N合一无线遥控系统的设计与应用

党建平

（大庆油田电力集团 电力调度中心，黑龙江 大庆 163453）

低成本315、433 MHz无线收发模块及编解码芯片的日益普及，给人们的工作和生活带来了极大便利。由此构成的无线遥控系统可广泛取代高空、狭小、危险、有害等恶劣环境下的各种人工操作，并且与红外遥控系统相比，具有控制距离远、移动自由度高、抗遮挡和抗干扰能力强等优点[1]。然而，常规的无线遥控系统中，遥控器与接收器通常是一对一的。如果在同一应用空间存在多个接收器，遥控器数量将随接收器数量同步增加，从而造成遥控器不便保管且容易混淆，不仅给使用者带来不便，也存在一定的安全隐患[2]。

1 解决方案

针对上述问题，提出N合一无线遥控系统的方案。

遥控器每次发出的遥控指令，包括地址码和数据码。其中数据码是可以变化的，用来使接收器执行各种不同动作，而与之配套的接收器的地址码则是相对唯一的。对于带有编解码的普通一对一遥控系统，配套使用的遥控器和接收器必须设置相同的地址码。这也是遥控器与接收器须一一对应的原因。所以，要想用一只遥控器分别控制N个接收器（即N合一遥控），就必须使该遥控器在发射数据码的同时，能够根据不同需要发射与系统中各接收器一一对应的地址码。也就是说，必须使该遥控器具有地址N选一功能。

为实现N合一遥控而使一只遥控器具有地址N选一功能的方法，通常有两种：一种是直接选择法，另一种是循环选择法。

图1是N合一无线遥控系统的基本构成。图中右侧的N个接收器具有统一编排且各自唯一的地址码，左侧的N合一遥控器每次操作只能使其中一个接收器及其被控对象执行动作命令。

图1 N合一无线遥控系统的基本构成Fig.1 Basic composition of N-into-one wireless remote control system

鉴于N合一遥控系统与普通一对一遥控系统的区别，主要体现在遥控器的不同，所以以下叙述均以遥控器为主。

1.1 直接选择法

PT2262是遥控器中最常用的编码芯片。在通常使用中，A0～A7为8位三态地址输入端，可组成38=6 561个地址，D0～D3为4位二态数据输入端，最多对应24=16种动作命令[3－5]。

图2是直接选择法的控制原理图。直接选择法是根据所需要的接收器个数N，设置N个地址按键。操作时根据目标接收器序号，先按住遥控器上的某一地址键（如AK3），再按下数据键（如DK1），即可使选中的（3#）接收器及其被控对象执行相应的（第1种）动作。

图2 直接选择法的控制原理图Fig.2 Control schematic of direct selection method

1.2 循环选择法

图3是循环选择法控制原理图。循环选择法仅需增加一只地址键AK和一片十进制计数译码器CD4017。通过反复按压AK，便可循环选择不同的地址码，并利用一组发光二极管LED1～LEDN指示相应地址码的接收器序号。

由CD4017的功能原理可知，设计N合一遥控系统时，应使CD4017的输出端QN＋1接至清零端CR[6]，并配以 N个开关二极管D1～DN和N个发光二极管LED1～LEDN。

2 N合一遥控器实用电路

图4是基于多地址直接选择法的N合一遥控器实用电路。其中虚线右侧为常见的一对一遥控器典型电路，左侧为新增的N地址直接选择电路。因其工作原理简单，不再赘述。

图3 循环选择法的控制原理图Fig.3 Control schematic of cycle selection method

图4 基于直接选择法的N合一遥控器实用电路Fig.4 Practical circuit of N-into-one remote controller based on direct selection method

图5是基于多地址循环选择法的N合一遥控器实用电路。其中虚线右侧为常见的一对一遥控器典型电路，左侧为新增的N地址循环选择电路。

图5 基于循环选择法的N合一遥控器实用电路Fig.5 Practical circuit of N-into-one remote controller based on cycle selection method

图5中十进制计数译码器CD4017的使能端EN作为反相时钟输入端，外接地址循环按键AK，译码输出端Q1～QN分别经开关二极管D1～DN依次连接右侧编码芯片PT2262的地址输入端A0～AN－1。CD4017的逻辑功能可简述为：初始状态下 Q0=1、Q1～Q9=0；此后按一次 AK，Q1=1、其余输出端=0；再按一次 AK，Q2=1、其余输出端=0；以此类推，当 QN=1、其余输出端=0 时，再按 AK，则因 QN＋1与 CR 相连，使 QN＋1=CR=1，于是 CD4017清零、回到初始状态 Q0=1、其余输出端=0，可见QN＋1=CR=1并未形成宏观状态。因此，随着每次按动AK，形成了Q0～QN逐位为 1、其余为0的不断循环。其中 Q1～QN用于N个地址的循环选择、并由 LED1～LEDN指示，而Q0=1、其余为0的初始状态，则使遥控器回到省电待机模式，此时LED1～LEDN全部熄灭。

