CN1325571A - 光遥控接口系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种用于通过遥控器(110)来控制设备(155)的方法和装置。接收单元(122)接收由遥控器(110)发射的第一信号并将接收信号转换为一个数据流。通信媒体(130)加载来自接收单元的这个数据流。发射单元(140)接收来自通信媒体(130)的数据流并将接收数据流转换为可与该设备(155)兼容的第二信号。

Description

光遥控接口系统和方法
发明背景
1．发明领域
本发明通常涉及一种控制系统，并特别涉及一种提供光遥控接口的系统和方法。
2．有关本发明现有技术的说明
随着诸如音频和视频设备这样的电子装置的使用增加，还存在着用于访问这种电子装置的遥控单元使用的增加。但是，当该设备不是处于遥控范围内时，就难于将控制信号提供给该设备。用户因此就不能访问处于相应遥控设备操作范围之外的装置。
对于这种问题的一种解决方法是构造一种可以经公共通信接口来支持通信的电子装置。这样的接口可以是低成本高性能的外围总线的IEEE1394-1995串行数字总线。为了经这种IEEE总线提供通信联系，需要实现一种公共通信协议。目前，一种这样的协议是家用音频视频互用性(HAVi)软件协议。然而，不是所有的电子设备都被构造成可以支持IEEE1394接口，而且它们也不是都被构造来支持HAVi协议。
因此，需要一种用来在光遥控设备和目标设备之间提供接口的系统和方法，以便于可以便于访问远程设置的设备，或那些处于遥控工作范围之外的设备。
                        发明综述
本发明是一种由遥控器来控制设备的方法和系统。接收单元接收由遥控器发射的第一信号并将接收信号转换为一个数据流。通信媒体加载来自接收单元的这个数据流。发射单元接收来自通信媒体的数据流并将接收数据流转换为可与该设备兼容的第二信号。
                        附图简述
从下面结合所列附图所进行的详细描述中，将使本发明的特征和有益效果变得显著。
图1示出了根据本发明原理所提供的电子系统的一个实施例。
图2是图1的光接收机122和缓存器124的一个实施例的详细框图。
图3示出了经图1的传输媒体130所提供的从光接收单元120到光发射单元140通信连接的传输格式的一个实施例。
图4A示出了在图3传输格式中的开始码字的一个实施例。
图4B示出了在图3传输格式中的数据码字的一个实施例。
图4C示出了在图3传输格式中的检测码字的一个实施例。
图4D示出了在图3传输格式中的结束码字的一个实施例。
图5是示出了根据本发明原理所提供的光控制和通信处理的一个
实施例流程图。
                   最佳实施例的说明
本发明因此提供了一种用于控制设置在光遥控器操作范围之外的装置或设备的装置和技术。该装置包括一个光接收单元、一个串行总线、以及一个光发射单元。在光接收和发射单元之间提供合适的缓冲存储器以缓存数据并将载波频率和数据传输率与串行总线的相匹配。该技术将一个光控制信号转换为可以经串行总线传输的序列数字指令。该串行数据流包括遵循预定格式以及定时要求的数据包。一经串行总线接收到该串行数据，光传输单元中的处理器就执行数据检测和拆包处理。然后将检测到的指令数据发送到该光传输单元中的光发射机中，该光发射机发射一个光信号到光可控装置或设备中。
图1示出了根据本发明原理所提供的电子系统的一个实施例。系统100包括诸如红外线(IR)遥控器这样的光遥控器100、一个诸如IR接收单元的光接收单元120、传输媒体130、诸如IR发射单元的光发射单元140、以及诸如IR可控设备的光可控设备或装置150。
光遥控器110可以是任何一种可以发出诸如IR信号这样光信号的控制器。光遥控器110具有一些可以被按下来支持相应功能的键。例如，光遥控器110包括这样一些键：当被按下时，允许使用来发出诸如通电、信道选择、音量选择等特定指令。
