CN100454351C - 用于器具遥控的方法和系统 - Google Patents

Abstract

用于电气或电子器具的遥控系统，包括：至少一个用户启动的遥控装置；至少一个安装在每个器具上用于经过空中与遥控装置通信以启动用户所选器具状态变化的电子装置，每个器具的电子装置至少包括：经过空中向遥控装置发送消息的发射器；接收并解码遥控装置经过空中发送的消息的接收器；电子装置通过发射器发送的识别地址；至少一个遥控装置包括：经过空中向电气或电子器具发送消息的发射器；用于接收并解码至少一个器具经过空中发送的消息的接收器，具有对准受控器具的对准轴；至少一个按键或类似设备，允许用户向所选器具发送启动指令；其中遥控装置的接收器具有方向接收设备，只接收位于与遥控装置的对准轴同轴的圆锥内的信源发送的信号。

Description

用于器具遥控的方法和系统

技术领域

本发明涉及遥控的电气或电子器具；具体地说，本发明涉及一种用于此类器具的遥控装置和相关接收装置。此外，本发明的另一目的在于提供一种新的遥控方法。

背景技术

目前，用户控制的红外源(遥控装置)和安装在受控设备上的红外接收器被用于遥控电气或电子器具。遥控装置将红外源打开或关闭，对用户发出的控制进行编码，而受控设备电路板上的接收电路对接收的信号解码，如果正确，则启动受控设备。如果要控制更多的设备，则需要每个设备均有一个遥控装置，或只有一个用于每个设备的具有一个或多个按键的遥控装置。很明显，当受控器具的数量增加时，这两种方式都具有明显的缺点。而且，在第二种方式中，由单个遥控装置和与其关联的多个设备组成的系统不能自由扩充，也就是说，如果增加新设备，就需要更换遥控装置或对遥控装置重新编程。

为解决这些问题，已提出了一些解决方案。例如，文献EP 0 734 197B1、US 5 544 979、EP 0 503 699 A1公开了一种以窄的发射角度发送对准待打开或关闭的对象的光束的遥控装置。然而，为了可以从任何角度使用该系统，这种解决方案存在必须提供具有很宽接收角度的接收器的问题。此外，这些文献都未提供器具寻址设备(即被对准的对象没有自己的地址)，因此影响了系统的可扩展性和集成性。

所提出的另一种解决方案(例如文献GB 2 259 172 A)对每个受控对象提供了自己的地址。通过扫描所有潜在收听器具的所有地址的方法，实现被控对象的连接与后续控制。例如，借助位于对象本身的光指示器，实现受控对象的检测。这种解决方案具有时间较慢，而且只能在遥控装置已知道待扫描的地址的环境中使用的缺点，换言之，环境必须是已知的。

而另一种解决方案(例如参见EP 1 058 219 A1)使用上述扫描方法以获得对环境的了解，从而对遥控装置编程。这样，可以得到能够知道接收指令的设备的地址的遥控装置。然而，每当受控器具的数量和类型发生变化时，换言之，当用户处于新的环境中时，这种解决方案就需要对遥控装置进行编程。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于电气或电子器具的遥控方法和系统，其允许使用单个遥控装置控制多个器具，而无需提供具有对应每个受控设备的按键和信息的遥控装置，所述器具具有适当的接收装置。

本系统的优点很明显。例如：

-可以使用尺寸很小的遥控装置控制无限多个器具；

-当增加新器具时，由于不需要与该器具有关的任何按键和信息，因此不需要更换或改变遥控装置；

-基于这种遥控系统的电气系统很容易扩充，因为新器具的增加只需要线电压段为器具供电，而不需要与开关连接。

通过符合所附权利要求的用于电气或电子器具的遥控方法和系统，本发明的这些和其它目的以及优点都可以实现。

附图说明

参照所附的示意性而非限制性的附图进行下述描述，本发明的其它特征将会更加清晰。

图1示意性地示出了用于电气或电子器具的遥控系统处于遥控装置请求识别器具的第一步骤；

图2示意性地示出了系统处于遥控装置接收受控器具的地址的第二步骤；

图3示意性地示出了系统处于遥控装置向受控器具请求确认连接的第三步骤；

图4示意性地示出了系统处于受控器具确认与遥控装置的连接的第四步骤；

图5和图6示意性地示出了系统处于所选器具的实际控制步骤。

具体实施方式

所述遥控系统包括：遥控装置10和多个受控的远端电气或电子器具11，每个电气或电子器具11各自具有用于支持与遥控装置10通信的电子装置12。具体地，每个电子装置12包括：

