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摘 要

传统的遥控器的操作往往是一对一的信号传输，因此在对不同的小夜灯进行控制时就需要使用不同的遥控器，这会给老人们带来许多不便。如果能有一个通用型的无线遥控器来对家居环境中的各个小夜灯实现无线控制则能够在很大程度上改善老年人的生活。而东南大学射光所研发的433MHZ芯片则可以很好地实现这一功能。因此，本课题以《用于无限小夜灯的遥控器设计》为课题设计，以433MHZ频段信号的无线发射模块和接收模块为设计。首先对热释电红外传感器的原理及优缺点进行介绍，其次分析了本文设计的目的、任务与原理，接着对无线小夜灯遥控器的硬件进行设计，包括放大电路设计、时钟电路设计、复位电路设计以及发光电路设计，然后对无线小夜灯遥控器软件进行设计，通过主程序、中断服务程序流程图的设计，实现整个系统的软件设计。最后对系统进行仿真和调试，验证此系统设计的可行性和适用性。本文的研究对笔者国智能家居小夜灯的控制具有一定的参考借鉴作用。

关键词：无线遥控器；小夜灯；系统设计

目 录

摘要 1

1.绪论 4

1.1 研究背景及意义 4

1.2 国内外研究现状 5

1.3 研究思路及方法 6

2. 设计理论知识的介绍 7

2.1热释电红外传感器的简介 7

2.2热释电红外传感器的原理及特性 7

2.3热释电红外传感器的优缺点 8

3 无线小夜灯遥控器设计 9

3.1 设计目的 9

3.2 设计任务与要求 9

3.3 设计方案与论证 9

3.4 设计原理与功能说明 10

3.4.1 无线小夜灯遥控器设计原理 10

3.4.2 无线小夜灯遥控器功能说明 12

3.5 元器件选型 12

3.5.1 主机 12

3.5.2 A/D转换器 13

3.5.3 摇杆 14

3.5.4 无线模块 14

3.6主要模块的使用原理 15

3.6.1 AD模块-PCF8591 15

3.6.2 无线传输模块—433MHZ芯片 20

4 无线小夜灯遥控器硬件设计 29

4.1热释电红外传感器的原理 29

4.2小夜灯具体的电路模块的设计 29

4.2.1放大电路的设计 29

4.2.2时钟电路的设计 30

4.2.3复位电路的设计 30

4.2.4发光电路的设计 31

4.2.5光控电路的设计 32

4.2.6 延时电路的设计 32

4.2.7 WIFI模块设计 33

4.3系统硬件电路的选择及说明 33

5. 无线小夜灯遥控器软件设计 34

5.1 主程序流程图 34

5.2 中断服务程序流程图 35

5.3软件程序功能的实现 35

5.3.1 发送端 35

5.3.2 接收端 38

6. 系统仿真与调试 40

6.1元器件选择 40

6.2制作与调试 40

结论 42

参考文献 43

1.绪论

1.1 研究背景及意义

在现实生活中，许多老年人经常在晚上使用家用夜灯。 由于移动不方便，使用无线遥控器实现家庭控制的夜灯将为他们带来更大的便利。 然而，传统遥控器的操作通常是一对一的信号传输，因此需要不同的遥控器来控制不同的夜灯，这给老人带来很多不便。 如果你有一个通用的无线遥控器来无线控制家庭环境中的各种夜灯，你可以大大改善老人的生活。 东南大学开发的433MHZ芯片可以很好地实现这一功能，设计和开发成本低。

过去，大多数家用电器系统都是通过有线网络实现的，但这需要准备工作，如铺设线路，工程量很大，很难实现。 如今，在第五代移动通信网络的制定和发展中，智能家居的共同外观和性能提升是一个很大的特点。 这将使笔者们的日常生活更加方便和舒适，以及过去手动完成的许多重复性任务现在可以由计算机控制和更智能。 就夜灯而言，过去大多数夜灯都是由有线电缆和开关控制的; 使用无线传输技术控制无限夜灯非常简单方便。

本研究以《用于无限小夜灯的遥控器设计》为课题设计，以433MHZ频段信号的无线发射模块和接收模块为设计。相比于其他一些偏向于理论研究类的课题而言，本课题更侧重于实际运用和动手能力，主要需要完成433MHZ频段电路的射频发射模块的设计。而笔者之所以选择此课题，一方面是由于互联网时代的到来，无线通信技术变得越来越重要，而随着科学技术的发展，无线通信的频率已经变得越来越高。433MHZ频段的信号具有稳定、定向性好的特点，同时也具有较强的抗干扰性，因此此频段的信号对于无线遥控而言是十分合适的。本课题研究的通用型遥控设备主要由开/关键、置位键、确认键、返回键、数字键盘等部分组成，其外形与手机相仿。它的操作也很简单，就以本工程的无线小夜灯为例，打开遥控器后，直接可以通过开关等按键，来实现对无限小夜灯的开关、亮度调节等操作。本研究为笔者国智能家居小夜灯的控制具有一定的参考借鉴作用。

