多路无线遥控开关开题报告Word文档下载推荐.docx

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樊超教师职称：

副教授

2015年3月17日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。

4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。

如“2006年11月20日”或“2006-11-30”。

毕业设计（论文）开题报告

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000~4000字左右的文献综述：

文献综述

无线遥控开关在智能家居系统的研发中占有着举足轻重的地位，家电控制系统的智能化就是开关的智能化，开关的智能化自然离开不了无线遥控的实现。

从市场来看，无线遥控开关有着广阔的前景，无论是一线城市还是城郊型城市，甚至是农村地区都有着对智能家居应用的潜在性需求，在未来的几年里智能家居一定会占据家居产品的绝大部分，智能家居也将是人们未来生活的最佳选择。

智能家居的材料应用更能体现节约环保的发展要求，在无线控制的实现中，简单意义上来说，不仅可以节约金属制导线的应用，而且可以节省电力在导线传输过程中的损耗，从更深的层次上来看，人们在未来生活中所追求的简单方便的生活方式更能体现出无线开关的使用价值，不妨设想一个简单的遥控钥匙，在特定编码而保证互不干扰的前提下就可以控制整个居室环境下的多数电器，不难理解其真正意义的所在之处。

随着21世纪高科技时代的到来，加上各个领域新型技术对方便、环保、节能的迫切需要，形成了一轮对智能家居用品研发新高潮。

多路无线遥控开关在该领域的应用是多方位全方面的。

具体可以总结如下：

（1）开关在家用电器的使用中自然是不可或缺的一部分，没了开关的电器就相当于不能睡觉的人。

（2）无线遥控技术在电子产品的应用中是广泛的，可以实现较远距离的实时或是延时控制，在某些特殊行业更是能够起到意想不到的效果，起重机的远程控制，定点起爆技术，甚至于航天器的发射都离不开无线遥感技术的应用，在外太空的航天器要想实现对其的准确控制和精确指令式的操作都离不开无线遥控技术，当然也包括无线开关动作的实现。

在对无线遥控技术的实现主要有两种方案，一是红外遥控技术，二是无线射频遥控技术，无论是前者还是后者都能够实现一定距离内的无线控制，当然也各有自己的优缺点。

下面简要对两种技术做系统性原理分析。

方案一：

无线电遥控是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。

无线电遥控系统一般分为发射和接收两部分。

发射机主要包括编码电路和发射电路。

编码电路由操作开关控制，通过操作开关使编码电路产生所需要的控制指令。

编码电路产生的指令信号都是频率较低的电信号，无法直接传送到遥控目标上，还要将指令信号送到发射电路使它载在高频载波上，才能由发射天线发射出去。

接收机有接收电路及译码电路组成。

由接收天线送来的信号经由接收机高频部分的选择和放大后，送到解调器。

解调器的作用是从载波上卸载指令信号，由于卸载的指令信号是混杂的，所以再送到译码电路译码，还原指令信号。

采用SiliconLaboratories研制的无线发射芯片Si4010、无线接收芯片Si4313和C8051F920单片机设计并制作的无线电遥控多路开关系统，结构简单，性能稳定，控制方便，适用于含有较多受控电器的场合，并可实现多路多功能控制。

无线电遥控多路开关系统由无线电发射电路和无线电接收控制电路两大部分组成。

方案二：

红外遥控系统分为发射和接收两部分。

发射部分的发射元件为红外发光二极管，它发出的是红外线而不是可见光。

常用的红外发光二极管发出的红外线波长为940nm左右，外形与普通φ5mm发光二极管相同，只是颜色不同。

单只红外发光二极管的发射功率约100mW。

接收电路的红外接收管是一种光敏二极管，使用时要给红外接收二极管加反向偏压，它才能正常工作而获得高的灵敏度。

红外接收二极管一般有圆形和方形两种。

由于红外发光二极管的发射功率较小，红外接收二极管收到的信号较弱，所以接收端就要增加高增益放大电路。

然而现在不论是业余制作或正式的产品，无线电遥控是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。

（1）发射器电路由3V电源提供，低频信号40KHZ的载波形成皆用与非门加外部元件实现，具有较高的稳定性，这部分电路用到了一个与非门集成电路。

（2）接收器电路又由几个部分组成，使用了LM567集成块实现了锁相环加密功能，用双稳态电路对继电器进行控制，利用继电器的开关对负载实现控制。

２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：

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随着数字处理技术的快速发展，无线数字通信技术日趋成熟，其抗干扰能力强和易于对数字信号进行各种处理等优点，使得无线遥控系统的抗干扰性能逐步提高，安全性能大大改善。

相对于超声波遥控和红外线遥控，无线电遥控是利用无线电信号在空气中传播，根据无线电

的频率来遥控，可穿透一定的障碍物，传播距离较远，因此成为无线遥控领域的首选，在国防、

军事、科研和日常工作生活领域应用越来越广。

2.1无线遥控开关：

无线遥控就是利用高频无线电波实现对模型的控制。

目前，传统无线遥控系统普遍存在同频干扰和遥控距离小两大问题。

主要原因是载频较低导致带宽较窄和控制信息以模拟方式传输使得同频干扰可能性的增大。

而采用先进的2.4GHz扩频技术，从理论上讲可以让上百人在同一场地同时遥控自己的模型而不会相互干扰．而且在遥控距离方面也颇具优势，2.4GHz遥控系统的功率仅仅在100mW以下，而它的遥控距离可以达到1以上，而且由于频率高，天线长度只有3cm；

