CN111754749B - 一种具备自学习能力的遥控器及其控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种具备自学习能力的遥控器及其控制电路。所述遥控器包括遥控信号探测单元、遥控信号确认单元、遥控信号储存单元、遥控信号匹配单元以及遥控电路配置单元。遥控信号探测单元为分布于预定目标场景范围内不同位置的多个遥控信号探测传感器；遥控信号储存单元接收所述经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将所述确认有效的遥控信号存贮至包含组合开关模块的储存模块。遥控信号匹配模块将所述信号有效值与所述确认有效的遥控信号进行匹配后，发送匹配信号至所述遥控电路配置单元。本发明的技术方案能够在自学习时充分考虑信号本身属性和位置属性，并采用开关组合状态进行状态识别，在保证多样性的同时降低了自学习的硬件成本。

Description

一种具备自学习能力的遥控器及其控制电路

技术领域

本发明属于家居控制技术领域，尤其涉及一种具备自学习能力的遥控器及其控制电路。

背景技术

随着科技的发展,越来越多的现代电器比如:音响、电视机、空调、热水器、电脑、微波炉成为人们生活的必需品。这些电器通常都依赖于遥控器进行操作。但由于各种红外遥控编码格式的不同,使得各种产品的遥控器不能相互兼容,这给人们的日常生活带来了诸多不便。

现有技术已经存在能够遥控不同家用电器的万能红外遥控器,例如，中国实用新型专利CN206162865U的公开的学习型红外遥控器，包括用于捕捉红外信号的脉冲时间和间隔时间的红外接收单元、用于向红外遥控设备发射红外信号的红外发射单元、用于调制产生38kHz载波信号的中央处理器及用于存储所述红外接收单元捕捉到的全部时间信号的存储单元，该实用新型能够学习各种红外遥控设备的编码，并通过38kHz载波发送学习到的记忆信号，实现了对各种红外遥控的学习，实现了的自学习遥控；中国发明专利申请CN102903220A提出一种基于互联网的自学习遥控控制方法及其吸顶型遥控器，采用从数据库中下载相关设备遥控数据的方式进行自学码，解决现有技术中操作比较困难以及无法对空调设备进行遥控的技术问题。

然而，发明人发现，这些万能红外遥控器多存在可遥控的家用电器种类不多、操作复杂、价格昂贵等缺点。

此外，虽然学习型红外遥控器能够学习、记忆各种家电设备遥控器的遥控信号，可以集多种遥控器功能于一体，实现对多个家电设备的遥控。但是目前所有学习型遥控器都用微处理器通过运行程序软件来实现，基本都采用波形复制的方法来解决学习不同遥控编码格式的问题。

例如，参考文献1(侯继红,马聪承,苏振忠.用FPGA芯片实现自学习型红外遥控器设计[J].电子技术与软件工程,2017(13):115-117)公开利用FPGA器件为载体，通过VerilogHDL语言设计数字逻辑电路的方法来实现学习型红外遥控器。为了解决波形复制方法带来的存储容量大的问题，根据每种红外遥控编码格式的引导码不同，提出通过引导码识别时序电路，识别不同类型的红外遥控编码，并根据不同编码方法设计不同的解码电路。同时采用按键复用的时序电路设计，解决一个按键可以遥控不同类型设备的问题；参考文献2(林武,何明华,徐志.一类学习型红外遥控器电路设计关键技术分析[J].南昌大学学报(工科版),2008(03):279-282+306)介绍了一种基于AT89S52的自学习型红外遥控器,该遥控器利用单片机AT89S52作为整个系统的主控部件。通过接收电路接收红外遥控器发送过来的红外遥控信号,然后经过存储电路把红外遥控信号存储起来,最后通过键盘电路和发送电路实现遥控家用电器的功能。

