用于控制家用电器的红外遥控系统及其遥控方法.pdf

本发明涉及一种采用的无导线电气线路表征的信号传送装置，更具体地是指一种用于控制家用电器的红外遥控系统，同时还具体涉及利用这种红外遥控系统的遥控方法。所述的遥控系统包括与计算机连接用于接收控制信号的接收端，用于控制整个遥控系统工作的主控模块，根据所述的控制信号至少能产生两种基于不同信号传输协议的工作信号的输出模块，以及对所述的工作信号进行红外载波之后发出的发射端。另外，还公开了使用该遥控系统进行控制的方法。这样，本发明提供了一种能够控制多种家用电器的红外遥控装置，同时提供了这种遥控装置基于不同信号传输协议对不同家用电器进行控制的方法，防止控制信号紊乱的同时结构更加简单。

1.  一种用于控制家用电器的红外遥控系统，其特征在于，所述的遥控系统包括与计算机连接并用于接收控制信号的接收端，用于控制整个遥控系统工作的主控模块，根据所述的控制信号至少能产生两种基于不同信号传输协议的工作信号的输出模块，以及对所述的工作信号进行红外载波之后发出的发射端，所述的接收端、主控模块、输出模块以及发射端顺序连接。

2.  根据权利要求1所述的遥控系统，其特征在于，所述的主控模块包括其上设置有串行接口的集成电路，所述的串行接口与计算机连接作为接收所述控制信号的接收端。

3.  根据权利要求1所述的遥控系统，其特征在于，所述的发射端包括用于对红外信号进行红外载波的振荡器以及红外输出接口。

4.  根据权利要求3所述的遥控系统，其特征在于，所述的输出模块根据控制信号发出基于RC5或NEC信号传输协议的控制码。

5.  根据权利要求4所述的遥控系统，其特征在于，所述的振荡器由555定时器制成，对输出信号加载的载波频率为36-38KHz。

6.  一种利用如权利要求1所述的红外遥控系统进行红外遥控的方法，其特征在于：
(1)将所述的主控模块通过所述的接收端与计算机连接在一起；
(2)通过接收端接收计算机发出的控制信号；
(3)所述的输出模块根据该控制信号发出基于不同信号传输协议的控制码，所述的控制码均具有校验位；
(4)通过发射端对步骤(3)中的控制码进行红外载波后发射到对应的家用电器中以控制其正常工作。

7.  根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的不同信号传输协议包括RC5或NEC信号传输协议。

8.  根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于RC5信号传输协议的控制码采用信号双向编码，该控制码具有固定的位数并顺序包括起始命令位，控制位，以及设备地址位和命令码位。

9.  根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的控制位为高电平时，所述的输出模块在固定的阀值内持续发送控制码，并在相邻的控制码之间设置固定阀值的等待时间以及固定长度的扫描时间。

10.  根据权利要求7所述的方法，其特征在于，基于NEC传输协议所采用的控制码采用信号验证机制，该控制码具有固定位数并顺序包括信息初始位，地址位以及地址验证位，命令位以及命令验证位。

