南昌航空大学 学士学位论文
一种微功率汽车遥控钥匙（软件部分）
1 绪论
1.1课题的目的以及意义
科学技术的快速进步，人们对于生活的节奏要求也变得越来越高，因此人们一直在需求更快更方便的生活方式，在后来科学家发明了遥控器，伴随着遥控器的发展慢慢的满足了人们对于快节奏生活的要求，使得人们可以从很远的地方完成操作控制。随着社会科技以及电气的发展，各种无线远距离控制工具便进入了大众的视线。在其中汽车遥控钥匙也是其中一个很重要的组成部分。在现在很多汽车遥控中都是采用对频技术来实现控制汽车的[1]。在1800年科学家威廉.赫歇尔发现了红外线，经过长时间的发展在20世纪70年代红外遥控技术开始慢慢的发展起来。在日常生活中红外线的使用十分普遍，红外线是在一定特定频段的不可见波，在传输过程中室分稳定，不会受其他的信号的干扰。红外发射管发射的有效的距离可以差不多8-10m，可以满足对汽车的控制。而且红外通信控制的功率低，这就增加了遥控器的续航能力。本课题就是对红外线的传输特性进行研究，通过两块单片机实行对红外线的编码发射和解码接收并产生控制的一个过程，在此过程中就实现了两个单片机之间的通讯。在未来的智能社会的发展的趋势中硬件与硬件之间的无线通讯将会在人们的生活中扮演重要的角色。本课题中过单片机外加红外发射管组成一个手持的遥控[2]。利用单片机产生编码发射出去。利用单片机加接收头就可以组成一个接收的模块。在其中具有简单，操作性强，安全等特点。
红外线技术的诞生以及应用对于现在以及未来具有十分重要的意义。红外线被广泛的运用在社会的民用领域，医用领域以及军用领域。在民用领域中主要是各种电器类遥控，在医用领域中红外成像技术起到了十分重要的作用，军用领域中红外制导技术在其中扮演了重要的作用。红外技术在汽车行业中也起到了十分重要的作用比如说红外防撞雷达[3]-[6]，红外烤漆等技术，随着红外编码技术电子硬件控制技术的发展，红外传输在生活和工业中的发展也发生巨大改变。自从建立了统一的红外传输标准之后，有力地推动了红外产品的发展。由于建立红外传输的标准在现在个人的移动通信终端的发展和汽车行业的快速发展红外控制得到了极大的发展，汽车的控制很多都利用到了红外通信。因为可以通过红外通信
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的编码协议可以对红外线进行加密而且采用可编程芯片实现编码解码控制十分容易而且还可以自己自定义密码加密性和自由度将大大提高。在将来物联网的发展，汽车也会并入物联网的范畴中，手机等一些移动终端就可以通过红外通信控制汽车和电器。这样将会极大的推动红外通信和物联网的发展。而且在现在现在电子技术飞速发展的今天各种智能设备层出不穷，比如所智能娃娃，智能家电等其中都将会用到无线控制，在控制过程中通过可控的编码方式可以实现加密并且不同的遥控不会相互干扰，因此来说红外控制技术将是不错的选择。红外通信控制会在未来的社会中扮演十分重要的角色。
本设计就是通过两块单片机实现红外编码，红外解码，使其相互匹配然后实现相对应的操作和显示本设计具有广泛的适用性和可拓展性。
1.2 设计的基本要求
1）在本次的设计中具有5个功能：开启门锁，关闭门锁，进入警报状态，
解除警报状态，后备箱锁（即发射部分可以发射出5种红外编码 信号）。 2）在5个状态下通过LCD1602进行显示出相对应的工作状态。
3）发射部分和接收部分是一一对应的关系。对于其他的设备不产生干扰。 4）门在打开没有人关闭的状态下经过30秒可以自动关闭。
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2 整体方案设计
2.1红外遥控软件设计的思路
2.1.1红外线的介绍
红外线也称作做红外光波，红外光波按波长范围的不同可以分为近红外、中红外、远红外、极红外4这四种。红外线遥控就是利用波长为0.76um~1.5um 的近红外光来进行传送遥控信号。把近红外线用来作为遥控光源的原因是，是因为红外发射类电子元件(红外发光管)与红外接收类电子元件(光敏二极管、三极管及光电池)的发光与受光峰值波长一般为0.8um~0.94um，在近红外光波段的范围内，二者的光谱可以很好的重合在一起[7]，能够很顺利地进行匹配传输效率以及可靠性较高。
2.1.2红外遥控的原理
红外遥控发射部分通过红外红外发射管把单片机调制的电信号转化为近红外线信号发射出去。红外遥控的接收部分是由红外接收管和单片机组成，把发射管的信号接收后传递给后置单片机处理。
发射部分:发射部分由按键电路，指令编码系统系统，信号调制系统和发射电路组成。当我们按下按键时，指令编码系统对应的按键对其进行编码，指令编码信号经过38K载波进行调制，然后再由驱动电路来进行功率放大，再由发射电路把调制后的编码指令信号发射出去（如图2.1所示 ）。
按键 编码 信号调制 红外发射 38K载波信号 图2.1红外发射流程
接收部分：接收部分一般由红外接收电路，信号解调系统，信号解码系统，显示电路和操作执行电路组合而成。接收电路把发射电路发射出来已经调制好的
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指令编码信号进行接收，然后进行信号放大后送给信号解调系统解调，通过信号解码系统把发射信号还原为编码信号。指令译码器将会把编码指令信号进行译码，最后再由驱动电路来执行控制电路实现与各种指令相对应的操作控制(如图2.2)。
接收 信号解调 信号解码 执行控制
图2.2红外接收部分流程
2.2任务设计可行性方案
方案一：利用红外编码芯片以及发射电路来实现红外遥控的编码，再经过38K 的载波信号调制后将编码信号发射出去。因为本次设计是从事软件部分，所以可以直接购得这种基于红外编码芯片的遥控器，再来查的其里面的编码信号。然后再来用单片机操作系统实现解调和操作执行的过程(如图2.3所示)
红外编码芯片 单片机解码系统 红外信号发射 红外接收 控制电路
图2.3可行性方案一
方案二：利用按键。单片机编码系统和发射电路构成一个红外信号发射电
路。通过单片机来检测按键高低信号的变化，来实现相对应的编码，产生控制脉冲信号。然后再通过发射电路来发射出去。然后再来用单片机操作系统实现解调和操作执行的过程(如图2.4所示)
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按键控制电 路 单片机红外编码系统 红外发射 红外接收 单片机红外译码系统 控制电路
图2.4可行性方案二
通过以上两种方案来说，第一种方案直接用编码芯片，所以做软件部分本设计只用完成接收部分的系统控制。但是发射部分没有用到单片机编码数量过于有限。对于相同的接收部分容易产生干扰。不便于汽车的控制。第二种方案直接利用单片机进行编码可以从0x00到0xFF。操作范围广操作程序便于改动适用性特别强，也利于汽车遥控的安全性。
综上所述采用第二种方案。通过单片机检测按键的信号状态来实现对应的编码，再经由单片机模拟产生38K的载波信号的调制后由红外发射模块发射出去。接收模块的红外接收管接收发射模块发射的指令编码信号[8]。经过解调后由单片机译码系统来进行译码。当译码指令与发射的指令编码信号相一致的时候便执行继电器的开合以及由LCD1602完成相应的操作显示。
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