CN111260910B - 红外发射管的控制方法、装置及电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及红外遥控技术领域，具体涉及红外发射管的控制方法及电路。获取码库中所有码库脉宽的长度；其中，与本地连接的至少2个红外发射单元是基于码库脉宽进行控制信号的调制的；基于所有码库脉宽的长度，确定码库脉宽的最小长度；根据码库脉宽的最小长度计算本地每次同时向至少2个红外发射单元发送控制信号的持续时间。获取码库中所有码库脉宽的长度，从所有长度中确定码库脉宽的最小长度，利用最小长度计算相同时间内向红外发射单元所发送控制信号的时间，确保同一个设备在相同时间内所识别出的信号为相同的控制信号，从而在进行多颗红外发射管对设备进行控制时多颗红外发射管的发射控制信号能够进行时序同步保证信号的一致性。

Description

红外发射管的控制方法、装置及电路

技术领域

本发明涉及红外遥控技术领域，具体涉及红外发射管的控制方法、装置及电路。

背景技术

红外遥控广泛应用于家电控制中，如空调遥控器、电视遥控器、风扇遥控器等。但就现有技术来说，红外遥控大都是使用的单颗红外发射管，进行红外要遥控。但是由于单颗红外发射管的发射角度有限，导致红外遥控的遥控范围较窄，这就需要用户在使用过程中调整红外遥控的位置，实现对设备的有效控制。

为解决红外遥控的遥控范围窄的问题，发明人提出了使用多颗红外发射管进行工作，以扩大红外遥控的遥控范围。但是，发明人在利用多颗红外发射管扩大红外遥控的遥控范围时发现，若多颗红外发射管发出的控制信号不同步，就会导致设备在不同的接收区间内接收控制信号。例如，设备的接收区间按照时间先后顺序分为，接收区间A、接收区间B以及接收区间C。若多颗红外发射管的发射不同步，会导致设备在接收区间A接收到一个控制信号，在接收区间B接收到一个控制信号，那么对于设备而言就会将这两个控制信号实质上是相同的控制信号认为是不同的控制信号，从而可能会做出不同的响应，这就会导致被控设备控制失灵，也就是对于设备而言，多颗红外发射管其实是独立工作的，并不会扩大红外遥控的遥控范围。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种红外发射管控制方法、装置及电路，以解决在利用多颗红外发射管对设备进行控制时，多颗红外发射管的发射控制信号的时序不同步所造成的被控设备控制失灵的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种红外发射管控制方法，包括：

获取码库中所有码库脉宽的长度；其中，与本地连接的至少2个红外发射单元是基于所述码库脉宽进行控制信号的调制的；

基于所述所有码库脉宽的长度，确定所述码库脉宽的最小长度；

根据所述码库脉宽的最小长度，计算本地每次同时向所述至少2个红外发射单元发送控制信号的持续时间。

通过获取码库中所有码库脉宽的长度，从所有长度中确定所述码库脉宽的最小长度，并利用最小长度计算相同时间内向红外发射单元所发送控制信号的时间，以确保能使同一个设备在相同时间内所识别出的信号为相同的控制信号，从而在进行多颗红外发射管对设备进行控制时，多颗红外发射管的发射控制信号能够进行时序同步，保证信号的一致性。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述根据所述码库脉宽的最小长度，计算本地每次同时向所述多颗红外发射管发送控制信号的持续时间，包括：

获取预设偏差；

计算所述预设偏差与所述码库脉宽的最小长度的乘积，得到所述持续时间。

利用预设偏差和码库脉宽的最小长度进行计算以解算出相同时间内允许的偏差范围，从而能避免产生时序不统一的情况，从而能够进一步保证其控制信号的一致性，减小设备控制失灵的情况。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种红外发射管控制装置，包括：

获取模块，用于获取码库中所有码库脉宽的长度；其中，与本地连接的至少2个红外发射单元是基于所述码库脉宽进行控制信号的调制的；

确定模块，用于基于所述所有码库脉宽的长度，确定所述码库脉宽的最小长度；

计算模块，用于根据所述码库脉宽的最小长度，计算本地每次同时向所述至少2个红外发射单元发送控制信号的持续时间。

通过获取模块获取脉宽，利用确定模块确定出最小的脉宽长度，在通过最小脉宽长度计算出最小持续时间，也就是最小的误差范围，从而能够避免产生时序不统一的情况，从而能够进一步保证其控制信号的一致性，减小设备控制失灵的情况。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种红外发射管控制电路，包括：

