CN210402703U - 一种以nb_iot为通讯方式的红外转发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种以NB_IOT为通讯方式的红外转发器。该红外转发器包括：MCU，其包括内部存储模块，所述内部存储模块用于存储嵌入式程序，所述MCU用于运行所存储的嵌入式程序；供电模块，其电连接到MCU并且用于对外取电和对内进行电压电流转换传输；红外学习模块，其电连接到MCU并且用于学习受控红外设备的指令；红外控制模块，其电连接到MCU并且用于受控红外设备的红外控制，发射受控红外设备的控制指令；红外码存储部分，其电连接到MCU并且用于存储学习到的红外码，保证所存储的红外码在掉电后不丢失；SWD接口模块；以及NB_IOT通讯模组。本实用新型解决了对于红外类电器远程控制的问题，使得在无Wi‑Fi的网络条件下可以远程控制受控红外设备。

Description

一种以NB_IOT为通讯方式的红外转发器

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，具体地涉及一种以NB_IOT为通讯方式的红外转发器。

背景技术

目前，行业内红外设备的远程控制方式有多种，包含蓝牙控制、红外控制、射频控制、ZigBee控制，但以上种种都只是局域范围内的短距离控制。如果想实现对于设备的远程控制则以上任何方式都无法在没有Wi-Fi网络的条件下实现，近几年中国三大运营商联手大力开发推广NB_IOT通讯技术，实现物联网设备在不再依赖宽带和Wi-Fi网的条件下就可以实现设备的远程通讯，本实用新型的NB_IOT红外转发器就是在这一背景下开发出来的。以NB_IOT为通讯方式，以红外控制为对于设备的信号控制方式，这种产品有效的解决了传统产品实现效果需要很多外在条件的约束，实现范围广泛灵活，并且价格也更加低廉。这种通讯方式的产品区别于普通电话卡所使用的2G、3G、4G频段网络具有更强的信号穿透力，更优质的电力使用时长以及更广泛的基站部署，该通讯方式已经广泛应用于全国范围内的市政工程设备以及共享单车等众多物联网产品。

市场现有的对于电器类产品的近场控制方式有很多种，但若是想实现远程控制均脱离不了宽带网络条件这一前提，而在很多场景下，因为种种原因无法实现宽带畅通，例如宽带网络是否搭建完善，宽带长期资费的高昂对于功能实现的价格价值对等化等原因。例如现在联合开发的Wi-Fi红外控制器，这一产品控制电机需要每年有960元的宽带开通才可实现红外电器的远程控制，但能实现同样功能的NB_IOT红外转发器控制这一电器年远程功能实现的资费还不到10元，大大节省了成本减少了设备推广门槛，节省了社会资源。并且Wi-Fi类产品的耗电量相较于NB_IOT类产品更是天壤之别，同类用蓄电池维持功能的产品Wi-Fi类能支持三四天但NB_IOT类却可以支持几年，这对于低碳生活的能源解决也是跨时代的进步。

发明人根据先进的通讯协议开发的NB_IOT红外转发及温湿度测控器将先进的通讯方式与传统的电器控制方式相结合，在不需要改进市场现有电器产品的同时就可以实现最高效的远距离通讯，这一开发方向是对于众多市场已有的电器产品具有革命性功能提升转变的。应用这一产品将会对家庭用红外电器设备产生跨越性功能的提升，依赖NB_IOT这一通讯协议开发的红外转发器也是国家工信部大力推广开发物联网通讯设备的这一大背景下最具使用价值的产品。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种以NB_IOT为通讯方式的红外转发器，解决了对于红外类电器远程控制的问题，使得在无Wi-Fi的网络条件下可以远程控制受控红外设备。即本发明主要解决了现有市场上绝大多数可以用红外控制方式进行控制的电器类产品实现远程控制时可以不再依赖于宽带网络这一以往的刚性必须条件，使得今后红外控制类设备远程功能的实现更容易更灵活，实现红外控制类电气设备的无门槛化远程控制也是推动生产生活人工效率提升节省资源的高效方案。在产品研发过程中发明人解决了红外控制方式以往只能用Wi-Fi网络来实现远程通讯的唯一方式的问题，实现了在无宽带或Wi-Fi网络条件下也可以使得红外类设备实时通讯的技术跨越。

