專利名稱：多功能遙控控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及遙控器、受控設備控制器，是通過紅外線傳輸(或者無線電傳輸)和載波轉發(fā)信號傳輸方式傳送信號，并能實現開關控制、調壓控制、電機控制的多功能遙控器。
背景技術：
目前，我們常用的遙控器均是采用紅外遙控方式，相應地受控設備也較為單一，無法用一個遙控器控制多種電氣設備，進行電源開關控制、調光調速控制、電機運行控制等。

發(fā)明內容
本發(fā)明旨在針對現有遙控器功能單一，僅能采用一種控制方式對某一類電氣設備的某個功能進行控制，無法兼容多種控制方式的現狀，提供一種既具有紅外遙控(或者無線電傳輸)又具有載波轉發(fā)控制方式，并可實現開關控制、調壓控制、電機控制的多功能遙控控制系統(tǒng)。
為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下一種多功能遙控控制系統(tǒng)，由遙控器發(fā)出控制信號至安裝在受控設備上的受控設備控制器，對受控設備進行遙控；所述遙控器包括顯示屏、鍵盤，遙控電路，該遙控電路由微處理器掃描鍵盤動作、顯示控制、動作執(zhí)行信號輸出，經微處理器產生的控制信號從發(fā)送端口定次發(fā)出脈沖串數據信號至振蕩電路，振蕩后由紅外發(fā)送管或無線發(fā)送頭發(fā)出高頻信號，其特征在于該系統(tǒng)設置有連接在交流電力線上接收上述紅外遙控信號或無線電信號并將其進行載波轉發(fā)的中轉發(fā)送器，該中轉發(fā)送器設置紅外線集成接收頭接收遙控電路發(fā)送的紅外信號，或設置無線電接收頭接收無線電信號，由微處理器進行數據處理，并經發(fā)送端口定次發(fā)送脈沖串數據信號至振蕩電路，振蕩后的數據信號發(fā)送至載波發(fā)射電路進行信號發(fā)送或轉發(fā)，所述載波發(fā)射電路中由放大電路將振蕩數據信號放大并耦合到交流電路中。
所述遙控器的微處理器對按鍵輸入的信號轉化成相應的二進制數據儲存到微處理器的一個物理寄存器進行編碼，微處理器將二進制數據依次轉化為電位信號，由發(fā)送端口輸出，并通過紅外發(fā)送電路或無線電發(fā)射電路發(fā)送至受控設備控制器，完成一個遙控命令的發(fā)送。
所述受控設備控制器上設有微處理器、信號接收電路、控制電路，所述信號接收電路接收到遙控器發(fā)出的紅外信號或無線電信號，或中轉發(fā)送器發(fā)出的載波信號，由所述微處理器將該信號轉換成二進制數據，儲存到微處理器的物理寄存器上，微處理器上的一組端口的連續(xù)引腳通過電位高低來改變微處理器讀取引腳值，并將其轉化為二進制數據編碼，存入微處理器的另一物理寄存器上，微處理器將接收到的數據信號編碼數值部分與自身產生的編碼數值部分互相比對，一致后再進行執(zhí)行信號部分信號處理。
所述二進制數據編碼為8位，低6位為數字值，高2位為執(zhí)行動作值。
所述受控設備控制器為開關控制器，包括電源部分，信號接收電路，CPU控制部分，所述信號接收電路包括電容器、隔離耦合線圈、放大三極管、二次耦合線圈，CPU控制部分包括微處理器、振蕩電路、按鍵電路、編碼電路、信號輸入電路、控制電路；所述信號接收電路經紅外接收模塊將紅外信號處理得到脈沖信號傳輸至微處理器，或從交流電力線上將高頻信號耦合到低壓電路中，選頻放大后，由集成塊整形，得到脈沖數據串并輸出規(guī)則方波數據信號至微處理器；微處理器按照協議即二進制編碼接收信號，并寫入寄存器，將接收到的數據信號編碼數值部分與自身產生的編碼數值部分互相比對，比對相同則進行高2位執(zhí)行動作值數據分辨，并執(zhí)行相應的開關端口控制，其控制端口通過輸出的高低電位信號，經光耦可控硅控制大功率雙向可控硅的導通或關閉，控制受控設備的開啟和關閉，或在開關控制器上設置一手動按鍵，直接控制受控設備的開啟和關閉。
所述受控設備控制器為調壓控制器，包括電源部分，信號接收電路，CPU控制部分，所述信號接收電路包括電容器、隔離耦合線圈、放大三極管、二次耦合線圈，CPU控制部分包括微處理器、振蕩電路、按鍵電路、編碼電路、信號輸入電路、控制電路；所述信號接收電路經紅外接收模塊將紅外信號處理得到脈沖信號傳輸至微處理器，或從交流電力線上將高頻信號耦合到低壓電路中，選頻放大后，由集成塊整形，得到脈沖數據串并輸出規(guī)則方波數據信號至微處理器；微處理器按照協議即二進制編碼接收信號，并寫入寄存器，將接收到的數據信號編碼數值部分與自身產生的編碼數值部分互相比對，比對相同則進行高2位執(zhí)行動作值數據分辨，并執(zhí)行相應的端口控制，其控制端口根據交流相位檢測部分檢測到的每一個交流零相位為參考點，延時輸出脈沖信號，經光耦可控硅控制大功率雙向可控硅的導通角，調節(jié)延時值，以控制受控設備輸入電壓高低調節(jié)，或在調壓控制器上設置二個手動按鍵，直接對受控設備的輸入電壓進行高低調節(jié)。
所述受控設備控制器為位式同步電機控制器，包括電源部分，信號接收電路，CPU控制部分，所述信號接收電路包括電容器、隔離耦合線圈、放大三極管、二次耦合線圈，CPU控制部分包括微處理器、振蕩電路、按鍵電路、編碼電路、信號輸入電路、控制電路；所述信號接收電路經紅外接收模塊將紅外信號處理得到脈沖信號傳輸至微處理器，或從交流電力線上將高頻信號耦合到低壓電路中，選頻放大后，由集成塊整形，得到脈沖數據串并輸出規(guī)則方波數據信號至微處理器；微處理器按照協議即二進制編碼接收信號，并寫入寄存器，將接收到的數據信號編碼數值部分與自身產生的編碼數值部分互相比對，比對相同則進行高2位執(zhí)行動作值數據分辨，并執(zhí)行相應的端口控制，每四個端口為一組控制端口，順序排列后，依次輸出一個定長脈沖，經過功率放大后，控制受控設備的正反運行和關閉，或在位式同步電機控制器上設置四個手動按鍵，直接對受控設備進行四個方位的調節(jié)。
