CN102509444B - 一种数据传输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种数据传输的方法，该方法包括：红外遥控器和接收端之间采用双向指令数据帧，建立双向通信连接；所述红外遥控器集成有鼠标元件，当检测到用户操作所述鼠标元件时，生成适合红外线传输的鼠标数据帧，并发送给所述接收端；所述红外遥控器集成有键盘元件，当检测到用户操作所述键盘元件时，生成适合红外线传输的键盘数据帧，并发送给所述接收端；所述接收端接收所述红外遥控器发送的鼠标数据帧和键盘数据帧，分别转换成支持HID协议的USB数据，供给操作系统调用。本发明能够实现红外线遥控器数据双向传输，使红外线遥控器在其遥控的安装常用操作系统的电器中实现了USB鼠标和USB键盘的全部功能。

Description

一种数据传输的方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种红外遥控器双向数据传输的方法。

背景技术

红外线遥控器是一种近程无线控制设备，可以对各种电器进行遥控，给人们的生活带来很大的便利。例如，用于遥控电视机的红外线遥控器，用户可以直接利用红外线遥控器上的数字键进行换台，利用红外线遥控器上的音量调节键控制电视机音量的大小等。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有的红外线遥控器至少存在以下问题：目前的红外线遥控器和接收端无法实现双向数据通信的功能；无法实现标准的USB鼠标和USB键盘的功能；无法在安装常用的操作系统的接收端中使用。例如，用于遥控电视机或电脑的红外线遥控器，无法直接在Windows、Android、Linux、Ubuntu等常用的系统输入光标和键盘数据。

发明内容

本发明提供一种数据传输的方法，实现红外线遥控器数据双向传输，使红外线遥控器在其遥控的安装常用操作系统的电器中实现了USB鼠标和USB键盘的全部功能。

本发明实施例提供一种数据传输的方法，包括：

红外遥控器和接收端之间采用双向指令数据帧，建立双向通信连接；所述双向指令数据帧包括头码、标示码和指令码；所述双向指令数据帧的标示码至少包括发送接收标示位、鼠标标示位和键盘标示位；所述指令码用于设置红外遥控器的鼠标或键盘的工作方式；

所述红外遥控器集成有鼠标元件，当检测到用户操作所述鼠标元件时，实时生成鼠标数据，再将所述鼠标数据转换成适合红外线传输的鼠标数据帧，并发送给所述接收端；当红外遥控器检测到用户移动鼠标元件时，以固定每秒20点采样率实时生成鼠标数据；红外遥控器再将实时接收的鼠标数据拼成适合红外线传输的光标移动数据帧，并发送给接收端；所述光标移动数据帧包括头码、标示码、X位移数据码和Y位移数据码；当红外遥控器检测到鼠标滚轮转动时，以固定每秒20点采样率实时生成鼠标滚轮转动数据；红外遥控器再将实时接收的鼠标滚轮转动数据拼成适合红外线传输的鼠标滚轮转动数据帧，并发送给接收端；所述鼠标滚轮转动数据帧包括：头码和Z位移数据码；

所述红外遥控器集成有键盘元件，当检测到用户操作所述键盘元件时，实时生成键盘数据，再将所述键盘数据转换成适合红外线传输的键盘数据帧，并发送给所述接收端；所述键盘数据帧包括头码和至少一个字节的通码；所述通码用于承载实时接收的PS/2协议的键盘数据；或者，所述键盘数据帧包括头码和至少一个字节的断码；所述断码用于承载实时接收的PS/2协议的键盘数据；

所述双向指令数据帧的头码、所述光标移动数据帧的头码、所述鼠标滚轮转动数据帧的头码和所述键盘数据帧的头码具有不同的发送时间，使接收端能够准确区分出不同的数据帧；

所述接收端接收所述红外遥控器发送的鼠标数据帧和键盘数据帧，分别转换成支持HID协议的USB数据，供给操作系统调用。

在一个实施方式中，当所述红外线遥控器检测到用户操作所述鼠标元件时，以固定每秒20点采样率实时生成鼠标数据。

其中，所述鼠标数据帧包括光标移动数据帧；所述光标移动数据帧包括头码、标示码、X位移数据码和Y位移数据码；

所述标示码为8位，包括位于高4位的Y溢出位、X溢出位、Y标示位和X标示位；所述标示码的高4位、X位移数据码和Y位移数据码的总位数为m；

所述标示码还包括数据压缩标示位；当所述标示码的高4位、X位移数据码和Y位移数据码所承载的二进制数据中，1的个数大于m/2时，将所述数据压缩标示位置1，且将所承载的二进制数据全部取反；否则将所述数据压缩标示位置0。

