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1、(10)申请公布号 CN 104332045 A (43)申请公布日 2015.02.04 CN 104332045 A (21)申请号 201410548130.9 (22)申请日 2014.10.17 G08C 23/04(2006.01) H04W 84/18(2009.01) (71)申请人 上海纳普信息科技有限公司 地址 200122 上海市浦东新区张扬路 158 号 2301（A） 室 (72)发明人 倪成胜 (54) 发明名称 一种基于无线网络的智能红外遥控系统及方 法 (57) 摘要 本发明公开了一种基于无线网络的智能红 外遥控系统及方法， 该系统包括家庭网关以及 ZigBee。
2、 无线通信终端， 家庭网关包括控制器以及 与所述控制器相互通信的通信模块和 ZigBee 网 络协调器， 所述通信模块通过GSM网络与手机APP 软件通信连接， 实现对红外遥控系统的控制 ； 所 述 ZigBee 无线通信终端包括一个红外遥控学习 终端和若干个红外遥控发射子端。 所述ZigBee网 络协调器以 ZigBee 模块形式集成在家庭网关内， 既与家庭网关的控制器连接， 接受控制器的控制 信号， 又与 ZigBee 无线通信终端组网和通信。本 发明实现了现代家居的智能化， 提高了家居系统 的兼容性和便利性， 同时自学习遥控的设计使得 遥控更方便、 快捷。 (51)Int.Cl. 权利要。
3、求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 104332045 A CN 104332045 A 1/1 页 2 1. 一种基于无线网络的智能红外遥控系统， 其特征在于 ： 包括家庭网关以及 ZigBee 无 线通信终端 ； 所述家庭网关包括控制器以及与所述控制器相互通信的通信模块和 ZigBee 网络协调器 ； 所述通信模块通过GSM网络与手机APP软件通信连接， 实现对红外遥控系统的 控制 ； 所述ZigBee网络协调器以ZigBee模块形式集成在家庭网关内， 既与家。
4、庭网关的控制 器连接， 接受控制器的控制信号， 又与 ZigBee 无线通信终端组网和通信 ； 所述 ZigBee 无线 通信终端包括一个红外遥控学习终端和若干个红外遥控发射子端 ； 所述红外遥控学习终端 包括 ： ZigBee 模块， 与所述家庭网关以及其它无线通信终端组网和通信 ； 红外接收模块， 在 学习模式下， 接收家电遥控器的红外信号并将其解调转换成遥控波形信号 ； 微控制器， 包含 学习模块和存储模块， 所述学习模块包括解码模块和发码模块 ； 所述学习模块用于在学习 模式下将遥控波形信号转换成波形时序数据， 所述存储模块用于存储各种遥控波形信号对 应的波形时序数据 ； 所述微控制器。
5、连接并控制所述红外遥控学习终端各模块， 实现学习家 电遥控器的红外信号和发送控制信号给所述红外遥控发射子端 ； 按键模块， 给所述微控制 器下达控制信号 ； 显示模块， 显示所述微控制器的工作状态。 2. 根据权利要求 1 所述的一种基于无线网络的智能红外遥控系统， 其特征在于所述红 外遥控发射子端包括 ： ZigBee 模块， 与所述家庭网关以及其它无线通信终端组网和通信， 接收所述红外遥控学习终端在控制模式下发送的波形时序数据 ； 脉冲还原模块， 在控制模 式下， 将波形时序数据转换成遥控波形信号 ； 红外发射模块， 在控制模式下， 将遥控波形信 号调制转换成红外信号发射出去。 3. 根据。
