黨建平

（大慶油田電力集團(tuán) 電力調(diào)度中心，黑龍江 大慶 163453）

低成本315、433 MHz無線收發(fā)模塊及編解碼芯片的日益普及，給人們的工作和生活帶來了極大便利。由此構(gòu)成的無線遙控系統(tǒng)可廣泛取代高空、狹小、危險、有害等惡劣環(huán)境下的各種人工操作，并且與紅外遙控系統(tǒng)相比，具有控制距離遠(yuǎn)、移動自由度高、抗遮擋和抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點[1]。然而，常規(guī)的無線遙控系統(tǒng)中，遙控器與接收器通常是一對一的。如果在同一應(yīng)用空間存在多個接收器，遙控器數(shù)量將隨接收器數(shù)量同步增加，從而造成遙控器不便保管且容易混淆，不僅給使用者帶來不便，也存在一定的安全隱患[2]。

1 解決方案

針對上述問題，提出N合一無線遙控系統(tǒng)的方案。

遙控器每次發(fā)出的遙控指令，包括地址碼和數(shù)據(jù)碼。其中數(shù)據(jù)碼是可以變化的，用來使接收器執(zhí)行各種不同動作，而與之配套的接收器的地址碼則是相對唯一的。對于帶有編解碼的普通一對一遙控系統(tǒng)，配套使用的遙控器和接收器必須設(shè)置相同的地址碼。這也是遙控器與接收器須一一對應(yīng)的原因。所以，要想用一只遙控器分別控制N個接收器（即N合一遙控），就必須使該遙控器在發(fā)射數(shù)據(jù)碼的同時，能夠根據(jù)不同需要發(fā)射與系統(tǒng)中各接收器一一對應(yīng)的地址碼。也就是說，必須使該遙控器具有地址N選一功能。

為實現(xiàn)N合一遙控而使一只遙控器具有地址N選一功能的方法，通常有兩種：一種是直接選擇法，另一種是循環(huán)選擇法。

圖1是N合一無線遙控系統(tǒng)的基本構(gòu)成。圖中右側(cè)的N個接收器具有統(tǒng)一編排且各自唯一的地址碼，左側(cè)的N合一遙控器每次操作只能使其中一個接收器及其被控對象執(zhí)行動作命令。

圖1 N合一無線遙控系統(tǒng)的基本構(gòu)成Fig.1 Basic composition of N-into-one wireless remote control system

鑒于N合一遙控系統(tǒng)與普通一對一遙控系統(tǒng)的區(qū)別，主要體現(xiàn)在遙控器的不同，所以以下敘述均以遙控器為主。

1.1 直接選擇法

PT2262是遙控器中最常用的編碼芯片。在通常使用中，A0～A7為8位三態(tài)地址輸入端，可組成38=6 561個地址，D0～D3為4位二態(tài)數(shù)據(jù)輸入端，最多對應(yīng)24=16種動作命令[3－5]。

圖2是直接選擇法的控制原理圖。直接選擇法是根據(jù)所需要的接收器個數(shù)N，設(shè)置N個地址按鍵。操作時根據(jù)目標(biāo)接收器序號，先按住遙控器上的某一地址鍵（如AK3），再按下數(shù)據(jù)鍵（如DK1），即可使選中的（3#）接收器及其被控對象執(zhí)行相應(yīng)的（第1種）動作。

圖2 直接選擇法的控制原理圖Fig.2 Control schematic of direct selection method

1.2 循環(huán)選擇法

圖3是循環(huán)選擇法控制原理圖。循環(huán)選擇法僅需增加一只地址鍵AK和一片十進(jìn)制計數(shù)譯碼器CD4017。通過反復(fù)按壓AK，便可循環(huán)選擇不同的地址碼，并利用一組發(fā)光二極管LED1～LEDN指示相應(yīng)地址碼的接收器序號。

由CD4017的功能原理可知，設(shè)計N合一遙控系統(tǒng)時，應(yīng)使CD4017的輸出端QN＋1接至清零端CR[6]，并配以 N個開關(guān)二極管D1～DN和N個發(fā)光二極管LED1～LEDN。

2 N合一遙控器實用電路

圖4是基于多地址直接選擇法的N合一遙控器實用電路。其中虛線右側(cè)為常見的一對一遙控器典型電路，左側(cè)為新增的N地址直接選擇電路。因其工作原理簡單，不再贅述。

圖3 循環(huán)選擇法的控制原理圖Fig.3 Control schematic of cycle selection method

圖4 基于直接選擇法的N合一遙控器實用電路Fig.4 Practical circuit of N-into-one remote controller based on direct selection method

圖5是基于多地址循環(huán)選擇法的N合一遙控器實用電路。其中虛線右側(cè)為常見的一對一遙控器典型電路，左側(cè)為新增的N地址循環(huán)選擇電路。

