摘 要：嵌入式紅外信息檢測(cè)與無線傳輸控制系統(tǒng)是以被動(dòng)式紅外信息采集為信源，以編碼無線發(fā)射傳輸為信道，以單片機(jī)系統(tǒng)的信息智能分控為信宿，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)與控制現(xiàn)場(chǎng)分離的設(shè)計(jì)方法。其目的是將傳感器應(yīng)用技術(shù)、無線電應(yīng)用技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)相融合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通用性、可開發(fā)性以及應(yīng)用領(lǐng)域的社會(huì)性。該系統(tǒng)的采用在遙測(cè)遙控、防盜及煙霧報(bào)警、干手器、自動(dòng)門、自動(dòng)燈、水控開關(guān)等節(jié)電、節(jié)水裝置的技術(shù)應(yīng)用方面得到了很好的社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：嵌入式;紅外傳感器;傳輸控制;編解碼

中圖分類號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1004373X(2008)1504602

Embedded Infrared Information Detection and Wireless Transmission Control System Design

WANG Shuwei1，ZHANG Ming1，LI Runping2

(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

利用紅外傳感器采集信息，因其獨(dú)有的優(yōu)越性而得到廣泛的重視，并在軍事的紅外制導(dǎo)、火控跟蹤、警戒、目標(biāo)偵察、武器熱瞄準(zhǔn)器、艦船導(dǎo)航、空降導(dǎo)航以及民用領(lǐng)域的工業(yè)設(shè)備監(jiān)控、安全監(jiān)視、救災(zāi)、遙感、交通管理、醫(yī)學(xué)熱診斷技術(shù)等得到廣泛的應(yīng)用。

嵌入式紅外信息檢測(cè)與無線傳輸控制系統(tǒng)采用光電傳感技術(shù)完成信息的采集，運(yùn)用編、解碼技術(shù)、射頻發(fā)射與接收技術(shù)、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)、機(jī)電控制技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了紅外信息現(xiàn)場(chǎng)采集與遠(yuǎn)距離傳輸、報(bào)警、顯示、控制的功能，該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于信息測(cè)控領(lǐng)域。

2 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

嵌入式紅外信息檢測(cè)與無線傳輸控制系統(tǒng)，由信息采集與編碼發(fā)射裝置、信息接收與控制裝置兩大部分組成。信息采集與編碼發(fā)射裝置如圖1和圖2所示，該裝置由紅外傳感器(SE303、PH302)、控制器件KW9328、編碼模塊PT2262、發(fā)射模塊F05A等組成。完成紅外信息的采集、編碼與發(fā)射。

信息接收與控制裝置如圖3和圖4所示。該裝置由接收模塊J05B、解碼模塊PT2272、AT89C2051單片機(jī)最小系統(tǒng)等組成。完成信息接收、解碼與控制。

3 主要模塊功能

SE303(近紅外線約0.93 μm )為紅外發(fā)射器，管壓降約1.4 V，工作電流一般小于20 mA;PH302為紅外接收傳感器；控制器件KW9328完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與控制，KW9328采用CMOS工藝制造，將發(fā)送及接收電路集成在同一芯片上，內(nèi)含振蕩、分頻、計(jì)數(shù)、施密特整形、兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)及控制門等電路，功耗甚低，靜態(tài)電流典型值僅2 μA，故無需另加電源開關(guān)；PT2262編碼器能將數(shù)據(jù)和地址編譯成代碼的波形，最大有12位三狀態(tài)(3¹²)的地址，共有531 441種地址代碼，功耗低、工作電壓范圍寬(3～15 V)；發(fā)射模塊F05A采用聲表面穩(wěn)頻，免調(diào)試，適合多發(fā)一收無線遙控及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)射電壓為3 V時(shí)，發(fā)射電流約2 mA，發(fā)射功率較小，12 V具有較好的發(fā)射效果，發(fā)射電流約5~8 mA，高電平脈沖寬度在0.08～1 ms時(shí)發(fā)射效果較好，F(xiàn)05A 天線長(zhǎng)度可從0～250 mm選用，也可無天線發(fā)射；F05A用PT2262編碼器加240 mm小拉桿天線在開闊區(qū)最大發(fā)射距離約250 m；接收模塊J05B 采用超外差二次變頻結(jié)構(gòu)，所有的射頻接收，混頻，濾波，數(shù)據(jù)解調(diào)，放大整形全部在芯片內(nèi)完成，接收功能高度集成化，具有與標(biāo)準(zhǔn)解碼器及單片機(jī)的+5 V邏輯電平接口，天線通常取1/4λ；解碼模塊PT2272是與PT2262配對(duì)的解碼器，也具有12位三狀態(tài)(312)地址，共有531 441種地址代碼，PT2262，PT2272都是CMOS電路，具有功耗低、工作電壓范圍寬(3～15 V)等特點(diǎn)；AT89C2051采用FLASH存貯器技術(shù)，是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含2 kB的可反復(fù)擦寫的只讀FLASH程序存儲(chǔ)器和128 B的(RAM)。

