基于Arduino的無(wú)線遙控?zé)粼O(shè)計(jì)

陳子杰 黃雄華 郭啟麟

摘要：有線燈具在安裝上需要布置電線、安裝開(kāi)關(guān)，還要進(jìn)行線槽安裝等施工采用紅外傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，利用ATMEGA328P-PU處理器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和智能控制。實(shí)驗(yàn)表明，設(shè)計(jì)的無(wú)線燈具系統(tǒng)，能很好地實(shí)現(xiàn)無(wú)線遙控功能。

關(guān)鍵詞：無(wú)線遙控?zé)簦籄rduino；紅外傳感器

中圖分類(lèi)號(hào)：TP18 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）08-0227-02

Design of Wireless Remote Control Lamp based on Arduino

CHEN Zi-jie， HUANG Xiong-hua， GUO Qi-lin

（School of Information Science and Engineering， Shaoguan College， Shaoguan 512005， China）

Abstract： Wired luminaires need to be equipped with wires， installation switches， Based on the Arduino system， this paper designs an intelligent remote control luminaire processor to realize data processing and intelligent control. Experiments show that the

Key word：Wireless remote control light； Arduino； Infared sensor

1 概述

紅外通訊是以紅外光線為通訊載體，通過(guò)紅外發(fā)射模塊與紅外接收模塊來(lái)傳輸數(shù)據(jù)從而完成通訊功能完成通訊功能。在紅外發(fā)射模塊，紅外發(fā)射二極管通過(guò)數(shù)字編碼的調(diào)制，將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)發(fā)射到空氣中。在紅外接收模塊，紅外接收器接收到光信號(hào)后，通過(guò)電路的譯碼器解碼譯碼，從而把光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并做出下一步操作。

傳統(tǒng)的燈具開(kāi)關(guān)，基本上是有線開(kāi)關(guān)，需要安裝在墻體上，通過(guò)電線連接在燈具系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)燈具的控制，使用者需要付出的成本包括開(kāi)關(guān)自身、連接電線、相關(guān)的線槽等材料以及人工安裝費(fèi)，成本高，從開(kāi)關(guān)、線路到燈具，鏈條長(zhǎng)，損毀后檢修等大多需要專(zhuān)業(yè)人員，維護(hù)成本高。為降低成本，提高使用的便利，本文基于Arduino系統(tǒng)，使用紅外通訊設(shè)計(jì)一款無(wú)線燈具控制系統(tǒng)，遙控開(kāi)關(guān)具有通用性，燈具控制部分也模塊化設(shè)計(jì)，損壞后拔插即可更換，降低維護(hù)難度。

2 基于arduino的無(wú)線遙控?zé)粼O(shè)計(jì)

2.1 無(wú)線遙控?zé)艄δ芙榻B

基于arduino的無(wú)線遙控?zé)艟呦到y(tǒng)分遙控信號(hào)發(fā)送部分和信號(hào)接收控制部分。信號(hào)發(fā)送部分利用ATMEGA328P-PU處理器以及紅外傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，處理。當(dāng)按下遙控器上的按鈕時(shí)，紅外發(fā)射管發(fā)射該按鍵對(duì)應(yīng)的紅外脈沖，與燈具連接的紅外接收器接收到信號(hào)時(shí)，燈具開(kāi)啟。

2.2 遙控信號(hào)傳輸機(jī)理

制作本產(chǎn)品所使用的紅外傳感器分為紅外發(fā)射頭以及紅外接收頭。紅外接收頭型號(hào)有很多，例如HS0038 VS838等，功能大致相同只是引腳封裝不同。本次用到的紅外傳感器為VS838，紅外發(fā)射管所發(fā)射的編碼是通過(guò)單片機(jī)快速不斷變化高低電頻所發(fā)出的，高低電平變化的速度會(huì)改變紅外發(fā)射管所發(fā)射的信號(hào)。現(xiàn)有的紅外遙控大部分使用的方式為脈沖位置調(diào)制（PPM）和脈沖寬度調(diào)制（PWW），這兩種形式的編碼的代表分別是NEC和PHLIPS的RC.5。其余的還有PHLIPS的RC.6以及SONY。無(wú)線燈具使用標(biāo)準(zhǔn)為NEC標(biāo)準(zhǔn)。

