CN101495926A - 提供具有多色led的车载发射器的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于对远程电子系统进行无线控制的无线控制系统，该无线控制系统被配置为使用多色LED将信息提供给用户。该无线控制系统包括：发射器电路，被配置为发射具有控制数据的无线控制信号，该控制数据将控制所述远程电子系统；多色发光二极管显示器，被配置为提供所述无线控制系统的状态的指示；以及耦合于可训练发射器电路的控制电路，被配置为基于所述无线控制系统的状态，通过可训练发射器电路发射所述无线控制信号。
Description
相关专利申请的交叉引用
本申请是于2003年10月20日提交的美国专利申请10/531,667的部分接续申请，该美国专利申请是于2003年10月20日进入国家阶段的国际申请PCT/US2003/033252的国家阶段申请，该国际申请要求于2002年10月18日提交的美国临时申请No.60/419,451的优先权，所有的公开合并在此以供参考。
背景技术
在远程电子系统的无线控制领域，科技的进步已经提高了用户使用的便捷性、安全性和功能性。一个例子是用于各种远程电子系统，诸如安全门、车库门开启器、灯以及安全系统的可训练收发器。用户通过例如，从位于可训练收发器附近的远程控制器发送信号来训练该可训练收发器。该可训练收发器学习该信号的载波频率和数据代码，并储存该代码以供后续重传。以这种方式，可训练收发器可以方便地安装在车辆内部的元件中(例如遮阳板、仪表板、顶置控制板(overhead console)等)，并可以被配置为操作一个或多个远程电子系统。
针对可训练收发器的训练操作的成功部分取决于从远程控制器接收质量信号。然而，用户可能无法判断是否该质量信号被接收，直到可训练收发器试图发射已学习的信号并且该操作是成功或失败。此外，传输的成功或失败可能基于信号强度而发生，但也可能由干扰，远程装置的故障等造成。
在远程电子系统的无线控制领域还需要其他的进步，尤其是在使用汽车电子设备来控制远程电子系统的情况下。随着汽车制造商在车辆上增加越来越多的电子系统，以改善方便性、舒适性和生产率，简化这些电子系统的接口和控制也变得越来越重要。此外，随着汽车制造商给汽车增加更多的电子系统，对于更多的系统提供更强大且更精确的控制也变得越来越重要。
可训练发射器的操作者将经常使用可训练发射器来控制处于不同地点的大量远程电子系统。例如，操作者可使用可训练发射器来控制位于他家的第一组远程电子系统，诸如入口大门、车库门开启器、以及家庭安全系统，并且控制位于办公地点的第二组远程电子系统，诸如停车场升降闸门和建筑物入口大门。由于所需的控制开关的数量以及车辆的驾驶区域可用的有限空间，造成控制大量的系统是困难的。
所需要的是一种用于从车辆中控制远程电子系统的改进的无线控制系统及方法，其中可训练发射器被配置为使用多色LED来提供信息。并且，所需要的是一种使用多色LED以允许可训练发射器使用简单的接口来控制大量远程电子系统的系统和方法。并且进一步，所需要的是一种可训练发射器，其配置为提供可训练发射器正在从远程控制中接收的信号的强度指示。
以下教导可扩展到落入所附权利要求的范围之内的那些实施例，不论它们是否实现一个或多个上述需要。
发明内容
根据示例性实施例，提供了一种用于对远程电子系统进行无线控制的无线控制系统，该无线控制系统被配置为使用多色发光二极管将信息提供给用户。该无线控制系统包括：发射器电路，被配置为发射具有控制数据的无线控制信号，该控制数据将控制所述远程电子系统；多色发光二极管显示器，被配置为提供所述无线控制系统的状态的指示；以及耦合于可训练发射器电路的控制电路，被配置为基于所述无线控制系统的状态，通过可训练发射器电路发射所述无线控制信号。
