專利名稱:一種紅外遙控發(fā)射器和接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種紅外遙控信號(hào)發(fā)射和接收裝置。適用于自動(dòng)遙控?zé)o鑰匙進(jìn)入;自動(dòng)報(bào)警;自動(dòng)禁止,大門(mén)及車庫(kù)、車門(mén)的開(kāi)啟裝置等領(lǐng)域。
背景技術(shù):
現(xiàn)有的紅外遙控器/接收器,如公開(kāi)號(hào)為2162040的中國(guó)專利紅外線遙控器,它由紅外發(fā)射器和紅外接收器組成。紅外接收器由接收放大電路、存貯記憶電路、驅(qū)動(dòng)電路、可控硅、燈、自鎖遙控開(kāi)關(guān)、直流穩(wěn)壓電源組成?,F(xiàn)有技術(shù)中的遙控系統(tǒng)安全性差,如他人在空中截取應(yīng)用系統(tǒng)的工作信號(hào),然后偽造一個(gè)裝置,重復(fù)發(fā)射被截取的信號(hào),就可以冒充合法的遙控器及其持有者。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題,是克服現(xiàn)有技術(shù)中遙控系統(tǒng)安全性差的缺陷,提供具有較好安全性的紅外遙控發(fā)射和接收裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為紅外遙控發(fā)射器,包括一塊提供紅外信號(hào)的芯片和能使其工作在無(wú)穩(wěn)態(tài)振蕩模式的外圍電路及該芯片的電源控制電路,所述提供紅外信號(hào)的芯片的輸出端輸出載波信號(hào)經(jīng)放大電路放大后驅(qū)動(dòng)紅外管發(fā)射紅外信號(hào);一加密芯片為所述提供紅外信號(hào)的芯片提供加密數(shù)據(jù),一控制按紐控制所述加密芯片。
紅外遙控接收器,包括紅外信號(hào)接收電路、單片機(jī)電路、存儲(chǔ)器電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行電路;所述紅外線接收電路實(shí)現(xiàn)紅外線信號(hào)的接收、放大、整形并輸出給所述單片機(jī)電路;所述存儲(chǔ)器中保存授權(quán)信息、操作記錄、操作策略;所述單片機(jī)電路包括解密模塊和應(yīng)用控制模塊,所述解密模塊中有解密程序和主密鑰,所述應(yīng)用控制模塊中包括密鑰、計(jì)數(shù)器、功能碼、系列號(hào),實(shí)現(xiàn)解碼計(jì)算、驗(yàn)證操作權(quán)限、控制響應(yīng)動(dòng)作。
本實(shí)用新型該遙控器在每一次發(fā)射數(shù)據(jù)之前都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,每次工作時(shí)發(fā)射的加密數(shù)據(jù)都是不相同的,用過(guò)的數(shù)據(jù)被立刻廢棄。接收器不僅可以接收紅外線遙控?cái)?shù)據(jù),而且能夠解讀經(jīng)本專利遙控器加密后的數(shù)據(jù),將加密后的數(shù)據(jù)恢復(fù)成加密前的原始數(shù)據(jù),從而判斷當(dāng)前遙控器的合法性。所述具有很好的安全性。
圖1是本實(shí)用新型的功能框圖;圖2是遙控器的一個(gè)實(shí)例的電路原理圖;圖3是接收器的一個(gè)實(shí)例的功能框圖;圖4是接收器的一個(gè)實(shí)例的睡眠喚醒電路原理圖;圖5是紅外接收電路;圖6是接收器的一個(gè)實(shí)例的單片機(jī)電路;圖7是專聲光提示電路。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖1是本實(shí)用新型的功能框圖。虛線以上為遙控器發(fā)射器部分,虛線以下為接收器部分。