本发明实施例提供的数据传输的方法，在红外遥控器中集成鼠标元件和键盘元件，当检测到用户操作鼠标和键盘，实时生成适合红外线传输的鼠标数据帧和键盘数据帧，并发送给接收端。接收端将接收到红鼠标数据帧和键盘数据帧分别转换成支持HID协议的USB数据，供给操作系统调用。本发明能够实现红外线遥控器数据双向传输，使红外线遥控器在其遥控的安装常用操作系统的电器中实现了USB鼠标和USB键盘的全部功能。而且， USB鼠标能够实现每秒20点的采样率。

附图说明

图1是标准的PS/2鼠标数据帧的结构示意图；

图2是微软对标准的PS/2鼠标扩展的PS/2数据帧的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的数据传输的方法的流程示意图；

图4是本发明实施例二提供的双向指令数据帧的结构示意图；

图5是本发明实施例三提供的光标移动数据帧的结构示意图；

图6是本发明实施例四提供的鼠标滚轮转动数据帧的结构示意图；

图7是本发明实施例五提供的键盘一字节通码帧的结构示意图；

图8是本发明实施例六提供的键盘两字节通码帧的结构示意图；

图9是本发明实施例七提供的键盘两字节断码帧的结构示意图；

图10是本发明实施例八提供的键盘三字节断码帧的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例涉及的设备包括红外遥控器和接收端。其中，红外遥控器集成有鼠标元件，该鼠标元件可以是指点杆（Track Point）、光学触摸鼠标（Optical Touch Mouse）、触摸板（Tach Pad）、轨迹球鼠标（Trackball）等支持PS/2协议的鼠标之一。

此外，红外遥控器还集成有键盘元件，该键盘元件包括标准PC机键盘，以及其他扩展按键。该扩展按键可以是控制电视机的按键，例如选频键、音量调节键等。

接收端是指红外遥控器所遥控的终端，例如计算机、电脑、电视机等电器。接收端安装有支持HID（Hnman Interface Devices，人机接口设备）的USB鼠标和USB键盘的操作系统，如Windows、Android、Linux、Ubuntu等常用操作系统。

在红外遥控器和接收端之间传输的键盘数据帧，除标准PC键盘的数据帧外，其它扩展的按键都采用标准的NEC编码数据格式发送。

参见图1，是标准的PS/2鼠标数据帧的结构示意图。

标准的 PS/2 鼠标发送位移和按键信息给主机采用 3 字节数据包格式，分别是Byte 1、Byte 2， Byte 3。位移计数器是一个 9位 2进制的补码整数。 它的最高位作为符号位出现在位移数据包的第一个字节Byte 1里。位移计数器可表示的值的范围是-255到+255。如果超过了范围， 相应的溢出位就被设置，并且在复位前计数器不会增减 。

参见图2，是微软对标准的PS/2鼠标扩展的PS/2数据帧的结构示意图。

对标准的PS/2鼠标的一个流行的扩展是微软的鼠标协议。目前我们在使用的PS/2鼠标都支持微软的扩展功能。它包括支持五个鼠标按键和三个位移轴 （左、右 、上、下和滚轮）。这些附加特征要求使用 4字节的位移数据包而不是标准 3字节包，因为标准 PS/2鼠标驱动不认识这个数据包的格式。 因此微软的扩展鼠标协议要求严格按照标准 PS/2鼠标来操作，除非它知道驱动程序支持扩展数据包格式。如果微软的 扩展鼠标协议用于一台只支持标准 PS/2鼠标的计算机它依然是有功能的 只是滚轮和第 4 、5按键不起作用。

参见图3，是本发明实施例一提供的数据传输的方法的流程示意图。

本发明实施例提供的数据传输的方法，包括以下步骤：

S1、红外遥控器和接收端之间采用双向指令数据帧，建立双向通信连接；

S11、红外遥控器集成有鼠标元件，当检测到用户操作所述鼠标元件时，实时生成鼠标数据；

S12、红外遥控器将所述鼠标数据转换成适合红外线传输的鼠标数据帧，并发送给所述接收端；其中，所述鼠标数据帧包括光标移动数据帧和鼠标滚轮转动数据帧；

S21、红外遥控器集成有键盘元件，当检测到用户操作所述键盘元件时，实时生成键盘数据；

S21、红外遥控器将所述键盘数据转换成适合红外线传输的键盘数据帧，并发送给所述接收端；

S3、接收端接收所述红外遥控器发送的鼠标数据帧和键盘数据帧，分别转换成支持HID协议的USB数据，供给操作系统调用。

红外线遥控器设定集成在自身的鼠标元件的采样率为每秒20点，在上述步骤S11中，当红外线遥控器检测到用户操作所述鼠标元件时，以固定每秒20点采样率实时生成鼠标数据。

