本发明专利技术公开了一种超高速红外无线信息传递方法，本发明专利技术的超高速红外无线信息传递方法，立足于快速输出触点信号，已有的红外通讯方式难以满足系统的要求，为此本发明专利技术在对比现有技术的情况下，选择高速红外信号的信息作为传送，并利用电路完成对红外信号的接收和处理，能保证红外信号在一定的距离之间信号稳定，可以将信号在极短的时间内发送出去。
An ultra high speed infrared wireless information transmission method
The invention discloses an ultra high speed infrared wireless information transmission method, ultra high speed infrared wireless information transmission method of the invention, based on the fast output contact signal, the infrared communication is difficult to meet the requirements of the system, the invention in contrast to the existing technical conditions, the choice of high speed infrared signal as the transmitting information. And use the circuit to complete the receiving and processing of the infrared signal and infrared signal can ensure stable signal between a certain distance, the signals can be transmitted in a very short period of time.
【技术实现步骤摘要】
一种超高速红外无线信息传递方法
本专利技术涉及一种无线信息传递方法。
技术介绍
在一些应用场合中，由于物理位置和工作方式的原因，传统的有线连接方式难以开展，需要依赖无线的方式来进行数据传输。对于无线传输的过程中，目前常见的无线形式有很多，如红外、433M的通讯、蓝牙、wifi、zigbee等，形式多种多样，特别是红外的方式，由于其价格低、实现简单，在家电等领域应用极广。但对于普通的红外而言，大多采用38K传输，并遵循一定的协议，现有的红外通讯包括两种方式：PWM（脉冲宽度调制）和PPM（脉冲位置调制）。两种形式编码的代表分别为NEC和PHILIPS的RC-5、RC-6以及将来的RC-7。PWM（脉冲宽度调制）：以发射红外载波的占空比代表“0”和“1”。为了节省能量，一般情况下，发射红外载波的时间固定，通过改变不发射载波的时间来改变占空比。例如常用的电视遥控器，使用NECupd6121，其“0”为载波发射0.56ms,不发射0.56ms；其“1”为载波发射0.56ms,不发射1.68ms；此外，为了解码的方便，还有引导码，upd6121的引导码为载波发射9ms，不发射4.5ms。upd6121总共的编码长度为108ms。但并不是所有的编码器都是如此，比如TOSHIBA的TC9012，其引导码为载波发射4.5ms，不发射4.5ms，其“0”为载波发射0.52ms,不发射0.52ms,其“1”为载波发射0.52ms,不发射1.04ms。PPM（脉冲位置调制）：以发射载波的位置表示“0”和“1”。从发射载波到不发射载波为“0”，从不发射载波到发射载波为“1”。其发射载波和不发射载波的时间相同，都为0.68ms，也就是每位的时间是固定的。综述上面的情况，可以发现红外的一个信号的发送都是在毫秒（ms）级别，不适合于一些高速的应用情况。
技术实现思路
本专利技术提供一种超高速红外无线信息传递方法，可以将信号在极短的时间内发送出去。本专利技术提供的技术方案是：一种超高速红外无线信息传递方法，采用红外发射端和红外接收端，红外发射端内置无线信号发射电路板，无线信号发射电路板设置成6面形式，每个面都安置有红外发射电路，接收端内置无线接收电路板，无线接收电路板电路包含红外线信号采集模块、信号放大模块、信号比较整形模块，红外线信号采集模块包括红外接收管D2、电阻R3、R4，红外接收管D2阴极接5V电压，并且并联一个电阻R3，红外接收管D2和电阻R3串联电阻R4，电阻R4的另一端接地，红外接收管D2接收到的信号通过其阳极输出到后面的调理电路，即该模块的信号输出端口SignalOut1，信号放大模块包括运算放大器LM324N，电容C1、电容C2，电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12，运算放大器LM324N的4端口接5V电压，11端口接地，为运算放大器提供电源，红外线信号采集模块的信号输出端SignalOut1即为信号放大模块的信号输入端SignalIn1，SignalIn1串接电容C1，以隔除信号中的直流信号，运算放大器的端口2接一个电阻R5，电阻R5的另一端串接电容C1，完成信号输入到运放的反相输入端口2，