4 信息傳輸與控制流程

紅外信息采集就是傳感器接受被探測(cè)物發(fā)出或反射的紅外線，從而掌握被探測(cè)物所處位置的技術(shù)。光電傳感器SE303加電發(fā)射紅外光，當(dāng)有外部事物影響時(shí)，PH302接受到紅外光強(qiáng)發(fā)生變化，接收控制器件KW9328受理的信號(hào)強(qiáng)度與周期發(fā)生變化，在KW9328對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理過程中，當(dāng)內(nèi)部計(jì)數(shù)器在計(jì)數(shù)滿100個(gè)時(shí)鐘脈沖前信號(hào)消失時(shí)，說明是干擾信息，則無脈沖輸出；反之信號(hào)仍然存在時(shí)，說明事件發(fā)生。

將有脈沖送入編碼器PT2262中，控制編碼器產(chǎn)生地址與狀態(tài)信息編碼信號(hào)，由F05A射頻發(fā)射模塊加載(0315M)放大轉(zhuǎn)換后將信號(hào)發(fā)出。由J05B射頻接收模塊接收到報(bào)警信號(hào)后將其傳給PT2272解碼器解碼，在單片機(jī)最小控制系統(tǒng)中的AT89C2051表單中進(jìn)行地址碼查詢與狀態(tài)碼比較，判斷信息的來源與歸宿。控制解碼后的數(shù)據(jù)由單片機(jī)最小控制系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)識(shí)別，分控相通道，驅(qū)動(dòng)LED顯示燈進(jìn)行示警，并自動(dòng)控制繼電器或光電耦合器接通設(shè)備電路，以激活、控制相應(yīng)的被控對(duì)象。

5 結(jié) 語

嵌入式紅外信息檢測(cè)與無線傳輸控制系統(tǒng)采用傳感技術(shù)完成信息采集、無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳輸、嵌入式技術(shù)完成信息的測(cè)控過程。若在信息采集與發(fā)射裝置中采用不同的傳感器，可廣泛應(yīng)用于溫度、濕度、光照等控制場(chǎng)合，實(shí)現(xiàn)模塊化應(yīng)用，因而具有廣闊的市場(chǎng)前景。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］黃繼昌，徐巧魚.傳感器工作原理及應(yīng)用實(shí)例［M］.北京:人民郵電出版社，1998.

［2］張明友，呂幼新.信號(hào)與系統(tǒng)分析［M］.成都：電子科技大學(xué)出版社，1999.

［3］丁躍華，陳艷峰，龍箏.紅外遙控系統(tǒng)的一種設(shè)計(jì)方法\\.現(xiàn)代電子技術(shù)，2007，30(7):50-52.

［4］李澤光.基于單片機(jī)的紅外遙控器解碼設(shè)計(jì)\\.現(xiàn)代電子技術(shù)，2007，30(9):36-37，40.

作者簡(jiǎn)介 王書偉 男，1955年出生，遼寧海城人，學(xué)士學(xué)位，防空兵指揮學(xué)院防空導(dǎo)彈系導(dǎo)彈測(cè)控教研室副教授。主要從事導(dǎo)彈測(cè)控系統(tǒng)的研究與教學(xué)工作。

張 鳴 女，1984年出生，河南鄭州人，學(xué)士學(xué)位，該院基礎(chǔ)教研室助教。

李潤(rùn)萍 女，河南省省直機(jī)關(guān)事務(wù)管理局助理工程師。從事電器工程專業(yè)研究與管理工作。