家居无线智能遥控开关
家居无线智能遥控开关[20200406140624]
摘 要
为了提高人们的家居生活舒适度，优化人们的家居环境，本文设计了一种家居无线遥控开关。该系统由红外发射、接收以及处理环节组成。由SC9012以及外围电路组成简单发射电路，接收端由HS0038作为红外接收头，51单片机作为中心环节。根据不同的编码控制不同的继电器通断，控制家中的灯光，家用电器的启闭。为了提高用电的安全性，开关电路中设计有过流过压监测，实时监控电路，发生异常立即切断电器电源。系统平时处于低功耗设计，节约能源。遥控器具有通用性，不需要经过特殊设置就能控制不同的智能开关，接通或断开电器电源。本设计的优点在于电路简单，而且成本低廉，。非常适用于家居遥控。
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关键字:红外遥控SC9012HS0038继电器
目录
第一章 绪论 1
1.1 目的和意义 1
1.2 无线遥控介质的分类与选择 1
1.3 红外遥控 1
1.4 章节介绍 2
第二章 系统设计 3
2.1 系统方案分析 3
2.2 系统设计分析 3
2.2.1 发射部分 4
2.2.2 接收部分 4
2.2.3 设计方案中的重点 5
第三章 硬件电路设计 6
3.1 SC9012芯片 6
3.1.1 振荡电路部分 7
3.1.2 按键部分 7
3.1.3 用户编码 8
3.2 HS0038红外接收器 10
3.3 8051单片机 10
3.3.1 简介 10
3.3.2 单片机最小系统 11
3.4 继电器驱动电路 12
3.5 检测电路 13
3.5.1 过压检测电路 13
3.5.2 过流检测电路 13
3.6 电源部分 15
第四章 软件设计 17
4.1 发射部分 17
4.2 接收部分 19
4.2.1 低电平宽度识别 19
4.2.2 引导码的识别 19
4.2.3 二进制“0”与“1”的识别 20
4.3 中断服务 21
4.4 电路保护 22
4.5低功耗设计 23
第五章 结语 25
参考文献 26
附录 27
第一章 绪论
1.1 目的和意义
在二十世纪九十年代，受到科技水平的影响，家中的电器，灯光等大多都是传统的触摸式开关，非常的不方便。进入二十一世纪以来，人们对于智能化的家居环境变得越发重视。人们越来越期待期待一个智能化的家居环境，这样生活会变得非常舒适，如何实现家居智能化变得尤为重要。智能化的遥控渐渐融入了人们的日常生活中，例如遥控窗帘，智能家具等。家居无线遥控使人们的生活变得更加方便，更加省力。
1.2 无线遥控介质的分类与选择
无线遥控可以分为三类，搭载的传输介质互不相同。无线电波、红外光和超声波都可以作为传输介质。在1898年，美国科学家Nikola Tesla发明了第一个无线遥控器。遥控信号搭载无线电磁波发射时，电磁波是没有方向的，所以可以不需要正对控制，而且电磁波传播距离较远，在工业控制中，电磁波遥控运用广泛。超声波遥控主要应用于光线传递不通畅的场合。
在家居环境中，因为无线电波的无相性，长距离性以及穿透性，使用无线电波作为传输介质将会造成很大的干扰。例如，当邻里之间采用相同频率的无线电信号时，就会彼此之间产生干扰。超声波遥控器构造复杂，传输频带窄信息少，同样不适用于家居环境。所以我们采用红外遥控，红外遥控很实用于家居环境，因为它具有有向性，抗干扰性强。
1.3 红外遥控
红外遥控就是一种利用红外线作为传输介质的遥控技术。其特点在于点对点传输信息，时至今日，红外遥控技术相关的软件以及硬件水平都得到了相当大的发展。红外线不具有穿透性，同时因为红外线的波长较无线电波相比远远不如其长，所以在使用红外线遥控的时候，电器之间不会相互干扰，同样的，邻里之间遥控设备也不会相互干扰。而且红外线的发射电路以及接收电路较为简易，这样使遥控变得非常的方便，灵活。