至少2个红外发射管单元；

控制器，其控制端分别与所述至少2个红外发射管单元连接；其中，所述控制器通过所述同一控制端同时控制所述至少2个红外发射管单元。

控制的控制端连接至少2个红外发射管单元，利用红外发射管的发射角度以及多个红外发射管单元，从而能够通过增加红外发射管扩大红外遥控的发射角度，以提高红外遥控的控制范围，并减少用户反复的操作次数，方便用户对被控设备进行操作。

多个红外发射管单元连接控制器的同一个控制端，当由控制端发送信号给红外发射管单元时能够保证多个红外发射管单元的时序一致性。

结合第三方面，在第三方面第一实施方式中，红外发射管单元，包括：

红外发射管；

放大电路，其输入端与所述控制端连接，输出端与所述红外发射管的一端连接；所述放大电路用于对所述控制端的输出信号进行放大。

结合第三方面，在第三方面第二实施方式中，放大电路，包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与所述控制端连接，另一端与第一可控开关的第一端连接；

所述第一可控开关，其第二端与所述红外发射管的一端连接。

结合第三方面，在第三方面第三实施方式中，第一可控开关为三极管，或，场效应管。

结合第三方面，在第三方面第四实施方式中，第一可控开关的第一端为基极，所述第一可控开关的第二端为集电极，所述第一可控开关的第三端为发射极。

通过红外发射管和放大电路连接，利用放大电路对红外发射管的电信号进行放大，从而保证有足够的功率驱动红外发射管正常工作。

结合第三方面，在第三方面第五实施方式中，红外发射管单元，还包括：

电源电路；

限流电路，所述限流电路的一端与所述红外发射管的另一端连接，所述限流电路的另一端与所述电源电路连接。

结合第三方面，在第三方面第六实施方式中，限流电路，包括：

第二电阻，所述第二电阻的一端与所述红外发射管的另一端连接，所述第二电阻的另一端与所述电源电路连接。

结合第三方面，在第三方面第七实施方式中，限流电路，还包括：

储能元件，所述储能元件的一端与所述第二电阻的另一端连接，所述储能元件的另一端接地。

利用电源电路给红外发射管单元进行供电，利用限流电路以防止电流过大损坏红外发射管单元。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本发明实施例的一种红外发射管控制方法的流程图；

图2是本发明可选实施例举例的某品牌家电空调接收波形图；

图3是本发明可选实施例2个红外发射头不同步的波形图；

图4是本发明实施例的一种红外发射管控制装置的结构框图；

图5是本发明实施例的一种红外发射管控制电路的结构框图；

图6是本发明实施例的一种红外发射管控制电路的电路图；

图7是本发明可选实施例的一种红外发射管控制电路的电路图；

附图标记：

1-获取模块；2-确定模块；3-计算模块；10-控制器；20-红外发射管单元；30-放大电路/放大模块；40-限流电路/限流模块；50-电源电路；R1-第一电阻；R2-第二电阻，Q1-第一可控开关；D1-红外发射管；C1-储能元件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

由于本发明是对控制端进行发送持续时间的控制，其红外发射端所接收到控制端的控制信号的时间就有相应的控制，进而，由于红外发射管是利用码库进行编码的，多颗红外发射管在向外发送控制信号的时间也就能控制；进一步地，由于红外发射管在向外发送控制信号的时间间隔得到控制，设备也就能够在一个接收区间内接收到多颗红外发射管发出的控制信号，从而能够实现利用多颗红外发射管扩大红外遥控的遥控角度的目的。

本发明实施例提供了一种红外发射管控制方法，如图1所示，包括：

S10，获取码库中所有码库脉宽的长度；其中，与本地连接的至少2个红外发射单元是基于所述码库脉宽进行控制信号的调制的；其中码库可以是开源的红外编码数据库，其码库可以存储在相应的存储器中，需要时进行数据提取。

