CN112650107A - 可自定义模块化遥控器 - Google Patents

Abstract

可自定义模块化遥控器，包括：主控制模块，用于输入/输出信号的整合、打包以及信号通讯，并设有OLED接口；通讯模块，与主控制模块通过SPI总线通讯连接，用于读取所述主控制模块发出的包头数据，并根据通讯协议进行打包；可拓展遥控模块，包括一个或一个以上的独立遥控模块，每个遥控模块通过CAN总线与主控制模块通讯连接，用于采集不同的控制信息，每个遥控模块具有固定的ID；本发明可以将本应是特定领域使用的遥控器扩展到绝大多数领域，并可以自定义发送模块使用的通讯方法、通讯协议等。根据不同的应用场景选择不同功能、不同精度的模块，使其可以适应绝大多数场景的控制需求。

Description

可自定义模块化遥控器

技术领域

本发明涉及遥控器技术领域，具体涉及可自定义模块化遥控器。

背景技术

狭义上的遥控器是一种无线发射装置，通过现代的数字编码技术，将按键信息进行编码，通过红外线二极管发射光波，光波经接收机的红外线接收器将收到的红外信号转变成电信号，进处理器进行解码，解调出相应的指令来达到控制机顶盒等设备完成所需的操作要求。

随着电子设备的日益增多，目前市面上已有很多种类的遥控器，从遥控空调、电视等的红外遥控器到使用2.4GHz射频的无人机遥控器等，均为固定尺寸的遥控器，只能在固定领域使用，无法跨领域使用，也无法根据当前用户需求自定义使用。

现有技术文献：

专利文献1CN202010192105.7集成式模块化家居智能控制面板系统及其控制方法

专利文献2CN110892461A用户可自定义的具有多光束红外系统的个人遥控器

发明内容

本发明目标是模块化遥控器，解决当前遥控器大小固定，功能近乎固定的问题。使用户可以根据当前应用场景自定义使用需要的模块，从而达到自定义大小、自定义功能的效果。

因此，本发明提供了一种以主控制模块为核心的模块化用户可自定义的遥控器。用户可根据自己的需要在不同的场合使用不一样的通讯模块和遥控模块，来获得不同的遥控信息和不同的通讯方式、协议。

本发明的技术方案具体如下：一种可自定义模块化遥控器，包括：

主控制模块，用于输入/输出信号的整合、打包以及信号通讯，并设有OLED接口；

通讯模块，与主控制模块通过SPI总线通讯连接，用于读取所述主控制模块发出的包头数据，并根据通讯协议进行打包；

可拓展遥控模块，包括一个或一个以上的独立遥控模块，每个遥控模块通过CAN总线与主控制模块通讯连接，用于采集不同的控制信息，每个遥控模块具有固定的ID，所述遥控模块通过CAN总线将其ID和输入的控制信息发送至主控制模块；

显示模块，用于接收主控制模块发送的数据信息，并显示在显示屏上；

其中，所述OLED接口能发送状态显示信息，用于显示各模块的连接信息以及遥控器整体信息。

优选的，所述主控制模块包括检测系统，按优先级顺次检测各个模块与所述主控制模块之间的通讯状态，并将检测结果发送至OLED接口，其中，优先级顺序为：显示模块>通讯模块>遥控模块，若未检测到通讯模块或至少一个遥控模块则发出警报。

优选的，所述通讯模块包括红外通讯模块、蓝牙通讯模块、2.4GHz通讯模块和RS232通讯模块。

优选的，所述主控制模块上电后，所述通讯模块与主控制模块建立通讯，返回自身的ID、通讯距离、通讯方法、功耗信息，所述主控制模块根据以上参数根据预设模式采用相应的通讯方式。

优选的，所述预设模式包括通讯距离优先、通讯方法优先或功耗信息优先。

优选的，所述主控制模块上电后在CAN总线上对各遥控模块发送广播配对请求，各遥控模块发送自身的ID信息，主控制模块在接收后对数据包打包做格式化处理，以确定数据包长度与数据类型，所述遥控模块定时在CAN总线上更新自己的遥控数据。

优选的，所述遥控模块包括键盘、低精度摇杆和高精度摇杆。

优选的，所述显示模块包括OLED显示屏和TFTLED显示屏。

优选的，所述遥控模块采用STM32L系列作为MCU，所述通讯模块采用STM32F系列作为MCU，所述主控制模块采用STM32H系列作为MCU，并使用Free-RTOS操作系统。