11.  根据权利要求10所述的方法，其特征在于，当需要重复输出同一NEC控制码时，第一次完整输出控制码，随后均为在固定阀值内持续发送其它具有相同波形的信号。

用于控制家用电器的红外遥控系统及其遥控方法
技术领域
本发明涉及一种采用的无导线电气线路表征的信号传送装置，更具体的是指一种用于控制家用电器的红外遥控系统，同时还具体涉及利用这种红外遥控系统的遥控方法。
背景技术
现在的家庭中应用的各种家用电器为了使用者的方便，均对应设置有远距离遥控装置，用以控制家用电器的工作，例如在如下的专利技术方案中就公开了不同的控制家用电器工作的遥控装置。
例如，在公开号为CN101419743，名称为“无线遥控开关及家电MAC地址写入方法”的中国发明专利还公开了一种无线遥控开关及家电MAC地址写入方法，所述开关包括无源发电模块、微处理器、无线收发模块和天线，其中无源发电模块由按键组、压电模块、存储控制电路组成，存储控制电路由整流存储电路、能量检测电路和恒压电路组成；按键组的输出端串联压电模块后接整流存储电路的输入端，整流存储电路的输出端分别接能量检测电路的输入端和恒压电路的一个输入端，能量检测电路的输出端接恒压电路的另一个输入端，恒压电路的输出端接微处理器的输入端，微处理器与无线收发模块电连接，无线收发模块与天线电连接。所述写入方法采用反馈信号与设定信号对比的写入的方法。本发明结构简单、无电磁干扰、易于实现结构上的小型化、集成化。
虽然以上述中国专利为代表的遥控装置或者遥控方法实现了对单一家用电器的控制，方便了使用者的使用，但是这些遥控装置不仅受到固定控制码以及遥控键值的限制，还由于按键键值也受到硬件排版的限制不能随意改变键值的原因，这些遥控装置的按键功能已经确定，不能够灵活的改变它们的功能，这样就必须使得遥控装置与家用电器一一对应，而这种方式明显非常笨拙。
为此，人们就研究各种方式通过单一遥控装置控制多个家用电器的方法。例如：
公开号为CN101465048，名称为“一种遥控装置及其家电组网方法”的中国发明专利就公开了一种遥控装置及其家电组网方法，包括接收模块、控制模块、显示模块、存储模块和无线收发模块，其中接收模块由信号输入电路、读脉冲检测电测电路、信号选择电路、输入信号辨别电路、信号权限检测电路依次串联组成，信号权限检测电路的输出端接控制模块的输入端，无线收发模块由信号转换电路、输出信号辨别电路串联组成，信号转换电路的输入端接控制模块的一个输出端，控制模块的另一个输出端接显示电路的输入端，控制模块与存储模块电连接。本发明所述方法包括：写入MAC地址、接收控制指令、发出家电控制信号。本发明使使用者可根据自己的需要，轻易通过互联网，自远端对任一房间中的家用电子装置进行控制。
公开号为CN101430819，名称为“遥控方法及遥控系统”的中国发明专利就提供了一种遥控系统，包括：一遥控装置，用于向遥控信号接续装置发送一键码；一遥控信号接续装置，用于接收所述键码并定义所述键码所对应的动作；一电子装置，与所述遥控信号接续装置电连接，所述遥控装置通过所述遥控信号接续装置控制所述电子装置。采用上述遥控系统实现的遥控方法，包括以下步骤：将一遥控信号接续装置与一电子装置电连接；用一遥控装置发送一键码至该遥控信号接续装置；该遥控信号接续装置定义该键码所对应的动作，以此来此控制该电子装置；该遥控装置经由该遥控信号接续装置控制该电子装置。采用本发明，可实现通过一个遥控装置同时控制多个家电的功能，方便了用户的使用。
而公开号为CN101009034，名称为“一种实现家电可接受不同遥控装置遥控的方法”的中国发明专利则提供了一种实现家电可接受不同遥控装置遥控的方法。包括以下步骤：(一)在家电中装入多种遥控装置协议及各协议配置数据库；(二)家电接受外部遥控装置的特征信号并根据该特征信号判断该遥控装置所属的遥控协议；(三)根据外部遥控装置的性质选择配置数据；(四)根据遥控装置所属的遥控协议在遥控装置协议及各协议配置数据库中查找对应的遥控装置协议及该遥控协议的配置，将该配置存入家电存储设备中并设置为默认配置。实现该家电可接受多种遥控装置遥控，解决了现有家电因不能接受多种遥控装置遥控而导致家庭中各种遥控装置变多、使用不便和成本增加的技术问题。
