[發明專利]一種超高速紅外無線信息傳遞方法

有效

• 申請號: 201710455321.4
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107274658B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 顧敏明;李濤;賴乾恩;楊錦;徐賢局;潘海鵬
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: G08C23/04
• 分類號: G08C23/04
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 張歡勇

1.一種超高速紅外無線信息傳遞方法，其特征在于，采用紅外發射端和紅外接收端，紅外發射端內置無線信號發射電路板，無線信號發射電路板設置成6面形式，每個面都安置有紅外發射電路，接收端內置無線接收電路板，無線接收電路板電路包含紅外線信號采集模塊、信號放大模塊、信號比較整形模塊，紅外線信號采集模塊包括紅外接收管D2、電阻R3、R4，紅外接收管D2陰極接5V電壓，并且并聯一個電阻R3，紅外接收管D2和電阻R3串聯電阻R4，電阻R4的另一端接地，紅外接收管D2接收到的信號通過其陽極輸出到后面的調理電路，即該模塊的信號輸出端口SignalOut1，信號放大模塊包括運算放大器LM324N，電容C1、電容C2，電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻R10、電阻R11、電阻R12，運算放大器LM324N的4端口接5V電壓，11端口接地，為運算放大器提供電源，紅外線信號采集模塊的信號輸出端SignalOut1即為信號放大模塊的信號輸入端SignalIn1，SignalIn1串接電容C1，以隔除信號中的直流信號，運算放大器的端口2接一個電阻R5，電阻R5的另一端串接電容C1，完成信號輸入到運放的反相輸入端口2，運放的反相輸入端口2與輸出端口1并聯電阻R6，電阻R7和R8并接在電壓5V和地之間完成分壓，電阻R7和R8公共結點接到運算放大器的正相輸入端口3，為運算放大器提供參考電壓，運算放大器的輸出端口1串接電容C2，以隔除信號中的直流信號，運算放大器的端口6接電阻R9，電阻R9的另一端串接電容C2，完成信號輸入到運放的反相輸入端口6，運放的反相輸入端口6輸出端口7并聯電阻R10，電阻R11和R12并接在電壓5V和地之間完成分壓，電阻R11和R12公共結點接到運算放大器的正相輸入端口5，為運算放大器提供參考電壓，運算放大器的輸出端口7接信號輸出端口SignalOut2，為后面的電路提供信號；信號比較整形模塊包括電壓比較器LM393P、電阻R13、電阻R14、電阻R15，電壓比較器的端口8接電壓5V，端口4接地，信號放大模塊的紅外信號輸出端口SignalOut2從信號比較整形模塊的信號輸入端SignalIn2輸入并接到電壓比較器的反相輸入端口2，電阻R13和電阻R14串聯并并接在5V和地之間，電阻R13和電阻R14的公共端口接到電壓比較器的正相輸入端口3，電阻R15并接在電壓比較器的端口3和輸出端口1之間，電壓比較器輸出端口1接信號輸出端口DataOut；

無線信號發射電路在接收到觸點信號的時候，快速喚醒，喚醒時間在2-3us，然后由處理器產生PWM信號來驅動紅外發射管，讓紅外管發射一定頻率的信號，

信號發送以高電平開始，高電平占空比為1/3，

需要傳遞的信息如下：

觸點開啟信號傳遞

發射端在電池供電后，平時進入到低功耗狀態，用于節省電量，觸點是常閉狀態，按照發射端的電量接法，平時處于高電平的情況；當設備的頂針被觸及時，觸點的狀態發生改變，發射端中的處理器，接收到觸點傳遞過來的下降沿信號，處理器被迅速喚醒，進去到活躍狀態，發射端向6路紅外發射管發出特定波形，

為有效區分，定義觸點開啟信號為：頻率120khz ，占空比為30%的PWM波形，

接收端處理器將紅外接收到的信號進行放大，再將模擬信號轉為高低電平信號，

接收端對此信號進行接收處理，測量兩個上升沿的間隔時間，處理過程如下：

在得到有效脈沖信號后，進行脈沖頻率計算，看頻率是否符合定義的頻率區間，若是，則交由后級機構，否則做丟棄處理；

為提高接收的可靠性，在接收到的信號的頻率界定為 100kz，+/- 2khz；

電量正常信號傳遞

在傳遞完觸點信號后，下一次觸點信號還沒到來前，傳遞電量正常信號；

電量正常信號頻率界定為：110khz+/- 2khz；

電量低狀態信號傳遞：頻率界定為100khz+/- 2khz；

電量極低狀態信號傳遞：頻率界定為90khz+/- 2khz。

2.根據權利要求1所述的一種超高速紅外無線信息傳遞方法，其特征在于，所述紅外發射電路包括觸點信號捕捉電路、低功耗處理器，在接收到觸點信號的時候，快速喚醒低功耗處理器，喚醒時間在2-3us，然后由處理器產生PWM信號來驅動紅外發射管，讓紅外管發射一定頻率的信號，為了達到快速通訊的要求，PWM 的功率會限定在100k-150K之間，在發射完觸點信號后，處理器在一定的間隔時間后發送電量信息，而后進入到低功耗狀態。