通过移动发射装置自动地移动进出障碍物的系统和方法.pdf

用于控制进出障碍物的操作器系统和相关方法，所述进出障碍物包括至少与至少一个进出障碍物关联的基础控制器，和与所述基础控制器关联的至少一个基础接收器。所述系统还包括至少一个自动地和周期地产生一个可由所述基础接收器检测的移动信号的移动式发射器。所述基础控制器在工作模式接收到至少一个移动信号时选择地产生进出障碍物运动命令。所述操作器和所述移动式发射器均包括收发器以允许在学习模式期间在它们之间进行双向通信。所述系统允许进出障碍物无需动手的操作。也可以使用分立的处理系统以对现有的进出障碍物操作器系统进行改型，从而实现无需动手的操作。

1.  用于控制进入障碍物的系统，包括：
驱动所述进入障碍物的基础操作器，所述基础操作器适用于在学习模式下传送学习数据，以及仅在操作模式下接收操作数据；以及
至少一个移动式发射器，其包括适用于在所述学习模式下传送学习数据并仅在所述操作模式下发送操作数据的收发器，所述至少一个移动式发射器和所述基础操作器通过交换学习数据相互学习，从而使所述至少一个移动式发射器在所述操作模式下能驱动所述基础操作器以驱动所述进入障碍物。

2.  如权利要求1所述的系统，其中所述基础操作器包括基础收发器。

3.  如权利要求1所述的系统，其中所述至少一个移动式发射器是无需用手的装置。

4.  如权利要求1所述的系统，其中所述学习数据包括由所述基础操作器选择的通信频率。

5.  如权利要求1所述的系统，其中所述学习数据包括安全码。

6.  如权利要求5所述的系统，其中所述安全码包括滚动码。

7.  如权利要求1所述的系统，其中所述学习数据的所述交换导致所述基础操作器和所述至少一个移动式发射器选择使用的通信频率。

8.  一种基于驱动装置的位置改变状态的自动驱动系统，包括：
具有收发器的基础控制器，所述基础控制器与所述驱动系统相关联，所述基础控制器适用于接收至少一个自动生成的信号，并适用于传送学习数据，所述驱动系统具有至少两个状态；以及
至少一个包括收发器的移动式发射器，所述基础控制器和所述移动式发射器适用于相互传送学习数据；
其中，如果所述基础控制器和所述至少一个移动式发射器相互交换学习数据，所述移动式发射器则自动地并周期性地生成能由所述基础控制器接收的至少一个移动信号，所述基础控制器基于所述移动信号是否被接收使所述驱动系统在第一状态和第二状态之间改变。

9.  如权利要求8所述的自动驱动系统，其中所述基础控制器在所述学习数据的所述交换期间选择通信频率，并所选择的频率存储在所述基础控制器和所述至少一个移动式发射器中。

10.  如权利要求8所述的自动驱动系统，其中由所述至少一个移动式发射器和所述至少一个移动发射器确认所述学习数据的所述交换的完成。

11.  如权利要求8所述的自动驱动系统，其中所述学习数据包括安全码。

12.  如权利要求11所述的自动驱动系统，其中所述安全码包括滚动码。

13.  如权利要求8所述的系统，进一步包括：
与所述基础控制器关联的存储器装置，所述基础控制器将与所述移动信号相关联的通信频率存储在所述存储器装置中用于处理。

14.  如权利要求13所述的系统，其中所述移动式发射器周期性地生成第一识别信号和第二识别信号，如果所述基础控制器接收到所述第一和第二识别信号，则将其存储到所述存储器装置中的相应缓冲中。

15.  如权利要求14所述的系统，其中所述基础控制器监控所述驱动系统的状态。

16.  如权利要求15所述的系统，其中所述基础控制器基于所述基础控制器执行的最后一个动作发起所述驱动系统中的改变。

17.  如权利要求8所述的系统，其中所述至少一个移动式发射器包括活动传感器，其中当所述活动传感器检测到预定的活动时仅生成所述至少一个移动信号。

18.  一种用于自动地控制进入障碍物的操作器系统，包括：
与至少一个进入障碍物关联的基础控制器；
与所述基础控制器关联的至少一个基础收发器；以及
至少一个包括收发器的移动式发射器，所述至少一个移动式发射器自动地并周期性地生成由所述基础控制器接收的至少一个移动信号，所述基础控制器和所述至少一个移动式发射器适用于在学习模式下相互交换学习数据，以相互学习；以及
其中，如果所述至少一个移动式发射器和所述基础控制器相互学习，所述移动信号则能由所述至少一个基础接收器检测，所述基础控制器根据所述至少一个移动信号是否被接收，选择性地生成障碍物移动命令。

19.  如权利要求18所述的操作器系统，其中所述学习数据包括安全码。

20.  如权利要求18所述的操作器系统，其中所述安全码包括滚动码。

21.  如权利要求18所述的操作器系统，其中在所述学习模式下交换所述学习数据的期间选择通信频率。

22.  一种基于驱动装置的位置改变状态的自动驱动系统，所述系统包括：
与所述驱动系统关联的基础控制器，所述基础控制器适用于接收至少一个自动生成的信号，所述驱动系统具有至少两个状态；以及
至少一个移动式发射器，其自动地并周期性地生成能由所述基础控制器接收的至少一个移动信号，所述基础控制器基于所述移动信号是否被接收，在第一状态和第二状态之间改变所述驱动系统。