上述三个中国专利均公开了通过一种遥控装置控制不同家电的系统或者能够实现这种技术的方法。但是具体的控制过程仍然不够精确，很容易出现误控制的情况，而上述的控制系统中并没有说明采用何种方式避免这种情况的发生。
基于这种原因，本发明提供了一种能够控制多种家用电器的红外遥控装置，同时提供了这种遥控装置基于不同信号传输协议对不同家用电器进行控制的方法，防止控制信号紊乱的同时结构也比较简单。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种能够控制多种家用电器的红外遥控装置。
本发明的另一个发明目的在于提供一种基于上述遥控装置并可利用不同信号传输协议对不同家用电器进行控制并防止控制信号紊乱的方法。
为了实现上述的发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种用于控制家用电器的红外遥控系统，所述的遥控系统包括与计算机连接并用于接收控制信号的接收端，用于控制整个遥控系统工作的主控模块，根据所述的控制信号至少能产生两种基于不同信号传输协议的工作信号的输出模块，以及对所述的工作信号进行红外载波之后发出的发射端，所述的接收端、主控模块、输出模块以及发射端顺序连接。所述的主控模块包括其上设置有串行接口的集成电路，所述的串行接口与计算机连接作为接收所述控制信号的接收端。所述的发射端包括用于对红外信号进行红外载波的振荡器以及红外输出接口。
所述的输出模块根据控制信号发出基于RC5或NEC信号传输协议的控制码。这种振荡器由555定时器制成，对输出信号加载的载波频率为36-38KHz。
在这里所说的RC5或者是NEC均是已有的信号通信协议或者加密算法，在下面对它们进行具体的说明；555定时器也是本领域技术人员常用的一种模拟与数字功能相结合的中规模集成器件，对其结构或者功能在这里也不一一说明了。但是需要注意的是，在说明书以下的内容中如果出现的符号与上述符号相同，则代表的意思与上述的说明相同。
利用上述的红外遥控系统进行红外遥控的方法：
(1)将所述的主控模块通过所述的接收端与计算机连接在一起；
(2)通过接收端接收计算机发出的控制信号；
(3)所述的输出模块根据该控制信号发出基于不同信号传输协议的控制码，所述的控制码均具有校验位；
(4)通过发射端对步骤(3)中的控制码进行红外载波后发射到对应的家用电器中以控制其正常工作。上述的不同信号传输协议优选包括RC5或NEC信号传输协议。
基于RC5信号传输协议的控制码采用信号双向编码，该控制码具有固定的位数并顺序包括起始命令位，控制位，以及设备地址位和命令码位。所述的控制位为高电平时，所述的输出模块在固定的阀值内持续发送控制码，并在相邻的控制码之间设置固定阀值的等待时间以及固定长度的扫描时间。
基于NEC传输协议所采用的控制码采用信号验证机制，该控制码具有固定位数并顺序包括信息初始位，地址位以及地址验证位，命令位以及命令验证位。当需要重复输出同一NEC控制码时，第一次完整输出控制码，随后均为在固定阀值内持续发送其它具有相同波形的信号。
通过采用上述的技术方案，本发明提供了一种能够控制多种家用电器的遥控装置，同时提供了这种遥控装置基于不同信号传输协议对不同家用电器进行控制的方法，防止控制信号紊乱的同时结构更加简单。
附图说明
图1中显示的是本发明的遥控装置的基本连接结构示意图；
图2中显示的是采用本发明的遥控装置的遥控方法的流程图；
图3A中显示的是基于RC5协议的逻辑变量波形图；
