基於紅外無線傳輸的微盤控制系統的製作方法
2023-10-11 11:56:44
本發明涉及一種控制系統，具體涉及基於紅外無線傳輸的微盤控制系統。
背景技術：
隨著國際網絡的迅猛發展，紅外遙控技術已滲透到國民經濟的各部門及人們的日常生活中，在工業自動化控制、安全防範、環境監測、家用電器控制、信息通信、國防工業及日常生活等許多方面都得到了廣泛的應用。紅外線遙控裝置的中心控制部件已從早期的分立組件、集成電路逐步發展到現在的單片微型計算機，智能化程度大大提高。紅外數據傳輸系統體積小、功耗小，對電源要求極其苛刻的電子設備，如行動電話等等。但是現有的紅外無線傳輸設備的成本較高，且體積大、功耗高，不易維護，有必要進一步改進。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是微盤控制系統中有線數據傳輸的成本較高，且不易維護的缺點，目的在於提供基於紅外無線傳輸的微盤控制系統，實現微盤控制系統中的數據傳輸成本低廉、易維護、連接方便、結構緊湊、簡單易用的目的，同時也提高了整個系統的靈活性。
本發明通過下述技術方案實現：
基於紅外無線傳輸的微盤控制系統，包括信號處理模塊、紅外線接收頭、報警模塊和燈光指示模塊，所述紅外線接收頭、報警模塊和燈光指示模塊均與信號處理模塊連接；所述信號處理模塊包括處理器、熱釋傳感器、穩壓管、邏輯控制器、第十二電阻、第十二電容，所述處理器型號為BISS0001，邏輯控制器型號是LY110C；所述處理器、熱釋傳感器、邏輯控制器依次連接，所述邏輯控制器的引腳8與紅外線接收頭的引腳3連接，第十二電阻兩端分別與紅外線接收頭的引腳1和邏輯控制器的引腳4連接，同時，第十二電容一端與紅外線接收頭的引腳1連接，另一端接地，紅外線接收頭的引腳2接地。信號處理模塊、紅外線接收頭、報警模塊和燈光指示模塊的配合使用，能夠實現紅外無線傳輸，選用BISS0001和LY110C能夠降低成本，使用模塊化設計能夠提高系統的維護性能。
進一步地，所述燈光指示模塊包括第一二極體、第二發光二極體、第三發光二極體、第四發光二極體、第十電阻、第十一電阻、第七電容、第九電容，邏輯控制器的引腳4與第二發光二極體的陰極連接，第二發光二極體的陽極與第一二極體的陰極連接，第一二極體的陽極接正5V電源；第十電阻一端連接邏輯控制器的引腳13，另一端與第三發光二極體的陰極連接，第三發光二極體的陽極與第二發光二極體的陰極連接；第十一電阻一端與邏輯控制器的引腳14連接，另一端與第四發光二極體的陰極連接，第四發光二極體的陽極與第二發光二極體的陰極連接，第七電容一端連接第一二極體的陰極，其另一端接地，第九電容一端與第二發光二極體的陰極連接，其另一端接地，所述穩壓管的引腳2 與第一二極體的陰極連接，穩壓管的引腳3 接地。第二發光二極體、第三發光二極體、第四發光二極體是發光二級管，邏輯控制器控制發光二級管，從而起到燈光指示的作用。
進一步地，所述報警模塊包括第一三極體、第二三極體、蜂鳴器、第十三電阻，所述第一三極體的集電極與穩壓管的引腳2連接，第一三極體的基極與蜂鳴器的負極連接，第一三極體的發射極與第二三極體的基極連接，第二三極體的發射極與蜂鳴器的正極連接，第十三電阻一端與第二三極體的集電極連接，其另一端與邏輯控制器的引腳1 連接。報警模塊使用蜂鳴器，器件便宜、安裝便捷、聲音頻率可控，能優化系統。
進一步地，基於紅外無線傳輸的微盤控制系統，還包括第三電容、第十電容、第十一電容、第七電阻、第九電阻，處理器的引腳11和引腳9均與穩壓管的引腳1 連接，處理器的引腳2與邏輯控制器的引腳10連接，第三電容一端與處理器的引腳8連接，其另一端接地，處理器的引腳14與熱釋傳感器的引腳2連接，同時處理器的引腳14、第七電阻、第十電容和熱釋傳感器的引腳2依次連接，所述熱釋傳感器的引腳1與第九電阻和第十一電容之間的線路連接，處理器的引腳8、第九電阻、第十一電容、邏輯控制器的引腳11依次連接，熱釋傳感器的引腳1連接在第九電阻與第十一電容連接的線路上，熱釋傳感器的引腳3與邏輯控制器的引腳11連接，邏輯控制器的引腳11接地。通過設置第三電容、第十電容、第十一電容、第七電阻、第九電阻能優化熱釋傳感器的性能以及熱式傳感器與處理器之間的數據交互。
