CN101281681A - 射频遥控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种射频遥控系统，包括发射端和接收端，发射端包括指令输入接口、指令编码电路、调制电路和发射电路，指令输入接口用于接收用户的指令，指令编码电路对接收到的指令进行编码，生成一个指令编码信号，调制电路对指令编码信号进行调制后由发射电路向外发射；接收端包括信号接收装置、解调电路、指令译码电路以及主处理器，遥控接收装置用于接收已调制的指令编码信号，解调电路对已调制的指令编码信号进行解调，获得指令编码信号并将其送至指令译码电路，指令译码器对指令编码信号进行译码，最后将译码后的指令信号输送至主处理器；所述发射电路为射频发射电路；所述指令编码电路根据发送端与接收端的约定的对接收到的指令进行编码；所述指令译码器根据所述约定对所述指令编码信号进行译码。本发明的射频遥控系统和方法有效的解决了红外遥控传输距离和角度有限，不能穿越障碍等诸多缺陷，提供了一种传输距离远、能够穿过障碍物、同时又可靠的遥控方法。

Description

射频遥控系统和方法

技术领域

本发明涉及一种遥控系统和方法，更具体的涉及一种射频遥控系统和方法。

背景技术

远程遥控技术又称为遥控技术，是指实现对被控目标的遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。遥控技术在家用电器方面的应用则更为广泛，很多家庭的茶几上甚至会摆放3个以上的遥控器，据报道，仅去年一年，全球的遥控器发货量就达到了6亿个。不仅如此，在2010年以前，这个数字还会以每年7％的速度持续增长。

遥控器传统上通常被视为一种配件，但随着数字客厅中媒体融合潮流的到来，它们在消费电子产品中的作用正变得越来越重要。当然，遥控器已经深深植根于人们的日常生活之中。典型的美国家庭每天要花8小时的时间看电视，相当于每周至少按300次遥控器。而现在，数字客厅中的媒体融合已向前迈进了一大步，数字电视机越来越便宜，而且随着数字/个人录像机的普及，如TiVo、“点播”等视频流媒体服务，这些产品的价格还会进一步下降。此外，随着各大公司不断推出各自的娱乐产品，一个高科技客厅的时代似乎即将到来。在这一转变过程中，人们希望能够使用一个遥控器控制多台设备，而不仅仅是一台设备。

虽然遥控器早在20世纪50年代就已问世，但直到人们在80年代开始将红外信号用作通信媒介后，消费电子产品市场才掀起了一场遥控器革命。红外技术让制造商能够以一种简单、低廉的方式将按键与具体任务一一对应起来，用于控制各种品牌、型号和类型的设备。“Universal Electronics and UniversalRemote Control”是红外技术盛行二十多年的见证，因为它们的很大一部分收入仅仅来自于遥控器命令(或称“代码”)的许可库。但是，红外技术也有缺陷，其中最大的缺点是只能直线传输。由于无法找到另一种更好的替代技术，消费者多年来虽然对红外不太满意，但也只能接受。用户首先要做的就是找到受控设备上的红外接收窗口，以便将遥控器对准它进行控制。之后，在养成习惯后，用户会下意识地伸出手，调整角度，然后按下遥控器上的按键。更糟糕的是，室内装修和家具正变得越来越简单，电子设备常常被内嵌在墙壁内，或摆放在壁柜之后，而这些地方都是红外线无法到达之处。有时候用户需要经常反复按压同一个键以确保设备能够收到红外信号。虽然有些生产厂商的芯片组能够设计出高质量的红外接收器，但是红外链路都是单向链路，而且不具备检错和纠错能力。等离子电视机辐射出来的某些能量也处于红外线的电磁频谱范围内，因此有可能成为干扰源，影响遥控器和主机之间的通信。紧凑型日光灯(CFL)也能干扰红外信号，而且在不远的将来很有可能造成更大影响。不仅如此，虽然最新推出的遥控器和接收器配备了过滤器，以减少附近设备发出的噪音信号对它们产生的影响，但红外链路仍然不够可靠。