图3B中显示的是基于RC5协议的控制码的逻辑队列图；
图3C中显示的是基于RC5协议的重复的控制码传输的逻辑队列图；
图4A中显示的是基于NEC协议的逻辑变量波形图；
图4B中显示的是基于NEC协议的控制码的逻辑队列图；
图4C中显示的是基于NEC洗衣的重复的控制码传输的逻辑队列图；
图4D中显示的是连续按键的重复波型。
附图中各标号代表组件名称说明如下：
1主控模块  11接收端  12信号输出模块  2发射端
具体实施方式
本发明在于提供一种能够控制多种家用电器的红外遥控装置，同时提供了这种遥控装置基于不同信号传输协议对不同家用电器进行控制的方法，不仅防止控制信号紊乱，同时结构更加简单。为此，本发明采用如下的技术方案。
图1中显示的是本发明的遥控装置的基本连接结构示意图。该实施例中的遥控系统包括与计算机单向数据连接的用于接收由计算机发出的控制信号的接收端11，并且在整个遥控系统中还包括用于控制并协调遥控系统内其他部件工作的主控模块1。另外，在主控模块1内还包括根据该控制信号至少能发出两种基于不同信号传输协议的信号的输出模块12。最后，该遥控系统还包括对上述的信号进行红外载波后发出给家用电器的发射端2，上述的接收端11、输出模块12与发射端2是顺序连接的，而接收端11以及输出模块12是被包括在主控模块1内。
更具体的，该主控模块1为具有可编辑能力的CPU芯片，优选使用AT89S52，在该芯片上具有串行接口与计算机对应的RS232串行接口连接作为所述接收控制信号的接收端11。
而上述的发射端2包括用于对红外信号进行红外载波的振荡器以及红外输出接口。这里的振荡器优选为由555定时器构成的谐波振荡器，由于所述的信号输出模块12是基于NEC或RC5信号传输协议的输出模块，因此对输出信号即控制码加载的载波频率为36-38KHz。
如图2所示的为采用本发明的遥控装置进行红外遥控的方法的具体步骤流程图，该具体步骤包括：
(1)将所述的主控模块通过所述的接收端与计算机的连接在一起；
(2)通过接收端接收计算机发出的控制信号；
(3)所述的输出模块根据该控制信号发出基于不同信号传输协议的控制码，所述的控制码均具有校验位；
(4)通过发射端对步骤(3)中的控制码进行红外载波后发射到对应的家用电器中以控制其正常工作。所述的不同信号传输协议包括NEC或RC5信号传输协议。
在步骤(1)和(2)中计算机和作为主控模块1的单片机之间的一次通讯由5个字节组成，第一个字节是固定值，例如：AA；第二个字节是红外遥控码选择，例如：可以设置A7表示NEC遥控码，A8表示RC5遥控码；第三个字节是遥控系统码；第四个字节是遥控命令码；第五个字节是协议字节校验和验证码，5个字节的和为零时表示这个命令是有效命令，不为零时表示这个命令是无效命令。单片机在收到有效命令时返回00，在收到无效命令时返回FF。这样就具体说明了计算机与主控模块之间的通信过程，这种通信由于具有很高的校验级别，因此非常不容易出现问题，保证了整个遥控系统工作的稳定性。
上述说明的本发明的遥控方法的大概工作步骤以及计算机与整个遥控系统之间的通信过程，下面将结合附图对本发明的遥控方法中发送控制码的具体细节做说明。
其中，图3A中显示的是基于RC5协议的逻辑变量波形图；图3B中显示的是基于RC5协议的逻辑队列图；图3C中显示的是基于RC5协议的重复的连续信号传输的逻辑队列图。它们均是关于RC5的信号传输逻辑图。其中根据图中所示基于RC5信号传输协议所采用的编码采用信号双向编码，一个控制码则顺序包括起始命令位S1，S2，控制位T，以及设备地址码A和命令码C。
更具体的说，RC5协议使用36KHz频率的双相编码红外载波。如图3A所示，每一位的传输时间都是等长的为1.778ms，并且每一位中有一半的时间为36KHz载波的高电平，另一半为低电平，所示逻辑“1”和“0”的波形。当为逻辑“0”时，其前一半时间为高电平；而为逻辑“1”时，后一半时间为高电平。如果前后两位的值相同，在发第二个值时需要转换电平；如果前后两位值不同，在发第二个值时不需要转换电平，这种定义编码的机制被定义为双向编码。