6、权利要求 1 所述的一种基于无线网络的智能红外遥控系统， 其特征在于 ： 所述 解码模块包括脉冲电平跳变判断单元、 脉冲电平判断单元和电平延时计时单元。 4. 根据权利要求 1 所述的一种基于无线网络的智能红外遥控系统， 其特征在于 ： 所述 存储模块为 FLASH 编码存储器。 5. 一种基于无线网络的智能红外遥控学习方法， 其特征在于 ： 包括如下步骤 ： a. 从输入按键模块启动红外遥控学习终端的学习模式 ； b. 接收并解调家电遥控器发射的红外信号 ； c. 将遥控波形信号转换成波形时序数据 ； d. 从输入按键模块输入一个标识编码 ； e. 存储波形时序数据和标识编码到存储模块 ； 。
7、f. 从输入按键模块输入控制指令 ； g. 根据控制指令从存储模块读取对应的波形时序数据 ； h. 通过红外遥控学习终端 ZigBee 模块发送所述波形时序数据 ； i. 红外遥控发射子端 ZigBee 模块接收所述波形时序数据 ； j. 将所述波形时序数据转换成遥控波形信号 ； k. 将所述遥控波形信号调制转换成红外信号发射。 权 利 要 求 书 CN 104332045 A 2 1/5 页 3 一种基于无线网络的智能红外遥控系统及方法 技术领域 0001 本发明涉及智能家居控制技术领域， 具体涉及一种基于 ZigBee 无线网络的智能 红外遥控系统及遥控学习方法。 背景技术 0002 智能。
8、家居是融合了自动化控制系统、 计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网 络化智能化的家居控制系统。智能家居让用户有更方便的手段来管理家庭设备， 比如通过 家庭触摸屏、 手机、 互联网或者语音识别控制家用设备， 更可以执行现场操作， 方便控制 ； 另 一方面， 使用智能家居系统的室内， 各种设备相互间可以通讯， 即使没有用户指挥也能根据 不同的状态互动运行， 从而给用户带来最大程度的高效、 便利、 舒适与安全。 0003 目前研究智能家居的企业有很多。 这些企业和制造商所开发的产品有一个共同的 致命弱点就是需要布线， 系统安装麻烦， 接口复杂， 因为布线都在墙内， 安装时需要对现有 的居室造成很大。
9、外观改动， 也使维修很困难。 0004 现代家居生活已经离不开各种各样的家用电器， 为了让人们有更方便的手段来管 理众多的家用电器， 智能家居应运而生。简单地说， 智能家居是融合了自动化控制系统、 计 算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统， 通过它人们可以更 高效、 更便利、 更舒适与更安全的使用各种各样的家用电器。 0005 目前主流的智能家居系统通过家庭网关将家庭内网与 Internet 连接， 再由连接 Internet 的 PC 上位机控制整个系统 ； 而家庭内网采用 ZigBee 无线网络技术， 在家庭网关 和各种终端设置 ZigBee 模块， 实现家庭内网的。
10、无线组网和通信。 0006 中国专利公开号为 CN103207594A 的发明专利申请公开了一种基于 Internet 和 ZigBee 的智能家居控制系统， 该系统由家庭网关和若干个基于 ZigBee 技术的无线通信终 端节点组成， 在家庭网关和每个终端节点上都接有一个 ZigBee 模块， 数据通过模块在网关 和终端节点传送。ZigBee 模块负责组建家庭内部无线通信网络， 终端节点负责控制家庭设 备、 监测家庭环境和各种故障报警数据， 家庭网关与 Internet 网络连接， 家用 PC 或远程 PC 实现对整个系统的控制， RS485 总线或以太网与小区管理中心通信， 液晶屏显示小区通。
11、知、 系统各部分工作状况和数据。 但是， 当需要给这种智能家居系统增加新的红外遥控家电时， 必须在该家电的控制电路中去掉原来的红外遥控模块， 增加相应的 ZigBee 模块， 使其智能 化。这种解决方式效率低， 成本高， 大大限制了智能家居的兼容性和便利性。如果能够找到 一种方法， 在不改变红外遥控家电硬件情况条件下将其学习进智能家必须依赖主机和从机 居系统， 让它达到智能化， 成为家庭内网的一个节点， 那将极大提高智能家居系统的兼容性 和便利性， 使它更智能。 0007 再如中国专利公开号为CN203386359U公开的一种基于ZigBee的学习型红外遥控 器， 其结构包括主机和从机， 主机。