23.  如权利要求22所述的系统，进一步包括：
与所述基础控制器关联的存储器装置，所述基础控制器将所述移动信号存储在所述存储器装置中用于处理。

24.  如权利要求23所述的系统，其中所述移动式发射器周期性地生成第一识别信号和第二识别信号，如果所述基础控制器接收了所述第一和第二识别信号，则将其存储在所述存储器中的相应缓冲中。

25.  如权利要求24所述的系统，其中所述基础控制器监控所述驱动系统的状态。

26.  如权利要求25所述的系统，其中所述基础控制器基于所述基础控制器执行的最后一个动作发起所述驱动系统中的改变。

27.  如权利要求26所述的系统，其中，如果所述识别第一信号被接收并且所述控制器执行的最后一个动作的过程不是到达所述第一状态，所述基础控制器则生成用于到达所述第一状态的命令。

28.  如权利要求27所述的系统，其中到达所述第一状态之后，启动第一状态计时器。

29.  如权利要求28所述的系统，其中，如果所述第一和第二识别信号都没有接收到，所述第一状态计时器已到期以及所述基础控制器执行的最后一个动作并未到达所述第二状态，所述基础控制器则生成命令以达到所述第二状态。

30.  如权利要求29所述的系统，其中到达所述第二状态之后，启动第二状态计时器。

31.  如权利要求30所述的系统，其中，在所述基础控制器生成到达所述第一状态的所述命令之前，所述第二状态计时器必须到期。

32.  如权利要求26所述的系统，其中，如果所述识别信号都没有被接收到并且所述基础控制器采取的最后一个动作不是到达所述第二状态，所述基础控制器则生成到达所述第二状态的命令。

33.  如权利要求32所述的系统，其中，到达所述第二状态之后，启动第二状态计时器，其中，在所述基础控制器生成到达所述第一状态的所述命令之前，所述第二状态计时器必须到期。

34.  如权利要求26所述的系统，其中所述基础控制器检测所述驱动系统的所述状态，并且如果已处于所述状态下的话，则忽略用于到达所述条件之一的任何后来的命令。

35.  如权利要求26所述的系统，进一步包括：
计数器，当在相应的缓冲中没有检测到所述第二识别信号时，所述计数器加一，其中仅当所述计数器达到预定值之后，所述基础控制器才检查所述最后一个动作。

36.  如权利要求24所述的系统，其中所述移动式发射器以预先选择的功率电平生成所述识别信号。

37.  如权利要求22所述的系统，其中所述至少一个移动式发射器包括活动传感器，其中当所述活动传感器检测到预定的活动时仅生成所述至少一个移动信号。

38.  一种用于自动地控制进入障碍物的操作器系统，包括：
与至少一个进入障碍物关联的基础控制器；
与所述基础控制器关联的至少一个基础接收器；以及
至少一个移动式发射器，其自动地并周期性地生成能由所述至少一个基础接收机检测的至少一个移动信号，所述基础控制器基于所述至少一个移动信号是否被接收，选择性地生成障碍物移动命令。

39.  如权利要求38所述的系统，进一步包括：
与所述基础控制器相关联的至少一个计时器，其中在完成障碍物移动之后启动所述至少一个计时器，并且阻止之后的障碍物移动，直到所述至少一个计时器期满。

40.  如权利要求39所述的系统，其中所述至少一个计时器具有用于以第一方向移动障碍物的第一预定时间段，以及用于以第二方向移动障碍物的第二预定时间段。

41.  如权利要求38所述的系统，其中所述至少一个移动发生器生成打开识别信号和关闭识别信号，所述基础控制器确定其执行的最后一个动作，并根据所述最后一个动作以及接收到所述识别信号中的哪个，生成所述障碍物移动命令。

42.  如权利要求41所述的系统，其中，如果接收到所述打开识别信号且所述最后一个动作不是打开所述障碍物，所述控制器则生成打开障碍物命令。

43.  如权利要求42所述的系统，其中，如果接收到所述打开识别信号且所述控制器执行的所述最后一个动作是打开所述障碍物，所述控制器则确定是否已收到了所述关闭识别信号。

44.  如权利要求43所述的系统，其中，如果在未接收到所述打开识别信号之后接收到所述关闭识别信号，所述基础控制器则等待所述识别信号中另一个的接收。

45.  如权利要求43所述的系统，其中，如果未接收到所述关闭识别信号且所述控制器执行的最后一个动作不是关闭所述障碍物，所述控制器则生成关闭障碍物命令。

46.  如权利要求43所述的系统，其中，如果未接收到所述关闭识别信号且所述控制器执行的最后一个动作是关闭所述障碍物，则不执行任何动作。

47.  如权利要求41所述的系统，其中，如果未接收到所述打开识别信号和所述关闭识别信号、且所述控制器执行的最后一个动作是关闭所述障碍物，则不执行任何动作。

48.  如权利要求41所述的系统，其中，如果未接收到所述打开识别信号和所述关闭识别信号、且所述控制器执行的最后一个动作不是关闭所述障碍物，所述控制器则生成关闭障碍物命令。