如图3B中所示RC5协议的控制码的逻辑队列，对遥控系统中的设计进行控制的编码前两位为起始命令位C，并且必须设为逻辑1。注意当红外接收器接收到起始命令位C时，传输1位的时间的一半已经过去了。但是对于扩展的RC5协议标准，命令位S2用来作为命令位C的第六位，即共有7位的命令码位C。
顺序排列第三位是翻转位即控制位，当一个键值发出然后再按下时该位会取反，这样接收器就会知道该键是一直按下，还是被重新按下了。
接下来的5位是IR设备地址位A，设备地址位A按从MSB(最高有效位))到LSB(最低有效位)发送；跟着设备地址位A的是6位命令码位C，命令码位C也是从MSB开始发送。
这样基于RC5传输的一个消息由14位组成，一个消息的周期加起来是25ms。但有时一个消息的周期会短一点，因为命令位S1前一半是空转，而且命令码位C的最后一位的后一半也可能是空转的。
图3C中则显示了基于RC5协议的重复的连续信号传输的逻辑队列图，如图所示，如果常按某一键位，消息会每隔114ms发送一次，并且在这些消息中控制位T会一直维持同一值。这样保证家用电器能够及时响应遥控系统的控制。
而如果所述的控制位为高电平时，所述的控制系统在固定的阀值内持续发送控制信号，并在相邻的信号之间设置固定阀值的等待时间以及固定长度的扫描时间。例如可以每一个波形之前都有16位的等待时间和2位扫描时间。
图4A中显示的是基于NEC协议的逻辑变量波形图；图4B中显示的是基于NEC协议的逻辑队列图；图4C中显示的是基于NEC洗衣的重复的连续信号传输的逻辑队列图。基于NEC传输协议所采用的控制码采用信号验证机制，一个控制码包括信息初始位，地址位A以及地址验证位A’，命令位C以及命令验证位C’。当重复输出同一NEC控制码时，除了第一次发送控制码为完整的控制码外，随后的控制码均显示为在固定阀值内持续发送的固定码。
更具体的，如图4A中显示的是NEC协议使用的脉冲长度的编码。每一个高电平由长度为560μs的38KHz载波构成(约21个周期)。1位的逻辑“1”发送时间是2.25ms，而1位逻辑“0”的发送时间为1.12ms，如图1。载波的占空比推荐值是1/4或1/3。
图4B则是一个典型的NEC协议的控制码端的逻辑队列。在该协议中LSB先于MSB发送。每一帧波形由信息初始位即一个9ms的AGC脉冲开始，该脉冲用来设置初期IR接收器的增益，紧跟着AGC脉冲的是4.5ms的空闲。接着是8位的地址位A和8位的命令位C。地址位A和命令位C后均设置有地址验证位A’以及命令验证位C’。第二次发送时，所有的位取反，用来验证第一次发送的消息。如果不用验证，则可以忽略验证的数据，或者将地址或命令扩展为16位。
图4C中显示的则说连续按键控制码发送的波形，具有完整信息的波形只发送一次。当长时间按按键时，每隔110ms发送一个重复的波形固定波形，波形的形状如图4D中所示，该重复波形由一个9ms的AGC脉冲，2.25ms的空闲以及560μs的脉冲构成。
由于遥控码对高低电平的周期长度有非常精确的要求，超出一定范围时家用电器就有可能识别不出遥控命令。在实现本发明的技术方案时需要充分利用51单片机中的定时器，将多个时间周期通过一个定时器进行控制，并且将所有高、低电平的周期长度严格控制在误差范围之内。
这样本发明提供了一种能够控制多种家用电器的红外遥控装置，同时提供了这种遥控装置基于不同信号传输协议对不同家用电器进行控制的方法，防止控制信号紊乱的同时结构更加简单。
本发明的保护范围并不局限于本发明说明书的具体实施方式中，而是只要满足本发明权利要求中的技术特征的组合就落入了本发明的保护范围之内。