1.2 国内外研究现状

随着互联网时代的发展，无线传输频带逐渐增多。这是因为高频信息传输具有抗干扰性强，方向性好的特点，但能耗高。笔者需要参与设计和实施的项目与智能家居和室内短距离无线通勤技术密切相关。在近年来的各种短距离无线通信系统中，使用的更常见的工具包括蓝牙传输技术，无线LAN WLAN传输技术和Home RF技术。这些技术的实施更负责任。笔者们需要考虑底层硬件的开发，通信协议的研究，接口方法的设计以及软件堆栈的处理。开发周期长，成本通常很高。因此，这种嵌入式技术，特别是在智能家居和室内通信的环境中，难以被广泛使用。在设计现代智能家居环境系统时，笔者们需要考虑无线通信技术的可实现性，有效性和安全性，同时还要最大限度地降低设计和开发成本，并尝试考虑电子设备。机动性和便携性是因为智能家居产品需要推向商业市场。

在目前大多数家庭中，笔者们使用的遥控设备是各种普通遥控器。这些各种家用电器中的每一个都配备有遥控器。 桌面上七八种特殊遥控器（电视，空调，DVD播放器，放大器，音频等）的现象早已普遍存在。 但对于许多用户来说，查找和识别它们非常麻烦，更不用说这些遥控器的操作了。 因此，专用无线遥控器越来越难以满足每个人的要求，笔者们越来越迫切需要，有一个神奇的通用遥控器，用于控制家中的所有电器。

为了解决这些问题，现代无线通信技术已经开始研究高频带。笔者们发现一个频段可以满足这个要求，即433 MHz频段。这种频带中的电磁波具有良好的抗干扰性和方向性，非常适合室内无线定向短距离通信技术，可以大批量投入商业化生产。因此，出现了频率为433MHz的无线通用遥控装置，毫无疑问它为短距离无线通信提供了非常简单的解决方案。同时，它也是开发低成本，低功耗无线通信系统的理想选择。程序。在正常情况下，无线遥控设备由发送模块和接收模块组成，笔者需要实现的是发送模块，需要由单片机控制电路，LCD显示电路和无线发射电路。无线通信系统倾向于根据节点的数量分为单节点和多节点模式。单节点也称为点对点类型。它结构简单，体积小。它易于携带并用于控制单个家用电器的通信。多节点也称为点对多。它可以根据用户的要求设计不同的方式。它还可以轻松扩展，并且可以同时控制多个家用电器，并且功能齐全。

近年来，433MHZ遥控电路已开始出现在商用市场的无线遥控领域。与主要用于军事用途的315MHZ频段相比，433MHZ无线信息传输应用环境的灵敏度已达到-107dbm，接收距离大大增加。以433MHZ为载体的遥控器可以很好地应用于当代智能家居环境，为人们的生活带来极大的便利。

1.3 研究思路及方法

基于文献研究法和实验研究法，本课题以《用于无限小夜灯的遥控器设计》为课题设计，以433MHZ频段信号的无线发射模块和接收模块为设计。首先对热释电红外传感器的原理及优缺点进行介绍，其次分析了本文设计的目的、任务与原理，接着对无线小夜灯遥控器的硬件进行设计，包括放大电路设计、时钟电路设计、复位电路设计以及发光电路设计，然后对无线小夜灯遥控器软件进行设计，通过主程序、中断服务程序流程图的设计，实现整个系统的软件设计。最后对系统进行仿真和调试，验证此系统设计的可行性和适用性。

2. 设计理论知识的介绍

2.1热释电红外传感器的简介

热释电红外（PIR）传感器是20世纪80年代开发的一种新型高灵敏度探测器。 它是一种传感器，可以检测人体发出的红外线并输出电信号。 它本身不发射任何类型的辐射，它可以构成防入侵报警器或各种自动节能装置。 它以非接触方式检测人体辐射的红外能量的变化，并将其转换为电压信号输出。 通过放大该电压信号，可以驱动各种控制电路。图2-1显示了热释电红外传感器的内部电路框图。

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