本發(fā)明的優(yōu)點在于遙控板能夠直觀的顯示控制目標的具體數據值，又能顯示控制的方式；
更方便的是，控制目標的十進制數據轉換成二進制后，直接就是受控目標的編碼表示，編碼端口根據高電位為“1”，低電位為“0”的協議，方便的設定出一個二進制編碼值。遙控器控制數據改變，控制目標隨即改變，根據采用單片機資源利用情況，可以直接控制0---64，0---128，0---256或者更大范圍的數組，跳出了單一或者幾個控制的范疇，形成一個能用數字直接表示控制目標的群控系統(tǒng)；系統(tǒng)中多用中轉發(fā)送器的使用，是將傳來的紅外線或無線電遙控信號接收后，又發(fā)送出來，通過振蕩，耦合到交流電力線上的中轉器件，一方面只接收協議數據，防止干擾信號進入電力線，便于自身控制又便于其他智能化設備(電腦等等)參與控制；一方面又提供外部開關信號控制，為其他控制系統(tǒng)(如溫度控制器，掖位控制器、壓力控制器等等)與本系統(tǒng)組合使用提供入口，使系統(tǒng)能夠更加廣泛地使用。
系統(tǒng)受控器件有開關，大小，上下左右狀態(tài)的組合控制，讓系統(tǒng)變得無孔不入，可以在各個領域方便使用。
由于系統(tǒng)使用了先進的微處理器，又經過了對微處理器精心編程，使系統(tǒng)智能化程度提高，變得直觀，方便，功能多，運用廣泛，是主要特點；而系統(tǒng)采用了優(yōu)良的單片機完成許多功能的同時，系統(tǒng)的外圍元件變的非常少，使器件更加可靠，自身功耗微小，重要的是制造成本變得低廉，為系統(tǒng)的推廣應用提供了絕對有利的條件。


圖1為本發(fā)明工作原理框2為遙控器結構框3為遙控器工作原理4為遙控器電路原理5為中轉發(fā)送器結構框6為中轉發(fā)送器工作原理7為中轉發(fā)送器電路原理8為開關控制器結構框9為開關控制器工作原理10為開關控制器電路原理11為調壓控制器結構框12為調壓控制器工作原理13為調壓控制器電路原理14為位式同步電機控制器結構框15為位式同步電機控制器工作原理16為位式同步電機控制器電路原理17為采用本發(fā)明在家庭中應用的示意圖具體實施方式
如圖1所示，紅外遙控器是本系統(tǒng)的主控制，當有正確的按鍵按下時，微處理器立即按照協議方式生成一個8位二進制數據低6位是表示數組值(編碼)，高2位表示執(zhí)行動作；接著，微處理器將信號按照標志信號+間隙信號+每位數據信號+間隙信號，從發(fā)送端口以高低電位的方式輸出一定次數，這樣，就形成了一個脈沖串；輸出的高低電位信號，經過大約38KHz振蕩后，由紅外發(fā)送管發(fā)送出去，成為38KHz的高頻信號串，完成了主控部分信號的發(fā)射。
紅外遙控器發(fā)送的控制信號，可以被信號轉發(fā)器接收，也可以直接被有紅外接收功能的控制器件接收，當被信號轉發(fā)器接收時，系統(tǒng)通過載波方式控制；當信號被受控器件直接接收時，系統(tǒng)通過紅外方式控制；系統(tǒng)載波控制方式當被信號轉發(fā)器接收時，振蕩信號經過紅外接收模塊的處理，被還原成高低電位的脈沖信號(有非遙控器的外部脈沖數據輸入時，通過光電耦合方式匹配電壓得到)，經過微處理器按照協議識別，將其他信號視為干擾信號拒絕接收，接收到的信號轉化成為數據信號，再次按照協議，以高低電位組合形式通過端口發(fā)送出來，成為脈沖信號串；脈沖信號串，經過一個固定的振蕩電路后，變成一串高頻信號，再經過放大，耦合到交流電力線上；同在一個受控范圍內的已經連接的交流用電器，只要是受控器件，都會同時通過選頻耦合，放大，二次選頻耦合，整形，還原成為高低電位組成的脈沖信號串，送入微處理器。
微處理器按照協議方式，轉化成數據信號，微處理器通過讀取各自的編碼信號，經過編碼部分的比對，相同后，進入控制處理1、接收到信號的是開關類受控器件時，微處理器通過程序比對高2位數據信號，如果是“開”，就產生控制信號導通受控用電器交流電源；反之，就“關”。
2、接收到信號的是調光類受控器件時，微處理器通過程序比對高2位數據信號，如果是調大信號，就通過控制端口調大可控硅的導通角，達到調大交流電壓目的；反之，就調小。
3、接收到信號的是電機位置調節(jié)類受控器件時，微處理器通過程序比對高2位數據信號，辨別上下左右信號后，產生一次脈沖驅動信號，通過控制端口控制相應電機運行方向。
系統(tǒng)紅外控制方式通過紅外控制時，受控器件必須在紅外信號發(fā)送范圍內。
受控器件通過紅外接收模塊的信號處理，將振蕩信號還原成為高低電位形式的脈沖信號串送入微處理器處理。微處理器進行協議信號的接收和編碼部分比對，編碼相同后進行控制處理這幾部分的工作原理與載波控制方式是相同的。
一、遙控器部分，如圖2-4所示微處理器采用Micshop公司PIC16C73芯片，4MHz晶體振蕩；端口設置RB0---RB3用于掃描鍵盤；RB4---RB7用于四位顯示控制；RA0，RA1輸出控制用數據信號，RA0輸送到555振蕩系統(tǒng)，最終紅外線輸出，RA1用于發(fā)送指示；RC0---RC7用于鍵盤鍵值測試和顯示8位數碼段；
