基于滚动码技术的控制数据信息传输方案

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[摘要] 本文提供选用KEELOQ滚动码技术，用编码集成电路HCS301对取样信号进行编码，利用脉冲载波遥控技术完成信号的载波传输，用滚动码译码集成电路HCS512对接收到的信号进行译码，完成实现控制数据信息的可靠传输电路设计方案。该控制数据信息传输系统可应用于商场、宾馆等场所。

[关键词] 滚动码 编码 载波遥控 译码

一、控制数据传输的总体设计方案

在商场、宾馆、学校、医院等场所，有多种控制数据需要安全可靠传输。如各种控制报警信号等。设计一种基于滚动码的数据传输系统，它由发射器、传输线路和接收器三部分组成。

发射器完成输入脉冲的编码，并将输出信号调制后输出;传输线路是信号传输的途径;接收器从传输线路上接收相对应的信号后解调并译码，输出接收成功显示信号和触点式开关控制信号，以完成信号的传输。为了方便于使用，信号传输可采取了电力线载波方式。

二、电路设计的原理

1.发射器。取样传感器RT视实际需要不同类型的传感器，如可以是烟雾传感器等，它为发射器脉冲开关电路提供输入信号，当取样传感器达到了设定的极限，脉冲开关电路工作，可控硅SCR1被触发并维持导通状态为编码器IC2、为载波振荡发生器、脉冲调制发送器提供直流电源通路，使它们工作。同时，相应的故障信息被传递给IC2的对应引脚;IC2为可编程串行输出滚动码编码器集成电路，可用HCS301。HCS301有四个输入引脚、一个串行输出引脚、一个地引脚和一个电源脚。滚动码芯片是Microchip公司针对滚动码无线遥控安全系统开发的，采用了跳码加密原理。可以编入不同厂商的代码、可以编入同一厂商的不同序列码。每一块HCS301须先通过编程器编程，而后与具体的滚动码接收器如HCS512配对通讯学习成功之后，即可使用。发射码长度达66位，编码组数达六万亿组，发射一组有效编码时间≤500ms，保证了安全性。在此选取HCS301的一脚s0用作输入，其他三个引脚可同理被开发使用。

载波振荡发生器产生100KHz～300KHz之间某一特定的频率f0，调节内部电位器确定频率f0。使串行编码指令在脉冲调制发送器内调制载波信号发生器产生的f0信号后得到已调波，并送至载波放大输出电路放大，经隔离输出级将信号输送到电力线路上。

在守侯检测状态时不发送载波信号和已调波信号，只在保护启动的瞬间输出已调波信号。图1是发射器电路原理图。

2.传输线路。实际中，可以优先考虑使用电路线路作为信号的传输线，实际应用效果证实发射器和接收器接在同一电源相线上使用效果最佳。受场所空间的限制，也可以选择红外波传输或单独敷设信号传输线路。

3.接收器。接收器通过C21、L21、C22、L22、中频变压器B2和C23组成选频网络，从载波线路上接收对应发射器输出的载波频率为f0的已调波。信号经解调电路、放大电路后输入到滚动码译码器集成电路IC22的译码输入引脚18脚。若该滚动码译码器是与事先编程的滚动码编码器配对通讯学习成功的，则译码成功，IC22可选HCS512。译码成功IC22的对应引出脚输出为高电平，经R28使单稳态开关电路输出跳变为高电平，这时信息接收显示电路工作，表示数据已经可靠接收到；同时VD24导通，通过R36触发VT21，由VT21、继电器J2、VD25、R37及辅助元件组成的输出电路立即使继电器J2吸合，继电器J2的触点输出去控制以立即切断需要保护的设备供电电源以保护设备。图2是接收器电路原理图。

三、该控制数据信息传输系统具有的主要优点

1.采用滚动码编码译码技术,解决了编码组数少、编码冲突的难题。

2.采用载波遥控技术，可利用电力线路作为载波线路完成信号的传输，不架杆敷线，安装维护方便。

3.发射器电路发射一组有效串行编码的时间:200ms～500ms;且在检测守侯状态时，不发送调制信号和载波信号，减小了发射器静态损耗。

4.选取不同属性的传感器,可以将该方案应用于不同的控制场合。

四、结论

本方案能够为控制数据传输提供一个新的实用的解决方案。

参考文献:

[1]KeeploqCodeHoppingEncoderHCS301, 2000Microchip TechnologyInc

[2]KeeploqCodeHoppingDccoderHCS512, 1998Microchip TechnologyInc

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”