進一步地，所述信號處理模塊還包括第一電容、第四電容、第五電容、第六電容、第八電容、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第八電阻，其中，所述第一電容一端與處理器的引腳1連接，其另一端與處理器的引腳4連接，第一電阻一端連接在第一電容與處理器的引腳4連接的線路上，其另一端與處理器的引腳3連接，所述第二電容一端與處理器的引腳1連接，其另一端連接，所述第二電阻一端連接在第二電容與處理器的引腳6連接的線路上，另一端與處理器的引腳5連接，所述處理器的引腳1和引腳7接地；所述處理器的引腳16、第三電阻、第八電容、處理器的引腳13依次連接，所述處理器的引腳16、第四電容、第五電容、第五電阻依次連接，第五電阻接地，第四電阻一端與處理器的引腳16連接，其另一端與處理器的引腳15連接，第六電容一端與處理器的引腳13連接，其另一端與處理器的引腳12連接，第六電阻並聯在第六電容兩端，第八電阻一端與處理器的引腳10連接，其另一端接地。設置在處理器的第四電容、第五電容、第六電容、第八電容、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第八電阻能限壓、分流、濾波，調節處理器周邊的各個參數，讓處理器更好的與周邊器件交互數據，控制整個系統的運轉。
本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：本發明使用蜂鳴器作為報警器，安裝簡易、成本低廉，使用發光二極體作為指示裝置，安裝簡易、耗能低；整個無線傳輸裝置體積小、功率低，具有較強的隱蔽性和保密性；同時，整個裝置結構簡單，製作方便，成本低廉，能夠實現數據的可靠傳輸，具有廣闊的市場前景。
附圖說明
此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，並不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：
圖1為本發明紅外線接收裝置結構示意圖；
圖2為本發明紅外線發射裝置結構示意圖。
附圖中標記及對應的零部件名稱：
R1-第一電阻，R2-第二電阻，R3-第三電阻，R4-第四電阻，R5-第五電阻，R6-第六電阻，R7-第七電阻，R8-第八電阻，R9-第九電阻，R10-第十電阻，R11-第十一電阻，R12-第十二電阻，R13-第十三電阻，R14-第十四電阻，R15-第十五電阻，R16-第十六電阻，R17-第十七電阻，R18-第十八電阻，R19-第十九電阻，C1-第一電容，C2-第二電容，C3-第三電容，C4-第四電容，C5-第五電容，C6-第六電容，C7-第七電容，C8-第八電容，C9-第九電容，C10-第十電容，C11-第十一電容，C12-第十二電容，C13-第十三電容，C14-第十四電容，D1-第一二極體，D2-第二發光二極體，D3-第三發光二極體，D4-第四發光二極體，D5-第五發光二極體，D6-第六發光二極體，T1-第一三極體，T2-第二三極體，T3-第三三極體，T4-第四三極體，T5-第五三極體，S-開關，BISS0001-處理器，VT1-穩壓管，LY110C-邏輯控制器，B-蜂鳴器，PIR-熱釋傳感器，HS-紅外線接收頭。
具體實施方式
為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用於解釋本發明，並不作為對本發明的限定。
實施例
