CN103392268A - 远程控制电力单元 - Google Patents

Abstract

一种远程控制开关系统，具有用于通过无线电波将到可控开关的电力打开和关闭的手持远程控制器。每个远程控制单元包含至少一个唯一识别代码并且可以被链接到一个或多个单独的可控开关。可以由单个手持远程控制器控制的可控开关的数量本质上是无限的。

Description

远程控制电力单元

本申请基于并要求2011年11月26日提交的美国申请号61/417360的优先权和利益。

发明说明

现代家庭引以为豪的是或多或少复杂的电子或电气设备的日益增长的数量，该电子或电气设备仅举几个例子而言包括电灯、个人计算机、打印机、电视机、收音机、音响系统、游戏顾问、碎纸机、电话系统和微波炉。许多电子和电气设备的问题在于它们从未被完全关闭。即使当该单元表面上被“关闭”时，它实际上也处于待机模式并且持续汲取电力。在一些情况中，该持续汲取的电力用于操作内置时钟或者将该设备保持处于便于快速通电的状态中。公众已逐渐地认识到由待机功耗引起的该“虚”或“吸血鬼”负载是助于大气二氧化碳增加的昂贵的电力浪费。电力浪费的另一个来源来自不具有虚负载问题的设备，即这些是当它们被关闭时不汲取电力的设备。然而，通常情况下该设备很不方便地位于(如果并非不可能)难以够到通断开关的地方。因此，该设备长期保持打开。

针对上述问题的一个技术方案是将该有问题的设备插入这样一种电源板中，其中该电源板具有主通断开关(其断开到该电源板上的所有插座的电力)或者用于允许每个插座(并且因此每个设备)被分别通电和断电的单独的开关。只要可以轻易接近该电源板，就可以轻易地打开或关闭所有插接设备。不幸地是，该方法不总是方便的。假设一个人希望打开在漆黑的房间的相对侧的灯。即使可轻易接近该电源板开关，穿过该漆黑的房间打开该灯也可能是困难或危险的。类似地，一个人可能希望当在床上时打开电视机或关闭灯。当该电源板位于该房间的相对侧时，这显然是不方便的。结果，远程控制电源插座开关的可用性有了巨大增长。一般由图2中所示的小型手持远程控制器操作该开关。该开关可以在如图3中所示的电源板中或者在这样一种单元或模块中，其中该单元或模块插入如图1中所示的壁式插座中并且把要被开关的家用电器或普通电源板插入该壁式插座中(因而允许多个家用电器的控制)。或者可以将该开关嵌入到该壁式插座自身之中。该远程控制器可以通过声音或者电磁能与该开关通信。整体而言，优选在“射频”范围(约30kHz到300GHz)内的电磁辐射，因为该辐射能够穿过固体，以便控制家具后面或者另一个房间中的单元。在某些国家如美国优选在433MHz范围内的射频。还可以由经过建筑物的输电线路向电源板或插座传输的电磁信号来控制电源板或插座。本发明是主要针对远程控制器通过经过大气传输的电磁辐射与电源板或电源插座直接通信的系统。

困扰该类型的远程电力开关的问题在于如何协调远程控制器与它所控制的开关。一种方法是在该插座和该远程控制器上都具有一个(或多个)机械代码选择开关。通过将该远程控制器和该开关设置成同一代码，使得在该远程控制器和该开关之间能够通信。该方法的优点在于本质上无限数量的开关单元可能被设置成同一代码并且由单个远程控制器控制。该方法的缺点在于可能难于设置代码开关，并且机械代码开关还是另一个潜在系统故障点。此外，一个和/或多个代码开关提供相对有限的代码数量(一般少于约100个)。这意味着邻居很有可能将要使用具有同一代码的远程控制器，这将导致不想要的干扰。

