CN102103154A - 电表和基于电表的远程遥控方法 - Google Patents

Abstract

一种电表和基于电表的远程遥控方法，该电表包括控制模块、遥控信号发射模块、测量模块、方向调整装置，其中遥控信号发射模块在控制模块的控制下发射遥控信号，测量模块与控制模块相连检测遥控信号发射前后流经电表的电参数，并将采集到的电参数传送到控制模块，控制模块在遥控信号发射后电参数没有发生相应变化时控制遥控信号发射模块增强发射功率或者控制方向调整装置调整信号发射角度。具有远程遥控自反馈功能的电表，可以对用电设备的遥控信号进行编码学习和存储，能够自行判断发出的遥控信号是否起到作用从而使用不同功率重新发射或者调整信号发射角度，发送反馈信息使用户得到远程遥控指令执行的结果，为进一步采取动作提供了决策依据。

Description

电表和基于电表的远程遥控方法

【技术领域】

本发明涉及一种电表和基于电表的远程遥控方法。

【背景技术】

传统的室内遥控装置往往使用电池作为电源，遥控距离越远，发射功率就要相应的增大，而电池作为电源往往不能满足大功率发射遥控信号的需求。并且随着家电设备位置的变动，对于位置固定的遥控装置，信号的发射角度固定，往往不能得到最佳的信号发射角度而延误信号的接收、指令的执行。

【发明内容】

鉴于此，有必要提供一种具有遥控信号调节功能的电表。

一种电表，包括控制模块、遥控信号发射模块、测量模块，方向调整装置，其中，遥控信号发射模块与控制模块相连在控制模块的控制下发射遥控信号，测量模块与控制模块相连检测遥控信号发射前后流经电表的电参数，并将采集到的电参数传送到控制模块，控制模块在遥控信号发射后电参数没有发生相应变化时控制遥控信号发射模块增强发射功率或者控制方向调整装置调整信号发射角度。

优选的，该电表还包括遥控信号接收模块、存储模块，遥控信号接收模块、存储模块与控制模块相连，遥控信号接收模块用于接收已有红外遥控设备的遥控信号，并对遥控信号进行解码，控制模块根据接收的解码信号实现对新的遥控信号的编码学习，并将学习的遥控编码信息传给所述存储模块存储。

优选的，上面所述电表还包括远程通信模块，远程通信模块与控制模块相连，接收远程遥控端的指令信息给控制模块，并向远程遥控端发送反馈信息。

优选的，该电表还包括人机交互模块，人机交互模块与控制模块连接，人机交互模块用于获取用户输入的指令信息并传送至控制模块；人机交互模块还用于向用户展示信息。

优选的，遥控信号发射模块包括驱动电路和发射器，驱动电路采用两个可控开关电源进行工作，发射器为红外发射器或者射频发射器。

优选的，两个可控开关电源的输出电压分别为3V和5V。

优选的，当发射器的数量大于1的时候，发射器之间采用并联方式连接。

优选的，测量模块由电压电流互感器实现，所述电参数包括电量、电流、电压、功率。

同时，还有必要提供一种基于电表的远程遥控方法。

一种基于电表的远程遥控方法，依次包括如下步骤：

接收指令信息；解析指令信息，并查询与指令信息相对应的遥控编码信息；根据遥控编码信息对遥控信号使用普通功率模式进行调制并发射；比较遥控信号发射前后电路中的电参数的变化；如果电参数没有发生相应变化，根据遥控编码信息对遥控信号使用增强功率模式进行调制发射或者调整遥控信号的发射角度，然后再比较该遥控信号发射前后电路中的电参数变化。

