CN1846949A - 无线可控的清洗机器人及控制其的远程控制系统 - Google Patents
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Abstract
在此公开了无线可控的清洗机器人及控制其的远程控制方法，其中通过从许多具有各种通信功能的外部装置发送的各种控制信号控制清洗机器人的驱动。该清洗机器人包括无线通信模块和微处理器。该无线通信模块基于各种通信协议接收从外部装置发送的控制信号。该微处理器基于相应的无线通信协议解码通过无线通信模块接收的控制信号，并响应于所解码的操作命令控制清洗机器人的驱动。
Description
技术领域
本发明涉及清洗机器人，具体涉及无线可控的清洗机器人，其中通过从许多具有各种无线通信功能的外部装置发送的不同的控制信号来控制清洗机器人的驱动，以及用于控制其的远程控制系统。
背景技术
清洗机器人是用于自发地移动到限定的清洗区域，如住宅和办公室，并吸入灰尘或杂质的装置。清洗机器人包括通用真空吸尘器组件以及其他组件。这里，其他组件包括用于使清洗机器人行进的行进装置、用于检测清洗机器人的碰撞的许多传感器，以使其行进而不与各种障碍物发生碰撞、以及用于控制清洗机器人的上述组件的微处理器等。
同时，鉴于已经迅速地实现了工业的增长，事实是住宅不被认为是简单的居住空间。相应地，使用计算机和通信技术，发展了家庭网络技术以方便地执行一系列发生在住宅中的行动。此外，鉴于对家庭网络日益普及的关注，个人无线网络技术被有兴趣地关注，其中在10m之内范围的短距使用例如蓝牙、Zigbee以及超宽带(UWB)的个人无线网络技术。原因是由于与有线网络技术相比，个人无线网络技术不需要连接操作的导线，即，使用起来是方便的。
由于短距无线网络技术使用方便，它将各种通信模块装备至外部装置，例如个人台式计算机、笔记本计算机、移动通信终端以及个人数字助理(PDA)。此外，用户可以使用外部装置控制许多设备。
由于清洗机器人在连续运动下吸入灰尘或杂质，其必须用无线通信方法来控制。如果购买清洗机器人，随其提供遥控器以控制它。因此，由于遥控器包括许多可以进行清洗机器人的控制以及用于执行或停止各种功能的各种命令的控制按键，用户可以容易地在长距离使用许多排列在遥控器上的输入按键来控制清洗机器人。
发明内容
本发明公开了清洗机器人，其能够与传统遥控器通信以控制清洗机器人以及结合有各种个人无线通信技术的各种装置，并公开了用于使用有线/无线电话和例如因特网的网络，无线控制住宅中的清洗机器人的远程控制系统。
因而，考虑到上述问题而提出本发明，本发明的目的是提供无线可控的清洗机器人，能够通过装备有各种无线通信的个人终端来控制其驱动。
本发明的另一个目的是提供清洗机器人的远程控制系统，能够从外部装置通过公共用户电话网络(PSTN)来在控制住宅中的清洗机器人。
本发明的还一个目的是提供清洗机器人的远程控制系统，能够通过例如因特网的网络控制住宅中的清洗机器人。
因此，可以使用各种短距通信方法控制清洗机器人，并且除了传统遥控器以外，多样化用于输入操作命令的无线输入方法。
此外，基于从设置在住宅的预设位置上的主机设备通过无线发送的控制信号，操作根据本发明的清洗机器人。主机设备通过无线通信将控制信号发送至清洗机器人，其中从连接到例如因特网的网络上的外部装置输入控制信号。
即，在用户有通过公共用户电话系统(PSTN)的外部电话呼叫的情况下，主机设备检测呼叫并输出声音响应消息。如果用户请求使用清洗机器人的远程控制功能，主机设备的控制单元请求用户发送例如个人代码号的用户许可信息。
如果通过用户许可信息将用户确认为真正的用户，主机设备输出清洗机器人的远程控制响应说明。如果用户按压电话的按键，生成用于远程控制的DTMF信号。当通过公共用户电话网络(PSTN)将DTMF信号发送至主机设备时，主机设备从所传输的DTMF信号中解码清洗机器人的操作命令，并通过包括无线LAN、蓝牙、Zigbee、以及红外线的无线通信装置发送至清洗机器人。因此，清洗机器人根据所接收的控制信号执行操作。
