G多路無(wú)線遙控開關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文開題報(bào)告課題名稱多用途智能遙控開關(guān)設(shè)計(jì)院系信息科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)班級(jí) 電子信息工程0902班姓名 白映楊評(píng)分指導(dǎo)教師王思賢華中科技大學(xué)武昌分校華中科技大學(xué)武昌分校學(xué)生畢業(yè)論文開題報(bào)告學(xué)生姓名白映楊學(xué)號(hào)20091186067專業(yè)班級(jí)電子信息工程0902 班院系信息科學(xué)與工 程學(xué)院指導(dǎo)教師王思賢職稱課題名稱多用途智能遙控開關(guān)設(shè)計(jì)1. 課題研究的目的和意義遙控開關(guān)是智能化控制時(shí)代必不可少的發(fā)展，給我們的生活帶來(lái)的很多的方便快 捷。如在家庭中運(yùn)用智能開關(guān)，能實(shí)現(xiàn)智能開關(guān)控制燈光、電器、窗簾、門鎖，享受 隨時(shí)隨地的智能家居遙控，使智能與時(shí)尚完美結(jié)合。常用遙控器大致分為兩類：紅外線遙控器，無(wú)

2、線電遙控器。人們見到的紅外遙控系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分的發(fā)射元件為紅外發(fā)光 二極管，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。 常用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為 940nm左右，外形與普通© 5mn發(fā)光二極管相同，只是顏色不同。單只紅外發(fā)光二極管 的發(fā)射功率約100mW/接收電路的紅外接收管是一種光敏二極管，使用時(shí)要給紅外接收 二極管加反向偏壓，它才能正常工作而獲得高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和 方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率較小， 紅外接收二極管收到的信號(hào)較弱，所 以接收端就要增加高增益放大電路。然而現(xiàn)在不論是業(yè)余制作或正式的產(chǎn)品，無(wú)線電遙 控是利用無(wú)線電信號(hào)對(duì)

3、遠(yuǎn)方的各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的遙控設(shè)備。(1) 發(fā)射器電路由3V電源提供，低頻信號(hào)40KHZ的載波形成皆用與非門加外部元件實(shí) 現(xiàn)，具有較高的穩(wěn)定性，這部分電路用到了一個(gè)與非門集成電路。(2) 接收器電路又由幾個(gè)部分組成，使用了 LM567集成塊實(shí)現(xiàn)了鎖相環(huán)加密功能，用雙穩(wěn)態(tài)電路對(duì)繼電器進(jìn)行控制，利用繼電器的開關(guān)對(duì)負(fù)載實(shí)現(xiàn)控制。音頻振務(wù)器載渡振蒲器反相器幻:夕卜線接收 電昭音頻O-驅(qū)動(dòng)輸出電站負(fù)裁圖【1-1】總體設(shè)計(jì)框圖無(wú)線電遙控是利用無(wú)線電信號(hào)對(duì)遠(yuǎn)方的各種機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制的遙控設(shè)備。無(wú)線電遙 控系統(tǒng)一般分為發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射機(jī)主要包括編碼電路和發(fā)射電路。編碼電路 由操作開關(guān)控制，通過(guò)操作開關(guān)使編碼電

4、路產(chǎn)生所需要的控制指令。編碼電路產(chǎn)生的 指令信號(hào)都是頻率較低的電信號(hào)，無(wú)法直接傳送到遙控目標(biāo)上，還要將指令信號(hào)送到 發(fā)射電路使它載在高頻載波上，才能由發(fā)射天線發(fā)射出去。接收機(jī)有接收電路及譯碼 電路組成。由接收天線送來(lái)的信號(hào)經(jīng)由接收機(jī)高頻部分的選擇和放大后，送到解調(diào)器。解調(diào)器的作用是從載波上卸載指令信號(hào)，由于卸載的指令信號(hào)是混雜的，所以再送到 譯碼電路譯碼，還原指令信號(hào)。采用SiliconLaboratories研制的無(wú)線發(fā)射芯片Si4010、無(wú)線接收芯片Si4313和C8051F920單片機(jī)設(shè)計(jì)并制作的無(wú)線電遙控多路開關(guān)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，控制 方便，適用于含有較多受控電器的場(chǎng)合，并可實(shí)

5、現(xiàn)多路多功能控制。無(wú)線電遙控多路開關(guān)系統(tǒng)由無(wú)線電發(fā)射電路和無(wú)線電接收控制電路兩大部分組成。按鍵電路編碼調(diào)試電路|=>射頻發(fā)射電路無(wú)線電接收電路開關(guān)電路<=單片機(jī)控制電路<=解調(diào)解碼電路圖【1-2】系統(tǒng)組成框圖紅外遙控器由于受遙控距離、角度等影響，使用效果不是很好，如采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射 接收編碼，則可提高遙控距離，并且沒(méi)有角度影響。紅外遙控發(fā)射和接收模塊可以用在 室內(nèi)紅外遙控中，它不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器設(shè)備。由于其無(wú)法穿透墻壁，所 以不同房間的家用電器可使用通用遙控器而不會(huì)產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡(jiǎn)單，只要按給定電路連接無(wú)誤，一般不需任何調(diào)試即可投入工作；編解碼容易，可進(jìn)

