专利名称：智能化多功能灯光发射器与接收器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于民用电器技术领域，具体地说是一种用于控制室内、外照明灯或功能灯的智能化多功能灯光发射器与接收器。
背景技术：
随着人们生活水平的不断提高，家庭的居室环境得到明显的改善。人们对家电遥控、自控、节能的需求日益高涨。目前，家用电器及室内、外的灯光控制，还停留在手动的、功能单一的开关控制阶段。一般灯具开/关盒在家庭、单位、庭院、场院的安装都是按照室内的具体要求布置安装的，灯具有一室一组安装和一室多组安装，室外多组安装，每一组灯具在安装时又分为多回路分别控制安装，多回路灯具控制要用组合式开关来控制，开/关盒的位置都是按原工程设计来定位的，操作很不方便，启动性很大，不利于家庭、单位、庭园、场院的夜间灯光开/关控制。为了解决这一难题，我设计了灯具红外线发射器、接收器多功能分组进行控制灯具。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种控制并调节室内照明灯或功能灯的智能化多功能灯光发射器与接收器。
本实用新型的目的是这样实现的它包括带电源接口的发射电路、接收电路，其特征在于发射电路包括依次串接的编码调制/字符输出集成模块电路、红外线载频编码脉冲放大驱动电路和红外管载频发射，另外，编码调制/字符输出集成模块电路还分别并接有一振荡电路、键盘矩阵开/关电路；接收电路包括依次串接的红外接收模块电路、微处理器接收控制电路、多路组合触发导通控制电路和多路组合电源导通辅助开关电路，另外，微处理器接收控制电路还分别并接有一面板键控矩阵电路、时钟振荡电路。
本实用新型根据用户居室的照明及用电设施的具体情况，进行分组控制，分别控制各组灯具及用电设施的开/关、亮度大小、分组开闭、定时灯功能。每一组接收器的信号通道数量不同，数据编码不同，各组接收器接收的信号都是由一个发射器发来的数据编码信号来完成功能的实现。所以每一个家庭和单位可以选多组接收器在室内、外安装，只用一个发射器就能够完成各个室内、外灯光控制，接收器分组设计的好处在于可分散性好、独立性强、体积小便于安装和设计、耗电小等特点。对家庭、庭园、单位及场院的照明实现一点遥控多点控制。尤其是家庭人员的夜间睡眠起卧、单位保安人员的夜间楼道巡查防范控制照明的使用，能起到灵活方便的作用。更为可观的是通过分组遥控、遥控灯光亮度的大小可降低耗电量50％以上。是当今与未来照明灯具产品所必备的重要功能。本实用新型还具有结构合理，操作方便，应用范围宽、自动化成度高等特点。
图1是本实用新型的红外发射原理方框图图2是本实用新型的红外接收原理方框图图3是本实用新型的红外发射电路原理图图4是本实用新型的一种红外接收电路原理图图5是本实用新型的另一种红外接收电路原理图下面将结合附图通过实例对实用新型作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本实用新型其中的例子而已，并不代表本实用新型所限定的权利保护范围，本实用新型的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实例1由图1-图5所示，发射电路包括依次串接的带电源接口的编码调制/字符输出集成模块电路、红外线载频编码脉冲放大驱动电路和红外管载频发射，另外，编码调制/字符输出集成模块电路还分别并接有一振荡电路、键盘矩阵开/关电路及液晶显示屏；接收电路包括依次串接的红外接收模块电路、微处理器接收控制电路、多路组合触发导通控制电路和多路组合电源导通辅助开关电路，另外，微处理器接收控制电路还分别并接有一面板键控矩阵电路、时钟振荡电路。
红外遥控信号由红外线遥控灯光发射器产生，遥控发射器由五部分组成。