S11，基于所述所有码库脉宽的长度，确定所述码库脉宽的最小长度；通过所有码库脉宽的长度可以通过排序或是冒泡等比较方法获取码库中最小长度。

S12，根据所述码库脉宽的最小长度，计算本地每次同时向所述至少2个红外发射单元发送控制信号的持续时间，具体包括：

获取预设偏差；预设偏差可以去常规值，也可以是根据实际需求进行设置。其预设偏差可以通过软件定义。

计算所述预设偏差与所述码库脉宽的最小长度的乘积，得到所述持续时间。其持续时间为红外发射管最小允许时序偏差范围。

通过获取码库中所有码库脉宽的长度，从所有长度中确定所述码库脉宽的最小长度，并利用最小长度计算相同时间内向红外发射单元所发送控制信号的时间，以确保能使同一个设备在相同时间内所识别出的信号为相同的控制信号，从而在进行多颗红外发射管对设备进行控制时，多颗红外发射管的发射控制信号能够进行时序同步，保证信号的一致性。

可选的实施例

当红外接收头接收到红外光波后，会经过一系列的转换和放大之后，利用带通滤波器，允许一定频率的信号通过并过滤其他频率的信号的作用进行红外控制。而对于家电行业的红外接收头来说其中心频率在38KHZ左右，其滤波器的带宽为2KHZ，也就是说其红外接收头所能够识别的有效频率在36~40KHZ之间。

作为红外发射信号，为了让接收头的带通滤波器工作在最佳频率，一般发射头的载波频率会选择为带通滤波器的中心频率37~39KHZ。其中红外接收头输出有效高低电平的条件是最少15个载波周期。也就是说在发射一组载波时最少需要15个载波周期。

而为了保证产品的一致性，家电厂家会利用红外接收软件进行处理，并会加入一些误差兼容处理。例如：按照±1%误差来计算，如2图所示，为某品牌家电空调接收波形，某个电平时长是615us，则红外发射时长要在608.85 ~ 621.15us之间，即误差范围是12.3us。（红外光实际也是一种光，其在空气中传输速率大约3 X 108 m/s也就是说，10m距离传输延时是3.33 X 10-8秒 = 33.3ns =0.0333us）。一般红外遥控使用距离10m以内，其中，红外光波传输时间延时可以忽略不计。也就是说，红外发射时间误差范围，应该控制在12.3us/2=6.15us以内。

如图3所示，为2个红外发射头时序不同步的波形图，其中，红外发射头1和发射头2发码时序间隔是13us，两个红外发射头发出的载波长度是一样的，都是615us，而由于两个发射头的发码间隔有13us，红外接收头的原理是，只要有对应频率的红外光过来，就会认为收到了红外载波型号，而不能区分是发射头1，还是发射头2发射过来的红外波。所以，当2个红外发码时序相差13us后，红外接收头接收到的脉冲宽度是628us，超出608.85 ~621.15us范围，这会导致家电无法被正确控制。

而本实施例通过上位机设置家电厂家软件定义的偏差为±K%，码库脉宽最小长度是M，则可允许的发射最小时序偏差范围是M*K% 。其中，除上位机外还可以是电脑主机。

当红外发射头为3个甚至更多的情况下，最先开始发送和最后开始发送的发射头，则时序偏差值不得大于M*K%，当检测到时序偏差超过M*K%时，被控设备可能会出现无法正确识别出控制指令出现控制失灵的情况。

通过设置偏差范围和提取码库脉宽最小长度从而能够保证在所允许的误差范围内能够进行红外遥控，能够保证被控设备能够接收控制指令，避免被控设备发生控制失灵的情况。

可选的，若干个红外发射驱动电路的信号源不接同一个信号驱动源时需要满足所有信号的时序偏差必须小于M*K% 。

本发明实施例提供了一种红外发射管控制装置，如图4所示，包括：

获取模块1，用于获取码库中所有码库脉宽的长度；其中，与本地连接的至少2个红外发射单元是基于所述码库脉宽进行控制信号的调制的；

确定模块2，用于基于所述所有码库脉宽的长度，确定所述码库脉宽的最小长度；

计算模块3，用于根据所述码库脉宽的最小长度，计算本地每次同时向所述至少2个红外发射单元发送控制信号的持续时间。

通过获取模块获取脉宽，利用确定模块确定出最小的脉宽长度，在通过最小脉宽长度计算出最小持续时间，也就是最小的误差范围，从而能够避免产生时序不统一的情况，从而能够进一步保证其控制信号的一致性，减小设备控制失灵的情况。

