G多路無線遙控開關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文開題報(bào)告書

1、-畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文開 題 報(bào) 告課 題 名 稱 多用途智能遙控開關(guān)設(shè)計(jì)院 系 信息科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè) 班 級(jí) 電子信息工程0902班姓 名白映 評(píng) 分 指 導(dǎo) 教 師 王思賢華中科技大學(xué)武昌分校華中科技大學(xué)武昌分校學(xué)生畢業(yè)論文開題報(bào)告學(xué) 生 姓 名白映 學(xué) 號(hào)專業(yè)班級(jí) 電子信息工程0902班院系信息科學(xué)與工程學(xué)院指導(dǎo)教師王思賢職稱課題名稱多用途智能遙控開關(guān)設(shè)計(jì)1課題研究的目的和意義遙控開關(guān)是智能化控制時(shí)代必不可少的開展，給我們的生活帶來的很多的方便快捷。如在家庭中運(yùn)用智能開關(guān)，能實(shí)現(xiàn)智能開關(guān)控制燈光、電器、窗簾、門鎖，享受隨時(shí)隨地的智能家居遙控，使智能與時(shí)尚完美結(jié)合。常用遙控器大致分為兩類：紅

2、外線遙控器，無線電遙控器。人們見到的紅外遙控系統(tǒng)分為發(fā)射和接收兩局部。發(fā)射局部的發(fā)射元件為紅外發(fā)光二極管，它發(fā)出的是紅外線而不是可見光。常用的紅外發(fā)光二極管發(fā)出的紅外線波長(zhǎng)為 940nm 左右，外形與普通5mm 發(fā)光二極管一樣，只是顏色不同。單只紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率約 100mW。接收電路的紅外接收管是一種光敏二極管，使用時(shí)要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作而獲得高的靈敏度。紅外接收二極管一般有圓形和方形兩種。由于紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率較小，紅外接收二極管收到的信號(hào)較弱，所以接收端就要增加高增益放大電路。然而現(xiàn)在不管是業(yè)余制作或正式的產(chǎn)品，無線電遙控是利用無線電信號(hào)對(duì)遠(yuǎn)方的各種

3、機(jī)構(gòu)進(jìn)展控制的遙控設(shè)備。1發(fā)射器電路由3V電源提供，低頻信號(hào)40KHZ的載波形成皆用與非門加外部元件實(shí)現(xiàn)，具有較高的穩(wěn)定性，這局部電路用到了一個(gè)與非門集成電路。2接收器電路又由幾個(gè)局部組成，使用了LM567集成塊實(shí)現(xiàn)了鎖相環(huán)加密功能，用雙穩(wěn)態(tài)電路對(duì)繼電器進(jìn)展控制，利用繼電器的開關(guān)對(duì)負(fù)載實(shí)現(xiàn)控制。圖【1-1】總體設(shè)計(jì)框圖無線電遙控系統(tǒng)一般分為發(fā)射和接收兩局部。發(fā)射機(jī)主要包括編碼電路和發(fā)射電路。編碼電路由操作開關(guān)控制，通過操作開關(guān)使編碼電路產(chǎn)生所需要的控制指令。編碼電路產(chǎn)生的指令信號(hào)都是頻率較低的電信號(hào)，無法直接傳送到遙控目標(biāo)上，還要將指令信號(hào)送到發(fā)射電路使它載在高頻載波上，才能由發(fā)射天線發(fā)射出去

4、。接收機(jī)有接收電路及譯碼電路組成。由接收天線送來的信號(hào)經(jīng)由接收機(jī)高頻局部的選擇和放大后，送到解調(diào)器。解調(diào)器的作用是從載波上卸載指令信號(hào)，由于卸載的指令信號(hào)是混雜的，所以再送到譯碼電路譯碼，復(fù)原指令信號(hào)。無線電遙控是利用無線電信號(hào)對(duì)遠(yuǎn)方的各種機(jī)構(gòu)進(jìn)展控制的遙控設(shè)備。無線電遙控系統(tǒng)一般分為發(fā)射和接收兩局部。發(fā)射機(jī)主要包括編碼電路和發(fā)射電路。編碼電路由操作開關(guān)控制，通過操作開關(guān)使編碼電路產(chǎn)生所需要的控制指令。編碼電路產(chǎn)生的指令信號(hào)都是頻率較低的電信號(hào)，無法直接傳送到遙控目標(biāo)上，還要將指令信號(hào)送到發(fā)射電路使它載在高頻載波上，才能由發(fā)射天線發(fā)射出去。接收機(jī)有接收電路及譯碼電路組成。由接收天線送來的信號(hào)經(jīng)