如圖1所示，基於紅外無線傳輸的微盤控制系統，包括信號處理模塊、紅外線接收頭HS、報警模塊和燈光指示模塊，所述紅外線接收頭HS、報警模塊和燈光指示模塊均與信號處理模塊連接；所述信號處理模塊包括處理器、熱釋傳感器PIR、穩壓管VT1、邏輯控制器、第十二電阻R12、第十二電容C12，所述處理器型號為BISS0001，邏輯控制器型號是LY110C；所述處理器、熱釋傳感器PIR、邏輯控制器依次連接，所述邏輯控制器的引腳8與紅外線接收頭HS的引腳3連接，第十二電阻R12兩端分別與紅外線接收頭HS的引腳1和邏輯控制器的引腳4連接，同時，第十二電容C12一端與紅外線接收頭HS的引腳1連接，另一端接地，紅外線接收頭HS的引腳2接地。
處理器BISS0001採用CMOS數模混合結構、具有獨立的高輸入阻抗運算放大器、內部的雙向鑑幅器可有效抑制幹擾、內設延遲時間定時器和封鎖時間定時器、具有TIP-16和SOIC-16兩種封裝的熱釋電紅外傳感信號處理集成電路，晶片內部集成了電壓比較器、狀態控制器、延時電路定時器、封鎖時間定時器以及參考電壓源等電路，它配以熱釋電紅外熱釋傳感器PIR和少量外接元器件構成被動式的熱釋電紅外開關，它能自動快速開啟各類白熾燈、螢光燈、蜂鳴器、自動門、電風扇、烘乾機和自動洗手池等裝置，特別適用於企業、賓館、商場、庫房及家庭的過道、走廊等敏感區域，或用於安全區域的自動燈光、照明和報警系統。BISS0001具有CMOS工藝數模合成專用集成電路，具有獨立的高輸入阻抗運算放大器，可與多種傳感器匹配，進行信號處理，同時，內部的雙向鑑幅器可有效抑制幹擾。內設延遲時間定時器和封鎖時間定時器，結構新穎，穩定可靠，調節範圍寬，工作電壓在2V~6V，BISS0001的引腳1為可重複觸發和不可重複觸發控制端，當引腳1為高電平，允許重複觸發，當引腳1為低電平，不可重複觸發；V0為控制信號輸出端，V0輸出從低電平跳變到高電平時視為有效觸發，引腳1-CC、A-CC為輸出延遲時間的調節端，引腳B-CC、B-CC為觸發封鎖時間的調節端，引腳7為工作電源負端，一般接0V，引腳CESET為定時器復位端，當CESET為低電平時定時器復位，引腳9是觸髮禁止端，引腳10為運算放大器偏置電流設置端，引腳VTT是工作電源整正端，範圍為3~5V，引腳12為第二級運算放大器的輸出端，引腳13為第二級運算放大器的反相輸出端，引腳14 為第一級運算放大器的同相輸入端，引腳15為第一級運算放大器的反相輸入端，引腳16為第一級運算放大器的輸出端。
燈光指示模塊包括第一二極體D1、第二發光二極體D2、第三發光二極體D3、第四發光二極體D4、第十電阻R10、第十一電阻R11、第七電容C7、第九電容C9，邏輯控制器的引腳4與第二發光二極體D2的陰極連接，第二發光二極體D2的陽極與第一二極體D1的陰極連接，第一二極體D1的陽極接正5V電源；第十電阻R10一端連接邏輯控制器的引腳13，另一端與第三發光二極體D3的陰極連接，第三發光二極體D3的陽極與第二發光二極體D2的陰極連接；第十一電阻R11一端與邏輯控制器的引腳14連接，另一端與第四發光二極體D4的陰極連接，第四發光二極體D4的陽極與第二發光二極體D2的陰極連接，第七電容C7一端連接第一二極體D1的陰極，其另一端接地，第九電容C9一端與第二發光二極體D2的陰極連接，其另一端接地，所述穩壓管VT1的引腳2 與第一二極體D1的陰極連接，穩壓管VT1的引腳3 接地。
報警模塊包括第一三極體T1、第二三極體T2、蜂鳴器B、第十三電阻R13，所述第一三極體T1的集電極與穩壓管VT1的引腳2連接，第一三極體T1的基極與蜂鳴器B的負極連接，第一三極體T1的發射極與第二三極體T2的基極連接，第二三極體T2的發射極與蜂鳴器B的正極連接，第十三電阻R13一端與第二三極體T2的集電極連接，其另一端與邏輯控制器的引腳1 連接。
