一种蓝牙遥控器
技术领域
本发明涉及远程控制技术领域,尤其涉及一种蓝牙遥控器。
背景技术
遥控器是一种用来远程控制机械或设备的装置,目前的遥控器通过红外线二极管发射红外线信号,由被控制设备的红外接收器将收到的红外信号转换成电信号,最终解码出相应的控制指令来完成对机顶盒、空调、公交车门等设备的控制操作。常规的红外线遥控器受限于发射功率与耗电量、接收灵敏度与信号干扰间的矛盾,以及红外线近似于光的传播特性,其遥控距离较短,信号传输路径对阻隔物反应非常敏感。并且,由于设备供应商对控制指令编码方式的不同,其对于被遥控的设备几乎不具备通用性。
近年来,随着射频网络通信技术的飞速发展,红外遥控器逐渐被智能遥控器所取代。智能遥控器或智能设备通过WiFi连接被控制设备并传输控制信号和反馈数据来完成对被控制设备的远程操控。但是,这种遥控方式建立于无线局域网络的基础上,其需要在遥控设备的应用环境中设置无线网络环境并设置无线路由器或交换机作为硬件基础,遥控器无法独立运作。
蓝牙技术作为一种无线数据和语音通信开放的全球规范,基于低成本的近距离无线连接,为固定和移动设备建立通信环境,其在近距离无线通信过程中能够在主、从设备间直接建立通信连接而无需中间设备,其通信协议具有泛用性,抗干扰性强,再加之低功耗蓝牙技术的发展,使得蓝牙技术具有作为远程遥控通信手段的良好基础。但是,现有的蓝牙遥控器仅作为手机操作的近距离遥控器使用,不具有多设备控制能力,其仍具有很大的改进空间和发展前景。并且,随着物联网时代的到来,室内智能设备密度呈爆发式增长,如何建立具有足够设备容量的抗干扰、超视距智能遥控系统也成为远程控制领域的一个发展方向。
发明内容
针对现有技术中的上述缺点,本发明提出一种蓝牙遥控器,包括控制部和蓝牙部,所述蓝牙遥控器识别与其连接的蓝牙设备的设备信息,并根据所述设备信息制定控制指令集并向所述蓝牙设备发送控制信号。
所述蓝牙部包括设备认证模组、信道调配模组、信号收发模组和控制解调模组。
所述设备认证模组用于通过GAP协议进行宣告和扫描各频段下的蓝牙设备宣告并通过SM协议作为主设备与其它蓝牙设备或作为从设备与智能设备建立配对和连接。
所述信道调配模组用于根据蓝牙设备序列、系统时钟、频隙、时隙和秘钥基于智能跳频模型生成跳频序列,所述跳频序列是蓝牙设备序列、系统时钟、秘钥、频隙和时隙的函数。
所述信号收发模组用于向蓝牙设备发送控制信号和跳频序列、从蓝牙设备接收反馈信息、从智能设备接收与智能设备保持配对关系的蓝牙设备的配对信息和配置信息。
所述控制解调模组根据所述信号收发模组接收的反馈信息、配对信息和配置信息提取所述蓝牙设备的设备信息,并根据所述设备信息制定控制指令集。
所述控制部用于从使用者获取控制输入信息,其包括语音模组、触控模组和按键模组。
所述设备认证模组与智能设备建立连接后,所述蓝牙部通过所述信号收发模组从所述智能设备获取与所述智能设备保持配对关系的蓝牙设备的配对信息、配置信息以及数据收发日志,所述控制解调模组通过所述配对信息、所述配置信息以及所述数据收发日志根据GATT规范获取所述蓝牙设备的设备信息并根据所述设备信息制定用于控制所述蓝牙设备的控制指令集,所述设备认证模组根据所述配对信息和所述配置信息与所述蓝牙设备建立配对和连接,所述控制解调模组根据所述控制部获得的输入信息从所述控制指令集调取控制指令并通过所述信号收发模组将相应的控制信号发送至所述蓝牙设备。