简而言之，红外线不能提供一个可靠的连接。此外，红外遥控能够遥控的距离较短，一般只有8-10米的距离，而且红外遥控具有非常明显的方向性，其遥控角度一般在30-40度之间，并且不能穿越障碍物，给用户的使用造成了一定的不便。而且红外线可能会收到其他光(例如灯光)的干扰，可靠性不高。一般情况下，红外遥控只能适用于一个房间或者类似的小范围内，如果用户待在卧室而想把客厅的音响设备关掉或者打开，就需要走到客厅进行操作，这在很大程度上限制了红外遥控的作用。因此，本领域需要一种传输距离远、能够穿过障碍物、同时又可靠的遥控方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种射频遥控系统和方法，使用射频代替了现有的红外遥控系统和方法。

具体的，本发明提供了一种射频遥控系统，包括发射端和接收端，发射端包括指令输入接口、指令编码电路、调制电路和发射电路，指令输入接口用于接收用户的指令，指令编码电路对接收到的指令进行编码，生成一个指令编码信号，调制电路对指令编码信号进行调制后由发射电路向外发射；接收端包括信号接收装置、解调电路、指令译码电路以及主处理器，遥控接收装置用于接收已调制的指令编码信号，解调电路对已调制的指令编码信号进行解调，获得指令编码信号并将其送至指令译码电路，指令译码器对指令编码信号进行译码，最后将译码后的指令信号输送至主处理器；所述发射电路为射频发射电路；所述指令编码电路根据发送端与接收端的约定的对接收到的指令进行编码；所述指令译码器根据所述约定对所述指令编码信号进行译码。

所述指令编码电路根据一个码值对接收到的指令进行编码，所述指令译码器根据所述码值对所述指令编码信号进行译码。所述码值可以根据用户的设定而改变。

所述发射电路使用2.4GHz频段进行射频发射。

所述发射电路使用2.4GHz非联网技术进行射频发射。

进一步的，本发明还提供了一种射频遥控方法，包括：

接收用户的指令；

对接收到的指令进行编码，生成一个指令编码信号；

对指令编码信号进行调制；

使用射频向外发射已调制的指令编码信号；

接收已调制的指令编码信号；

对已调制的指令编码信号进行解调，获得所述指令编码信号；

对指令编码信号进行译码；

所述指令编码信号根据预先约定的协议编码产生并根据该协议进行解码。

所述指令编码信号根据一个码值产生并根据该协议进行解码。所述码值可以根据用户的设定而改变。

上述射频遥控方法使用2.4GHz频段向外发射已调制的指令编码信号，使用2.4GHz非联网技术进行射频发射。

采用本发明的射频遥控系统和方法，有效的解决了红外遥控传输距离有限，不能穿越障碍等诸多缺陷，本发明提供了一种传输距离远、能够穿过障碍物、同时又可靠的遥控方法。

附图说明

图1所示为一个具有遥控功能的电视机系统的示意图。

图2所示为本发明的射频遥控系统的实施例的示意图。

图3所示为一个对码方法的实施例。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面以电视机遥控为例，结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1所示为一个具有遥控器的电视机系统的示意图。该电视机系统包括电视机100和遥控器110，电视机100包括一个遥控接收装置120。正常工作时，遥控接收装置120接收遥控器110的指令，电视机100根据接收到的遥控器110的指令进行操作。遥控器110包括多个功能键，例如V+、V-、P+、P-等等。一般情况下，用户通过按下相关的功能键来控制电视机的操作，当用户按下某一个功能键时，遥控器110发出一连串的数据给电视机100，遥控接收装置120接收这一数据并将该数据发送给电视机100，电视机100根据这一数据识别出当前哪一个功能键被操作，既而做出相应的反应。遥控器100发出的这一连串的数据就是这一功能键的键码，电视机100通过键码来识别遥控器110的操作。

图2所示为本发明的射频遥控系统的实施例的示意图。如图所示，射频遥控系统包括接收端200和发射端210。发射端210由指令输入接口211、指令编码电路212、调制电路213、驱动电路214、发射电路215等几部分组成。指令输入接口211用于接收用户的操作指令，指令编码电路212根据指令输入接口211接收到的操作指令产生相应的指令编码信号，调制电路213对指令编码信号进行调制，再由驱动电路214进行功率放大后由发射电路215向外发射经过调制的指令编码信号。接收端200由信号接收装置205、放大电路201、解调电路202、指令译码电路203以及主处理器204组成。遥控接收装置201用于接收发射端210发射的已调制的指令编码信号，放大电路201将接收到的已调制的指令编码信号进行发大后送解调电路202。解调电路202对其进行解调，获得解调后的指令编码信号并将其送至指令译码电路203，指令译码器203对指令编码信号进行译码，最后将译码后的指令信号输送至主处理器204，主处理器204根据该指令信号进行相应的操作。