在本发明实施例中，红外遥控器采用与NEC编码相同的37.9KHz载波频率，传输所述光标移动数据帧和所述键盘数据帧；数据1采用与NEC编码标准相同的0.56ms的37.9KHz载波与1.68ms无载波的时间间隔组成；数据0采用与NEC编码标准相同的0.56ms的37.9KHz载波与0.56ms无载波的时间间隔组成。即数据1的发送时间为2.24ms，数据0的发送时间为1.12ms，

红外线遥控器自身集成的鼠标或键盘，采用双向通信的方式与接收端建立连接。

参见图4，是本发明实施例二提供的双向指令数据帧的结构示意图。

红外线遥控器的双向指令数据帧包括头码（Head data）、标示码（Flag data）和指令码（Command data）。具体如下：

头码由37.9KHz的红外载波和无载波组成，总共的发射时间没有严格限制，一般不会超过15 ms，且不会与其它常用的头码相同即可。

本实施例仅以标示码为8位（bit）为例进行说明，该标示码至少包括发送接收标示位、鼠标标示位和键盘标示位，其余作为扩展位保留使用。

本实施例仅以指令码为8 bit为例进行说明，该指令码用于接收端和红外遥控器通信使用，主要是设置红外遥控器的鼠标或键盘的工作方式，例如，指令码为0XF3、X，表示设置鼠标的采样率为X。

参见图5，是本发明实施例三提供的光标移动数据帧的结构示意图。

当红外遥控器检测到用户移动鼠标元件时，以固定每秒20点采样率实时生成鼠标数据。红外遥控器再将实时接收的鼠标数据拼成适合红外线传输的光标移动数据帧，并发送给接收端。所述光标移动数据帧包括：头码（Head data）、标示码（Flag data）、X位移数据码（X Movement）和Y位移数据码（Y Movement）。

光标移动数据帧的标示码为8位，包括位于高4位的Y溢出位（Y overflow）、X溢出位（X overflow）、Y标示位（Y sign bit）和X标示位（X sign bit）；所述标示码的高4位、X位移数据码和Y位移数据码的总位数为m。

光标移动数据帧的标示码还包括数据压缩标示位（Data Compression flag）；当所述标示码的高4位、X位移数据码和Y位移数据码所承载的二进制数据中，1的个数大于m/2时，将所述数据压缩标示位置1，且将所承载的二进制数据全部取反；否则将所述数据压缩标示位置0。

在一个优选的实施例中，光标移动数据帧的X位移数据码为8位，Y位移数据码为8位。

如图5所示，本发明实施例仅以光标移动数据帧的标示码为8位，X位移数据码为8位，Y位移数据码均为8位为例，对光标移动数据帧的结构进行详细说明，如下：

光标移动数据帧中的头码（Head data）由37.9KHz的红外载波和无载波组成，总共的发射时间没有严格限制，一般要小于9.5ms，最大不会超过15 ms，且不会与其它常用的头码相同即可。

光标移动数据帧中的标示码从BIT7到BIT0分别是Y overflow、X overflow、Y sign bit、X sign bit、Data Compression flag、Middle Btn、Right Btn、Left Btn，除BIT3以外，其余与标准PS/2协议相同，如图1所示，在此不进和详细说明。标示码中的Y overflow、X overflow、Y sign bit、X sign bit、Middle Btn、Right Btn、Left Btn分别填入实时接收的鼠标数据中的相应数据即可，不需要更改。

光标移动数据帧中的X位移数据码（X Movement）和Y位移数据码（Y Movement）分别填入实时接收的鼠标数据中的相应数据即可，不需要更改。

标示码的BIT3是数据压缩标志位（Data Compression flag）。当标示码的高4位（Y overflow、X overflow、Y sign bit、X sign bit）、X位移数据码（X Movement）和Y位移数据码（Y Movement）所承载的二进制数据中，1的个数超过总位数的一半（即超过10）时，BIT3设为数据1，且所承载的二进制数据全部取反；否则BIT3设为数据0。

