小功率工業(yè)遙控器的研制

摘要：介紹一種應用在工業(yè)現場(chǎng)的具有高可靠性的無(wú)線(xiàn)遙控器的研制開(kāi)發(fā)。遙控器有手持發(fā)送器與被控接收器兩部分組成。被控接收器接收遙控器的信號，然后控制現場(chǎng)設備的運行。該遙控器是為了提高物流運輸中電動(dòng)葫蘆以及行車(chē)的控制的安全性和方便性而開(kāi)發(fā)的。經(jīng)過(guò)改進(jìn)也可用于其他設備的控制以及家庭使用，有較好的擴展性。

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)遙控，低功耗，HAC-UP數傳模塊，繼電器―交流接觸器

在一個(gè)公司的物流系統中，物體的搬運是一個(gè)大系統。而物體的搬運，一般都要用到電動(dòng)葫蘆以及行車(chē)這兩種工具。由于電動(dòng)葫蘆與物品需要移動(dòng)，操作人員必須拿著(zhù)手持控制器隨物品的移動(dòng)而走動(dòng)，而手持控制器也要拉著(zhù)長(cháng)長(cháng)的一捆線(xiàn)，這樣操作人員操作起來(lái)既不方便也很不安全。因此，一般公司及需要一種又安全、方便并且價(jià)格不是太昂貴的工業(yè)遙控器。從目前情況來(lái)看，國內外這方面的產(chǎn)品不是很多。在國外，主要有德國及臺灣的幾家公司在開(kāi)發(fā)，但是他們的價(jià)格相對比較貴，一般都在3000元每套以上；而在國內只有江蘇的江陰凱澄起重機械有限公司在做該類(lèi)產(chǎn)品，并且該產(chǎn)品還有很多不完善的地方?；谶@種情況，我們設計了這款遙控器，經(jīng)過(guò)廠(chǎng)方的試用，反映較好，達到了很好的可靠性，在節能方面也做得不錯，兩節五號堿性電池能夠工作一年以上，遠遠超過(guò)了國家標準

1．無(wú)線(xiàn)數傳模塊HAC―UP簡(jiǎn)介

在我們所做的這款工業(yè)遙控器中，我們直接采用了深圳華奧通信技術(shù)有限公司的無(wú)線(xiàn)數傳模塊HAC―UP24。該無(wú)線(xiàn)數傳模塊基于FSK的調制方法，采用高效前向糾錯信道編碼技術(shù)，在信道誤碼率為10-2時(shí)，可得到實(shí)際誤碼率為10-5－10-6。HAC―ＵP具有低功耗及休眠功能。接收情況下，電流10mA，發(fā)射電流30mA，休眠電流10uA，故非常適合于電池供電的產(chǎn)品。經(jīng)實(shí)際測試，我們所開(kāi)發(fā)的這款遙控器產(chǎn)品性能優(yōu)良。

２．系統硬件組成

此款小功率遙控器有兩部分組成，其一是手持端發(fā)送器，另一是控制端接收器。手持端負責發(fā)送操作人員所發(fā)出的命令，控制端接收手持端的命令并執行相應的命令。

手持端采用電池供電，所以其功耗就顯得十分重要，是整個(gè)遙控器手持端的靈魂所在?；诖朔N原因，我們從硬件和軟件兩個(gè)方面實(shí)現其低功耗的要求。從器件原則上，我們一律采用低功耗的CMOS芯片，單片機采用的是低功耗的，低電壓供電的(3.6V)，有完全掉電模式的，自帶看門(mén)狗電路的，自帶電壓比較器的，自帶鍵盤(pán)中斷電路的飛利浦單片機P89LPC932，低功耗的無(wú)線(xiàn)數傳模塊HAC－UP24以及其他一些外圍輔助電路。采用內部集成各種功能的飛利浦單片機P89LPC932可以減少電路板的面積，且有利于降低系統的功耗。 系統組成框圖如下：

控制接收端與強電系統直接相掛接，因此各種干擾將會(huì )非常多，所以其可靠性與抗干擾性就顯得十分重要，它是系統能夠投入的基礎。為此，我們從硬件、軟件等方面下了大功夫。由于行車(chē)及電動(dòng)葫蘆的滑行，實(shí)際供電電源會(huì )出現瞬時(shí)斷電的情況，故在電源引線(xiàn)上并聯(lián)了了大容量的電容進(jìn)行續電，實(shí)踐證明，這一步非常重要。然后進(jìn)行整流，濾波。由于工業(yè)現場(chǎng)的供電電源并不夠理想，干擾情況比較嚴重，故又增加了DC-->DC變換器提高電源質(zhì)量。由于系統的輸出是驅動(dòng)繼電器―接觸器系統，進(jìn)一步控制電機的運行，因此必須進(jìn)行弱電、強電系統隔離，我們采用日本惠普公司的光電耦合器TIP521-4。由于工業(yè)現場(chǎng)的干擾太大了，經(jīng)常有脈沖干擾出現，因此不能采用使用下降沿鎖存的一系列芯片，比較74LS244。實(shí)踐證明，該類(lèi)產(chǎn)品在使用時(shí)會(huì )出現錯誤。綜合上面所述，我們的產(chǎn)品結構框圖如下：

３．系統軟件原理

手持端最重要的一點(diǎn)就是怎樣實(shí)現系統的低功耗，故在軟件上我人也采取了一系列措施。
由于單片機P89LPC932是一種低功耗芯片，其典型的工作電流是10mA（4-12M晶振，3.6V工作電壓），而其掉電電流僅只有1uA，因此非常適合于電池供電的系統。為了盡可能降低系統的功耗，我們采取了如下措施：系統上電后，初始化單片機P89LPC932各功能模塊，之后休眠數傳模塊HAC―UP，矩陣鍵盤(pán)掃描口線(xiàn)清零，最后單片機P89LPC932進(jìn)入掉電模式。當有鍵盤(pán)按下之后，鍵盤(pán)中斷使單片機P89LPC932重新進(jìn)入正常模式，然后讀取鍵值，并喚醒數傳模塊HAC-UP發(fā)送數據，開(kāi)啟看門(mén)狗定時(shí)器，看門(mén)狗定時(shí)器中斷后，查尋是否仍有按鍵，若有，則讀鍵值并發(fā)送數據，若無(wú)按鍵，則發(fā)送無(wú)按鍵命令，并休眠數傳模塊HAC-UP和單片機P89LPC932進(jìn)入完全掉電模式。經(jīng)過(guò)這種功耗處理，使系統完全達到了我們的要求。程序流程圖如下。