专利名称：红外线答题遥控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种红外线答题遥控系统，具体地说，涉及一种适合学生课堂教学及记名式投票的红外线式答题遥控系统。
背景技术：
在目前通常所使用的课堂教学设备当中，所使用电脑考试答题系统通常是由一人一机来实现的，这样每一个学生都要配备一台电脑，并且只能通过电脑键盘和鼠标来完成。当有多个学生同时上课时，就需要多台电脑造成成本非常高，而且每一台电脑都要固定在一个固定的位置上，使得非常不方便。
因此，需要一种以遥控器来代替电脑键盘和鼠标，每一个用户的选择答案都可以由遥控器上的按键来实现操作。这样系统就仅仅需要一台电脑，一个USB接口的接收器，每一个用户只需要有一个事先设置好的ID号码的遥控器就可以完成考试答题的功能。由于只是使用一台电脑所以成本会大大降低，每一个用户仅使用遥控器所以也非常方便，不必固定每个用户的位置。本系统的首要问题是解决系统的容量问题，通过局域网的联网可以获得更大的容量。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种红外线式答题遥控系统，该系统有较大的容量，支持USB接口，每一个遥控器对应一个固定的ID号码，而且遥控器的ID码设置简单，所有的遥控器共同使用一台PC机，大大降低了系统成本。
本发明的目的之一是提供一种红外线式答题遥控系统，该系统将遥控器所发出的红外线信号最终转换为USB数据，以便PC机系统对其进行处理。
本发明的目的之一是提供一种红外线式答题遥控系统，该系统可以实现将红外线信号转换为FT232BM芯片所能接受的信号，在将该信号进一步转换为USB信号以便与PC机USB口连接。
本发明采用如下的技术方案一种红外线式答题遥控系统，该系统包括按键式红外线遥控器部分，该遥控器部分将按键命令处理后以红外线信号的形式发射出去；红外线接收器部分，该接收器部分用来接收遥控器所发出的红外线信号并对该红外线信号进行处理后以电信号数据输出；数据转换部分，该数据转换部分接收电信号数据并将电信号数据转换为USB数据，再将转换后的USB数据输出；PC机系统，该系统对USB数据进行处理，统计、整理并保存答题结果；按键式红外线遥控器部分是采用SH6631芯片(CPU11)型单片机，该单片机由八个I/O口是否接地来作为ID地址码的设置，一共可以有256种ID码，通过修改每个I/O口是否接地可以变更所设置的ID码，并可以将该ID码以红外线信号的形式发出，该按键式红外线遥控器部分所输出的信号结构为开始码+ID码+数据码+检查和码。凡是包含本设计方案中的部分及全部电路，或者衍生产品，或者采用2.4GHZ的无线射频传输(RF)模快的红外线答题遥控系统都含盖在本专利产品的范围内.
其中该红外线接收器部分包含红外线接收头电路，Z8F1621AN020SC芯片(U1)信号处理电路，存储器电路，振荡电路和设置电路；所述的红外线接收头电路包含一个或多个红外线接收器，该接收器电连接到Z8F1621AN020SC芯片上，以便接收红外线信号并切进行信号处理；芯片电路将接收的红外线信号转换为FT232BM芯片能够读取的数据并输出到FT232BM芯片中；所述的存储器电路为EEPROMAT93C46数据存储器；所述的振荡电路频率为18.432Mhz。
其中该数据转换部分包括FT232BM芯片；数据存储电路，该数据存储电路为AT93C46芯片；振荡电路，该振荡电路的振荡频率为6MHz；能提供5V和3.3V直流电的电源电路；另外FT232BM芯片能够接收所述红外线接收器部分所输出的数据信号并将数据信号转换为USB形式的数据输出。
其中由PC机系统接收USB形式的数据输出，并通过USB口与PC机交换数据来控制教学软件的各项输入功能。
其中在红外线接收器中还具有设置电路，通过该设置电路可以设置所能接收信号的类型，以便实现两种或者两种以上不同模式之间的切换使用。
1、其中按键式红外线遥控器部分还可以采用SH6631芯片(CPU1)型单片机，该单片机采用ATMEL24C02型芯片(或者相兼容的EEPROM)作为外挂EEPROM存储ID码，共为6位16进制，通过使用外部特定录入设备，共可设置多达16777216种ID码，还可以通过外部特定录入设备任意修改EEPROM内的数据来修改ID码，该ID码可以以红外线信号的形式发出，该按键式红外线遥控器部分所输出的信号结构为开始码+ID码+数据码+检查和码。