基於紅外無線傳輸的微盤控制系統，還包括第三電容C3、第十電容C10、第十一電容C11、第七電阻R7、第九電阻R9，處理器的引腳11和引腳9均與穩壓管VT1的引腳1 連接，處理器的引腳2與邏輯控制器的引腳10連接，第三電容C3一端與處理器的引腳8連接，其另一端接地，處理器的引腳14與熱釋傳感器PIR的引腳2連接，同時處理器的引腳14、第七電阻R7、第十電容C10和熱釋傳感器PIR的引腳2依次連接，所述熱釋傳感器PIR的引腳1與第九電阻R9和第十一電容C11之間的線路連接，處理器的引腳8、第九電阻R9、第十一電容C11、邏輯控制器的引腳11依次連接，熱釋傳感器PIR的引腳1連接在第九電阻R9與第十一電容C11連接的線路上，熱釋傳感器PIR的引腳3與邏輯控制器的引腳11連接，邏輯控制器的引腳11接地。
信號處理模塊還包括第一電容C1、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第八電容C8、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第八電阻R8，其中，所述第一電容C1一端與處理器的引腳1連接，其另一端與處理器的引腳4連接，第一電阻R1一端連接在第一電容C1與處理器的引腳4連接的線路上，其另一端與處理器的引腳3連接，所述第二電容C2一端與處理器的引腳1連接，其另一端連接，所述第二電阻R2一端連接在第二電容C2與處理器的引腳6連接的線路上，另一端與處理器的引腳5連接，所述處理器的引腳1和引腳7接地；所述處理器的引腳16、第三電阻R3、第八電容C8、處理器的引腳13依次連接，所述處理器的引腳16、第四電容C4、第五電容C5、第五電阻R5依次連接，第五電阻R5接地，第四電阻R4一端與處理器的引腳16連接，其另一端與處理器的引腳15連接，第六電容C6一端與處理器的引腳13連接，其另一端與處理器的引腳12連接，第六電阻R6並聯在第六電容C6兩端，第八電阻R8一端與處理器的引腳10連接，其另一端接地。
如圖2所示，本實施例中還包括紅外線發射裝置，紅外線發射裝置包括第五發光二極體D5、第六發光二極體D6、第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電阻R16、第十七電阻R17、第十八電阻R18、第十九電阻R19、第三三極體T3、第四三極體T4、第五三極體T5、第十三電容C13、第十四電容C14和開關S，開關S一端接正5V電源，另一端與第六發光二極體D6的陽極連接，第十五電阻R15一段與第六發光二極體D6的陰極連接，其另一端接地，第十四電阻R14一端連接第三三極體T3的基極，其另一端與第五發光二極體D5的陽極連接，第五發光二極體D5的陰極接地，第三三極體T3的發射極與正5V電源連接，第三三極體T3的集電極與第四三極體T4的發射極連接，第十七電阻R17一端與第六發光二極體D6的陽極連接，其另一端與第五三極體T5的集電極連接，第六發光二極體D6的陽極、第十六電阻R16、第十三電容C13、第五三極體T5的集電極依次連接，第四三極體T4的發射極連接在第十六電阻R16與第十三電容C13連接的線路上，第四三極體T4的基極接地，第十九電阻R19一端與第六發光二極體D6的陽極連接，其另一端與第四三極體T4的集電極連接，第六發光二極體D6的陽極、第十八電阻R18、第十四電容C14、第四三極體T4的集電極依次連接，第五三極體T5的發射極連接在第十八電阻R18與第十四電容C14連接的線路上，第五三極體T5的基極接地。
第五三極體T5是紅外發射三極體，採用940紅外發射管，940紅外發射管光強度高、響應速度快，可用脈衝驅動，無色透明環氧樹脂製成；紅外線接收頭（HS）是集成紅外線接收PT三極體、放大、濾波和比較器輸出等的集成模塊，本實施例中採用的是YX0038M紅外線接收頭HS作為接收器電路的紅外接收模塊，YX0038M具有幾個主要特性，包括小型設計、內置專用集成、寬角度及長距離接收、抗幹擾能力強、能抵擋環境幹擾光線、低電壓工作。本實施例中使用的熱釋傳感器PIR（PIR）是熱釋電紅外線傳感器，型號是T203S。熱釋電紅外線傳感器主要是由一種高熱電係數的材料，在每個探測器中裝進一個或兩個探測元件，並將兩個探測元件通過反極性串聯起來，來抑制由於自身溫度升高所產生的幹擾。