紅外遙控控制技術的應用

摘要：國內各港口、碼頭的大型行吊設備及各物流運輸公司的多臺行吊設備均采用的是人工登高作業操作方式，其存在安全系數低、人員工資高等缺陷。為了增加安全性能，減少操作人員，降低勞動成本，我和我校相關專業老師鉆研無線控制技術和GPS導航技術.成功研發了紅外操作遙控系統，并將該系統在高空運行的行吊設備上得到了很好的應用。

關鍵詞：行吊設備；紅外遙控解碼技術；發射機；接收機；新技術

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315(2011)12-140-002

一、遙控系統的簡介及基本原理

1.系統概述

遙控操作系統，根據行車運行、操作控制原理，采用專用MCU，運用多路紅外遙控解碼技術，手持遠紅外遙控發射器發出指令編碼，在不改變行車原有功能的基礎上，通過改造加裝到行吊后，當行車發生故障停在某工位時，可以遙控行車進行復位、上升、下降、前進、后退、左行、右行等動作，避免登高作業，大大減輕操作人員的工作負荷，增加了安全系數，并加快了故障排除速度，提高了工作效率。

2.基本原理

智能紅外遙控系統由發射和接收兩大部分組成，應用編，解碼專用集成芯片來進行控制操作，如圖1所示。

(1)遙控發射器及其編碼

遙控發射碼采用脈寬調制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進制的“O”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進制的“1”。遙控器在按鍵按下后，周期性地發出同一種32位二進制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續時間隨它包含的二進制“0”和“1”的個數不同而不同，大約在45-63ms之間。

(2)接收器及解碼

采用集紅外線接收和放大于一體的紅外線接收器，完成從紅外線接收到TTL電平輸出數據轉送至MCU的PA6口，通過單片機解碼程序進行解碼，并根據相應指令驅動相應電路完成具體動作。

二、遙控系統在小車上的運用

1.技術方案及工作流程

每組行吊系統配備1-2個遙控器，每輛行車加裝一塊遙控接收板，通過設置編碼地址區別不同行車號(編碼與行車號一致)，遙控板信號輸出端子可接至行車PLC輸入端子或連接至電控箱操作面板功能按鈕。重新設計完成后遙控系統與原行車控制操作系統相兼容。

進行控制操作時，必須先按遙控器對應的行車序號按鍵，選擇被控制行車，選號正確時遙控接收板綠色指示燈亮，進行功能按鍵操作有效。否則遙控接收板綠色指示燈閃爍，表示選號不正確，功能按鍵操作無效。這樣避免了有多輛行車時相互之間信號干擾而發生誤操作，確保了操作的可靠性。

遙控裝置發送與接收板結構如圖2、圖3所示。

2.遙控系統工作參數

遙控發射器：遙控器工作電壓：3V(使用兩節6號堿性電池)；發射功率：≥5mw；發射距離：7-8m。

輸出功能：6路雙觸點開關輸出(I IOA U~<125V~)

3.車號地址編碼

行車號地址采用二進制編碼，五個跨接插件對應A0~A4，設定編號與小車編號一致。為防止誤動作，同一組行車必須避免重號，確保地址的唯一性。

4.工作過程

4.1先按選號鍵，選號正確時接收板綠燈常亮，不正確時綠燈閃爍5次提示選號錯誤。

4.2再按功能鍵，正確時接收板對應紅燈亮，繼電器吸合有信號輸出，不正確時綠燈閃爍5次，無信號輸出。

功能鍵1-功能鍵6對應于前進、后退、上升、下降、左行、右行。對應于行車控制面板，功能鍵1一功能鍵5為按鈕型，功能鍵6為開關型(自鎖)。

功能鍵(前進)1：按住-繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“1”，松開一輸出“O”；功能鍵(后退)2：按住一繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“1”，松開一輸出“O”；功能鍵(上升)3：按住一繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“1”，松開一輸出“0”；功能鍵(下降)4：按住一繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“1”，松開一輸出“O”；功能鍵(左行)5：按住一繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“1”，松開一輸出“O”；功能鍵(右行)6：按住一繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“l”，松開一輸出“O”。

5.電路原理

由多路遙控器電氣原理圖及上述電路板排布圖可以看出，發射機與接受機均采用HT45R05A芯片進行編制程序，通過紅外線發射頭、接收頭實現通訊，其質量的好壞直接影響控制距離的遠近，一般質量好一點的可以實現高度8m的遙控控制效果；通訊部分包含行車號、功能兩部分，發射機可以制作成電視機遙控器的大小，方便操作，只要按下按鍵就能實現操作；接收機主要由區別行車號的車號編碼設置(其編號方法由編碼表可知)、輸出控制六個功能的繼電器，繼電器的出點通過接線端子與行車控制柜的按鈕實現同步控制效果，即：NC(常閉觸點)與NC實現串聯，NO(常開觸點)與N0實現并聯，這樣可以實現行車控制柜上的常開點功能鍵、常閉點功能鍵與遙控器的功能鍵實現的控制目標一致。

發射機僅僅需要3.0VDC，通常使用兩節1.5V的電池就能滿足使用，而且正常能使用六個月；接受電路的正常使用電壓為VDC24，可以由行車控制柜提供給傳感器的24V穩壓電源直接提供。主要根據紅外遙控技術的基本原理及多路控制的編碼技術，設計紅外遙控系統電氣圖，從而完成紅外遙控系統，使遙控系統控制與行車控制面板實現相同功能控制。