根据另一示例性实施例，描述了一种用于对远程电子系统进行无线控制的无线控制系统，该无线控制系统被配置为使用多色发光二极管将信息提供给用户。该系统包括：可训练发射器电路，被配置为发射具有控制数据的无线控制信号，该控制数据将控制所述远程电子系统；多色发光二极管显示器，被配置为在训练模式期间提供指示所接收信号的强度的反馈；以及耦合于所述可训练发射器电路的控制电路，被配置为基于所述无线控制系统的状态，通过可训练发射器电路发射所述无线控制信号。
根据又一示例性实施例，提供了一种向用于对远程电子系统进行无线控制的处于训练模式下的无线控制系统的用户提供训练模式反馈的方法。该包括：接收无线控制信号；确定所接收的无线控制信号的信号强度；以及基于所接收的无线控制信号的所述信号强度，调整多色发光二极管的颜色。
附图说明
通过结合附图的以下详细说明，本发明将得到更充分的理解，其中相通的附图标记指示相同的部分，以及其中：
图1为根据示例性实施例的具有无线控制系统的车辆的透视图；
图2为根据示例性实施例的无线控制系统和远程电子系统的方框图；
图3为根据示例性实施例的安装有无线控制系统的遮阳板的示意图；
图4所示为根据示例性实施例的通过使用多色LED来提供正在从初始发射器接收的信号强度的指示，来改进图2的无线控制系统的训练的方法流程图；以及
图5所示为根据示例性实施例的使用多色LED为图2的无线控制系统提供状态信息的方法的流程图。
具体实施方式
首先参照图1，可以是汽车、卡车、运动型多用途车(SUV)、微型客车或其他车辆的车辆10包括无线控制系统12。该无线控制系统12所示为被安装在车辆10的顶置控制板上，其示例性实施例将在下面描述。可选地，无线控制系统12的一个或多个元件可安装到其他车辆内部元件上，诸如遮阳板14或者仪表板16。可选地，无线控制系统12可以安装到钥匙链、密匙卡(keyfob)或其他手持装置。
现在参照图2，无线控制系统12与远程电子系统18一起被示出，该远程电子系统可以是诸如车库门开启器、安全门控制系统、安全灯、远程照明设备或装置、家庭安全系统等的多个远程电子系统中的任意一种。例如，远程电子系统18可以是车库门开启器，诸如由伊利诺伊州Elmhurst，Chamberlain集团有限公司制造的Whisper Drive车库门开启器。远程电子系统18也可以是使用X10通信标准的照明控制系统。远程电子系统18包括收发器电路53和天线28。
收发器电路53包括被配置为经由天线56与无线控制系统12进行通信的发送和/或接收电路。收发器电路53配置为接收具有控制数据的无线控制信号，该控制数据将控制远程电子系统18。例如，控制数据可以使车库门开启器打开或关闭车库门。收发器电路53可以被进一步配置来发射无线状态信号，该无线状态信号具有指示远程电子系统18的当前状态的状态数据。
与该无线状态信号有关的状态数据可包括表明控制数据被正确接收以及控制功能由远程电子系统18成功执行的“SUCCESS”状态。无线状态信号可在完成无线控制信号中指定的功能的基础上被发送。状态数据还可是表明收发器电路53接收到正确的无线控制信号的“ACKNOWLEDGE”状态。根据替代的实施例，远程电子系统18可以发送多个“IN PROCESS”状态信号，直到该操作完成为止，然后可发送“SUCCESS”或“FAILURE”信号。根据另外更多的替代实施例，无线状态信号可以包括用于发送到无线控制系统12的与远程电子系统18相关的其他信息。实例可以包括车库门是否打开或关闭，或在打开和关闭位置之间移动，安全系统是否配置或是解除配置，或者灯是否点亮或关闭等。无线信号优选处于无线电频谱的超高频(UHF)段，但也可选地为红外信号或者其他无线信号。
无线控制系统12包括控制电路30，配置用于控制系统12的各个部分，以将数据储存到存储器中、运行预编程功能等。控制电路30可以包括各种类型的控制电路，数字和/或模拟的，并且可以包括微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)，或配置为执行各种输入/输出、控制、分析、以及在此描述的其他功能的其他电路。控制电路30耦合于操作者输入设备32，该操作者输入设备32包括一个或多个按钮开关34(见图3)，但也可选地包括其他用户输入设备，诸如开关、旋钮、拨号盘、用于从车主接收语音信号的语音致动的输入控制电路等等，并提供这样的信号给控制电路30以控制系统12。
