智能红外遥控电风扇系统的设计

尹承乐

【摘 要】电风扇是一种传统的家用电器，但随着空调的普及，电风扇的市场地位受到了巨大的冲击。传统的开/关、调速功能现已不能满足市场的需求，人们希望电风扇能在体积小、操作方便等的基础上拥有更多的功能，而红外遥控的普遍应用及单片机的成熟，使得电风扇的发展趋向于智能红外遥控系统。本设计方案为满足市场的需求，结合红外遥控系统设计简单、操作方便、成本低廉等特点，运用了51单片机作为遥控发射接收芯片，HS0038为红外一体化接收发射管，设计了一个简易的单片机红外遥控电风扇系统，系统包括接收和发射两大部分。该系统设计实现了几项电风扇的基本功能：开/关功能、多级调速功能、定时功能、自然、正常两种风类的选择功能，此外本系统有16个按键，可用于扩展控制其他电器。

【关键词】红外遥控；信号调制；编码；解码

一、课题来源

红外线又被称为红外光波。根据其波长的不同，可以将其分为两种：可见光和不可见光。红外光线根据波长范围的不同可分为四类：近红外、中红外、远红外、极红外。选用近红外光线作为红外遥控的遥控指令，是因为红外发射器件与红外接收器件光谱正好重合，能够进行来良好地匹配，发光与受光峰值波长为0.8um-0.94um，这样就可以获得较高的可靠性和较高的传输效率。目前来讲，红外线的传输技术在家电遥控器中广泛应用。

科技的发展，使得人们生活的节奏也越来越快，随之人们对方便，快捷的要求也不断增高。遥控器的出现，在一定程度上满足了人们的要求。红外遥控实现了对控制对象的远距离控制，原理是利用红外线来传递控制信号。

红外遥控具有隐蔽性、独立性、无穿透障碍物的能力、物理特性与可见光相似性等特点。随着红外遥控技术的开发和迅速发展，大部分电器应用了红外遥控，电风扇也不例外。从由通过按钮控制电风扇面板，到短距离（10M以内）的遥控，虽然改变不大，但是带来的便利无疑是巨大的。红外遥控技术的成熟，也使得遥控电风扇的设计变得简单，价格低廉。

市场的需求促使了电风扇的发展。“智能化”的兴起，使得电风扇的功能也越来越多，越来越贴进人们生活。在现有市场多功能红外遥控电风扇的基础上，提出了一种新型的智能电风扇，相对于旧式电风扇，智能电风扇设置了很多人性化的设计，如智能照明，安全保护，倾倒保护，智能照明等功能，使得电风扇更加人性化，相信其丰富的功能、人性化的设计将会大大提高电风扇的市场竞争力。

二、总体方案的设计和工作原理

本设计方案就是以电风扇为对象，通过红外遥控系统来实现电风扇的几种常用功能，如：开关功能、调速功能、定时功能等的控制，相对于传统的机械控制，体现出了更加方便、更加快捷的优点。

红外编码有很多种方式，下面列举两种种实现方案：

码分制。采用脉冲个数编码，不同的脉冲个数代表不同的被控对象，最小为2个脉冲。为了使接收可靠，第一位码宽为3ms，其余为1ms，遥控码数据帧间隔大于10ms。

脉宽调制的串行码。这种遥控码具有以下特征： 以脉宽为0.565ms、间隔0.56ms、周期为1.125ms的组合表示二进制的“0”；以脉宽为0.565ms、间隔1.685ms、周期为2.25ms的组合表示二进制的“1”。

本设计采用这种方案，码分制编码编程简单，在按键较少的情况下优势明显。红外遥控是单项的红外通信方式，整个信号传输中，需要一个发射端和一个接收端。发送端采用单片机将待发送的二进制信号编码调制为一系列的脉冲串信号，通过红外发射管发射红外信号。红外接收端普遍采用价格便宜，性能可靠的一体化红外接收头接收红外信号，它对信号进行放大后送解调电路将以调制的指令编码信号解调出来，即还原为编码信号，再送给单片机，经单片机解码并控制相关对象。

三、整个红外遥控系统的介绍

硬件模块：发射端电路，键盘电路，显示电路，电源电路，接收端电路，红外接收电路，键盘电路，显示电路，电源电路，控制电路。

软件模块：发射端程序，遥控码的发射，接收端程序，调速原理，按键抖动问题

系统的调试：控制电路板的安装与调试在整个电路的设计中占有重要位置。对试验阶段的电路板的安装一般有两种方式即焊接方式和面包板插接方式。本设计常用的调试仪器有：示波器、万用表、信号发生器、稳压电源等.分为两个步骤：

系统的硬件调试，系统的软件调试。

四、总结与展望

通过本次设计，即是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端。本次设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；是我在校期间向学校所交的一次综和性作业。我选的题目是智能红外遥控电风扇系统的设计，这个题目对于我而言是一个全新的挑战。

通过大量的查阅资料，对软件的学习，电器元件的了解以及电路设计。在不断的努力下我的课程设计终于完成了。在没有做本次设计以前觉得此设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对课程设计时发现自己的想法基本是错误的。课程设计不仅是对所学知识的总结和应用，更是在实际应用中培养自身如何做一项完整事情的培训，可以说是学校在对学生踏入社会的一次做事能力的培训。通过这次课程设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题时感觉很茫然。不知道从哪里入手，不知道自己為实现什么样的目的要怎么规划达到目的的过程。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。