一是核心部分的集成电路MOT-F-UNIT，它内部包括振荡器、分频器、时序产生器、系统编码锁存、数据编码寄存、键扫描输入、键扫描输出、载波调制控制、液晶字符发生及编码输出单元。内部设置了8位系统码，可使256只发射器同时同点发射互不干扰。通过外接4*8矩阵键盘开关K00-K22选择编码，使键扫描输出与键扫描输入电路产生8位键扫描编码送往数据寄存器，再由控制电路控制它们串行进入输出电路对分频38KHz的载频进行调制，并且同时向液晶显示屏发送字符向输出端输出操作指令脉冲，二是晶体振荡电路部分，由JT1、C01、C02组成，产生455KHz的振荡波输入给MOT-F-UNIT中的基准震荡分频器，三是键盘矩阵开关电路部分，由集成电路引脚的纵横交叉导线和32个功能按键K00-K31开关[其中8条导线连接键扫描输出端，4条导线连接键扫描输入端，]组成扫描矩阵，选择了23个功能按键向数据寄存器发送键扫描编码，向红外线遥控灯光接收器发射开/关灯光、灯光亮度、灯光定时等8组合14路灯光的指令。
四是液晶显示屏部分，由LCD液晶显示屏显示工作状态。每当按下功能键时由菜单显示出每一组中各路灯光的亮度、定时等当前工作状态。
五是放大驱动电路、红外发射电路部分，用来将载频输出指令编码脉冲放大到足够功率并驱动红外线发光二极管，向红外线遥控灯光接收器发射红外光脉冲指令。放大驱动、发射电路由R01、H1、C03、N1、R02、B1组成。
其工作原理，由集成电路——振荡电路与455KHz晶体共同产生38KHz时钟信号发射载频，另一路得到分频信号作为时序脉冲时钟，以形成多种时序控制脉冲，作为键盘扫描及各电路的时间标准，同时作为脉冲码调制电路的振荡信号，在时钟脉冲信号的作用下，扫描信号发生器产生8种不同时间键扫描脉冲从D1-D8脚输出，轮流对键盘矩阵进行扫描，K1-K4脚为键盘输入控制脚，用以判断按键位置。键盘矩阵由两组线纵横交叉，可以组成4*8＝32的矩阵变换电路。可执行32种操作，但本发射器只设置了23种功能按键操作(见发射器键位功能表)由23种功能按键K00-K22操作完成八个组合部分14路灯光的遥控，包括开/关灯光，调谐灯光的强弱亮度和灯光定时开/关。在操作每一个功能按键时都由集成电路内的符号发生电路输出信号给液晶显示屏，提示所要遥控发射的当前功能工作状态。并且同时以被编码脉冲调制的38kHz脉冲指令信号经三极管N1放大后加到红外线发光二极管H1上，在脉冲期间内，三极管N1导通使红外发光二极管H1产生红外线光，对灯光接收器发射红外线脉冲指令进行遥控。(见红外线遥控灯具发射器键位功能设计说明)。为避免开关的抖动影响和提高发射准确性，功能键连通9ms之后，时序电路时钟开始工作，延时36ms之后，由MOT-F-UNIT集成电路输出端经驱动电路发送出4.5ms的引导脉冲。再经过4.5ms延时后，正式发送，在每个操作指令的发送周期内，先发送两次8位系统码，再发送两次8位键扫描码[原码和反码]，以保证接收器两次接收判断系统码和键扫描码先后是否一致，一致后接收有效。
红外线遥控灯光接收电路由下述六大部分组成。(如图4、图5所示)一、是红外线遥控接收模块电路部分图4IC01图5IC1，它是将红外接收管，前置放大、解调等电路集成在同一基片上的功能模块，体积小，无外部元件，图4IC01图5IC1接收红外线遥控放射器发出的经过编码脉冲和载波两次调制的近红外光信号，经过放大，检波解调和整形还原为编码脉冲，输出给MJCPU-1、MJCPU芯片。