49.  如权利要求41所述的系统，其中所述至少一个移动式发射器适用于以多个功率电平生成所述打开和关闭识别信号。

50.  如权利要求49所述的系统，其中所述至少一个移动式发射器能编程以生成用于所述打开识别信号和所述关闭识别信号的四个功率电平中的任意之一。

51.  如权利要求38所述的系统，其中所述基础控制器适用于在大约打开动作位置和关闭动作位置学习所述至少一个移动信号的信号强度。

52.  如权利要求51所述的系统，其中，如果所述基础控制器确定出所述移动信号位于所学习到的打开动作位置的范围内，所述基础控制器则生成打开障碍物命令。

53.  如权利要求52所述的系统，其中所述基础控制器在生成所述打开障碍物命令之后启动计时器，以在预定的时间段内禁止接收所述移动信号。

54.  如权利要求52所述的系统，其中所述基础控制器接收一组连续的移动信号，并在生成所述打开障碍物命令之前将所接收的信号与存储的信号进行比较。

55.  如权利要求54所述的系统，其中所述基础控制器在生成所述打开障碍物命令之后对所述存储的信号进行更新。

56.  如权利要求51所述的系统，其中，如果所述基础控制器确定所述移动信号不在所学习到的打开动作位置的范围内，而在所学习到的关闭动作位置的范围内，所述基础控制器则生成关闭障碍物命令。

57.  如权利要求54所述的系统，其中所述基础控制器在生成所述关闭障碍物命令之后启动计时器，以在预定的时间段内禁止接收所述移动信号。

58.  如权利要求56所述的系统，其中所述基础控制器接收一组连续的移动信号，并在生成所述关闭障碍物命令之前将所接收的信号与存储的信号进行比较。

59.  如权利要求58所述的系统，其中所述基础控制器在生成所述关闭障碍物命令之后对所述存储的信号进行更新。

60.  如权利要求38所述的系统，其中所述移动信号是加密的，且所述至少一个移动式发射器利用所述基础控制器已知的计数器。

61.  一种分立的附加处理系统，其适用于与使障碍物在打开和关闭位置之间移动的障碍物操作系统相连接，所述处理系统包括：
至少一个移动式发射器，其自动地并周期性地生成至少一个移动信号；
障碍物位置指示器，其生成障碍物位置信号；以及
附加控制器，其适用于连接于所述障碍物操作系统，所述附加控制器接收所述至少一个移动信号和所述障碍物位置信号，以使所述障碍物操作系统能基于所述至少一个移动信号是否被接收来移动所述障碍物。

62.  如权利要求61所述的处理系统，进一步包括：
接收器，其连接于所述附加控制器和所述障碍物操作系统中的一个，所述接收器接收所述至少一个移动信号。

63.  如权利要求61所述的处理系统，其中所述附加控制器存储所述移动信号用于之后的处理。

64.  如权利要求63所述的处理系统，其中所述移动发射器周期性地生成第一识别信号和第二识别信号，如果所述附加控制器接收到所述第一和第二识别信号，则将其存储到相应的缓冲中。

65.  如权利要求64所述的处理系统，其中所述附加控制器基于所述状态信号和所述至少一个移动信号，发起所述障碍物操作系统中的改变。

66.  如权利要求65所述的处理系统，其中所述至少一个位置指示器包括：
磁体，其适用于接近地固定于所述障碍物操作系统的门的后边缘和前边缘；以及
一对感应开关，其适用于维持在引导所述门的轨道中，其中每个所述感应开关检测所述磁体的存在，并生成由所述附加控制器接收的所述障碍物位置信号。

67.  如权利要求66所述的处理系统，其中在检测到所述门的位置变化之后，所述附加控制器启动具有相应时间周期的计时器，其中所述附加控制器在所述相应时间周期内忽略所述移动信号的接收。