發(fā)射器由KEELOQ加密模塊、載波調(diào)制電路、紅外線發(fā)射電路、控制按鈕、節(jié)電電路組成。KEELOQ加密模塊中包括KEELOQ加密程序和KEELOQ數(shù)據(jù)。KEELOQ數(shù)據(jù)包括密鑰、計(jì)數(shù)器、功能碼系列號(hào)。發(fā)射器的工作流程為按下控制按鈕;KEELOQ加密模塊由節(jié)電狀態(tài)變成工作狀態(tài),載波調(diào)制電路、紅外線發(fā)射電路由斷電狀態(tài)變成工作狀態(tài);KEELOQ加密程序使用密鑰、計(jì)數(shù)器、功能碼計(jì)算出跳碼(KEELOQ加密數(shù)據(jù))將系列號(hào)、跳碼、按鍵信息依次串行發(fā)送到載波調(diào)制電路;載波調(diào)制電路將系列號(hào)、跳碼、按鍵信息調(diào)制成易于發(fā)射的頻率傳送到紅外線發(fā)射電路;紅外線發(fā)射電路將載有KEELOQ加密數(shù)據(jù)的紅外線信號(hào)發(fā)射到接收器。
接收器由紅外線接收電路、KEELOQ解密模塊、應(yīng)用控制模塊(進(jìn)出、報(bào)警、開(kāi)啟等)、執(zhí)行電路組成。KEELOQ解密模塊包括KEELOQ解密程序、主密鑰。應(yīng)用控制模塊中包括密鑰、計(jì)數(shù)器、功能碼、系列號(hào)等。接收器的工作流程為
接收紅外線信號(hào);由KEELOQ解密程序計(jì)算出密鑰、計(jì)數(shù)器、功能碼、系列號(hào);將密鑰、計(jì)數(shù)器、功能碼、系列號(hào)與接收器中保存的數(shù)據(jù)對(duì)比,如果滿足預(yù)先設(shè)定的授權(quán)條件,就由由執(zhí)行電路執(zhí)行系統(tǒng)預(yù)先設(shè)計(jì)的動(dòng)作,如自動(dòng)報(bào)警;自動(dòng)禁止,大門(mén)及車庫(kù)的開(kāi)啟等。
圖2是本實(shí)用新型遙控器的一個(gè)實(shí)例的原理圖。本實(shí)用新型采用兩節(jié)3伏紐扣電池(POWER201)供電,U201是Microchip公司的KEELOQ加密芯片HCS301,HCS301具有睡眠狀態(tài),保障了系統(tǒng)具有足夠低的靜態(tài)功耗。HCS301從Microchip公司出廠時(shí)已經(jīng)寫(xiě)入了滾碼加密程序,從本實(shí)用新型申請(qǐng)者處寫(xiě)下密鑰、功能碼和系列號(hào)等。Button201為控制按鈕,每次按下控制按鈕時(shí),都會(huì)觸發(fā)一次66bitsKEELOQ代碼的發(fā)射動(dòng)作。U202是NE555時(shí)基芯片,提供紅外信號(hào)的載波工作頻率,R204,R205,C204,C205是U201的外圍輔助電路,R204,R205,C204,C205使U201工作在無(wú)穩(wěn)態(tài)振蕩模式。載波信號(hào)經(jīng)Q203放大后,驅(qū)動(dòng)紅外管D201發(fā)射紅外線信號(hào)。U202復(fù)位端與U201的脈寬調(diào)制輸出端(PWM)相連,這種連接方法的結(jié)果是當(dāng)U201輸出“0”時(shí),D201發(fā)射紅外線信號(hào);當(dāng)U201輸出“1”時(shí),D201不發(fā)射紅外線信號(hào)。R201,R202,R203,C202,C203,Q201,Q202構(gòu)成NE555的電源控制電路,滿足供電的低功耗要求。
圖3是一個(gè)接收器實(shí)例的組成框圖。其中節(jié)電睡眠電路的功耗極低,它的作用是可以讓其它電路平時(shí)不上電的,當(dāng)有紅外線信號(hào)到達(dá)時(shí),才喚醒其它電路,這樣的設(shè)計(jì)可以滿足電池供電的低功好耗需要。紅外線接收電路實(shí)現(xiàn)紅外線信號(hào)的接收、放大、整形,輸出正確的二進(jìn)制信號(hào)。存儲(chǔ)器中保存應(yīng)用系統(tǒng)的授權(quán)信息、操作記錄、操作策略等。單片機(jī)實(shí)現(xiàn)KEELOQ解碼計(jì)算、驗(yàn)證操作權(quán)限、控制系統(tǒng)的響應(yīng)動(dòng)作以及聲光提示。聲光提示,輸出驅(qū)動(dòng)的作用不需贅述。