优选的，遥控编码信息是通过学习过程获得，所述学习过程包括如下步骤：

S1：接收并解码已有红外遥控设备的遥控信号；S2：对解码的遥控信号进行重新编码，得到该遥控信号的遥控编码信息；S3：判断是否需要存储遥控编码信息，如果是，执行S4，如果否，结束学习过程；S4：存储遥控编码信息，并建立其与所要控制的动作之间的映射关系，然后执行S5；S5：通知用户命名遥控编码信息；S6：用户命名遥控编码信息；S7：判断命名是否重复，如果是，执行S8，如果否，执行S9；S8：通知用户重新命名遥控编码信息，然后执行S7；S9：建立命名与遥控编码信息之间的映射关系。

优选的，判断遥控信号是否起作用还包括：

将已有红外遥控设备状态变化所引起电参数的变化记录存储起来，并将该电参数变化跟遥控信号的遥控编码信息建立映射关系；当测量模块检测到遥控信号发射后电参数变化时，比较该电参数的变化与记录存储的遥控编码信息对应的电参数的变化是否一致。

优选的，基于电表的远程遥控方法还包括在检测到电参数发生相应变化后发送反馈信号的步骤。

优选的，电参数为功率或电流。

上述电表测量的电参数多样，通过测量的电参数电表能够自行判断发出的遥控信号是否起到作用从而使用不同功率模式对信号进行重新发射或者调整信号发射装置的发射角度以使遥控信号发挥作用。

上述电表通过遥控信号接收模块实现对已有红外遥控设备遥控信号的自学习，从而可以实现一个电表对多个用电设备进行远程遥控，操作更简便。

同时，上述电表还向用户发送反馈信息，使用户得到远程遥控指令执行的结果，为进一步采取动作提供了决策依据。

【附图说明】

图1为电表的模块图。

图2为遥控信号发射模块的驱动电路原理图。

图3为稳压开关电路图。

图4为实现远程遥控的流程图。

图5为电表学习遥控信号编码流程图。

【具体实施方式】

将自学习的遥控装置跟电表相结合，实现在远程遥控电路设备的功能；并且远程遥控端可以及时得到遥控指令是否发生作用的反馈信息，为进一步采取动作提供了决策依据；如果遥控指令没有发生动作，还可以通过加大遥控信号的强度、调整遥控信号的发射角度来实现遥控目的。

图1为电表的模块图。电表包括控制模块101、遥控信号接收模块102、远程通信模块103、存储模块104、测量模块105、人机交互模块106、遥控信号发射模块107、方向调整装置108。其中，控制模块101是核心。

遥控信号接收模块102实现对已有红外遥控设备编码信号的接收，控制模块101根据接收的信号实现对新的遥控信号的编码学习。遥控信号接收模块102可以选用常用的一体化红外接收头HS0038B(美国Vishay公司产品)。它的特点是集光电转换、解码和放大于一体，只需少量外接元件就能完成红外接收到输出TTL电平信号。HS0038B平时输出为高电平，当接收到遥控信号时，输出为低高电平组成的脉冲。

遥控信号发射模块107根据控制模块101的指令发出相应的遥控信号，实现对被控设备遥控的功能。遥控信号发射模块107由驱动电路及至少一个发射器组成，如果是多个发射器(大于1个)，那么多个发射器之间采取并联的方式连接，实现信号的同步发射，以免造成控制紊乱，通常发射器可以采用红外线发射器或者射频发射器实现。遥控信号发射模块107通过调节经过红外二极管的电流实现发射不同强度的信号的功能。

图2是遥控信号发射模块的驱动电路原理图。第一开关电源和第二开关电源是两个提供不同功能的可控开关电源，一般来说，第一开关电源设定输出电压为3V，是正常发射模式采用的前端电压；第二开关电源设定输出电压为5V，是当需要加大发射功率时为电路提供的可控开关电源。21是第一开关电源的控制信号输入端，22是第二开关电源的控制信号输入端，其输入信号为脉冲信号。C是滤波电容。晶体管T1的控制端23连接频率为38KHz-42KHz的红外发射调制信号，经过晶体管T1和晶体管T2构成的复合放大管进行电流放大后即可驱动红外发光管D发出红外遥控信号。第一开关电源或第二开关电源的具体电路结构如图3所示。