运放的反相输入端口2与输出端口1并联电阻R6，电阻R7和R8并接在电压5V和地之间完成分压，电阻R7和R8公共结点接到运算放大器的正相输入端口3，为运算放大器提供参考电压，运算放大器的输出端口1串接电容C2，以隔除信号中的直流信号，运算放大器的端口6接电阻R9，电阻R9的另一端串接电容C2，完成信号输入到运放的反相输入端口6，运放的反相输入端口6输出端口7并联电阻R10，电阻R11和R12并接在电压5V和地之间完成分压，电阻R11和R12公共结点接到运算放大器的正相输入端口5，为运算放大器提供参考电压，运算放大器的输出端口7接信号输出端口SignalOut2，为后面的电路提供信号；信号比较整形模块包括电压比较器LM393P、电阻R13、电阻R14、电阻R15，电压比较器的端口8接电压5V，端口4接地，信号放大模块的红外信号输出端口SignalOut2从信号比较整形模块的信号输入端SignalIn2输入并接到电压比较器的反相输入端口2，电阻R13和电阻R14串联并并接在5V和地之间，电阻R13和电阻R14的公共端口接到电压比较器的正相输入端口3，电阻R15并接在电压比较器的端口3和输出端口1之间，电压比较器输出端口1接信号输出端口DataOut；无线信号发射电路在接收到触点信号的时候，快速唤醒，唤醒时间在2-3us，然后由处理器产生PWM信号来驱动红外发射管，让红外管发射一定频率的信号，信号发送以高电平开始，高电平占空比为1/3，本专利技术需要传递的信息如下：1）触点开启信号传递发射端在电池供电后，平时进入到低功耗状态，用于节省电量，触点是常闭状态，按照发射端的电量接法，平时处于高电平的情况；当设备的顶针被触及时，触点的状态发生改变，发射端中的处理器，接收到触点传递过来的下降沿信号，处理器被迅速唤醒，进去到活跃状态，发射端向6路红外发射管发出特定波形，为有效区分，定义触点开启信号为：频率120khz，占空比为30%的PWM波形，接收端处理器将红外接收到的信号进行放大，再将模拟信号转为高低电平信号，接收端对此信号进行接收处理，总的思路就是测量两个上升沿的间隔时间，处理过程如下：在得到有效脉冲信号后，进行脉冲频率计算，看频率是否符合定义的频率区间，若是，则交由后级机构，否则做丢弃处理；为提高接收的可靠性，在接收到的信号的频率界定为100kz，+/-2khz；2）电量正常信号传递在传递完触点信号后，下一次触点信号还没到来前，传递电量正常信号；电量正常信号频率界定为：110khz+/-2khz；3）电量低状态信号传递：频率界定为100khz+/-2khz；4）电量极低状态信号传递：频率界定为90khz+/-2khz。所述红外发射电路包括触点信号捕捉电路、低功耗处理器，在接收到触点信号的时候，快速唤醒低功耗处理器，唤醒时间在2-3us，然后由处理器产生PWM信号来驱动红外发射管，让红外管发射一定频率的信号，为了达到快速通讯的要求，PWM的功率会限定在100k-150K之间，在发射完触点信号后，处理器在一定的间隔时间后发送电量信息，而后进入到低功耗状态。本专利技术的超高速红外无线信息传递方法，立足于快速输出触点信号，已有的红外通讯方式难以满足系统的要求，为此本专利技术在对比现有技术的情况下，选择高速红外信号的信息作为传送，并利用电路完成对红外信号的接收和处理，能保证红外信号在一定的距离之间信号稳定，可以将信号在极短的时间内发送出去。附图说明图1是本专利技术的设备工作示意图。图2是本专利技术的无线信号发射电路板结构示意图一。图3是本专利技术的无线信号发射电路板结构示意图二。图4是本专利技术的无线信号发射电路板展开结构示意图。图5是本专利技术的无线信号发射电路结构示意图。图6是本专利技术的无线信号接收电路结构示意图。图7是本专利技术的红外线信号采集模块示意图。图8是本专利技术的信号放大模块示意图。图9是本专利技术的信号比较整形模块示意图。图10是本专利技术脉冲信号识别判定流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细的描述。如图1所示左侧是红外本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超高速红外无线信息传递方法，其特征在于，采用红外发射端和红外接收端，红外发射端内置无线信号发射电路板，无线信号发射电路板设置成6面形式，每个面都安置有红外发射电路，接收端内置无线接收电路板，无线接收电路板电路包含红外线信号采集模块、信号放大模块、信号比较整形模块，红外线信号采集模块包括红外接收管D2、电阻R3、R4，红外接收管D2阴极接5V电压，并且并联一个电阻R3，红外接收管D2和电阻R3串联电阻R4，电阻R4的另一端接地，红外接收管D2接收到的信号通过其阳极输出到后面的调理电路，即该模块的信号输出端口SignalOut1，信号放大模块包括运算放大器LM324N，电容C1、电容C2，电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12，运算放大器LM324N的4端口接5V电压，11端口接地，为运算放大器提供电源，红外线信号采集模块的信号输出端SignalOut1即为信号放大模块的信号输入端SignalIn1，SignalIn1串接电容C1，以隔除信号中的直流信号，运算放大器的端口2接一个电阻R