12、包括第一 ZigBee 模块、 控制器和主机键盘， 从机包括红外 接收电路、 红外发射电路、 第二 ZigBee 模块、 处理器、 从机键盘和存储器 ； 从机通过红外接 收电路接收电器的红外遥控编码并存储于存储器， 当主机的控制器接收到主机键盘有按键 说 明 书 CN 104332045 A 3 2/5 页 4 按下的按键信息， 则通过第一ZigBee模块将该按键信息发送至第二ZigBee模块， 由处理器 从存储器调出相应的红外遥控编码， 经红外发射电路发射至电器的红外接收头， 可学习、 记 忆和再现各种电器遥控器的红外遥控编码， 在家里的任何一个角落都可以遥控可用红外遥 控器操作的电器， 从。
13、而实现了对多种遥控电器的统一管理。 该遥控器虽然携带自学习功能， 但是必须依赖主机以及从机进行控制盒学习， 使用起来不方便。 发明内容 0008 本发明的目的是为了解决现有技术中的不足， 提供一种基于无线网络的智能红外 遥控系统及方法， 在不改变红外遥控家电硬件条件下， 实现家电智能化， 从而提高智能家居 系统的兼容性和便利性， 使它更智能。 0009 为解决上述技术问题， 本发明采用的技术方案为 ： 本发明所述的一种基于无线网 络的智能红外遥控系统， 包括家庭网关以及 ZigBee 无线通信终端 ； 所述家庭网关包括控制 器以及与所述控制器相互通信的通信模块和 ZigBee 网络协调器 ； 。
14、所述通信模块通过 GSM 网络与手机 APP 软件通信连接， 实现对红外遥控系统的控制 ； 所述 ZigBee 网络协调器以 ZigBee 模块形式集成在家庭网关内， 既与家庭网关的控制器连接， 接受控制器的控制信号， 又与 ZigBee 无线通信终端组网和通信 ； 所述 ZigBee 无线通信终端包括一个红外遥控学习 终端和若干个红外遥控发射子端 ； 所述红外遥控学习终端包括 ： ZigBee 模块， 与所述家庭 网关以及其它无线通信终端组网和通信 ； 红外接收模块， 在学习模式下， 接收家电遥控器的 红外信号并将其解调转换成遥控波形信号 ； 微控制器， 包含学习模块和存储模块， 所述学习 。
15、模块包括解码模块和发码模块 ； 所述学习模块用于在学习模式下将遥控波形信号转换成波 形时序数据， 所述存储模块用于存储各种遥控波形信号对应的波形时序数据 ； 所述微控制 器连接并控制所述红外遥控学习终端各模块， 实现学习家电遥控器的红外信号和发送控制 信号给所述红外遥控发射子端 ； 按键模块， 给所述微控制器下达控制信号 ； 显示模块， 显示 所述微控制器的工作状态。 0010 进一步的， 所述红外遥控发射子端包括 ： ZigBee 模块， 与家庭网关以及其它无线 通信终端组网和通信 ； 接收所述红外遥控学习终端在控制模式下发送的波形时序数据 ； 脉 冲还原模块， 在控制模式下， 将波形时序数。
16、据转换成遥控波形信号 ； 红外发射模块， 在控制 模式下， 将遥控波形信号调制转换成红外信号发射出去。 0011 进一步的， 所述解码模块包括脉冲电平跳变判断单元、 脉冲电平判断单元和电平 延时计时单元。 0012 进一步的， 所述存储模块为 FLASH 编码存储器。 0013 本发明还公开了一种基于无线网络的智能红外遥控学习方法， 包括如下步骤 ： （1） 从输入按键模块启动红外遥控学习终端的学习模式 ； （2） 接收并解调家电遥控器发射的红外信号 ； （3） 将遥控波形信号转换成波形时序数据 ； （4） 从输入按键模块输入一个标识编码 ； （5） 存储波形时序数据和标识编码到存储模块 ； 。