-发射器13；

-接收器14；

-光指示器15；以及

-地址16。

另一方面，遥控装置具有：

-能够发送带有或不带接收方的消息的发射器17；不带接收方的消息由所有处于收听状态的远端设备进行处理，而带有接收方的消息仅由具有与消息中编码的地址相同的地址的设备处理；

-具有良窄的接收角度的接收器18。对于某些类型的辐射，接收器的这个特征可用以下方式获得：在普通的接收器之前，放置能够向同一接收器只发送位于关于某个轴X(例如，与管子19同轴)的很窄的圆锥20内的信源发送的信号的设备，例如具有适当形状的管子19，和/或透镜，和/或瞄准孔。因此，这个轴就成为接收器的对准轴，而接收圆锥也是遥控装置的作用圆锥；

-至少一个按键(未示出)。

遥控装置与远端器具之间通过已知方法(如红外光束或射频)经过空中进行通信。应该注意，遥控装置与远端器具之间的通信和远端器具与遥控装置之间的通信不必采用相同的方式。例如，远端器具与遥控装置之间的通信可以是红外类型，而遥控装置与远端器具之间的通信可以通过射频。重点在于遥控装置的接收器18必须具有非常窄的接收角度。

使用上述遥控装置和远端器具，对器具的遥控按下面的操作次序进行：

用户将遥控装置对准所选器具，按下按键，以便遥控装置发送“全呼”消息21，请求所有处于收听状态且在遥控装置作用范围内的器具发送其地址16(图1)。

所有接收到该消息的远端器具，其中必定有遥控装置对准的器具，均发送包含其地址的消息22(图2)。

由于遥控装置的接收器的接收角度α很窄，因此，遥控装置只接收其对准的器具发送的消息。通过对该消息解码，遥控装置便取得用户所选器具的地址16。从那以后，遥控装置发送的所有消息都是带有接收方的消息，以便其只与在本步骤中识别的器具的电子装置进行通信，直到该过程结束，也就是说，直到远端器具已启动指令。

这时，遥控装置发送识别请求消息23，其接收方是在前一步骤中地址已被遥控装置接收并解码的器具。在实践中，例如，消息23包含激活安装在所选器具上的光指示器15的请求(图3)。

远端器具的接收器14接收含有开启指令的消息23，只有被对准的器具的光指示器被启动，因为只有被对准的器具的地址等于消息中包含的地址。指示器可视地通知用户遥控装置的正确对准(图4)。

此时，用户确信正确选择了器具，可以使用按键、操纵轮、操纵杆或其它设备以请求遥控装置发送实际的启动指令。然后，遥控装置发送以具有先前识别的地址的器具作为接收方的启动消息24(图5)。

还是在这种情况中，启动指令24当然会被多个器具接收，但仅由被对准的器具启动，因为它是地址16等于消息包含的地址的唯一设备。最后，当指令被启动时，遥控装置关闭光指示器(图6)。

应当注意，上述中间的识别请求步骤对于系统操作并不是严格需要的，但它可以防止如下情形：如果遥控装置没有很好地对准受控设备，因此未建立与其的连接，用户一直按遥控键无用。此外，它可以接受启动指令24传输期间的对准误差，因为如果光指示器15开启，则该器具已被连接。

考虑到多个远端器具位于遥控装置的接收圆锥20内的这种特殊且不太可能的情况，以下描述上述遥控方法的一种变形。这种情况可以通过下面的方式避免：安装人员适当布置器具相互保持某一距离，或者用户移近或离开它们，使得接收圆锥内没有多个对象。

