多通道遥控窗帘机控制器设计【文献综述】.doc

毕业设计文献综述 电气工程与自动化 多通道遥控窗帘机控制器设计 前言 随着国民经济的发展和科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、控制技术的迅猛发展，生活现代化得以实现，居住环境向舒适化、安全化发展。家居智能化在这种情势下应运而生。本文就讨论目前智能家居中应用最为广泛的一种——“遥控智能窗帘”。众所周知，传统的窗帘必须手动去开关，特别是像别墅、高档写字楼、展览馆、大型会议室的窗帘既重又多，需要很大的力气才能开合。基于传统窗帘的这些不便，于是人们就开发出了使用单片机控制的智能遥控窗帘。 正文 整体设计原理 现今大多数遥控智能窗帘都由两个部分组成：一是遥控器部分，主要完成发送编码信号的功能；二是控制器部分，其功能是用单片机对接收到的信号进行解调，然后根据解调出来的不同的码值对继电器进行相应的操作，以控制电机的正反转或停止，以实现窗帘的打开、关闭和停止。其系统结构框图如下所示。 打开键关闭键 打开键 关闭键 停止键 单 片 机 发 射 路 电 接收路 电 单 片 机 继电器 电机 打开键 图1.系统整体结构框图 现阶段各类无线遥控技术比较 目前最为主流的无线技术大概可以分成以下几种，分别是红外、FM、蓝牙、RF、2.4G和Kller。它们都有其立足的特点，或基于传输速度、距离、耗电量的特殊要求；或着眼于功能的扩充性；或符合某些单一应用的特别要求；或建立竞争技术的差异化等。但是没有一种技术可以完美到足以满足所有的需求。 在智能家居设计中应用最广泛的是红外遥控技术和无线射频遥控技术。 IrDA （红外）技术 红外线数据协会 IrDA(Infrared Data Association)成立于 1993 年。起初，采用 IrDA 标准的无线设备仅能在 1m 范围内以 115.2 kb/s 速率传输数据，很快发展到4Mb/s 以及16Mb /s 的速率。IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是第一个实现无线个人局域网(PAN)的技术。目前它的软硬件技术都很成熟，在小型移动设备，如PDA、 手机上广泛使用。事实上，当今每一个出厂的 PDA 及许多手机、笔记本电脑、 打印机等产品都支持IrDA。 IrDA的主要优点是无需申请频率的使用权，因而红外通信成本低廉。并且还具有移动通信所需的体积小、功耗低、连接方便、简单易用的特点。此外，红外线发射角度较小，传输上安全性高。IrDA的不足在于它是一种视距传输，两个相互通信的设备之间必须对准，中间不能被其它物体阻隔，因而该技术只能用于2 台(非多台)设备之间的连接。所以IrDA目前的研究方向是如何解决视距传输问题及提高数据传输率。 下图为基于单片机控制的红外遥控器的电路图。 图2.红外遥控器电路图（发射端） 图3.红外遥控器电路图（接收端） 无线射频技术（RF） 射频( Radio Frequency) ，简称RF。其实就是射频电流，它是是一种 高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。它采用的是一种扩展窄带信号频谱的数字编码技术，通过编码运算增加了发送比特的数量，扩大了使用的带宽，使得带宽上信号的功率谱密度降低，从而大大提高了系统抗电磁干扰、抗串话干扰的能力，使得无线数据传输更加可靠；所以RF射频技术在无线通信领域具有广泛而不可替代的作用。 图3.无线射频（RF）遥控器（发射端） 图4.无线射频（RF）遥控器（接收端） 无线编码技术 曼彻斯特编码 曼彻斯特编码（于1949年第一次发布）是一种同步时钟编码技术，它多应用于物理层来完成一个‘位’数据的时钟和信号的同步。在这个技术中，二进制码在介质中实际上不是以‘1’和‘0’的形式传播的（就如（NRZ）技术所说）。取而代之的，‘位’数据在传播形式上做了些许改变，但是比纯粹以二进制编码传播多出许多优点。 曼彻斯特编码遵循以下规则： 原始数据 发送数据 逻辑‘0’ 0变1（在中心点上升跳变） 逻辑‘1’ 1变0（在中心点下降跳变） 在一些情况下你可能会看到编码反转，比如‘0’有一个0—1的跳变。这两种定义已经存在很多年了。以太网蓝皮书IEEE（10Mbps）这样描述此方法：逻辑‘0’是一个0—1的转变，逻辑‘1’是一个1—0的转变（在介质中‘0’以较小的负电压表示）。由于许多物理层使用转换线来使二进制编码转换为电信号，所以电线上的信号其实是编码信号的反转。不同的物理层对反转容忍程度不同。 下图是一个典型的二进制码（1,1,0,1,0,0）对应的曼彻斯特编码。 该曼彻斯特编码波形带载了顺序的二进制信息（1,1,0,1,0,0） 在曼彻斯特编码中，逻辑‘0’可以表示为在为