基于滾動碼技術(shù)的控制數(shù)據(jù)信息傳輸方案

[摘要] 本文提供選用KEELOQ滾動碼技術(shù)，用編碼集成電路HCS301對取樣信號進(jìn)行編碼，利用脈沖載波遙控技術(shù)完成信號的載波傳輸，用滾動碼譯碼集成電路HCS512對接收到的信號進(jìn)行譯碼，完成實(shí)現(xiàn)控制數(shù)據(jù)信息的可靠傳輸電路設(shè)計(jì)方案。該控制數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)可應(yīng)用于商場、賓館等場所。

[關(guān)鍵詞] 滾動碼 編碼 載波遙控 譯碼

一、控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)目傮w設(shè)計(jì)方案

在商場、賓館、學(xué)校、醫(yī)院等場所，有多種控制數(shù)據(jù)需要安全可靠傳輸。如各種控制報警信號等。設(shè)計(jì)一種基于滾動碼的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它由發(fā)射器、傳輸線路和接收器三部分組成。

發(fā)射器完成輸入脈沖的編碼，并將輸出信號調(diào)制后輸出;傳輸線路是信號傳輸?shù)耐緩?接收器從傳輸線路上接收相對應(yīng)的信號后解調(diào)并譯碼，輸出接收成功顯示信號和觸點(diǎn)式開關(guān)控制信號，以完成信號的傳輸。為了方便于使用，信號傳輸可采取了電力線載波方式。

二、電路設(shè)計(jì)的原理

1.發(fā)射器。取樣傳感器RT視實(shí)際需要不同類型的傳感器，如可以是煙霧傳感器等，它為發(fā)射器脈沖開關(guān)電路提供輸入信號，當(dāng)取樣傳感器達(dá)到了設(shè)定的極限，脈沖開關(guān)電路工作，可控硅SCR1被觸發(fā)并維持導(dǎo)通狀態(tài)為編碼器IC2、為載波振蕩發(fā)生器、脈沖調(diào)制發(fā)送器提供直流電源通路，使它們工作。同時，相應(yīng)的故障信息被傳遞給IC2的對應(yīng)引腳;IC2為可編程串行輸出滾動碼編碼器集成電路，可用HCS301。HCS301有四個輸入引腳、一個串行輸出引腳、一個地引腳和一個電源腳。滾動碼芯片是Microchip公司針對滾動碼無線遙控安全系統(tǒng)開發(fā)的，采用了跳碼加密原理。可以編入不同廠商的代碼、可以編入同一廠商的不同序列碼。每一塊HCS301須先通過編程器編程，而后與具體的滾動碼接收器如HCS512配對通訊學(xué)習(xí)成功之后，即可使用。發(fā)射碼長度達(dá)66位，編碼組數(shù)達(dá)六萬億組，發(fā)射一組有效編碼時間≤500ms，保證了安全性。在此選取HCS301的一腳s0用作輸入，其他三個引腳可同理被開發(fā)使用。

載波振蕩發(fā)生器產(chǎn)生100KHz～300KHz之間某一特定的頻率f0，調(diào)節(jié)內(nèi)部電位器確定頻率f0。使串行編碼指令在脈沖調(diào)制發(fā)送器內(nèi)調(diào)制載波信號發(fā)生器產(chǎn)生的f0信號后得到已調(diào)波，并送至載波放大輸出電路放大，經(jīng)隔離輸出級將信號輸送到電力線路上。

在守侯檢測狀態(tài)時不發(fā)送載波信號和已調(diào)波信號，只在保護(hù)啟動的瞬間輸出已調(diào)波信號。圖1是發(fā)射器電路原理圖。

2.傳輸線路。實(shí)際中，可以優(yōu)先考慮使用電路線路作為信號的傳輸線，實(shí)際應(yīng)用效果證實(shí)發(fā)射器和接收器接在同一電源相線上使用效果最佳。受場所空間的限制，也可以選擇紅外波傳輸或單獨(dú)敷設(shè)信號傳輸線路。

3.接收器。接收器通過C21、L21、C22、L22、中頻變壓器B2和C23組成選頻網(wǎng)絡(luò)，從載波線路上接收對應(yīng)發(fā)射器輸出的載波頻率為f0的已調(diào)波。信號經(jīng)解調(diào)電路、放大電路后輸入到滾動碼譯碼器集成電路IC22的譯碼輸入引腳18腳。若該滾動碼譯碼器是與事先編程的滾動碼編碼器配對通訊學(xué)習(xí)成功的，則譯碼成功，IC22可選HCS512。譯碼成功IC22的對應(yīng)引出腳輸出為高電平，經(jīng)R28使單穩(wěn)態(tài)開關(guān)電路輸出跳變?yōu)楦唠娖剑@時信息接收顯示電路工作，表示數(shù)據(jù)已經(jīng)可靠接收到；同時VD24導(dǎo)通，通過R36觸發(fā)VT21，由VT21、繼電器J2、VD25、R37及輔助元件組成的輸出電路立即使繼電器J2吸合，繼電器J2的觸點(diǎn)輸出去控制以立即切斷需要保護(hù)的設(shè)備供電電源以保護(hù)設(shè)備。圖2是接收器電路原理圖。

三、該控制數(shù)據(jù)信息傳輸系統(tǒng)具有的主要優(yōu)點(diǎn)

1.采用滾動碼編碼譯碼技術(shù)，解決了編碼組數(shù)少、編碼沖突的難題。

2.采用載波遙控技術(shù)，可利用電力線路作為載波線路完成信號的傳輸，不架桿敷線，安裝維護(hù)方便。

3.發(fā)射器電路發(fā)射一組有效串行編碼的時間:200ms～500ms;且在檢測守侯狀態(tài)時，不發(fā)送調(diào)制信號和載波信號，減小了發(fā)射器靜態(tài)損耗。

4.選取不同屬性的傳感器，可以將該方案應(yīng)用于不同的控制場合。

四、結(jié)論

本方案能夠?yàn)榭刂茢?shù)據(jù)傳輸提供一個新的實(shí)用的解決方案。

參考文獻(xiàn):

[1]KeeploqCodeHoppingEncoderHCS301， 2000Microchip TechnologyInc

[2]KeeploqCodeHoppingDccoderHCS512， 1998Microchip TechnologyInc

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。”