具体的，指令输入接口211可以是按键装置，也可以是语音接收装置等、触摸屏等输入装置。指令输入接口211一直处于待机状态，实时接收用户的输入指令，在有用户输入指令的时候，指令输入接口211将相关的输入指令传输给指令编码电路212。

指令编码电路212根据指令输入接口211接收到的输入指令产生一个指令编码信号。为了避免冲突，这里的指令编码信号是一个和发射端210或者接收端200相关的编码信号，例如，在指令编码电路212根据输入指令产生一个通用的指令编码之后，通过给指令编码加密，或者在指令编码前面加入与发射端210或者接收端200相关的一串编码，产生一个完整的指令编码信号。

调制电路213对指令编码电路212产生的指令编码信号进行调制，再由驱动电路214对其进行功率放大。在这里，驱动电路214不是必须的。

为了解决红外遥控存在的一些缺陷，本实施例的发射电路215为射频发射电路，用于将调制后的指令编码信号通过射频发射出去。市面上的射频发射电路有很多，一般都是可以在本实施例的射频遥控系统中使用，例如由CC2500芯片组成的射频发射电路等等。本实施例的射频发射电路可以使用多种不受限制的频段进行发射，例如433MHz频段和2.4GHz频段。

优选的，本实施例的射频遥控系统使用2.4GHz频段进行射频发射。使用2.4G赫兹频段具有以下优点：第一、由于802.11和蓝牙技术支持者的努力(他们与许多国家的无线电频率管理机构进行了合作，以谋求消除国家之间在有关管制条例方面的差异)，目前大多数国家都对2.4GHz频段有着相似的管制条例。这使得采用2.4GHz技术的产品无需改变频率或发射功率便可在世界范围内销售。第二、2.4GHz非联网技术采用集成无线电IC和标准协议，从而大幅度地缩短了将这些技术集成到器件设计中所需的开发时间。第三、2.4GHz频段的宽度超过83MHz，远远宽于433MHz频段，这使得可以有更多的设备共享这一频段且彼此之间没有干扰。与蓝牙等重型联网协议相比，非联网技术还具有一些至关重要的优点。首先便是成本。非联网技术无需采用大量的协议栈，这使得它们能够采用更小、更廉价的微处理器。另一个优点是功耗。较轻的协议加上强健的纠错能力有助于减少无线电传送时间，这直接影响到功耗并使设备具有较长的电池使用寿命。这些优点表明：2.4GHz非联网技术将433MHz解决方案的低成本与蓝牙技术的长处结合在了一起，旨在实现健壮、轻型技术，以显著地减少在给消费电子设备增添无线功能时所花费的时间和成本。

相应的，在接收端200，信号接收装置205接收2.4GHz频段的射频信号，信号接收装置205可以是一个天线或者是类似的射频接收装置。

放大电路201将接收到的已调制的指令编码信号进行发大后送解调电路202。解调电路202对其进行解调，获得解调后的指令编码信号并将其送至指令译码电路203。在这里，放大电路201不是必须的。

指令译码器203对指令编码信号进行译码。由于指令编码电路212在对指令信号进行编码时，对指令信号的编码进行了相关的处理，指令译码器203则对这一过程进行逆向处理，例如解码或者去掉编码的头部等等，使得译码出的指令信号是一个单纯的指令信号，能够被主处理器204识别。

最后指令译码器203将译码后的指令信号输送至主处理器204，主处理器204根据该指令信号进行相应的操作。

这样，从接收用户输入指令到主处理器处理相关的指令的这一过程就完成了。期间，由于在发射端210，指令编码电路212在对指令信号进行编码时，对指令信号的编码进行了相关的处理，输出的指令编码和接收端200具有相关性，因此，在射频信号发射之后，即使在射频信号能够接收到的范围内有其他的接收设备，这些接收设备在对接收到的射频信号解调和译码之后无法识别，因此不会对这些接收设备造成影响。

为了更进一步的加强保密性和避免冲突，本实施例的射频遥控系统还可以根据用户的需要对发射端210的编码进行设置，通过对码的方式使发射端210与接收端200一一对应，这样，即使用户在一定的范围内使用多个同样的产品，也可以避免设备之间的冲突。

