CN107171678A - 一种门铃天线及其接收器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种门铃天线，包括发射器和接收器，所述发射器包括电视信号模块、编码器以及发射模块，接收器包括接收天线、分频器、电视信号接收模块以及门铃信号接收模块，门铃信号接收模块包括放大管、超外差解码模块、控制模块、解码器以及音频模块；所述电视信号模块及编码器分别电连接发射模块；所述接收天线电连接分频器，分频器分别电连接电视信号接收模块及放大管；放大管和超外差解码模块之间电连接，并分别与控制模块电连接，控制模块还分别电连接解码器以及音频模块；控制模块用于控制超外差解码模块间歇休眠。本发明通过让超外差解码模块在不影响实现接收信号功能的情况下使超外差解码模块间歇休眠，降低功耗，提高续航时间。

Description

一种门铃天线及其接收器的控制方法

技术领域

本专利涉及无线通信领域，具体涉及一种门铃天线及其接收器的控制方法。

背景技术

现有的家用无线门铃，通常由发射器和接收器两部分组成。根据接收器是否具有学习码型的功能，通常把无线门铃分为固定码无线门铃和学习码无线门铃。固定码无线门铃发射器与接收器只能一对一配对，而学习码无线门铃可以实现一对多配对。现有的学习码无线门铃在接收器上必须保留一个学习按键，在触发接收器的学习按键开启接收器的学习功能后，再触发发射器才能完成发射器与接收器的配对。在用户己安装好门铃后，如果想更换或增加发射器，就会存在诸多不便。并且现有的接收器中的接收芯片、音频芯片和音频放大器在待机状态下也消耗电能，如果采用电池对无线门铃进行供电，一周以内就需更换电池，存在电能浪费的问题。另外，现有的无线门铃中还需要设置专门的振荡电阻对应发射信号的频率，以接收发射器的发射信号，而在实际操作中振荡电阻的误差较大，设计难度高，还有可能付出额外元器件成本。再者，当无线门铃电池电量不足而停止工作时，由于常见的防盗门较厚，隔音效果好，屋内可能听不到外面来客的叫喊声或敲门声，导致耽误与来客的会面，造成一定损失。

发明内容

为了解决现有技术中的缺陷，本专利提供一种门铃天线及其接收器的控制方法，能够通过间歇接受发射信号来降低待机功耗，可靠性好。

针对上述技术问题，本专利是这样加以解决的：一种门铃天线，包括发射器和接收器，所述发射器包括电视信号模块、编码器以及发射模块，接收器包括接收天线、分频器、电视信号接收模块以及门铃信号接收模块，门铃信号接收模块包括放大管、超外差解码模块、控制模块、解码器以及音频模块；

所述电视信号模块及编码器分别电连接发射模块；

所述接收天线电连接分频器，分频器分别电连接电视信号接收模块及放大管；放大管和超外差解码模块之间电连接，并分别与控制模块电连接，控制模块还分别电连接解码器以及音频模块；

控制模块用于控制超外差解码模块间歇休眠。

相比于现有技术，本专利的不同之处在于，由于超外差解码模块需要不间断地接收信号，而且还要对接收到的信号进行处理，所以超外差解码模块为接收器中最主要的电源消耗部件，本专利通过让超外差解码模块在不影响实现接收信号功能的情况下使超外差解码模块间歇休眠，进而降低接收器的功耗，提高接收器的续航时间。

进一步地，所述超外差解码模块包括信号接收引脚ANT、信号输出引脚DO以及片选引脚CE，信号接收引脚ANT与放大管电连接，信号输出引脚DO及片选引脚CE分别电连接控制模块，控制模块通过向片选引脚CE输入脉冲信号来使得超外差解码模块间歇休眠。

进一步地，所述脉冲信号中使超外差模块启动的占空比为1/3至1/9。

所述占空比过高使得超外差解码模块工作时间过长，不能有效降低接收器功效，降低续航时间，所述占空比过低也会使得超外差解码模块工作时间过短，可能会影响对信号的接收，因此，有必要将占空比设定在一定范围以内，降低了接收器的功耗,同时不影响用户体验，达到了节能的效果。

进一步地，所述脉冲信号使超外差解码模块启动的时间是100至300ms，休眠的时间是500至1500ms。

一般天线的发射或接收的信号频率为315MHZ或433MHz等，其数量级一般为MHz，因此，100至300ms的时间足够超外差解码模块接收到来自天线的信号，同时休眠时间的设定也不能太短，影响节能功效，但也不能太长，使得超外差解码模块难以接收到来自天线的信号，一般用户操作发射器的间隔时间差不多为1s，500至1500ms的休眠时间能够大概率保证用户用发射器发射两到三次信号后，超外差解码模块即可接收到来自天线的信号，降低功耗的同时也能在一定程度上保证用户体验。