按鍵組成說明；1，有0---9和1-，2-，3-，4-共14個數字鍵，使用時，0---9這10個數字可以單個表示10個控制點，1-，2-，3-，4-可以分別和0---9組合成具體數，代表具體控制點，也可以單獨表示10---19，20---29，30---39，40---49的組合，代表10個控制點，方便控制多個點的控制，數組0單獨使用時，是數組60。
2，有ON，OFF，ALL-ON，ALL-OFF四個開關鍵1)，設定控制點數字鍵后，ON按下，執(zhí)行該控制點的″開″命令；設定1-，2-，3-，4-數字后，則分別執(zhí)行對應10個順序數控制操作″開″命令；2)，設定控制點數字鍵后，OFF按下，執(zhí)行該控制點的″關″命令；設定1-，2-，3-，4-數字后，則分別執(zhí)行對應10個順序數控制操作″關″命令；3)，ALL-ON鍵的按下，執(zhí)行所有開關控制點的″開″命令，此命令不受數組限制；4)，ALL-OFF鍵的按下，執(zhí)行所有開關控制點的″關″命令，此命令不受數組限制；3，有TURN+和TURN-兩個調光和調速等作用的按鍵，分別按下后執(zhí)行矢量的遞加或遞減，達到調節(jié)大小的目的，矢量達到最小后，同時也有″關″的作用；4，有LEFT，NIGHT，UP，DOWN四個方位調節(jié)按鍵，主要用于調節(jié)目標控制臺的方位角，同其他控制設備配合使用，達到更高層次的控制目的；5，單鍵“REST”，喚醒休眠CPU；按鍵電路工作說明系統(tǒng)接通電源啟動后，沒有按鍵信號就會自動進入休眠狀態(tài)，要想讓系統(tǒng)工作，只有按動按鍵“REST”。
“REST”鍵的按下，導致電容C401放電，而電阻R401限制了電流迅速流入補給，使CPU上平時處于高電位的MCLR引出腳也變成低電位，系統(tǒng)復位，“REST”一旦松開，電流經R401對C401充電，迅速變成高電位，開始工作，完成系統(tǒng)的復位，R402是防止靜電放電干擾。
系統(tǒng)開始工作后，首先對鍵盤進行掃描檢測。
鍵盤使用了CPU上RB0，RB1，RB2，RB3四條線分別輸出高電位用于掃描，分別接上10K的R102，R103，R104，R105限流電阻，使用了和顯示部分公用RC0---RC7，分別接上R106----R113防止靜電放電干擾，用于掃描鍵盤時，設置成8條數據讀入口，通過8*47K排阻(RP101)接到電源負，使數據線在沒有掃描電壓時一直處于低電位，讀出時數據為“0”，當有按鍵按下，掃描線上的高電位電壓強過低電位，數據讀得值為“1”，只使用7條線(RC7沒有用)，通過掃描線和這7條數據線的分別交叉組合，就構成了鍵盤，并根據具體信號辨別具體鍵值。
顯示組成說明由四條控制輸出，八條顯示控制輸出，四個八段發(fā)光顯示器組成，通常情況下，顯示器前二位顯示數據，后二位顯示動作方式。
顯示器電路工作說明鍵盤掃描到的正確鍵值會顯示到四位八段LED顯示器XS001上。
八段LED是由和鍵盤公用的RC0---RC7線控制，顯示時設置為電位輸出，四位LED的控制由RB4---RB7，分別接上限流電阻R202，R203，R204，R205然后由四個三極管Q001，Q002，Q003，Q004分別放大，得到較大的驅動電流；工作時，四條控制線順序接通一定時間，能使同時由八條線輸出的顯示信號顯示在屏幕上，因為是循環(huán)導通，人眼視覺的暫留，讓人眼感覺出來是一定的信號值，完成顯示任務。
信號發(fā)送說明按下正確的按鍵，并按下正確的執(zhí)行按鍵后，系統(tǒng)將發(fā)送數據信號。
數據信號的組成每個數據信號都是8位，低6位是數據值，高2位是動作值信號有標志信號、間隙信號、“0”數據信號和“1”數據信號(在4MHz條件下，標志信號大約2050步，間隙信號約500步，數據“0“信號大約500步，數據”1“信號大約1300步)；信號數據組成時，標志信號，“0”或“1”數據信號后面都接著一個等長的間隙信號；每個數據信號在傳送時都在前面添加了一個標志信號，便于接收識別起始數據，因為是每個數據要循環(huán)發(fā)送一定次數，所以，下一個數據信號的開始標志接成為了上一個數據信號的尾標志；發(fā)送電路工作部分由RA0，RA1兩端口發(fā)出電位信號，RA1出來的信號，經過R304正向導通發(fā)光二極管D301，用來指示有發(fā)送信號；RA0輸出的信號經過R301限流保護后，信號進入由IC2(NE555)組成的頻率振蕩電路W301，R301調節(jié)振蕩頻率到38KHz左右；R302調節(jié)占空比；C302是防干擾用；輸出的頻率信號經過R303限流后，由Q301三極管放大，紅外發(fā)射管D302發(fā)射紅外信號，完成發(fā)送任務。
另外，由RA0，RA1兩端口發(fā)出電位信號，RA1出來的信號，經過適當的無線電高頻振蕩后，通過天線，以無線電信號方式也可以傳輸，為了敘述簡單，都以紅外傳輸方式說明。本遙控控制系統(tǒng)具體使用時，只要在遙控器部分采用無線電發(fā)射頭，在接收部分采用對應頻率的無線電接收頭就可以達到遙控傳輸目的。
電源部分，由9V疊層電池提供電源，經78L05穩(wěn)壓后提供給用電單位。
