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小功率工业遥控器的研制

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍一种应用在工业现场的具有高可靠性的无线遥控器的研制开发。遥控器有手持发送器与被控接收器两部分组成。被控接收器接收遥控器的信号,然后控制现场设备的运行。该遥控器是为了提高物流运输中电动葫芦以及行车的控制的安全性和方便性而开发的。经过改进也可用于其他设备的控制以及家庭使用,有较好的扩展性。

    关键词:无线遥控,低功耗,HAC-UP数传模块,继电器—交流接触器

    在一个公司的物流系统中,物体的搬运是一个大系统。而物体的搬运,一般都要用到电动葫芦以及行车这两种工具。由于电动葫芦与物品需要移动,操作人员必须拿着手持控制器随物品的移动而走动,而手持控制器也要拉着长长的一捆线,这样操作人员操作起来既不方便也很不安全。因此,一般公司及需要一种又安全、方便并且价格不是太昂贵的工业遥控器。从目前情况来看,国内外这方面的产品不是很多。在国外,主要有德国及台湾的几家公司在开发,但是他们的价格相对比较贵,一般都在3000元每套以上;而在国内只有江苏的江阴凯澄起重机械有限公司在做该类产品,并且该产品还有很多不完善的地方。基于这种情况,我们设计了这款遥控器,经过厂方的试用,反映较好,达到了很好的可靠性,在节能方面也做得不错,两节五号碱性电池能够工作一年以上,远远超过了国家标准

    1.无线数传模块HAC—UP简介

    在我们所做的这款工业遥控器中,我们直接采用了深圳华奥通信技术有限公司的无线数传模块HAC—UP24。该无线数传模块基于FSK的调制方法,采用高效前向纠错信道编码技术,在信道误码率为10-2时,可得到实际误码率为10-5-10-6。HAC—UP具有低功耗及休眠功能。接收情况下,电流<10mA,发射电流<30mA,休眠电流<10uA,故非常适合于电池供电的产品。经实际测试,我们所开发的这款遥控器产品性能优良。

    2.系统硬件组成

    此款小功率遥控器有两部分组成,其一是手持端发送器,另一是控制端接收器。手持端负责发送操作人员所发出的命令,控制端接收手持端的命令并执行相应的命令。

    手持端采用电池供电,所以其功耗就显得十分重要,是整个遥控器手持端的灵魂所在。基于此种原因,我们从硬件和软件两个方面实现其低功耗的要求。从器件原则上,我们一律采用低功耗的CMOS芯片,单片机采用的是低功耗的,低电压供电的(3.6V),有完全掉电模式的,自带看门狗电路的,自带电压比较器的,自带键盘中断电路的飞利浦单片机P89LPC932,低功耗的无线数传模块HAC-UP24以及其他一些外围辅助电路。采用内部集成各种功能的飞利浦单片机P89LPC932可以减少电路板的面积,且有利于降低系统的功耗。 系统组成框图如下:

小功率工业遥控器的研制

  控制接收端与强电系统直接相挂接,因此各种干扰将会非常多,所以其可靠性与抗干扰性就显得十分重要,它是系统能够投入的基础。为此,我们从硬件、软件等方面下了大功夫。由于行车及电动葫芦的滑行,实际供电电源会出现瞬时断电的情况,故在电源引线上并联了了大容量的电容进行续电,实践证明,这一步非常重要。然后进行整流,滤波。由于工业现场的供电电源并不够理想,干扰情况比较严重,故又增加了DC-->DC变换器提高电源质量。由于系统的输出是驱动继电器—接触器系统,进一步控制电机的运行,因此必须进行弱电、强电系统隔离,我们采用日本惠普公司的光电耦合器TIP521-4。由于工业现场的干扰太大了,经常有脉冲干扰出现,因此不能采用使用下降沿锁存的一系列芯片,比较74LS244。实践证明,该类产品在使用时会出现错误。综合上面所述,我们的产品结构框图如下:

小功率工业遥控器的研制

3.系统软件原理

    手持端最重要的一点就是怎样实现系统的低功耗,故在软件上我人也采取了一系列措施。
由于单片机P89LPC932是一种低功耗芯片,其典型的工作电流是10mA(4-12M晶振,3.6V工作电压),而其掉电电流仅只有1uA,因此非常适合于电池供电的系统。为了尽可能降低系统的功耗,我们采取了如下措施:系统上电后,初始化单片机P89LPC932各功能模块,之后休眠数传模块HAC—UP,矩阵键盘扫描口线清零,最后单片机P89LPC932进入掉电模式。当有键盘按下之后,键盘中断使单片机P89LPC932重新进入正常模式,然后读取键值,并唤醒数传模块HAC-UP发送数据,开启看门狗定时器,看门狗定时器中断后,查寻是否仍有按键,若有,则读键值并发送数据,若无按键,则发送无按键命令,并休眠数传模块HAC-UP和单片机P89LPC932进入完全掉电模式。经过这种功耗处理,使系统完全达到

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