所述设备认证模组还能够直接与所述蓝牙设备建立连接,所述蓝牙部通过所述信号收发模组从所述蓝牙设备获取所述设备信息,再由所述控制解调模组根据GATT规范处理所述设备信息并制定用于控制所述蓝牙设备的控制指令集,所述设备认证模组根据所述配对信息和所述配置信息与所述蓝牙设备建立配对和连接,所述控制解调模组根据所述控制部获得的输入信息从所述控制指令集调取控制指令并通过所述信号收发模组将相应的控制信号发送至所述蓝牙设备。
所述设备信息包括设备类型、设备规范以及数据输出格式。
所述蓝牙遥控器还能够用于构建智能蓝牙遥控系统;所述智能蓝牙遥控系统还包括多个所述蓝牙设备,多个定位节点;所述蓝牙遥控器与所述蓝牙设备通过BLE扫描来自所述定位节点的宣告,并根据其接收所述定位节点宣告信号的强度通过K-means聚类算法进行室内定位。
所述蓝牙遥控器根据目标蓝牙设备的定位信息设定通信路径,所述通信路径由多个所述蓝牙设备组成;多个所述蓝牙设备按照所述蓝牙遥控器规划的通信路径依次建立蓝牙连接,所述蓝牙遥控器与所述目标蓝牙设备的通信数据依次通过所述通信路径所指定的所述蓝牙设备进行传递。
所述蓝牙遥控器和所述蓝牙设备与其附近的所述定位节点建立蓝牙连接,所述定位节点还用于接收和转发来自所述蓝牙遥控器和所述蓝牙设备的通信数据。
所述蓝牙遥控器通过所述定位节点向与其建立蓝牙连接的一个或多个蓝牙设备发送控制指令。
附图说明
图1为本发明实施例蓝牙遥控器工作方式一的工作原理示意图;
图2为本发明实施例蓝牙遥控器工作方式二的工作原理示意图;
图3为本发明实施例蓝牙遥控器智能遥控系统的定位原理示意图;
图4为本发明实施例蓝牙遥控器远距离遥控工作方式一的工作原理示意图;
图5为本发明实施例蓝牙遥控器远距离遥控工作方式二的工作原理示意图;
其中:
100为蓝牙遥控器;110为蓝牙部、111为设备认证模组、112为信道调配模组、113为信号收发模组、114为控制解调模组;120为控制部;
P1,P2,…,Pn分别为蓝牙设备;B1,B2,B3分别为定位区间;S1,S2,…,S9分别为各定位节点;C1,C2,C3分别为各定位区间的中心位置。
具体实施方式
为了实现单一蓝牙遥控器对多种蓝牙设备的大容量、抗干扰、远距离遥控操作,本发明所述蓝牙遥控器100是通过以下技术方案实现的:
实施例1:
请参阅图1,图1本发明实施例蓝牙遥控器工作方式一的工作原理示意图。本实施例提供一种蓝牙遥控器100,包括控制部120和蓝牙部110,所述蓝牙遥控器100识别与其连接的蓝牙设备的设备信息,并根据所述设备信息制定控制指令集并向所述蓝牙设备发送控制信号。
所述蓝牙部110包括设备认证模组111、信道调配模组112、信号收发模组113和控制解调模组114。
所述设备认证模组111用于通过GAP协议进行宣告和扫描各频段下的蓝牙设备宣告并通过SM协议作为主设备与其它蓝牙设备或作为从设备与智能设备建立配对和连接。
所述信道调配模组112用于根据蓝牙设备序列、系统时钟、频隙、时隙和秘钥基于智能跳频模型生成跳频序列,所述跳频序列是蓝牙设备序列、系统时钟、秘钥、频隙和时隙的函数。
在所述智能跳频模型中,蓝牙设备按照一定的周期工作,其在每个周期,即一个系统时钟TOD中更换频隙Q以躲避其它射频通信信号的干扰,设备以时隙t作为时间间隔执行跳频。对于设备序列Pn的跳频序列Wn={wn i},其第i个设备在第k个周期的跳频序列wn i是系统时钟TOD、频隙Q、时隙t、秘钥K的函数:
该算法保证跳频序列Wn对频隙Q和时隙t具有自适应性,能够适应不同的设备密度和通信信道环境。