光接收单元120接收该光信号并将接收信号变换为可以经传输媒体130传输的位序列。该光接收单元120包括一个光接收器122、一个缓存器124、以及一个输入/输出(I/O)接口126。光接收单元120接收由光遥控器110发出的光信号并将该光信号转换为数字形式的串行数据流。缓存器124是存储由光接收器122馈送串行信号的存储器设备。在一个实施例中，该缓存器124的存储容量足够维持到光可控设备150上的连续传输而不会有能被注意到的中断。I/O接口126包括可以将从缓存器124中提供来的数据转换为与传输媒体130兼容的数据的接口电路。此外，该I/O接口将与IEEE1394串行总线协议相适应的串行数据打包。在一个实施例中，该通信协议是同步和异步形式中的一种。
在一个实施例中，传输媒体130包括加载有串行数据流的一个电缆。在另一个实施例中，该传输媒体130可以是任何一种公知的传输媒体，可以包括玻璃或塑料纤维光缆、射频传输链接或红外线链接。在一个实施例中，传输媒体130兼容IEEE1394电标准。在另一个实施例中，电缆130可以是足以维持信号完整性的一种长度，如同本领域技术人员所公知的那样。
传输媒体130加载串行数据流以便于将其发送到接收设备中。根据该串行总线的协议，可以以广播模式发送该串行数据或将其发送到特定目的地。在广播模式中，所有与该传输媒体130相连的设备都接收到该数据。这些设备可以决定来响应该串行数据中的IR指令。不是所有设备都响应广播的IR指令。为了防止无意中的响应，可以在传输媒体桥中滤波该IR指令或有选择地在接收设备端阻塞该指令。
光发射单元140接收来自电缆130的串行数据流并产生一个光信号到光可控设备150中。该光发射单元140包括一个电缆I/O接口142、一个缓存器144、一个处理器146以及一个光发射器148。
电缆I/O接口142将来自电缆130的串行数据转换为具有与缓存器144兼容电特性的数据。此外，电缆I/O接口142还可以执行诸如将串行数据拆包这样一些预处理功能。缓存器144根据处理器146的处理时间存储转换后的数字数据流。该缓存器144的存储容量足以维持将连续数据传送到处理器146上。处理器146可以是任何一种能够处理这种串行数据的微处理器。在一个实施例中，该处理器146执行程序代码来支持家用音频视频互用协议(HAVi)。光发射器148接收处理过的串行数据并产生相应的光信号到光可控设备150上。
光可控设备150可以是任何一种经红外线信号光可控的装置或设备。这种光可控设备150的一些例子包括电视、音频和视频设备。光可控设备150包括可以将光信号转换为电信号的光接收机155，该光接收机随后被用于执行各种预定指令，诸如将设备150通电。
当由遥控器产生一个光(例如，红外线或IR)信号，有这种可能：由于IR信号位于工作范围内，光可控设备150还直接接收IR信号。为了防止光可控设备150两次响应IR指令，可以有一些方法。一种方法是给直接的IR信号最高优先权。由于在串行路径中有处理延迟，因此直接的IR信号将首先到达。光可控设备150将忽略在预定时间诸如40msec或100msec内经串行数据路径到达的任何IR指令。可以从公知的IR信号运动时间和该串行数据处理时间来确定该预定时间。
此外，接收到的光指令可以以低速率被采样，例如，至少是两倍于解调光指令的位速率，并且可以根据诸如EIA-754、DVD数字接口标准这样的通用代码标准来将该数字序列打包。
图2示出了图1中光接收机122和缓存器124的一个实施例的详细框图。该光接收机122包括一个光电二极管210、一个自动亮度电平控制(ABLC)212、一个头放大器220、两个增益电阻222和224、一个耦合电容226、一个限幅放大器230、一个耦合电容232、一个带通滤波器(BPF)240、一个滤波电阻242、一个检测器/比较器250、一个电容252、一个积分器260、一个滞后比较器270以及一个匹配电阻272。
光电二极管210接收发出的光射线并响应接收到的光射线产生一个电压。在一个实施例中，该光电二极管210响应具有从40KHz到455KHz频率范围的一个载波频率的输入光信号，尽管40KHz响应是更为常见的。头放大器220放大并将该光电二极管电压调整到一个合适或预定的范围内。电阻222和224提供合适的增益控制，同时，耦合电容226去掉该信号中的任何偏置分量。限幅放大器230将放大后的电压限制到一个特定范围内以防止饱和。耦合电容230进一步提供对放大电压的偏置分量的滤波。带通滤波器240随后去掉位于工作频带之外的不希望的分量，同时，检测器/比较器250通过限定该电压来执行信号检测从而产生一个二进制电平信号。积分器260然后在脉冲特定间隔上提供该信号的求和操作。滞后比较器270提供对于将该串行脉冲转换为带有特定宽度的合适脉冲的最后转换。