本发明提供另一种技术方案，一种多场合多用途遥控方法，使用上述方案的可自定义模块化遥控器来遥控终端电子设备。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明可以将本应是特定领域使用的遥控器扩展到绝大多数领域，并可以自定义发送模块使用的通讯方法、通讯协议等。根据不同的应用场景选择不同功能、不同精度的模块，使其可以适应绝大多数场景的控制需求。

附图说明

图1为本发明实施例所述的可自定义模块化遥控器的系统电气连接图。

具体实施方式：

下面参照附图对本发明做进一步描述。

经检索，专利文献1主要设计是系统模块化，但是后期很难修改，无法满足可根据需求自己组合的需求；专利文献2方案的通讯方式固定，并且按键的个数是一次性成型的，用户在使用过程中无法做修改，只能增加组合按键，这会让控制变得越来越复杂，不符合初衷，另外也没有模拟量控制，而用户的使用情况往往会有着多种控制方式的需求，选择是否使用模拟量控制、使用多少、什么精度等。以及用户可以在使用过程中根据新增的需求自行增加或者删减控制模块。

因此，本发明的创新在于，将本应一体化的遥控器拆分开，在某些场合中可能对用户遥控器的大小有要求，可能对遥控器功耗有要求，也可能对遥控器精度有要求。本发明正是为了解决诸多不便，将其拆分为模块。

本发明使用STM32作为每个模块的采样控制器，通过CAN通讯将其汇总到一个主控制模块上，并将其通过通讯模块发送。每个模块有不同的功能与尺寸，如小型键盘、小型遥感、高精度遥感等。模块间的链接只需要4个触点即可，分别为CAN_H,CAN_L，VCC，GND。

本实施例中，主控制模块采用STM32H系列作为MCU，使用Free-RTOS作为其操作系统，既可以享受到操作系统在编程上的优势，又可以确保其在使用上的实时性，它为整个遥控器的控制模块，负责遥控信号的整合、打包以及与通讯模块的通讯。每种模块有其独特的ID编码，通过CAN总线收集每个模块的数据，将其打包为特定格式，并使用SPI总线将其发送至通讯模块。其有一个OLED的接口，可现实模块的连接信息及其发送模块、遥控器整体信息的显示。

其中，主控制模块在启动后进入系统初始化，优先检测显示模块接口，尝试匹配，若成功则将后续信息打印至显示器上，若不成功则通过TTL输出包含0xAA，0x55作为帧头，0x55，0xAA作为帧尾的数据流，作为调试信息。接下来检测每个总线接口的信号，尝试匹配，若成功则将模块信息打印。初始化结束后蜂鸣器短暂鸣叫提示使用者，若未检测到发送模块或至少一个遥控模块则主控会报警，蜂鸣器长鸣同时LED报警。

进一步的，通讯模块使用STM32F系列作为MCU，通过主控制模块发送的包头读取到需要发送哪些数据，再根据通讯协议进行数据的打包，通讯协议为用户可定义部分，以满足不同用户的需要。通讯模块有不同的通讯方式，如红外、蓝牙、2.4GHz通讯、RS232等，可以满足不同应用场合的需要。

具体的，在系统上电后，主控将会请求与通讯模块进行连接。若成功，通讯模块将会返回自身ID、通讯距离、通讯方法、功耗等信息。此为适应不同场合的核心信息，在不同的场合会有不同的通讯模式。例如在对功耗敏感时应优先选择低功耗模块及模式，在无线通讯环境不好时应选择有线连接，在需要广播时应选择Lora扩频的广播模式等。带系统完整初始化后接收主控的发送命令与接收命令来发送、接收数据，并将其完整传回主控，主控将其打包、解包、分析。

在可选的实施例中，通讯模块为红外模块：以红外线作为通讯载体，多用于家电、智能家居中，不同的家电有着不同的通讯协议，本模块可通过上位机或者产品对码接收协议并储存，可实现一个遥控器控制整个家中的电器。

在可选的实施例中，通讯模块为蓝牙模块：手机、电脑均有蓝牙接口，部分机器人也使用蓝牙控制，电子爱好者可使用其作为各种电子产品的控制器。

在可选的实施例中，通讯模块采用2.4G通讯：多数无人机、部分机器人使用其作为通讯方式，电子爱好者和专业用户多用其作为通讯手段，它的通讯距离长、信号稳定、空速高，有较多的优点。为电子爱好者和专业用户的主流通讯手段。