二、中轉發(fā)送器部分，如圖5-7所示微處理器采用Microchip公司產PIC16C54芯片，4MHz，RC振蕩。端口設置RA3檢測交流零相位信號；RA2接收紅外接收頭及外部送來的數據信號；RA0輸出接收到的數據，按照統(tǒng)一格式發(fā)送，并用作發(fā)送指示；RA1用作手動---自動選擇開關；；RB0----RB7八位數據口，作為手動發(fā)送時的編碼數據檢測，自動時不用；電路工作部分1，編碼電路部分工作說明RB0---RB7這8口設置為數據輸入口，用排阻RP1(47K*8)公共接電源負極和編碼開關(S1)“OFF”側，又用8位編碼開關(S1)接到8個口上，編碼開關“ON”側，接排阻RP2(4。7K*8)，公共端接到電源正極，這樣，當編碼開關(S1)在“OFF”側時，讀出數據為“0”，當編碼開關(S1)在“ON”側時，由于電阻的作用，電位高，讀出數據為“1”，起到編碼作用。
編制數據時，編碼開關的1---6位撥碼，就是將要控制的受控器數據，編碼開關的7，8位設定值，表示將要控制的動作值，這一組編碼共八位，用二進制表示后，剛好是一組控制數據，發(fā)送后就是一組控制指令。
2，交流零相位檢測電路部分工作說明RA3檢測交流零相位信號，由電阻R406，R407串聯(防止意外燒壞一只電阻，導致損壞微處理器)接到交流220V線上，降壓限流后，接入微處理器，因為所使用的微處理器有交流零相位檢測功能，所以不需要更多外設硬件。
3，數據信號接收電路部分工作說明RA2接收紅外接收頭(或無線電接收頭)及外部送來的數據信號。接收來的信號經過R403限流，接入CPU完成信號接收；外部數據信號經插座CON3接入，R406限流后，通入U401光電耦合器，耦合后的信號經過R403限流，接入CPU完成外部信號接收4，手動---自動轉換電路部分工作說明RA1用作手動---自動選擇開關；RA1通過電阻R404接電源負極，使CPU檢測數據為“0”，而當插座CON2通過電阻R405接通電源正極后，電阻較小，高電位占優(yōu)勢，CPU讀得的數據就會是“1”；微處理器根據“1”或“0”來決定采用手動或自動模式。
5，信號輸出電路部分工作說明RA0輸出接收到的數據。
信號經D309，R402接到電源負極，起顯示作用；R204，R205，C204，C205，Q2和晶振組成8MHz振蕩電路，由RA0提供震蕩電源，取得的振蕩信號，經R203限流，作為Q1的控制信號，采用12V電源，R201是功率限制電阻，R202是偏置電阻，T是自制線圈(目前用7.95MHz中周線圈骨架，用直徑0.13mm漆包線按照5∶5繞制，中間采用絕緣纖維隔離，防止層間擊穿)單邊繞組與C203諧振是8MHz，將發(fā)射極信號接到線圈初級，再接到電源負極，就完成功率放大，與此同時線圈的另外一個繞組，也產生最大幅度的8MHz信號，并通過C201，C202上傳到220V交流線上，完成信號發(fā)送任務。
6，電源部分，采用兩組交流阻容降壓整流后，提供+12V電源和+5V直流電源的供電方式。由R101，C101組成阻容降壓，D101橋式整流后，C103濾波，D103穩(wěn)壓，C104高頻濾波，得到12V直流電源，供給8MHz振蕩部分；由R102，C102組成阻容降壓，D102橋式整流后，C105濾波，D104穩(wěn)壓，C106高頻濾波，得到5V直流電源；具體工作說明系統(tǒng)上電工作后，首先進行手動---自動工作方式的檢測，當是手動工作方式時系統(tǒng)首先讀取由CPU提供的8個設定為編碼端口的數據值，并裝入發(fā)送用的寄存器；根據協議，發(fā)送和接收的數據形式，是低6位表示編碼，高2位表示執(zhí)行動作(數據“11”表示“開”，“10“表示調節(jié)時的“遞加”，“00”表示“關”，“01“表示調節(jié)時的“遞減”，“11”，“00”，“10”和“01”在位置調節(jié)控制中分別表示“上”，“下”，“左”和“右”的運行方位)，手動情況下，根據具體要控制的器件編碼，設定低6位數據端口的電位，根據要控制的動作，設定高2位端口的電位；系統(tǒng)讀取完自身編碼后，立即進行發(fā)送微處理器必須檢測到交流零相位后才發(fā)送一次。微處理器將信號按照標志信號+間隙信號+每位數據信號+間隙信號+標志信號，從發(fā)送端口以高低電位的方式輸出，這樣，就形成了一個脈沖信號串；發(fā)送端口發(fā)出脈沖信號，并通過8MHz固定頻率振蕩的電路后，形成了一個固定頻率高頻信號串，再經過放大，耦合到交流電力線上，完成發(fā)送任務。
當系統(tǒng)讀取到是自動信號設置時系統(tǒng)直接檢測信號輸入端口的輸入電位，根據協議信號(數據信號長短協議，在4MHz條件下，標志信號大約2050步，間隙信號約500步，數據“0”信號大約500步，數據“1”信號大約1300步)接收，當接收到協議信號時，將數據裝入發(fā)送專用寄存器再次發(fā)送出去。
發(fā)送原理和手動方式發(fā)送原理相同。
三、開關接收部分，如圖8-10所示CPU采用Microchip公司PIC16C54芯片，4MHz，RC振蕩。端口設置RA3檢測交流零相位信號；RA0接收紅外接收頭及外部送來的協議數據信號；RA1手動檢測；RA2未用；RB0---RB5用作編碼；RB6用作開關指示；RB7輸出控制信號；電路工作部分原理說明編碼部分RB0---RB5這6口設置為數據輸入口，用排阻RP1(47K*8，只用6位)公共接電源負極和編碼開關(S2)“OFF”側，又用6位編碼開關(S2)接到6個口上，編碼開關“ON”側，接排阻RP2(4。7K*8，只用6位)，公共端接到電源正極，這樣，當編碼開關(S2)在“OFF”側時，讀出數據為“0”，當編碼開關(S2)在“ON”側時，由于電阻的作用，電位高，讀出數據為“1”，根據二進制數據，將相應的位設定為“ON”或“OFF”起到編碼作用，微處理器工作后，就將編碼讀入，并寄存在寄存器中的低6位。
