CN100481749C - 信息家电控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种信息家电控制系统，其包含一控制台及若干个信息家电，该控制台具有一发送器(transmitter)，用来以无线电的方式输出控制信号，每一信息家电都包含有一接收器(receiver)，用来接收该控制台以无线电的方式所传来的控制信号以控制该信息家电的运作。该信息家电控制系统并不需要建构繁复的布线；不容易受到其它无线电信号的干扰。此外，由于该控制系统是采用蓝牙技术来控制系统中各个信息家电的运作，所以消耗的功率非常低。

Description

信息家电控制系统

技术领域

本发明涉及一种信息家电控制系统，尤其涉及一种利用蓝牙技术控制信息家电运作的信息家电控制系统。

背景技术

随着科技的进步，人们的生活方式往往产生很大的改变。举例来说，网络的兴起，使得人们得以利用办公室的计算机通过网络来控制家中的信息家电(informationappliance)的运作。

如图1所示为一通常的信息家电控制系统10的方块图。信息家控制系统10包含一第一电脑12、一第二电脑14、一冷气机16、一电视机18、及一录像机20。冷气机16、电视机18、及录像机20都属于信息家电，也就是其都可接收由计算机所传来的指令并根据这些指令而运作。第一电脑12通过一互连网26将用来控制信息家电16、18、及20运作的指令传送到第二电脑14，第一电脑12可以是办公室用计算机，而第二电脑14则可以是家用计算机。第二电脑14在接收到由第一电脑12通过互连网26所传来的指令后，第二电20脑14就根据该指令将相关的控制信号通过局域网22、24分别传送到冷气机16、电视机18、及录像机20以控制这些信息家电的运作。

通过网络系统(互连网26及局域网22、24)控制信息家电的运作固然方便，但建设网络系统却不是一件容易的事。不仅如此，信息家电控制系统10中的局域网22、24的布线方式往往会带给信息家电使用者极大的困扰。然而，以无线通讯的方式控制信息家电的运作却没有以上的麻烦。

从上所述，如何克服已有信息家电控制系统存在的网络布线繁复或易受移动通讯信号干扰的不足，都属于本发明所要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既不需要布线、又能在控制信号传送的过程中不易受到其它无线电信号的干扰的信息家电控制系统。

本发明的技术方案是：

本发明的一种信息家电控制系统，接收外部指令进而控制信息家电的运作，包括一控制台和若干个信息家电，所述控制台与所述若干个信息家电通过无线信号方式连接。

所述控制台包括：一第一微处理器，用来和各种不同的无线网络通讯协议间作信息的转换、同外部通讯网路进行信息交换、以及管理及控制每个信息家电的运作；一第一蓝牙模块，与所述第一微处理器连接，用以将所述第一微处理器所传来的数据进行编码及调变；一第一功率放大模块，与所述第一蓝牙模块连接，用以改变所述第一蓝牙模块发射的无线电信号的功率；一第一天线单元，与所述第一功率放大模块连接，用以发射所述第一功率放大模块传送的无线电信号；一高速数据信道，与所述第一微处理器连接，用以接收一计算机所发出并通过所述通讯网络所传来的控制信息家电运作的控制指令；一嵌入式调制解调器，用以接收一异步数字用户专线所传来的控制信息家电运作的控制指令，通过一第一语音编/译码器与所述第一蓝牙模块连接；一第一接口电路，用以接收电话所传来的控制信息家电运作的控制指令，通过一第一语音编/译码器与所述第一蓝牙模块连接；。

所述信息家电包括：一第二接口电路，与所述控制台无线连接；一第二微处理器，与所述第二接口电路连接；一第二蓝牙模块，与所述第二微处理器连接，用以将所述第二微处理器所传来的数据进行编码及调变；一第二功率放大模块，与所述第二蓝牙模块连接，用以改变所述第二蓝牙模块发射的无线电信号的功率；一第二天线单元，与所述第二功率放大模块连接，用以发射所述第二功率放大模块传送的无线电信号。

