文献综述 家庭照明无线遥控开关设计

本科毕业设计

（文献综述）

题目家庭照明无线遥控开关设计姓名张晓慧

专业自动化

学号201042043

指导教师李月英

郑州科技学院电气工程学院

二○一四年二月

家庭照明无线遥控开关设计

摘要

介绍一种四路无线电遥控开关的设计方法，详细阐述电路组成结构和工作原理。该方法采用芯片组PT2262／2272进行编解码，PT2262与无线发射模块HS101连接构成遥控发射系统，PT2272与无线接收模块HS201连接构成接收系统。该系统通过发射接收无线电波实现开关的无线遥控。其装置具有体积小、功耗低、成本低，遥控距离可达100 m以上[8]。

关键词：无线电遥控；编解码芯片组；无线发射接收模块；PT2262／2272

l 引言

由于新型大规模遥控集成电路的不断出现，使遥控技术有了日新月异的发展。目前在无线遥控领域常用的遥控方式主要有超声波遥控、红外线遥控、无线电遥控等。由于无线电波是由发射点向四面八方传播，可以穿过阻挡物，而且可以传播到很远的距离，因此他的控制可以在很大区域和空间内实现，成为遥控的主要方式[1]。选用集成编解码芯片和发射接收模块设计并制作四路无线遥控开关，该设计总体电路简单、易于制作，且工作稳定可靠[3]。

2 无线遥控开关原理

无线遥控开关由发射系统和接收系统2大部分组成，系统组成结构框图如图1所示。开关系统的工作原理是：首先通过按键电路输入所需控制电路的位号，同时启动编码电路产生带有地址编码信息和开关状态信息的编码脉冲信号，再通过无线电发射电路将该信号发射出去。而无线电接收电路将接收到的编码脉冲信号通过解码电路进行编码地址确认，确认是否为本遥控开关系统地址。如果是，则解码电路产生相应的输出信号控制继电器电路，开关电路动作；如果不是，则解码电路不解码，继电器电路不响应，开关电路无任何动作[6]。

按键电路编码电路无线发射电路

(a) 无线遥控空发射器

（b ）无线遥控接收器

图1 无线遥控开关系统框图

3 无线发射系统

发射系统主要由按键电路、编码电路、无线电发射电路组成。发射系统的电

路原理如图2所示。发射系统主要功能是将按键电路的信息进行编码后得到编码

脉冲信号，此信号调制无线电发射电路并发射出去[7]。

编码电路采用编解码芯片组PT2262／2272中的编码芯片PT2262[2]。该芯片

内部有振荡器、系统定时器、地址解码器、编码脉冲发生器和控制逻辑电路。

PT2262的A0～A7端是芯片的地址码设置端口，每一端口可以编为“0”(接地)、

“1”(接vcc)和“开路”三种状态，利用A0～A7这8位地址线可提供6561种

不同寻址，本开关系统将地址均接地。D0～D3端是数据码输入端，分别和按键

SB1，SB2，SB3，SB4相连。编码芯片PT2262数据码输入端可以是高电平1或

者是低电平0，一共有4个通道，数据码在无线电遥控开关系统中的主要作用是

区别不同的开关电路。

图2 发射系统电路原理图 无线 接收电路 开关 电路

继电器 电路 解码 电路

在无线电发射电路中采用一种新颖射频发射模块HS1O1，他具有较宽的工作电压范围及低功耗特性，内部有发射天线和一个280 MHz载波振荡器，其载频受PT2262编码器输出的脉冲数码调制。发射器的按钮SB1，SB2，SB3，SB4分别对应编码集成电路的DO，D1，D2，D3数据输入，当按下SB1键时，按下信号经DO进入PT2262编码，编码脉冲输出去调制发射HS101模块的载波信号后，发射出去。

HS101输入端IN平时应处于低电平状态，输入的数据信号应是正逻辑电平，幅度最高不应超过HS101的工作电压。如需更远的可靠距离，可在HS101的输出端增加一级射频功率放大器。当发射系统没有键按下时，PT2262不接通电源，其17引脚为低电平，发射模块HS101不工作，发射电流为零。当发射系统有键按下时，PT2262得电工作，其第17脚输出经调制的串行数据信号；当17引脚为高电平期间，PT2262的发送控制端有效时，17脚输出的编码脉冲信号对HS101进行调制发射[12]。

4 无线接收系统

接收系统主要由无线电接收电路、解码电路、继电器电路、开关电路组成。接收控制系统的电路原理图如图3所示。接收控制系统主要完成的功能是对接收进来的信号解调后进行解码，解码后的数据控制相应的开关进行动作[2]。