根据本发明的主机设备接收通过例如因特网的网络而发送的控制命令，并通过无线通信将其发送至清洗机器人，由此可以控制清洗机器人。设置在住宅中的主机设备具有固有的识别信息，例如IP地址信息。用户可以通过由主机设备和清洗机器人提供商所提供的网站访问相应的主机。
当用户通过连接到因特网的外部计算机访问主机设备，并输入清洗机器人的操作命令时，主机设备接收相应的操作命令，并通过无线通信将其发送至清洗机器人，由此控制清洗机器人。
因此，用户可以利用通过例如因特网的网络，从各种外部装置将操作命令发送至住宅中的清洗机器人来远程控制清洗机器人。
附图说明
将从下面结合附图的详细说明中更清楚地理解本发明的上述及其他目标、特性及其他优势，其中：
图1是说明根据本发明的优选实施例的清洗机器人及控制其的外部装置的原理图；
图2是示出图1中的清洗机器人的结构的原理框图；
图3是根据本发明的优选实施例的清洗机器人的远程控制系统的原理图；以及
图4是示出图3中的主机设备的结构的原理框图。
具体实施方式
现在，将参照附图详细说明本发明的优选实施例。
图1是说明根据本发明的优选实施例的清洗机器人及控制其的外部装置的原理图。如该图所示，根据本发明优选实施例的无线可控清洗机器人200接收从在住宅或办公室中装备的例如台式计算机、移动终端或远程控制器的外部装置100-1～100-n通过无线发送的控制信号。
发送至清洗机器人200的控制信号，即，操作命令可包括清洗机器人200的移动控制命令、清洗模式的设置命令、使用计时器的预定功能设置命令等。
外部装置100-1～100-n可包括基于802.11的无线LAN通信装置、蓝牙通信装置、Zigbee通信装置或红外线通信装置，并可包括用户界面，用于接收从清洗机器人200发送的操作命令。将用户界面装备至嵌入外部装置100-1～100-n中的存储器，并响应于用户的访问请求来驱动。对外部装置100-1～100-n的输入装置可包括许多输入按键，包括在外部装置100-1～100-n中设置的导航按键。此外，输入装置可以是控制杆、触摸屏、键盘、鼠标等。
例如，如果用户操作装备到台式计算机的用户界面，以使用外部装置100-1～100-n中的台式计算机将操作命令发送至清洗机器人200，台式计算机中的中央处理单元从存储器加载相应的程序并驱动它。用户可以使用在台式计算机的监视器上显示的用户应用程序输入清洗机器人200的操作命令，其中操作命令可以是清洗机器人200的移动控制命令、清洗模式的设置命令、使用计时器的预定功能设置命令等。
台式计算机中的中央处理单元基于设置在计算机中的无线通信装置的通信协议将所输入的操作命令转换为控制信号，并通过无线通信装置将所转换的控制信号发送至清洗机器人200。在此，无线通信装置可以是基于802.11的无线LAN通信装置、蓝牙通信装置、Zigbee通信装置或红外线通信装置中的任何一个。
清洗机器人200接收以解码从台式计算机的通信装置发送的控制信号，并响应于所解码的操作命令执行操作。
将参照图2说明清洗机器人200。图2是示出根据本发明的优选实施例的清洗机器人的结构的原理框图。如该图所示，清洗机器人200包括通用的基本结构。此外，清洗机器人200还包括无线通信模块250和微处理器260。无线通信模块250接收基于设置在许多外部装置100-1～100-n中的无线通信装置的通信协议而发送的控制信号。微处理器260控制清洗机器人200的整个单元、基于相应通信协议解码由无线通信模块250所接收的控制信号、并控制清洗机器人200的驱动。