图3所示为一个对码的过程。如图所示，对码开始后，接收端200开始处于对码的状态，此时，发送端210产生一个码值，这个码值可以根据用户的设定而改变，在码值产生之后，发送端210首先将码值存储在本地的存储器里面，同时向接收端200发送该码值，接收端200在接收到这个码值之后，也将这个码值储存起来，这样对码的过程就结束了。

在对码的过程就结束之后，在以后的工作过程中，本发明的射频遥控设备在发送端210的编码过程中，就根据该码值对编码的指令信号进行相关的处理，而在接收端200则进行相应的逆向处理，从而获得原始的指令信号。

综上所述，由于红外线和可见光具有相同的特性，因此只能直线传输。作为一种特替代方法，本发明的射频遥控系统可以将射频用作无线传输媒介，这样一来就能穿透不透明物体和固定障碍物。射频的这一固有特性还能给用户赋予一种全新的自由感和移动体验，并大大延伸作用距离。

由于无线通信一般都会基于其所使用的硬件和协议层，本发明的射频遥控系统也不例外，通常会采用某种形式的网络协议，以进一步增强无线链路的可靠性。协议的复杂程度可以根据需要而各不相同，例如，既有简单的确认协议，也有802.11等行业协议；此外，协议还提供故障保护机制。有了这样的基础架构，本发明的射频遥控系统就能通过各种方式和一个可靠的接口提高遥控的准确性。等离子电视机和紧凑型日光灯将不再是遥控器的干扰源。虽然其它噪音源也可能影响射频信号，但通信协议中的自动恢复算法将确保发射端的射频信号总能够到达接收端的相关器件，增加了遥控系统的可靠性。不仅如此，本发明的射频遥控系统对发射端的电池寿命的影响也最小：与不断闪烁的红外液晶屏相比，大多数射频系统的功耗要低得多。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种射频遥控系统，包括发射端和接收端，发射端包括指令输入接口、指令编码电路、调制电路和发射电路，指令输入接口用于接收用户的指令，指令编码电路对接收到的指令进行编码，生成一个指令编码信号，调制电路对指令编码信号进行调制后由发射电路向外发射；接收端包括信号接收装置、解调电路、指令译码电路以及主处理器，遥控接收装置用于接收已调制的指令编码信号，解调电路对已调制的指令编码信号进行解调，获得指令编码信号并将其送至指令译码电路，指令译码器对指令编码信号进行译码，最后将译码后的指令信号输送至主处理器，其特征在于：所述发射电路为射频发射电路；所述指令编码电路根据发送端与接收端的协议对接收到的指令进行编码；所述指令译码器根据所述约定对所述指令编码信号进行译码。

2、根据权利要求1所述的射频遥控系统，其特征在于：所述指令编码电路根据一个码值对接收到的指令进行编码，所述指令译码器根据所述码值对所述指令编码信号进行译码。

3、根据权利要求2所述的射频遥控系统，其特征在于：所述码值可以根据用户的设定而改变。

4、根据权利要求1-3任一所述的射频遥控系统，其特征在于：所述发射电路使用2.4GHz频段进行射频发射。

5、根据权利要求4所述的射频遥控系统，其特征在于：所述发射电路使用2.4GHz非联网技术进行射频发射。

6、一种射频遥控方法，包括：

接收用户的指令；

对接收到的指令进行编码，生成一个指令编码信号；

对指令编码信号进行调制；

向外发射已调制的指令编码信号；

接收已调制的指令编码信号；

对已调制的指令编码信号进行解调，获得所述指令编码信号；

对指令编码信号进行译码；

其特征在于：使用射频向外发射已调制的指令编码信号；所述指令编码信号根据预先约定的协议编码产生并根据该协议进行解码。

7、根据权利要求6所述的射频遥控方法，其特征在于：所述指令编码信号根据一个码值产生并根据该协议进行解码。

8、根据权利要求7所述的射频遥控方法，其特征在于：所述码值可以根据用户的设定而改变。

9、根据权利要求6-8任一所述的射频遥控方法，其特征在于：所述射频遥控方法使用2.4GHz频段向外发射已调制的指令编码信号。

10、根据权利要求4所述的射频遥控方法，其特征在于：所述射频遥控方法使用2.4GHz非联网技术进行射频发射。

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