17、（6） 从输入按键模块输入控制指令 ； （7） 根据控制指令从存储模块读取对应的波形时序数据 ； 说 明 书 CN 104332045 A 4 3/5 页 5 （8） 通过红外遥控学习终端 ZigBee 模块发送所述波形时序数据 ； （9） 红外遥控发射子端 ZigBee 模块接收所述波形时序数据 ； （10） 将所述波形时序数据转换成遥控波形信号 ； （11） 将所述遥控波形信号调制转换成红外信号发射。 0014 本发明的有益效果如下 ： 1、 本发明在不改变红外遥控家电硬件条件下， 实现家电智能化， 从而提高智能家居系 统的兼容性和便利性， 使它更智能 ； 2、 本发明提供的一种红外遥控信。
18、号学习模块， 它能够实现不考虑不同的红外遥控编码 格式， 直接存储每一种遥控波形信号对应的波形时序数据， 在需要时调取波形时序数据还 原对应的遥控波形信号， 提高了学习效率和学习成功率 ； 3、 本发明的应用于智能红外遥控学习方法， 它在不改变红外遥控家电硬件条件下， 实 现家电智能化， 从而提高智能家居系统的兼容性和便利性， 使它更智能 ； 4、 本发明的红外遥控信号学习方法， 它能够实现不考虑不同的红外遥控编码格式， 直 接存储每一种遥控波形信号对应的波形时序数据， 在需要时调取波形时序数据还原对应的 遥控波形信号， 提高了学习效率和学习成功率。 附图说明 0015 图 1 为本发明的智能。
19、红外遥控系统结构原理框图。 0016 图 2 为本发明的红外遥控学习终端结构原理框图。 0017 图 3 为本发明的红外遥控发射子端结构原理框图。 0018 图 4 为本发明的遥控波形信号示例图。 具体实施方式 0019 下面结合附图和实施例进一步说明本发明， 熟悉此技术的人士可由本说明书所揭 露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。 实施例 0020 目前主流的智能家居系统通过家庭网关将家庭内网与 Internet 连接， 再由连接 Internet 的 PC 上位机控制整个系统 ； 而家庭内网采用 ZigBee 无线网络技术， 在家庭网关 和各种终端设置ZigBee模块， 家庭网关的Zi。
20、gBee模块充当网络协调器， 以此为中心组成一 个星型拓扑结构的 ZigBee 无线网络， 实现家庭内网的无线组网和通信。 0021 本实施例， 如图 1 所示， 一种基于无线网络的智能红外遥控系统， 包括家庭网关 以及 ZigBee 无线通信终端， 家庭网关包括控制器以及与控制器相互通信的通信模块和 ZigBee网络协调器， 通信模块通过GSM网络与手机APP软件通信连接， 实现对红外遥控系统 的智能控制。ZigBee 无线通信终端包括一个红外遥控学习终端和若干个红外遥控发射子 端。ZigBee 网络协调器以 ZigBee 模块形式集成在家庭网关内， 既与家庭网关的控制器连 接， 接受控制器。
21、的控制信号， 又与 ZigBee 无线通信终端组网和通信。当有家电进入智能家 居时， 红外遥控学习终端学习家电红外遥控器的各种信号， 并存储起来， 同时设置一个红外 遥控发射子端与该家电对应。当需要在智能家居中控制该家电时， 在所述红外遥控学习终 说 明 书 CN 104332045 A 5 4/5 页 6 端发送控制信号到所述红外遥控发射子端， 实现控制家电的操作。 0022 如图 2 所示， 红外遥控学习终端包括以下具体结构 ： ZigBee 模块， 与家庭网关以及 其它无线通信终端组网和通信 ； 红外接收模块， 在学习模式下， 接收家电遥控器的红外信号 并将其解调转换成遥控波形信号 ； 。
22、微控制器， 包含学习模块和存储模块， 学习模块包括解码 模块和发码模块， 学习模块用于在学习模式下将遥控波形信号转换成波形时序数据， 存储 模块用于存储各种遥控波形信号对应的波形时序数据 ； 所述微控制器连接并控制所述红外 遥控学习终端各模块， 实现学习家电遥控器的红外信号和发送控制信号给所述红外遥控发 射子端 ； 按键模块， 给微控制器下达控制信号 ； 显示模块， 显示微控制器的工作状态。 0023 如图 3 所示， 更具体的红外遥控发射子端包括 ： ZigBee 模块， 与家庭网关以及其 它无线通信终端组网和通信 ； 接收所述红外遥控学习终端在控制模式下发送的波形时序数 据 ； 脉冲还原模。