首先，清洗机器人200的通用基本结构如下所述。清洗机器人200包括灰尘检测传感器(未示出)，用于检测在清洗范围内的灰尘或杂质。此外，清洗机器人200包括吸入装置210、灰尘收集单元220、行进单元230、电源供给240以及微处理器260。在此，吸入装置210吸入由灰尘检测传感器所检测的灰尘或杂质，并且灰尘收集单元220收集由吸入装置210集聚的灰尘或杂质。行进单元230使清洗机器人200行进，以及电源供给240提供吸入装置210和行进单元230的驱动能量。微处理器260控制清洗机器人200的上述全部单元。将省略清洗机器人200的通用基本结构的详细描述，因为认为它是公知的。
另一方面，无线通信模块250接收从各种外部装置100-1～100-n通过无线发送的控制信号，并将它们输出到微处理器260。例如，无线通信模块250可以从设置在外部装置100-1～100-n中的无线通信调制解调器接收基于相应的无线通信协议而发送的控制信号。
根据本发明的一个方面，清洗机器人200的无线通信模块250包括无线LAN通信单元251，用于根据基于802.11无线通信协议接收从外部装置100-1～100-n发送的控制信号。
802.11是由IEEE工作组开发的无线LAN的标准集合(standardcollection)，当前802.11标准集合包含802.11、802.11a、802.11b和802.11g的4个标准。所有这4个标准将具有冲突避免的载波监听多路访问(CSMA/CA)用作以太网协议，为了通路共享的目的。
根据本发明的另一方面，清洗机器人200的无线通信模块250还包括蓝牙通信单元252，用于基于蓝牙通信协议接收从外部装置100-1～100-n发送的控制信号。
蓝牙是为短距传输、一对多传输、语音传输或数据传输的目的的无线频率标准。根据蓝牙标准，如果通过穿过除金属之外的实体而实现通信，可以在通常10cm～10m的距离内在终端间通信。在此，外部装置100-1～100-n操作为主机设备，清洗机器人200操作为从属设备。
根据本发明的另一方面，清洗机器人200的无线通信模块250还包括Zigbee通信单元253，用于基于Zigbee通信协议接收从外部装置100-1～100-n发送的控制信号。
Zigbee是正在制定的为了在各种工业应用中使用的IEEE 802.15.4标准的目的的标准。在住宅/办公室等中的无线网络中，Zigbee涉及用于10m～20m或类似的短距通信技术，以及涉及近来被关注的通用(ubiquitous)计算技术。在无线通信领域，Zigbee是用于非常小型、低功耗和低价的无线通信协议，其需要与802.11或802.15不同的简化功能。
根据本发明的还一方面，清洗机器人200的无线通信模块250还包括红外线通信单元254，用于基于红外线通信协议接收从外部装置100-1～100-n发送的控制信号。
红外线通信单元254是设置在外部装置100-1～100-n中的红外线通信装置，即，用于接收从光发射单元输入的红外线光的光接收单元。因此，根据本发明的无线通信模块250可以接收以处理基于各种无线通信协议发送的控制信号。
根据相应的无线通信协议，微处理器260解码通过无线通信模块250所接收的控制信号，并控制清洗机器人200。例如，如果用户通过装备有蓝牙通信模块的移动通信终端的用户应用程序输入清洗机器人200的驱动停止命令，移动通信终端的移动基站调制解调器(MSM)根据蓝牙通信方法建立与清洗机器人200的连接。此外，MSM将所输入的停止命令转换为符合蓝牙通信协议的控制信号，并将其发送至清洗机器人200。
清洗机器人200的无线通信模块250接收所发送的控制信号，并将其输出到微处理器260。微处理器260基于相应的蓝牙通信协议解码所接收的控制信号，并将控制信号输出至装置的各个部件，以使得根据清洗机器人200的驱动停止命令停止行进单元230和吸入装置210的驱动。
因而，由于无线可控清洗机器人200能够通过与其一起提供的遥控器以及通过设置各种无线通信装置的许多外部装置100-1～100-n控制其驱动，可以根据现有环境选择最适宜的无线控制装置。
