CN112565850A - 通过红外码和usb方式控制电视机的外置电子设备 - Google Patents
通过红外码和usb方式控制电视机的外置电子设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其包括：主控芯片、按键组、红外遥控发射模块、红外遥控接收模块、USB模块以及热释电红外运放电路，所述按键组用来进行按键控制，所述红外遥控发射模块、红外遥控接收模块用来利用红外信号的发射和接收来完成对电视机的控制；所述热释电红外运放电路用来进行热释电红外感应，启动后当检测到电视机与观看者之间的距离之后，如判断出距离太近则经主控芯片发出警告。USB模块用来完成本发明电子设备与外部设备的数据交换；通过USB模块来完成开关机和定时的功能，通过USB模块来识别断电、通电。本发明具有结构简单、操作简便、控制效果好等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及到电视机控制设备的技术领域，特指一种通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备。
背景技术
电视机早已成为家家户户必备的一个产品，它也深受人们的喜爱。但是，众所周知的是，长时间观看电视将会对人的视力产生一定影响，造成眼睛的疲劳或伤害，尤其是对于青少年、儿童而言更是如此。儿童看电视过程中，近距离看电视就经常会带来的对儿童眼睛的伤害，造成近视等情况的发生。
有从业者尝试通过研发一些外部控制设备对电视机进行控制，以完成对电视机相应的控制，从而保证电视机使用者始终保证在一个合理的观看距离之下。但是，目前市面上现有产品的原理，基本上都是以切断视频输入信号方式为主，或者使用纯红外控制的方式。如使用视频信号开关的方式，会导致音频信号处理紊乱，以及造成视频端口无法通用的用户痛点。如使用纯红外控制的方式，会导致无法同步判断用户的主动控制状态，很容易丢失控制动作，造成误操作。
通过测试和实践使用，以上控制方式仍然存在的一些缺陷和不足：
1、切断视频源信号，声音信号无法切断。
2、视频接口种类较多，无法用通用方式涵盖所有类型端口。
3、用户需求有暂停，静音等操作时，仅切断视频源无法满足。
4、原有设备仅能实现单一切换功能，互动功能不丰富，无法根据用户场景作出相应判断和动作。
5、原有设备不能实现定时观看，不能解决儿童长时间观看电视带来的视力保护问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、操作简便、控制效果好的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其包括：主控芯片、按键组、红外遥控发射模块、红外遥控接收模块、USB模块以及热释电红外运放电路，所述按键组用来进行按键控制，所述红外遥控发射模块、红外遥控接收模块用来利用红外信号的发射和接收来完成对电视机的控制；所述热释电红外运放电路用来进行热释电红外感应，启动后当检测到电视机与观看者之间的距离之后，如判断出距离太近则经主控芯片发出警告；所述USB模块用来完成本发明电子设备与外部设备的数据交换；通过USB模块来完成开关机和定时的功能，通过USB模块来识别断电、通电。
作为本发明的进一步改进：所述热释电红外运放电路启动热释电红外感应之后，在设定的时间阈值后，触发热释电红外中断，并经主控芯片发出声音报警。
作为本发明的进一步改进：所述主控芯片直接发出声音报警，在此基础上，本发明还包括语音模块，所述语音模块用于不同模式时播报对应的预定语音。
作为本发明的进一步改进：所述触发热释电红外中断之后进行中断时间计数，在超过设定的中断时间计数之后，才经主控芯片发出声音报警。
作为本发明的进一步改进：还包括存储模块，用于存储学习遥控信号、已学习的按键状态信息。
作为本发明的进一步改进：所述存储模块内存储有儿童控制模式和成人控制模式，在所述儿童控制模式下所述热释电红外运放电路处于工作状态，在所述成人控制模式下所述热释电红外运放电路处于非工作状态。所述主控芯片用来对存储模块进行模式调用和控制。
作为本发明的进一步改进：当按一次时且判断为儿童模式时，启动热释电红外感应，触发热释电红外中断，在电视机未暂停、未静音、未关机时开启红外遥控发射模块发射红外信号。
作为本发明的进一步改进：还包括USB模块，用来完成本发明电子设备与外部设备的数据交换。通过USB模块来完成开关机和定时的功能，通过USB模块来识别断电、通电。进一步通过USB模块，可以实现定时观看电视的功能，如可以根据实际需要设计使其看20分钟休息3分钟，有利于儿童眼睛放松，预防近视。
作为本发明的进一步改进：还包括电源管理模块，用来给本发明电子设备的各个器件进行供电。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，结构简单、操作简便、控制效果好，通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备感应到儿童靠近，对电视机发出指令，关闭电视机、暂停电视画面或者静音。