单片机自从推出以来，得到了不断地完善和发展。单片机具有很高的集成度，它还有强大的功能，而且体积很小但运算速度很快，价格低廉，运用广泛。现在，单片机的开发已经变得相当纯熟，它运用的范围非常广泛。例如工业流程控制，优化家居生活，信息采集等领域。
单片机与红外遥控技术结合，可以产生很好的效果。
李跃宇，付梦印所写的文献《红外遥控在车辆导航定位系统中的应用》中提到，利用红外线可以给车辆导航系统增加一个遥控键盘，这样，传统的台面键盘式操作就可以由手持红外遥控器来替代[1]。驾驶员在行车过程中，可以通过手持遥控器来控制导航仪声音的大小，还有电子地图等基本操作。这样不仅提高了行车的安全性，方便了驾驶人员的操作，也使车辆导航系统变得更加的完善。陈勇旗所写的文献《基于MCU的红外遥控智能家用照明系统的设计》中介绍了利用红外遥控发射芯片NB9148， EM78P156E单片机建立的一种新型照明系统[2]。该系统是一种集调节灯光强弱和开关于一体的红外遥控系统。而且其错码率低于百分之一，调节光线时，灯光的变化会非常的连续[2]。这两篇文献为本设计提供了思路。
本课题意在设计一种无线遥控开关，它以红外线作为传输载体。无线遥控开关由红外光、发射机和接收机、过流过压检测模块四个部分组成。发射部分使用集成电路发射编码信号，根据接收到的信号，接收部分采用8051单片机作为控制系统控制相应的继电器的通断继而控制相应的家居灯光，电器等。同时过压过流检测实时监控电路，实用AD转换将模拟量转为数字量输入到单片机中与警戒值比较，若超过警戒值，单片机会切断继电器电路。
1.4 章节介绍
本文第二章是关于总的系统方案，列出可行的方案，并分析哪种方案最适合本课题。
第三章具体的硬件电路设计包括：发射、接收、开关、过流过压保护电路四个部分。
第四章根据第三章的硬件电路设计完成相应的软件设计，包括工作原理、流程图或步骤以及相应的调试要点。
第二章 系统设计
本章节主要介绍了关于家居无线智能遥控的方案的总设计。本设计一共由四个部分组成，红外发射电路、红外接收电路、处理单元、过流过压保护电路。实现红外遥控开关家中的灯具或电器的启闭。用户手持遥控器按键，按键信号经编码后送入红外发射管发射，在接收端，接收管收到红外信号后，解码输入到单片机中，完成对应的继电器通断，控制电器运作。此外还有过流过载监控。。
2.1 系统方案分析
本设计需要设计一种家居无线遥控系统。无线遥控器由遥控器和控制开关组成。遥控器具有通用性，不需要经过特殊设置就能控制不同的智能开关，切断或者接通与开关相连的继电器。智能开关按接通电流的能力的大小分为几个级别，用不同容量的继电器实现。本设计使用模块设计，一个模块内部使用八个开关，控制家中的灯光等。设计时考虑了低功耗，在单片机不工作的时候不用处于等待或者不断扫描状态，能够自动休眠。当收到遥控信号后，外部中断唤醒单片机重新工作。增加过流过载保护，实时监控电路，通过电压电流互感器，将电压，电流按照比例缩小，经过电路处理后，输入到AD转换器中，通过AD转换转为数字量，单片机不断采集信息与预设的警戒值比较，一旦超过就会切断电路。
不同的方案区别在于发射部分，对此任务，拟定了两个方案
1.简易的发射电路，直接由特定芯片以及外围电路组成发射，根据不同的按键有不同的编码格式。搭载38KHz的红外光进行发射。此方案的优点是成本低，缺点是应用的场合有限。此方案较适合于本课题，因为家庭遥控不需要过于复杂，而且较经济实惠。
2.发射电路也可由单片机构成，通过编码搭载方波再发出。此方案的优点是很实用，输出控制方式可以选择。缺点是成本较为昂贵。
比较以上两个方案，第一种方案更为适合家居环境，因为家居环境需要的是一个简单的操作方式而且第一种方式比较经济实惠。
摘 要