68.  如权利要求61所述的处理系统，其中所述至少一个移动式发射器包括活动传感器，其中在所述活动传感器检测到预定的活动时仅生成所述至少一个移动信号。

通过移动发射装置自动地移动进出障碍物的系统和方法
技术领域
本发明一般涉及进出障碍物控制系统，例如用于在相对于固定部件可移动的封闭部件中使用的车库门操作器系统，和用于编程和使用该系统的方法。更具体地，本发明涉及在运输装置(例如，机动车)中保持的移动式发射器的使用，以根据运输装置相对于所述进出障碍物的位置打开和关闭进出障碍物。具体地，本发明涉及使移动式发射机学习到操作器系统，其中所述发射机发起与所述操作器系统的通信，从而使门移动。
背景技术
当建造家庭或研究所时，提供利用电机进行开、关门运动的车库门是公知的。电机也可耦合于其他类型的可移动门，例如大门，窗户，可收缩式悬垂物等。操作器被用来控制电机和门的相关功能。操作器从无线便携式遥控发射器、有线或无线壁挂式控制器、无钥匙进入装置或其它类似装置接收命令输入信号，以打开和关闭门。公知的是，出于检测障碍的目的，提供连接到所述操作器的安全装置，以使得操作器可以校正电机的动作以防止障碍的夹持。
为了辅助车库门或可移动门在限定位置的移动，已知使用遥控射频或红外发射器来驱动电机并使门在期望方向上移动。这些遥控装置允许用户打开和关闭车库门而无需从车里出来。可以对这些遥控装置提供附加的功能，例如控制多个门的能力、连接在门上的灯以及其他安全特征的能力。在本领域公知的是，遥控装置和操作器可被提供有在每次运行周期之后改变的加密码，以使得几乎不可能在之后的时间为了非法目的偷盗并使用代码。运行周期可以包括打开和关闭障碍物，打开或关闭连接到操作器的灯等。
尽管遥控发射器等装置已经很方便并能良好工作，但遥控发射器有时会丢失、误置或损坏。具体地，遥控装置的开关机构通常在一段时间后磨损并需要被更换。并且尽管和从车里出来并手动地打开门或进出障碍物相比，驱动遥控装置更容易，但人们相信发射器和相关的系统可以进一步改良以获得“无需动手(hands-free)”操作。尽管已有一些为此目的利用应答器的系统，这些系统仍需要用户将进出卡或类似的装置靠近读卡器。如同遥控发射器一样，进出卡有时会丢失和/或误置。这些装置的另一缺点是其不允许为不同的操作器系统使用可编程的功能，因此同样不能提供足够程度的方便性。
另一类无需动手类型的系统使用机动车承载的、与操作器通信的应答器。操作器周期地发出信号到机动车承载的应答器，并且当没有接收到信号时，操作器命令门关闭。不幸地，门的关闭是在用户的视线之外的。这可能导致安全问题，在用户相信门已经关闭，但障碍可能引起门打开并保持打开，由此造成未授权的进入。
授权到受让人并在此通过引用并入的美国专利申请No.10/744,180解决了上述的一些缺陷。然而，其公开的系统不能提供具体的与车辆的运行状态相关的自动开和自动关的功能。并且所公开的系统不提供用户可更换的灵敏度调整。实现具有用于所有家用设施的通用设置的无需动手系统是极其困难的。如果为了优化射频范围而设计，那么进出障碍物的打开范围被改善，但相反地，关闭范围变得太大。如果不为了优化射频范围而设计，那么在家用设施的最差情况下，用于打开操作的射频范围可能不够。换句话说，如果射频信号过强，进出障碍物在相对远的距离打开，但只在用户视线之外关闭。或者，如果射频信号过弱，那么用户在进入车库前必须等待进出障碍物打开。可能出现的情况是其中指定的灵敏度水平造成操作器在期望的循环完成之前在进出障碍物打开和关闭的循环之间跳动。
授权到受让人并在此通过引用并入的美国专利申请美国专利申请No.10/962,224也解决了一些现有技术中的缺陷。该申请公开了这样的一种具体实施方式，其中移动式应答器被直接连接到运输装置的点火系统和电源。然而，此实施方式需要专用设施且不允许在不同运输装置之间轻易转换应答器。并且已知的无需动手装置全都需要从车库门操作器周期地发射射频信号。人们相信这将导致电“噪声”的污染增加，这将对临近的电信装置产生不利影响。
授权到受让人并在此通过引用并入的美国专利申请美国专利中请No.11/211,297解决了一些现有技术中的缺陷。这些缺陷通过利用单向通信的系统提出，其中遥控发射器重复地发射至少一个由车库门操作器接收的识别信号。基于接收的识别信号和其他输入，车库门操作器控制门或进出障碍物的移动。移动式发射器和操作器选用大量的工作频率，以允许多个命令信号的通信。可用的不同工作频率的数量可能是有问题的，因为政府可能对其他消费类射频装置也使用的一些频率范围设置限制。应理解的是一些工作频率开始很清晰，而在一段时间后变得混杂并减弱整个移动式发射器的性能。因此，期望启动发射器和操作器使用清晰的频率。在任何情况下，使用单向通信结构，移动式发射器缺少接收通信信号的能力。因此，移动式发射器向操作器的学习可能需要非常长的时间。学习过程需要安装者在移动式发射器和操作器的接收器步进通过每个可用的通信频率时，监控操作器的接收器，以确定使用最“安静”的频率。另外，如果错过了最“安静”频率，用户可能需要重新开始整个学习过程，这是不希望的。