圖4是接收器睡眠電路的一個(gè)實(shí)例原理圖。紅外信號(hào)接收管接收紅外載波信號(hào)后,由Q401-Q403實(shí)現(xiàn)三級(jí)載波信號(hào)放大。放大后的載波信號(hào)經(jīng)D401、D402整流后,由R415,R416,C411變換為數(shù)據(jù)頻率的信號(hào),數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)Q404、Q405放大后,由Q406輸出喚醒信號(hào)。
圖5是紅外接收電路,U501是紅外線接收頭,VCC經(jīng)R571、C571濾波后,使紅外線接收頭的電源更加穩(wěn)定,U501是集電極開(kāi)路輸出,接上拉電阻R572。Q511、R545將紅外數(shù)據(jù)反相后送給單片機(jī)。
圖6是接收器實(shí)例的一個(gè)單片機(jī)電路。該電路的核心是Microchip公司的PIC16X74(U1),單片機(jī)U1中寫(xiě)有KEELOQ解密程序、主密鑰、權(quán)限判斷以及控制策略等程序。存儲(chǔ)器U6中可以根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)的需要保存用戶的權(quán)限、操作記錄、黑名單等特定的數(shù)據(jù)。R30、R31、R32、Z1構(gòu)成電壓采樣電路,采樣電壓經(jīng)單片機(jī)U1模/數(shù)轉(zhuǎn)換后,可以在電池欠壓時(shí),提醒用戶更換電池。RELAY1、RELAY2是繼電器,可以驅(qū)動(dòng)自動(dòng)門(mén)、智能鎖等設(shè)備。D4、D5是RELAY1、RELAY2的續(xù)流二極管。Button5,R40,C23構(gòu)成手動(dòng)復(fù)位電路。
如果在一定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有紅外線信號(hào)輸入,接收器會(huì)自動(dòng)進(jìn)入睡眠狀態(tài),這一點(diǎn)對(duì)于電池供電的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)意義重大。只有圖4中的睡眠電路是工作的(當(dāng)然它的功耗很低)。當(dāng)紅外線信號(hào)到達(dá)時(shí),睡眠電路能夠及時(shí)用Wakeup信號(hào)喚醒單片機(jī)(U1)。單片機(jī)首先要接收64位完整的紅外線數(shù)據(jù),然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解密,判斷真?zhèn)?是否偽造),然后判斷應(yīng)用權(quán)限(例如是否有權(quán)進(jìn)入)。假如具有足夠的應(yīng)用權(quán)限,則執(zhí)行預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作(例如,驅(qū)動(dòng)自動(dòng)門(mén)開(kāi)啟),并且用蜂鳴器和發(fā)光二極管提示用戶。