按鍵部分由RA1手動檢測，平時RA1口通過R307接電源負極，使檢測數據為“0”，當有按鍵按鍵按下時，電流通過電源正，流經R306，按鍵，使端口明顯高電位，使檢測數據為“1”。微處理器檢測到“1”后，將執(zhí)行相應的程序；交流零相位檢測
RA3檢測交流零相位信號，由電阻R304，R305串聯后接到交流220V線上；工作指示由RB6口輸出信號，經R303限流，流過發(fā)光二極管，接電源負極，有高電位時，發(fā)光二極管就發(fā)光，完成指示任務。
工作部分由RB7口輸出控制信號，經過R302保護限流，進入光耦可控硅U1，交流高電壓側，從電力線上取得的控制電壓，經過R307限流降壓，進入耦合器，耦合后再輸出到雙向可控硅控制極?？刂苽鹊碗娢粫r，可控硅不導通，控制側高電位時，可控硅導通，完成控制任務。
信號接收如果選擇了紅外信號接收，信號由集成紅外接收頭接收，直接從RA0進入CPU，完成紅外接收任務；系統(tǒng)選擇交流載波信號接收時，高頻信號經過C201，T1初級線圈(目前用7.95MHz中周線圈骨架，用直徑0.13mm漆包線按照5∶5繞制，中間采用絕緣纖維隔離，防止層間擊穿)，C202后，必然耦合到T1線圈次極，而次極線圈和C203的諧振頻率是8MHz，這就使耦合后的信號頻率只能是8MHz附近的，信號經C204濾波，D201限幅，進入R201，R202，Q201(放大倍數在200---250之間)組成的放大電路，信號在集電極經過T2再次耦合，R203是功率限制電阻，T2和T1的制作方法相同，T2初級和C205諧振頻率8MHz，使8MHz信號再次耦合到T2次極，經C206濾波，得到比較純凈的8MHz信號，送到IC201，R204，R205，R206，R208，C207組成的信號放大整形電路，輸出信號經R207限流后，從RA0進入CPU，完成載波信號的接收任務。
電源部分，采用阻容降壓，濾波整流穩(wěn)壓后得到5V直流電源；接收開關工作原理說明系統(tǒng)在啟動后，先讀取編碼，系統(tǒng)將6個端口設置為數據輸入口，通過加載高低電位的形式起到編碼作用。將讀取的具體數據裝入專用寄存器的低6位；系統(tǒng)讀取信號時，優(yōu)先讀取手動按鍵，有就根據具體狀態(tài)執(zhí)行開關操作。如果沒有按鍵按下，進入外部數據信號接收程序。系統(tǒng)可以同時接收紅外信號和載波信號。接收紅外信號時，采用紅外接收模塊，將紅外信號處理后得到脈沖信號，提供給微處理器；接收載波信號時，先將8MHz信號從交流電力線上耦合下來，然后放大，再次選頻8Mhz信號耦合，整形，得到脈沖數據串，提供給微處理器；信號進入微處理器后，首先按照協議方式(數據信號長短協議，在4MHz條件下，標志信號大約2050步，間隙信號約500步，數據“0“信號大約500步，數據”1“信號大約1300步)進行接收，把正確的數據寫入專用寄存器，系統(tǒng)將數據低6位和編碼寄存器低6位進行比對，如果相同，就進行高2位的執(zhí)行數據分辨(數據“11”表示“開”，“00”表示“關”)，并執(zhí)行相應的開關端口控制；提供相應指示，控制端口，通過一定的外圍元件，控制交流用電器的開啟和關閉。
四、調光調速(調壓)部分，如圖11-13所示微處理器采用Microchip公司PIC16C84芯片，4MHz，晶體振蕩。端口設置1，RA3檢測交流零相位信號；2，RA0接收紅外接收頭及外部送來的協議數據信號；3，RA1手動遞加檢測；4，RA2手動遞減檢測；5，RB0---RB5用作編碼；6，RB6用作開關指示；8，RB7輸出控制信號；電路工作原理說明編碼部分RB0---RB5這6口設置為數據輸入口，用排阻RP1(47K*8，只用6位)公共接電源負極和編碼開關(S101)“OFF”側，又用6位編碼開關(S101)接到6個口上，編碼開關“ON”側，接排阻RP2(4.7K*8，只用6位)，公共端接到電源正極，這樣，當編碼開關(S101)在“OFF”側時，讀出數據為“0”，當編碼開關(S101)在“ON”側時，由于電阻的作用，電位高，讀出數據為“1”，根據二進制數據，將相應的位設定為“ON”或“OFF”起到編碼作用，微處理器工作后，就將編碼讀入，并寄存在寄存器中的低6位。
按鍵部分由RA1手動遞加檢測，平時RA1口通過R306接電源負極，使檢測數據為“0”，當有按鍵按鍵按下時，電流通過電源正，流經R305，按鍵S1，使端口明顯高電位，使檢測數據為“1”。微處理器檢測到“1”后，將執(zhí)行相應的遞加程序。
由RA2手動遞減檢測，平時RA2口通過R308接電源負極，使檢測數據為“0”，當有按鍵按鍵按下時，電流通過電源正，流經R307，按鍵S2，使端口明顯高電位，使檢測數據為“1”。微處理器檢測到“1”后，將執(zhí)行相應的遞減程序。
交流零相位檢測RA3檢測交流零相位信號，由電阻R304，R305串聯后接到交流220V線上；因為所使用的微處理器有交流零相位檢測功能，不再需要其他外設元件完成檢測功能。
工作指示由RB6口輸出信號，經R303限流，流過發(fā)光二極管，接電源負極，有高電位發(fā)光二極管就發(fā)光，完成指示任務。
工作部分由RB7口輸出控制信號，經過R301保護限流，進入光耦可控硅U1，交流高電壓側，從電力線上取得的控制電壓，經過R309限流降壓，進入耦合器，耦合后，再輸出到雙向可控硅控制極，控制側低電位，可控硅不通，控制側高電位，可控硅導通，完成控制開關任務。當控制側輸出的是以交流零相位為參考點，延時后輸出的脈沖信號時，根據延時情況，控制可控硅導通角，達到調節(jié)目的。