然而，随着智能家居时代的到来，可遥控控制的家用电器越来越多，品种不断更新，现有技术的上述学习方法已经不能满足需要；此外，在一个家庭中，虽然存在多种可遥控电器，但是不同位置不同区域的电器实际上存在不同的控制问题，而现有技术的可学习型遥控器并未考虑位置分布问题带来的控制策略控制。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种具备自学习能力的遥控器及其控制电路。所述遥控器包括遥控信号探测单元、遥控信号确认单元、遥控信号储存单元、遥控信号匹配单元以及遥控电路配置单元。遥控信号探测单元为分布于预定目标场景范围内不同位置的多个遥控信号探测传感器；遥控信号储存单元接收所述经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将所述确认有效的遥控信号存贮至包含组合开关模块的储存模块。遥控信号匹配模块将所述信号有效值与所述确认有效的遥控信号进行匹配后，发送匹配信号至所述遥控电路配置单元；遥控单元配置单元将所述匹配信号配置于所述包含组合开关模块的储存模块中。所述控制电路包括数据编码模块与控制码生成模块；所述数据编码模块用于接收输入信号并对其进行编码；所述控制码生成模块用于生成多个控制组合码，所述控制组合码用于控制所述组合开关模块的状态。

本发明的技术方案能够在自学习时充分考虑信号本身属性和位置属性，并采用开关组合状态进行状态识别，在保证多样性的同时降低了自学习的硬件成本。

具体来说，在本发明的第一个方面，提供一种具备自学习能力的遥控器，所述遥控器包括遥控信号探测单元、遥控信号确认单元、遥控信号储存单元、遥控信号匹配单元以及遥控电路配置单元；

作为本发明的第一个优点，本发明的技术方案充分考虑信号本身属性和位置属性，具体体现在：

所述遥控信号探测单元为分布于预定目标场景范围内不同位置的多个遥控信号探测传感器，用于探测在所述预定目标场景范围内的产生的遥控信号。

这一点是不同于现有技术的关键创新点之一；

所述遥控信号确认单元与所述遥控信号探测单元无线连接，接收所述遥控信号探测单元探测到的遥控信号，并确认所述遥控信号的有效性；

更具体的，作为体现上述关键创新点具体实现的关键技术手段之一，所述目标场景范围包括多个可识别的子区域，每个所述遥控信号探测单元分布于所述多个可识别的子区域之一；

所述遥控信号探测单元探测在所述预定目标场景范围内的产生的遥控信号发送给所述遥控信号确认单元，具体包括：

所述遥控信号探测单元将所述遥控信号以及自身分布的子区域位置发送至所述遥控信号确认单元。

在此基础上，所述遥控信号储存单元接收所述经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将所述确认有效的遥控信号存贮至包含组合开关模块的储存模块中，并向用户操作终端反馈信号有效值；

所述遥控信号匹配模块连接所述用户操作终端；

所述遥控信号匹配模块基于所述信号有效值以及接收的所述经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将所述信号有效值与所述确认有效的遥控信号进行匹配后，发送匹配信号至所述遥控电路配置单元；

所述遥控单元配置单元将所述匹配信号配置于所述包含组合开关模块的储存模块中。

作为优选，所述用户操作终端为安装有不同被遥控设备的控制APP，所述用户操作终端接收到所述信号有效值之后，发出语音提示命令，所述语音提示命令包括对应于所述信号有效值的多个功能控制选项。

更具体的，作为本发明节省硬件成本的另一个具体实现，所述遥控信号探测单元包括第一数量的遥控信号探测传感器，所述遥控信号确认单元包括第二数量的遥控信号接收器，所述第二数量小于第一数量。

作为本发明不同于现有技术的另一个创新点，所述遥控信号储存单元接收所述经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将所述确认有效的遥控信号存贮至包含组合开关模块的储存模块中，并向用户操作终端反馈信号有效值，具体包括：

所述储存模块包括第一开关组合电路和第二组合开关电路；

所述第一组合开关电路和第二组合开关电路均包含多个开关元件以及电阻元件；

接收所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号的属性值以及对应于该有效遥控信号的子区域位置值；

