專利名稱：一種無線紅外遙控信號轉(zhuǎn)發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種無線紅外遙控信號轉(zhuǎn)發(fā)器。
背景技術(shù)：
通常家用電器的遙控器大多是紅外線遙控器，雖然其抗干擾能力強，但遙控距離僅IOm左右，而且不具有像無線電遙控那樣穿過障礙物去控制被控對象的能力。如果這類電器需要遠程控制或者穿過障礙物控制，就需要使用紅外遙控信號轉(zhuǎn)發(fā)器。315MHz和433MHz發(fā)射、接收模塊是很成熟的電路，使用時只需要按標記正確接入直流電源和天線就可以正常工作。接收模塊有兩大類型的電路組成形式，一種是超外差形式，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，但成本偏高；另一種是超再生的，靈敏度高，電路簡單，造價低。這兩種電路都可以正常使用。另外模塊設(shè)計中，有315MHz和433MHz兩種頻率，合理地選用可以避開干擾。為了電路工作穩(wěn)定可靠，無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊要采用聲表面諧振器SAW穩(wěn)頻，聲表面諧振器的頻率穩(wěn)定度僅次于晶體而一般的LC振蕩器的頻率穩(wěn)定度及一致性較差，即使采用高品質(zhì)微調(diào)電容，溫差變化及震動也很難保證已調(diào)好的頻點不會發(fā)生偏移。無線數(shù)據(jù)接收模塊通常用超再生式的就可以滿足要求，帶可調(diào)電感的也比采用可調(diào)電容的電路穩(wěn)定性好，要求較高的情況下可以采用超外差的接收模塊。收發(fā)天線可以使用普通導線，315MHz天線選用23cm長的導線，433MHz天線長度為17cm，天線和收發(fā)模塊要遠離大的金屬物體。遠距離傳輸時最好能夠?qū)⑻炀€豎立起來，因為無線電信號傳輸時受很多因素的影響，所以·一般實用距離只有標稱距離的20%甚至更少，這些都需要考慮到系統(tǒng)中。針對現(xiàn)有的紅外線遙控距離短，且無法穿越障礙物去控制被控對象的問題，提出了一種利用無線通信模塊進行信號轉(zhuǎn)發(fā)的方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種穿透力強，遙控距離長，信號穩(wěn)定的無線紅外遙控信號轉(zhuǎn)發(fā)器。本發(fā)明提供的無線紅外遙控信號轉(zhuǎn)發(fā)器，是基于315MHz或433MHz的無線通信模塊。具體由紅外接收一無線發(fā)射電路和無線接收一紅外發(fā)射電路兩部分組成。所述的紅外接收一無線發(fā)射電路，是由紅外解調(diào)電路和射頻發(fā)射電路組成。該系統(tǒng)中，先通過紅外解調(diào)電路，將遙控器發(fā)出的紅外信號解調(diào)成含有控制信息的數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)送到射頻發(fā)射電路，進行315MHz或433MHz調(diào)制，最后通過射頻發(fā)射電路上設(shè)置的天線發(fā)射出去。所述的無線接收一紅外發(fā)射系統(tǒng)，是由射頻解調(diào)電路和紅外發(fā)射電路組成。該系統(tǒng)中，先通過射頻解調(diào)電路，將紅外接收一無線發(fā)射電路系統(tǒng)發(fā)出的315MHz或433MHz的射頻信號解調(diào)成包含控制信息的數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)送到紅外發(fā)射電路進行38KHz的調(diào)制，最后通過紅外線發(fā)送出去。
紅外接收一無線發(fā)射電路如圖I所示，其中電路的電源來自于220V的交流電，通過線圈變壓器將220V電壓降至12V，接著通過整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電。發(fā)光二極管LEDl是12V電壓的指示燈，電阻Rl為發(fā)光二極管LEDl限流電阻。78L05為12V到5V的穩(wěn)壓芯片。IC2是紅外接收頭，用以接收紅外信號，并通過繼電器控制到達編碼芯片PT2262，經(jīng)過處理后通過隔離二極管VDl到達射頻發(fā)射模塊。無線接收一紅外發(fā)射電路如圖2所示，其中由振蕩器NE555和電阻R11、電阻R12、電容C12、電容C13構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩器NE555的第3腳輸出38kHz方波信號，通過電阻R13、三極管VTl功率放大后輸出。由于振蕩頻率低，同時采用穩(wěn)壓供電，振蕩器的頻率穩(wěn)定度完全可以滿足。射頻模塊接收到信號后，既要送至振蕩器的調(diào)制模塊，同時也送至解碼芯片PT2272，如有編碼芯片PT2262的編碼信號，則通過電阻R18、三極管VT3驅(qū)動繼電器。