图3是示出根据本发明的优选实施例的清洗机器人的远程控制系统的原理图。如该图所示，根据本发明的优选实施例的清洗机器人的远程控制系统包括主机设备300，以及用于从主机300发送的清洗机器人200。
主机设备300安装在清洗机器人200主要的起居室内，并与住宅中的电话线相连。主机设备300接收从外部设备发送的清洗机器人200的操作命令，然后通过无线通信装置将其发送至清洗机器人200。因此，根据所接收的操作命令操作清洗机器人200。
现在，将参照图4详细说明包括清洗机器人200的远程控制系统的主机设备的结构。图4是示出图3中的主机设备的结构的原理框图。如该图所示，主机设备300包括DTMF信号检测单元320，用于检测通过电话线从外部电话所接收的双音多频(DTMF)信号、控制单元330，其包括DTMF信号检测单元331，用于通过无线通信单元310，将由DTMF信号检测单元320所检测的DTMF信号转换为用于清洗机器人200的操作命令。
此外，清洗机器人200包括无线通信模块250，用于接收从主机设备300或许多外部装置100-1～100-n的无线通信单元310通过无线发送的控制信号、以及微处理器260，用于根据通过无线通信模块250接收的控制信号控制清洗机器人200的驱动。由于已经参照图2说明了清洗机器人200，将省略详细描述。
无线通信单元310从清洗机器人200的无线通信模块250接收数据，并将数据发送至清洗机器人200的无线通信模块250。无线通信单元310在清洗机器人200和主机设备300之间建立连接，并基于无线通信协议发送由DTMF信号处理单元331所处理的操作命令。DTMF信号处理单元331检测通过电话线从外部用户的电话所发送的DTMF信号，并将它们发送到控制单元330的DTMF信号处理单元331。
用于控制主机设备300的整体操作的控制单元330包括DTMF信号处理单元331。DTMF信号处理单元331通过无线通信单元310，将由DTMF信号检测单元320所检测的DTMF信号转换为用于清洗机器人200的操作命令。
另一方面，在下文将说明根据本发明的包括主机设备300和清洗机器人200的远程控制系统的操作步骤。
首先，当用户有外部电话呼叫时，主机设备300输出语音响应消息。如果用户要求使用清洗机器人300的远程控制功能，主机设备300的控制单元330要求用户发送例如个人代码号的用户许可信息。
如果用户通过用户许可信息被确认为真正的用户，主机设备300输出清洗机器人200的远程控制响应注释(comment)。如果用户按压电话的按键，生成用于远程控制的DTMF信号。当将DTMF信号发送到主机设备300时，主机设备300从所发送的DTMF信号中解码清洗机器人200的操作命令，并通过包括无线LAN、蓝牙、Zigbee以及红外线的无线通信装置发送清洗机器人200。因此，清洗机器人200根据所接收的控制信号执行操作。
根据本发明的主机设备300还包括操作信号检测单元340，用于检测包含有通过例如因特网的网络所发送的主机设备300的识别信息的清洗机器人200的操作信号。控制单元330还包括操作信号处理单元332，用于将由操作信号检测单元340所检测的操作信号转换为用于清洗机器人200的操作命令，并通过无线通信单元310将它们发送到清洗机器人200。
操作信号检测单元340检测通过例如因特网的网络发送到相应的主机设备300的操作信号，并将它们输出至控制单元330的操作信号处理单元332。设置在住宅中的主机设备300具有固有的识别信息，例如IP地址信息。此外，用户可以通过由清洗机器人提供商所提供的网站访问相应的主机设备300。操作信号处理单元332将通过操作信号检测单元340所检测的操作命令转换为清洗机器人200的操作命令，并通过无线通信单元310将它们发送到清洗机器人。
将在下文说明清洗机器人200的上述控制系统的操作步骤。