图1为系统的原理方框图；图2为CPS-01式遥控器原理图；图3为CPS-02式遥控器原理图；图4为接收部分及数据转换部分的原理方框图；图5是CPS-01式遥控器的电路图；图6是CPS-02式遥控器的电路图；图7是红外线接收部分的电路图；图8是数据转换部分的电路图；图9是SH6631A芯片的管脚图。
具体实施例根据附图1中所示的系统的原理方框图。该系统是通过遥控器将红外线信号发射出来，由接收器部分接收遥控器所发出的红外线信号，并将接收到的红外线信号转换为串行数据，该串行数据传输到数据转换部分中，并在数据转换部分中将信号转换为USB数据，从而实现了PC机系统的方便接收，最终遥控器所发出的信息在PC机系统中得以处理。
本发明的核心部分在于遥控器部分的ID码设计方案及接收部分的RS-232和USB数据转换的设计方案。由于在遥控器部分的ID码设计方案中本申请采取了两种方案，一种为采用CPS-01数字号码型(number pad)遥控器，另一种采用CPS-02续列号码型(serial pad)遥控器。在下文中将分别在两个实施例中予以详细说明。
实施例一在该实施例中其遥控器的原理图可以参见图2。该遥控器1使用SH6631A芯片作为中央处理器CPU11，通过与中央处理器CPU11电连接的ID码设置电路14来设置该遥控器1的ID码。直流电源12、振荡电路13和复位电路15都电连接到CPU11的相应管脚上，按键电路16的按压情况将通过SH6631芯片(即CPU11)处理后通过与之相连的发射电路11以红外线的形式发射出去。
在图5中，ID码设置电路可以通过事先设置S0，S1，S2，S3，S4，S5，S6，S7的通断状态并分别连接到SH6631芯片的19，20，1，2，3，4，11，12号管脚上，从而实现ID码的设置。按键电路16分别对应连接到SH6631芯片相应的管脚上，以便SH6631芯片来检测按键的按压情况。10号管脚上拉电源组成复位电路15来实现芯片的复位功能。该SH6631芯片的7号和8号管脚还接有振荡电路13，该振荡电路13的振动频率为455KHz。该SH6631芯片的10号和9号管脚分别接DC(直流)电源和接地，该直流电源为3伏特。该SH6631芯片的5、6、9号管脚接发射电路11，发射电路11可以将信号以光的形式发射出去。
参照图4和图7中所示，遥控器1所发出的红外线被红外线接收头31所接收，红外线接收头31可以各种形式的红外线接收器，在该实施例中采用RPM7238型红外线接收器，红外线接收头31将接收到的信号经过中央处理器的Z8F1621AN020SC芯片U1的16号管脚进入到芯片中，信号经芯片U1处理后通过Z8F1621AN020SC芯片U1的管脚27、28、14和36输出。另外Z8F1621AN020SC芯片U1还接有振荡电路33，该振荡电路33的振荡频率为18.432MHz并接在芯片的42和43号管脚上。Z8F1621AN020SC芯片U1还接有数据存储器电路32及遥控信号切换选择电路37，通过数据存储电路32可以将数据存储，通过遥控信号切换选择电路37可以设置该Z8F1621AN020SC芯片U1所接受的信号形式。另外该Z8F1621AN020SC芯片U1还接有指示灯LED1及电源电路6等辅助电路。该Z8F1621AN020SC芯片U1将接收头电路31接收到的信号转换为FT232BM芯片U3所能接受的串行信号即RS-232数据，并将该数据输出。
我们在参照图4和图8，FT232BM芯片U3通过管脚21，23，24和25来接收芯片U1所输出的信号。该FT232BM芯片U3也包括通过管脚1，2和32所连接的数据存储电路42，该数据存储电路42包括93C46B芯片U4用来存储数据。该FT232BM芯片U3通过管脚27和28还接有振荡电路43，该振荡电路43的振荡频率为6.00MHz。该FT232BM芯片U3将接收的RS-232数据转换为USB数据，并将USB数据通过管脚5，7，8输出至USB接口J2。另外该FT232BM芯片U3还连接有电源电路等辅助电路。
FT232BM芯片U3所输出的USB数据通过PC机系统的USB接口被PC机所接收，并通过USB接口与PC机交换数据来控制各类教学软件(CPS)的各项输入功能，从而来实现远距离红外遥控教学。此处所的PC机系统硬件要求CPU奔腾4以上，内存128M以上，硬盘20G以上，操作系统为WINDOWS98/ME/2000/XP。