5，电阻R5的另一端串接电容C1，完成信号输入到运放的反相输入端口2，运放的反相输入端口2与输出端口1并联电阻R6，电阻R7和R8并接在电压5V和地之间完成分压，电阻R7和R8公共结点接到运算放大器的正相输入端口3，为运算放大器提供参考电压，运算放大器的输出端口1串接电容C2，以隔除信号中的直流信号，运算放大器的端口6接电阻R9，电阻R9的另一端串接电容C2，完成信号输入到运放的反相输入端口6，运放的反相输入端口6输出端口7并联电阻R10，电阻R11和R12并接在电压5V和地之间完成分压，电阻R11和R12公共结点接到运算放大器的正相输入端口5，为运算放大器提供参考电压，运算放大器的输出端口7接信号输出端口SignalOut2，为后面的电路提供信号；信号比较整形模块包括电压比较器LM393P、电阻R13、电阻R14、电阻R15，电压比较器的端口8接电压5V，端口4接地，信号放大模块的红外信号输出端口SignalOut2从信号比较整形模块的信号输入端SignalIn2输入并接到电压比较器的反相输入端口2，电阻R13和电阻R14串联并并接在5V和地之间，电阻R13和电阻R14的公共端口接到电压比较器的正相输入端口3，电阻R15并接在电压比较器的端口3和输出端口1之间，电压比较器输出端口1接信号输出端口DataOut；无线信号发射电路在接收到触点信号的时候，快速唤醒，唤醒时间在2‑3us，然后由处理器产生PWM信号来驱动红外发射管，让红外管发射一定频率的信号，信号发送以高电平开始，高电平占空比为1/3，需要传递的信息如下：触点开启信号传递发射端在电池供电后，平时进入到低功耗状态，用于节省电量，触点是常闭状态，按照发射端的电量接法，平时处于高电平的情况；当设备的顶针被触及时，触点的状态发生改变，发射端中的处理器，接收到触点传递过来的下降沿信号，处理器被迅速唤醒，进去到活跃状态，发射端向6路红外发射管发出特定波形，为有效区分，定义触点开启信号为：频率120khz ，占空比为30%的PWM波形，接收端处理器将红外接收到的信号进行放大，再将模拟信号转为高低电平信号，接收端对此信号进行接收处理，测量两个上升沿的间隔时间，处理过程如下：在得到有效脉冲信号后，进行脉冲频率计算，看频率是否符合定义的频率区间，若是，则交由后级机构，否则做丢弃处理；为提高接收的可靠性，在接收到的信号的频率界定为 100kz，+/‑ 2khz；电量正常信号传递在传递完触点信号后，下一次触点信号还没到来前，传递电量正常信号；电量正常信号频率界定为：110khz+/‑ 2khz；电量低状态信号传递：频率界定为100khz+/‑ 2khz；电量极低状态信号传递：频率界定为90khz+/‑ 2khz。...
【技术特征摘要】
1.一种超高速红外无线信息传递方法，其特征在于，采用红外发射端和红外接收端，红外发射端内置无线信号发射电路板，无线信号发射电路板设置成6面形式，每个面都安置有红外发射电路，接收端内置无线接收电路板，无线接收电路板电路包含红外线信号采集模块、信号放大模块、信号比较整形模块，红外线信号采集模块包括红外接收管D2、电阻R3、R4，红外接收管D2阴极接5V电压，并且并联一个电阻R3，红外接收管D2和电阻R3串联电阻R4，电阻R4的另一端接地，红外接收管D2接收到的信号通过其阳极输出到后面的调理电路，即该模块的信号输出端口SignalOut1，信号放大模块包括运算放大器LM324N，电容C1、电容C2，电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12，运算放大器LM324N的4端口接5V电压，11端口接地，为运算放大器提供电源，红外线信号采集模块的信号输出端SignalOut1即为信号放大模块的信号输入端SignalIn1，SignalIn1串接电容C1，以隔除信号中的直流信号，运算放大器的端口2接一个电阻R5，电阻R5的另一端串接电容C1，完成信号输入到运放的反相输入端口2，运放的反相输入端口2与输出端口1并联电阻R6，电阻R7和R8并接在电压5V和地之间完成分压，电阻R7和R8公共结点接到运算放大器的正相输入端口3，为运算放大器提供参考电压，运算放大器的输出端口1串接电容C2，以隔除信号中的直流信号，运算放大器的端口6接电阻R9，电阻R9的另一端串接电容C2，完成信号输入到运放的反相输入端口6，运放的反相输入端口6输出端口7并联电阻R10，电阻R11和R12并接在电压5V和地之间完成分压，电阻R11和R12公共结点接到运算放大器的正相输入端口5，为运算放大器提供参考电压，运算放大器的输出端口7接信号输出端口SignalOut2，为后面的电路提供信号；信号比较整形模块包括电压比较器LM393P、电阻R13、电阻R14、电阻R15，电压比较器的端口8接电压5V，端口4接地，信号放大模块的红外信号输出端口SignalOut2从信号比较整形模块的信号输入端Sign...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾敏明，李涛，赖乾恩，杨锦，徐贤局，潘海鹏，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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