2、本发明的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，通过usb模块作为控制器响应状态识别，进行红外通讯控制，这种属于一种创新型的混合通讯方式，并非使用了usb通讯直接控制或者红外通讯直接控制机器状态。进一步，本发明采用了外部混合通讯控制方式的开关定时功能控制器，可广泛应用于电视机等家电，属于智能家居范畴。
附图说明
图1为本发明在具体实施例中的拓扑结构原理示意图。
图2为本发明在具体实施例中单片机STM32F070的示意图。
图3为本发明在具体实施例中红外遥控发射模块的示意图。
图4为本发明在具体实施例中电源管理模块的示意图。
图5为本发明在具体实施例中语音模块的示意图。
图6为本发明在具体实施例中红外遥控接收模块的示意图。
图7为本发明在具体实施例中热释电红外运放电路的示意图。
图8为本发明在具体实施例中USB模块的示意图。
图9为本发明在具体实施例中按键模块的示意图。
图10为本发明在具体实施例中的工作流程示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1-图3所示，本发明的一种通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，包括：主控芯片、按键组、红外遥控发射模块、红外遥控接收模块以及热释电红外运放电路，所述按键组用来进行按键控制，所述红外遥控发射模块、红外遥控接收模块用来利用红外信号的发射和接收来完成对电视机的控制；所述热释电红外运放电路用来进行热释电红外感应，启动后当检测到电视机与观看者之间的距离之后，如判断出距离太近则经主控芯片发出警告。本发明将读取到的传感距离，使用USB作为中间转载体方式，将红外控制动作转化为电视机最终控制动作，达到通用控制大部分电视机的新技术。本发明还包括USB模块，用来完成本发明电子设备与外部设备的数据交换。通过USB模块来完成开关机和定时的功能，通过USB模块来识别断电、通电。进一步通过USB模块，可以实现定时观看电视的功能，如可以根据实际需要设计使其看20分钟休息3分钟，有利于儿童眼睛放松，预防近视。本发明通过usb模块作为控制器响应状态识别，进行红外通讯控制，这种属于一种创新型的混合通讯方式，并非使用了usb通讯直接控制或者红外通讯直接控制机器状态。进一步，本发明采用了外部混合通讯控制方式的开关定时功能控制器，可广泛应用于电视机等家电，属于智能家居范畴。
进一步，可以理解的是，通过热释电红外运放电路，调整适当灵敏度，能检测人是否靠近，再适当发出遥控红外信号，来控制电视机的状态。通过USB通讯能判断电视机是否关机，从而更精准控制电视机的状态。
进一步，本发明中USB就是判断电视机是否关机的辅助手段，一般先判断usb是否有电(大部分电视机都能凭此判断是否关机)，如无效，再根据USB状态位来判断是否关机
在具体应用实例中，所述热释电红外运放电路启动热释电红外感应之后，在设定的时间阈值后，触发热释电红外中断，并经主控芯片发出声音报警。
进一步，在具体应用实例中，主控芯片直接发出声音报警，在此基础上，本发明还包括语音模块，所述语音模块用于不同模式时播报对应的预定语音。
进一步，在其他具体应用实例中，或通过电视机发出声音报警，即主控芯片发出指令至电视机，经过电视机发出声音报警。
进一步，在具体应用实例中，触发热释电红外中断之后进行中断时间计数，在超过设定的中断时间计数之后，才经主控芯片发出声音报警。
进一步，在具体应用实例中，本发明还包括存储模块，用于存储学习遥控信号、已学习的按键状态信息。
进一步，在具体应用实例中，所述存储模块内存储有儿童控制模式和成人控制模式，在所述儿童控制模式下所述热释电红外运放电路处于工作状态，在所述成人控制模式下所述热释电红外运放电路处于非工作状态。所述主控芯片用来对存储模块进行模式调用和控制。
进一步，在具体应用实例中，当按一次时且判断为儿童模式时，启动热释电红外感应，触发热释电红外中断，在电视机未暂停、未静音、未关机时开启红外遥控发射模块发射红外信号。
进一步，在具体应用实例中，本发明还包括电源管理模块，用来给本发明电子设备的各个器件进行供电。
进一步，本发明的USB模块构成USB集成工况传感器，用来完成USB模块的功能。
参见图2-图9所示，本发明的在具体应用实例中，单片机STM32F070作为主控芯片，存储模块(24LC02B芯片)用于存储学习遥控信号、已学习的按键状态等信息，语音模块用于不同模式时播报对应的预定语音，热释电红外运放电路用于对热释电红外感应信号进行放大，热释电红外运放电路包括两路电路，每路由两个功放MC33079串联，输出ADC1、ADC2两路信号。
由主控芯片采集按键信号，当有按键按下时，根据按键状态控制执行不同控制模式，在不同模式下控制语音模块播放对应的预定语音，由存储模块存储学习遥控信号等信息，当在用户没有暂停或静音情况下连续按两次时进入学习模式，当按一次时且判断为儿童模式时，启动热释电红外感应，触发热释电红外中断，在电视机未暂停、未静音、未关机时开启红外遥控发射模块发射红外信号。
参见图10所示，在具体应用实例中，本发明的工作流程为：