所述信息家电还包括一个第二语音编/译码器，与所述第二接口电路连接。

所述第一蓝牙模块包括一个用宋发射及接收射频信号的射频单元、一个用来跳频及传输蓝牙数据的基频单元和一个用宋建立及拆除链路连接的链路管理单元。

所述第二蓝牙模块包括一个用来发射及接收射频信号的射频单元、一个用来跳频及传输蓝牙数据的基频单元和一个用宋建立及拆除链路连接的链路管理单元。

所述控制台及若干个信息家电是利用蓝牙协议(B1uetooth protoc01)来发射与接收控制信号的。

本发明所提供的信息家电控制系统并不需要建构繁复的布线；对比现有的通过传统无线电信号宋控制信息家电运作的信息家电控制系统，本发明的信息家电控制系统由于采用蓝牙技术来控制系统中各个信息家电的运作，所以本发明的信息家电控制系统不容易受到其它无线电信号的干扰。此外，由于本发明的信息家电控制系统是采用蓝牙技术来控制系统中各个信息家电的运作，所以本发明的信息家电控制系统所消耗的功率非常低。

附图说明

图1为通常的信息家电控制系统的方块图。

图2为蓝牙系统的微网示意图。

图3为本发明信息家电控制系统的方块图。

图4为本发明信息家电控制系统中主设备软件系统的功能方块图。

图5为本发明信息家电控制系统中从设备软件系统的功能方块图。附图标记说明：

10、60   信息家电控制系统             12       第一电脑

14       第二电脑                     16、64   冷气机

18、66   电视机                       20、68   录像机

22、24   局域网                       26       互连网

50       微网                         52       主设备

54       从设备                       62       控制台

70、82   天线单元               74、86    蓝牙模块

76、88   语音编/译码器          78、90    嵌入式微处理器

80、89   接口电路               92        高速数据信道

94       嵌入式调制解调器       93、97    射频单元

95、98   基频单元               96、99    链路管理单元

100      主设备软件系统         102、122  基频与链路管理

104、124 逻辑链路控制与适应协议 106、126 服务搜寻协议

108、128 RFCOMM                109       电话控制协议

110、130 PPP协议               112、132  IP

114、134 TCP/UDP               136       LAN

具体实施方式

下面根据图2至图5给出本发明一个较佳实施例，并参加详细描述，进一步提供发明的技术细节。

蓝牙(Bluetooth)通信系统由Ericsson、IBM、Intel、Nokia、及Toshiba等五家公司于1998年5月所联合发表的，其目的在于推出一个具有全球统一规格的射频无线传输信道，以取代现有的家用及个人系统中的短距离信号传输线与部份无线传输信道，蓝牙系统可提供用来传输语音及各式信息的传输频道。

由于蓝牙系统是提供一种短距离传输(通常为10米，但通过功率控制后传输范围可缩射至1米或扩大至100米)、低功率低耗电(1毫瓦)、及使用全球通用的2.45Ghz频段的射频无线信道，因此蓝牙系统非常适合用来作为控制信息家电的运作。

蓝牙系统采用点至点(point-to-point protocol，PPP)的连接方式将复数个蓝牙设备以无线的方式连接成一微网(piconet)50，如图2所示，每一微网50都是由一个主设备(master)52及复数个从设备(slave)54所组成。主设备52负责通讯协议的运作，在MAC地址中用三个位宋定义微网50中的设备(包括主设备52及从设备54)，也就是微网50内可寻址八个设备(微网50内实际的设备数量并没有限制，只不过在同一时刻蓝牙系统只能激活八个设备，其中一个设备需为主设备，而其余七个设备则为从设备)。

