嵌入式紅外信息檢測與無線傳輸控制系統設計

摘 要：嵌入式紅外信息檢測與無線傳輸控制系統是以被動式紅外信息采集為信源，以編碼無線發射傳輸為信道，以單片機系統的信息智能分控為信宿，實現檢測與控制現場分離的設計方法。其目的是將傳感器應用技術、無線電應用技術、單片機應用技術、機電控制技術相融合，實現系統的通用性、可開發性以及應用領域的社會性。該系統的采用在遙測遙控、防盜及煙霧報警、干手器、自動門、自動燈、水控開關等節電、節水裝置的技術應用方面得到了很好的社會效益。

關鍵詞：嵌入式;紅外傳感器;傳輸控制;編解碼

中圖分類號：TN92 文獻標識碼：B 文章編號：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，因其獨有的優越性而得到廣泛的重視，并在軍事的紅外制導、火控跟蹤、警戒、目標偵察、武器熱瞄準器、艦船導航、空降導航以及民用領域的工業設備監控、安全監視、救災、遙感、交通管理、醫學熱診斷技術等得到廣泛的應用。

嵌入式紅外信息檢測與無線傳輸控制系統采用光電傳感技術完成信息的采集，運用編、解碼技術、射頻發射與接收技術、單片機應用技術、機電控制技術等，實現了紅外信息現場采集與遠距離傳輸、報警、顯示、控制的功能，該系統可廣泛應用于信息測控領域。

2 系統硬件架構

嵌入式紅外信息檢測與無線傳輸控制系統，由信息采集與編碼發射裝置、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、發射模塊F05A等組成。完成紅外信息的采集、編碼與發射。

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單片機最小系統等組成。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完成數據轉換與控制，KW9328采用CMOS工藝制造，將發送及接收電路集成在同一芯片上，內含振蕩、分頻、計數、施密特整形、兩個單穩態及控制門等電路，功耗甚低，靜態電流典型值僅2 μA，故無需另加電源開關；PT2262編碼器能將數據和地址編譯成代碼的波形，最大有12位三狀態(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)；發射模塊F05A采用聲表面穩頻，免調試，適合多發一收無線遙控及數據傳輸系統，當發射電壓為3 V時，發射電流約2 mA，發射功率較小，12 V具有較好的發射效果，發射電流約5~8 mA，高電平脈沖寬度在0.08～1 ms時發射效果較好，F05A 天線長度可從0～250 mm選用，也可無天線發射；F05A用PT2262編碼器加240 mm小拉桿天線在開闊區最大發射距離約250 m；接收模塊J05B 采用超外差二次變頻結構，所有的射頻接收，混頻，濾波，數據解調，放大整形全部在芯片內完成，接收功能高度集成化，具有與標準解碼器及單片機的+5 V邏輯電平接口，天線通常取1/4λ；解碼模塊PT2272是與PT2262配對的解碼器，也具有12位三狀態(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；AT89C2051采用FLASH存貯器技術，是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含2 kB的可反復擦寫的只讀FLASH程序存儲器和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物發出或反射的紅外線，從而掌握被探測物所處位置的技術。光電傳感器SE303加電發射紅外光，當有外部事物影響時，PH302接受到紅外光強發生變化，接收控制器件KW9328受理的信號強度與周期發生變化，在KW9328對信號進行處理過程中，當內部計數器在計數滿100個時鐘脈沖前信號消失時，說明是干擾信息，則無脈沖輸出；反之信號仍然存在時，說明事件發生。

將有脈沖送入編碼器PT2262中，控制編碼器產生地址與狀態信息編碼信號，由F05A射頻發射模塊加載(0315M)放大轉換后將信號發出。由J05B射頻接收模塊接收到報警信號后將其傳給PT2272解碼器解碼，在單片機最小控制系統中的AT89C2051表單中進行地址碼查詢與狀態碼比較，判斷信息的來源與歸宿。控制解碼后的數據由單片機最小控制系統進行狀態識別，分控相通道，驅動LED顯示燈進行示警，并自動控制繼電器或光電耦合器接通設備電路，以激活、控制相應的被控對象。

5 結 語

嵌入式紅外信息檢測與無線傳輸控制系統采用傳感技術完成信息采集、無線電技術實現信息傳輸、嵌入式技術完成信息的測控過程。若在信息采集與發射裝置中采用不同的傳感器，可廣泛應用于溫度、濕度、光照等控制場合，實現模塊化應用，因而具有廣闊的市場前景。

參 考 文 獻

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

［2］張明友，呂幼新.信號與系統分析［M］.成都：電子科技大學出版社，1999.

［3］丁躍華，陳艷峰，龍箏.紅外遙控系統的一種設計方法\\.現代電子技術，2007，30(7):50-52.

［4］李澤光.基于單片機的紅外遙控器解碼設計\\.現代電子技術，2007，30(9):36-37，40.

作者簡介 王書偉 男，1955年出生，遼寧海城人，學士學位，防空兵指揮學院防空導彈系導彈測控教研室副教授。主要從事導彈測控系統的研究與教學工作。

張 鳴 女，1984年出生，河南鄭州人，學士學位，該院基礎教研室助教。

李潤萍 女，河南省省直機關事務管理局助理工程師。從事電器工程專業研究與管理工作。