專利名稱：一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置和實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用領(lǐng)域，具體是利用一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，利用無線紅外和無線射頻技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)并控制家用紅外控制類電器的裝置和實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
隨著人們消費(fèi)水平的不斷提高，對(duì)于家電產(chǎn)品的易用性與親和性也提出了更高的需求，很多IT企業(yè)和傳統(tǒng)家電制造商紛紛練手開拓?cái)?shù)字家電，將信息技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入家電生產(chǎn)領(lǐng)域，因此誕生了智能化、個(gè)性化、人性化的信息家電，例如數(shù)字冰箱，數(shù)字微波爐，數(shù)字空調(diào)等，相應(yīng)的，用以控制這些家電的智能遙控器同樣需要升級(jí)換代。然，國內(nèi)目前市面上相當(dāng)缺乏對(duì)應(yīng)的基于網(wǎng)絡(luò)信息的遙控設(shè)備，國內(nèi)目前主要還是普通的遙控器，最多就是所謂的萬用遙控器，但是實(shí)際上，所謂萬用紅外遙控器只是收集現(xiàn)有的多個(gè)廠家品牌及機(jī)型的紅外遙控器的原始控制碼后，預(yù)存入遙控器存儲(chǔ)器內(nèi)，之后再將對(duì)應(yīng)的編號(hào)輸入查詢而已，實(shí)際上還是屬于單機(jī)操作。因此，面對(duì)國內(nèi)紅外遙控器的缺陷及市場空白，如何找到一種基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，尤其是基于現(xiàn)在非常流行的物聯(lián)網(wǎng)的智能遙控器產(chǎn)品，通過無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，不僅能替代原裝遙控器手動(dòng)控制目標(biāo)電器，更能通過手機(jī)、網(wǎng)關(guān)等設(shè)備便捷的對(duì)目標(biāo)電器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制， 提升人民的日常娛樂生活的質(zhì)量，成為目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置和實(shí)現(xiàn)方法。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案
本發(fā)明一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置，由射頻模塊、按鍵模塊、顯示模塊、解碼模塊、發(fā)碼模塊和控制單元組成；按鍵模塊和解碼模塊的輸出端分別連接控制單元的輸入端，控制單元的輸出端分別連接顯示模塊和發(fā)碼模塊的輸入端，控制單元與射頻模塊互連，控制單元內(nèi)置FLASH。優(yōu)選地，射頻模塊工作頻率為433MHz，信道數(shù)目255個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸速率及功率可調(diào)，最大傳輸速率5001ibpS，最大傳輸功率lOdBm。優(yōu)選地，射頻模塊采用垂直極化方向的全向天線，最大天線增益2. 5dBi，最大駐波比 2. 0。一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置的實(shí)現(xiàn)方法，如下 采用按鍵模塊用來選擇學(xué)習(xí)型遙控的工作模式，有解碼和發(fā)碼兩種模式；
當(dāng)顯示模塊模式指示燈亮起，表示進(jìn)入解碼模式，當(dāng)解碼狀態(tài)燈的用來指示解碼是否成功；
采用解碼模塊將收到的38K紅外信號(hào)濾除調(diào)制后，將帶有編碼信息的脈沖送給控制單元進(jìn)行處理；
采用編碼存儲(chǔ)模塊將解碼后的編碼數(shù)據(jù)信息，按特定格式存入FLASH中，以防掉電丟
3失；
發(fā)碼模塊采用軟件調(diào)制的方法，將FLASH中的編碼信息，按特定的算法處理后還原成解碼模塊最初接收到的格式送給電器；
射頻模塊使學(xué)習(xí)型遙控加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，成為網(wǎng)絡(luò)中的控制裝置，接收網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的控制指令；
采用控制單元負(fù)責(zé)解碼算法、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議運(yùn)行、發(fā)碼的算法、及按鍵控制和顯示控制；控制單元協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，并且控制系統(tǒng)功耗。優(yōu)選地，遙控裝置與路由的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎米越M織的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)選地，設(shè)置不同工作模式及相應(yīng)模式切換方法，遙控裝置正常處于分時(shí)工作模式，當(dāng)有按鍵動(dòng)作發(fā)生時(shí)，遙控裝置會(huì)直接從睡眠中喚醒，執(zhí)行完發(fā)碼動(dòng)作后，遙控裝置自動(dòng)復(fù)位初始化，然后重新與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同步。優(yōu)選地，所述分時(shí)工作方法，沒有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)指令時(shí)，學(xué)習(xí)型遙控處于定期休眠狀態(tài)，所述遙控裝置在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)指令到來前會(huì)自動(dòng)從休眠狀態(tài)中喚醒，對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行解析并執(zhí)行控制命令，控制命令執(zhí)行結(jié)束，遙控裝置再次進(jìn)入睡眠狀態(tài)。