所述信号收发模组113用于向蓝牙设备发送控制信号和跳频序列、从蓝牙设备接收反馈信息、从智能设备接收与智能设备保持配对关系的蓝牙设备的配对信息和配置信息。
所述控制解调模组114根据所述信号收发模组113接收的反馈信息、配对信息和配置信息提取所述蓝牙设备的设备信息,并根据所述设备信息制定控制指令集。
所述控制部120用于从使用者获取控制输入信息,其包括语音模组、触控模组和按键模组。
所述设备认证模组111与智能设备建立连接后,所述蓝牙部110通过所述信号收发模组113从所述智能设备获取与所述智能设备保持配对关系的蓝牙设备的配对信息、配置信息以及数据收发日志,所述控制解调模组114通过所述配对信息、所述配置信息以及所述数据收发日志根据GATT规范获取所述蓝牙设备的设备信息并根据所述设备信息制定用于控制所述蓝牙设备的控制指令集,所述设备认证模组111根据所述配对信息和所述配置信息与所述蓝牙设备建立配对和连接,所述控制解调模组114根据所述控制部120获得的输入信息从所述控制指令集调取控制指令并通过所述信号收发模组113将相应的控制信号发送至所述蓝牙设备。
其中,所述蓝牙设备是带有蓝牙传输功能的智能家居设备、智能医疗设备、智能健身设备中的一种或几种;所述智能设备是智能手机、智能盒子、计算机或其它支持蓝牙功能的智能主控设备。所述蓝牙遥控器100的外形为长度不超过80mm,宽度不超过40mm,厚度不超过10mm的长方体。
所述蓝牙遥控器100能够支持2.4-2.4835GHz的ISM频段和240-250GHz的高频频段。
在本实施例中,所述蓝牙遥控器100首先作为从设备与智能设备建立连接,并从智能设备获取与该智能设备配对的蓝牙设备信息,进而获取该智能设备与相应蓝牙设备配对的秘钥、跳频设定、信道等配置信息。所述蓝牙遥控器100能够安全地与这些蓝牙设备建立连接而无需重新配对和配置,从而代替所述智能设备在与被操控的蓝牙设备的蓝牙连接中的主设备地位,并通过分析所述蓝牙设备的设备信息和数据收发日志建立适用于不同蓝牙设备的指令集,从而实现以单一遥控器控制多种蓝牙设备的技术效果。
例如,所述蓝牙遥控器100通过智能盒子获取与其蓝牙连接的智能家居设备的配对信息和配置信息并分别与蓝牙电视、蓝牙音箱、蓝牙空调、蓝牙清洁机器人建立蓝牙连接,所述蓝牙遥控器100通过分析所述智能家居设备的设备类型、设备规范和数据收发日志的内容设定适用于该种智能家居设备的控制指令集。当智能家居设备为蓝牙空调时,则根据其设备类型空调设定其控制指令集如温度调节类指令、模式调节类指令、风量调节类指令,根据其设备规范和数据收发日志解析其编码规范,进而完成对控制指令的编码,并解码其反馈数据,将反馈数据通过输出部向使用者展示;当智能家居设备为智能清洁机器人时,所述控制指令集则分为清洁区域类指令、启停控制类指令,所述蓝牙遥控器100采用其所支持的设备规范和编码规范对控制指令进行编码并对反馈数据进行解码。
又如,当所述蓝牙设备为蓝牙穿戴设备时,所述蓝牙遥控器100通过GATT规范识别其包含“心率传感器”组件,其即能够根据GATT规范中该“心率传感器”组件的设备属性制定控制指令集,根据其编码规范对诸如“测量用户心率”指令进行编码,并将反馈数据解码为用户的心率检测值;或者,所述蓝牙遥控器100通过所述智能设备与该蓝牙穿戴设备的数据收发日志识别其设备类型,以数据收发日志中的控制指令和编码方式为基础建立控制指令集和编码规范;该控制指令集和编码规范能够借由数据收发日志中控制指令的更新而更新,或者,由所述蓝牙控制器对该蓝牙设备的设备规范的确定而更新。
