CN101894453B - 一种带混合信号电路的汽车遥控系统及其系统算法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带混合信号电路的汽车遥控系统及其系统算法，包括遥控发射器和遥控接收器，所述遥控发射器包括微控制器MCU，锁相电路，晶振和射频发射电路，所述微控制器MCU用于发送开关编码信息到锁相电路，所述锁相电路用于发送信息到射频发射电路，所述射频发射电路用于反馈信号到锁相电路和/或向外发送信号。
Description
技术领域
本发明涉及汽车无线遥控系统，具体涉及一种带混合信号电路的汽车遥控系统及其系统算法，通过使用混合信号发送和接收电路，提升遥控接收性能，能够延长传输距离，增加电池寿命，减少便携式装置尺寸等。
背景技术
目前短距离无线传输技术已经被广泛使用于许多日常生活的应用中，如遥控车门开关(RKE)、胎压监测系统(TPMS)、汽车防盗装置、遥控器、车库门遥控开关以及其它许多通过无线电来遥控的产品。
上述的无线传输应用所在频段位于260-470MHz之间，属于无须牌照的超高频(UHF)频段，此类短距离无线传输装置是使用传统的模拟射频技术，分为发射器和接收器两个部份：发射器由纽扣电池，按键开关，编码MCU以及幅移键控调节器(ASK)组成；接收器是由模拟射频接收器、微控制器MCU以及驱动控制器组成。
因为政府法规限制了发射器的最大发射功率，而遥控的有效距离受发射功率及接收器灵敏度影响，因此无线发射装置的有效范围不能无限制增大；而基于声表面波谐振器(SAW)之上的射频发射器的起始频率准确度很差，其频率误差范围约为±150千赫，同时其频率受温度影响很大，这导致发射器载波频率补偿较大，进而迫使接收器具备较宽的频道滤波器。大的频宽使得多余的噪声进入系统中，进而降低了整体的灵敏度以及传输距离，即现有技术中存在如下技术问题：现有遥控装置的有效距离小，灵敏度低且电池损耗大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以增加汽车遥控的有效距离、电池寿命，减小产品尺寸的遥控系统。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：在发射器端使用基于晶振的锁相回路(PLL)取代声表面波发射器(SAW)；在接收器端使用带集成DSP的混合信号射频接收器来取代标准的模拟射频接收器；由以上技术方案可知，本发明通过更改遥控发射信号类型和接收电路处理方案，可以有效提高遥控有效距离；同时，通过集成DSP的混合信号射频接收器，可以对接受到的信号进行预处理，可以有效降低电池的损耗，增加遥控系统的电池使用寿命；而因为使用集成器件，因此可以减少遥控系统外围电路器件的使用，从而减小整个系统的尺寸，更方便用户携带。
通过锁相电路，反复检测、调整发送的无线电信号频率，使其最终满足发射的频率要求，因此接收器的接收电路带宽范围可以减小，以避免接收到过多的噪声，确保遥控的有效性，提高遥控距离；通过带DSP的射频接收器，使整个接收器大部分时间处于休眠阶段，但是又不影响正常工作，因此可以有效的降低功耗，提高电池的使用时间。
具体技术方案如下：
一种带混合信号电路的汽车遥控系统，包括遥控发射器和遥控接收器，所述遥控发射器包括微控制器MCU，锁相电路，晶振和射频发射电路，所述微控制器MCU用于发送开关编码信息到锁相电路，所述锁相电路用于发送信息到射频发射电路，所述射频发射电路用于反馈信号到锁相电路和/或向外发送信号。
进一步地，所述遥控接收器包括射频接收电路，带DSP的数字解调器和车 身控制器，所述射频接收电路用于接收信号，和/或判断信号是否符合射频信号接收带宽要求，和将信号发送至带DSP的数字解调器；所述带DSP的数字解调器用于判断上述信号是否为本车的无线电控制信号；所述车身控制器用于接收带DSP的数字解调器转发的信号。