本发明实施例提供了一种红外发射管控制电路，如图5所示，包括：

至少2个红外发射管单元；红外发射管单元，可以是集成模块，也可以是由分离元件组成的分离电路，其主要是为实现增加红外遥控的发射角度。

控制器，其控制端分别与所述至少2个红外发射管单元连接；其中，所述控制器通过所述控制端同时控制所述至少2个红外发射管单元。控制器可以是单片机，可以是ARM及逻辑控制器件。

控制的控制端连接至少2个红外发射管单元，利用红外发射管的发射角度以及多个红外发射管单元，从而能够通过增加红外发射管扩大红外遥控的发射角度，以提高红外遥控的控制范围，并减少用户反复的操作次数，方便用户对被控设备进行操作。

本发明实施例提供了一种红外发射管控制电路，如图5-7所示，除上述所叙述的电路外还可以是：

至少2个红外发射管单元连接至所述控制器的同一个控制端。通过控制器的单个控制端口并联多个红外发射管单元从而实现扩大红外遥控的发射角度，并且通过增加多个红外发射管单元，增加了红外发射的功率，从而使得红外发射的控制距离增加。

其中，红外发射管单元可以是：

红外发射管D1；设置有多个红外发射管D1，其红外发射管D1可以按照矩阵排列也可以以对角形式进行排列，优选的通过圆环形式进行红外发射管排列，能够获得大角度的控制范围。

放大电路30，其输入端与所述控制端连接，输出端与所述红外发射管D1的一端连接；所述放大电路30用于对所述控制端的输出信号进行放大。通过放大电路30对控制器输出的载波信号的电流进行放大。优选的，使用电流放大电路。

红外发射管D1连接放大电路30是为了放大控制信号的控制电流，以保证红外发射管能够获得足够电流，驱动其正常工作，保证电路能够正常工作。

放大电路30可以是：第一电阻R1，所述第一电阻R1的一端与所述控制端连接，另一端与第一可控开关Q1的第一端连接；第一电阻R1为限流电阻，以保证后级第一可控开关Q1处于正常工作状态。

第一可控开关Q1，其第二端与所述红外发射管D1的一端连接。其中，第一可控开关Q1可以为三极管，或，场效应管。其中，第一可控开关Q1的第一端为基极，所述第一可控开关Q1的第二端为集电极，所述第一可控开关Q1的第三端为发射极。优选的，第一可控开关Q1为NPN型。

红外发射管单元20，还包括：

电源电路50；为保证电路正常工作而进行供电，其供电电压可以是5V。

限流电路40，所述限流电路的一端与所述红外发射管D1的另一端连接，所述限流电路40的另一端与所述电源电路连接。其中，限流电路40，可以是：第二电阻R2，所述第二电阻R2的一端与所述红外发射管D1的另一端连接，所述第二电阻R2的另一端与所述电源电路50连接。可选的，限流电路40还可以是限流开关。

储能元件C1，所述储能元件C1的一端与所述第二电阻R2的另一端连接，所述储能元件C1的另一端接地。储能元件C1可以是电容。

利用电源电路50给连接电路进行供电，而利用限流电路40以防止电流过大损坏红外发射管单元20。并且当电路中的耗电突然增大，其供电的电压将会被拉低，产生噪音；严重还会导致控制器进入重启。并且当储能元件为电容时，利用其电容隔直流通交流的特性，能够减少电压脉动，减少噪声，使其电路的稳定性能够提高。

本发明实施例提供了一种红外发射管的控制方法，包括：

获取用户指令；控制器获取用户发出的控制指令，并通过所获取的控制指令调用预设在存储器的控制动作，并利用红外发射头把信号发射给被控设备，执行对应的被控动作。例如：当需要执行打开空调，则用户可以通过机械动作（按下遥控的打开命令）或是语音控制（说出打开空调）发出控制信号，控制器接收到控制指令后，并从预设的动作执行库中提取动作命令，使被控设备动作。其中被控设备动作是需要与控制指令相对应。其中，控制器可以是单片机等有存储和判断功能的元件/芯片。