NEC標(biāo)準(zhǔn)：遙控載波的頻率為38KHz（占空比1：3）當(dāng)某個(gè)鍵按下時(shí)，系統(tǒng)首先發(fā)射一個(gè)完整的全碼，如果按鍵超過(guò)108ms仍未松開(kāi)，接下來(lái)發(fā)射的代碼（連發(fā)代碼）將由起始碼（9ms）和結(jié)束碼（2.5ms）組成。

全碼 = 引導(dǎo)碼 +用戶碼 + 數(shù)據(jù)碼 + 數(shù)據(jù)反碼，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

紅外發(fā)射管為紅外發(fā)光二極管，能夠根據(jù)需求通過(guò)改變電壓頻率發(fā)出不同的紅外線。

3 電路設(shè)計(jì)

3.1 無(wú)線遙控?zé)艚邮针娐?/p>

在電路設(shè)計(jì)中燈具控制部分ATMEGA328P-PU處理器對(duì)紅外線接受后對(duì)繼電器的處理電路，原理圖如圖2所示。

3.2 無(wú)線遙控?zé)暨b控電路實(shí)現(xiàn)

在電路設(shè)計(jì)中燈具遙控部分，一個(gè)遙控器可以控制4個(gè)無(wú)線燈具的開(kāi)啟與關(guān)閉，在紅外發(fā)射電路中，使用自鎖開(kāi)關(guān)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的按鈕，按下按鈕時(shí)，通過(guò)不斷向外發(fā)出該按鈕所對(duì)應(yīng)頻率的紅外線，來(lái)減少發(fā)射的紅外線不被紅外接收器識(shí)別的情況。

4 代碼實(shí)現(xiàn)

4.1 無(wú)線遙控?zé)艚邮漳K關(guān)鍵代碼

digitalWrite（led_state，HIGH）；//將pin8上的發(fā)光二極管關(guān)閉

if （irrecv.decode（&results）） { //判斷是否接收到了紅外信號(hào)

if（results.value ==0xFF7A85）//判斷紅外信號(hào)是否匹配

{

digitalWrite（led_state，HIGH）；//開(kāi)啟發(fā)光二極管

digitalWrite（led_pin， HIGH）；//開(kāi)啟無(wú)線遙控?zé)簦?/p>

}

irrecv.resume（）；//接受下一個(gè)紅外信號(hào)

}

4.2 無(wú)線遙控?zé)舭l(fā)射模塊關(guān)鍵代碼

if（digitalRead（button1）==LOW）//判斷按鍵是否被按下

{

irsend.sendNEC（0xFF7A85， 32）；//發(fā)送對(duì)應(yīng)頻率的紅外線

delay（2000）；//延時(shí)

}

5 結(jié)語(yǔ)

本文講述了在物聯(lián)網(wǎng)浪潮中智能遙控?zé)舻脑O(shè)計(jì)總體流程方案，其中重點(diǎn)闡述了該智能系統(tǒng)實(shí)例的框架構(gòu)建、技術(shù)選型以及功能實(shí)現(xiàn)。產(chǎn)品目前可完成基本智能化電燈控制功能，后期將擴(kuò)展更多市場(chǎng)需求功能，逐步實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化，進(jìn)而投入市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]Micbael Margolis. Arduino權(quán)威指南[M].第2版，楊昆云譯，人民郵電出版社，2015（3）：305-316.

[2]蔣俊峰.基于單片機(jī)的紅外通訊設(shè)計(jì)[J].電子設(shè)計(jì)應(yīng)用，2003（11）：60-62.

[3] 劉西洋.信號(hào)燈紅外無(wú)線遙控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].機(jī)器視覺(jué)，2018：73-76.

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