控制电路30进一步耦合于显示器36，该显示器包括发光二极管(LED)，诸如显示元件38。显示器36可选地包括其他显示元件，诸如液晶显示器(LCD)、真空荧光显示器(VFD)、或其他显示元件。显示元件38可以包括单个多色LED(例如，绿色、红色和黄色)或者多个LED，每一个代表不同的颜色。
无线控制系统12还包括收发器电路54，该收发器电路54包括被配置用于经由天线56与远程电子系统18进行通信的发射和/或接收电路。收发器电路54被配置用于发射具有将控制远程电子系统18的控制数据的无线控制信号。收发器电路54进一步被配置用于从远程电子系统18接收具有状态信息的无线状态信号。
在操作中，无线控制系统12被配置用于接收从初始发射器发射的激活(activation)信号的一个或多个特征。初始发射器通常为手持发射器，该发射器与远程系统18一起出售或者作为售后配件出售，并且被配置用于以预定载波频率发射激活信号并且该激活信号具有配置用于激活远程电子系统18的控制数据。例如，初始发射器可以是手持车库门开启器的发射器，其被配置用于以诸如355兆赫(MHz)的频率发射车库门开启器信号，其中该激活信号具有控制数据，该控制数据可以是固定的代码或者是加密编码的代码。例如，远程电子系统18被配置为例如，响应于从初始发射器接收激活信号来打开车库门。
收发器54被配置用于从初始发射器或另一源接收激活信号的一个或多个特征，其特征可以包括频率、控制数据、调制方案等。在该实施例中，收发器54被配置用于通过接收激活信号、确定激活信号的频率以及从激活信号中解调出控制数据来学习该激活信号的至少一个特征。无线控制系统12可以是由密歇根州Holland的Johnson Controls Interiors公司制造的Homelink
可训练收发器，并且可以根据美国专利号6,091,343、5,854,593或5,708,415中公开的一个或多个实施例来构造，全部内容合并在此作为参考。可选地，无线控制系统12可以通过其他学习方法来接收激活信号的一个或多个特征。例如，激活信号的一个或多个特征可以在制造无线控制系统12期间预编程进存储器中，或者可以通过操作者输入设备32(其可以包括键盘、按钮等)来输入。以这种方式，无线控制系统12实际上不需要为了接收该激活信号的特征而接收激活信号。无线控制系统12可以通过这些方法中任意一种来接收信号的特征，并将激活信号的特征存储在存储器中。
收发器电路54被配置为在控制电路30的控制下产生处于超高频范围内多个频率中任意一个的载波频率，优选在20至470兆赫(MHz)之间，更具体在280至430兆赫(MHz)之间，其中调制到载波频率信号上的控制数据可以是移频键控(FSK)或者幅偏键控(ASK)调制，或者可以使用另一调制技术。无线控制信号的控制数据可以是固定的代码或滚动代码或其他适用于远程电子系统18的加密编码的控制代码。
现在参照图3，示例性的无线控制系统12所示为耦合于车辆内部元件，即遮阳板14。遮阳板14是常规的构造，该构造采用由加垫的或皮革的外层包围的基本上平坦的、耐用的内部。无线控制系统12通过紧固件，诸如按扣、倒钩、螺丝钉、凸台(boss)等安装到遮阳板14上，并包括配置有三个按钮开关的模制塑料体58。每个开关包括各自的背光(back lit)图标40、42、44。根据示例性的实施例，背光图标40、42、44可以实现为多色LED，类似于显示器36。塑料体58进一步包括刻在或印刷在其上的标识60，并且该标识还具有与其关联设置的显示元件30。在训练期间和操作期间，显示元件38由控制电路30有选择地点亮(图2)，以将特定信息传递给用户，诸如控制系统12的当前状态、控制电路12是否正在发送无线控制信号、以及由控制系统12正在接收的信号的相对强度等。图3所示的实施例仅是示例性的，并且可替代的实施例可采取各种形状和尺寸，并具有各种不同的元件。