圖5 基于循環(huán)選擇法的N合一遙控器實用電路Fig.5 Practical circuit of N-into-one remote controller based on cycle selection method

圖5中十進(jìn)制計數(shù)譯碼器CD4017的使能端EN作為反相時鐘輸入端，外接地址循環(huán)按鍵AK，譯碼輸出端Q1～QN分別經(jīng)開關(guān)二極管D1～DN依次連接右側(cè)編碼芯片PT2262的地址輸入端A0～AN－1。CD4017的邏輯功能可簡述為：初始狀態(tài)下 Q0=1、Q1～Q9=0；此后按一次 AK，Q1=1、其余輸出端=0；再按一次 AK，Q2=1、其余輸出端=0；以此類推，當(dāng) QN=1、其余輸出端=0 時，再按 AK，則因 QN＋1與 CR 相連，使 QN＋1=CR=1，于是 CD4017清零、回到初始狀態(tài) Q0=1、其余輸出端=0，可見QN＋1=CR=1并未形成宏觀狀態(tài)。因此，隨著每次按動AK，形成了Q0～QN逐位為 1、其余為0的不斷循環(huán)。其中 Q1～QN用于N個地址的循環(huán)選擇、并由 LED1～LEDN指示，而Q0=1、其余為0的初始狀態(tài)，則使遙控器回到省電待機(jī)模式，此時LED1～LEDN全部熄滅。

使用方法：以針對5#接收器發(fā)送1#遙控命令為例：在待機(jī)模式下，連續(xù)按壓AK至LED5發(fā)光，表明已選中5#接收器地址。此時按一下DK1，即可使5#接收器執(zhí)行1#遙控命令。

需要注意的是：每次用完遙控器后，為使其返回省電待機(jī)模式，須連續(xù)按壓AK，直至LED1～LED8全部熄滅。

3 四合一遙控系統(tǒng)應(yīng)用實例

上述兩種為實現(xiàn)N合一遙控而使一只遙控器具有地址N選一功能的方法中，直接選擇法簡單、直觀，適合頻繁的、隨機(jī)的針對各接收器的遙控操作。缺點是增加的按鍵多、占用電路板空間較大，如采用產(chǎn)品一對一遙控器改裝，很難在原有電路板上找到增加這些按鍵的恰當(dāng)位置，因此靈活性較差；而循環(huán)選擇法則更適合偶爾的、或順序的遙控操作各接收器。 由于僅增加一只按鍵，而且各發(fā)光二極管不會占用電路板板面，集成電路也可以架空、飛線，因此在采用產(chǎn)品一對一遙控器改裝時，容易布局且比較靈活。由此可見，在設(shè)計N合一遙控器時，應(yīng)根據(jù)具體情況，在以上兩種方法中選擇其一。

基于多地址循環(huán)選擇法設(shè)計制作四合一遙控系統(tǒng)，于2009年5月成功用于大慶油田電力調(diào)度中心日歷、時鐘、安全天數(shù)、功率總加4個數(shù)碼顯示牌偶然失復(fù)電后的遙控調(diào)校。

圖6是四合一遙控器的實物照片。該遙控器由產(chǎn)品一對一遙控器改造而成，并自制4個接收器與之共同構(gòu)成四合一遙控系統(tǒng)。因N=4，所以內(nèi)部CD4017的清零端CR應(yīng)接至譯碼輸出端Q5，而Q0及Q6～Q9均懸空。除在原遙控器內(nèi)部增加電路外，還在其外殼上打φ3.0 mm孔4個、φ5.0 mm孔1個，分別用于安裝4只發(fā)光二極管LED1～LDE4和1只地址選擇按鍵AK。

該遙控器中PT2262的低位地址端A0～A3分別經(jīng)二極管D1～D4依次與CD4017的譯碼輸出端Q1～Q4相連，高位地址端A4～A7均接地，1#～4#接收器的地址碼依次設(shè)置為：LLLLLLLF；LLLLLLFL；LLLLLFLL；LLLLFLLL。

遙控器相關(guān)技術(shù)指標(biāo)：供電電源：23A型12 V遙控器專用電池一粒；待機(jī)電流：2 μA；動態(tài)電流：8 mA；控制距離：≥50 m；發(fā)射頻率：315 mHz；遙控對象：4 個；遙控命令：4 個。

圖6 四合一遙控器的實物圖片F(xiàn)ig.6 Physical picture of four-into-one remote controller

4 結(jié)束語

N合一無線遙控系統(tǒng)，僅用一只遙控器，適用于同一應(yīng)用空間存在多個接收器、每接收器可執(zhí)行多項遙控命令的場合。

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