信號接收如果選擇了紅外信號接收，信號由集成紅外接收頭接收，直接從RA0進入CPU，完成紅外接收任務；系統(tǒng)選擇交流載波信號接收時，高頻信號經過C201，T1初級線圈(目前用7.95MHz中周線圈骨架，用直徑0.13mm漆包線按照5∶5繞制，中間采用絕緣纖維隔離，防止層間擊穿)，C202后，必然耦合到T1線圈次極，而次極線圈和C203的諧振頻率是8MHz，這就使耦合后的信號頻率只能是8MHz附近的，信號經C204濾波，D201限幅，進入R201，R202，Q201(放大倍數在200---250之間)組成的放大電路，信號在集電極經過T2再次耦合，R203是功率限制電阻，T2和T1的制作方法相同，T2初級和C205諧振頻率8MHz，使8MHz信號再次耦合到T2次極，經C206濾波，得到比較純凈的8MHz信號，送到IC201，R204，R205，R206，R208，C207組成的信號放大整形電路，輸出信號經R207限流后，從RA0進入CPU，完成載波信號的接收任務。
電源部分，采用阻容降壓，濾波整流穩(wěn)壓后得到5V直流電源；工作原理說明微處理器在啟動后，先讀取自身編碼，系統(tǒng)將6個編碼端口設置為數據輸入口，通過加載高低電位的形式起到編碼作用。將讀取的具體數據裝入專用寄存器的低6位；系統(tǒng)讀取信號時，優(yōu)先讀取手動按鍵，有就根據具體狀態(tài)執(zhí)行調大調小操作。如果沒有按鍵按下，進入外部數據信號接收檢測程序。系統(tǒng)可以接收紅外信號和載波信號。接收紅外信號時，采用紅外接收模塊，將紅外信號處理后得到脈沖信號，提供給微處理器；接收載波信號時，先將8MHz信號從交流電力線上耦合下來，然后放大，再次選頻8MHz信號耦合，整形，得到脈沖數據串，提供給微處理器；信號進入微處理器后，首先按照協議方式(數據信號長短協議，在4MHz條件下，標志信號大約2050步，間隙信號約500步，數據“0“信號大約500步，數據”1“信號大約1300步)進行接收，把正確的數據寫入專用寄存器，系統(tǒng)將數據低6位和編碼寄存器低6位進行比對，如果相同，就進行高2位的執(zhí)行數據分辨(“11”表示“開”，“10”表示調節(jié)時的“遞加”，“00”表示“關”，“01“表示調節(jié)時的“遞減”)，并執(zhí)行相應的開關控制和調大調小輸出控制；提供相應指示。
調節(jié)原理是利用微處理器本身具有的交流零相位檢測功能，檢測到零相位后，程序輸出以零相位為參考點的間隙脈沖信號，控制外部可控硅導通角；根據交流50Hz，用微處理器的TMR0功能，設定分頻比，計算出分頻數、半個交流周期的分頻數，把零相位后一段時間和將要完成負半周到正半周這個區(qū)域作為調節(jié)的不靈敏區(qū)域，從正半周即將完畢前的一點時間開始等待，作為校正交流零相位的等待，這樣，即使交流頻率有微小變化，也不會影響程序的正常運行；調節(jié)時，設定一個調節(jié)專用寄存器，通過手動信號或者外部數據信號在一定范圍改變數值，當超過這個范圍時，程序設定為開關狀態(tài)，由開關程序來執(zhí)行；沒有外部信號接收調節(jié)時，循環(huán)工作模式檢測交流零相位-------一次-賦值給TMR0------檢測手動信號-------防抖動延遲--------檢TMR0的計數標志-------脈沖------二次-賦值給TMR0----------檢測TMR0的計數標志-------脈沖-------三次-賦值給TMR0-------交流零相位校正。其中，第一次賦值+一個脈沖長度+第三次賦值+交流零相位校正時長＝半個交流周期，第二次賦值+脈沖長度＝半個交流周期，這樣，運行一次剛好是一個交流周期；運行時，分為檢測到交流零相位-------第一個脈沖完，第一個脈沖完-------第二個脈沖完，第二個脈沖完-------校正交流零相位三個階段，設定專用標志寄存器，從每個階段開始，就設定有本階段標志，完畢時取消，經過標志檢測，就知道在哪一位置；程序考慮到信號接收可能會影響正常工作，設定了有信號就啟用TMR0中斷的功能，運行中有中斷產生，程序跳到中斷服務程序，經過標志檢測，執(zhí)行相應位置的中斷處理程序，沒有外部數據信號就取消這個中斷功能，因此，程序會很平穩(wěn)的產生調節(jié)信號。控制端口，通過一定的外圍元件，通過開關，調大調小方式，控制交流用電器的調光調速等。
五、位式同步電機控制部分，如圖14-16所示微處理器采用Microchip公司PIC16C73芯片，4MHz，RC振蕩。端口和制
RC0手動上檢測，限位下；RC1手動下檢測；限位上RC2手動左檢測，限位右；RC3手動右檢測，限位左；RB0---RB5用作編碼；RB6用作工作指示；RB7接收紅外接收頭及外部送來的協議數據信號；RA0---RA3同步電機一控制；RC4---RC7同步電機二控制；電路原理說明電源部分由R101，C101組成阻容降壓，D101橋式整流后，C102濾波，D1穩(wěn)壓，C103高頻濾波，得到13V直流電源，經過D102后，電壓只有12.3V，給12V可充電池組充電，由電池組提供電機工作的足夠功率的電壓，同時電池組供給由C105，U101，C106組成的5V穩(wěn)壓部分，得到5V工作電源。
編碼部分RB0---RB5這6口設置為數據輸入口，用排阻RP402(47K*8，只用6位)公共接電源負極和編碼開關(S401)“OFF”側，又用6位編碼開關(S401)接到6個口上，編碼開關“ON”側，接排阻RP401(4。7K*8，只用6位)，公共端接到電源正極，這樣，當編碼開關(S401)在“OFF”側時，讀出數據為“0”，當編碼開關(S401)在“ON”側時，由于電阻的作用，電位高，讀出數據為“1”，將相應的編碼位設定為“ON”或“OFF”起到編碼作用，微處理器工作后，就將編碼讀入，并寄存在寄存器中的低6位。