因此，在本领域中需要根据承载了移动式发射器的设备的靠近度自动地移动进出障碍物的系统，其中发射器自动发射由操作器接收的大致周期的信号，操作器接着移动进出障碍物并在预定的时间段内忽略随后发送的信号。并且需要遥控移动式发射器通过利用可或不可直接连接到运输装置电气系统的传感器也考虑承载设备的工作状态。并且需要对移动式发射器进行可更换用户的灵敏度调整。并且还需要包括收发器的移动式发射器以在移动式发射器和基础操作器之间提供双向通信，以实现对最优移动式遥控发射器通信频率的选择和学习或重新学习。
发明内容
通过用于自动地移动由移动式发射器装置启动的进入障碍物的系统和方法实现本发明的一个方面，其将通过下文的详细描述变得显而易见。
本发明的另一个方面提供了一种用于控制进入障碍物的系统，包括驱动所述进入障碍物的基础操作器以及至少一个移动式发射器。所述基础操作器适用于在学习模式下传送学习数据，以及在操作模式下仅接收操作数据；所述至少一个移动式发射器包括适用于在所述学习模式下传送学习数据并在所述操作模式下仅发送操作数据的收发器，所述至少一个移动式发射器和所述基础操作器通过交换学习数据相互学习，从而使所述至少一个移动式发射器在所述操作模式下能驱动所述基础操作器以驱动所述进入障碍物。
本发明的另一个方面提供了一种基于驱动装置的位置改变状态的自动驱动系统，所述系统包括：具有收发器的基础控制器，所述基础控制器与所述驱动系统相关联，所述基础控制器适用于接收至少一个自动生成的信号，并适用于传送学习数据，所述驱动系统具有至少两个状态；以及至少一个包括收发器的移动式发射器，所述基础控制器和所述移动式发射器适用于相互传送学习数据；其中，如果所述基础控制器和所述至少一个移动式发射器相互交换学习数据，所述移动式发射器则自动地并周期性地生成能由所述基础控制器接收的至少一个移动信号，所述基础控制器基于所述移动信号是否被接收使所述驱动系统在第一状态和第二状态之间变化。
本发明的另一个方面提供了一种用于自动地控制进入障碍物的操作器系统，包括：与至少一个进入障碍物相关联的基础控制器；与所述基础控制器相关联的至少一个基础收发器；以及至少一个包括收发器的移动式发射器，所述至少一个移动式发射器自动地并周期性地生成由所述基础控制器接收的至少一个移动信号，所述基础控制器和所述至少一个移动式发射器适用于在学习模式下相互交互学习数据，以相互学习；其中，如果所述至少一个移动式发射器和所述基础控制器相互学习，所述移动信号则能由所述至少一个基础接收器检测，所述基础控制器根据所述至少一个移动信号是否被接收，选择性地生成障碍物移动命令。
本发明的另一个方面提供了一种基于驱动装置的位置改变状态的自动驱动系统，所述系统包括：与所述驱动系统相关联的基础控制器，所述基础控制器适用于接收至少一个自动生成的信号，所述驱动系统具有至少两个状态；以及至少一个移动式发射器，其自动地并周期性地生成能由所述基础控制器接收的至少一个移动信号，所述基础控制器基于所述移动信号是否被接收，使所述驱动系统在第一状态和第二状态之间变化。
本发明的另一个方面提供了一种用于自动地控制进入障碍物的操作器系统，包括：与至少一个进入障碍物相关联的基础控制器；与所述基础控制器相关联的至少一个基础接收器；以及至少一个移动式发射器，其自动地并周期性地生成能由所述至少一个基础接收机检测的至少一个移动信号，所述基础控制器基于所述至少一个移动信号是否被接收，选择性地生成障碍物移动命令。
本发明的另一个方面提供了一种分立的附加处理系统，其适用于与使障碍物在打开和关闭位置之间移动的障碍物操作系统相连接，所述处理系统包括：至少一个移动式发射器，其自动地并周期性地生成至少一个移动信号；障碍物位置指示器，其生成障碍物位置信号；以及附加控制器，其适用于连接于所述障碍物操作系统，所述附加控制器接收所述至少一个移动信号和所述障碍物位置信号，以使所述障碍物操作系统能基于所述至少一个移动信号是否被接收来移动所述障碍物。
附图说明
为了全面理解本发明的目的、技术和结构，参照以下详细说明和附图进行介绍，其中：
图1示出了组装车库门的透视图，并示出了实现本发明的概念的操作机制；
图2示出了根据本发明的、具有无需用手的移动远程发射器的操作器系统的框图；
图3是根据本发明、示例性的运输装置相对于利用操作器系统的进入障碍物的各种位置的示意图；
图4是根据本发明的、与操作器系统一起使用的活动传感器的示意图，其为并入移动远程发射器中的振动传感器的形式；
图5是根据本发明的、与操作器系统一起使用的活动传感器的示意图，其为并入移动远程发射器中的电噪声传感器的形式；
图6是用于图4或图5所示的活动传感器中任意一个使移动式远程发射器的功率使用达到最小的操作流程图；
图7是与运输装置的电源相连的示例性的移动式远程发射器的示意图；
图8A和8B是示出操作器系统中使用的初始编程和移动式远程发射器的使用的操作流程图；
图9是示出操作器系统中使用的移动式发射器的操作流程图；
图10A和10B是示出基础控制器和移动式发射器的操作流程图；
图11A和11B是示出基础操作器和移动式发射器的操作的更详细的操作流程图；
图12示出了在本发明的另一个实施方式中使用的移动式发射器和基础操作器的主要步骤的操作流程图；
图13示出了在另一个实施方式中使用的移动式发射器的操作流程图；
图14示出了根据另一个实施方式、在操作器系统中与移动式发射器结合使用的基础操作器的操作流程图；
图15是无需用手的移动远程发射器的另一个实施方式的框图，其包括接收机以实现发射器到基础操作器的学习；以及
图16示出了图15所示的实施方式的操作步骤的操作流程图，图中的操作用于使移动式发射器学习到基础操作器。