最近以来，数字技术已经使得提供具有大量预设代码中的一个预设代码的远程控制器成为可能。例如，如果数字识别代码长20比特，则它可以提供超过一百万个不同的代码。也就是说，可以供应给超过一百万个不同的远程单元。这使得邻居具有干扰远程控制器的可能性极小。如果远程控制器已经被设置“闪存”有多个识别代码中的一个识别代码，则消除了设置代码开关等的问题。然而，仍然存在将给定的远程控制器与给定的电力开关关联(“链接”)的问题。一种现有技术设备通过当开关第一次被插入电源时和/或当按下给定的按钮或按钮组合时致使该开关“可接受”来实现该关联。一旦该开关是“可接受”的，则它在一预设时间段“侦听”来自远程控制器的传输。当它“听到”传输时或当该预设时间逝去时，该单元返回它的正常“不可接受”模式。在该类型的系统中，该远程控制器能够传输多个数字编码命令。每个命令包括具体远程控制器的识别代码。当该开关“可接受”并且“侦听”该代码时，该开关将该代码记录在它的机载存储器内。此后，该开关将仅仅响应包括记录代码的命令。本领域的普通技术人员将立刻理解针对这样一种问题的多个硬件和软件技术方案，其中该问题是将输入数字无线电命令与存储在存储器中的代码进行比较以便仅对包括存储代码的传输起作用。优选使用“闪存”或者带电池后备电源的存储器来存储该代码。否则，每次从电源线拔出该开关时，该开关将失去它与给定远程控制器的关联/链接。该系统的一个问题在于，当该开关可接受时，该开关可能将接收(不是来自该远程控制器的)另一个信号。因为使用给定的频率如433MHz的设备的数量很大，所以该可能性不会那么小。该问题不是必然致命的，因为可以重复该链接过程直到获得希望的结果为止。然而，对于使用者而言，这可能是令人困惑并且令人沮丧的。

在本发明中通过对该远程控制器和该开关都装配用于开始该链接过程的按钮或按钮组合来解决该链接问题。激活该开关上的链接按钮或链接按钮组合致使该开关“可接受”。通过“按钮组合”意味着同时(或者按照预先确定的顺序)按多个按钮。例如，如果“打开(ON)”按钮和“关闭(OFF)”按钮都出现，则同时按下两个按钮可以作为链接按钮。按下该远程控制器上的链接按钮或链接按钮组合导致该远程控制器发送专用的链接命令。当该可接受开关听到该命令时，它将用于该远程控制器的相关识别代码存储在它的存储器中。要求存在链接命令使得非常不可能将来自杂散传输的数据无意地存储为远程代码。将进一步认识到，将该开关的可接受时间段限制为实际按下该链接按钮或链接按钮组合的时间将进一步减小存储杂散代码的可能性。

该系统可以允许单个远程控制器被链接到实质上任意数量的远程开关。也就是说，可以轻易地构造一个非常大的系统。能够使得链接开关分布在非常大的区域上。在该情况下，只有当该远程控制器进入范围时，给定的开关才将进行响应。还将认识到，可以容易地修改该系统以便给定的开关能够对多于一个的唯一远程控制器进行响应。例如，如果该开关设有四个而不是单个机载存储器位置，则可以将该开关链接到四个不同的唯一远程控制器。对远程控制器的数量没有真正的限制，但是纯粹因为在周围放置了很多相似的远程控制器的问题，所以实际限制很可能在四到八之间。通过实际上向远程控制器提供多个这样一种按钮来缓解这个问题，其中每个该按钮与唯一代码相对应(也就是说，如同独立的远程控制器那样起作用)。这将允许简单的手持远程控制器控制八个或甚至更多个不同的开关或开关组。

本领域的普通技术人员将认识到各种各样的数字消息结构可用于实施上述系统。可以极大地改变该数字命令的数量和内容/长度。用于编码该远程控制器的身份的比特的数量可以改变。不同的调制与校检和方案可以用于避免干扰。一种可能的30比特消息方案如下：起始比特(1个比特)+远程控制器ID地址比特(20个比特)+数据比特(用于打开、关闭或链接的8个比特)+同步结束(1个比特)。图2中所示的远程控制器2包括用于指示操作的LED 23、用于(在该按钮22的顺序按下之后)发送打开命令或者关闭命令的命令按钮22以及用于发送链接命令的链接按钮21。本领域的普通技术人员将认识到，如果希望，则8比特的数据允许比“打开”、“关闭”和“链接”更复杂得多的命令语言。此外，一种简单的修改是提供关闭和打开按钮二者。图1显示了用于远程控制器2的单个插座1。该插座1具有打开按钮15以及当该插座12打开时发光的LED 16。提供关闭按钮14来关闭该插座的电力；链接按钮13将该插座置于如上文讨论的可接受模式。图3显示了可以独立地控制每个插座12的电源板。如果同时按下该链接按钮13和该打开按钮15，则可以链接单个远程控制器来控制所有插座12a、……、12f。如果按下该链接按钮13以及插座按钮14a、……、14f中的一个插座按钮，则可以将给定的远程控制器链接到对应的插座上。当由远程控制器打开插座时，对应的LED 16发光。可以通过按下对应的插座关闭按钮14a、……、14f来手动关闭该插座。如果插座关闭，则该打开按钮15和其中一个插座按钮14都被按下将打开对应的插座。可替换地，可以提供用于每个插座的独立的关闭和打开按钮。