总之，现在提出一种简单的过程，其使遥控装置可以一个接一个地识别所有位于其接收圆锥内的设备。

用户将遥控装置对准除了所选器具之外还有其它器具的区域，并请求遥控装置发送“全呼”消息21，命令所有处于收听状态且在遥控装置作用范围内的设备发送其地址。

所有接收到该消息的远端器具，其中也有那些处于遥控装置作用圆锥内的器具，均发送包含其地址的消息22(图2)。

遥控装置收到至少一个地址ADD1，存储该地址，并发送识别请求消息23。具有地址ADD1的器具通过开启其光指示器，并停止发送其地址直到下一个“全呼”消息的方式回复该消息，而其它待识别的器具继续发送其地址。

此时，遥控装置接收到另一个地址ADD2，该地址肯定不同于先前存储的那个地址，因为已识别的器具不能再发送其地址。遥控装置存储第二个地址，并在固定的时间间隔(例如秒级)后，发送第二条带有地址ADD2的识别请求消息23。在接收到该消息后，地址不同于ADD2的器具的光指示器，此时是具有地址ADD1的器具的光指示器，将关闭，这是由于这些器具不认为它们是第二条消息23的接收方。具有地址ADD2的器具的光指示器被开启；具有地址ADD2的器具停止发送地址，直到下一条“全呼”消息；其它任何待识别的装置继续发送其地址。

重复该过程的最后一个步骤，直到遥控装置已存储了所有位于其接收圆锥内的信源。

此时，遥控装置一个个地扫描存储的地址，并以相互间合适的时间间隔发送识别请求消息。在此过程中，用户将看到所有位于遥控装置作用范围内的器具的光指示器一个接一个地开启。

实际上，用户不必等待所有器具都回复该呼叫，而是在看到他想控制的器具的光指示器开启时，就发送启动指令24。

还应当注意，对已识别器具的扫描不必按照时序执行，而是如果用户没有看到他想控制的器具的光指示器开启，就可以强制扫描，然后，请求遥控装置继续扫描内存中的下一地址。

这些器具的地址对于每个设备而言是唯一的，可在工厂预先设置。然而，这一地址并不需要在所有的协议步骤中使用。为缩短消息(以防止冲突，减小消息的长度以及远端设备吸收的能量)，每个远端设备可以在收到新的“全呼”消息后，随机产生短地址(例如，10比特)。整个协议一开始基于该地址。当遥控装置发送识别请求指令时，除了开启光指示器外，远端设备也完整地发送其唯一的地址。然后，遥控装置使用该地址以发送启动指令。当然，存在位于遥控装置作用圆锥内的两个或多个设备采用同一地址的可能性(与地址字段的大小成反比)。在这种情况中，当发送识别请求指令时，两个或多个设备将开启光指示器。如果用户注意到这一情况，可以中断通信过程，并开始一个新的过程。然而，由于这种可能性很小(例如小于千分之一)，因此这种不当是可以接受的。

根据所述说明，很明显不同于目前使用的系统，其中用户必须通过在遥控装置的字母数字键盘上按下对应的按键或键入代码，来通知遥控装置他想控制的器具，在本发明的系统中，相同的远端器具为遥控装置提供用于建立正确的一对一通信的模式-在本例中是其地址。

取得这种遥控模式的唯一限制涉及遥控装置的接收器的接收角度，它必须足够窄，以便尽可能地避免重复多个设备位于遥控装置作用圆锥内时使用的过程。

应当注意，一个器具可以只有一个接收器，而具有多个位于同一器具不同点的发射设备。例如，一个空调可以在右边有功率调节指令地址发射器，而在左边有气流方向指令地址发射器。通过对准左边或右边，用户可以确定是调节气流方向还是调节功率。

除了地址外，远端器具还能发送其可执行的动作类型的编码(例如，在开与关之间切换、调节、在不同模式之间切换等)和/或其状态的编码(例如，灯的发光度级别、风扇速度等)。因此，同一个遥控装置可以按顺序对准多个器具，以存储地址和相关状态。这些信息将构成环境或背景或场景的状态。通过提供能够与遥控装置和远端器具通信的按钮面板，可以将所有与上述过程存储的场景有关的信息与所述面板的按键关联起来。通过操作这种按键，面板可以一个接一个地控制与同一场景有关的所有器具，取得再现该场景的效果。这个特点并不具有创新性，但编程机制具有。实际上，它提供了以下步骤：