二、图4中的MJCPU-1和图5中的MJCPU芯片为控制计算执行程序操作CPU、键扫描输入/输出、交流检“零”、多路比较、多路分频计数控制、多路时间控制、上电复位、多路调相触发集成电路核心部分，构成红外线遥控系统的性能，当芯片接收到图4IC01图5IC1控制信号和按键扫描信号后，根据编码值来识别所对应的控制功能，编码信号的识别任务是芯片MJCPU-1、MJCPU执行识别程序做出两次操作指令判断一致时接收有效，连续判断两次有效后，向图4组合成6组14路灯光控制多路调相触发接口AX1-AX3或向图5多组14路灯光控制多路调相触发接口A01-A14输出端输出触发脉冲信号为高电平。来控制各组每一路灯光的开/关、亮度、定时开闭。
三、是由图4为6组2-3路控制触发电路和图5为多组14路控制触发电路部分。电路中R′1-R′3、R′15-R′17、R1-R28、Q′1-Q′3、Q1-Q14、T′1-T′3、T1-T14、S′1-S′3、S1-S14组成了灯具多组合功能的导通触发控制电路。当图4、AX1-AX3或图5、A01-A14输出端输出触发脉冲信号为高电平时，三极管Q′1-Q′3、Q1-Q14导通，触发双向可控硅T′1-T′3、T1-T14导通220V电源供电使灯光点亮，反之为低电平时灯光熄灭，同时控制每一组每一路灯光的开/关、灯光亮度从弱到强，从强到弱连续变化、灯光定时关闭设定为0.5h、1.0h、1.5h、2.0h。(灯光定时开启设定为24小时全天候)。使用灵活方便。
四、是面板键控矩阵电路，由图4MJCPU-1、图5MJCPU芯片J1-J4脚键扫描脉冲输出端的四条引线和图4MJCPU-1、图5MJCPU芯片I0-I4脚的键盘输入控制端的五条引线交叉连接开关，可以组成4×5＝20个开关的矩阵按键电路。它的配制功能与发射器功能基本相同，有14路灯光的开/关键和四组10路的灯光亮度调谐键。四组10路灯光亮度调谐，(灯光定时开启设定为24小时全天候)。图4、S′1-S′3和图5、S1-S14是手动开关，当红外线遥控发射器和接收器有故障时按动S′1-S′3或S1-S14手动开关控制灯光的开和关。起到辅助功能作用。
五、是图4C′2、C′3、RV′1、图5C2、C3、RV1同内部电路组成4MKz的时钟振荡电路。作为CPU芯片的时间基准，使CPU芯片按一定的节拍工作。图4和图5相同。
六、是由R′29、C′1、D′5、C′4、Z′1、R29、C1、D5、C4、Z1组成的降压和稳压电路，向接收电路IC01‘IC1、芯片MJCPU-1、MJCPU集成电路、驱动触发电路提供+5伏工作电压。由降压端连接R 30接芯片MJCPU-1、MJCPU的交流检“零”ZC端提供交流信号。图4和图5相同。
红外遥控灯光接收器图4是为每一组灯具分别设计的电路，在设计MJCPU-1芯片控制编码程序时，改变AX1-AX3编码脉冲信号来设计实现六组灯光遥控接收器的控制，(第一组三路、第二组三路、第三组二路、(第四组二路、第五组二路、第六组二路，)并且每一组互相不受干扰。每一组每一路有各自独立的编码脉冲。
红外遥控灯光接收器图5是设计在一块遥控电路中，实现多组14路灯光的遥控电路。每一组接收器可以随意安放在房间的某一可视位置，或灯具附近节省导线，遥控距离不超过10米。
本电路在实际应用中可以按技术人员的指导，图4L′1-L′3、图5L1-L14的灯具控制可以改换控制其他的电器设备。如家电电器开关、电风扇、音响、自动门、调温等等。可以广泛利用到各个领域。在面板键控开关上对改变的电器控制名称需覆盖新的键控名称，以对应新的控制目标。