测量模块105用来检测电路中的电参数，如电流、电压、功率、电量等数据，并将采集到的电参数在控制模块101的作用下存储到存储模块104中。测量模块105实现对电参数的测量，由电压电流互感器实现。

存储模块104实现对遥控编码信息的存储以及对测量的电参数的存储。存储模块104选择采用12C总线的串行E2PROM作为片外存储器，其存储容量为32768字节(即32KB)，可以满足对数据存储的需求。

远程通信模块103一方面可以获得远程遥控端传来的远程控制信号，实现数据的远程通信；另一方面发送反馈信号给远程控制端，远程控制端可以是手机、互联网上的电脑等具有远程通讯功能的设备。

人机交互模块106用于获取用户的输入信息，同时向用户展示信息，实现人机交互的功能。人机交互模块106既包含实现信息输入输出的元件，也包括实现人机交互功能的驱动电路及程序。例如，人机交互模块106可以将触摸屏电路和控制模块通过工业标准连接线连接，同时还需要将人机交互模块106出厂时候附带的驱动程序移植到硬件电路上。

方向调整装置108包括至少一个微型电机关节及微型电机驱动，通过主控设备连接的闭环反馈电路，其执行部件可以是微型步进电机等。方向调整装置108跟遥控信号发射模块107的发射器保持相对静止，在控制模块101的控制下实现对遥控信号发射模块107的发射器进行调整角度的功能。

如图4所示为实现远程遥控及电表反馈详细的流程图，具体步骤包括：

S401：通过学习，存储已有红外遥控设备遥控信号的遥控编码信息。

学习机理如图5所示，将遥控编码信息建立映射关系存储到电表存储模块104中。具体流程包括：

S501：接收并解码已有红外遥控设备的遥控信号。

遥控信号接收模块102获取来自外部红外遥控设备的控制器传来的包含了遥控编码信息的无线信号，然后将该信号进行去噪、滤波、量化、解码等预处理；然后将解码的遥控信号传给控制模块101。

S502：对解码的遥控信号进行重新编码，得到该遥控信号的遥控编码信息。

S503：判断是否要存储遥控编码信息，如果是，执行S504，如果否，则学习结束。

人机交互模块106通过声音或者图像或者触摸屏通知用户，目前电表已经检测到一种包含新遥控编码信息的无线信号的学习请求，由用户判断是否要对解码的遥控编码信息进行存储。

S504：存储遥控编码信息，并建立其与所要控制的动作之间的映射关系。

人机交互模块106(如触摸屏)获得用户输入的确认信息，然后为了便于控制，需要用户通过人机交互模块106对每一种新遥控信号的遥控编码信息进行无重复命名。

S505：通知用户命名遥控编码信息。

S506：用户命名遥控编码信息。

S507：判断命名是否重复，如果是，执行S508，如果否，执行S509。

S508：通知用户重新命名该遥控编码信息。

S509：建立命名与遥控编码信息之间的映射关系。

人机交互模块106获得用户对该信号的命名后，将该命名信息传递给控制模块101。控制模块101对存储模块104中已经存储的控制指令及名称进行检索，如果命名与已经保存的控制指令没有重叠，则将用户命名的控制指令名称保存在存储模块104中，并将其与新遥控编码信息建立映射关系；如果命名跟已经保存的控制指令有重叠，则通过人机交互模块(如显示屏上显示文字提醒)提醒用户已经有相同的命名，需要更改或覆盖原来的命名。

另外控制模块101可以通过互联网下载被控设备的遥控编码信息，将编码信息存储在存储模块104中，等待控制模块101需要的时候进行调用。

至此，新遥控信号的学习过程结束，存储在存储模块104中的每种遥控编码信息与相应的红外遥控设备对应，控制模块101就可以根据接收的指令信息，如打开或关闭相应电器设备，实现对被控电器设备的控制。