6、行多路遙控。 相對(duì)于有線遙控，無(wú)線遙控不受距離的影響，完全消除了拖纜式遙控裝置所帶來(lái)的故障 隱患，給人們的日常工作和生活帶來(lái)了更多的便利。隨著數(shù)字處理技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)線數(shù)字通信技術(shù)日趨成熟，其抗干擾能力強(qiáng)和易 于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行各種處理等優(yōu)點(diǎn)， 使得無(wú)線遙控系統(tǒng)的抗干擾性能逐步提高， 安全性 能大大改善。相對(duì)于超聲波遙控和紅外線遙控，無(wú)線電遙控是利用無(wú)線電信號(hào)在空氣中傳播，根 據(jù)無(wú)線電波的頻率來(lái)遙控，可穿透一定的障礙物，傳播距離較遠(yuǎn)，因此成為無(wú)線遙控領(lǐng)域的首選，在國(guó)防、軍事、科研和日常工作生活領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣2. 課題研究的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)一種無(wú)線電遙控開關(guān)，要求（1）遙控開關(guān)的發(fā)射頻率為2.4G

7、HZ（2）遙控距離為10m左右，主要用于家庭內(nèi)遙控家庭電器開關(guān)。（3）發(fā)射器電源電壓要求在10V以下。（4）遙控接收器要求能夠較準(zhǔn)確的接收 2.4GHZ的載頻信號(hào)，并解調(diào)出控制家用電器 開關(guān)的信號(hào)的控制開關(guān)動(dòng)作。（5）整個(gè)遙控電路盡可能簡(jiǎn)單可行。3、研究方法無(wú)線遙控器：無(wú)線遙控就是利用高頻無(wú)線電波實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的控制。目前，傳統(tǒng)無(wú)線遙控系統(tǒng)普遍存在同頻干擾和遙控距離小兩大問(wèn)題。主要原因是載頻較低導(dǎo)致帶寬較窄和控制信息以模擬 方式傳輸使得同頻干擾可能性的增大。而采用先進(jìn)的2.4GHz擴(kuò)頻技術(shù)，從理論上講可以讓上百人在同一場(chǎng)地同時(shí)遙控自己的模型而不會(huì)相互干擾.而且在遙控距離方面也頗具優(yōu)勢(shì)，2.4GHz

8、遙控系統(tǒng)的功率僅僅在100mW以下，而它的遙控距離可以達(dá)到1以上， 而且由于頻率高，天線長(zhǎng)度只有 3cm另外，可借鑒的商用技術(shù)較多。因此，很有必要 將2.4GHz擴(kuò)頻通信技術(shù)應(yīng)用于無(wú)線遙控領(lǐng)域。無(wú)線模塊：3.2.1 nRF24LE1無(wú)線芯片模組挪威Nordic公司nRF24LE1用作遙控器的主控芯片，其內(nèi)部有兩個(gè)部分：增強(qiáng)型的 8051MCU和內(nèi)嵌2.4G低功耗無(wú)線收發(fā)內(nèi)核nRF24L01R空中速率有三個(gè)選 擇:250kbps,1Mbps，2Mbps保證數(shù)據(jù)的空中快速傳輸。兩者之間通過(guò)SPI接口進(jìn)行通信。還擁有豐富的外設(shè)資源，尤其是內(nèi)置128bitAES硬件加密器，可對(duì)任何無(wú)線傳輸?shù)?數(shù)據(jù)進(jìn)行

9、高強(qiáng)度的加密，確保無(wú)線數(shù)據(jù)的安全，特別滿足RFID對(duì)高安全性的要求。CPU 的工作模式可以通過(guò)開關(guān)狀態(tài)寄存器的控制位來(lái)控制，當(dāng)工作在發(fā)射模式下發(fā)射功率為 -6dBm,電流消耗為9mA接收模式時(shí)為12.3mA,該特性為設(shè)計(jì)低功耗系統(tǒng)提供了先天 性條件。nRF24LU1芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)和nRF24LE1基本一致，考慮到成本的計(jì)算，采用 nRF24LU1符 合全速USB2 0標(biāo)準(zhǔn)的器件控制器。3.2.2JTT-24L01+嵌入式微功率無(wú)線數(shù)傳模塊JTT-24L01+是一款工作在2.42.5GHz的通用ISM頻段的單芯片微功率無(wú)線收發(fā)模塊，是成都江騰科技有限公司采用高性能的無(wú)線射頻芯片nRF24L01以及