使用方法：以针对5#接收器发送1#遥控命令为例：在待机模式下，连续按压AK至LED5发光，表明已选中5#接收器地址。此时按一下DK1，即可使5#接收器执行1#遥控命令。

需要注意的是：每次用完遥控器后，为使其返回省电待机模式，须连续按压AK，直至LED1～LED8全部熄灭。

3 四合一遥控系统应用实例

上述两种为实现N合一遥控而使一只遥控器具有地址N选一功能的方法中，直接选择法简单、直观，适合频繁的、随机的针对各接收器的遥控操作。缺点是增加的按键多、占用电路板空间较大，如采用产品一对一遥控器改装，很难在原有电路板上找到增加这些按键的恰当位置，因此灵活性较差；而循环选择法则更适合偶尔的、或顺序的遥控操作各接收器。 由于仅增加一只按键，而且各发光二极管不会占用电路板板面，集成电路也可以架空、飞线，因此在采用产品一对一遥控器改装时，容易布局且比较灵活。由此可见，在设计N合一遥控器时，应根据具体情况，在以上两种方法中选择其一。

基于多地址循环选择法设计制作四合一遥控系统，于2009年5月成功用于大庆油田电力调度中心日历、时钟、安全天数、功率总加4个数码显示牌偶然失复电后的遥控调校。

图6是四合一遥控器的实物照片。该遥控器由产品一对一遥控器改造而成，并自制4个接收器与之共同构成四合一遥控系统。因N=4，所以内部CD4017的清零端CR应接至译码输出端Q5，而Q0及Q6～Q9均悬空。除在原遥控器内部增加电路外，还在其外壳上打φ3.0 mm孔4个、φ5.0 mm孔1个，分别用于安装4只发光二极管LED1～LDE4和1只地址选择按键AK。

该遥控器中PT2262的低位地址端A0～A3分别经二极管D1～D4依次与CD4017的译码输出端Q1～Q4相连，高位地址端A4～A7均接地，1#～4#接收器的地址码依次设置为：LLLLLLLF；LLLLLLFL；LLLLLFLL；LLLLFLLL。

遥控器相关技术指标：供电电源：23A型12 V遥控器专用电池一粒；待机电流：2 μA；动态电流：8 mA；控制距离：≥50 m；发射频率：315 mHz；遥控对象：4 个；遥控命令：4 个。

图6 四合一遥控器的实物图片Fig.6 Physical picture of four-into-one remote controller

4 结束语

N合一无线遥控系统，仅用一只遥控器，适用于同一应用空间存在多个接收器、每接收器可执行多项遥控命令的场合。

[1]黄智伟.单片无线发射与接收电路设计[M].西安：西安电子科技大学出版社，2009.

[2]唐奂知.PT2262万能遥控器的原理与制作 [J].无线电，2006，525（6）：52－54.

TANG Huan-zhi.PT2262 the principle and production of universal remote controller[J].Radio，2006，525（6）：52－54.

[3]徐伟恒，赵墦，苏志芳.具有自学习功能的编码集成电路PT2262解码器设计[J].电子设计工程，2011，19（7）：100－102，106.

XU Wei-heng，ZHAO Fan，SU Zhi-fang.Design of encoding decoder IC PT2262 with self-learning function[J].Electronic Design Engineering，2011，19（7）：100－102，106.

[4]崔占琴，薛宏.专用编解码集成电路及其应用[J].电测与仪表，2006，43（10）：64－67.

CUI Zhan-qin，XUE Hong.Special coder-decoder IC and It's applicationstudy[J].ElectricalMeasurement&Instrumentation，2006，43（10）：64－67.

[5]韩克华.远程六路遥控编解码收发系统的设计[J].电子元器件应用，2009，11（9）：42－44，48.

HAN Ke-hua.The design of remote six circuits control codec send-receive system[J].Electronic Component& Device Applications， 2009，11（9）：42－44，48.

[6]Fairchild semiconductor corporation.CD4017BC/CD4022BC[EB/OL].（2002）[2011-03-02].http://pdf.dzsc.com/88889/32302.pdf.