请参考图3，图3为本发明信息家电控制系统60的方块图。信息家电控制系统60包含一控制台62、一冷气机64、一电视机66、及一录像机68。控制台62为图2中所示的主设备52，而冷气机64、电视机66、及录像机68皆为图2中所示的从设备54。信息家电控制系统60中的每一从设备64、66、及68都包含一天线单元72、一2.45Ghz功率放大模块70连接到天线单元72、一蓝牙模块74连接到2.45Ghz功率放大模块70、一语音编/译码器76连接到蓝牙模块74、一嵌入式微处理器78、及一接口电路80连接到语音编/译码器76及嵌入式微处理器78。主设备62也包含一天线单元82、一2.45Ghz功率放大模块84连接到天线单元82、一蓝牙模块86连接到2.45Ghz功率放大模块84、一语音编/译码器88连接到蓝牙模块86、一接口电路89连接到语音编/译码器88、一嵌入式微处理器90连接到蓝牙模块86、一高速数据信道92连接到嵌入式微处理器90、及一嵌入式调制解调器94连接到语音编/译码器88及接口电路89。主设备62中的接口电路89用来连接到一电话以接受该电话所传来的控制信息家电64、66、及68运作的控制指令。主设备62中的高速数据信道92用来连接到一网际网络或一局域网以接受一计算机所发出并经由该网际网络或该局域网所传来的控制信息家电64、66、及68运作的控制指令。主设备62中的嵌入式调制解调器94用来连接到一异步数字用户专线(ADSL)以接受该ADSL所传来的控制信息家电64、66、及68运作的控制指令。

图3中主设备62及从设备68(当然也包括从设备64、66，以下的说明中就以从设备68代表信息家电控制系统60中的所有从设备64、66、及68)中的天线单元82、72属于微带(microstrip)天线，因此天线单元82、72的体积非常小。为了抵抗多路径干扰(multi—pathinterference)对本信息家电控制系统60的影响，天线单元82、72采用多枝分集(diversity)的方式来接收无线电信号。主设备62及从设备68中的功率放大模块84、70的工作频率为2.45Ghz，而其频宽则介于2400—2483.5Mhz。信息家电控制系统60的通信距离为10米，但该通信距离也可通过改变发射无线电信号的功率的方式缩小到1米或扩大到100米。

主设备62中的微处理器90采用嵌入式设计，用来和各种不同的无线网络通讯协议间作信息的转换、同外部通讯网路进行信息交换、以及管理及控制每一个从设备64、66、及68的运作。

主设备62，及从设备68中的蓝牙模块86、74用来完成基频(base band，BB)部份协议的转换及将语音编/译码器88、76所传来的语音信息与微处理器90、78所传来的数据加以整合、编码、及调变后传送至功率放大器84、70，再通过天线单元82、72将这些处理过的信息以无线的方式传送出去。主设备62的蓝牙模块86包含一射频(RF)单元93、一基频单元95、及一链路管理(link manager，LM)单元96，从设备68的蓝牙模块74也包含一射频单元97、一基频单元98、及一链路管路单元99。射频单元93、97系用来发射及接收一射频信号，基频单元95、98负责跳频及用来传输蓝牙数据，而链路管理单元96、99则负责建立及拆除链路的连接。

在对本发明的信息家电控制系统60的主设备62及从设备64、66、及68等硬设备作过说明之后，以下将说明本发明的信息家电控制系统60中的软件系统。信息家电控制系统60中的软件系统是一个独立的操作系统，它并不与其它任何的操作系统有任何的关联，该软件系统符合蓝牙规范，该软件系统采分层结构的方式，以完成数据流的过滤与传输、跳频与信息框的传输、建立与拆除链路的连接、及链路的控制等。请参考图4及图5，图4为本发明信息家电控制系统60中主设备软件系统100的功能方块图，图5为本发明信息家电控制系统60中从设备软件系统120的功能方块图。主设备软件系统100及从设备软件系统120大致分成三个层次：一底层协议、一中层协议、及一高层协议。

该底层协议包含一基频与链路管理(LMP)102、122基频与链路管理102包含于主设备软件系统100中，而基频与链路管理122则包含在从设备软件系统120中，其主要的功用在于负责建立各蓝牙单元之间的物理射频链路，以构成不同的微微网，而该底层协议还要完成诸如加密等安全性方面的工作。

该中层协议包含一逻辑链路控制与适应协议(10gical link control andadaptation protocol，L2CAP)104、124(同理，L2CAP104包含于主设备软件系统100中，而L2CAP124则包含在从设备软件系统120中，以下采用相同的描述方式)、一服务搜寻协议(service discovery protocol，SDP)106、126、RFCOMM108、128、一电话控制协议(TCS)109(仅存在于主设备软件系统100)、及一PPP协议110、130。L2CAP104、124用来完成该基频与该高层协议之间的整合，L2CAP104、124容许该高层协议发送或接收一内容长达64,000字节的L2CAP封包。SDP 106、126用来在一网络中搜寻可利用的服务及辨识该服务的特性。TCS 109包含一电话控制规范二进制(TCSBIN)协议及一电话控制命令(AT/commands)，其中该TCSBIN定义了在蓝牙设备之间建立语音及信息呼叫所需的呼叫控制信号，而AT/commands则可在多使用模式下用于控制移动电话或调制解调器的命令。