通过本实用新型可以实现的技术目的不限于上文已经特别描述的内容，并且本领域技术人员将从下面的详细描述中更加清楚地理解本文中未描述的其他技术目的。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

根据本公开的第一方面，本实用新型提供一种以NB_IOT为通讯方式的红外转发器，其包括：

MCU，其包括内部存储模块，所述内部存储模块用于存储嵌入式程序，所述MCU用于运行所存储的嵌入式程序；

供电模块，其电连接到所述MCU并且用于对外取电和对内进行电压电流转换传输；

红外学习模块，其电连接到所述MCU并且用于学习受控红外设备的指令；

红外控制模块，其电连接到所述MCU并且用于受控红外设备的红外控制，发射所述受控红外设备的控制指令；

红外码存储部分，其电连接到所述MCU并且用于存储学习到的红外码，保证所存储的红外码在掉电后不丢失；

SWD接口模块，其电连接到MCU，用于向MCU输入程序指令及进行调试；

显示模块，其电连接到所述MCU并且用于显示信号灯的状态，使得操作人员合理判断所述红外转发器的信号连接和工作状态；以及

NB_IOT通讯模组，其电连接到所述MCU并且用于负责NB_IOT卡的通讯传输。

根据本实用新型的实施例，所述红外转发器通过所述NB_IOT通讯模组以NB_IOT通讯协议为通讯方式，采用应用软件将指令发送到云端服务器，所述云端服务器通讯对接电信云端服务器，再通过电信基站将所述指令中转发射到红外受控设备，所述红外转发器将NB_IOT卡的特有休眠属性进行了定制修改，使得所使用的NB_IOT卡保持了长连状态并且固定保持每天6次进行数据上报，使得保持了所述红外转发器的实时通讯和接受远程控制。

可选地，在如上所述的红外转发器中，所述红外转发器还包括SIM卡座，所述SIM卡座电连接到所述NB_IOT通讯模组并且容纳所述NB_IOT卡。

可选地，在如上所述的红外转发器中，所述红外转发器还包括天线，所述天线电连接到所述NB_IOT通讯模组。

可选地，在如上所述的红外转发器中，所述红外学习模块能够学习各种红外电器的红外控制码。

可选地，在如上所述的红外转发器中，所述红外转发器通过所述红外学习模块学习受控红外设备的红外指令，将其存储在所述内部存储模块中，并将相应指令索引上传到远端服务器，然后所述远端服务器将指令下发到所述红外转发器上，所述MCU调用在所述内部存储模块中存储的嵌入式程序对所述指令进行分析，经由预设的通讯语言协议转化为所述受控红外设备可识别的红外信号，并将其输出到所述受控红外设备。

上述技术方案仅为本实用新型实施例的一些部分，本领域技术人员从以下本实用新型的详细描述中可以导出和理解包含了本实用新型的技术特征的各种实施例。

本领域技术人员将会理解，通过本实用新型可以实现的效果不限于上文已经具体描述的内容，并且从以下详细说明中将更清楚地理解本实用新型的其他优点。

附图说明

被包括以提供对本实用新型的进一步理解的附图示出本实用新型的实施例，并且与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1为本实用新型实施例提供的以NB_IOT为通讯方式的红外转发器的示意图。

具体实施方式

现在将详细参考本实用新型的示例性实施例，其示例在附图中示出。下面将参考附图给出的详细描述旨在解释本实用新型的示例性实施例，而不是示出可以根据本实用新型实现的唯一实施例。以下详细描述包括具体细节以便提供对本实用新型的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本实用新型。