在可选的实施例中，通讯模块采用RS232：为有线通信，多用于工业控制，一般只有专业用户才会使用，部分电子爱好者在无线环境较差的情况下也可使用，它的通讯距离较远，也较为稳定。

进一步的，遥控模块使用STM32L系列作为MCU，采集不同的控制信息，如使用ADC采集遥感值，使用外部中断采集矩阵按键的控制信号，通过定时器采集触摸按键的键值等。每种模块都有其固定的ID，通过CAN总线将其ID及控制信息传给主控制模块。

具体的，系统上电后主控将会在短暂时间内在CAN总线上广播配对请求。模块在收到后应将自己的ID发送至总线。主控在接收后综合对数据包打包做格式化处理，确定数据包长度与数据类型。此后遥控模块定时在CAN总线上更新自己的遥控数据。主控将根据不同的场合需选择不同的接收频率不同的遥控模块选择也是其可以多场合应用的一个重要体现。

在可选的实施例中，遥控模块使用小型键盘：使用在日常家电等场合。

在可选的实施例中，遥控模块使用小型遥感：用于简单的机器人控制或中低端无人机控制使用。

在可选的实施例中，遥控模块使用高精度遥感：用于高端无人机、机器人遥控，遥感较大，电阻十分精密，使用的采样模块精度也更高，适用于精确控制。

更进一步的，显示模块用于提示用户遥控器信息、人机交互，根据不同的使用场景拟设计了2种模块，分别为小型的OLED模块和较大的TFTLCD模块，接收主控发送的遥控器信息并采集，TFTLCD还可触摸控制。

如：OLED模块：选取0.76寸OLED显示屏，较少信息反馈时可以使用，多用于普通用户的使用。TFTLCD模块：有不同大小可供选择，根据不同的需要选取不同的大小，多用于电子爱好者使用，可以显示更多的信息，更方便人机的交互。

面向普通用户，他们需要控制的多为家电、智能家居，多为红外遥控，仅需按照使用说明书。即可实现一个遥控器对整个家中的遥控。面向电子爱好者，他们可以拆分、组装不同的模块并使用自己自定义的通讯协议，以实现多场合的使用。面对专业用户，他们甚至可以自己开发使用自己制作的模块，将其接在主控制模块上，实现多场合应用的再扩展。

以下结合几个实施例进行说明。

实施例1：

本例提供一种面向于普通用户的居家使用情形，包含以下步骤：

选择适当通讯模块，因短距离居家使用，电器多用红外通信，选取红外通讯模块。

选择合适的遥控模块，因只需使用键值，选取矩阵按键模块，将其与主控制模块遥控模块接口连接。

根据需求，认为需要使用显示模块，使用OLED模块，将其与主控制模块显示模块接口1连接。

此时遥控器为无线红外矩阵按键遥控器，每个模块均为独立的，一旦出现损坏也仅为单个模块的损坏，而非整体上的损坏，有效缩小了更换的成本。

开机后遥控器检测到显示模块后会将开机屏幕打印出。紧接着开始队列打印连接模块信息，之后进入系统菜单。用户可通过主控上的四个按键对菜单进行操作，可以打开模块信息子页面，该子页面将除主控外所有模块在检测时的信息显示在此。可以打开监测器子页面来对遥控模块做监测，确认遥控模块信息是否正确，模块是否损坏。

用户进入对码界面将其与不同的家电对码，并存储与不同的模式，今后通过按键即可切换不同家电的控制，之后将其与上位机相连，选择自己的家电型号即可一次性配置好，以后的使用将十分便利。

实施例2：

本例提供一种面向电子爱好者的长距离、高精度遥感遥控的使用情形，包含以下步骤：

通讯模块选择SX1278，为2.4G射频模块的一种，使用Lora扩频技术，点对点非透明传输，通过上位机软件设置其通道值为4通道、空中速率为2Mbps、工作模式为唤醒模式、发射功率为20dBm。协议可自定义程序，均通过上位机设置。若不设置使用默认通讯协议。不需要在使用前与上位机连接，直接将其与主控制模块通讯模块接口连接。