控制所述第一组合开关电路的多个开关元件进行开闭状态转换，以生成所述每个开关元件的开闭状态组成的二维编码值，所述二维编码值对应所述有效遥控信号的属性值；

控制所述第二组合开关电路的多个开关元件进行开闭状态转换，以生成所述第二组合开关电路中的电阻负载值，所述电阻负载值对应所述有效遥控信号的子区域位置值。

采用上述技术方案，本发明通过简单的开关组合状态识别保存不同的控制模式信号，避免采用复杂的微处理器控制电路以及诸如FPGA、嵌入式设备以及逻辑控制器等。

在组合开关电路中，不同有效遥控信号的属性值对应的二维编码值不同；

不同有效遥控信号的子区域位置值对应的电阻负载值不同。

在本发明的第二个方面，提供一种控制电路，所述控制电路用于控制前述的一种具备自学习能力的遥控器；

更具体的，所述控制电路用于控制前述所述第一组合开关电路和第二组合开关电路。

在具体实现上，所述控制电路包括数据编码模块与控制码生成模块；

所述数据编码模块用于接收输入信号并对其进行编码；

所述控制码生成模块用于生成多个控制组合码，所述控制组合码用于控制所述组合开关模块的状态。

其中，所述控制码生成模块包括随时间和子区域位置属性值变化的随机数编码生成模型。

本发明可以通过计算机指令形式的程序自动化的实现上述控制电路并执行对应的控制方法，因此，在本发明的第三个方面，还提供一种非易失性可读存储介质，所述非易失性可读存储介质上存储有计算机程序指令，通过处理器和存储器执行所述计算机程序指令，用于实现前述控制电路并执行对应的控制方法。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的一种具备自学习能力的遥控器的整体结构图

图2是图1所述遥控器中使用的部分模块在目标场景范围内的分布位置和数量示意图

图3是图1所述遥控器的工作原理示意图

图4是图1所述遥控器对于有效信号的识别数据流图

图5是图1所述遥控器中组合电路的一个具体实施例

图6是控制图1所述遥控器的控制电路示意图

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述。

参照图1是本发明一个实施例的一种具备自学习能力的遥控器的整体结构图。

在图1中，所述自学习能力的遥控器包括遥控信号探测单元、遥控信号确认单元、遥控信号储存单元、遥控信号匹配单元以及遥控电路配置单元。

在图1基础上，结合图2，对其进一步进行分析如下：

所述遥控信号探测单元为分布于预定目标场景范围内不同位置的多个遥控信号探测传感器，用于探测在所述预定目标场景范围内的产生的遥控信号。

具体来说，在图2中，所述目标场景范围是家居环境。当然，本发明对此不做限制，目标场景范围可以是大型会场环境，例如大型智能电器展览馆等；

以图2所述目标场景范围是家居环境为例，所述目标场景范围包括多个可识别的子区域，每个所述遥控信号探测单元分布于所述多个可识别的子区域之一。

例如，在不同的房间各自布置一个遥控信号探测传感器，同时，对应于多个遥控信号探测传感器，可以布置一个遥控信号接收器。

在图2中，遥控信号探测传感器为6个，所述遥控信号接收器为三个。

这种布置，能够降低遥控信号接收器的数量，降低成本，这是本发明的技术方案充分考虑位置属性所得出的结果，而不是随意的选择。

结合图1-图2，所述遥控信号确认单元与所述遥控信号探测单元无线连接，接收所述遥控信号探测单元探测到的遥控信号，并确认所述遥控信号的有效性；

所述遥控信号储存单元接收所述经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将所述确认有效的遥控信号存贮至包含组合开关模块的储存模块中，并向用户操作终端反馈信号有效值。