a)在单独的器具上使用遥控装置以创建一个场景；

b)遥控装置从这些器具取得与器具的操作状态有关的信息；这些状态的集合构成该场景；

c)选择面板上与此场景关联的按键；

d)将与该场景有关的信息发送到面板。

最后，应当注意，除了家用电器和电子系统的传统控制外，这里提出的遥控系统还可以用于各种应用。实际上，在了解所述控制方法和所述系统部件的基本结构后，通过对遥控装置和/或远端器具进行简单的硬件和/或软件的更改，可以容易地增加多种功能。例如，遥控装置可用于通过口令开启/关闭门、用作识别装置(接入控制、现金自动支配装置、电子签名、计算器口令、图书馆卡、进入禁区的入口等)、用于以固定时间间隔使用设备，等等。最后，遥控装置还能识别生物测量数据，以保证其持有者也是拥有者，因此也可用作个人识别装置。

Claims (11)

1.一种使用遥控装置(10)控制电气或电子器具的遥控系统，包括：

多个器具(12)，其中，每个所述器具(12)包括：

-用于经过空中向所述遥控装置(10)发送第一消息的发射器(13)；

-用于接收并解码所述遥控装置(10)经过空中发送的第二消息的接收器(14)；以及

-所述器具的发射器(13)发送的识别地址(16)；

遥控装置(10)，其包括：

-用于经过空中向每个所述器具(12)发送第二消息的发射器(17)；

-用于接收并解码每个所述器具(12)的发射器(13)经过空中发送的第一消息的接收器(18)；以及

-至少一个按键，以允许用户向所选的器具发送启动指令；

其特征在于，所述遥控装置的接收器(18)具有规定的对准轴，并包括方向接收设备，所述方向接收设备用于使每个所发送的第一消息的接收角度变窄，以使所述遥控装置的接收器(18)只接收所述对准轴指向的器具的发射器发送的第一消息；

其中，所述遥控装置的接收器的方向接收设备构成虚拟圆锥通道的顶点，所述虚拟圆锥通道具有对准一个所述器具的底部，用于接收所述被对准的器具发送的第一消息。

2.根据权利要求1中所述的遥控系统，其中：所述遥控装置的接收器的方向接收设备由管子构成。

3.根据权利要求1所述的遥控系统，其中：所述遥控装置的接收器的方向接收设备是透镜。

4.根据权利要求1所述的遥控系统，其中：所述遥控装置的接收器的方向接收设备由瞄准孔构成。

5.根据权利要求1所述的遥控系统，其中：所述器具与所述遥控装置之间的通信通过红外线。

6.根据权利要求1所述的遥控系统，其中：从所述器具到所述遥控装置的通信通过红外线，而从所述遥控装置到所述器具的通信通过射频。

7.根据权利要求1所述的遥控系统，其中：至少一个受控器具和所述遥控装置包括显示器具与遥控装置之间的连接的可视指示。

8.一种用于遥控系统中的电气或电子器具与遥控装置之间的通信方法，其中，所述遥控装置具有用于只从一个所述器具接收消息的方向接收设备，所述方向接收设备构成虚拟圆锥通道的顶点，所述虚拟圆锥通道具有对准一个所述器具的底部，用于接收所述被对准的器具的消息，所述方法包括如下步骤：

I.每个器具发送识别消息；

II.将所述方向接收设备对准一个所述器具；

III.所述遥控装置只接收和解码从所对准的器具发送的识别消息；

IV.所述遥控装置只向所对准的器具发送包含启动指令的消息。

9.根据权利要求8所述的通信方法，其中：所述器具发送所述识别消息发生在所述遥控装置发送识别请求并被所有器具，包括受控器具，收到之后，所述识别请求发送是用户按下所述遥控装置上的按键引起的。

10.根据权利要求8所述的通信方法，其中：在步骤III和步骤IV之间还包括下述步骤：

a.所述遥控装置只向所对准的受控器具发送消息，所述消息包含在所述遥控装置控制所对准的器具时激活确认信号的请求；

b.当所述遥控装置控制所对准的器具时，所对准的器具激活确认信号。

11.根据权利要求8所述的通信方法，其中：所对准的受控器具发送的识别消息还包含：所述器具能够启动的动作类型的识别码及所述器具状态的编码。

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