进一步地，所述音频模块包括按顺序依次电连接的音频芯片、放大器和扬声器，控制模块与音频芯片电连接。

进一步地，音频芯片还与放大器的使能引脚电连接。

当音频芯片工作时，其向放大器输出音频信号的同时也向使能引脚输出高电平，使放大器保持在工作状态；当音频芯片待机时，音频芯片向使能引脚输出低电平，使放大器停止工作，降低功耗。

进一步地，所述发射模块包括按顺序依次电连接的振荡器、功率放大器以及发射天线，振荡器分别电连接电视信号模块及编码器。

进一步地，所述发射天线为印刷天线，且功率放大器为低噪声高频放大器。

所述印刷天线具有体积小，结构简单的特点，虽然对发射信号的增益较小，但是本专利还采用低噪声高频放大器来放大发射信号，弥补了印刷天线增益较小的不足，降低成本，减小发射器体积的同时还保证了一定的发射效率。

一种门铃天线的接收器的控制方法，包括如下步骤：

S1：所述接收天线盲扫接收发射信号；

S2：所述发射信号经过分频后分为高频电视信号和高频门铃信号；

S3：间歇将放大后的高频门铃信号解码为低频门铃信号；

S4：自适应检测低频门铃信号的波特率与相应的编码方式，并对其进行接收；

S5：对接收到的低频门铃信号先进行识码，再解码出具体信息；

S6：若找不出已保存的信息与上一步中的解码后的具体信息进行匹配，则需要提示用户重新对码；若存在已保存的信息与上一步中的解码后的具体信息进行匹配，则发出语音提示。

所述接收器采用自动波特率调整接收，无需外接振荡电阻，也不需要与发射器匹配，降低了接收门槛，使得接收灵敏度达到-80dBm以上；因为接收器在大多数情况下为待机状态，为了极可能地降低能耗，应使步骤S4中接收高频门铃信号并解码的操作间歇进行，减少工作时间，降低耗电量。

进一步地，所述步骤S4具体为：低频门铃信号中包括固定编码的波特率位及数据帧，接收器通过识别低频门铃信号中固定编码的波特率位的高电平持续时间来检测低频门铃信号的波特率，同时根据该波特率数值同步接收器的波特率，低频门铃信号和接收器的波特率同步后，接收器对数据帧进行读取。

进一步地，若接收器重新上电，则需要重新进行对码。

本专利无需专门的对码学习键，在接收器上电时即可提示用户进行对码，操作简单，降低了成本。

进一步地，若接收器在1分钟内重新上电，则不需要重新进行对码。

方便用户及时更换电池后无需重新对码。

进一步地，当接收器电量不足时，提示用户更换电池。

相比于现有技术，本专利的有益效果为：

1、通过使超外差解码模块间歇休眠，降低接收器的功耗，提高接收器的续航时间。

2、通过自适应检测低频门铃信号的波特率，并以该波特率对该信号进行接收，降低了成本以及接收信号的门槛，提高接收灵敏度。

3、采用上电重新对码的方式而不是通过对码学习按键实现发射器和接收器的配对，操作简便，结构简单。

4、所述印刷天线和低噪声高频放大器之间形成互补，降低成本，减小体积的同时还保证了一定的发射效率。

附图说明

图1是发射器的结构图；

图2是接收器的结构图；

图3是本专利超外差解码模块的具体电路图；

图4是本专利控制模块及音频模块的具体电路图。

图5是本专利混合电视信号模块输出信号及编码器输出信号的具体电路。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本专利进行详细说明。

实施例：

如图1和2所示的一种门铃天线，包括发射器和接收器，所述发射器包括电视信号模块、编码器以及发射模块，接收器包括接收天线、分频器、电视信号接收模块以及门铃信号接收模块，门铃信号接收模块包括放大管、超外差解码模块、控制模块、解码器以及音频模块；

所述电视信号模块及编码器分别电连接发射模块；

所述接收天线电连接分频器，分频器分别电连接电视信号接收模块及放大管；放大管和超外差解码模块之间电连接，并分别与控制模块电连接，控制模块还分别电连接解码器以及音频模块；

控制模块用于控制超外差解码模块间歇休眠。

由于超外差解码模块需要不间断地接收信号，而且还要对接收到的信号进行处理，所以超外差解码模块为接收器中最主要的电源消耗部件，本专利通过让超外差解码模块在不影响实现接收信号功能的情况下使超外差解码模块间歇休眠，进而降低接收器的功耗，提高接收器的续航时间。