經探測元件將探測並接收到的紅外輻射轉換成微弱的電壓信號，由裝在探頭內的場效應管放大後輸出出去。熱釋電傳感器探頭的目標是探測人體輻射，因此熱釋電傳感器對波長為10um上下的紅外輻射需要特別地敏感；為了只對人體的紅外輻射敏感，在熱釋傳感器PIR的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲涅爾透鏡，使環境的幹擾受到明顯的抑制作用；被動紅外探頭，其熱釋傳感器PIR包含兩個電極化方向正好相反且互助並聯或串聯的熱釋電元，而且，環境背景輻射對兩個熱釋元件基本具有相同的作用，使其產生釋電效應相互抵消，因此探測器無信號輸出；人侵入探測區域內，人體紅外輻射經過部分鏡面聚焦，而且被熱釋電元接收，由於兩片熱釋電元接收的熱量不一樣，熱釋電也不一樣，所以不能抵消，經信號處理就產生了報警；菲涅爾濾光片由於性能要求的不同，擁有不同的焦距，從而產生不一樣的監控釋場，而且釋場越多，控制就越嚴密。
如圖2所示，當按下按鍵S時，第六發光二極體D6點亮，充電成功，電信號經過三極體T3的放大通過紅外發射管T5以電磁波紅外線的形式發射出來。如圖1所示，是紅外線接收裝置，YX0038M紅外接收頭接收到了紅外線後通過自身的放大、濾波、比較過後向邏輯控制器LY110C的8腳輸入高電平，經過邏輯控制器內部結構的工作，直接控制了LY110C的14 引腳的綠色發光三極體T4的亮或滅，從而是實現了紅外線的對射。當發射器發射的紅外線控制了接收器上的綠色發光三極體發光過後，等待幾秒鐘系統正常工作，這時候，紅色發光三極體出現閃爍發光狀態，當紅色發光三極體正常熄滅後，熱釋電紅外傳感器進入警戒狀態。這時候如果有有效波段的紅外線即波長在2um~10um的紅外線進入熱釋傳感器PIR監視範圍的時候，熱釋傳感器PIR向信號處理器BISS0001傳送信號，經過處理器的二級放大後，由2腳發送出放大的電信號輸入控制晶片LY110C，這時控制紅色發光三極體正常發光，同時控制報警器或者自動燈具，從而實現紅外線報警功能。
本發明紅外線發射裝置所用器件及其型號：第三三極體T3、第四三極體T4、第五三極體T5優選型號為8050；第十三電容C13、第十四電容C14優選型號為471；第十四電阻R14優選型號為10Ω；第十五電阻R15、第十六電阻R16優選型號為1.5KΩ；第十八電阻R18優選型號為5.1KΩ；第十七電阻R17、第十九電阻R19優選型號為43KΩ；第六發光二極體D6優選顏色為綠色；第五發光二極體優選型號為940紅外線發射管。
本發明紅外線接收裝置所用器件及其型號：穩壓管VT1優選型號為7136；第一三極體T1優選型號為8550；第二三極體T2優選型號為8050；第二發光二極體D2優選顏色為紅色；第三發光二極體D3、第四發光二極體D3優選顏色為綠色；紅外線接收頭HS優選型號為YX0038M；熱式傳感器PIR優選型號為T203S；第十二電阻R12優選型號為51Ω；第一電阻R1優選型號為100KΩ；第十電阻R10、第十一電阻R11優選型號為1KΩ；第三電阻R3、第五電阻R5優選型號為18KΩ；第七電阻R7、第九電阻R9、第十三電阻R13優選型號為47KΩ；第二電阻R2、第四電阻R4、第六電阻R6、第八電阻R8優選型號為1MΩ；第八電容C8、第五電容C5優選型號為10 uF；第一電容C1、第二電容C2優選型號為102；第四電容C4、第六電容C6優選型號為103；第七電容C7、第九電容C9、第十二電容C12、第三電容C3、第十一電容C11優選型號為100 uF；第十電容C10優選型號為104。
以上的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上僅為本發明的具體實施方式而已，並不用於限定本發明的保護範圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。