浅谈无线电遥控系统的现状与未来发展

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  摘要:无线电遥控系统是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的技术。这些信号被远方的接收设备接收后,可以指令或驱动其他各种相应的机械,去完成各种操作,如闭合电路、移动手柄、开动电机,之后,再由这些机械进行需要的操作。所以,各个控制的信号在频率和延续的时间上都彼此不同,对于控制船舶、飞机、导弹等海空行体的应用上极为广泛。
  关键词:无线电;遥控系统;接收机
  一、 简易无线电遥控系统的发展现状
  现在大家使用遥控器可以对一些家用电器进行遥控,如电视、空调、冰箱等的遥控,无线技术可能更复杂,它是对整个家居的控制系统。现在还没有一个大家都认可的无线技术标准,但通过看一些有关无线技术介绍的文章,感觉它的技术比较复杂,一时很难在中国推广使用。通过网络搜索知道一种无线技术应用的代表产品,是高频电力载波类家居控制系统。这种技术是利用发射器发出的信号传到接收器来实现智能控制的,信号传送技术是将编码信号加载到特定的电线,由发射设备将信号送给接收器,每个接收设备都需要预先设定地址码,地址码即使房间码和单元码,可以有200多种组合。采用这套系统不需要额外布线,一切都用遥控器控制,但造价很贵。很多无线发射技术应用比较普遍,大家通过电视天线接收到的电视信号就是由发射台发射的信号,过去的无线发报技术也是这种原理。大家比较关心的是无线上网技术的使用和发展情况,笔记本电脑使用的无线网络技术我们都了解,最关心的是在家里的台式电脑怎么能够摆脱那些线路的影响,如果使用无线上网,把主机和显示屏往屋里一摆就能上网了,一切都使用遥控设备,会感到特别方便。这一定是未来的发展方向。
  无线电遥控技术在现代工农业生产、科研、国防等领域有非常广泛的应用,随着现代科技的发展,要求遥控技术越来越精细,需要设计者整体考虑,优化设计整个遥控系统。自动控制技术、无线电技术的发展与各种设备的紧密结合,逐步促使设备向着自动化、智能化、信息化方向发展。
  二、 简易无线电遥控技术的现状
  当前无线遥控组件的应用已渗透到了车用防盗报警器、家用防盗报警器、车库门控器、遥控航模、遥控玩具、遥控家电及工业、农业、交通等众多的领域,极大地方便了用户的操作和使用,但随着各种具有无线遥控功能的电子产品和无线通信产品的大量普及和使用,也逐步暴露出来了一些急待解决的问题。
  同频干扰日趋严重。据粗略的统计,目前国内带有无线遥控功能的产品(包括车用及家用防盗报警器、车库门控器、遥控开关、遥控玩具、航模等产品)正以每月数百万套(件)的速度渗透到社会的各个领域,而在这些产品中,无线遥控部分几乎都是采用标称频率为315.000或433.920MHz的载波频率,如此众多的遥控产品都工作在这两个频率上,而接收机又往往是宽带调幅(或ASK)制的,抗干扰能力极差,极易形成同频干扰,因受同频干扰而误控、失控或系统暂时失效的事件时有发生,特别是对可靠性和稳定性要求较高的各种防盗报警系统和工业遥控产品的安全性及可靠性构成了严重的威胁。发生同频干扰的概率极高,遥控操作时灵时不能灵,遥控距离时远时近,有时根本就不能遥控。这是因为社会上有大量的同频率的同类遥控器在使用,接收机只要在同一时间收到两个以上的发射机发出的信号时就会因数据冲突而不能解码,而一旦干扰信号消失了,就又可正常工作了;抗干扰能力差,这里所说的干扰是指由工作环境产生的电磁干扰;实际的应用系统中遥控接收机总是与一定的电气组件相连的,电机、节能灯、可控硅调压器、开关电源、单片机、电脑等电工电子产品均会产生一定的电磁干扰,而ASK制式的接收机对幅度变化的信号很敏感,其接收带宽又很宽,只要这种干扰信号进入接收带宽内就会对接收机形成干扰,在实际中的具体表现是:接收模块单独工作时遥控距离很远,而一旦与用户系统相连后即变得很近,甚至完全不能遥控,其受影响的程度与接收机的接收带宽大小及有无AGC(自动增益控制)电路有关。
  环境适应性差。在ASK制接收机中,目前以超再生式接收机为主流产品,因为这种接收机成本最低(目前一个不带解码的超再生式接收模块的批量价仅RMB3元左右),接收灵敏度也较高,市场占有率也最高,但由于超再生式接收机的工作频率取决于LC回路的谐振频率,无稳频措施,当其天线或谐振回路靠近其他物体时会引起分布电容或分布电感的变化,从而导致工作频率发生漂移,遥控距离变近;另一方面,环境温度、湿度、电源电压的变化也会导致频率漂移、距离变近。严格地说,超再生式接收机应属于玩具级的产品,一般用于低档无线遥控玩具中,但是在市场竞争日趋激烈的今天,一些厂家为了降低产品成本,把这种玩具级的组件也用到了民用,甚至是工业产品中的,从而对产品的稳定性和可靠性埋下了隐患;我们认为在民用产品和工业产品中使用超再生式接收机是不适合的。
  三、 无线电遥控技术的发展趋势
  随着数字通信技术和超大规模集成电路的高速发展,把数字通信技术和高性能、高集成度的集成电路应用到无线电遥控技术中,使得无线电遥控制器的性能更加完善,可靠性更加高。它们都推动着无线电遥控技术的发展,具体表现在以下几个方面:(1)超大规模集成电路的飞速发展使无线电遥控制器硬件电路的可靠性提高,同时为实现更强大的功能提供了可能性;(2)数字通信技术提高了无线电遥控制器的性能;(3)纠错编码技术提高了无线电液遥控制器的抗干扰能力。
  四、 结语
  由于无线电遥控技术具有多方面的优点,又加上数字技术对它进行改造,在工程机械领域得到了广泛的应用。用无线遥控技术应用于工程制造与生产系统,将具有重要的工程应用意义,将大大加快我国工业化的进程。
  參考文献:
  [1]杜坤梅,李铁才.电机控制技术[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2000.
  [2]丁玉美,高西全.数字信号处理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2001.
  作者简介:
  金宇翔,浙江省杭州市,浙江农林大学。
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