在操作中，无线控制系统12被配置用于远程电子系统18的无线控制。无线控制系统12被配置用于将与控制系统12的训练、控制系统12的当前状态等相关的反馈提供给用户。例如，无线控制系统12可被配置用于使用多色LED显示器38向用户提供与由控制系统12从初始发射器正在接收的信号的强度相关的反馈，如将参照图4详细描述的。根据另一实例，无线控制系统12可被配置为使用多色LED显示器36来提供无线控制系统12当前状态的指示，其中该当前状态影响与输入设备34相关联的功能，如以下将参照图5描述的。
现在参照图4，将描述通过使用多色LED显示器来提供正在由系统12从初始发射器接收的信号强度的指示，来改进无线控制系统12的训练的方法。应该理解，该示例性方法中一个或多个步骤可在不同的实施例中省略或重新排列。
在步骤62中，开始无线控制系统12的训练模式。根据示例性的实施例，以上参照图3描述的，无线控制系统12的训练模式的开始可以包括在预先设定的时段内，诸如5秒，连续按压一个或多个按钮开关(例如，作为操作者输入设备32的一部分)，该按钮开关设置在与车辆内部元件连接的无线控制系统12上。根据替代实施例，训练模式的开始可以包括按压手持无线发射器上的按钮，诸如密钥卡、语音命令的使用、或任一其他进入无线控制系统12的训练模式的用户输入。
在步骤64中，控制电路30可以将与无线控制系统12相关联的显示器器38(例如LED)调至红色以指示用户无线控制系统12的训练模式已经被激活。红色指示可以进一步用于指示当前控制系统12没有接收来自初始发射器的信号，详见下文。可选地，显示元件38可以被配置用于闪烁多次以指示训练模式已经被开始但没有接收信号，并且此后一旦检测到信号，就会持续点亮。
在步骤66中，无线控制系统12可以开始扫描正在由初始发射器针对远程电子系统18发射的无线控制信号。根据示例性实施例，用户可在无线控制系统12的较近范围内被指示，以激活初始发射器。因此，正在从初始发射器发射的信号将被检测，并由无线控制信号12接收。
在步骤68中，无线控制系统12可被配置用于使用多色LED显示器36提供所接收信号的相对强度的指示。所接收信号的强度可被多种因素中的任何一个影响，诸如初始发射器的位置、初始发射器中方向天线的定位、在初始发射器与控制系统12之间的传输路径中的对象、环境因素等。从初始发射器接收的信号越强，控制系统12就越有可能对该信号进行成功的训练。
信号强度可以由控制系统12使用接收信号强度指示器(RSSI)电路(未示出)来测量。所接收信号的强度可以通过对调制到所接收信号上的所选比特的帧或消息进行解调来计算。随后，该解调的比特可以与RF功率(即信号强度)相关联，并用模数(A/D)转换器进行数字化。A/D转化器的输出提供RSSI的计数。所接收信号的强度可以针对调频(FM)和/或调幅(AM)信号来产生，具体取决于所接收的信号。
控制系统12可以被配置为使用事先提供给用户的已定义的颜色信号强度反馈方案，以指示所接收信号的相对强度。根据简单的实例，当所接收信号的强度不足以成功训练时，显示器36可显示红色，而当所接收信号的强度足以允许训练时显示绿色。显示器36可进一步配置为当强度间断的足够强但并不持续(表明用户接近强到足以训练的信号)时显示黄色。根据另一个示例性实施例，黄色可用于指示用户应将初始发射器移动得更接近可训练发射器，红色可以用于指示用户应将其移动得更远，而绿色可用于指示发射器处于正确的位置。虽然提供了一些简单的实例，但是本领域的一个普通技术人员可以理解，可以实施各种颜色方案。
可选地，也可以实施高级的颜色信号强度反馈方案。根据第一实例，当用户相对于控制系统12重新定位初始发射器时，颜色方案可以包括使用从绿色移到桔色、到黄色、到蓝色、再到绿色的LED的颜色组合，来指示信号强度的变化。根据第二实例，另一颜色方案可以包括交替地闪烁红灯和绿灯来分别指示所接收信号的强度的下降或上升。