按鍵部分由RC0手動“UP”檢測，平時RC0口通過R402接電源負極，使檢測數據為“0”，當有按鍵按鍵按下時，電流通過電源正，流經R401，按鍵S1，使端口明顯高電位，使檢測數據為“1”。微處理器檢測到“1”后，將執(zhí)行相應的向上程序。
由RC1手動“DOWN”檢測，平時RC1口通過R404接電源負極，使檢測數據為“0”，當有按鍵按鍵按下時，電流通過電源正，流經R403，按鍵S2，使端口明顯高電位，使檢測數據為“1”。微處理器檢測到“1”后，將執(zhí)行相應的鄉(xiāng)下程序。
由RC2手動LEFT”檢測，平時RC2口通過R406接電源負極，使檢測數據為“0”，當有按鍵按鍵按下時，電流通過電源正，流經R405，按鍵S3，使端口明顯高電位，使檢測數據為“1”。微處理器檢測到“1”后，將執(zhí)行相應的向左程序。
由RC3手動“RIGHT”檢測，平時RC3口通過R408接電源負極，使檢測數據為“0”，當有按鍵按鍵按下時，電流通過電源正，流經R407，按鍵S4，使端口明顯高電位，使檢測數據為“1”。微處理器檢測到“1”后，將執(zhí)行相應的向右程序。
工作部分RA0---RA3，作為電機A的控制端口，分別由R302，R303，R304，R305限流后經三極管Q301，Q302，Q303，Q304放大，工作電壓12V，然后由插座J1輸出到同步電機；運行時，按順序依次給四個控制端口一個適當脈沖信號，受控電機可以運行一個完整步。
RC4---RC7，作為電機B的控制端口，分別由R306，R307，R308，R309限流后經三極管Q305，Q306，Q307，Q308放大，工作電壓12V，然后由插座J2輸出到同步電機；運行時，按順序依次給四個控制端口一個適當脈沖信號，受控電機可以運行一個完整步。
工作指示由RB6口輸出信號，經R409限流，流過發(fā)光二極管D401，接電源負極，有高電位發(fā)光二極管就發(fā)光，完成指示任務。
信號接入如果選擇了紅外信號接收，信號由集成紅外接收頭接收，轉化成脈沖信號后，從RB7進入微處理器，完成信號接收任務；選擇交流載波時信號接收時，高頻信號經過C201，T1初級線圈(目前用7.95MHz中周線圈骨架，用直徑0.13mm漆包線按照5∶5繞制，中間采用絕緣纖維隔離，防止層間擊穿)，C202后，必然耦合到T1線圈次極，而次極線圈和C203的諧振頻率是8MHz，這就使藕荷后的信號頻率只能是8MHz附近的，信號經C204濾波，D201限幅，進入R201，R202，Q201(放大倍數在200---250之間)組成的放大電路，信號在集電極經過T2再次耦合，R203是功率限制電阻，T2和T1的制作方法相同，T2初級和C205諧振頻率8MHz，使8MHz信號再次耦合到T2次極，經C206濾波，得到比較純凈的8MHz信號，送到IC201，R204，R205，R206，R208，C207組成的信號放大整形電路，輸出脈沖信號，經R207限流后，從RB7進入微處理器，完成載波信號的接收任務。
工作原理說明系統(tǒng)在啟動后，先讀取自身編碼，系統(tǒng)將6個編碼端口設置為數據輸入口，通過加載高低電位的形式起到編碼作用。將讀取的具體數據裝入專用寄存器的低6位；系統(tǒng)讀取信號時，優(yōu)先讀取手動按鍵，有就根據具體狀態(tài)執(zhí)行上下左右操作。如果沒有按鍵按下，進入外部數據信號接收程序。系統(tǒng)可以同時接收紅外信號和載波信號。接收紅外信號時，采用紅外接收模塊，將紅外信號處理后得到脈沖信號，提供給微處理器；接收載波信號時，先將8MHz信號從交流電力線上耦合下來，然后放大，再次8MHz信號耦合，整形，得到脈沖數據串，提供給微處理器；信號進入微處理器后，首先按照協議方式(數據信號長短協議，在4MHz條件下，標志信號大約2050步，間隙信號約500步，數據“0“信號大約500步，數據”1“信號大約1300步)進行接收，把正確的數據寫入專用寄存器，系統(tǒng)將數據低6位和編碼寄存器低6位進行比對，如果相同，就進行高2位的執(zhí)行數據分辨(“11”，“00”，“10”和“01”在位置調節(jié)控制中分別表示“上”，“下”，“左”和“右”的運行方位)，并執(zhí)行相應的上下左右輸出脈沖控制程序?？刂贫丝冢ㄟ^一定的外圍元件，將信號放大，然后控制電機的上下或者左右運行。
權利要求
1.一種多功能遙控控制系統(tǒng)，由遙控器發(fā)出控制信號至安裝在受控設備上的受控設備控制器，對受控設備進行遙控；所述遙控器包括顯示屏、鍵盤，遙控電路，該遙控電路由微處理器掃描鍵盤動作、顯示控制、動作執(zhí)行信號輸出，經微處理器產生的控制信號從發(fā)送端口定次發(fā)出脈沖串數據信號至振蕩電路，振蕩后由紅外發(fā)送管或無線發(fā)送頭發(fā)出高頻信號，其特征在于該系統(tǒng)設置有連接在交流電力線上接收上述紅外遙控信號或無線電信號并將其進行載波轉發(fā)的中轉發(fā)送器，該中轉發(fā)送器設置紅外線集成接收頭接收遙控電路發(fā)送的紅外信號，或設置無線電接收頭接收無線電信號，由微處理器進行數據處理，并經發(fā)送端口定次發(fā)送脈沖串數據信號至振蕩電路，振蕩后的數據信號發(fā)送至載波發(fā)射電路進行信號發(fā)送或轉發(fā)，所述載波發(fā)射電路中，由放大電路將振蕩數據信號放大并耦合到交流電路中。