圖7是聲光提示電路。U502是蜂鳴器,Red、Yellow、Green是發(fā)光二極管。當(dāng)接收器接收到有效的數(shù)據(jù)后,蜂鳴器都會(huì)響一秒。紅色發(fā)光二極管用來(lái)指示電源正常。黃色發(fā)光二極管用來(lái)指示收到管理數(shù)據(jù)。綠色發(fā)光二極管用來(lái)指示收到普通數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求1.一種紅外遙控發(fā)射器,其特征在于,包括一塊提供紅外信號(hào)的芯片(U202)和能使其工作在無(wú)穩(wěn)態(tài)振蕩模式的外圍電路(R204,R205,C204,C205)以及該芯片的電源控制電路(R201,R202,R203,C202,C203,Q201,Q202),所述提供紅外信號(hào)的芯片(U202)的輸出端輸出載波信號(hào)經(jīng)放大電路(Q203)放大后驅(qū)動(dòng)紅外管(D201)發(fā)射紅外信號(hào);一加密芯片(U201)為所述提供紅外信號(hào)的芯片(U202)提供加密數(shù)據(jù),一控制按紐(BUTTON201)控制所述加密芯片(U201)。
2.權(quán)利要求1所述的紅外遙控發(fā)射器,其特征在于,所述提供紅外信號(hào)的芯片用NE555。
3.權(quán)利要求1所述的紅外遙控發(fā)射器,其特征在于,所述加密芯片用HCS301,該芯片中有KEELOQ加密程序和KEELOQ數(shù)據(jù)。
4.一種紅外遙控接收器,其特征在于,包括紅外信號(hào)接收電路、單片機(jī)電路、存儲(chǔ)器電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行電路;所述紅外線接收電路實(shí)現(xiàn)紅外線信號(hào)的接收、放大、整形并輸出給所述單片機(jī)電路;所述存儲(chǔ)器中保存授權(quán)信息、操作記錄、操作策略;所述單片機(jī)電路包括解密模塊和應(yīng)用控制模塊,所述解密模塊中有解密程序和主密鑰,所述應(yīng)用控制模塊中包括密鑰、計(jì)數(shù)器、功能碼、系列號(hào),實(shí)現(xiàn)解碼計(jì)算、驗(yàn)證操作權(quán)限、控制響應(yīng)動(dòng)作。
5.權(quán)利要求4所述的紅外遙控接收器,其特征在于,還包括節(jié)電電路,所述節(jié)電電路包括紅外信號(hào)按收管(REC1)、載波信號(hào)放大電路(Q401、Q402和Q403)、整流電路(D401、D402)、積分電路(R415,R416,C411)和數(shù)據(jù)信號(hào)放大電路(Q404、Q405);所述紅外信號(hào)接收管(REC1)收到紅外載波信號(hào),經(jīng)載波信號(hào)放大電路(Q401、Q402和Q403)放大、經(jīng)整流電路(D401、D402)整流后,由積分電路(R415,R416,C411)積分為數(shù)據(jù)頻率的信號(hào),再由數(shù)據(jù)信號(hào)放大電路(Q404、Q405)放大后,由放大器(Q406)輸出喚醒信號(hào)給所述單片機(jī)。
6.權(quán)利要求4所述的紅外遙控接收器,其特征在于,所述單片機(jī)用PIC16X74。
專利摘要一種紅外遙控發(fā)射器和接收器,發(fā)射器包括一塊提供紅外信號(hào)的芯片和能使其工作在無(wú)穩(wěn)態(tài)振蕩模式的外圍電路及該芯片的電源控制電路,紅外信號(hào)經(jīng)放大電路放大后驅(qū)動(dòng)紅外管發(fā)射紅外信號(hào);一加密芯片提供加密數(shù)據(jù),一控制按鈕控制加密芯片。接收器,包括紅外信號(hào)接收電路、單片機(jī)電路、存儲(chǔ)器電路、輸出驅(qū)動(dòng)電路和執(zhí)行電路。本實(shí)用新型遙控器在每一次發(fā)射數(shù)據(jù)之前都會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密,每次工作時(shí)發(fā)射的加密數(shù)據(jù)都是不相同的,用過(guò)的數(shù)據(jù)被立刻廢棄。具有很好的安全性。
文檔編號(hào)G08C23/04GK2845057SQ20052005475
公開(kāi)日2006年12月6日 申請(qǐng)日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月3日
發(fā)明者楊鑫濱 申請(qǐng)人:毛明安