具体实施方式
图1中以数字10一般性地指定例如体现了本发明概念的车库门操作器系统的系统。虽然本发明所讨论的内容具体涉及诸如车库门的进出障碍物，但是应该理解，本发明的教导可应用于其它类型的障碍物。本发明的教导可等同地应用于其它类型的可移动障碍物，例如单板门(single panel door)、大门、窗户、可缩回垂悬物(overhang)以及任何可至少部分围绕或限制进出某区域的装置。此外，本发明的教导可在操作状态、位置或接近位置的改变或触发装置的基础上，应用于任何装置的闭锁装置或自动控制。实际上，可以预见，本发明的教导可用作汽车、房屋、建筑物等的远程无钥匙进入。本发明所公开的系统可在任何这样的情景中使用，即，某物体(由操作器控制的车库门)根据第二物体(例如移动式发射器)相对于第一物体的位置(远/近)或位置的改变(停放/远离)而改变状态或条件(开启/关闭、开/关等)。
对系统10的讨论存在于三个主题领域：操作器、无需用手的移动式发射器、以及操作器对移动式发射器的操作。对操作器的讨论体现于通常在车库门操作器中具有的方面，其使得能具有移动式发射器所提供的特征。移动式发射器的结构方面包括其所采用的加密技术；发射器所使用的活动和/或触发传感器；以及要人工启动的移动式发射器的灵敏度和能力的设定。最后，对移动式发射器操作和操作器的讨论提供了三个不同的操作情景。第一情景涉及到双发射器信号的使用；第二情景是移动式发射器使用信号强度的情况；最后的情景提供了可选的移动式发射器，其更易于根据车库门操作器来学习，同时结合了与上述其它两个情景相关的任意或全部优点。
I.操作器
可结合通常由数字12指定的传统的组装车库门采用系统10。一般性地由数字14指定的框架围绕敞开部分(opening)，车库门在敞开部分中定位用于相对于敞开部分做开启和关闭运动。轨道26从门框架的各侧延伸，并接纳辊28，辊28从各个门部分的上边缘延伸。可采用一般性地由数字30指定的平衡系统，当车库门12在开启和关闭位置或条件之间运动时，平衡系统平衡车库门12的重量。平衡系统的一个示例在美国专利第5,419,010号中公开，该专利通过引用并入本文。
附于框架14的操作器壳体32承载图2中显示的基础操作器34。驱动轴36延伸通过操作器壳体32，驱动轴36通过电缆或其它广泛公知的联接机构联接到车库门。虽然公开了安装在顶部的操作器，但是要讨论的控制特征可等同地应用于与可移动障碍物一起使用的其它类型的操作器。例如，控制方式可容易地合并到用来移动车库门或其它类型的进出障碍物的触轮(trolley)类型、螺杆驱动和中间轴操作器。在任何情况下，驱动轴36传递必需的机械功率，以使得车库门12在关闭和开启位置之间移动。在壳体32中，驱动轴36联接到传动齿轮，其中，传动齿轮以本领域公知的方式联接到电机。所公开的控制特征也可应用于任何类型的启动系统，所述启动系统在启动装置相对于启动系统的位置(停放/远离、接近/远离)基础上改变状态或条件(开启/关闭、开/关等)。
简单地说，可通过无线远程发射器40或者壁挂式控制器42来控制基础操作器34，远程发射器40具有壳体41，壁挂式控制器42直接以导线连接到系统10或者可经由射频或红外信号通信。远程发射器40要求启动按钮，以启动障碍物在不同位置之间的运动。壁挂式控制器42可具有远程发射器40中所不具有附加的操作特征。壁挂式控制器42由壳体承载，所述壳体上具有多个按钮。在启动之后，各个按钮向操作器提供特定命令，以启动诸如障碍物的开启/关闭、开灯和关灯等活动。程序按钮43可能暂时不起作用(recess)，并优选地仅由专用工具来启动，其使得能够对基础操作器34进行编程，用于与远程发射器相关联，更重要地，与无需用手的移动式发射器相关联，这将随着以下的描述而变得清晰。系统10也可由无钥匙的字母数字混合编制装置44来控制。装置44包括多个键46，键46上具有字母数字混合编制标记，并且可具有显示器。键46以预定顺序的启动使得系统30得以启动。至少，装置40、42和44能够启动联接到系统30的门的开启和关闭运动。基础操作器34监控电机和各种其它相连元件的操作。实际上，操作器甚至可知道车库门的状态、条件或位置以及车库门的先前操作运动。使用动力源来通过本领域公知的方式为系统10的组件赋予能量。
基础操作器34包括控制器52，控制器52并入了必需的软件、硬件和存储装置，用于控制整个系统的操作以及实施本发明的各种有益效果。应该理解，本发明的实施可通过与现有基础操作器通信的分立的处理装置来实现。这将使得能对本发明的多个方面相对于现有的操作器系统进行改型。非易失性存储装置(也称作闪速存储器)54与控制器52进行电通信，用于永久地存储与基础操作器结合操作的控制器采用的信息。存储装置54可保持识别码、状态变量、计数值、计时器、车库门状态等，以使得移动式发射器能够操作。发射器40、42、44和移动式发射器生成的红外线和/或射频信号由基础接收器56接收，基础接收器56将接收的信息传输到包含在控制器内的解码器。本领域技术人员应该理解，可由收发器代替接收器56，所述收发器使得操作器控制器能够有助于其它装置的学习，或者向与操作器系统10相关的其它装置中继或生成命令/状态信号。控制器52将接收的射频信号或其它类型的无线信号转换为可用的格式。应该理解，接收器56采用适当的天线，用于从各种无线发射器接收期望的射频或红外信标信号。控制器52是德克萨斯仪器公司(Texas Instruments)提供的MSP430F1232型(Model MSP430F1232)。当然，可使用等价的接收器、收发器和控制器。