由于设置在住宅中的主机设备300具有固有的识别信息，例如IP地址信息，用户可以通过由清洗机器人提供商所提供的网站访问相应的主机设备300。
如果用户访问清洗机器人提供商的网站并完成用户许可，用户可以选择以输入从相应的网站提供的清洗机器人200的远程控制菜单上的期望的功能。该网站将所输入的功能信息转换为符合网络通信的操作信号，并发送具有预设识别信息的用户的主机设备300。主机设备300接收相应的操作信号，并将它们发送到清洗机器人200。因此，清洗机器人200根据所接收的控制信号执行操作。
从上面的说明中明显可知，本发明提供一种无线可控清洗机器人，其中，由于无线可控清洗机器人能够通过与其一起提供的遥控器以及设置各种无线通信装置的许多外部装置控制驱动，可以根据现有环境选择最适宜的无线控制装置。
此外，本发明提供一种用于控制清洗机器人的远程控制系统，其中，用户能够通过例如因特网的网络，将操作命令从各种外部装置发送至住宅中的清洗机器人，来远程控制清洗机器人。
尽管为了说明的目的公开了本发明的优选实施例，本领域技术人员将理解可以有各种改进、增加和替换，而不偏离如权利要求书所公开的本发明的范围和精神。
Claims (15)
1.一种可由无线控制的清洗机器人，该清洗机器人包括：
无线通信模块，用于接收从外部装置基于各种无线通信协议发送的控制信号；以及
微处理器，用于基于相应的无线通信协议解码通过无线通信模块接收的控制信号，并且响应于所解码的操作命令控制清洗机器人的驱动。
2.如权利要求1所述的清洗机器人，其中无线通信模块包括无线LAN通信单元，用于接收根据基于802.11的无线LAN通信协议发送的控制信号。
3.如权利要求1所述的清洗机器人，其中无线通信模块包括蓝牙通信单元，用于接收基于蓝牙通信协议发送的控制信号。
4.如权利要求1所述的清洗机器人，其中无线通信模块包括Zigbee通信单元，用于接收基于Zigbee通信协议发送的控制信号。
5.如权利要求1所述的清洗机器人，其中无线通信模块包括红外线通信单元，用于接收基于红外线通信协议发送的控制信号。
6.一种清洗机器人的远程控制系统，响应于通过无线发送的控制信号而控制该清洗机器人的操作，该远程控制系统包括：
主机设备，用于接收从外部装置发送的清洗机器人的操作命令、将操作命令转换为无线信号、并且将无线信号发送到清洗机器人。
7.如权利要求6所述的远程控制系统，其中主机设备包括：
DTMF信号检测单元，用于检测通过电话线从外部电话接收的双音多频(DTMF)信号；
控制单元，其包含DTMF信号处理单元，用于将由DTMF信号检测单元所检测的DTMF信号转换为清洗机器人的操作命令；以及
无线通信单元，用于通过无线将控制单元的操作命令发送到清洗机器人。
8.如权利要求7所述的远程控制系统，其中主机设备将用于清洗机器人的远程控制的语音响应消息输出到通过电话线连接的电话。
9.如权利要求7所述的远程控制系统，其中，主机设备包括操作信号检测单元，用于检测通过例如因特网的网络发送的操作信号，并且
控制单元还包括操作信号处理单元，用于将通过操作信号检测单元检测的操作信号转换为清洗机器人的操作命令。
10.如权利要求9所述的远程控制系统，其中清洗机器人的操作命令包含相应主机设备的识别信息。
11.如权利要求10所述的远程控制系统，其中识别信息是网际协议(IP)地址。
12.如权利要求7所述的远程控制系统，其中无线通信单元根据基于802.11的无线LAN通信协议将操作命令发送到清洗机器人。
13.如权利要求7所述的远程控制系统，其中无线通信单元基于蓝牙通信协议将操作命令发送到清洗机器人。
14.如权利要求7所述的远程控制系统，其中无线通信单元基于Zigbee通信协议将操作命令发送到清洗机器人。
15.如权利要求7所述的远程控制系统，其中无线通信单元基于红外线通信协议将操作命令发送到清洗机器人。
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