由光接收机122执行的信号处理结果是串行数据具有二进制电平。该二进制数据的脉冲宽度是从光遥控器110到光接收单元120之间距离的函数。在一个实施例中，该脉冲宽度是位于400μsec到800μsec之间。
缓存器124接收由光接收机122产生的串行数据。该缓存器124具有足够容量用于与电缆122进行传输。在一个实施例中，缓存器124是具有一个增量访问结构例如先进先出(FIFO)结构的静态随机访问存储器。
图3示出了经图1的传输媒体130从先接收单元120到光发射单元140之间的通信链路的传输模式的一个实施例。传输时间包括一个数据包时间间隔T305和中断间隔306。数据包时间间隔305包括一个开始间隔310、数据间隔320、检验间隔330、结束间隔340。一个数据包的格式如下所列：一个数据包包括具有相同开始码子的3帧、一个或多个数据码字、一帧检验码字、以及一帧结束码字。在一个实施例中，一帧信息是45msec。如同本领域技术人员所知的那样，可以确定其它帧或帧间隔。
数据包时间间隔T305是其中由光接收单元120处理数据包并经电缆130传输的时间间隔。该数据包时间间隔T305的长度依赖于数据码字的数量。开始间隔310是其中传输3帧相同开始码字的时间。数据间隔310是其中传输一个或多个数据码字的时间。通常，不存在对于数据间隔内的数据码字量的限制。但是，为了避免误差，通信协议可以实行数据间隔的最大时间间隔。检验间隔330是其中传输一个检验码字的时间。使用该检验码字来提供对于数据码字的误差检测。在一个实施例中，该误差检验是奇偶检验位。结束间隔340是其中传输一个结束码字的时间。使用结束码字来表明该数据包的结束。
在一个实施例中，通过执行数据码字D1到Dn的异或OR(XOR)处理来产生该检验码字。下面是用于6个数据码字D1到D6的检验码字产生的一个例子，
检验码字=D1(XOR)D2(XOR)D3(XOR)D4(XOR)D5(XOR)D6
D1     01000000
D2     01010010
D3     00100101
D4          01000001
D5          10011011
D6          11011100
检验码字    00110001
中断间隔308显示在传输过程中存在一个中断，例如，在间隔308期间，没有有效数据被传输。在该中断间隔期间，信号电平是位于预定电平。在一个实施例中，该预定电平是逻辑零。在一个实施例中，中断间隔308是45msec。
所传输的信息包遵循一个预定格式。在一个实施例中，使用该格式来区别四种类型的数据包：开始码字信息包、数据码字信息包、检验码字信息包以及结束码字信息包。对于每个信息包，在其信息包的开始处都有放置一个识别信号的引导脉冲。在一个实施例中，对于一个预定时间，该引导脉冲是处于各定的逻辑电平(例如，HIGH)。该信息包的位数是15位，其中包括7位信息码和8位种类码。7位信息码是开始码、检验码和结束码中的一个，可以允许有127种不同的传输数据。8位信息码包括该信息包中的数据码字。在一个实施例中，在引导脉冲滞后的信息包开始于最低有效位(LSB)。该信息包还包括能识别所传输信息类型并被分配给符合遥控系统的每个产品种类的种类码。对于包含该数据码字的信息包，可以使用两种类型的种类码。因此，可以将256种传输数据分配给用于数据码字的数据码。
从光接收单元120经电缆130将信息包串行传输到光发射单元140。对于该串行数据的定时值是根据光信号的载波频率以及串行总线协议而定。在一个实施例中，这些定时值如下所列：
信息类型          持续时间(微秒)    公差(微秒)
引导脉冲时间          2.4            +/-0.015
数据位截止时间        0.6            +/-0.015
数据位导通时间(HIGH)  1.2            +/-0.015
数据位导通时间(LOW)   0.6            +/-0.015
数据周期(HIGH)        1.8            +/-0.03
数据周期(LOW)         1.2            +/-0.03
输出帧周期            45.0           +/-1.2