電路的電源來自220V的交流電，通過線圈變壓器將220V電壓降至12V，接著通過整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電，并通過穩(wěn)壓芯片78L05轉(zhuǎn)換為5V的輸出。按下發(fā)射電路中按鍵SI后繼電器吸合，解碼芯片PT2272的第11腳變?yōu)楦唠娖讲⒈３?，振蕩器NE555起振，同時K吸 合接通電器電源，此時無線數(shù)據(jù)接收模塊輸出的信號通過三極管VT2對三極管VTl輸出的38kHz方波信號調(diào)制，調(diào)制后的信號通過紅外發(fā)射頭LEDll發(fā)射。為了提高接收靈敏度及減少誤碼率，常用的無線數(shù)據(jù)收發(fā)電路的最大傳輸速率一般控制在2. 5kbps左右，主要用途是傳輸數(shù)據(jù)量非常小的遙控信號。而通常家用電器的遙控器發(fā)出的是經(jīng)過數(shù)百赫茲數(shù)據(jù)編碼信號調(diào)制的38kHz紅外信號，頻率較高，因此不能直接進行傳輸，需要先進行解調(diào)，提取出有用的數(shù)據(jù)編碼信號進行無線發(fā)送，再由接收電路接收后送至38kHz的紅外調(diào)制電路和驅(qū)動電路，經(jīng)紅外線發(fā)射管還原成紅外遙控信號，從而實現(xiàn)紅外遙控信號進行遠距離遙控。本發(fā)明的特點是設(shè)計簡單，成本低、傳輸距離遠、性能穩(wěn)定、無須布線的特點，還可以對受控電器的總電源進行控制。通過選擇不同發(fā)射功率的發(fā)射模塊，可以使紅外遙控器的遙控距離由IOm擴展至數(shù)百米甚至數(shù)千米，使用小功率的發(fā)射模塊可用在家庭中實現(xiàn)空調(diào)器、機頂盒等電器的隔墻控制。本發(fā)明的有益效果是，解決紅外信號傳輸距離有限，且無法穿越障礙物去控制被控對象，還可以對受控電器的總電源進行控制。擴展了紅外遙控器的應(yīng)用范圍，便于將紅外線控制引入智能家居控制系統(tǒng)中，可以充分的集成紅外線通信和射頻通信的優(yōu)點，既可以提高紅外線傳輸?shù)木嚯x和穿透障礙物能力，又可以增強射頻通信的抗干擾能力。從而實現(xiàn)了一種抗干擾能力強、傳輸距離可觀、可以穿透障礙物的一種通信解決方案。


圖I為紅外接收一無線發(fā)射電路。圖2為無線接收一紅外發(fā)射電路。圖3為信號轉(zhuǎn)換流程。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明的紅外接收一無線發(fā)射電路如圖I所示，電路中采用收發(fā)一體化紅外線元件對遙控器發(fā)出的紅外信號進行接收、放大和解調(diào)，這種接收頭內(nèi)部集成了前置放大、限幅放大、帶通濾波、檢波、比較、積分、斯密特比較等一系列復雜的處理電路，其輸出信號為去掉了 28KHz載波信號的數(shù)據(jù)編碼。這種紅外線接收頭靜態(tài)時輸出為高電平，而數(shù)據(jù)發(fā)射電路為了降低功耗采用ASK調(diào)制方式，當數(shù)據(jù)輸入端為高電平時將持續(xù)工作，很容易損壞發(fā)射管。因此紅外線接收頭IC2的輸出信號需要經(jīng)過三極管VT1、電阻R3構(gòu)成的反相器反相后驅(qū)動發(fā)射電路。同時編碼電路PT2262的輸出信號經(jīng)隔離二極管VDl送入射頻發(fā)射模塊，用于控制圖2接收電路中的繼電器，按下按鍵SI時繼電器吸合，按下按鍵S2時繼電器斷開，用來對電器的總電源進行控制 。射頻發(fā)射模塊的工作電壓為3 12V，電壓高時發(fā)射距離遠，這里采用12V電壓以增大發(fā)射距離。紅外線接收頭和編碼電路PT2262采用5V工作電壓，由穩(wěn)壓芯片78L05提供。而穩(wěn)壓芯片78L05的電源來自于整流橋和變壓器。本發(fā)明的無線接收一紅外發(fā)射電路如圖2所示。電路的主要作用是將收到的編碼信號重新調(diào)制到38kHz載波上，通過紅外發(fā)射二極管進行發(fā)射。同時，收到的信號也送至解碼電路PT2272，如有編碼電路PT2262的編碼信號，則通過電阻R18、三極管VT3驅(qū)動繼電器。電路中由振蕩器NE555和電阻R11、電阻R12、電容C12、電容C13構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩器NE555的第3腳輸出38kHz方波信號，通過電阻R13、三極管VTl功率放大后輸出。由于振蕩頻率低，同時采用穩(wěn)壓供電，振蕩器的頻率穩(wěn)定度完全可以滿足。接通電源后，解碼電路PT2272的第11腳輸出為低電平，通過二極管VDl拉低電容C12上的電壓，迫使振蕩器停振。同時三極管VT3截止，繼電器K斷開。按下發(fā)射電路中按鍵SWl后，解碼電路PT2272的第11腳變?yōu)楦唠娖讲⒈３郑琋E555振蕩器起振，同時繼電器K吸合接通電器電源此時無線數(shù)據(jù)接收電路輸出的信號通過三極管VT2對三極管VTl輸出的38kHz方波信號調(diào)制，調(diào)制后的信號通過紅外發(fā)射頭LEDll發(fā)射。 信號轉(zhuǎn)換流程如圖3所示。