图4示出了远程控制器的方框图。微控制器30设有用于保存用于该远程控制器的唯一识别代码的存储器34。在实际实施中，该存储器34将可能是该微控制器30的一部分而不是离散的元件。该微控制器30接收来自多个开关如打开/关闭按钮22和链接按钮21的输入。该微控制器30控制LED 23的打开/关闭状态。该微控制器30还与数字无线电台32通信，该数字无线电台32将从该微控制器接收到的命令转换成经过天线36输出的数字无线电信号。本领域的普通技术人员将认识到该方框图可以被实现为一个或多个集成电路芯片并且还可以包括各种各样其他集成电路芯片和离散的电子组件。

图5示出了由图4中的远程控制器控制的开关的方框图。微控制器30设有用于保存在链接过程期间从该远程控制器接收的唯一识别代码的存储器34。在实际实施中，该存储器34可以是该微控制器30的一部分而不是离散的元件。该微控制器30接收来自多个开关如打开按钮15和关闭按钮14以及链接按钮13的输入。该微控制器30控制LED 16的打开/关闭状态以及控制到该插座12的电力的电子开关42的状态。该微控制器30还与数字无线电台32通信，其中该数字无线电台32经过天线36接收来自该远程控制器的数字无线电信号并且向该微型控制器输出数字数据。本领域的普通技术人员将认识到该方框图可以被实现为一个或多个集成电路芯片并且还可以包括各种各样其他集成电路芯片和离散的电子组件。该电子开关42可以是某种类型的机械继电器或者可以是固态继电器(SSR)如双金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。

Claims (7)

1.一种远程控制开关系统，包括：

远程控制单元，包括：

至少一个已存储唯一数字远程单元识别代码；

用于传输所述代码和链接命令的装置；

用于传输所述代码和打开命令的装置；以及

用于传输所述代码和关闭命令的装置；以及

可控开关，包括：

用于控制插座的电力的装置；

用于接收由所述远程控制单元传输的所述识别代码和所述命令的装置；

用于仅当对所述可控开关的链接控制被激活从而使得所述可控开关可接受时，才当所述识别代码伴随有链接命令时存储所述识别代码的装置；以及

用于将给定的接收传输中的所述数字远程单元识别代码与所述存储代码进行比较，并且当所述接收的数字远程单元识别代码与所述存储代码匹配时响应伴随命令，从而响应于来自所述远程控制单元的命令来打开或关闭到所述插座的所述电力的装置。

2.根据权利要求1所述的的远程控制开关系统，进一步包括用于所述远程控制单元传输附加命令的装置，并且进一步包括用于所述可控开关接收并且响应所述附加命令的装置。

3.根据权利要求1所述的远程控制切换系统，其中，用于传输所述唯一数字远程单元识别代码和所述链接代码的装置包括同时激活对所述远程控制单元的至少两个控制。

4.根据权利要求1所述的远程控制切换系统，其中，通过激活对所述可控开关的至少一个控制，致使所述可控开关可接受。

5.根据权利要求1所述的远程控制切换系统，其中，通过同时激活对所述可控开关的至少两个控制，致使所述可控开关可接受。

6.根据权利要求1所述的远程控制切换系统，其中，所述远程控制单元唯一地存储多于一个的唯一数字远程单元识别代码，并且包含用于选择传输哪个所述代码的装置。

7.根据权利要求6所述的远程控制切换系统，其中，所述可控开关能够存储至少两个唯一识别代码，以便所述可控开关将响应至少两个不同的远程控制单元。

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