红外遥控信号由红外线遥控灯光发射器产生，遥控发射器由五部分组成，一是核心部分的集成电路MOT-F-UNIT它产生键扫描脉冲，并读出每一个键控编码；二是晶体振荡电路，由JT1、C01、C02组成，三是键盘矩阵开关电路，由集成电路引脚的纵横交叉导线和按键K00-K31组成扫描矩阵，四是由液晶显示屏LCD显示工作状态。五是放大驱动、红外发射电路部分，用来将编码脉冲放大到足够功率并驱动红外线发光二极管，发射红外光脉冲。由R01、H1、C03、N1、R02、B1组成。其工作原理，由集成电路——振荡电路与455KHz晶体共同产生38KHz时钟信号，作为键盘扫描及各电路的时间标准，同时作为脉码调制电路的振荡信号，在时钟脉冲信号的作用下，扫描信号发生器产生4种不同时间键扫描脉冲从D1-D4脚输出，轮流对键盘矩阵进行扫描，K1-K8脚为键盘输入控制脚，用以判断按键位置。键盘矩阵由两组线纵横交叉，可以组成4*8＝32的矩阵变换电路。可执行32种操作，但本机只设置了23种功能按键操作(见发射器键位功能表)由23种功能按键K00-K22操作完成八个组成部分14路灯光的遥控，包括开/关灯光，调谐灯光的强弱亮度和灯光定时开/关。在操作每一个功能按键时都由集成电路内的符号发生电路输出信号给液晶显示屏，提示所要遥控发射的当前功能状态。并且同时以被编码脉冲调制的38kHz信号经三极管N1放大后加到红外线发光二极管L1上，在脉冲期间内，三极管N1导通使红外发光二极管H1产生红外线光，对灯光接收器发射红外脉冲指令进行遥控。(见红外线遥控灯具发射器键位功能设计说明)。
1号键——8号键是每组灯具对号入座的开关，每按一次1号——8号键灯具的电源接通或断开，每按其中的1个号键开灯时所对应的灯具组合，灯具只亮每组的第一分组也就是根据用户的需要在节省能源的情况下使第一分组所点亮的灯数最少。每个号键设1个信号通道，共设8个信号通道9号键——11号键，14号键——16号键是对应每个组合的灯具进行分组点亮灯具或者使对应每个组合的灯具全部点亮，每个号键的执行是靠菜单指位键来完成的，菜单指位键指位在液晶显示屏的每个灯具所在指示部位后，按下对应的灯具组合号键，即点亮对应的某一分组的灯具。
9号键设4个信号通道，10号键设4个信号通道，11号键设1个信号通道，14号键设1个信号通道，15号键设3个信号通道，16号键设3个信号通道，共设16个信号通道。
17号键和18号键专为顶灯1号组合、顶灯2号、壁灯1号、壁灯2号组合，设定的定时开/关机号键，定时时间以0.5小时为单位累计增加，最长定时时间为2小时。17号键和18号键的执行靠菜单指位键来完成的，菜单指位键指位在液晶显示屏的顶灯1号组合、顶灯2号组合、壁灯1号组合、壁灯2号组合的所在指示定时时间部位后，按下17号键或18号键，即完成对顶灯1号组合、顶灯2号组合、壁灯1号组合、壁灯2号组合的定时时间。17号键和18号键各设2个信号通道，共计四个信号通道。顶灯1号和顶灯2号各需要2个信号通道。
19号键是为液晶显示屏显示菜单的选项号键。按下19号键液晶显示屏可显示出以下内容分组亮顶灯1[1亮 2亮 3亮 全亮]顶灯2[1亮 2亮 3亮 全亮]壁灯1[1亮 2亮 全亮]壁灯2[1亮 2亮 全亮]亮度弱到强 顶灯1 顶灯2 壁灯1 壁灯2 定时时间顶灯1[0.5 1 1.5 2(xHr)]顶灯2[0.5 1 1.5 2(xHr)]壁灯1[0.5 1 1.5 2(xHr)]壁灯2[0.5 1 1.5 2(xHr)]注顶灯1(代表顶灯1号组合)，顶灯2(代表顶灯2号组合)壁灯1(代表壁灯1号组合)，壁灯2(代表壁灯2号组合)1亮、2亮、3亮、全亮分别代表每组灯具组合的各1组亮、2组亮、3组亮、全亮。 代表灯具组合亮度大小，从弱光到强光，强光设定为标准亮度。每按一次19号键液晶显示屏导通或开闭。
20号键是菜单光标的指位键，符号“↑”按下20号键，使液晶显示屏的光标向上移动，移动到光标的可选菜单行项为止。
21号键是菜单光标的指位键，符号“↓”按下21号键，使液晶显示屏的光标向下移动，移动到光标的可选菜单行项为止。
22号键是菜单光标的指位键，符号“→”按下22号键，使液晶显示屏的光标向右移动，移动到光标的可选菜单列项为止。
23号键是菜单光标的指位键，符号“←”按下23号键，使液晶显示屏的光标向左移动，移动到光标的可选菜单列项为止。