为了提高人们的家居生活舒适度，优化人们的家居环境，本文设计了一种家居无线遥控开关。该系统由红外发射、接收以及处理环节组成。由SC9012以及外围电路组成简单发射电路，接收端由HS0038作为红外接收头，51单片机作为中心环节。根据不同的编码控制不同的继电器通断，控制家中的灯光，家用电器的启闭。为了提高用电的安全性，开关电路中设计有过流过压监测，实时监控电路，发生异常立即切断电器电源。系统平时处于低功耗设计，节约能源。遥控器具有通用性，不需要经过特殊设置就能控制不同的智能开关，接通或断开电器电源。本设计的优点在于电路简单，而且成本低廉，。非常适用于家居遥控。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:红外遥控SC9012HS0038继电器
目录
第一章 绪论 1
1.1 目的和意义 1
1.2 无线遥控介质的分类与选择 1
1.3 红外遥控 1
1.4 章节介绍 2
第二章 系统设计 3
2.1 系统方案分析 3
2.2 系统设计分析 3
2.2.1 发射部分 4
2.2.2 接收部分 4
2.2.3 设计方案中的重点 5
第三章 硬件电路设计 6
3.1 SC9012芯片 6
3.1.1 振荡电路部分 7
3.1.2 按键部分 7
3.1.3 用户编码 8
3.2 HS0038红外接收器 10
3.3 8051单片机 10
3.3.1 简介 10
3.3.2 单片机最小系统 11
3.4 继电器驱动电路 12
3.5 检测电路 13
3.5.1 过压检测电路 13
3.5.2 过流检测电路 13
3.6 电源部分 15
第四章 软件设计 17
4.1 发射部分 17
4.2 接收部分 19
4.2.1 低电平宽度识别 19
4.2.2 引导码的识别 19
4.2.3 二进制“0”与“1”的识别 20
4.3 中断服务 21
4.4 电路保护 22
4.5低功耗设计 23
第五章 结语 25
参考文献 26
附录 27
第一章 绪论
1.1 目的和意义
在二十世纪九十年代，受到科技水平的影响，家中的电器，灯光等大多都是传统的触摸式开关，非常的不方便。进入二十一世纪以来，人们对于智能化的家居环境变得越发重视。人们越来越期待期待一个智能化的家居环境，这样生活会变得非常舒适，如何实现家居智能化变得尤为重要。智能化的遥控渐渐融入了人们的日常生活中，例如遥控窗帘，智能家具等。家居无线遥控使人们的生活变得更加方便，更加省力。
1.2 无线遥控介质的分类与选择
无线遥控可以分为三类，搭载的传输介质互不相同。无线电波、红外光和超声波都可以作为传输介质。在1898年，美国科学家Nikola Tesla发明了第一个无线遥控器。遥控信号搭载无线电磁波发射时，电磁波是没有方向的，所以可以不需要正对控制，而且电磁波传播距离较远，在工业控制中，电磁波遥控运用广泛。超声波遥控主要应用于光线传递不通畅的场合。
在家居环境中，因为无线电波的无相性，长距离性以及穿透性，使用无线电波作为传输介质将会造成很大的干扰。例如，当邻里之间采用相同频率的无线电信号时，就会彼此之间产生干扰。超声波遥控器构造复杂，传输频带窄信息少，同样不适用于家居环境。所以我们采用红外遥控，红外遥控很实用于家居环境，因为它具有有向性，抗干扰性强。
1.3 红外遥控
红外遥控就是一种利用红外线作为传输介质的遥控技术。其特点在于点对点传输信息，时至今日，红外遥控技术相关的软件以及硬件水平都得到了相当大的发展。红外线不具有穿透性，同时因为红外线的波长较无线电波相比远远不如其长，所以在使用红外线遥控的时候，电器之间不会相互干扰，同样的，邻里之间遥控设备也不会相互干扰。而且红外线的发射电路以及接收电路较为简易，这样使遥控变得非常的方便，灵活。