所述用户操作终端为安装有不同被遥控设备的控制APP的便携终端，例如手机或者PDA。

以手机为例，其可以安装空调控制app、电视控制APP、风扇控制APP等；

所述用户操作终端接收到所述信号有效值之后，发出语音提示命令，所述语音提示命令包括对应于所述信号有效值的多个功能控制选项。

举例来说，功能控制选项可以是降低温度、开、关、摇头、左右摆风、电视换台等与对应遥控信号对应的被遥控电气设备对应的控制选项。

所述遥控信号匹配模块连接所述用户操作终端；

所述遥控信号匹配模块基于所述信号有效值以及接收的所述经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将所述信号有效值与所述确认有效的遥控信号进行匹配后，发送匹配信号至所述遥控电路配置单元；

所述遥控单元配置单元将所述匹配信号配置于所述包含组合开关模块的储存模块中。

结合图2，所述遥控信号探测单元探测在所述预定目标场景范围内的产生的遥控信号发送给所述遥控信号确认单元，具体包括：

所述遥控信号探测单元将所述遥控信号以及自身分布的子区域位置发送至所述遥控信号确认单元。

例如，来自厨房的抽风设备的遥控信号，会包含厨房位置-信号频段；

作为举例，在所述预定目标场景范围内的产生的遥控信号，一般是由被遥控设备本身配置的遥控器发出；但是，也有可能产生其他频段的遥控信号，例如手机时刻都在发送频段的无线电波；

因此，需要确认所述遥控信号的有效性。

所述遥控信号确认单元与所述遥控信号探测单元无线连接，接收所述遥控信号探测单元探测到的遥控信号，并确认所述遥控信号的有效性，具体包括：

所述遥控信号确认单元接收所述遥控信号探测单元发送的自身分布的子区域位置，将所述子区域位置与预先配置的位置集合进行匹配；

如果匹配失败，则所述遥控信号无效。

进一步的，参见图3，所述遥控信号确认单元与所述遥控信号探测单元无线连接，接收所述遥控信号探测单元探测到的遥控信号，并确认所述遥控信号的有效性，具体包括：

所述遥控信号确认单元接收所述遥控信号探测单元发送的自身分布的子区域位置，将所述子区域位置与预先配置的位置集合进行匹配；

如果位置匹配成功，则接收所述遥控信号探测单元发送的遥控信号的属性值；

将所述属性值与预先配置的属性结合进行匹配，

如果属性匹配成功，则所述遥控信号有效；

如果属性匹配失败，则所述遥控信号无效。

作为优选，可以预先存储常用被遥控电器的遥控器发出的信号属性，包括波长、频率、强度等，本发明对此不做限制；

在得到有效信号之后，参见图4，所述遥控信号储存单元接收所述经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将所述确认有效的遥控信号存贮至包含组合开关模块的储存模块中，并向用户操作终端反馈信号有效值，具体包括：

所述储存模块包括第一开关组合电路和第二组合开关电路；

所述第一开关组合电路和第二组合开关电路均包含多个开关元件以及电阻元件；

接收所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号的属性值以及对应于该有效遥控信号的子区域位置值；

控制所述第一开关组合电路的多个开关元件进行开闭状态转换，以生成所述每个开关元件的开闭状态组成的二维编码值，所述二维编码值对应所述有效遥控信号的属性值；

控制所述第二组合开关电路的多个开关元件进行开闭状态转换，以生成所述第二组合开关电路中的电阻负载值，所述电阻负载值对应所述有效遥控信号的子区域位置值。

更具体的，参见图5。第一开关组合电路或者第二组合开关电路包括多个开关以及多个电阻。

需要指出的，图5仅显示了部分的结构图，通过开关组合电路中对应开关的启闭，可以获得多种电阻通断状态，从而实现不同遥控信号的编码存储，而不必采用微处理器等复杂电路。

在图5中，所述电路还包括至少一个可充电-放电电容，保证电路安全。

在图5中，至少一个开关与所述电容并联；同时，图5中标出来不同的电阻的电阻值，例如R、2R等。

在图5中，至少两个开关具有直接的共同连接端点。

采用组合开关实现不同状态的二元编码控制，在本领域由来已久。例如，可参见如下文献：

Three-level active neutral-point-clamped zero-current-transitionconverter for sustainable energy systems.Li,Jin,Liu,Jinjun,Boroyevich,Dushan,Mattavelli,Paolo,Xue,Yaosuo.IEEE Transactions on Power Electronics.2011。

