紅外遙控控制技術(shù)的應(yīng)用

摘要：國(guó)內(nèi)各港口、碼頭的大型行吊設(shè)備及各物流運(yùn)輸公司的多臺(tái)行吊設(shè)備均采用的是人工登高作業(yè)操作方式，其存在安全系數(shù)低、人員工資高等缺陷。為了增加安全性能，減少操作人員，降低勞動(dòng)成本，我和我校相關(guān)專(zhuān)業(yè)老師鉆研無(wú)線(xiàn)控制技術(shù)和GPS導(dǎo)航技術(shù).成功研發(fā)了紅外操作遙控系統(tǒng)，并將該系統(tǒng)在高空運(yùn)行的行吊設(shè)備上得到了很好的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：行吊設(shè)備；紅外遙控解碼技術(shù)；發(fā)射機(jī)；接收機(jī)；新技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-3315(2011)12-140-002

一、遙控系統(tǒng)的簡(jiǎn)介及基本原理

1.系統(tǒng)概述

遙控操作系統(tǒng)，根據(jù)行車(chē)運(yùn)行、操作控制原理，采用專(zhuān)用MCU，運(yùn)用多路紅外遙控解碼技術(shù)，手持遠(yuǎn)紅外遙控發(fā)射器發(fā)出指令編碼，在不改變行車(chē)原有功能的基礎(chǔ)上，通過(guò)改造加裝到行吊后，當(dāng)行車(chē)發(fā)生故障停在某工位時(shí)，可以遙控行車(chē)進(jìn)行復(fù)位、上升、下降、前進(jìn)、后退、左行、右行等動(dòng)作，避免登高作業(yè)，大大減輕操作人員的工作負(fù)荷，增加了安全系數(shù)，并加快了故障排除速度，提高了工作效率。

2.基本原理

智能紅外遙控系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩大部分組成，應(yīng)用編，解碼專(zhuān)用集成芯片來(lái)進(jìn)行控制操作，如圖1所示。

(1)遙控發(fā)射器及其編碼

遙控發(fā)射碼采用脈寬調(diào)制的串行碼，以脈寬為0.565ms、間隔0.56ms、周期為1.125ms的組合表示二進(jìn)制的“O”；以脈寬為0.565ms、間隔1.685ms、周期為2.25ms的組合表示二進(jìn)制的“1”。遙控器在按鍵按下后，周期性地發(fā)出同一種32位二進(jìn)制碼，周期約為108ms。一組碼本身的持續(xù)時(shí)間隨它包含的二進(jìn)制“0”和“1”的個(gè)數(shù)不同而不同，大約在45-63ms之間。

(2)接收器及解碼

采用集紅外線(xiàn)接收和放大于一體的紅外線(xiàn)接收器，完成從紅外線(xiàn)接收到TTL電平輸出數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至MCU的PA6口，通過(guò)單片機(jī)解碼程序進(jìn)行解碼，并根據(jù)相應(yīng)指令驅(qū)動(dòng)相應(yīng)電路完成具體動(dòng)作。

二、遙控系統(tǒng)在小車(chē)上的運(yùn)用

1.技術(shù)方案及工作流程

每組行吊系統(tǒng)配備1-2個(gè)遙控器，每輛行車(chē)加裝一塊遙控接收板，通過(guò)設(shè)置編碼地址區(qū)別不同行車(chē)號(hào)(編碼與行車(chē)號(hào)一致)，遙控板信號(hào)輸出端子可接至行車(chē)PLC輸入端子或連接至電控箱操作面板功能按鈕。重新設(shè)計(jì)完成后遙控系統(tǒng)與原行車(chē)控制操作系統(tǒng)相兼容。

進(jìn)行控制操作時(shí)，必須先按遙控器對(duì)應(yīng)的行車(chē)序號(hào)按鍵，選擇被控制行車(chē)，選號(hào)正確時(shí)遙控接收板綠色指示燈亮，進(jìn)行功能按鍵操作有效。否則遙控接收板綠色指示燈閃爍，表示選號(hào)不正確，功能按鍵操作無(wú)效。這樣避免了有多輛行車(chē)時(shí)相互之間信號(hào)干擾而發(fā)生誤操作，確保了操作的可靠性。