所述超外差解码模块包括信号接收引脚ANT、信号输出引脚DO以及片选引脚CE，信号接收引脚ANT与放大管电连接，信号输出引脚DO及片选引脚CE分别电连接控制模块，控制模块通过向片选引脚CE输入脉冲信号来使得超外差解码模块间歇休眠。

所述编码器和解码器中对应设有百万组以上的编码地址，发射模块随机从编码器中选取一种编码地址进行发射可以减少现实使用中与其他发射器的重复率，提高抗干扰能力。

所述音频模块包括按顺序依次电连接的音频芯片、放大器和扬声器，控制模块与音频芯片电连接。

音频芯片还与放大器的使能引脚电连接，当音频芯片工作时，其向放大器输出音频信号的同时也向使能引脚输出高电平，使放大器保持在工作状态；当音频芯片待机时，音频芯片向使能引脚输出低电平，使放大器停止工作，降低功耗。

所述音频模块包括音频芯片、放大器和扬声器，当控制模块接收到的信号匹配成功后，控制模块启动音频芯片工作，音频芯片再启动放大器对音频信号进行放大，最终通过扬声器将放大后的音频信号转换为提示语音；所述音频芯片具体可选用36和弦音乐IC。

所述发射模块包括按顺序依次电连接的振荡器、功率放大器以及发射天线，振荡器分别电连接电视信号模块及编码器。

所述发射天线为印刷天线，且功率放大器为低噪声高频放大器，具体型号可为2SC3356。

所述印刷天线具有体积小，结构简单的特点，虽然对发射信号的增益较小，但是本专利还采用低噪声高频放大器来放大发射信号，弥补了印刷天线增益较小的不足，降低成本，减小发射器体积的同时还保证了一定的发射效率，在空旷环境下可覆盖方圆80米的有效范围。

所述电视信号接收模块包括低噪天线放大器及LTE滤波器，低噪天线放大器分别电连接分频器、LTE滤波器。

如图3和4所示，所述超外差解码模块采用PT4303-S作为芯片，控制模块采用NT200M作为芯片，音频芯片为SXD033B，放大器为LN4890MMX，其中PT4303-S的片选引脚CE和输出引脚DO分别接到NT200M的两个不同引脚上，信号接收引脚ANT接放大管；音频芯片SXD033B有两个引脚相对应地连接到LN4890MMX两个不同的引脚上，其中一个是控制LN4890MMX的开关，另一个是将音频信号输出到LN4890MMX中进行放大。

所述音频芯片SXD033B接有音量选择按键SWB2。

用户通过音量选择按键对提示语音的播放音量进行控制，并且可根据室内可活动的范围、周边环境噪音以及每个人可接受的音量来选择最适合的提示语音的播放音量，若室内可活动的范围大、周边环境噪音嘈杂或室内存在老年人，则应该把音量尽量调大，确保室内的人听得到门铃；若室内可活动的范围小，周边环境噪音小或室内安静，则应该把音量调小，提高生活舒适度，实用度高，灵活性好。

所述音频芯片接有语音选择按键SWB3。

同一种提示语音听久了，用户不免会产生厌烦情绪，为提高生活舒适度，所述语音选择按键可供人更换不同的提示语音，灵活性好。

所述NT200M接有对码学习按键SWB1。

如图5所示，电视信号模块输出的电视信号进入VHF IN，而编码器的信号进入UHFIN，在图5所示的电路进行混合后从OUT端进行输出。

本实施例的工作原理如下所示：

发射器：

1、所述编码器将设定好的编码地址及电视信号模块输出的电视信号进行混合后发送到振荡器上进行调制，调制后的信号通过功率放大器2SC3356进行放大后从发射天线发射出去。

其中编码地址包括1字节的帧头、1字节的波特率、1字节的地址、2字节的数据、1字节的校验及1字节的帧尾，如下表所示：

接收器：

1、所述接收天线将接收到的信号先经过分频器进行分频，一路分频为电视信号，通过低噪天线放大器及LTE滤波器进行输出，另一路门铃信号传输到放大管中进行放大，放大后的信号进入超外差解码模块中进行解调，再将解调后的信号送到控制模块中，若信号不符合超外差解码模块的输入要求，则该信号通过放大管后直接送到控制模块中；

2、所述控制模块识别低频门铃信号中固定编码的波特率位的高电平持续时间来检测低频门铃信号的波特率，同时根据该波特率数值同步接收器的波特率，低频门铃信号和控制模块的波特率同步后，控制模块对数据帧进行读取，并利用解码器对数据帧进行解码得到相应的操作指令，若解码后的操作指令若与事先对码保存的操作指令相匹配，则控制音频芯片SXD033B向放大器LN4890MMX发送音频信号进行放大，放大后的音频信号在扬声器中转换为人可听见的提示语音。