10、高精度外圍元件開發(fā)的一款無(wú)線通信模塊。特點(diǎn)：(1) 內(nèi)置2.4Ghz天線,體積小巧15mmX24mm(2) 傳輸距離遠(yuǎn),開闊地?zé)o干擾視距100米,具體距離視環(huán)境而定(3) 采用真正的GFSK單收發(fā)芯片(4) 2.4Ghz全球開放ISM頻段免許可證使用(5) 自動(dòng)應(yīng)答及自動(dòng)重發(fā)功能(6) 地址及CRC檢驗(yàn)功能及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信地址控制(7) 最高工作速率2Mbps高效GFSK調(diào)制,抗干擾能力強(qiáng)，特別適合工業(yè)控制場(chǎng)合，可以傳輸音頻、視頻(8) 標(biāo)準(zhǔn)DIP間距接口，便于嵌入式應(yīng)用(9) SPI接口數(shù)據(jù)速率010Mbps(10) 125個(gè)可選工作頻道，滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要(11) 支持無(wú)線喚醒，很短

11、的頻道切換時(shí)間可用于跳頻(12) 采用10PPM勺高精度晶振(13) 采用高Q值0402封裝的電感和電容工作電壓1.93.6V ,推薦3.6V，但是不能超過(guò)3.6V.可以把電壓盡可能靠近3.6V但是不超過(guò)3.6V無(wú)線收發(fā)模塊JF24D整合了高頻鍵控(GFSK收發(fā)電路的功能，以特小體積實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)?功能。JF24D的傳輸速率可達(dá)到1Mbps,並具有快速跳頻校驗(yàn)等功能，可在擁擠的ISM頻段中達(dá)到穩(wěn)定可靠的短距離數(shù)據(jù)傳輸。工作在全球開放的ISM頻段面許可證適用。特點(diǎn)：(1) 低電壓，高效率(2) 低成本，雙向高速數(shù)據(jù)傳輸(3) 特小體積(不需要外接天線)(4) 具有快速跳頻，前向糾錯(cuò)，校驗(yàn)等功

12、能 本課題擬采用JF24D無(wú)線收發(fā)模塊。3.3多路遙控的實(shí)現(xiàn)(1)采用51系列單片機(jī)(AT89S51進(jìn)行軟件編程完成信號(hào)的編碼譯碼工作以實(shí)現(xiàn)多 路遙控。(2)采用無(wú)線遙控器編碼/譯碼芯片完成信號(hào)的編碼譯碼工作以實(shí)現(xiàn)多路遙控。如：EV1527,PT2262,PT2294-M4,PT2264等。雖然實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)的方法很多，但我覺(jué)得使用JF24C無(wú)線收發(fā)模塊和單片機(jī)來(lái)完成較 好，以下是我決定的研究方法:JF24D采用SPI數(shù)字接口與單片機(jī)連接。它支持 SPI標(biāo)準(zhǔn)格式（CKPHA=O）RESETS |單片機(jī)EMTaF18SSPfSS SPLCLK :模堀.化加so十JF24DPXTJf旳1 FIFOJl

13、ag圖【3-1】單片機(jī)與JF24D端口連接SPI CLKspiirr的麹入SPl-SSSPMOSI啦據(jù)輸入SPI MISOSPT數(shù)詢由PKTFLAGTX i RX標(biāo)擊FIF0_FLA(3FIFO空冊(cè)7標(biāo)點(diǎn)RESET n表【3-2】單片機(jī)JF24D端口連接說(shuō)明：JF24C可以和各種單片機(jī)配套，對(duì)于硬件上沒(méi)有 SPI的單片機(jī)可以用10 口 或者串口模擬SPI。與51系列單片機(jī)配套時(shí)在 P0 口加一個(gè)10K的上拉電阻，其余I0 口可以和JF24C直接相連。單片機(jī)可以用 5V供電，JF24C用3.3V供電。JF24C工作電 壓不得超過(guò)3.5V，否則會(huì)損壞器件。4. 實(shí)施計(jì)劃第七學(xué)期：第8周：選擇畢業(yè)設(shè)

14、計(jì)課題。完成指導(dǎo)教師和畢業(yè)設(shè)計(jì)課題確定。第9-12周：完成開題報(bào)告和外文翻譯。第12周:完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的開題答辯。第13-20周：根據(jù)擬定的課題實(shí)施方案，進(jìn)行深入研究，基本完成畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的硬件或軟件設(shè)計(jì)工作。第21周：在教師的指導(dǎo)下，完成系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等相關(guān)方面進(jìn)行深入研究。第八學(xué)期：第1-5周：繼續(xù)完成論文設(shè)計(jì)。第6-9周：向指導(dǎo)教師提交畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文初稿，根據(jù)指導(dǎo)意見對(duì)初稿進(jìn)行修改。第10-14周：完成畢業(yè)論文定稿和畢業(yè)論文格式審查。第15周：畢業(yè)答辯。5、參考文獻(xiàn)：1 陳永甫實(shí)用無(wú)線電遙控電路北京：人民郵電出版社，2007.2 朱衛(wèi)華，陳和.高頻電子線路.北京：電子工業(yè)出版社，2003.3 黃智偉