2.根據權利要求1所述的一種多功能遙控控制系統(tǒng)，其特征在于所述遙控器的微處理器對按鍵輸入的信號轉化成相應的二進制數據儲存到微處理器的一個物理寄存器進行編碼，微處理器將二進制數據依次轉化為電位信號，由發(fā)送端口輸出，并通過紅外發(fā)送電路或無線電發(fā)射電路發(fā)送至受控設備控制器，完成一個遙控命令的發(fā)送。
3.根據權利要求1所述的一種多功能遙控控制系統(tǒng)，其特征在于所述受控設備控制器上設有微處理器、信號接收電路、控制電路，所述信號接收電路接收到遙控器發(fā)出的紅外信號或無線電信號，或中轉發(fā)送器發(fā)出的載波信號，由所述微處理器將該信號轉換成二進制數據，儲存到微處理器的物理寄存器上，微處理器上的一組端口的連續(xù)引腳通過電位高低來改變微處理器讀取引腳值，并將其轉化為二進制數據編碼，存入微處理器的另一物理寄存器上，微處理器將接收到的數據信號編碼數值部分與自身產生的編碼數值部分互相比對，一致后再進行執(zhí)行信號部分信號處理。
4.根據權利要求2或3所述的一種多功能遙控控制系統(tǒng)，其特征在于所述二進制數據編碼為8位，低6位為數字值，高2位為執(zhí)行動作值。
5.根據權利要求1或3所述的一種多功能遙控控制系統(tǒng)，其特征在于所述受控設備控制器為開關控制器，包括電源部分，信號接收電路，CPU控制部分，所述信號接收電路包括電容器、隔離耦合線圈、放大三極管、二次耦合線圈，CPU控制部分包括微處理器、振蕩電路、按鍵電路、編碼電路、信號輸入電路、控制電路；所述信號接收電路經紅外接收模塊將紅外信號處理得到脈沖信號傳輸至微處理器，或從交流電力線上將高頻信號耦合到低壓電路中，選頻放大后，由集成塊整形，得到脈沖數據串并輸出規(guī)則方波數據信號至微處理器；微處理器按照協議即二進制編碼接收信號，并寫入寄存器，將接收到的數據信號編碼數值部分與自身產生的編碼數值部分互相比對，比對相同則進行高2位執(zhí)行動作值數據分辨，并執(zhí)行相應的開關端口控制，其控制端口通過輸出的高低電位信號，經光耦可控硅控制大功率雙向可控硅的導通或關閉，控制受控設備的開啟和關閉。
6.根據權利要求5所述的一種多功能遙控控制系統(tǒng)，其特征在于所述開關控制器上設置一手動按鍵，直接控制受控設備的開啟和關閉。
7.根據權利要求1或3所述的一種多功能遙控控制系統(tǒng)，其特征在于所述受控設備控制器為調壓控制器，包括電源部分，信號接收電路，CPU控制部分，所述信號接收電路包括電容器、隔離耦合線圈、放大三極管、二次耦合線圈，CPU控制部分包括微處理器、振蕩電路、按鍵電路、編碼電路、信號輸入電路、控制電路；所述信號接收電路經紅外接收模塊將紅外信號處理得到脈沖信號傳輸至微處理器，或從交流電力線上將高頻信號耦合到低壓電路中，選頻放大后，由集成塊整形，得到脈沖數據串并輸出規(guī)則方波數據信號至微處理器；微處理器按照協議即二進制編碼接收信號，并寫入寄存器，將接收到的數據信號編碼數值部分與自身產生的編碼數值部分互相比對，比對相同則進行高2位執(zhí)行動作值數據分辨，并執(zhí)行相應的端口控制，其控制端口根據交流相位檢測部分檢測到的每一個交流零相位為參考點，延時輸出脈沖信號，經光耦可控硅控制大功率雙向可控硅的導通角，調節(jié)延時值，以控制受控設備輸入電壓高低調節(jié)。
8.根據權利要求7所述的一種多功能遙控控制系統(tǒng)，其特征在于調壓控制器上設置二個手動按鍵，直接對受控設備的輸入電壓進行高低調節(jié)。
9.根據權利要求1或3所述的一種多功能遙控控制系統(tǒng)，其特征在于所述受控設備控制器為位式同步電機控制器，包括電源部分，信號接收電路，CPU控制部分，所述信號接收電路包括電容器、隔離耦合線圈、放大三極管、二次耦合線圈，CPU控制部分包括微處理器、振蕩電路、按鍵電路、編碼電路、信號輸入電路、控制電路；所述信號接收電路經紅外接收模塊將紅外信號處理得到脈沖信號傳輸至微處理器，或從交流電力線上將高頻信號耦合到低壓電路中，選頻放大后，由集成塊整形，得到脈沖數據串并輸出規(guī)則方波數據信號至微處理器；微處理器按照協議即二進制編碼接收信號，并寫入寄存器，將接收到的數據信號編碼數值部分與自身產生的編碼數值部分互相比對，比對相同則進行高2位執(zhí)行動作值數據分辨，并執(zhí)行相應的端口控制，每四個端口為一組控制端口，順序排列后，依次輸出一個定長脈沖，經過功率放大后，控制受控設備的正反運行和關閉。
10.根據權利要求9所述的一種多功能遙控控制系統(tǒng)，其特征在于位式同步電機控制器上設置四個手動按鍵，直接對受控設備進行四個方位的調節(jié)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能遙控控制系統(tǒng)，不旨在克服現有遙控器功能單一，僅能采用一種控制方式對某一類電氣設備的某個功能進行控制，無法兼容多種控制方式等缺陷。該控制系統(tǒng)包括遙控器、以載波方式轉發(fā)的中轉發(fā)送器，以及控制受控設備的控制器。本發(fā)明通過紅外線傳輸或無線電傳輸和載波轉發(fā)信號傳輸方式傳送信號，并通過開關控制器、調壓控制器、電機控制器實現開關控制、調壓控制和電機控制。
文檔編號G08C17/00GK1570991SQ20041002241
公開日2005年1月26日 申請日期2004年4月29日 優(yōu)先權日2004年4月29日
發(fā)明者涂光俊 申請人:涂光俊