權(quán)利要求
1.一種無線紅外遙控信號轉(zhuǎn)發(fā)器，是基于315MHZ或433MHz的無線通信模塊，其特征在于由紅外接收一無線發(fā)射電路和無線接收一紅外發(fā)射電路兩部分組成，其中 所述的紅外接收一無線發(fā)射電路，由紅外解調(diào)電路和射頻發(fā)射電路組成；其中，先通過紅外解調(diào)電路，將遙控器發(fā)出的紅外信號解調(diào)成含有控制信息的數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)送到射頻發(fā)射電路，進行315MHz或433MHz調(diào)制，最后通過射頻發(fā)射電路上設(shè)置的天線發(fā)射出去; 所述的無線接收一紅外發(fā)射系統(tǒng)，由射頻解調(diào)電路和紅外發(fā)射電路組成；其中，先通過射頻解調(diào)電路，將紅外接收一無線發(fā)射電路系統(tǒng)發(fā)出的315MHz或433MHz的射頻信號解調(diào)成包含控制信息的數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)送到紅外發(fā)射電路進行38KHz的調(diào)制，最后通過紅外線發(fā)送出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線紅外遙控信號轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征在于 所述紅外接收一無線發(fā)射電路中，電路的電源來自于220V的交流電，通過線圈變壓器將220V電壓降至12V，接著通過整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電；紅外接收頭IC2用以接收紅外信號，并通過繼電器控制到達編碼芯片PT2262，經(jīng)過處理后通過隔離二極管VDl到達射頻發(fā)射模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無線紅外遙控信號轉(zhuǎn)發(fā)器，其特征在于 所述無線接收一紅外發(fā)射電路中，由振蕩器NE555和電阻R11、電阻R12、電容C12、電容C13構(gòu)成多諧振蕩器，振蕩器NE555的第3腳輸出38kHz方波信號，通過電阻R13、三極管VTl功率放大后輸出；射頻模塊接收到信號后，既要送至振蕩器的調(diào)制模塊，同時也送至解碼芯片PT2272，如有編碼芯片PT2262的編碼信號，則通過電阻R18、三極管VT3驅(qū)動繼電器；電路的電源來自220V的交流電，通過線圈變壓器將220V電壓降至12V，接著通過整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換為直流電，并通過穩(wěn)壓芯片78L05轉(zhuǎn)換為5V的輸出；按下發(fā)射電路中按鍵SI后繼電器吸合，解碼芯片PT2272的第11腳變?yōu)楦唠娖讲⒈３?，振蕩器NE555起振，同時開關(guān)K吸合接通電器電源，此時無線數(shù)據(jù)接收模塊輸出的信號通過三極管VT2對三極管VTl輸出的38kHz方波信號調(diào)制，調(diào)制后的信號通過紅外發(fā)射頭LEDll發(fā)射。
全文摘要
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種無線紅外遙控信號轉(zhuǎn)發(fā)器。該轉(zhuǎn)發(fā)器由紅外接收—無線發(fā)射電路和無線接收—紅外發(fā)射電路兩部分組成，其中無線傳輸部分采用315MHz或433MHz無線數(shù)據(jù)收發(fā)電路。在發(fā)射端，先將遙控器發(fā)出的紅外信號解調(diào)成控制字信號，然后調(diào)制到315MHz或433MHz的射頻模塊發(fā)射。在接收端，先利用射頻模塊接收315MHz或433MHz的無線信號并解調(diào)成控制字信號，然后調(diào)制到38kHz并通過紅外線發(fā)射。本發(fā)明具有傳輸距離遠、性能穩(wěn)定、無須布線的特點，還可以對受控電器的總電源進行控制。通過選擇不同發(fā)射功率的發(fā)射電路，可以使紅外遙控器的遙控距離由10m擴展至數(shù)百米甚至數(shù)千米，使用小功率的發(fā)射模塊可用在家庭中實現(xiàn)空調(diào)器、機頂盒等電器的隔墻控制。
文檔編號G08C23/04GK102903231SQ20121040014
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月20日
發(fā)明者葉凡, 井冰, 王小龍, 李寧, 任俊彥 申請人:復旦大學