遥控模块采用2个高精度遥感和多个小型键盘，以用来得到精确的遥感值，将其与主控模块相连。

因本次应用需使用图传，因此采用TFTLCD作为显示屏幕。将其与显示接口2对接。

此时遥控器为简便的无人机遥控器，每个模块均可独立打包，也不需要专门为遥控器准备一个较大的收纳包，如果在使用中发现还需加入模式选择等功能可随时为遥控器添加模块。

之后即可开始使用，在用户没有操作菜单20s后将自动进入发送界面，可以直观的观察到发送的数据。

菜单内有通道监控器等一级菜单，还可通过上位机配置主控模块，增加一键翻滚、高速模式切换、悬停等高级功能。增加主控模块的功能，扩展其适用范围。

实施例3：

本例提供一种面向专业用户的多遥感通道需使用自制通讯模块的使用情形，包含以下步骤：

通过上位机设置通讯模块初始化代码，设置其通讯协议，调用显示模块API增加其显示功能。调用遥控模块API和自己的算法实现遥控模块的自定义设置。之后使用上位机的调试模式进行调试，测试模块是否正常工作。若一个主控制模块的算力不够甚至可以使用多个主控制模块作为辅控以提高实时性、减轻主控负担等。

本发明另外提出一种技术方案，一种多场合多用途遥控方法，使用上述方案中的可自定义模块化遥控器来遥控终端电子设备。

结合以上实施例，本发明提供的可自定义的遥控器，用户可根据自己的需要在不同的场合使用不一样的通讯模块和遥控模块，来获得不同的遥控信息和不同的通讯方式、协议，使其可以适应绝大多数场景的控制需求。

最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.可自定义模块化遥控器，其特征在于，包括：

主控制模块，用于输入/输出信号的整合、打包以及信号通讯，并设有OLED接口；

通讯模块，与主控制模块通过SPI总线通讯连接，用于读取所述主控制模块发出的包头数据，并根据通讯协议进行打包；

可拓展遥控模块，包括一个或一个以上的独立遥控模块，每个遥控模块通过CAN总线与主控制模块通讯连接，用于采集不同的控制信息，每个遥控模块具有固定的ID，所述遥控模块通过CAN总线将其ID和输入的控制信息发送至主控制模块；

显示模块，用于接收主控制模块发送的数据信息，并显示在显示屏上；

其中，所述OLED接口能发送状态显示信息，用于显示各模块的连接信息以及遥控器整体信息。

2.根据权利要求1所述的可自定义模块化遥控器，其特征在于，所述主控制模块包括检测系统，按优先级顺次检测各个模块与所述主控制模块之间的通讯状态，并将检测结果发送至OLED接口，其中，优先级顺序为：显示模块>通讯模块>遥控模块，若未检测到通讯模块或至少一个遥控模块则发出警报。

3.根据权利要求1所述的可自定义模块化遥控器，其特征在于，所述通讯模块包括红外通讯模块、蓝牙通讯模块、2.4GHz通讯模块和RS232通讯模块。

4.根据权利要求3所述的可自定义模块化遥控器，其特征在于，所述主控制模块上电后，所述通讯模块与主控制模块建立通讯，返回自身的ID、通讯距离、通讯方法、功耗信息，所述主控制模块根据以上参数根据预设模式采用相应的通讯方式。

5.根据权利要求4所述的可自定义模块化遥控器，其特征在于，所述预设模式包括通讯距离优先、通讯方法优先或功耗信息优先。

6.根据权利要求1所述的可自定义模块化遥控器，其特征在于，所述主控制模块上电后在CAN总线上对各遥控模块发送广播配对请求，各遥控模块发送自身的ID信息，主控制模块在接收后对数据包打包做格式化处理，以确定数据包长度与数据类型，所述遥控模块定时在CAN总线上更新自己的遥控数据。

7.根据权利要求6所述的可自定义模块化遥控器，其特征在于，所述遥控模块包括键盘、低精度摇杆和高精度摇杆。

8.根据权利要求1所述的可自定义模块化遥控器，其特征在于，所述显示模块包括OLED显示屏和TFTLED显示屏。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的可自定义模块化遥控器，其特征在于，所述遥控模块采用STM32L系列作为MCU，所述通讯模块采用STM32F系列作为MCU，所述主控制模块采用STM32H系列作为MCU，并使用Free-RTOS操作系统。

10.一种多场合多用途遥控方法，其特征在于，使用权利要求9所述的可自定义模块化遥控器来遥控终端电子设备。

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