对于支持多对多蓝牙连接的蓝牙设备,所述蓝牙遥控器100还具有蓝牙中继的功能,即每个与所述蓝牙遥控器100连接的蓝牙设备均能够作为所述控制信号和反馈数据传送的中转通信节点,所述蓝牙遥控器100根据所述蓝牙设备与其连接信号的强度设定连接的中转路径,从而拓展了所述蓝牙遥控器100的遥控距离和连接稳定性;所述蓝牙遥控器100体积较小,具有便携性,使用者能够通过夹持部件或佩戴部件随身携带(例如佩戴于手腕、夹持于衣物),从而在智能设备不适用的位置代替其进行远程操控,或摆脱智能设备体积较大不便携带或触摸屏不易操作的限制,例如,在厨房烹饪的同时遥控其它房间的蓝牙设备或获取其状态参数。
实施例2:
请参阅图2,图2为本发明实施例蓝牙遥控器100工作方式二的工作原理示意图。本实施例提供一种将所述蓝牙遥控器100直接与蓝牙设备配对连接并获取其设备信息制定控制指令集的设定方式。
在本实施例中,所述设备认证模组111直接与所述蓝牙设备建立连接,所述蓝牙部110通过所述信号收发模组113从所述蓝牙设备获取所述设备信息,再由所述控制解调模组114根据GATT规范处理所述设备信息并制定用于控制所述蓝牙设备的控制指令。
实施例3:
请参阅图3,图3为本发明实施例蓝牙遥控器智能遥控系统的定位原理示意图。本实施例提供一种遥控距离超出蓝牙连接距离的智能蓝牙遥控系统的实施方式。所述智能蓝牙遥控系统还包括多个所述蓝牙设备,多个定位节点;所述蓝牙遥控器100与所述蓝牙设备通过BLE扫描来自所述定位节点的宣告,并根据其接收所述定位节点宣告信号的强度通过K-means聚类算法进行室内定位。
所述K-means聚类算法利用定位区域内信号的多径效应特征,根据多个所述蓝牙设备的定位区间的相似程度对其分组,计算各分组的中心位置,对于移动的被定位设备,则通过比对该设备与各分组中心位置的相似程度将其划分至相应的分组,再使用指纹定位法对其定位,从而提高对于移动目标,特别是多移动目标下的室内定位精度。所述智能蓝牙遥控系统对多个移动目标的室内定位平均定位误差小于1m,其对蓝牙设备的分组和精确定位使得所述系统能够根据所述蓝牙遥控器100与目标蓝牙设备的相对位置规划通信路径,建立以定位区间分组为基础的通信组来与超出所述蓝牙遥控器100的蓝牙连接范围的蓝牙设备传递控制指令和反馈数据。
请参阅图4,图4为本发明实施例蓝牙遥控器远距离遥控工作方式一的工作原理示意图。所述蓝牙遥控器100根据目标蓝牙设备的定位信息设定通信路径,所述通信路径由多个所述蓝牙设备组成;多个所述蓝牙设备按照所述蓝牙遥控器100规划的通信路径依次建立蓝牙连接,所述蓝牙遥控器100与所述目标蓝牙设备的通信数据依次通过所述通信路径所指定的所述蓝牙设备进行传递。
请参阅图5,图5为本发明实施例蓝牙遥控器100远距离遥控工作方式二的工作原理示意图。在另一较佳实施例中,所述蓝牙遥控器100和所述蓝牙设备与其附近的所述定位节点建立蓝牙连接,所述定位节点还用于接收和转发来自所述蓝牙遥控器100和所述蓝牙设备的通信数据。
所述蓝牙遥控器100通过所述定位节点向与其建立蓝牙连接的一个或多个蓝牙设备发送控制指令。
需要注意的是,以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施方式仅限于此,在上述实施例的指导下,本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形,而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。