图4A出了图3中传输格式中的开始码字的一个实施例。该开始码字表明在开始间隔期间数据传输的开始。在一个实施例中，传输三个相同的开始码字。当开始码字与接收机侧匹配两次，则该装置准备接收该数据传输。
该开始码字410包括引导脉冲412、开始码414、以及开始种类码416。开始码414是表示该信息是一个开始码的唯一的位模式。开始种类码416是显示要被传输信息种类的码。在一个实施例中，该开始种类码416是00100100。在另一个实施例中，可以使用其它任何一种二进制位模式来用作开始种类码416。
图4B示出了图3中传输格式中的数据码字的一个实施例。该开始码字420包括引导脉冲422、数据码424、以及数据种类码426。数据码424是表示该信息是一个数据码字的唯一的位模式。数据种类码426是表示要被传输信息种类的码。在一个实施例中，该数据码416是00100100或11101000。在另一个实施例中，可以使用其它任何一种二进制位模式来用作数据种类码426。
图4C示出了图3中传输格式中的检验码字的一个实施例。该检验码字430包括引导脉冲432、检验码434、以及检验种类码436。检验码434是表示该信息是一个检验码字的唯一的位模式。检验种类码436是表示要被传输信息种类的码。在一个实施例中，该检验种类码436是00100100或11101000。在另一个实施例中，可以使用其它任何一种二进制位模式来用作检验种类码436。
图4D示出了图3中传输格式中的结束码字的一个实施例。该结束码字440包括引导脉冲442、结束码444、以及结束种类码446。结束码444是表示该信息是一个结束码字的唯一的位模式。结束码种类码446是表示要被传输信息种类的码。在一个实施例中，该数据码416是00100100。在另一个实施例中，可以使用其它任何一种二进制位模式来用作结束种类码446。
图5是显示根据本发明原理提供的光控制和通信处理的一个实施例流程图。处理过程500处理从光接收单元120发出的，经传输媒体130由光发射单元140接收到的串行数据。
一经开始，处理过程500就初始化各变量、数据结构、缓存器等(框505)。开始计数器的值C被初始化为零。处理过程500通过检测引导脉冲的存在来确定是否已经开始传输过程，该引导脉冲例如可以是开始码字410中的引导脉冲(框510)。如果不存在该引导脉冲，则处理过程500返回框510继续检测引导脉冲。如果已经开始传输，则处理过程500通过读出7位开始码例如开始码414并将开始种类码例如用于开始码字410的开始种类码416(例如，00100100)与一个预定值进行比较(框520)来确定是否检测到一个开始码(框515)。如果该开始种类码416不匹配，则存在传输误差，处理过程500进到框580进行误差处理。如果该开始种类码416匹配，则处理过程500通过比较开始计数值C与作为一个预定数的K(框525)来确定是否已经检测到开始码字410数。在一个实施例中，K等于3。如果没有检测到开始码字数K，则处理过程500将开始计数值C加1(框530)并返回框515。
如果已经检测到开始码字数，则处理过程500通过检测数据码字420的引导脉冲422并读出数据码例如数据码424(框535)并且将数据种类码例如数据种类码426(即，00100100或11101000)与一个预定值比较(框540)，从而确定是否检测到一个数据码字例如数据码字420。
如果数据种类码426不匹配，则处理过程500返回框535。如果数据种类码426匹配，则处理过程500进一步确定是否检测到检验码例如检验码430(框545)。该过程包括读出引导脉冲432、检验码434以及检验种类码436。如果没有检测到检验码字430，则存在传输误差。在这种情况中，处理过程500进入执行误差处理过程(框580)。如果检测到检验码字430，则处理过程500从当前码中获得检验码(框550)。该检验码表示检验误差码，例如，奇偶误差码。处理过程500然后比较检验码和从接收的数据码字计算出的码之间的奇偶码。处理过程500然后确定是否存在一个奇偶误差(框580)。如果存在奇偶误差，则处理过程500进入到执行误差处理步骤(框580)。如果不存在奇偶误差，则处理过程500通过读出结束码444(框565)并将结束种类码446和一个预定值比较(框570)来确定是否已经检测到该结束码。如果没有检测到结束种类码446，则存在传输误差，处理过程500进入到执行误差处理的步骤(框580)。如果检测到结束种类码446，执行处理过程500停止步骤。