在一些情况下，已知的结构和设备被省略或以框图形式示出，集中于结构和设备的重要特征，以免模糊本实用新型的概念。在整个说明书中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“中心”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1示出了本实用新型实施例提供的以NB_IOT为通讯方式的红外转发器的示意图。如图1所示，本实用新型提供了一种以NB_IOT为通讯方式的红外转发器，其包括MCU，其包括内部存储模块，所述内部存储模块用于存储嵌入式程序，所述MCU用于运行所存储的嵌入式程序；供电模块，其电连接到所述MCU并且用于对外取电和对内进行电压电流转换传输；红外学习模块，其电连接到所述MCU并且用于学习受控红外设备的指令；红外控制模块，其电连接到所述MCU并且用于受控红外设备的红外控制，发射所述受控红外设备的控制指令；红外码存储部分，其电连接到所述MCU并且用于存储学习到的红外码，保证所存储的红外码在掉电后不丢失；SWD接口模块，其电连接到MCU，用于向MCU输入程序指令及进行调试；显示模块，其电连接到所述MCU并且用于显示信号灯的状态，使得操作人员合理判断所述红外转发器的信号连接和工作状态；以及NB_IOT通讯模组，其电连接到所述MCU并且用于负责NB_IOT卡的通讯传输。

根据本实用新型的实施例，以NB_IOT技术为通讯方式的红外转发器利用红外广泛控制市场上现有的多种红外电器设备，并且具备红外学习及红外输出功能。红外转发器外接供电模块实现设备工作。在显示模块的信号灯连接NB_IOT信号时进入闪烁状态，当信号灯的状态稳定时，代表连接完成，此时建立了通讯状态。后端手机软件端通过服务器连接电信服务器并将通讯指令下发给红外受控设备，从而实现远程控制。在该指令到达红外转发器后，红外转发器给红外受控设备输出各种红外指令，实现受控设备的远程操作。红外转发器的红外学习功能可以学习多种红外控制码，在红外学习和红外控制时均有不同的指示灯闪烁状态，用于指示相应的功能。

通常的NB_IOT设备都是设定好每天的定时心跳实现固定时段的数据上报和下达，这样的特点在与设备能耗比较小。根据本实用新型的红外转发器因为需要受控设备实时受控所以将设备内嵌程序修改为无休眠状态，并且因为设备是长供电连接状态，这样也不用担心其他类产品用电池供电所遇到的电量续航问题。将这一通讯技术的传输距离长，能耗低，实时性强，易部署等优点全面进行了整合。

根据本实用新型的实施例，红外转发器以NB_IOT通讯协议为通讯方式，采用APP软件将指令发送到云端服务器，云端服务器通讯对接电信云端服务器再通过电信基站中转发射到红外受控设备内的流程步骤，在硬件嵌入式软件内要求电信方对NB_IOT卡的特有休眠属性进行了个性化的定制修改，使得所使用的NB_IOT卡保持了长连状态并且每天也会固定保持6次的心跳次数进行数据上报，这样的修改有效的保持了产品的实时通讯和接受远程控制的高效。针对选用的NB_IOT通讯模组，经过市场调查认证对于模组的稳定和信号有比较好的试用效果并且在产品覆盖的众多项目地电信的NB_IOT通讯基站覆盖均相较于其他两家运营商更加广泛全面。

根据本实用新型的实施例，红外转发器以输出红外控制信号为控制电器的手段，设备采取在外取电的方式取得5V1A供电，经硬件设备上电路的分配为通讯模组和其它功能组件进行供电。通过红外转发器的红外学习模块学习红外指令，并将其存储在控制器芯片中，然后将相应指令索引上传到远端服务器。远端服务器将指令下发到本地设备，使用MCU的内部存储器中的嵌入式程序分析指令，其经由提前设置好的通讯语言协议转化为红外受控设备可识别的红外信号，然后输出到红外受控设备，显示模块具有状态显示信号灯，信号灯状态频闪代表NB_IOT信号正在搜索连接，信号灯的状态稳定常亮代表NB_IOT网络已经连接上附近基站信号。