上述20号键——23号键，使得光标指定到液晶显示屏的某一个选项部位时，按下其对应的当前功能号键。当前功能键是灯具组合的某一分组，那么某一分组的灯具接通电源灯亮。当前功能键是灯光亮度不需要按下其对应的当前功能号键。光标所指定的光度部位，就是某一部分组灯具亮度的所需要的亮度。当前功能键是灯光定时，那么某一组合的灯具在指定的时间内被关闭电源。
上述12号键——13号键是调整灯光亮度变化的功能号键。当液晶显示屏的光标指向某一组合灯具的部位时，按下12号键，被指定当前位置的某一组合灯具的灯光由弱变强，按下13号键被指定当前位置的某一组合灯具的灯光由强变弱。
按下12号键的同时光标由左向右移动；按下13号键的同时光标由右向左移动。光标在移动的同时灯光的亮度在变化。建议12号键、13键为双线键，只有液晶显示屏显示调整灯光亮度指示的当前位置，12号键和13号键才起作用否则不起作用，12号键的其中一单线同22号键连接。13号键的其中一单线同23号键连接。12号键、13号键各设比例脉冲宽度连续变化信号通道，共设8个信号通道，每个信号通道必须在菜单指定的当前位置上，才能够执行发射命令。
发射器号键设定为23个号键，设定信号通道为34个，具体完成室内、庭园14路灯具的电源开/关、亮度大小、分组开/关、定时等功能。20号键和21号键上下移动时，22号键和23号键指示的光标要恢复到原光标位置，以保持某一灯具的当前工作状态。通过液晶显示屏可直观地了解控制每组灯具的当前工作状态。
9号键、10号键、12号键、13号键、15号键、16号键、17号键、18号键、为多路信号通道号键，在设计中要同22号键、23号键配合液晶显示屏光标所显示的指定部位，为当前工作状态记忆隐形互联信号通道使用。完成数据编码的发射功能。
本实例的遥控器液晶显示
红外线发射器键位表
一顶灯灯具是根据室内的大小来安装一组或多组，每组又设计为多个分组分多个回路控制。我们为室内大厅和卧室设计了灯具顶灯1号和2号红外线分组控制灯具接收器。在室内可安装一组灯具，顶灯1号，也可以安装二组灯具，顶灯1号和顶灯2号这两组的控制功能相同，接收控制的数据编码不同可以分别控制，这样可避开红外线折射的问题。红外线接收器分别安装在灯具顶灯1号和顶灯2号的灯具内部或其它部位，控制功能为1 开/关接收器第一次接收到发射器的顶灯开/关信号时，顶灯组合内灯数最少的一个分组，灯亮。接收器第二次接收到发射器的顶灯开/关信号时，顶灯熄灭。需要设计一个信号通道来完成。
2 分组调整接收器接收到发射器的顶灯开/关信号灯数最少的一个分组灯亮后，需要二分组、三分组灯具分别灯亮或各个分组灯具全亮时，接收器需要接收发射器分别发来的各个分组灯亮和各个分组全亮的数据编码信号，需要设有四个信号通道来完成。
3 调整亮度灯具顶灯1号和顶灯2号在每一组灯亮时需要调整灯光的亮度时，接收器分别接收发射器发来的两组分别不同的数据编码，信号完成灯具顶灯1号和顶灯2号的亮度大小。分别需要设计二个信号通道来完成。
4 定时灯具顶灯1号和顶灯2号在每一组灯亮时，需要定时关闭。接收器分别接收发射器发来的定时数据编码信号，定时的时间分别为0:5h、1:0h、1:5h、2:0h为关闭控制时间。灯具顶灯1号和顶灯2号分别需要设计二个信号通道来完成。
5 根据顶灯灯具灯泡安装数量多，耗电量大的特点，需要在设计电路中重点考虑电流量。每组灯具分三个分组，第一分组设计1-3个灯泡，第二分组设计2-5个灯泡，第三分组设计3-6个灯泡，每个灯泡按30w-100w设计。接收器可以分别设计为家庭用小功率和单位用大功率型两种。
二、床头灯1号和床头灯2号分别设计两个接收器，功能相同，数据编码不同，接收器第一次接收发射器发来的床头灯1号开/关或床头灯2号开/关信号时，床头灯1号或床头灯2号灯亮。接收器第二次接收发射器发来的床头1号开/关或床头灯2号开/关信号时灯熄灭。床头灯1号和床头灯2号分别需要设计一个信号通道来完成。