S402：接收指令信息。

指令信息可以是远程遥控端发出的被远程通信模块103接收的无线或者有线信号，也可以是用户通过人机交互模块106输入的指令信息，然后再将指令信息传给控制模块101解析。

S403：解析指令信息，查询该指令信息相对应的遥控编码信息。

所述解析是指根据双方约定的通信协议，将接收的指令信息解析为电表端可以执行的控制指令。然后根据该控制指令，来检索存储在存储模块104中的与之相对应的遥控编码信息。

S404：检测电路中的实时电参数。

通过测量当前电路中的电参数，如功率、电流等，再比较遥控信号发射后的电路中的电参数，就可以知道遥控信号是否起到作用。

S405：根据遥控编码信息对遥控信号使用普通功率模式进行调制并发射。

在控制模块101的作用下，遥控信号发射模块107将遥控编码信息调制成相应的遥控信号，进行发射，先对遥控信号使用普通功率模式进行发射，可以有效节省电能。

S406：检测遥控信号发射后电路中的实时电参数。

S407：比较电路中的电参数变化，判断遥控信号是否起到作用，如果是，执行S410；如果否，执行S408。

电表在发出发射信号后，启动电路中的测量模块105，检测电路的电参数是否发生了变化，如果发生了变化，则表明遥控信号已经发生了作用，反之则可以判断出发出的遥控信号并没有起到期望的作用。如果检测电路没有发生变化作用，则红外发射模块增加发射信号的强度或调整发射模块的发射角度。

S408：根据编码信息对遥控信号使用增强功率模式进行调制发射或者调整发射器的信号发射角度，然后返回执行S406。

S409：发送反馈信息。

反馈信息可以通过远程通信模块传送给远程通信端，供用户查询，也可以通过人机交互模块106向用户展示。

为了使得检测更加准确，则各个被控设备状态变化所引起的电参数变化，如功率或电流变化，可以采取事先记录的方式存储在电表存储模块104中，并将该电参数变化跟遥控信号的编码建立映射关系，即电参数变化与遥控信号的遥控编码信息一一对应。当电表的测量模块检测到电路中的电参数变化时，查看跟所发出的遥控指令相对应的电参数变化是否有较大的差别。如果两者之间非常接近，则认为该控制信号已经发生了作用。

保存在存储模块104中的遥控指令相对应的电参数变化，可以通过人工输入或实验获得。人工输入的方式为：在控制模块101的控制下，人机交互模块106引导用户输入某遥控编码对应的电参数变化的数据，电参数可以通过查看产品铭牌、查阅产品规格书等实现。实验获得电参数变化的方法为：当遥控信号发出前，通过测量模块105实时监测当前电路的电参数，并将该数据存储到控制模块101的临时寄存器中；当遥控信号发出后，测量模块105实时测量电路中的电参数，并将其跟遥控发射前的数据做比较，如果遥控信号对被控设备发生作用，则将电路中前后两次数据之间的差别存储到存储模块104中，并将其与遥控信号的编码信息建立对应关系。当遥控信号对被控设备发生作用时，为了使得被控设备的电参数变化准确，可以采取多次测量取平均值的方式实现。例如，将本次测得的电参数变化跟已经存储到存储模块104中的电参数变化求取均值。当电表的测量模块105检测到遥控信号已经发生作用后，将被控设备的状态通过远程通信模块103发送到远程通信端。

上述电表测量的电参数多样，通过测量的电参数电表能够自行判断发出的遥控信号是否起到作用从而使用不同功率模式对信号进行重新发射或者调整信号发射装置的发射角度以使遥控信号发挥作用。