该高层协议包含一IP 112、132、一TCP/UDP 114、134、及一LAN136(仅存在于主设备软件系统100)。主设备62可利用PPP110将一IP信息封包转发至一局域网(LAN)，或者将由该局域网所传来的信息封包转发给一PPP客户端。IP 112、132及。TCP/UDP 114、134是由IETF所定义，主要是用于网际网络上的通讯。最后，主设备软件系统100内的LAN136是用来控制主设备62接收该局域网内的信息。

和现有技术比较，通过网络来控制信息家电运作的信息家电控制系统，本发明的信息家电控制系统并不需要建构繁复的布线；对比现有的通过传统无线电信号来控制信息家电运作的信息家电控制系统，本发明的信息家电控制系统由于采用蓝牙技术来控制系统中各个信息家电的运作，所以本发明的信息家电控制系统不容易受到其它无线电信号的干扰。此外，由于本发明的信息家电控制系统是采用蓝牙技术来控制系统中各个信息家电的运作，所以本发明的信息家电控制系统所消耗的功率非常低。

虽然本发明己以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (4)

1、一种信息家电控制系统，接收外部指令进而控制信息家电的运作，其特征在于，包括一控制台和若干个信息家电，所述控制台与所述若干个信息家电通过无线信号方式连接；

所述控制台包括：

一第一微处理器，用来和各种不同的无线网络通讯协议间作信息的转换、同外部通讯网路进行信息交换、以及管理及控制每个信息家电的运作；

一第一蓝牙模块，与所述第一微处理器连接，用以将所述第一微处理器所传来的数据进行编码及调变；

一第一功率放大模块，与所述第一蓝牙模块连接，用以改变所述第一蓝牙模块发射的无线电信号的功率；

一第一天线单元，与所述第一功率放大模块连接，用以发射所述第一功率放大模块传送的无线电信号；

一高速数据信道，与所述第一微处理器连接，用以接收一计算机所发出并通过所述通讯网络所传来的控制信息家电运作的控制指令；

一嵌入式调制解调器，用以接收一异步数字用户专线所传来的控制信息家电运作的控制指令，通过一第一语音编/译码器与所述第一蓝牙模块连接；

一第一接口电路，用以接收电话所传来的控制信息家电运作的控制指令，通过一第一语音编/译码器与所述第一蓝牙模块连接；

所述信息家电包括：

一第二接口电路，与所述控制台无线连接；

一第二微处理器，与所述第二接口电路连接；

一第二蓝牙模块，与所述第二微处理器连接，用以将所述第二微处理器所传来的数据进行编码及调变；

一第二功率放大模块，与所述第二蓝牙模块连接，用以改变所述第二蓝牙模块发射的无线电信号的功率；

一第二天线单元，与所述第二功率放大模块连接，用以发射所述第二功率放大模块传送的无线电信号。

2、如权利要求1所述的信息家电控制系统，其特征在于，所述第一蓝牙模块包括一个用来发射及接收射频信号的射频单元、一个用来跳频及传输蓝牙数据的基频单元和一个用来建立及拆除链路连接的链路管理单元。

3、如权利要求1所述的信息家电控制系统，其特征在于，所述信息家电还包括一个第二语音编/译码器，与所述第二接口电路连接。

4、如权利要求1所述的信息家电控制系统，其特征在于，所述第二蓝牙模块包括一个用来发射及接收射频信号的射频单元、一个用来跳频及传输蓝牙数据的基频单元和一个用来建立及拆除链路连接的链路管理单元。

5、如权利要求1所述的信息家电控制系统，其特征在于，所述控制台及若干个信息家电是利用蓝牙协议来发射与接收控制信号的。

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