另外，可借鉴的商用技术较多。

因此，很有必要将2.4GHz扩频通信技术应用于无线遥控领域。

2.2无线模块：

2.2.1nRF24LE1无线芯片模组

挪威Nordic公司nRF24LE1用作遥控器的主控芯片，其内部有两个部分：

增强型的8051MCU和内嵌2.4G低功耗无线收发内核nRF24L01P，空中速率有三个选择:

250kbps,1Mbps，2Mbps，保证数据的空中快速传输。

两者之间通过SPI接口进行通信。

还拥有丰富的外设资源，尤其是内置128bitAES硬件加密器，可对任何无线传输的数据进行高强度的加密，确保无线数据的安全，特别满足RFID对高安全性的要求。

CPU的工作模式可以通过开关状态寄存器的控制位来控制，当工作在发射模式下发射功率为-6dBm，电流消耗为9mA，接收模式时为12.3mA，该特性为设计低功耗系统提供了先天性条件。

nRF24LU1+芯片内部结构和nRF24LE1基本一致，考虑到成本的计算，采用nRF24LU1+符合全速USB2．0标准的器件控制器。

2.2.2JTT-24L01+嵌入式微功率无线数传模块

JTT-24L01+是一款工作在2.4~2.5GHz的通用ISM频段的单芯片微功率无线收发模块，是成都江腾科技有限公司采用高性能的无线射频芯片nRF24L01+以及高精度外围元件开发的一款无线通信模块。

特点：

（1）内置2.4Ghz天线,体积小巧15mmX24mm

（2）传输距离远,开阔地无干扰视距100米,具体距离视环境而定

（3）采用真正的GFSK单收发芯片

（4）2.4Ghz全球开放ISM频段免许可证使用

（5）自动应答及自动重发功能

（6）地址及CRC检验功能及点对多点通信地址控制

（7）最高工作速率2Mbps,高效GFSK调制,抗干扰能力强,特别适合工业控制场合,可以传输音频、视频

（8）标准DIP间距接口,便于嵌入式应用

（9）SPI接口数据速率0~10Mbps

（10）125个可选工作频道,满足多点通信和跳频通信需要

（11）支持无线唤醒,很短的频道切换时间可用于跳频

（12）采用10PPM的高精度晶振

（13）采用高Q值0402封装的电感和电容

（14）工作电压1.9~3.6V,推荐3.6V,但是不能超过3.6V.可以把电压尽可能靠近3.6V但是不超过3.6V

2.2.3JF24D无线收发模块

JF24D整合了高频键控（GFSK）收发电路的功能，以特小体积实现高速数据传输的功能。

JF24D的传输速率可达到1Mbps,并具有快速跳频校验等功能，可在拥挤的ISM频段中达到稳定可靠的短距离数据传输。

工作在全球开放的ISM频段面许可证适用。

（1）低电压，高效率

（2）低成本，双向高速数据传输

（3）特小体积（不需要外接天线）

（4）具有快速跳频，前向纠錯，校验等功能

本课题拟采用JF24D无线收发模块。

2.3多路遥控的实现

（1）采用51系列单片机（AT89S51）进行软件编程完成信号的编码译码工作以实现多路遥控。

（2）采用无线遥控器编码／译码芯片完成信号的编码译码工作以实现多路遥控。

如：

EV1527,PT2262,PT2294-M4,PT2264等。

虽然实现该设计的方法很多，但我觉得使用JF24C无线收发模块和单片机来完成较好，以下是我决定的研究方法：

JF24D采用SPI数字接口与单片机连接。

它支持SPI标准格式（CKPHA=0）。

RESET_n

SPI_SS

SPI_CLK

SPI_MOSI

SPI_SIMO

PKT_flag

FIF0_flag

图1单片机与JF24D端口连接

SPI时钟输入

SPI从机选择

SPI数据输入

SPI_MISO

SPI数据输出

PKT_FLAG

TX/RX标志

FIFO_FLAG

FIFO空/满/标志

复位

表1单片机JF24D端口连接

说明：

JF24C可以和各种单片机配套，对于硬件上没有SPI的单片机可以用IO口或者串口模拟SPI。

与51系列单片机配套时在P0口加一个10K的上拉电阻，其余IO口可以和JF24C直接相连。

单片机可以用5V供电，JF24C用3.3V供电。

JF24C工作电压不得超过3.5V，否则会损坏器件。

3．主要参考文献：

[1]孙江宏，李良玉.Protel99电路设计与应用[M]．北京：

机械工业出版社，2006

[2]阎石.数字电子技术基本教程[M]．北京：

清华大学出版社，2003

[3]崔东艳.单片机原理及应用技术[J].商品与质量:

学术观察,2010（011）:

40-42.

[4]李文仲，段朝玉．C8051F系列单片机与短距离无线数据通信[M]．北京：

北京航空航天大学出版社，2007

[5]陈军,连玉平,苟双全.基于proteus的单片机A/D转换设计及仿真[J].自动化与仪器仪表,2012

（2）:

141-142.

[6]陈章龙.实用单片机大全