5、由接收機(jī)高頻局部的選擇和放大后，送到解調(diào)器。解調(diào)器的作用是從載波上卸載指令信號(hào)，由于卸載的指令信號(hào)是混雜的，所以再送到譯碼電路譯碼，復(fù)原指令信號(hào)。采用Silicon Laboratories 研制的無線發(fā)射芯片Si4010、無線接收芯片Si4313和C8051F920 單片機(jī)設(shè)計(jì)并制作的無線電遙控多路開關(guān)系統(tǒng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定，控制方便，適用于含有較多受控電器的場(chǎng)合，并可實(shí)現(xiàn)多路多功能控制。無線電遙控多路開關(guān)系統(tǒng)由無線電發(fā)射電路和無線電接收控制電路兩大局部組成。圖【1-2】系統(tǒng)組成框圖紅外遙控器由于受遙控距離、角度等影響，使用效果不是很好， 如采用調(diào)頻或調(diào)幅發(fā)射接收編碼，則可提高遙控距離，并

6、且沒有角度影響。紅外遙 控發(fā)射和接收模塊可以用在室紅外遙控中，它不影響周邊環(huán)境、不干擾其它電器 設(shè)備。由于其無法穿透墻壁，所以不同房間的家用電器可使用通用遙控器而不會(huì)產(chǎn)生相互干擾；電路調(diào)試簡(jiǎn)單，只要按給定電路連接無誤，一般不需任何調(diào)試即可投入 工作；編解碼容易，可進(jìn)展多路遙控。相對(duì)于有線遙控，無線遙控不受距離的影響，完全消除了拖纜式遙控裝置所帶來的故障隱患，給人們的日常工作和生活帶來了更多的便利。隨著數(shù)字處理技術(shù)的快速開展，無線數(shù)字通信技術(shù)日趨成熟，其抗干擾能力強(qiáng)和易于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)展各種處理等優(yōu)點(diǎn)，使得無線遙控系統(tǒng)的抗干擾性能逐步提高，平安性能大大改善。相對(duì)于超聲波遙控和紅外線遙控，無線電遙控

7、是利用無線電信號(hào)在空氣中傳播，根據(jù)無線電波的頻率來遙控，可穿透一定的障礙物，傳播距離較遠(yuǎn)，因此成為無線遙控領(lǐng)域的首選，在國(guó)防、軍事、科研和日常工作生活領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣。2課題研究的主要容設(shè)計(jì)一種無線電遙控開關(guān)，要求1遙控開關(guān)的發(fā)射頻率為2.4GHZ。2遙控距離為10m左右，主要用于家庭遙控家庭電器開關(guān)。3發(fā)射器電源電壓要求在10V以下。4遙控接收器要求能夠較準(zhǔn)確的接收2.4GHZ的載頻信號(hào)，并解調(diào)出控制家用電器開關(guān)的信號(hào)的控制開關(guān)動(dòng)作。5整個(gè)遙控電路盡可能簡(jiǎn)單可行。3、研究方法3.12.4GHZ無線遙控器：無線遙控就是利用高頻無線電波實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的控制。目前，傳統(tǒng)無線遙控系統(tǒng)普遍存在同頻干擾和遙

8、控距離小兩大問題。主要原因是載頻較低導(dǎo)致帶寬較窄和控制信息以模擬方式傳輸使得同頻干擾可能性的增大。而采用先進(jìn)的2.4 GHz擴(kuò)頻技術(shù)，從理論上講可以讓上百人在同一場(chǎng)地同時(shí)遙控自己的模型而不會(huì)相互干擾而且在遙控距離方面也頗具優(yōu)勢(shì)，2.4 GHz遙控系統(tǒng)的功率僅僅在100 mW以下，而它的遙控距離可以到達(dá)1以上，而且由于頻率高，天線長(zhǎng)度只有3 cm；另外，可借鑒的商用技術(shù)較多。因此，很有必要將2.4 GHz擴(kuò)頻通信技術(shù)應(yīng)用于無線遙控領(lǐng)域。3.2 2.4G無線模塊：3.2.1 nRF24LE1無線芯片模組挪威Nordic公司nRF24LE1用作遙控器的主控芯片，其部有兩個(gè)局部：增強(qiáng)型的8051MCU

9、和嵌2.4G低功耗無線收發(fā)核nRF24L01P，空中速率有三個(gè)選擇:250 kbps, 1 Mbps，2 Mbps，保證數(shù)據(jù)的空中快速傳輸。兩者之間通過SPI接口進(jìn)展通信。還擁有豐富的外設(shè)資源，尤其是置128 bit AES硬件加密器，可對(duì)任何無線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)展高強(qiáng)度的加密，確保無線數(shù)據(jù)的平安，特別滿足RFID對(duì)高平安性的要求。CPU的工作模式可以通過開關(guān)狀態(tài)存放器的控制位來控制，當(dāng)工作在發(fā)射模式下發(fā)射功率為-6dBm，電流消耗為9mA，接收模式時(shí)為12.3mA，該特性為設(shè)計(jì)低功耗系統(tǒng)提供了先天性條件。nRF24LU1+芯片部構(gòu)造和nRF24LE1根本一致，考慮到本錢的計(jì)算，采用nRF24LU