单片机自从推出以来，得到了不断地完善和发展。单片机具有很高的集成度，它还有强大的功能，而且体积很小但运算速度很快，价格低廉，运用广泛。现在，单片机的开发已经变得相当纯熟，它运用的范围非常广泛。例如工业流程控制，优化家居生活，信息采集等领域。
单片机与红外遥控技术结合，可以产生很好的效果。
李跃宇，付梦印所写的文献《红外遥控在车辆导航定位系统中的应用》中提到，利用红外线可以给车辆导航系统增加一个遥控键盘，这样，传统的台面键盘式操作就可以由手持红外遥控器来替代[1]。驾驶员在行车过程中，可以通过手持遥控器来控制导航仪声音的大小，还有电子地图等基本操作。这样不仅提高了行车的安全性，方便了驾驶人员的操作，也使车辆导航系统变得更加的完善。陈勇旗所写的文献《基于MCU的红外遥控智能家用照明系统的设计》中介绍了利用红外遥控发射芯片NB9148， EM78P156E单片机建立的一种新型照明系统[2]。该系统是一种集调节灯光强弱和开关于一体的红外遥控系统。而且其错码率低于百分之一，调节光线时，灯光的变化会非常的连续[2]。这两篇文献为本设计提供了思路。
本课题意在设计一种无线遥控开关，它以红外线作为传输载体。无线遥控开关由红外光、发射机和接收机、过流过压检测模块四个部分组成。发射部分使用集成电路发射编码信号，根据接收到的信号，接收部分采用8051单片机作为控制系统控制相应的继电器的通断继而控制相应的家居灯光，电器等。同时过压过流检测实时监控电路，实用AD转换将模拟量转为数字量输入到单片机中与警戒值比较，若超过警戒值，单片机会切断继电器电路。
1.4 章节介绍
本文第二章是关于总的系统方案，列出可行的方案，并分析哪种方案最适合本课题。
第三章具体的硬件电路设计包括：发射、接收、开关、过流过压保护电路四个部分。
第四章根据第三章的硬件电路设计完成相应的软件设计，包括工作原理、流程图或步骤以及相应的调试要点。
第二章 系统设计
本章节主要介绍了关于家居无线智能遥控的方案的总设计。本设计一共由四个部分组成，红外发射电路、红外接收电路、处理单元、过流过压保护电路。实现红外遥控开关家中的灯具或电器的启闭。用户手持遥控器按键，按键信号经编码后送入红外发射管发射，在接收端，接收管收到红外信号后，解码输入到单片机中，完成对应的继电器通断，控制电器运作。此外还有过流过载监控。。
2.1 系统方案分析
本设计需要设计一种家居无线遥控系统。无线遥控器由遥控器和控制开关组成。遥控器具有通用性，不需要经过特殊设置就能控制不同的智能开关，切断或者接通与开关相连的继电器。智能开关按接通电流的能力的大小分为几个级别，用不同容量的继电器实现。本设计使用模块设计，一个模块内部使用八个开关，控制家中的灯光等。设计时考虑了低功耗，在单片机不工作的时候不用处于等待或者不断扫描状态，能够自动休眠。当收到遥控信号后，外部中断唤醒单片机重新工作。增加过流过载保护，实时监控电路，通过电压电流互感器，将电压，电流按照比例缩小，经过电路处理后，输入到AD转换器中，通过AD转换转为数字量，单片机不断采集信息与预设的警戒值比较，一旦超过就会切断电路。
不同的方案区别在于发射部分，对此任务，拟定了两个方案
1.简易的发射电路，直接由特定芯片以及外围电路组成发射，根据不同的按键有不同的编码格式。搭载38KHz的红外光进行发射。此方案的优点是成本低，缺点是应用的场合有限。此方案较适合于本课题，因为家庭遥控不需要过于复杂，而且较经济实惠。
2.发射电路也可由单片机构成，通过编码搭载方波再发出。此方案的优点是很实用，输出控制方式可以选择。缺点是成本较为昂贵。
比较以上两个方案，第一种方案更为适合家居环境，因为家居环境需要的是一个简单的操作方式而且第一种方式比较经济实惠。
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