实施例二在该实施例中其遥控器的原理图可以参见图3。该遥控器2使用SH6631A芯片作为中央处理器CPU12，通过与中央处理器CPU12电连接的ID码存储器EEPROM即AT24C02芯片存储器电路24和ID码烧录器27来来设置该遥控器2的ID码。直流电源22、振荡电路23和复位电路25都电连接到CPU12的相应管脚上，按键电路26的按压情况将通过SH6631芯片(即CPU12)处理后通过与之相连的发射电路211以红外线的形式发射出去。
在图6中，ID码设置电路可以通过ID码存储器电路24和ID码烧录器27来设置ID码。将CON8电连接到ATMEL24C02芯片和SH6631芯片上，由于采用外挂的EEPROM存储ID码，该ID码为6位16进制的数字，使用外部特定的录入设备录入，一共可以设置多达16777216种ID码。通过外部特定的录入设备可以任意修改EEPROM内的数据。外挂的ID码存储电路通过导线与SH6631芯片的管脚1，3和20相连。按键电路26分别对应连接到SH6631芯片相应的管脚13，14，15，16，17和18上，以便SH6631芯片来检测按键的按压情况。该SH6631芯片的7号和8号管脚还接有振荡电路23，该振荡电路23的振动频率为455KHz。该SH6631芯片的10号、5号和6号管脚与红外线发射电路21相连接发射电路21可以将信号以光的形式发射出去。
参照图4和图7中所示，遥控器2所发出的红外线被红外线接收头31所接收，红外线接收头31可以各种形式的红外线接收器，在该实施例中采用RPM7238型红外线接收器，红外线接收头31将接收到的信号经过中央处理器的Z8F1621AN020SC芯片U1的16号管脚进入到芯片中，信号经芯片U1处理后通过Z8F1621AN020SC芯片U1的管脚27、28、14和36输出。另外Z8F1621AN020SC芯片U1还接有振荡电路33，该振荡电路33的振荡频率为18.432MHz并接在芯片的42和43号管脚上。Z8F1621AN020SC芯片U1还接有数据存储器电路32及遥控信号切换选择电路37，通过数据存储电路32可以将数据存储，通过遥控信号切换选择电路37可以设置该Z8F1621AN020SC芯片U1所接受的信号形式。另外该Z8F1621AN020SC芯片U1还接有指示灯LED1及电源电路6等辅助电路。该Z8F1621AN020SC芯片U1将接收头电路31接收到的信号转换为FT232BM芯片U3所能接受的串行信号即RS-232数据，并将该数据输出。
我们在参照图4和图8，FT232BM芯片U3通过管脚21，23，24和25来接收芯片U1所输出的信号。该FT232BM芯片U3也包括通过管脚1，2和32所连接的数据存储电路42，该数据存储电路42包括93C46B芯片U4用来存储数据。该FT232BM芯片U3通过管脚27和28还接有振荡电路43，该振荡电路43的振荡频率为6.00MHz。该FT232BM芯片U3将接收的RS-232数据转换为USB数据，并将USB数据通过管脚5，7，8输出至USB接口J2。另外该FT232BM芯片U3还连接有电源电路等辅助电路。
FT232BM芯片U3所输出的USB数据通过PC机系统的USB接口被PC机所接收，并通过USB接口与PC机交换数据来控制各类教学软件(CPS)的各项输入功能，从而来实现远距离红外遥控教学。此处所的PC机系统硬件要求CPU奔腾4以上，内存128M以上，硬盘20G以上，操作系统为WINDOWS98/ME/2000/XP。
权利要求
1.一种红外线答题遥控系统，该系统包括按键式红外线遥控器部分，该遥控器部分将按键命令处理后以红外线信号的形式发射出去；红外线接收器部分，该接收器部分用来接收遥控器所发出的红外线信号并对该红外线信号进行处理后以电信号数据输出；数据转换部分，该数据转换部分接收电信号数据并将电信号数据转换为USB数据，再将转换后的USB数据输出；PC机系统，该系统对USB数据进行处理，统计、整理并保存答题结果；其特征在于按键式红外线遥控器部分是采用SH6631芯片(CPU11)型单片机(包含各种类型的单片机)，该单片机由八个I/O口是否接地来作为ID地址码的设置，一共可以有256种ID码，通过修改每个I/O口是否接地可以变更所设置的ID码，并可以将该ID码以红外线信号的形式发出，该按键式红外线遥控器部分所输出的信号结构为开始码+ID码+数据码+check sum检查和码。