遙控裝置發(fā)送與接收板結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。

2.遙控系統(tǒng)工作參數(shù)

遙控發(fā)射器：遙控器工作電壓：3V(使用兩節(jié)6號(hào)堿性電池)；發(fā)射功率：≥5mw；發(fā)射距離：7-8m。

輸出功能：6路雙觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出(I IOA U~<125V~)

3.車(chē)號(hào)地址編碼

行車(chē)號(hào)地址采用二進(jìn)制編碼，五個(gè)跨接插件對(duì)應(yīng)A0~A4，設(shè)定編號(hào)與小車(chē)編號(hào)一致。為防止誤動(dòng)作，同一組行車(chē)必須避免重號(hào)，確保地址的唯一性。

4.工作過(guò)程

4.1先按選號(hào)鍵，選號(hào)正確時(shí)接收板綠燈常亮，不正確時(shí)綠燈閃爍5次提示選號(hào)錯(cuò)誤。

4.2再按功能鍵，正確時(shí)接收板對(duì)應(yīng)紅燈亮，繼電器吸合有信號(hào)輸出，不正確時(shí)綠燈閃爍5次，無(wú)信號(hào)輸出。

功能鍵1-功能鍵6對(duì)應(yīng)于前進(jìn)、后退、上升、下降、左行、右行。對(duì)應(yīng)于行車(chē)控制面板，功能鍵1一功能鍵5為按鈕型，功能鍵6為開(kāi)關(guān)型(自鎖)。

功能鍵(前進(jìn))1：按住-繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“1”，松開(kāi)一輸出“O”；功能鍵(后退)2：按住一繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“1”，松開(kāi)一輸出“O”；功能鍵(上升)3：按住一繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“1”，松開(kāi)一輸出“0”；功能鍵(下降)4：按住一繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“1”，松開(kāi)一輸出“O”；功能鍵(左行)5：按住一繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“1”，松開(kāi)一輸出“O”；功能鍵(右行)6：按住一繼電器集合紅色指示燈亮，輸出“l(fā)”，松開(kāi)一輸出“O”。

5.電路原理

由多路遙控器電氣原理圖及上述電路板排布圖可以看出，發(fā)射機(jī)與接受機(jī)均采用HT45R05A芯片進(jìn)行編制程序，通過(guò)紅外線(xiàn)發(fā)射頭、接收頭實(shí)現(xiàn)通訊，其質(zhì)量的好壞直接影響控制距離的遠(yuǎn)近，一般質(zhì)量好一點(diǎn)的可以實(shí)現(xiàn)高度8m的遙控控制效果；通訊部分包含行車(chē)號(hào)、功能兩部分，發(fā)射機(jī)可以制作成電視機(jī)遙控器的大小，方便操作，只要按下按鍵就能實(shí)現(xiàn)操作；接收機(jī)主要由區(qū)別行車(chē)號(hào)的車(chē)號(hào)編碼設(shè)置(其編號(hào)方法由編碼表可知)、輸出控制六個(gè)功能的繼電器，繼電器的出點(diǎn)通過(guò)接線(xiàn)端子與行車(chē)控制柜的按鈕實(shí)現(xiàn)同步控制效果，即：NC(常閉觸點(diǎn))與NC實(shí)現(xiàn)串聯(lián)，NO(常開(kāi)觸點(diǎn))與N0實(shí)現(xiàn)并聯(lián)，這樣可以實(shí)現(xiàn)行車(chē)控制柜上的常開(kāi)點(diǎn)功能鍵、常閉點(diǎn)功能鍵與遙控器的功能鍵實(shí)現(xiàn)的控制目標(biāo)一致。

發(fā)射機(jī)僅僅需要3.0VDC，通常使用兩節(jié)1.5V的電池就能滿(mǎn)足使用，而且正常能使用六個(gè)月；接受電路的正常使用電壓為VDC24，可以由行車(chē)控制柜提供給傳感器的24V穩(wěn)壓電源直接提供。主要根據(jù)紅外遙控技術(shù)的基本原理及多路控制的編碼技術(shù)，設(shè)計(jì)紅外遙控系統(tǒng)電氣圖，從而完成紅外遙控系統(tǒng)，使遙控系統(tǒng)控制與行車(chē)控制面板實(shí)現(xiàn)相同功能控制。