優(yōu)選地，所述遙控裝置的最大工作電流50mA，休眠工作電流小于1mA。本發(fā)明采用了低功耗和集成化器件，結(jié)合一系列低功耗技術(shù)和智能解碼技術(shù)，采用自組織的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，既能作為原裝紅外遙控的替代品，又能作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)裝置，通過手機(jī)、無線網(wǎng)關(guān)發(fā)送信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的遠(yuǎn)程控制。在實(shí)際應(yīng)用中具備成本低、使用方便、智能靈活等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控的硬件系統(tǒng)框圖。圖2為基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控的軟件流程圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明由射頻模塊、按鍵模塊、顯示模塊、解碼模塊、發(fā)碼模塊和控制單元組成；按鍵模塊和解碼模塊分別連接控制單元，控制單元分別連接顯示模塊和發(fā)碼模塊，控制單元與射頻模塊互連，控制單元內(nèi)置FLASH。首先，將學(xué)習(xí)型紅外遙控器正對(duì)空調(diào)安裝，系統(tǒng)上電，等待初始化完成，在網(wǎng)關(guān)上看到紅外遙控的圖標(biāo)亮起，表示遙控器已經(jīng)加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，這部分工作由射頻模塊和控制單元協(xié)同完成。學(xué)習(xí)目標(biāo)電器的遙控器編碼，這部分工作由解碼模塊和控制單元協(xié)同完成。將目標(biāo)電器的遙控器(簡稱目標(biāo)遙控)與學(xué)習(xí)型紅外遙控器正對(duì)，操作模式按鍵使學(xué)習(xí)型遙控進(jìn)入學(xué)習(xí)模式。先后按下學(xué)習(xí)型遙控的功能按鍵和目標(biāo)遙控的功能按鍵，就能完成學(xué)習(xí)目標(biāo)遙控器編碼的過程，當(dāng)每個(gè)編碼學(xué)習(xí)完成后，對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)指示燈會(huì)提示用戶當(dāng)前編碼是否學(xué)習(xí)成功。成功學(xué)到的編碼存入FLASH中，以防掉電后丟失。學(xué)習(xí)完所有按鍵功能后， 再次按下模式按鍵，系統(tǒng)即退出學(xué)碼狀態(tài)，轉(zhuǎn)而進(jìn)入重新加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的過程。當(dāng)學(xué)習(xí)型遙控重新加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)后，即進(jìn)入休眠狀態(tài)。其作為網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)控制裝置，就能接收來自網(wǎng)關(guān)或是用戶手機(jī)(實(shí)際上是手機(jī)通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)給學(xué)習(xí)型遙控)的控制指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)電器的遠(yuǎn)程控制。控制單元定期自動(dòng)喚醒，醒來后接收無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳來的控制指令，由控制單元對(duì)接收到的指令進(jìn)行解析，然后控制發(fā)碼模塊對(duì)目標(biāo)電器進(jìn)行發(fā)碼控制。另外，學(xué)習(xí)型遙控加入網(wǎng)絡(luò)后，也能當(dāng)普通遙控器來使用。當(dāng)學(xué)習(xí)型遙控入網(wǎng)成功后，大部分時(shí)間處于休眠狀態(tài)，手動(dòng)按鍵可將其直接喚醒，由控制單元來處理手動(dòng)按鍵信息，然后控制發(fā)碼模塊對(duì)目標(biāo)電器進(jìn)行發(fā)碼控制。因此，可用學(xué)習(xí)型遙控代替原裝遙控器進(jìn)行使用。射頻模塊工作頻率為433MHz，信道數(shù)目255個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸速率及功率可調(diào)，最大傳輸速率5001ibpS，最大傳輸功率IOdBm,在空曠處的無線傳輸距離最大可到300m。射頻模塊的采用垂直極化方向的全向天線，最大天線增益2. 5dBi，最大駐波比 2. 0。整套系統(tǒng)工作電壓3. 3V，采用大12V的AC/DC作為輸入，經(jīng)電路板的上的DC/DC模塊轉(zhuǎn)后提供系統(tǒng)所需3. 3V。休眠狀態(tài)時(shí)的工作電流小于1mA，最大工作電流小于50mA。軟件工作流程
如圖2所示，首先系統(tǒng)上電，完成一些初始化配置工作，如射頻模塊的發(fā)射功率、傳輸
速率等。系統(tǒng)初始化完成后，學(xué)習(xí)型遙控器就開始加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。一旦成功加入網(wǎng)絡(luò)，控制單元及射頻模塊進(jìn)入休眠狀態(tài)，此時(shí)只有內(nèi)置的定時(shí)器中斷、射頻模塊的接收信息中斷、及手動(dòng)按鍵中斷可以喚醒控制單元。若控制單元被喚醒，首先判斷中斷來源，若為射頻模塊接收信息中斷，則對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行解析，然后控制發(fā)碼模塊控制目標(biāo)電器；若是定時(shí)器中斷，表明是同步時(shí)間幀到來， 控制單元喚醒射頻模塊，通過射頻模塊和無線網(wǎng)絡(luò)交換信息；若是手動(dòng)按鍵中斷，表明用戶手動(dòng)控制遙控器，學(xué)習(xí)型遙控進(jìn)入手動(dòng)控制模式。進(jìn)入手動(dòng)控制模式后，首先判斷按鍵是否為學(xué)習(xí)模式鍵，若為學(xué)習(xí)模式鍵，控制單元控制解碼模塊進(jìn)行編碼學(xué)習(xí)，若為普通功能按鍵，控制單元控制發(fā)碼模塊發(fā)碼。