为了使USB鼠标能够实现每秒20点的采样速率，则每一数据帧的发送时间不能超过50ms。由于数据1的发送时间为2.24ms，数据0的发送时间为1.12ms，而标示码为8位，则标示位的最大发送时间大约为18ms（计算方法：2.24ms×8），同理X位移数据码和Y位移数据码的最大发送时间也大约为18ms。因此，如果不对数据进行压缩，那么标示码、X数据位移码和Y数据位移码的最大发送时间为：18+18+18=54ms，即不包括头码就已经超过50ms了，USB鼠标无法实现每秒20点的采样速率。因为数据0的发送时间小于数据1的发送时间，所以尽量减少数据帧中的数据1的个数，就可以减少发送时间。基于以上原理，本发明实施例提供的数据传输的方法，当标识码的高4位（Y overflow、X overflow、Y sign bit、X sign bit）、X位移数据码（X Movement）和Y位移数据码（Y Movement）所承载的20位数据中，数据1的个数超过总位数的一半时，就把标示码中的BIT3设为数据1，同时以上20位数据全部取反，否则BIT3设为数据0。这样标示码的最大发送时间就变为大约13.5 ms（计算方法：2.24ms×4＋1.12ms×4），同理X位移数据码和Y位移数据码的最大发送时间也变为13.5 ms，则标示码、X数据位移码和Y数据位移码的最大发送时间为：13.5+13.5+13.5=40.5ms，那么只要头码的最大发送时间不超过9.5ms，就能使每一数据帧的发送时间不超过50ms，从而使USB鼠标能够实现每秒20点的采样速率。

参见图6，是本发明实施例四提供的鼠标滚轮转动数据帧的结构示意图。

当红外遥控器检测到鼠标滚轮转动时，以固定每秒20点采样率实时生成鼠标滚轮转动数据。红外遥控器再将实时接收的鼠标滚轮转动数据拼成适合红外线传输的鼠标滚轮转动数据帧，并发送给接收端。所述鼠标滚轮转动数据帧包括：头码（Head data）和Z位移数据码（Z Movement）。如下：

鼠标滚轮转动数据的头码由37.9KHz的红外载波和无载波组成，总共的发射时间没有严格限制，一般不会超过15 ms，且不会与其它常用的头码相同即可。

Z位移数据码从BIT7到BIT0分别为：Always 0、Always 0、5th Btn、4th Btn、Z3 、Z2、Z1、Z0，与微软的扩展鼠PS/2标协议的Byte 4数据完全相同，如图2所示，在此不进行详细说明。

本发明实施例提供的数据传输的方法，当红外遥控器检测到用户操作键盘元件时，实时生成键盘数据，再将所述键盘数据拼成适合红外线传输的键盘数据帧，并发送给接收端。

其中，所述键盘数据帧包括头码和至少一个字节的通码；所述通码用于承载实时接收的PS/2协议的键盘数据；或者，所述键盘数据帧包括头码和至少一个字节的断码；所述断码用于承载实时接收的PS/2协议的键盘数据。