10、1+符合全速USB 20標(biāo)準(zhǔn)的器件控制器。3.2.2 JTT-24L01+ 嵌入式微功率無線數(shù)傳模塊JTT-24L01+是一款工作在2.42.5GHz 的通用ISM 頻段的單芯片微功率無線收發(fā)模塊，是江騰科技采用高性能的無線射頻芯片nRF24L01+以及高精度外圍元件開發(fā)的一款無線通信模塊。特點(diǎn)：（1） 置 2.4Ghz 天線,體積小巧 15mm * 24mm （2） 傳輸距離遠(yuǎn),開闊地?zé)o干擾視距100米,具體距離視環(huán)境而定（3） 采用真正的GFSK 單收發(fā)芯片 （4） 2.4Ghz 全球開放 ISM 頻段免許可證使用 （5） 自動(dòng)應(yīng)答及自動(dòng)重發(fā)功能 （6） 地址及CRC 檢驗(yàn)功能及點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通

11、信地址控制 （7） 最高工作速率2Mbps,高效 GFSK 調(diào)制,抗干擾能力強(qiáng),特別適合工業(yè)控制場(chǎng) 合,可以傳輸音頻、視頻（8） 標(biāo)準(zhǔn) DIP 間距接口,便于嵌入式應(yīng)用（9） SPI 接口數(shù)據(jù)速率010Mbps （10） 125 個(gè)可選工作頻道,滿足多點(diǎn)通信和跳頻通信需要（11） 支持無線喚醒,很短的頻道切換時(shí)間可用于跳頻（12） 采用10PPM的高精度晶振 （13） 采用高Q值0402封裝的電感和電容（14） 工作電壓1.93.6V,推薦3.6V,但是不能超過3.6V.可以把電壓盡可能靠近3.6V但是不超過3.6V3.2.3 2.4G JF24D無線收發(fā)模塊JF24D整合了高頻鍵控GFSK收

12、發(fā)電路的功能，以特小體積實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。JF24D的傳輸速率可到達(dá)1Mbps,並具有快速跳頻校驗(yàn)等功能，可在擁擠的ISM 頻段中到達(dá)穩(wěn)定可靠的短距離數(shù)據(jù)傳輸。工作在全球開放的ISM頻段面許可證適用。特點(diǎn)：（1） 低電壓，高效率 （2） 低本錢，雙向高速數(shù)據(jù)傳輸（3） 特小體積不需要外接天線 （4） 具有快速跳頻，前向糾錯(cuò)，校驗(yàn)等功能本課題擬采用JF24D無線收發(fā)模塊。3.3 多路遙控的實(shí)現(xiàn)1采用51系列單片機(jī)AT89S51進(jìn)展軟件編程完成信號(hào)的編碼譯碼工作以實(shí)現(xiàn)多路遙控。2采用無線遙控器編碼譯碼芯片完成信號(hào)的編碼譯碼工作以實(shí)現(xiàn)多路遙控。如：EV1527,PT2262,PT2294-M4

13、,PT2264等。雖然實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)的方法很多，但我覺得使用JF24C無線收發(fā)模塊和單片機(jī)來完成較好，以下是我決定的研究方法：JF24D采用SPI數(shù)字接口與單片機(jī)連接。它支持SPI標(biāo)準(zhǔn)格式(CKPHA=0)。圖【3-1】單片機(jī)與JF24D端口連接表【3-2】單片機(jī) JF24D端口連接說明：JF24C可以和各種單片機(jī)配套，對(duì)于硬件上沒有SPI的單片機(jī)可以用IO口或者串口模擬SPI。與51系列單片機(jī)配套時(shí)在P0口加一個(gè)10K的上拉電阻，其余IO口可以和JF24C直接相連。單片機(jī)可以用5V供電，JF24C用3.3V供電。JF24C工作電壓不得超過3.5V，否則會(huì)損壞器件。4實(shí)施方案第七學(xué)期：第8 周:

14、選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。完成指導(dǎo)教師和畢業(yè)設(shè)計(jì)課題確定。第9-12周：完成開題報(bào)告和外文翻譯。第12 周: 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的開題辯論。第13-20周：根據(jù)擬定的課題實(shí)施方案，進(jìn)展深入研究，根本完成畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的硬件或軟件設(shè)計(jì)工作。第21周：在教師的指導(dǎo)下，完成系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟、硬件設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)測(cè)試等相關(guān)方面進(jìn)展深入研究。第八學(xué)期： 第1-5周：繼續(xù)完成論文設(shè)計(jì)。第6-9周：向指導(dǎo)教師提交畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文初稿，根據(jù)指導(dǎo)意見對(duì)初稿進(jìn)展修改。第10-14周：完成畢業(yè)論文定稿和畢業(yè)論文格式審查。第15周：畢業(yè)辯論。5、參考文獻(xiàn)：1 永甫.實(shí)用無線電遙控電路.：人民郵電，2007.2 朱衛(wèi)華,和.高頻電子線路.：電子工業(yè)，2003.3 黃智偉，王彥.全國(guó)大