處理完中斷信息后，控制單元與射頻模塊又進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待下一個(gè)中斷到來。本發(fā)明采用了智能化的解碼方式，無需事先知道被學(xué)習(xí)對(duì)象的編碼格式，只要是 38KHZ的紅外編碼，幾乎都能學(xué)習(xí)。其解碼方式通用性強(qiáng)、解碼成功率高。該裝置使用方便， 既可以手動(dòng)直接控制，又可以通過手機(jī)或網(wǎng)關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。采用一系列的低功耗和集成化器件，本發(fā)明裝置具有體積小、功耗低的特點(diǎn)。采用射頻無線傳輸技術(shù)和AC/DC供電，使布設(shè)、維護(hù)簡單而且成本低。裝置工作穩(wěn)定可靠，持續(xù)工作能力強(qiáng)。本發(fā)明在家用電器遠(yuǎn)程控制中有著廣泛的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
1.一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置，其特征在于由射頻模塊、按鍵模塊、 顯示模塊、解碼模塊、發(fā)碼模塊和控制單元組成；按鍵模塊和解碼模塊的輸出端分別連接控制單元的輸入端，控制單元的輸出端分別連接顯示模塊和發(fā)碼模塊的輸入端，控制單元與射頻模塊互連，控制單元內(nèi)置FLASH。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置，其特征在于射頻模塊工作頻率為433MHz，信道數(shù)目255個(gè)，數(shù)據(jù)傳輸速率及功率可調(diào)，最大傳輸速率 5001ibps，最大傳輸功率lOdBm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置，其特征在于射頻模塊采用垂直極化方向的全向天線，最大天線增益2. 5dBi，最大駐波比2. 0。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置的實(shí)現(xiàn)方法， 其特征在于所述方法如下采用按鍵模塊用來選擇學(xué)習(xí)型遙控的工作模式，有解碼和發(fā)碼兩種模式；當(dāng)顯示模塊模式指示燈亮起，表示進(jìn)入解碼模式，當(dāng)解碼狀態(tài)燈的用來指示解碼是否成功；采用解碼模塊將收到的38K紅外信號(hào)濾除調(diào)制后，將帶有編碼信息的脈沖送給控制單元進(jìn)行處理；采用編碼存儲(chǔ)模塊將解碼后的編碼數(shù)據(jù)信息，按特定格式存入FLASH中，以防掉電丟失；發(fā)碼模塊采用軟件調(diào)制的方法，將FLASH中的編碼信息，按特定的算法處理后還原成解碼模塊最初接收到的格式送給電器；射頻模塊使學(xué)習(xí)型遙控加入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，成為網(wǎng)絡(luò)中的控制裝置，接收網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的控制指令；采用控制單元負(fù)責(zé)解碼算法、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議運(yùn)行、發(fā)碼的算法、及按鍵控制和顯示控制；控制單元協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，并且控制系統(tǒng)功耗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于遙控裝置與路由的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎米越M織的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于設(shè)置不同工作模式及相應(yīng)模式切換方法，遙控裝置正常處于分時(shí)工作模式， 當(dāng)有按鍵動(dòng)作發(fā)生時(shí)，遙控裝置會(huì)直接從睡眠中喚醒，執(zhí)行完發(fā)碼動(dòng)作后，遙控裝置自動(dòng)復(fù)位初始化，然后重新與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同步。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述分時(shí)工作方法，沒有無線傳感器網(wǎng)絡(luò)指令時(shí)，學(xué)習(xí)型遙控處于定期休眠狀態(tài)，所述遙控裝置在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)指令到來前會(huì)自動(dòng)從休眠狀態(tài)中喚醒，對(duì)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行解析并執(zhí)行控制命令，控制命令執(zhí)行結(jié)束，遙控裝置再次進(jìn)入睡眠狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述遙控裝置的最大工作電流50mA，休眠工作電流小于1mA。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)型紅外遙控裝置和實(shí)現(xiàn)方法，所述裝置由射頻模塊、按鍵模塊、顯示模塊、解碼模塊、發(fā)碼模塊和控制單元組成；按鍵模塊和解碼模塊的輸出端分別連接控制單元的輸入端，控制單元的輸出端分別連接顯示模塊和發(fā)碼模塊的輸入端，控制單元與射頻模塊互連，控制單元內(nèi)置FLASH。所述方法以射頻模塊來接收無線傳感網(wǎng)絡(luò)的信息，由控制單元來解析接收到的網(wǎng)絡(luò)指令，從存儲(chǔ)器中調(diào)出相應(yīng)的控制碼型，然后由發(fā)射模塊將空調(diào)、電視機(jī)等的控制碼型發(fā)出。本發(fā)明具有成本低、功耗小、體積小、可靠穩(wěn)定、布設(shè)維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102243804SQ20111017070
公開日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者劉海濤, 吳波, 毛嘉, 沈杰, 王世博, 鄒炳昂 申請(qǐng)人:感知物聯(lián)網(wǎng)集團(tuán)(無錫)有限公司, 無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究院