基础接收器56与基础操作器34直接关联，或者作为一种选择，基础接收器56可以是独立的装置。接收器56在以约372MHz为中心的频率范围内接收由发射器生成的信号。基础接收器56也可在900至950MHz的频率范围内接收信号。接收器56可适于在两个频率范围接收信号。实际上，一个频率范围可指定用于仅从发射器接收车库门运动信号，而另一个频率范围接收识别类型信号，以及车库门运动信号，所述识别类型信号用来确定移动式发射器相对于基础接收器的位置或行进方向。当然，可使用与系统10相容的、被适当的政府机构批准使用的其它频率范围。
控制器52能够从直接电线源(由连接到壁挂式控制器42直接连接表示)直接接收传输类型信号。同样可以是无线的无钥匙装置44也连接到控制器52。任意数量的远程发射器40a-x可发射由基础接收器56接收，并在需要时由控制器52进一步处理的信号。同样地，可具有任意数量的壁挂式装置。如果从远程发射器40、壁挂式控制器42或者无钥匙装置44接收输入信号，并且发现该输入信号为可接受的，则控制器52生成适当的电输入信号，用于为电机60赋能，电机60随后使得驱动轴36转动，并且开启和/或关闭进出障碍物。学习按钮59也可与控制器关联，其中学习按钮59的启动使得控制器52能够学习在系统10中使用的任何不同类型的发射器。
灯62连接到控制器52，其可通过编程以根据移动式发射器的条件以及根据其与控制器52如何关联而开启和关闭。同样地，报警系统64可根据移动式发射器70相对于基础接收器56的位置而启动和/或停止。
图2中一般性地以数字65指定并主要地显示了分立的附加处理装置，虽然图1中也显示了该装置的其它组件。装置65可用来修改已经安装的、控制障碍物运动的基础操作器34，其中，现有的单元可以或不必具有现有的接收器。在任何情况下，装置65包括开启限位开关66a和关闭限位开关66b，其每一个检测障碍物或车库门12何时处于相应的位置。这可通过许多方式完成，在本实施方案中，磁体67安装于车库门的前缘或后缘或者车库门的相邻侧。在一个实施方案中，磁体67在邻近于一个轨道26的位置处附接到最下方组合门板的下部。至少一对感应传感器68位于轨道26中并接近磁体67，从而形成各自的限位开关66a和66b。因此，当磁体67与位于轨道中的传感器68接近时，将生成适当的信号。在生成所述信号时，其表示车库门何时处于开启位置或关闭位置。当然，其它类型的传感器设置(例如倾斜开关、位置电位计等)也可用来指示车库门的位置或操作状态。
附加控制器69包括在装置65中，并包括用以实施本发明这一变型的必需的硬件、软件和存储器。控制器69所保持的存储器可包括缓冲，用于存储多个接收的信号。如果需要，基础接收器56可合并到装置65中，并且除了所接收的信号发送到附加的控制器69之外，均如上所述地操作。附加控制器69可提供学习按钮59x，学习按钮59x使得发射器能够通过与控制器52所用的类似方式与之关联。
附加控制器69至少从限位开关66接收输入信号。如果适当的接收器未设置有现有的基础操作器34，附加控制器69也可从接收器56接收输入。在任何情况下，根据接收的输入，附加控制器生成由控制器52接收的信号，以通过将要描述的方式启动开启和关闭运动。
II.移动式发射器
移动式发射器70也可被称作无需用手的发射器或接近装置，其包括在系统10中，并且除了不需要来自使用者的直接人工输入之外，移动式发射器70以与其它无线发射器几乎相同的方式有效操作，虽然可能提供人工输入。如将要详细讨论的那样，发射器70(启动装置)根据其与控制器52的接近性、发射器相对于控制器的行进方向和/或承载移动式发射器70的装置的操作状态，启动车库门运动或启动系统的条件改变。发射器70包括连接到非易失性存储装置74的处理器72。如将要更详细讨论的那样，该存储器可保持用来使得整个系统能够操作的系统移动状态变量、计数值、计数器值、信号计数等。
移动式发射器70包括发射单元76，发射单元76能够周期地或错列地生成移动信号78。移动信号78的生成和发射信号的信息或格式可根据对运输装置检测到的操作状态而改变。实际上，移动信号78可以是多个信号，其每一个通过控制器52而启动不同的处理。处理器72包括用于生成执行本发明的信号的必需的硬件、软件和存储器。由于一个远程移动式发射器可与几个操作器相关，或者在几个远程移动式发射器与单个操作器相关的情况下，处理器72和存储器74有助于生成包括在移动信号78中的适当信息。换言之，基础控制器52能够区分不同发射器的移动信号，并对它们施加相应动作。所述系统最可能配置为使得从壁挂式发射器接收的命令使得由移动式发射器生成的任何车库门运动命令无效。
