智能家居照明控制无线开关系统设计与实现

只看该作者 · 2019-10-30 17:42

智能家居照明控制无线开关系统设计与实现

　1 系统设计方案

　　随着电子技术的不断发展，无线技术在智能化中扮演着越来越重要的角色。本设计是一种能实现远距离照明控制的无线遥控开关系统，由发射系统和接收系统两部分组成。系统使用无线收发模块构成射频发射和接收电路，发射部分主要由按键编址电路、编码电路和发射模块组成；接收部分主要由接收模块、单片机控制电路和负载电路组成。

　　发射系统采用1 节12 V 干电池供电，接收系统采用3 节1.5 V 干电池供电，单片机采用5 V 直流电源供电，电源系统节能、简便。

　　2 系统实现

　　2.1 元件选取及系统框图

　　考虑到系统的兼容性、实用性、低成本和节能性，选用AT89S52 单片机，用PT2262/2272 无线收发模块实现315 MHz 的无线通信。AT89S52 单片机是一种非易失性存储技术制造的低功耗、高密度CMOS 8 位单片机，片内含8 KB ISP （In -system programmable）的可反复擦写1 000 次的Flash 只读程序存储器，兼容标准MCS-51 指令系统及80C51 引脚结构，可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

　　PT2262/PT2272 是一种CMOS 工艺制造的低功耗、低价位通用编解码电路；PT2262/PT2272最多可有12 bit（A0-A11）三态地址端管脚（悬空，接高电平，接低电平），12 bit（A0-A11）三态地址端管脚任意组合可提供531 441 地址码，PT2262 最多可有6 bit （D0-D5）数据端管脚，设定的地址码和数据码从17 脚串行输出［2］。

　　电路的系统框图如图1 所示。

　　2.2 系统电路图

　　系统电路由无线发射系统和无线接收系统两部分组成。

　　（1）无线发射系统电路（如图2）：主要采用PT2262 芯片来完成，电路PT2262 对按键信号进行编码，可以控制4个通道。图2 中，PT2262 的1~8 脚是编码地址端，每个地址端可以设定“ 高电平”（该脚接12 V）、“ 低电平”（该脚接地）、“ 悬空” 三种状态。10~13 脚是编码的数据输入端D3~D0（使用4 位数据），在每个数据端连接了一个按键，用以控制不同的设备。当按下按键后，按键将12 V 的电压加到对应的数据端，同时数据端信息通过晶振将信号并发射出去。PT2262 将会根据地址码的设定和输入的数据进行编码，从17 脚输出编码脉冲。无线通信受编码脉冲控制［ 2-3］，当17 脚脉冲为“l” 时，V1 组成的振荡器工作，产生315 MHz 的高频信号并发射出去；当17 脚输出脉冲为“0” 时，Vl 组成的振荡器停止工作。

　　（2）无线接收系统电路：接收系统电路主要由接收模块（包括射频模块、芯片PT2272 及外围电路）、继电器电路和负载电路组成，如图3 所示。PT2272 的1~8 脚是解码地址端，每个地址端可以设定“ 高电平” （该脚接5 V）、“ 低电平” （该脚接地）、“ 悬空” 三种状态，该解码地址的设定与PT2272 的地址编码相对应。当射频模块接收到由发射电路发出的信号后，PT2272 进行地址码比较核对（解码），若地址码核对正确，则发射模块TE 脚（编码启动端用于多数据的编码发射，低电平有效）发出的信号经接射频模块由Din 脚（14 引脚）进入PT2272 ，同时数据经PT2272 的数据输出脚D0~D3 （10~13 脚）进入单片机；反之PT2272 的数据输出脚则无任何动作。当信号进入单片机后，单片机对其进行分析并作出相应的控制。如果接收到的第一路信号为高电平，单片机控制的数码显示管会显示“11” （第一个“1” 表示第一路信号，第二个“1” 表示该信号为高电平），同时单片机向继电器电路发出高电平，继电器吸合，负载电路工作；当第二次接收到高电平，通过单片机将对应的端口电平置零；当第三次接收到高电平时再次置1，如此循环；当数码管的显示为“1 1” 时（第一个1 表示第一路信号，第二1 表示该信号为低电平），此时单片机向继电器电路发出低电平，继电器断开，负载停止工作。利用继电器和数码管可以实现灵活控制并清晰地显示。