在步骤70中，在已经接收强度足够的信号时，无线控制系统12可以将信号频率和控制数据记录到存储器中，并生成和发射代表已接收数据的无线控制信号，以激活远程电子装置。当控制系统12成功地记录并发射所接收的信号时，系统12可以将LED显示器36变为绿色一段时间，以表明成功训练。在步骤70之后，无线控制系统12可以在步骤72中退出训练模式。
向控制系统12的用户提供信号强度指示可以极大的促进训练。即使训练不成功，信号强度颜色反馈的提供也可以识别或者移除信号强度，以作为训练问题的潜在来源。例如，在无线控制系统12已经提供指示在训练期间接收到足够的信号强度的反馈的情况下，用户可以检查发射的其他方面。
现在参照图5，将描述根据示例性实施例的使用多色LED显示器36为无线控制系统12提供状态信息的示例性方法。应该理解，该示例性方法中的一个或多个步骤可在不同的实施例中省略或重新排列。
在步骤80中，可以确定无线控制系统12的当前状态。无线控制系统12的状态可以是与图2中所示的每个输入开关或设备32相关联的功能的表示。因此，在第一状态下，无线控制系统12可以被配置为响应于第一输入设备的激活而发射与第一远程电子系统相关联的第一无线控制信号；在第二状态下，无线控制系统12可被配置为响应于相同的第一输入设备的激活而发射与第一、二远程电子系统相关联的第二无线控制信号。将无线控制系统12配置为包括多种状态可以允许用户控制大量的远程电子设备，同时继续将简单的接口提供给控制系统12。
可以基于各种的事件中的任意一个，诸如系统12的开始、诸如当用户首先起动车辆10时、当系统12接收“改变状态”指令时(详见下文)、以及当系统12重启时等来确定状态。可以基于用户的输入，诸如按压设备32中的一个一段时间，或者按压多个输入设备32等来接收“改变状态”指令。“改变状态”指令也可以由系统12生成。例如，当系统12耦合于GPS设备且系统12可以判断用户正在从工作地点返回家庭地点时，系统12可以被配置为自动从工作状态改变到家庭状态，即从输入设备32被配置为控制位于工作地点的远程电子系统，改变到输入设备32被配置为控制位于家庭地点的远程电子系统。
在步骤82中，无线控制系统12可配置为使用多色LED显示器36向用户提供控制系统12当前状态的指示。例如，显示器36被配置为第一状态的“红色”，第二状态的“黄色”，以及第三状态的“绿色”。当控制系统12包括三个输入开关和三个潜在状态时，用户可以训练控制系统12，使得其能够发射多达9种不同的无线控制信号到远程电子系统。其他状态可以包括训练模式状态、操作模式状态、发射状态、空闲状态、按钮按下接收状态(即发射器被配置为在按钮被释放之后发射一段时间)、训练信号接收/频率识别/代码存储等状态。
可以鼓励用户将远程电子系统编组到每个状态下。例如，可以鼓励用户使用“绿色”状态控制位于用户家中的远程电子系统，使用“黄色”状态控制位于用户度假地的多个远程电子系统，以及使用“红色”状态控制用户工作中的多个远程电子系统。有利地，用户将可以识别控制系统12的当前状态，并且基于该状态识别与每个输入设备32相关联的功能。
在步骤84中，在显示颜色标记之后，控制系统12可以配置为基于状态的变化，重新配置与每个输入设备32相关联的功能。例如，其中第一输入设备配置为控制停车库大门且控制系统12的状态从工作状态转换到家庭状态，第一输入设备可以配置为控制用户家庭的车库门开启器。在重新配置之后，控制系统12可以在步骤86下重新返回到正常操作模式，直到接收到另一状态改变的指令。
提供系统12的当前状态的多色LED指示使系统12可以控制大量的远程电子系统，同时保持控制系统12的简单性和易用性。颜色反馈不仅允许用户能够识别当前状态，也能够识别与每个输入设备32的相关联的功能。
虽然目前优选在附图中示出且在以上描述的示例性实施例，但应当理解，这些实施例仅以实例的方式提供。因此，本发明并不限定于某个具体实施例，而是扩展落入所附权利要求的范围内的各种修改。任何过程或方法步骤的次序或顺序可以根据替代实施例而改变或重新排序。
Claims (21)
1、一种用于对远程电子系统进行无线控制的无线控制系统，被配置为将信息提供给用户，该无线控制系统包括：