上述电表通过遥控信号接收模块实现对已有红外遥控设备遥控信号的自学习，从而可以实现一个电表对多个用电设备进行远程遥控，操作更简便。

同时，上述电表还向用户发送反馈信息，使用户得到远程遥控指令执行的结果，为进一步采取动作提供了决策依据。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种电表，包括控制模块、遥控信号发射模块、测量模块，其特征在于，还包括方向调整装置，所述遥控信号发射模块与控制模块相连在所述控制模块的控制下发射遥控信号，所述测量模块与所述控制模块相连检测所述遥控信号发射前后流经所述电表的电参数，并将采集到的电参数传送到所述控制模块，所述控制模块在所述遥控信号发射后所述电参数没有发生相应变化时控制所述遥控信号发射模块增强发射功率或者控制所述方向调整装置调整信号发射角度。

2.如权利要求1所述的电表，其特征在于，还包括遥控信号接收模块和存储模块，所述遥控信号接收模块和存储模块分别与所述控制模块相连，所述遥控信号接收模块用于接收已有红外遥控设备的遥控信号，并对遥控信号进行解码，所述控制模块根据接收的解码信号实现对新的遥控信号的编码学习，并将学习的遥控编码信息传给所述存储模块存储。

3.如权利要求1或2所述的电表，其特征在于，还包括远程通信模块，所述远程通信模块与所述控制模块相连，接收远程遥控端的指令信息给控制模块，并向远程遥控端发送反馈信息。

4.如权利要求3所述的电表，其特征在于，还包括人机交互模块，所述人机交互模块与控制模块连接，所述人机交互模块用于获取用户输入的指令信息并传送至控制模块；所述人机交互模块还用于向用户展示信息。

5.如权利要求1所述的电表，其特征在于，所述遥控信号发射模块包括驱动电路和发射器，所述驱动电路采用两个可控开关电源进行工作，所述发射器为红外发射器或者射频发射器。

6.如权利要求5所述的电表，其特征在于，所述两个可控开关电源的输出电压分别为3V和5V。

7.如权利要求5所述的电表，其特征在于，当发射器的数量大于1的时候，发射器之间采用并联方式连接。

8.如权利要求1所述的电表，其特征在于，所述测量模块由电压电流互感器实现，所述电参数包括电量、电流、电压、功率。

9.一种基于电表的远程遥控方法，其特征在于，依次包括如下步骤：

接收指令信息；

解析指令信息，并查询与指令信息相对应的遥控编码信息；

根据遥控编码信息对遥控信号使用普通功率模式进行调制并发射；

比较遥控信号发射前后电路中的电参数的变化；

如果电参数没有发生相应变化，根据遥控编码信息对遥控信号使用增强功率模式调制发射或者调整遥控信号的发射角度，然后再比较该遥控信号发射前后电路中的电参数变化。

10.如权利要求9所述的基于电表的远程遥控方法，其特征在于，所述遥控编码信息是通过学习过程获得，所述学习过程包括如下步骤：

S 1：接收并解码已有红外遥控设备的遥控信号；

S2：对解码的遥控信号进行重新编码，得到该遥控信号的遥控编码信息；

S3：判断是否需要存储遥控编码信息，如果是，执行S4，如果否，结束学习过程；

S4：存储遥控编码信息，并建立其与所要控制的动作之间的映射关系，然后执行S5；

S5：通知用户命名遥控编码信息；

S6：用户命名遥控编码信息；

S7：判断命名是否重复，如果是，执行S8，如果否，执行S9；

S8：通知用户重新命名遥控编码信息，然后执行S7；

S9：建立命名与遥控编码信息之间的映射关系。

11.如权利要求9所述的基于电表的远程遥控方法，其特征在于，所述判断遥控信号是否起作用还包括：

将已有红外遥控设备状态变化所引起电参数的变化记录存储起来，并将该电参数变化跟遥控信号的遥控编码信息建立映射关系；

当测量模块检测到遥控信号发射后电参数变化时，比较该电参数的变化与记录存储的遥控编码信息对应的电参数的变化是否一致。

12.如权利要求9所述的基于电表的远程遥控方法，其特征在于，还包括在检测到电参数发生相应变化后发送反馈信号的步骤。

13.如权利要求9至12中任一项所述的基于电表的远程遥控方法，其特征在于，所述电参数为功率或电流。

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