三、地灯设计一个接收器，接收器第一次接收到发射器发来的地灯开/关信号时，地灯灯亮。第二次接收器接收到发射器发来的地灯开/关信号时，地灯灯熄灭。地灯需要设计一个通道来完成。
四、台灯设计一个接收器，接收第一次接收到发射器发来的台灯开/关信号时台灯灯亮。第二次接收器接收到发射器发来的台灯开/关信号时，台灯灯熄灭。台灯需要设计一个信号通道来完成。
五、壁灯1号和壁灯2号分别设计一个接收器，功能相同，接收控制的数据编码不同，可以分别控制，这样可以避开红外线折射问题。红外线接收器分别安装在壁灯1号和壁灯2号灯具内或其它部位。控制功能为(每个壁灯设计两组灯光。)1 开/关接收器接收到发射器发来的壁灯1号开/关或壁灯2号开/关时的数据编码信号时，壁灯1号组合或壁灯2组合的第一分组的灯光亮。接收器第二次接收到发射器发来的壁灯1号开/关或壁灯2号开/关信号时壁灯熄灭。需要各设计一个信号通道来完成。
2 分组调整壁灯1号组合或壁灯2号组合的第二组灯光亮时，需要接收器接收到发射器发来的壁灯1号组合或壁灯2号组合的信号后，壁灯1号组合或壁灯2号组合的第二分组灯亮，第一组灯光关闭，接收器接收到发射器发来的壁灯1号组合或壁灯2号组合的信号时，壁灯1号组合或壁灯2号组合的灯光全亮。需要分别设计三个信号通道来完成。
3 调整亮度壁灯1号组合或壁灯2号组合，在每一组灯亮时，需要调整灯光的亮度时，接收器分别接收到发射器发来的壁灯1号组合或壁灯2号组合数据编码亮度信号，壁灯1号组合或壁灯2号组合的灯光亮度变弱或变强。需要分别设计二个信号通道来完成。
4 定时灯具壁灯1号和壁灯2号在每一组灯亮时，需要定时关闭。接收器分别接收发射器发来的定时数据编码信号，定时的时间分别为0:5h、1:0h、1:5h、2:0h为关闭控制时间。灯具壁灯1号和壁灯2号分别需要设计二个信号通道来完成。
以上可按8组多路灯具需要设计八种接收器分别控制8组多路灯具的开/关、亮度大小、分组开闭、定时灯功能。每一组接收器的信号通道数量不同，数据编码不同，8组接收器接收的信号都是由一个发射器发来的数据编码信号来完成功能的实现。
权利要求1.一种用于控制室内照明灯或功能灯的智能化多功能灯光发射器与接收器，它包括带电源接口的发射电路、接收电路，其特征在于发射电路包括依次串接的编码调制/字符输出集成模块电路、红外线载频编码脉冲放大驱动电路和红外管载频发射，另外，编码调制/字符输出集成模块电路还分别并接有一振荡电路、键盘矩阵开/关电路；接收电路包括依次串接的红外接收模块电路、微处理器接收控制电路、多路组合触发导通控制电路和多路组合电源导通辅助开关电路，另外，微处理器接收控制电路还分别并接有一面板键控矩阵电路、时钟振荡电路。
2.根据权利要求1所述的智能化多功能灯光发射器与接收器，其特征在于编码调制/字符输出集成模块电路还并接有一液晶显示屏。
专利摘要一种用于控制室内照明灯或功能灯的智能化多功能灯光发射器与接收器，它包括带电源接口的发射电路、接收电路，技术要点在于发射电路包括依次串接的编码调制/字符输出集成模块电路、红外线载频编码脉冲放大驱动电路和红外管载频发射，另外，编码调制/字符输出集成模块电路还分别并接有一振荡电路、键盘矩阵开/关电路；接收电路包括依次串接的红外接收模块电路、微处理器接收控制电路、多路组合触发导通控制电路和多路组合电源导通辅助开关电路，另外，微处理器接收控制电路还分别并接有一面板键控矩阵电路、时钟振荡电路。
文档编号G08C23/04GK2664094SQ0321427
公开日2004年12月15日 申请日期2003年7月24日 优先权日2003年7月24日
发明者徐文斌 申请人:徐文斌