发射器电路，被配置为发射具有控制数据的无线控制信号，该控制数据将控制所述远程电子系统；
耦合于所述发射器电路的控制电路，所述发射器电路被配置为基于所述无线控制系统的状态，使用可训练发射器电路发射所述无线控制信号；以及
多色发光二极管显示器，被配置为提供所述无线控制系统的所述状态的指示。
2、根据权利要求1所述的无线控制系统，还包括耦合于所述发射器电路和所述控制电路的所述车辆内部元件，其中所述无线控制系统被配置为安装在车辆内部中。
3、根据权利要求2所述的无线控制系统，其中所述车辆内部元件为顶置控制板、遮阳板或者仪表板。
4、根据权利要求1所述的无线控制系统，还包括配置为接收无线信号的接收器电路，其中所述控制电路被配置为识别并存储所述无线信号的数据代码，并且其中由所述发射器电路发射的所述无线控制信号包括所存储的数据代码。
5、根据权利要求4所述的无线控制系统，其中所述发射器电路为可训练发射器电路，该可训练发射器电路被配置为从初始发射器接收用于所述远程电子系统的所述无线控制信号。
6、根据权利要求5所述的无线控制系统，其中所述控制电路被配置为在训练模式期间使用所述多色发光二极管显示器以提供指示所接收信号的强度的反馈。
7、根据权利要求1所述的无线控制系统，其中所述控制电路被配置为基于状态指令的改变的接收，来改变所述无线控制系统的所述状态以及所述发光二极管显示器的颜色。
8、根据权利要求7所述的无线控制系统，其中所述发光二极管显示器为单个多色发光二极管。
9、根据权利要求1所述的无线控制系统，其中所述远程电子系统为车库门开启器。
10、一种用于对远程电子系统进行无线控制的无线控制系统，被配置为使用多色LED将信息提供给用户，该无线控制系统包括：
可训练发射器电路，被配置为发射具有控制数据的无线控制信号，该控制数据将控制所述远程电子系统；
耦合于所述可训练发射器电路的控制电路，该控制电路具有训练模式；以及
耦合于所述发射器电路的多色发光二极管显示器，被配置为在所述训练模式期间指示所接收信号的强度。
11、根据权利要求10所述的无线控制系统，还包括耦合于所述可训练发射器电路和所述控制电路的车辆内部元件，其中所述无线控制系统被配置为安装在车辆内部。
12、根据权利要求11所述的无线控制系统，其中所述车辆内部元件为顶置控制板、遮阳板或者仪表板。
13、根据权利要求10所述的无线控制系统，还包括配置为接收无线信号的接收器电路，其中所述控制电路被配置为识别并存储有关所述无线信号的数据代码，并且其中由所述可训练发射器电路发射的所述无线控制信号包括所存储的数据代码。
14、根据权利要求10所述的无线控制系统，其中所述控制电路被进一步配置为使用所述多色发光二极管显示器以指示所述无线控制系统的当前状态。
15、根据权利要求14所述的无线控制系统，其中所述控制电路被配置为基于状态指令的改变的接收，来改变所述无线控制系统的所述状态以及所述发光二极管显示器的颜色。
16、根据权利要求10所述的无线控制系统，其中所述发光二极管显示器为单个多色发光二极管。
17、一种向用于对远程电子系统进行无线控制的无线控制系统的用户提供反馈的方法，包括：
接收无线控制信号；
确定所接收的无线控制信号的信号强度；以及
基于所接收的无线控制信号的所述信号强度，来调整多色发光二极管的颜色。
18、根据权利要求17所述的方法，还包括基于所述无线控制系统对所接收的无线控制信号的成功训练，来调整所述多色发光二极管的颜色。
19、根据权利要求17所述的方法，还包括在所述训练模式开始时显示颜色，该颜色指示所述无线控制系统的状态。
20、根据权利要求1所述的无线控制系统，其中所述控制电路被配置为使用所述多色发光二极管显示器以提供指示远程电子系统的所述状态的反馈。
21、根据权利要求20所述的无线控制系统，其中所述控制电路被配置为使用所述多色发光二极管显示器，以显示绿色来指示所述远程电子系统的成功操作。
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