23、块， 在控制模式下， 将波形时序数据转换成遥控波形信号 ； 红外发射模块， 在控制模式下， 将遥控波形信号调制转换成红外信号发射出去。 0024 更具体的， 解码模块包括脉冲电平跳变判断单元、 脉冲电平判断单元和电平延时 计时单元 ； 因为不同的家电生产商采用不同的红外遥控编码格式， 传统的针对不同的红外 遥控编码格式一一分析去学习的方法， 造成步骤多和学习成功率低， 而本学习模块不考虑 不同的红外遥控编码格式， 直接存储每一种遥控波形信号对应的波形时序数据， 在需要时 调取波形时序数据还原对应的遥控波形信号， 提高了学习效率和学习成功率。 0025 学习的具体操作流程如图 2 所示， 通过输。
24、入键盘将启动学习模式的信号传给红外 遥控学习终端。让家电遥控器的红外信号射头对准红外遥控学习终端的红外接收模块， 二 者不超过 5 厘米， 按住家电遥控器被学习键超过 1 秒。红外接收模块将红外信号解调转换 成遥控波形信号， 如图 4 所示， 在进入学习状态时， 由于被学习遥控器的编码方式是未知和 多样的， 无法分析出一组键码波形的具体码值， 因此， 在学习某些被学按键的编码时， 只记 录该按键发出的编码的波形， 而不去分析其具体值。 0026 如图 4 所示， 具体记录编码波形的方式 ： 以 a 点为起始点， 记录 b 点距 a 点的时间 间隔 t1， 以 b 点为起始点， 记录 c 点距 。
25、b 点的时间间隔 t2， 以此类推， 记录下 t1、 t2、 tN 这些数据， 从而记录下整个波形的信息， 装置存储所学习数字序列信息， 并根据操作命令读 取相应数字序列， 将其调制到所述载波上并发射。 0027 到微控制器的学习模块后， 学习模块的脉冲电平跳变判断单元、 脉冲电平判断单 元和电平延时计时单元将遥控波形信号转换成对应的波形时序数据， 让其在显示器上显 示。通过输入键盘输入一个标识编码 （标识家电和被学习键的功能） ， 与波形时序数据一起 存入存储模块。这样， 就完成了一次学习过程。 0028 本发明还提供一种应用于智能家居的红外遥控学习方法， 包括如下步骤 ： （1） 从输入按。
26、键模块启动红外遥控学习终端的学习模式 ； （2） 接收并解调家电遥控器发射的红外信号 ； （3） 将遥控波形信号转换成波形时序数据 ； （4） 从输入按键模块输入一个标识编码 ； （5） 存储波形时序数据和标识编码到存储模块 ； （6） 从输入按键模块输入控制指令 ； 说 明 书 CN 104332045 A 6 5/5 页 7 （7） 根据控制指令从存储模块读取对应的波形时序数据 ； （8） 通过红外遥控学习终端 ZigBee 模块发送所述波形时序数据 ； （9） 红外遥控发射子端 ZigBee 模块接收所述波形时序数据 ； （10） 将所述波形时序数据转换成遥控波形信号 ； （11） 将所述遥控波形信号调制转换成红外信号发射。 0029 上述实施例为本发明较佳的实施方式， 但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制， 其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、 修饰、 替代、 组合、 简化， 均应为等效的置换方式， 都包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 104332045 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104332045 A 8 2/2 页 9 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 104332045 A 9 。