基于所述用户指令，同时向至少2个红外发射管单元20发送控制信号；其中，所述至少2个红外发射管单元20与本地的控制端连接。其中，至少2个红外遥控发射管可以在遥控设备上延遥控设备的外围部分按圆弧排列。

利用用户指令控制多个红外发射管单元20从而能够在大角度范围内是实现对可控设备的控制，并且能够减少用户反复操作红外遥控的次数，延长红外遥控的使用寿命，和提高红外遥控的精准控制能力。

可选的实施例

如图7所示，在电路中设置有N个红外发射管，其中N个红外发射管呈半圆弧形状等间距排列在电路面向控制设备的接收红外管的方向。其中，每个发射管D1有1个限流模块40和1个电流放大模块30，限流模块40用于限制流过红外发射管D1的电流，防止红外发射管工作时烧毁，而电流放大模块接收控制器10的载波信号后，对载波信号进行电流放大，从而实现红外发射头载波发射。其中，N个红外发射头电路的红外载波信号都是从控制器10的同一个接口发出,以保证多个红外发射管时序的一致性，并且通过使用多个N个红外发射管D1还能够增强所发送的信号及改善红外发射管D1的方向性，通过设置多个红外发射管D1能够实现大角度控制被控设备。可选的，红外发射管可以以阵列形式排列也可以呈圆环/圆弧形式排列。

具体的，红外发射头电路可以是如图6所示；包括限流模块40，电流放大模块30，其中，限流模块40为电阻R2，电流放大模块30由R1和Q1组成；而红外发射电路的信号驱动源为同一个。电阻R2可以为限流电阻、限流器、限流芯片等，而电流放大模块30中的可以是三极管、场效应管。

可选的实施例

如图7所示，至少2个或2个以上的红外发射单元20并联在1个控制器的一个控制端口上，信号通过放大电路的第一电阻R1和第一可控开关管Q1进行电流方法，使其从控制器控制脚传输出来的控制信号的功率足够驱动红外发射管D1工作，利用由R2组成的限流电路对流经红外发射管D1的电流进行限制，防止因电压或电流波动而对电路造成的干扰。利用电容C1防止因电压或电流波动而对电路造成的干扰，此外该电容可以是旁路电容和滤波电容。

利用单个控制口连接多个控制单元，从而能够节省控制端口的使用，增加电路的集成度，并且通过单个控制端口连接多个控制单元能够实现信号同步从而有利于增加红外发射的功率，增加控制距离，并且连接多个控制单能够实现大角度遥控被控设备。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (2)

1.一种红外发射管的控制方法，其特征在于，包括：

获取码库中所有码库脉宽的长度；其中，与本地连接的至少2个红外发射单元是基于所述码库脉宽进行控制信号的调制的；所述至少2个红外发射单元的信号源不接同一个信号驱动源；

基于所述所有码库脉宽的长度，确定所述码库脉宽的最小长度；

根据所述码库脉宽的最小长度，计算本地每次同时向所述至少2个红外发射单元发送控制信号的持续时间，其中，计算持续时间包括：计算预设偏差与所述码库脉宽的最小长度的乘积，得到所述持续时间，所述预设偏差为家电厂家软件定义的偏差为±K%，所述码库脉宽最小长度为M。

2.一种红外发射管的控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取码库中所有码库脉宽的长度；其中，与本地连接的至少2个红外发射单元是基于所述码库脉宽进行控制信号的调制的；所述至少2个红外发射单元的信号源不接同一个信号驱动源；

确定模块，用于基于所述所有码库脉宽的长度，确定所述码库脉宽的最小长度；

计算模块，用于根据所述码库脉宽的最小长度，计算本地每次同时向所述至少2个红外发射单元发送控制信号的持续时间，其中，计算持续时间包括：计算预设偏差与所述码库脉宽的最小长度的乘积，得到所述持续时间，所述预设偏差为家电厂家软件定义的偏差为±K%，所述码库脉宽最小长度为M。

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