Generalisation of flying capacitor-based

active-neutral-point-clamped multilevel converter using voltage-levelmodulation.S.R.Pulikanti,G.S.Konstantinou,V.G.Agelidis.IET POWERELECTRONICS.2012

本实施例对此不再赘述。简而言之，开关的每一个开关状态可以用0或1来表示，N个开关的状态组合可以包括2^N个状态编码，完全足够满足不同属性下的遥控器匹配；同时，本实施例还采用了位置因素进行编码，相当于又多了N个选择，因此，此时的状态编码至少为N*2^N个。如果位置编码采用二元编码，则会更多。

相应的电阻负载值的编码也是类似，不再赘述。

因此，在本实施例中，可以实现唯一的编码识别和存储，即不同有效遥控信号的属性值对应的二维编码值不同；

不同有效遥控信号的子区域位置值对应的电阻负载值不同。

所述用户操作终端接收到所述信号有效值之后，发出语音提示命令，所述语音提示命令包括对应于所述信号有效值的多个功能控制选项；

将所述信号有效值与所述确认有效的遥控信号进行匹配，具体包括：

选择所述多个功能控制选项之一，与所述确认有效的遥控信号匹配后，发送至所述遥控电路配置单元；

所述遥控单元配置单元改变所述所述第一组合开关电路和第二组合开关电路的开关组合状态。

接下来参见图6。图6示出了控制电路，所述控制电路包括数据编码模块与控制码生成模块；所述数据编码模块用于接收输入信号并对其进行编码；所述控制码生成模块用于生成多个控制组合码，所述控制组合码用于控制所述组合开关模块的状态。

所述控制码生成模块包括随时间和子区域位置属性值变化的随机数编码生成模型。

在本实施例中，输入信号可以是前述的遥控信号的属性值以及子区域位置值，对其进行编码可以采用多种方式，例如二元编码方式或者数值编码，例如厨房表征为001，客厅表征为002；空调信号为0001，电视信号为0010等，本发明对于编码的方式不做限制。

基于位置编码以及电器属性编码，可以生成二元随机数编码形式的控制组合码，用于控制开关的启闭。

作为一个简单的例子，例如0100101表示第2、5、7个开关打开，其他开关关闭。当然，本发明实际的场景比这复杂，但是基本原理一样。

随时间和子区域位置属性值变化的随机数编码生成模型，可以参考本领域已有的各种随机码模型。

例如，对解进行直接的数学意义上的操作，随机键编码方法被广泛应用到一些离散型的组合优化问题中，参见文献：

Kolisch R,Hartmann S.Heuristic algorithms for solving the resourceconstrained project scheduling problem:classification and computationalanalysis.In:Weglarz,J.(ed.).

Project Scheduling–Recent Models,Algorithms and Applications,KluwerAcademic Publishers,Boston,1999:147-178。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种具备自学习能力的遥控器，所述遥控器包括：

遥控信号探测单元，所述遥控信号探测单元为分布于预定目标场景范围内不同位置的多个遥控信号探测传感器，用于探测在预定目标场景范围内的产生的遥控信号；

所述遥控信号探测单元将所述遥控信号以及自身分布的子区域位置发送至遥控信号确认单元；

所述遥控信号确认单元与所述遥控信号探测单元无线连接，接收遥控信号探测单元探测到的遥控信号，并确认所述遥控信号的有效性；

遥控信号储存单元，所述遥控信号储存单元接收经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将确认有效的遥控信号存贮至包含组合开关模块的储存模块中，并向用户操作终端反馈信号有效值；

遥控信号匹配模块，所述遥控信号匹配模块连接所述用户操作终端；

所述遥控信号匹配模块基于所述信号有效值以及接收的经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将所述信号有效值与所述确认有效的遥控信号进行匹配后，发送匹配信号至遥控电路配置单元；