进一步地，所述锁相回路基于晶振并通过晶振起振，从而将接收到的信号频率提升至规定频率。
进一步地，所述遥控发射器进一步包括发射用天线，所述射频发射电路通过该天线发送无线电信号。
进一步地，所述遥控接收器进一步包括接收用天线，其用于将接收到的无线电信号发送给射频接收电路。
进一步地，所述遥控发射器进一步包括纽扣电池和按键，纽扣电池用于向遥控发射器其他组件提供电源，按键用于向MCU发出开关信号，该信号由MCU检测按键的状态得到。
进一步地，所述遥控接收器进一步包括根据需要的外部负载，所述外部负载由车身控制器进行驱动从而进行工作。
上述的带混合信号电路汽车遥控系统的算法，遥控发射器采用如下算法步骤：
(1)锁相电路通过晶振起振后，将信号频率提升至规定频率；
(2)锁相电路将信息发送到射频发射电路；
(3)射频发射电路将信号反馈回锁相电路；
(4)当信号频率与锁相电路中的信号频率一致，射频发射电路将通过天线将信号通过无线电方式发送出去；
(5)当信号频率与锁相电路中的信号频率不一致，则重新调整发送信号的频 率，通过锁相电路，再次发送给射频发射电路，然后重复上述的验证过程。进一步地，遥控接收器采用如下算法步骤：
1)天线将接收到的无线电信号发送给射频接收电路；
2)当信号频率符合射频信号接收带宽要求，则发送到带DSP的数字解调器；
3)带DSP的数字解调器检测是否有接受到无线电控制信号：
4)当没有接收到无线电控制信号，则DSP的数字解调器进入休眠的低耗电状态，等待下一次唤醒；
5)当接收到无线电信号，则进行判断是否是本车的无线电控制信号；
6)当判断是本车的无线电控制信号，则转发给车身控制器，由车身控制器驱动对应的外部负载工作；
7)当不是本车的无线电控制信号，则再次进入休眠状态，等待下次唤醒。
进一步地，步骤3)中：带DSP的数字解调器处于休眠的低耗电状态，每过100ms唤醒一次来检测是否有接受到无线电控制信号，在收到干扰信号时，带DSP的数字解调器预先进行判断，而不会提前唤醒车身控制器和驱动外部负载。
与目前现有技术相比，本发明可以消除传统模拟发射电路频率不稳定受环境影响大的缺点，更精准的遥控发射频率可以有效增加遥控有效距离；同时通过带DSP的射频接收器可以对接收信号进行预处理，能够降低功耗，提高电池的使用时间。
附图说明
图1是本发明发射器电路结构框图；
图2是本发明接收器电路结构框图；
图中：
纽扣电池10，按键20，MCU 30，锁相电路40，晶振50，射频发射电路60，天线70，天线80，射频接收电路90，带DSP的数字解调器100，车身控制器110，外部负载120
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
1.提升遥控发射频率稳定性和遥控有效距离：
混合信号遥控控制系统，包括遥控发射器和遥控接收器两部分。
遥控发射器电路结构框图如图1所示，包括纽扣电池10，按键20，MCU 30，锁相电路40，晶振50，射频发射电路60和天线70。纽扣电池10负责给所有器件提供电源，MCU 30检测按键20的状态，当MCU 30收到按键20的开关信号后，将对应的开关编码信息发送到锁相电路40，锁相电路40通过晶振50起振后，将信号频率提升至规定频率，然后将信息发送到射频发射电路60，射频发射电路60会将信号反馈回锁相电路40，如果信号频率与锁相电路40中的信号频率一致，则射频发射电路60将通过天线70将信号通过无线电方式发送出去；如果信号频率与锁相电路40中的信号频率不一致，则重新调整发送信号的频率，通过锁相电路40，再次发送给射频发射电路60，然后重复上述的验证过程；
通过上述步骤，可以有效的保证在各种环境下，遥控发射器发出的无线电频率的稳定性；因此遥控接收器的接收带宽可以设定在一个比较合适的带宽，以防止多余的噪音进去遥控接收器，影响遥控灵敏度和遥控有效距离；
2.降低遥控接收器功率损耗；
遥控接收器结构电路图如图2所示；