具体实施时，键盘数据帧可以采用键盘一字节通码帧、键盘两字节通码帧、键盘两字节断码帧或者键盘三字节断码帧的结构模式。下面结合图7~图10进行详细说明。

参见图7，是本发明实施例五提供的键盘一字节通码帧的结构示意图。

本实施例提供的键盘一字节通码帧包括头码（Head data）和一个字节的通码（Make Code），如下：

键盘一字节通码帧的头码由37.9KHz的红外载波和无载波组成，总共的发射时间没有严格限制，一般不会超过15 ms，且不会与其它常用的头码相同即可。

键盘一字节通码帧的通码为8位，即一字节，用于承载实时接收的PS/2协议的键盘数据。通码填入实时接收的PS/2协议键盘数据中的相应数据即可，不需要更改。

参见图8，是本发明实施例六提供的键盘两字节通码帧的结构示意图。

本实施例提供的键盘两字节通码帧包括头码（Head data）和两个字节的通码（Make Code），如下：

键盘两字节通码帧的头码由37.9KHz的红外载波和无载波组成，总共的发射时间没有严格限制，一般不会超过15 ms，且不会与其它常用的头码相同即可。

键盘两字节通码帧的通码为两个字节，用于承载实时接收的PS/2协议的键盘数据。通码填入实时接收的PS/2协议键盘数据中的相应数据即可，不需要更改。

参见图9，是本发明实施例七提供的键盘两字节断码帧的结构示意图。

本实施例提供的键盘两字节断码帧包括头码（Head data）和两个字节的断码（Break Code），如下：

键盘两字节断码帧的头码由37.9KHz的红外载波和无载波组成，总共的发射时间没有严格限制，一般不会超过15 ms，且不会与其它常用的头码相同即可。

键盘两字节断码帧的断码为两个字节，用于承载实时接收的PS/2协议的键盘数据。断码填入实时接收的PS/2协议键盘数据中的相应数据即可，不需要更改。

图10是本发明实施例八提供的键盘三字节断码帧的结构示意图。

本实施例提供的键盘三字节断码帧包括头码（Head data）和三个字节的断码（Break Code），如下：

键盘三字节断码帧的头码由37.9KHz的红外载波和无载波组成，总共的发射时间没有严格限制，一般不会超过15 ms，且不会与其它常用的头码相同即可。

键盘三字节断码帧的断码为三个字节，用于承载实时接收的PS/2协议的键盘数据。断码填入实时接收的PS/2协议键盘数据中的相应数据即可，不需要更改。

需要说明的是，上述双向指令数据帧的头码、光标移动数据帧的头码、鼠标滚轮转动数据帧的头码和键盘数据帧的头码具有不同的发送时间，使接收端能够准确区分出不同的数据帧。

本发明实施例提供的数据传输的方法，在红外遥控器中集成鼠标元件和键盘元件，当检测到用户操作鼠标和键盘，实时生成适合红外线传输的鼠标数据帧和键盘数据帧，并发送给接收端。接收端将接收到红鼠标数据帧和键盘数据帧分别转换成支持HID协议的USB数据，供给操作系统调用。本发明能够实现红外线遥控器数据双向传输，使红外线遥控器在其遥控的安装常用操作系统的电器中实现了USB鼠标和USB键盘的全部功能。而且， USB鼠标能够实现每秒20点的采样率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种数据传输的方法，其特征在于，包括：

红外遥控器和接收端之间采用双向指令数据帧，建立双向通信连接；所述双向指令数据帧包括头码、标示码和指令码；所述双向指令数据帧的标示码至少包括发送接收标示位、鼠标标示位和键盘标示位；所述指令码用于设置红外遥控器的鼠标或键盘的工作方式；

所述红外遥控器集成有鼠标元件，当检测到用户操作所述鼠标元件时，实时生成鼠标数据，再将所述鼠标数据转换成适合红外线传输的鼠标数据帧，并发送给所述接收端；当红外遥控器检测到用户移动鼠标元件时，以固定每秒20点采样率实时生成鼠标数据；红外遥控器再将实时接收的鼠标数据拼成适合红外线传输的光标移动数据帧，并发送给接收端；所述光标移动数据帧包括头码、标示码、X位移数据码和Y位移数据码；当红外遥控器检测到鼠标滚轮转动时，以固定每秒20点采样率实时生成鼠标滚轮转动数据；红外遥控器再将实时接收的鼠标滚轮转动数据拼成适合红外线传输的鼠标滚轮转动数据帧，并发送给接收端；所述鼠标滚轮转动数据帧包括：头码和Z位移数据码；

所述红外遥控器集成有键盘元件，当检测到用户操作所述键盘元件时，实时生成键盘数据，再将所述键盘数据转换成适合红外线传输的键盘数据帧，并发送给所述接收端；所述键盘数据帧包括头码和至少一个字节的通码；所述通码用于承载实时接收的PS/2协议的键盘数据；或者，所述键盘数据帧包括头码和至少一个字节的断码；所述断码用于承载实时接收的PS/2协议的键盘数据；

所述双向指令数据帧的头码、所述光标移动数据帧的头码、所述鼠标滚轮转动数据帧的头码和所述键盘数据帧的头码具有不同的发送时间，使接收端能够准确区分出不同的数据帧；

所述接收端接收所述红外遥控器发送的鼠标数据帧和键盘数据帧，分别转换成支持HID协议的USB数据，供给操作系统调用。

2.如权利要求1所述的数据传输的方法，其特征在于，当所述红外线遥控器检测到用户操作所述鼠标元件时，以固定每秒20点采样率实时生成鼠标数据。

3.如权利要求1或2所述的数据传输的方法，其特征在于，所述光标移动数据帧中的标示码为8位，包括位于高4位的Y溢出位、X溢出位、Y标示位和X标示位；所述标示码的高4位、X位移数据码和Y位移数据码的总位数为m；

所述标示码还包括数据压缩标示位；当所述标示码的高4位、X位移数据码和Y位移数据码所承载的二进制数据中，1的个数大于m/2时，将所述数据压缩标示位置1，且将所承载的二进制数据全部取反；否则将所述数据压缩标示位置0。

4.如权利要求1所述的数据传输的方法，其特征在于，所述鼠标数据帧还包括鼠标滚轮转动数据帧；

所述鼠标滚轮转动数据帧包括头码和Z位移数据码；所述Z位移数据码与微软的扩展鼠PS/2标协议的Byte 4数据相同。

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