遥控电路配置单元，所述遥控电路配置单元将所述匹配信号配置于所述包含组合开关模块的储存模块中；

所述遥控信号储存单元接收经所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号，将所述确认有效的遥控信号存贮至包含组合开关模块的储存模块中，并向用户操作终端反馈信号有效值，具体包括：

所述储存模块包括第一开关组合电路和第二组合开关电路；

所述第一开关组合电路和第二组合开关电路均包含多个开关元件以及电阻元件；

接收所述遥控信号确认单元确认有效的遥控信号的属性值以及对应于该有效的遥控信号的子区域位置值；

控制所述第一开关组合电路的多个开关元件进行开闭状态转换，以生成每个开关元件的开闭状态组成的二维编码值，所述二维编码值对应所述有效遥控信号的属性值；

控制所述第二组合开关电路的多个开关元件进行开闭状态转换，以生成所述第二组合开关电路中的电阻负载值，所述电阻负载值对应所述有效遥控信号的子区域位置值。

2.如权利要求1所述的一种具备自学习能力的遥控器，其特征在于：

所述遥控信号探测单元包括第一数量的遥控信号探测传感器，所述遥控信号确认单元包括第二数量的遥控信号接收器，所述第二数量小于第一数量。

3.如权利要求1所述的一种具备自学习能力的遥控器，其特征在于：

所述目标场景范围包括多个可识别的子区域，每个所述遥控信号探测单元分布于所述多个可识别的子区域之一。

4.如权利要求3所述的一种具备自学习能力的遥控器，其特征在于：

所述遥控信号确认单元与所述遥控信号探测单元无线连接，接收所述遥控信号探测单元探测到的遥控信号，并确认所述遥控信号的有效性，具体包括：

所述遥控信号确认单元接收所述遥控信号探测单元发送的自身分布的子区域位置，将所述子区域位置与预先配置的位置集合进行匹配；

如果匹配失败，则所述遥控信号无效。

5.如权利要求3所述的一种具备自学习能力的遥控器，其特征在于：

所述遥控信号确认单元与所述遥控信号探测单元无线连接，接收所述遥控信号探测单元探测到的遥控信号，并确认所述遥控信号的有效性，具体包括：

所述遥控信号确认单元接收所述遥控信号探测单元发送的自身分布的子区域位置，将所述子区域位置与预先配置的位置集合进行匹配；

如果位置匹配成功，则接收所述遥控信号探测单元发送的遥控信号的属性值；

将所述属性值与预先配置的属性结合进行匹配，

如果属性匹配成功，则所述遥控信号有效；

如果属性匹配失败，则所述遥控信号无效。

6.如权利要求1所述的一种具备自学习能力的遥控器，其特征在于：

不同有效遥控信号的属性值对应的二维编码值不同；

不同有效遥控信号的子区域位置值对应的电阻负载值不同。

7.如权利要求1所述的一种具备自学习能力的遥控器，其特征在于：

所述用户操作终端接收到所述信号有效值之后，发出语音提示命令，所述语音提示命令包括对应于所述信号有效值的多个功能控制选项；

将所述信号有效值与所述确认有效的遥控信号进行匹配，具体包括：

选择所述多个功能控制选项之一，与所述确认有效的遥控信号匹配后，发送至所述遥控电路配置单元；

所述遥控电路配置单元改变所述第一开关组合电路和第二组合开关电路的开关组合状态。

8.一种控制电路，所述控制电路用于控制权利要求1-7任一项所述的一种具备自学习能力的遥控器，其特征在于：

所述控制电路包括数据编码模块与控制码生成模块；

所述数据编码模块用于接收输入信号并对其进行编码；

所述控制码生成模块用于生成多个控制组合码，所述控制组合码用于控制所述组合开关模块的状态。

9.如权利要求8所述的一种控制电路，其特征在于：

所述控制码生成模块包括随时间和子区域位置属性值变化的随机数编码生成模型。

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