移动式发射器70包括学习/车库门运动按钮82和灵敏性/取消按钮83，其允许移动式发射器相对于控制器52的命令和/或编程无效。通常，移动式发射器允许进出障碍物的“无需用手”的操作。换言之，移动式发射器70可简单地设置在汽车或其它运输装置的工具箱(glovecompartment)或仪表盘中，并且与控制器52通信，以根据移动式发射器70相对于基础接收器56的位置而开启和关闭进出障碍物。同样地，在移动式发射器70和基础操作器34彼此学习之后，当运输装置接近或远离车库时使得车库门开启和关闭之前，使用者不再需要按压车库门运动按钮或者以其它方式设置移动式发射器或远程发射器。如果需要，在编程之后，可使用按钮82的人工启动来使得接近性装置70的常规操作无效，从而使得障碍物能够开启和关闭，以及执行与基础操作器34相关的其它使用和/或编程功能。在编程之后，按钮83的启动提供了无需用手特征的暂时禁止。
发射器70可使用活动类型传感器84，其检测某些类型的可观察现象，例如在启动时检测运输装置的振动，或检测车辆的火花塞生成的电喷射。作为一种选择，移动式发射器70可直接连接到汽车的发动机传感器，例如附属开关。与其它活动类型传感器一样，发动机传感器确定运输装置的操作状态，以使得移动式发射器生成移动信号，来启动障碍物运动。
可与接近性移动式发射器70一起包含的附加特征是声源94和光源96。可以预见，对于需要使用移动式发射器70的人的立即注意的某些情形，可使用声源94和/或光源96来提供口头指示/确定或光指示。声源94和光源96也可提供对将在后面讨论的编程步骤的确认或拒绝。与移动式发射器70一起包含的所有组件可由运输装置使用的电池来供能，或者可由理想地具有最少两年电池寿命的至少一个电池97来供能。如果需要，电池97可以为可充电类型，其可连接到运输装置所提供的电源引出线。在这种情况下，使用较长寿命的或可充电的电池将不再需要活动传感器84或者不再需要直接连接到附属连接。
在常规操作中，移动式发射器70总是开启。可通过启动两个按钮持续预定的时间来禁止发射器70。作为一种选择，理想地凹陷到发射器壳体中的滑动开关99可用来快速地启用或禁止发射器70。开关99连接到处理器72，当该开关运动到禁止位置时，在断电之前将自动生成取消命令。这将使得基础控制器52将不会假设断电是某种其它类型的信号，例如时钟信号的丢失。
现在参照图3，其为显示了承载移动式发射器70的、在其各个位置的运输装置108与操作器系统34之间的关系。通常，运输装置108是保持在一般性地由数字110指示的车库或其它封闭空间(enclosure)中的汽车。封闭空间110通过进出障碍物12与其外部区域分离，进出障碍物12由操作器系统34以前述方式控制。封闭空间110可通过车道114进出，车道114与街道116或其它进出类型道路邻接。
运输装置108可定位于封闭空间110中或沿着车道114和街道116的长度的任何位置。运输装置108可处于封闭空间110内的“近”状态，或者处于封闭空间外任意位置的“远”状态。在一些实例中，“远”状态可进一步定义为移动式发射器70生成的信号不可再由基础操作器34接收的情况。随着说明书的继续，将讨论发射器70的其它操作或过渡状态。如下所述将变得明显，发射器70启动与基础控制器的单向通信。
发射器70可生成由控制器52检测的、处于不同功率级的信号，或者发射器70可生成单功率级信号，控制器52确定并比较连续的移动信号的信号强度值。在任何情况下，为了帮助理解状态和功率阈值，将提供运输装置相对于封闭空间的位置的特定基准。特别地，可以预见，停放状态122是指汽车或其它运输装置位于封闭空间110内部或者在某些实例中恰好位于外部的时刻。动作位置124表示运输装置108马上临近障碍物12，但处于封闭空间110外部的时刻，其中，障碍物12的动作或运动可能是预期的。从动作位置124略微移开的赋能位置126表示需要建立应答器76与接收器56之间的早期通信链路，从而为使障碍物12从开启位置运动至关闭位置或者从关闭位置运动至开启位置做准备。从赋能位置126继续往前是远离位置128，对于这些位置而言，由发射单元76生成、由操作器系统接收的赋能或任何类型的启动信号不被识别，直至获得赋能位置126为止。实际上，可通过基础控制器52来识别进入远离位置128，进入远离位置128将导致障碍物12的运动的启动。
A.加密
应该理解，可对由移动式发射器70生成的移动信号加密。一种示例性的算法应该是简单和小规模的，从而不会使用处理器的全部资源。可根据期望的安全级别而使用不同尺寸的比特密钥。发射单元的序列号可使用公开源文件的算法来加密。各发射器由制造商或安装者设置有唯一的序列号。各基础控制器格式化以接受和学习预先指定范围的序列号，并且具有软件以解密包括加密序列号的数据传输。可通过增加通过预定模式对每个传输进行改变的计数器(counter)或其它的变化数据，提供增加的安全性。变化的计数器可以是16比特数，其根据预定模式(简单加一的模式或可以是较复杂模式)对每个传输进行改变。基础将得知计数器如何改变，并接收该消息，要求接收具有根据预定模式改变的新计数器值的第二消息。这避免了效仿发射消息和复制严格相同消息的任何敌对装置。如果计数器没有相应改变，则基础将得知该消息不是来自安全的源。
基础接收器56接收第一传输，但然后将期待在计数器数据中具有期望改变的第二传输。仅在计数器数据改变为期望值时基础接收器将接受命令。如果接收器56接收的数据不具有变化的计数器，则接收器丢弃命令，并假设该命令来自敌对源。用于加密操作的密钥将分裂为两部分。一部分密钥为移动式发射器和基础控制器均知道的静态数，一部分密钥来自于计数器值。这有助于避免接收消息的任何敌对装置访问敏感数据，例如序列号。发射器70将以下列方式公开发射加密的敏感数据以及计数器：
发射的数据