根据本实用新型的NB_IOT红外转发器在设计时考虑到目前NB_IOT通讯模组单体尺寸与设备整体尺寸问题，将电路板设计双层板结构，把通讯卡的卡槽位置设计在主板的背面位置，这样有效精缩了硬件厚度与尺寸，使得产品的安装更具灵活性。

根据本实用新型的NB_IOT红外转发器实现了对于红外类类电器远程控制的易部署，门槛条件低，耗电低，信号传输距离长等优点，极大地改善了目前技术对于这类受控产品部署时需要Wi-Fi等通讯网络条件的依赖。目前技术对于很多网络搭建不完善的野外地区，或者基站信号覆盖稍微弱一些的区域都无法实现信号传达导致无法实现远程控制这类干接点受控电器电机设备，而根据本实用新型的红外转发器因其信号传输距离长，所以对于基站覆盖不像传统网络要求那么高，并且部署成本也更加的低廉。

如上所述，已经给出了本实用新型的优选实施例的详细描述，以使本领域技术人员能够实施和实践本实用新型。虽然已经参照示例性实施例描述了本实用新型，但是本领域技术人员将会理解，在不脱离所附权利要求书中描述的本实用新型的精神或范围的情况下，可以在本实用新型中进行各种修改和改变。因此，本实用新型不应限于在此描述的特定实施例，而应被赋予与本文公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。

Claims (5)

1.一种以NB_IOT为通讯方式的红外转发器，其特征在于，所述红外转发器包括：

MCU，其包括内部存储模块，所述内部存储模块用于存储嵌入式程序，所述MCU用于运行所存储的嵌入式程序；

供电模块，其电连接到所述MCU并且用于对外取电和对内进行电压电流转换传输；

红外学习模块，其电连接到所述MCU并且用于学习受控红外设备的指令；

红外控制模块，其电连接到所述MCU并且用于受控红外设备的红外控制，发射所述受控红外设备的控制指令；

红外码存储部分，其电连接到所述MCU并且用于存储学习到的红外码，保证所存储的红外码在掉电后不丢失；

SWD接口模块，其电连接到所述MCU，用于向所述MCU输入程序指令及进行调试；

显示模块，其电连接到所述MCU并且用于显示信号灯的状态，使得操作人员合理判断所述红外转发器的信号连接和工作状态；以及

NB_IOT通讯模组，其电连接到所述MCU并且用于负责NB_IOT卡的通讯传输；

其中，所述红外转发器通过所述NB_IOT通讯模组以NB_IOT通讯协议为通讯方式，采用应用软件将指令发送到云端服务器，所述云端服务器通讯对接电信云端服务器，再通过电信基站将所述指令中转发射到所述红外受控设备，所述红外转发器将NB_IOT卡的特有休眠属性进行了定制修改，使得所使用的NB_IOT卡保持长连状态并且固定保持每天6次进行数据上报，使得保持所述红外转发器的实时通讯和接受远程控制。

2.根据权利要求1所述的红外转发器，

其特征在于，所述红外转发器还包括SIM卡座，所述SIM卡座电连接到所述NB_IOT通讯模组并且容纳所述NB_IOT卡。

3.根据权利要求1所述的红外转发器，

其特征在于，所述红外转发器还包括天线，所述天线电连接到所述NB_IOT通讯模组。

4.根据权利要求1所述的红外转发器，

其特征在于，所述红外学习模块能够学习红外电器的红外控制码。

5.根据权利要求1所述的红外转发器，

其特征在于，所述红外转发器通过所述红外学习模块学习受控红外设备的红外指令，将其存储在所述内部存储模块中，并将相应指令索引上传到远端服务器，然后所述远端服务器将指令下发到所述红外转发器上，所述MCU调用在所述内部存储模块中存储的嵌入式程序对所述指令进行分析，经由预设的通讯语言协议转化为所述受控红外设备可识别的红外信号，并将其输出到所述受控红外设备。

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