天线80将接收到的无线电信号发送给射频接收电路90，如果信号频率符合射频信号接收带宽要求，则发送到带DSP的数字解调器100，为了降低整车的静态电流消耗，带DSP的数字解调器100大部分时候处于休眠的低耗电状态，每过100ms，唤醒一次，检测是否有接受到无线电控制信号：
如果没有接收到无线电控制信号，则再次进入休眠的低耗电状态，等待下一次唤醒；
如果接收到无线电信号，则进行判断是否是本车的无线电控制信号；
如果判断是本车的无线电控制信号，则转发给车身控制器110，由车身控制器110驱动对应的外部负载120工作；
如果不是本车的无线电控制信号，则再次进入休眠状态，等待下次唤醒；
综上所述，因为接收器大部分时间是处于休眠阶段，而且即使在收到干扰信号时，也由带DSP的数字解调器100预先进行判断，而不会提前唤醒车身控制器100和驱动外部负载120，因此可以有效的达到降低功率消耗的目的。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种带混合信号电路汽车遥控系统的系统算法，其特征在于，该带混合信号电路的汽车遥控系统，包括遥控发射器和遥控接收器，所述遥控发射器包括微控制器MCU，锁相电路，晶振和射频发射电路，所述微控制器MCU用于发送开关编码信息到锁相电路，所述锁相电路用于发送信息到射频发射电路，所述射频发射电路用于反馈信号到锁相电路和/或向外发送信号，所述遥控接收器包括射频接收电路，带DSP的数字解调器和车身控制器，所述射频接收电路用于接收信号，和/或判断信号是否符合射频信号接收带宽要求，和将信号发送至带DSP的数字解调器；所述带DSP的数字解调器用于判断上述信号是否为本车的无线电控制信号；所述车身控制器用于接收带DSP的数字解调器转发的信号，所述锁相回路基于晶振并通过晶振起振，从而将接收到的信号频率提升至规定频率，所述遥控发射器进一步包括发射用天线，所述射频发射电路通过该天线发送无线电信号，所述遥控接收器进一步包括接收用天线，其用于将接收到的无线电信号发送给射频接收电路，所述遥控发射器进一步包括纽扣电池和按键，纽扣电池用于向遥控发射器其他组件提供电源，按键用于向MCU发出开关信号，该信号由MCU检测按键的状态得到，所述遥控接收器进一步包括根据需要的外部负载，所述外部负载由车身控制器进行驱动从而进行工作；遥控发射器采用如下算法步骤：
(1)锁相电路通过晶振起振后，将信号频率提升至规定频率；
(2)锁相电路将信息发送到射频发射电路；
(3)射频发射电路将信号反馈回锁相电路；
(4)当信号频率与锁相电路中的信号频率一致，射频发射电路将通过天线将信号通过无线电方式发送出去；
(5)当信号频率与锁相电路中的信号频率不一致，则重新调整发送信号的频率，通过锁相电路，再次发送给射频发射电路，然后重复上述的验证过程。
2.如权利要求1所述的带混合信号电路汽车遥控系统的系统算法，其特征在于，遥控接收器采用如下算法步骤：
1)天线将接收到的无线电信号发送给射频接收电路；
2)当信号频率符合射频信号接收带宽要求，则发送到带DSP的数字解调器；
3)带DSP的数字解调器检测是否有接受到无线电控制信号：
4)当没有接收到无线电控制信号，则DSP的数字解调器进入休眠的低耗电状态，等待下一次唤醒；
5)当接收到无线电信号，则进行判断是否是本车的无线电控制信号；
6)当判断是本车的无线电控制信号，则转发给车身控制器，由车身控制器驱动对应的外部负载工作；
7)当不是本车的无线电控制信号，则再次进入休眠状态，等待下次唤醒。
3.如权利要求2所述的带混合信号电路汽车遥控系统的系统算法，其特征在于，步骤3)中：带DSP的数字解调器处于休眠的低耗电状态，每过100ms唤醒一次来检测是否有接受到无线电控制信号，在收到干扰信号时，带DSP的数字解调器预先进行判断，且不会提前唤醒车身控制器和驱动外部负载。
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