初始化程序：对由STM32单片机资源初始化，如：USB、定时器、GPIO、中断、I2C、PWM等，读取EEPROM用户数据，判断是否已经学习完毕，如果学习完毕判断是执行儿童模式还是大人模型，如果未学习完毕，输出语音：暂未学习，请按用户手册进入学习模式。
正常工作时，轮询按键扫描，如果有按键按下，且是轻按一下，(1)判断是否已经学习完毕，如果没有返回，如果学习完毕，判断当前是否为儿童模式，如果为儿童模式，语音播报“已进入儿童模式”，进入儿童模式，LED按1s周期闪烁，启动热释电红外感应；如果为大人模式，语音播放“已进入大人模式”，进入大人模式，LED按3s周期闪烁。
当有按键按下，在确保用户没有暂停或静音情况下，且是短时间内(间隔1s)连续按两次，(2)则进入学习模式，语音播报“已进入学习模式”，判断学习模式是否超时，如果没有超时判断是否为有效遥控信号，如果不是有效遥控信号，触发遥控红外中断后，更新学习模式超时时间，如果是有效遥控信号，标记已完成学习模式，学习遥控信号并存储，该信号掉电不丢失，语音播报“已学习完毕，请调整合适角度”；当标记为已完成学习模式时，还转入上述判断是否已经学习完毕步骤(1)；当标记为已完成学习模式或触发遥控红外中断时，判断是否为已学习的按键，对于已学习的按键，存储电视机按键状态，该状态掉电后丢失。
启动热释电红外感应，一定时间(如4.7S)后触发热释电红外中断/热释电红外中断计数超过n秒，语音播报“请不要靠太近哦”，一定时间(如2.3S)后，触发热释红外中断/热释电红外中断计数超过n*2秒，判断电视机状态，如果已暂停、已静音、已关机，则不发射红外信号，更新热释点红外状态、计数器等，以及更新电视机状态；如果电视机是未暂停、未静音、未关机的状态，则开启定时器红外发射信号(默认100％成功)，更新更新热释点红外状态、计数器等，以及更新电视机状态。
当有按键按下，且是长按3S时，判断是否开机，如果是语音播报“开机”，否则语音播报“关机”。
电视机硬件关机时，判断系统断电后是否供电，如果为否则判断USB状态寄存器，软件关机或进入待机状态且清除缓存，否则自动关机。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其特征在于，包括：主控芯片、按键组、红外遥控发射模块、红外遥控接收模块、USB模块以及热释电红外运放电路，所述按键组用来进行按键控制，所述红外遥控发射模块、红外遥控接收模块用来利用红外信号的发射和接收来完成对电视机的控制；所述热释电红外运放电路用来进行热释电红外感应，启动后当检测到电视机与观看者之间的距离之后，如判断出距离太近则经主控芯片发出警告；所述USB模块用来完成本发明电子设备与外部设备的数据交换；通过USB模块来完成开关机和定时的功能，通过USB模块来识别断电、通电。
2.根据权利要求1所述的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其特征在于，所述热释电红外运放电路启动热释电红外感应之后，在设定的时间阈值后，触发热释电红外中断，并经主控芯片发出声音报警。
3.根据权利要求2所述的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其特征在于，所述主控芯片直接发出声音报警，所述外置电子设备还包括语音模块，所述语音模块用于不同模式时播报对应的预定语音。
4.根据权利要求2所述的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其特征在于，所述主控芯片通过电视机发出声音报警，即主控芯片发出指令至电视机，经过电视机发出声音报警。
5.根据权利要求2所述的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其特征在于，所述触发热释电红外中断之后进行中断时间计数，在超过设定的中断时间计数之后，才经主控芯片发出声音报警。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其特征在于，还包括存储模块，用于存储学习遥控信号、已学习的按键状态信息。
7.根据权利要求6所述的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其特征在于，所述存储模块内存储有儿童控制模式和成人控制模式，在所述儿童控制模式下所述热释电红外运放电路处于工作状态，在所述成人控制模式下所述热释电红外运放电路处于非工作状态,所述主控芯片用来对存储模块进行模式调用和控制。
8.根据权利要求1-5中任意一项所述的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其特征在于，当按一次时且判断为儿童模式时，启动热释电红外感应，触发热释电红外中断，在电视机未暂停、未静音、未关机时开启红外遥控发射模块发射红外信号。
9.根据权利要求1-5中任意一项所述的通过红外码和USB方式控制电视机的外置电子设备，其特征在于，还包括电源管理模块，用来给本发明电子设备的各个器件进行供电。
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