无线电接收电路采用与射频发射模块HS101相配套的射频接收模块HS201。HS201具有较宽的接收带宽，极低功耗，可长期处于守机状态。HS201输出端口直接与PT2272的数据输入端口连接。解码电路采用编解码芯片组PT2262／2272中的解码芯片PT2272。该芯片内部有地址解码、振荡和系统定时、数据检测、同步检测、控制逻辑、译码逻辑电路[10]。PT2272的A0～A7端是芯片的地址码设置端口，只有接收端的地址码和发射端的地址码设置完全相同，输出端才有输出信号。解码芯片PT2272将数据输入端接收到的信号，经内部电路解码辨识确认。如果所接收到的信号地址码与本地址编码相同，DO～D3输出信号控制继电器电路，从而控制相应的开关电路动作。否则，解码芯片不解码，继电器电路不响应，开关电路保持原有的工作状态不变[5]。

发射器的按钮SB1，SB2，SB3，SB4分别对应接收器接收解码集成电路PT2272

的DO，D1，D2，D3数据输出，当按下SB1键时，接收模块HS201收到编码信号后，经内部解调放大整形后由OUT端输出，再送至PT2272的DIN管脚进行解码处理。若编码和指令信息与PT2272所设定的地址码一致时，解码有效端与对应的数据输出端DO均输出高电平，松开SB1键时，均恢复低电平。所以按下发射器SB1键时，接收器PT2272的DO和Dout管脚输出高电平，其对应的三极管导通，故产生一个负脉冲，此负脉冲经加到双稳态触发器，使双稳态触发器发生翻转，继电器吸合，完成一次开关动作；如再次按发射器SB1键，双稳态触发器又翻转一次，继电器释放，完成一次开关动作[4]。

图3 接收系统电路原理图

所以按动发射器SB1键，可以完成第一路电器电源通断。若按动发射器SB2键，接收器PT2272的D1和Dout管脚输出高电平，其对应的三极管导通，所产生的负脉冲可以触发第二路双稳态触发器翻转，继电器吸合或释放，从而以完成第二路电器电源通断操作。SB3和SB4分别完成第三和四路电器电源通断操作[9]。

5 实际应用电路联接

接收器所需24 V工作电源可采用电容降压、桥式整流与稳压二极管简易稳压电路供给[3]，24 V电源主要供4组双稳态触发器和4个继电器用电，此直流再经

7806三端稳压器稳压后供接收模块、解码器与负脉冲产生器用电，以保证解码器电路正常工作而不受电压波动影响。继电器触点与控制电器的连接方式有单控和双控两种方式：单控接法是直接用继电器触点控制被控电器，这样只能用遥控发射器控制电器电源的通断；双控接法是将继电器的触点与墙壁开关(必须1×2开关)串联相接，这种连接可以保证遥控器与墙壁开关都能控制同一电器电源的开与关[11]。

结束语

综上所述，4通道无线电遥控开关系统的设计与实现，采用了较为先进的电子技术，为无线电遥控提供了一种简易合理、低成本、高性能的实现方案，可以用来控制家庭楼道、卧室、走道各种照明以及装饰灯具，也可以控制各种家用电器电源的通断。在此系统基础上，还可以实现更多路的遥控开关，若再加入单片机控制系统，可实现智能化遥控。

参考文献

[1]王俊峰.现代遥控技术及应用[M].北京：人民邮电出版社，2005：87-98

[2]何小艇.电子系统设计[M].浙江：浙江大学出版社，2000：28-37

[3]刘广玉.微机械电子系统及其应用[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003：110-131

[4]杨素行.模拟电子技术简明教材.北京：高等教育出版社，1998.10：18-35

[5]余孟尝.数字电子技术基础简明教程. 北京：高等教育出版社，1999.10：23-34

[6]谈世哲等.电路设计与制版Protel98. 北京：人民邮电出版社，1998.11：44-60

[7]孙建民.传感器技术. 北京：清华大学出版社，2005.10：37-41

[8]吴显鼎.集成电子线路设计手册. 福州：福建科技出版社，2003.05：77-82

[9]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，2004：102-110

[10]胡泽军.张生才.微电子学[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003：26-34

[11] Army Kayla. Improving efficiency in existing chillers with optimization technology ，ASHRAE Journal：19-27

[12] D.Pearl mutter，Eerily ，Y.Etzion ，I.A.Meir，H.Di ，Refine the use of the evaporation in an experimental down-draft cool tower ，Energys .1995：39-48