本发明提供了一种用于控制设置在光遥控器工作范围之外的装置和设备的装置和技术。
在不脱离其实质和基本特性的情况下，本发明还可以体现于其它一些特定形式。所述实施例从总体上考虑仅是说明性而不是限制性的。因此，本发明的范围由后附权利要求来指定而不是通过上述说明来限定。所有落入权利要求含义和等效范围内的改变都在本发明范围内。

Claims (20)

1．一种用于通过一个遥控器(110)来控制一个设备(150)的系统，它包括：
一个接收单元(120)，接收由遥控器(1)发射的第一信号(1)，该接收单元将接收信号转换为一个数据流；
与接收单元(120)相连的一个通信媒体(130)，它加载所述数据流；以及
与通信媒体(130)相连的一个发射单元(140)，接收所述数据流，该发射单元(140)将接收数据流转换为可与该设备(150)兼容的第二信号。
2．如权利要求1所述的系统，其中接收单元包括：
接收第一信号的一个信号接收机，该信号接收机将第一信号转换为数字数据序列；
与该信号接收机相连的一个接收机缓存器，用于存储所述数字数据序列；以及
与接收机缓存器相连的一个接收媒体接口，它从所存储的数字数据中产生数据流。
3．如权利要求1所述的系统，其中，所述通信媒体与1394串行总线兼容。
4．如权利要求3所述的系统，其中，所述通信总线是下列所述中的一种：电缆、玻璃电缆、塑料电缆、光纤电缆以及射频链接。
5．如权利要求1所述的系统，其中，发射单元包括：
一个发射机媒体接口，用来接收数据流；
与发射媒体接口相连的一个发射机缓存器，用于存储接收到的数据流；
与该发射机缓存器相连的一个处理器，用来处理接收到的数据流以产生一个解码数据流；以及
一个与该处理器相连的信号发射机，用于将解码数据流变换为第二信号。
6．如权利要求1所述的系统，其中该信号是一个光信号。
7．如权利要求6所述的系统，其中该光信号是一个红外线信号。
8．一种用于将信号转换为数据流的装置，该装置包括：
一个接收信号的信号接收机(122)，该信号接收机将该信号转换为数字数据序列；
与所述信号接收机(122)相连的一个接收机缓存器(124)，用于存储该数字数据序列；以及
与接收机缓存器(124)相连的接收机媒体接口(126)，用于从所存储的数字数据序列中产生数据流。
9．如权利要求8所述的装置，其中该信号是一个光信号。
10．如权利要求9所述的系统，其中该光信号是一个红外线信号。
11．一种用于将数据流转换为信号的装置，该装置包括：
一个发射机媒体(142)接口，用来接收数据流；
与发射媒体接口(142)相连的一个发射机缓存器(144)，用于存储接收到的数据流；
与该发射机缓存器(144)相连的一个处理器(146)，用来处理接收到的数据流以产生一个解码数据流；以及
一个与该处理器(146)相连的信号发射机(148)，用于将解码数据流变换为第二信号。
12．如权利要求11所述的装置，其中该信号是一个光信号。
13．如权利要求12所述的装置，其中该光信号是一个红外线信号。
14．一种用于通过遥控器控制设备的方法，该方法包括：
接收(122)由遥控器发射的第一信号；
将接收信号转换为(138)数据流；
经一个通信媒体加载(138)数据流；
接收(142)来自该通信媒体的数据流；
将接收到的数据流转换(148)为与所述设备兼容的第二信号。
15．如权利要求14所述的方法，进一步包括：
将接收到的数据流载一个缓存器中缓冲；以及
由一个处理器处理接收到的数据流。
16．如权利要求14所述的方法，其中转换接收信号的步骤包括：
将接收到信号变换为数据码系列；
将一个信息类型插入到该数据码序列中；以及
将所插入序列编码以产生一个数据流。
17．如权利要求16所述的方法，其中该信息类型是下列中的一种：开始码、数据码、检验码和结束码。
18．如权利要求15所述的方法，其中处理所述接收数据流的步骤包括：
匹配数据流中的信息；以及
在匹配后的数据流上执行误差检测。
19．如权利要求11所述的方法，其中第一信号是一个光信号。
20．如权利要求19所述的方法，其中该光信号是一个红外线信号。
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