2.根据权利要求1的系统，其中红外线接收器部分包含红外线接收头电路，Z8F1621AN020SC芯片(CPU12)电路(包含各种类型的微处理器)，存储器电路，振荡电路和设置电路；所述的红外线接收头电路包含一个或多个红外线接收器，该接收器电连接到Z8F1621AN020SC芯片上，以便接收红外线；芯片电路将接收的红外线信号转换为FT232BM芯片(包含各种类型的RS-232/USB数据转换器)能够读取的数据并输出到FT232BM芯片中；所述的存储器电路为AT93C46(包含各种类型的EEPROM)数据存储器；所述的振荡电路频率为18.432Mhz。
3.根据权利要求2的系统，其中数据转换部分包括FT232BM芯片；数据存储电路，该数据存储电路为AT93C46芯片；振荡电路，该振荡电路的振荡频率为6MHz；能提供5V和3.3V直流电的电源电路；另外FT232BM芯片能够接收所述红外线接收器部分所输出的数据信号并将数据信号转换为USB形式的数据输出。
4.根据权利要求3的系统，其中由PC机系统接收USB形式的数据输出，并通过USB口与PC机交换数据来控制教学软件的各项输入功能。
5.根据权利要求4的系统，其中在红外线接收器中还具有设置电路，通过该设置电路可以设置所能接收信号的类型，以便实现两种或者两种以上不同模式之间的切换使用。
6.一种红外线式答题遥控系统，该系统包括按键式红外线遥控器部分，该遥控器部分将按键命令处理后以红外线信号的形式发射出去；红外线接收器部分，该接收器部分用来接收遥控器所发出的红外线信号并对该红外线信号进行处理后以电信号数据输出；数据转换部分，该数据转换部分接收电信号数据并将电信号数据转换为USB数据，再将转换后的USB数据输出；PC机系统，该系统对USB数据进行处理，统计、整理并保存答题结果；其特征在于按键式红外线遥控器部分是采用SH6631芯片(CPU11)型单片机，该单片机采用ATMEL24C02型芯片(包含各种类型的EEPROM)作为外挂EEPROM存储ID码，共为6位16进制，通过使用外部特定录入设备，共可设置多达16777216种ID码，还可以通过外部特定录入设备任意修改EEPROM内的数据来修改ID码，该ID码可以以红外线信号的形式发出，该按键式红外线遥控器部分所输出的信号结构为开始码+ID码+数据码+检查和码。
7.根据权利要求6的系统，其中红外线接收器部分包含红外线接收头电路，Z8F1621AN020SC芯片(CPU12)电路，存储器电路，振荡电路和设置电路；所述的红外线接收头电路包含一个或多个红外线接收器，该接收器电连接到Z8F1621AN020SC芯片上，以便接收红外线；芯片电路将接收的红外线信号转换为FT232BM芯片能够读取的数据并输出到FT232BM芯片中；所述的存储器电路为AT93C46数据存储器；所述的振荡电路频率为18.432Mhz。
8.根据权利要求7的系统，其中数据转换部分包括FT232BM芯片；数据存储电路，该数据存储电路为AT93C46芯片；振荡电路，该振荡电路的振荡频率为6MHz；能提供5伏直流电的电源电路；另外FT232BM芯片能够接收所述红外线接收器部分所输出的数据信号并将数据信号转换为USB形式的数据输出。
9.根据权利要求8的系统，其中由PC机系统接收USB形式的数据输出，并通过USB口与PC机交换数据来控制教学软件的各项输入功能。
10.根据权利要求9的系统，其中在红外线接收器中还具有设置电路，通过该设置电路可以设置所能接收信号的类型，以便实现两种或者两种以上不同模式之间的切换使用。
全文摘要
一种红外线式答题遥控系统，该系统包括按键式红外线遥控器部分；红外线接收器部分；数据转换部分；PC机系统来统计、整理并保存答题结果；按键式红外线遥控器部分可以采用SH6631芯片(CPU1)型单片机，该单片机由八个I/O口是否接地来作为ID地址码的设置，一共可以有256种ID码；还可以采用采用SH6631芯片(CPU1)型单片机，该单片机采用ATMEL24C02型芯片作为外挂EEPROM存储ID码，共为6位16进制，通过使用外部特定录入设备，共可设置多达16777216种ID码。
文档编号G06F3/00GK1619469SQ200410051699
公开日2005年5月25日 申请日期2004年9月30日 优先权日2004年9月30日
发明者荣本光 申请人:荣本光