use sensor technology,radio techniques,SCM application technology,electromechanical control technology integration,achieve universal,application field socialization can be developed.The system obtains the good social efficiency in remote text control,anti-theft alarm and smoke,dry hands device,automatic doors,automatic lights,control switches and other energy-saving,water-saving devices technology applications.
Keywords：embedded;infrared sensor;transmission control;codec
1 引 言
利用红外传感器采集信息,因其独有的优越性而得到广泛的重视,并在军事的红外制导、火控跟踪、警戒、目标侦察、武器热瞄准器、舰船导航、空降导航以及民用领域的工业设备监控、安全监视、救灾、遥感、交通管理、医学热诊断技术等得到广泛的应用。
嵌入式红外信息检测与无线传输控制系统采用光电传感技术完成信息的采集,运用编、解码技术、射频发射与接收技术、单片机应用技术、机电控制技术等,实现了红外信息现场采集与远距离传输、报警、显示、控制的功能,该系统可广泛应用于信息测控领域。
2 系统硬件架构
嵌入式红外信息检测与无线传输控制系统,由信息采集与编码发射装置、信息接收与控制装置两大部分组成。信息采集与编码发射装置如图1和图2所示,该装置由红外传感器(SE303、PH302)、控制器件KW9328、编码模块PT2262、发射模块F05A等组成。完成红外信息的采集、编码与发射。
信息接收与控制装置如图3和图4所示。该装置由接收模块J05B、解码模块PT2272、AT89C2051单片机最小系统等组成。完成信息接收、解码与控制。
3 主要模块功能
SE303(近红外线约0.93 μm )为红外发射器,管压降约1.4 V,工作电流一般小于20 mA;PH302为红外接收传感器；控制器件KW9328完成数据转换与控制,KW9328采用CMOS工艺制造,将发送及接收电路集成在同一芯片上，内含振荡、分频、计数、施密特整形、两个单稳态及控制门等电路，功耗甚低,静态电流典型值仅2 μA,故无需另加电源开关；PT2262编码器能将数据和地址编译成代码的波形,最大有12位三状态(312)的地址,共有531 441种地址代码,功耗低、工作电压范围宽(3～15 V)；发射模块F05A采用声表面稳频,免调试,适合多发一收无线遥控及数据传输系统,当发射电压为3 V时,发射电流约2 mA,发射功率较小,12 V具有较好的发射效果,发射电流约5~8 mA,高电平脉冲宽度在0.08～1 ms时发射效果较好,F05A 天线长度可从0～250 mm选用,也可无天线发射；F05A用PT2262编码器加240 mm小拉杆天线在开阔区最大发射距离约250 m；接收模块J05B 采用超外差二次变频结构,所有的射频接收,混频,滤波,数据解调,放大整形全部在芯片内完成,接收功能高度集成化,具有与标准解码器及单片机的+5 V逻辑电平接口,天线通常取1/4λ；解码模块PT2272是与PT2262配对的解码器,也具有12位三状态(312)地址,共有531 441种地址代码,PT2262,PT2272都是CMOS电路,具有功耗低、工作电压范围宽(3～15 V)等特点；AT89C2051采用FLASH存贮器技术,是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含2 kB的可反复擦写的只读FLASH程序存储器和128 B的(RAM)。
4 信息传输与控制流程
红外信息采集就是传感器接受被探测物发出或反射的红外线,从而掌握被探测物所处位置的技术。光电传感器SE303加电发射红外光,当有外部事物影响时,PH302接受到红外光强发生变化,接收控制器件KW9328受理的信号强度与周期发生变化,在KW9328对信号进行处理过程中,当内部计数器在计数满100个时钟脉冲前信号消失时,说明是干扰信息,则无脉冲输出；反之信号仍然存在时,说明事件发生。
将有脉冲送入编码器PT2262中,控制编码器产生地址与状态信息编码信号,由F05A射频发射模块加载(0315M)放大转换后将信号发出。由J05B射频接收模块接收到报警信号后将其传给PT2272解码器解码,在单片机最小控制系统中的AT89C2051表单中进行地址码查询与状态码比较,判断信息的来源与归宿。控制解码后的数据由单片机最小控制系统进行状态识别,分控相通道,驱动LED显示灯进行示警,并自动控制继电器或光电耦合器接通设备电路,以激活、控制相应的被控对象。
5 结 语
嵌入式红外信息检测与无线传输控制系统采用传感技术完成信息采集、无线电技术实现信息传输、嵌入式技术完成信息的测控过程。若在信息采集与发射装置中采用不同的传感器,可广泛应用于温度、湿度、光照等控制场合,实现模块化应用，因而具有广阔的市场前景。
参 考 文 献
［1］黄继昌,徐巧鱼.传感器工作原理及应用实例［M］.北京:人民邮电出版社,1998.
［2］张明友,吕幼新.信号与系统分析［M］.成都：电子科技大学出版社,1999.
［3］丁跃华,陈艳峰,龙筝.红外遥控系统的一种设计方法\.现代电子技术,2007,30(7):50-52.
［4］李泽光.基于单片机的红外遥控器解码设计\.现代电子技术,2007,30(9):36-37,40.
作者简介 王书伟 男,1955年出生,辽宁海城人,学士学位,防空兵指挥学院防空导弹系导弹测控教研室副教授。主要从事导弹测控系统的研究与教学工作。
张 鸣 女,1984年出生,河南郑州人,学士学位,该院基础教研室助教。
李润萍 女,河南省省直机关事务管理局助理工程师。从事电器工程专业研究与管理工作。