发射器和接收器之间进行对码匹配：

1、电源模块在断电超过1分钟后重新上电或用户按下对码学习按键SWB1，控制模块通过拉高CE引脚数秒来使超外差解码模块连续工作，解调并发送信号至控制模块中，重复上述接收步骤，控制模块对数据帧进行读取，并利用解码器对数据帧进行解码得到相应的操作指令，并对该操作指令进行保存。

2、在接收器工作原理2中，若控制模块找不到事先对码保存的信息来匹配解码后的信息，则可通过设置指示灯并使其闪烁，来提示用户操作发射器发射信号进行上述步骤2中的对码操作。

在上述接收器的工作原理1中，控制模块的NT200M芯片通过对超外差解码模块中PT4303-S芯片的引脚CE发送脉冲信号，使其间歇休眠，降低待机功耗，如果控制模块的NT200M芯片从PT4303-S芯片的DATA引脚中接收到信号时，则向引脚CE发送高电平，使超外差解码模块保持工作状态，在信号匹配成功后再恢复对引脚CE发送脉冲信号，使超外差解码模块间歇休眠。

所述接收器还设有低压检查电路，用来检查电源模块的电量，当电量不足时，控制模块控制音频芯片SXD033B向放大器LN4890MMX发送音频信号进行放大，放大后的音频信号在扬声器中转换为人可听见的提示语音，提示用户电量不足，且用户在1分钟内更换电源无需重新对码，方便实用。

Claims (10)

1.一种门铃天线，包括发射器和接收器，所述发射器包括电视信号模块、编码器以及发射模块，接收器包括接收天线、分频器、电视信号接收模块以及门铃信号接收模块，门铃信号接收模块包括放大管、超外差解码模块、控制模块、解码器以及音频模块；

所述电视信号模块及编码器分别电连接发射模块；

所述接收天线电连接分频器，分频器分别电连接电视信号接收模块及放大管；放大管和超外差解码模块之间电连接，并分别与控制模块电连接，控制模块还分别电连接解码器以及音频模块；

其特征在于，控制模块用于控制超外差解码模块间歇休眠。

2.根据权利要求1所述的一种门铃天线，其特征在于，所述超外差解码模块包括信号接收引脚ANT、信号输出引脚DO以及片选引脚CE，信号接收引脚ANT与放大管电连接，信号输出引脚DO及片选引脚CE分别电连接控制模块，控制模块通过向片选引脚CE输入脉冲信号来使得超外差解码模块间歇休眠。

3.根据权利要求2所述的一种门铃天线，其特征在于，所述脉冲信号使超外差解码模块启动的占空比为1/3至1/9。

4.根据权利要求2所述的一种门铃天线，其特征在于，所述脉冲信号使超外差解码模块启动时间是100至300ms，休眠时间是500至1500ms。

5.根据权利要求1所述的一种门铃天线，其特征在于，所述音频模块包括按顺序依次电连接的音频芯片、放大器和扬声器，控制模块与音频芯片电连接。

6.根据权利要求3所述的一种门铃天线及其接收器的控制方法，其特征在于，音频芯片还与放大器的使能引脚电连接。

7.根据权利要求1所述的一种门铃天线及其接收器的控制方法，其特征在于，所述发射模块包括按顺序依次电连接的振荡器、功率放大器以及发射天线，振荡器分别电连接电视信号模块及编码器。

8.一种如权利要求1所述的一种门铃天线的接收器控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：所述接收天线盲扫接收发射信号；

S2：所述发射信号经过分频后分为高频电视信号和高频门铃信号；

S3：间歇将放大后的高频门铃信号解码为低频门铃信号；

S4：自适应检测低频门铃信号的波特率与相应的编码方式，并对其进行接收；

S5：对接收到的低频门铃信号先进行识码，再解码出具体信息；

S6：若找不出已保存的信息与上一步中的解码后的具体信息进行匹配，则需要提示用户重新对码；若存在已保存的信息与上一步中的解码后的具体信息进行匹配，则发出语音提示。

9.根据权利要求8所述的一种门铃天线的接收器控制方法，其特征在于所述步骤S4具体为：低频门铃信号中包括固定编码的波特率位及数据帧，接收器通过识别低频门铃信号中固定编码的波特率位的高电平持续时间来检测低频门铃信号的波特率，同时根据该波特率数值同步接收器的波特率，低频门铃信号和接收器的波特率同步后，接收器对数据帧进行读取。

10.根据权利要求8所述的一种门铃天线的接收器控制方法，其特征在于，若接收器重新上电，则需要提示用户重新进行对码。