DE3119876A1

DE3119876A1 - "infrarot-sende-empfangssystem"

Info

Publication number: DE3119876A1
Application number: DE19813119876
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 8011 Siegertsbrunn Hafner; Hans Ing.(grad.) 8221 Hart Pollinger
Original assignee: Wilhelm Ruf KG
Current assignee: Wilhelm Ruf KG
Priority date: 1981-05-19
Filing date: 1981-05-19
Publication date: 1982-12-16

Description

Infrarot-Sende-Empfangssystem.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Infrarot-Sende-Empfangssystem, mit mindestens einem Sender, der an mindestens einen Empfänger ein Infrarot-Informationssignal sendet, das von dem Empfänger ausgewertet wird.
Infrarot-Sende-Empfangssysteme sind allgemein bekannt. Am weitesten verbreitet sind Fernbedienungssysteme, beispielsweise für Fernsehempfänger. Weit verbreitet sind auch Lichtschrankenanordnungen, die entweder mit getrenntem Sender und Empfänger ausgebildet sind oder als Reflexionslichtschranken ausgebildet sind, wobei Sender und Empfänger an derselben Stelle angeordnet sind.
Bei'derartigen Systemen ist es erforderlich, daß die von dem Sender abgestrahlte Leistung relativ scharf gebündelt auf den Empfänger gelenkt wird, was nicht nur aus Energiepegelgründen seitens des Empfängers notwendig ist, sondern auch deshalb notwendig ist, weil gegebenenfallskeine anderen Empfänger das ausgesendete Signal empfangen sollen. Stellt man sich beispielsweise ein System vor, bei dem mehrere Sender und mehrere Empfänger vorgesehen sind, wobei verschiedene Informationssignale für verschiedene "Befelnle" verwendet werden, so muß bei den bekannten Systemen streng darauf geachtet werden, daß die jeweiligen Sender auf die zugehörigen Empfänger gerichtet werden.
Der E'rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Infrarot-Sende-Empfangssystem der eingangs erläuterten Art zu schaffen, welches es ermöglicht, gleichzeitig mehrere Systeme nebeneinander zu verwenden, ohne daß eine gegenseitige Störung zu befürchten ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Informationssignale in mehrfach, insbesondere doppelt verschlüsselter Form erzeugt bzw. verarbeitet werden.
Bei dem erfindungsgemäßen System beinhalten die Informationssignale also nicht nur die einzelnen empfängerseitig auszuführenden ?1Befehle?!, sondern aufgrund der Mehrfach- oder Doppeltcodierung besteht die Möglichkeit, aus mehreren gesendeten bzw. empfangenen Informationen eine bestimmte Information auszuwählen. Es ist also nicht mehr notwendig, beispielsweise bei mehrere Sender und Empfänger aufweisenden Systemen den Sender exakt auf den Empfänger auszurichten, sondern es besteht grundsätzlich die Möglichkeit, mit einem breiten Abstrahlkegel zu arbeiten, weil dann, wenn verschiedene Empfänger vorgesehen sind, nur der oder die auf den entsprechenden Code eingestellten Empfänger auf das Informationssignal ansprechen.
Speziell ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Sender die Informationssignale pulscodiert, beispielsweise in Form eines Codewortes, z. B. eines Biphase-Codewortes, oder pulsabstandsmoduliert sendet, und daß zusätzlich eine Kennung vorgesehen ist. Hierbei kann das Infrarot-Signal beispielsweise primär pulscodiert werden, so daß das gesamte Signal dann aus einer Folgte von Nullen und Einsen besteht. Wenigstens ein Teil dieser Nullen und Einsen enthält dann die Information, beispielsweise den Befehl für den Empfänger, ein bestiiriiiites Gerät ein- oder auszuschalten.
Eine Möglichkeit der doppelten Codierung besteht darin, daß die Kennung durch eine bestimnite Trägerfrequenz erfolgt. Geht man von den oben angesprochenen pulscodierten Datenwort aus, so kann ein bestimmter Empfänger dann auf eine bestimmte Trägerfrequenz änsprechen. Ist das Datenwort dieser bestimmten Trägerfrequenz aufmoduliert, so wird es von dem zugehörigen Empfänger akzeptiert, andernfalls wird das Datenwort von dem Empfänger ignoriert.
Eine weitere Möglichkeit für die Kennung besteht darin, daß die Kennung durch ein Codewort, insbesondere ein Vorlauf-Codewort oder Startbit erfolgt. Bei einer solchen Anordnung prüft dann der Empfänger jeweils jedes der ankommenden Informationssignale, und wenn das dem Informationssignal beigefügte Codewort dem empfängerseitig programmierten Codewort entspricht, so wird das Informationssignal als "3efehl" aufgefaßt, andernfalls wird das Informationssignal ignoriert.
Eine weitere Möglichkeit für die Kennung besteht darin, daß das Informationssignal mit einer bestimmten Wiederholungsfrequenz abgegeben wird. Denkbar ist hier z. B. der Pall, daß bei einem System mit 3 Sendern und 3 Empfängern jeder Sender seine Signale mit einer verschiedenen Wiederholungsgeschwindigkeit abgibt.
Dies wird von den jeweiligen Empfängern erkannt und ausgewertet.
Bei einer Lichtschrankenanordnung kann ein Empfänger entsprechend der Wiederholungsfrequenz prüfen, ob das erwartete Infqrmationssignal eintrifft. Treffen ein oder mehrere Informationssignale nicht ein, kann ein entsprechendes Auslöse-, Warn- oder Voralarmsignal abgegeben werden.
Die Mehrfachverschlüsselung kann auch empfängerseitig bewerkstelligt werden; beispielsweise dadurch, daß der Empfänger in zeitlich konstanten oder zufälligen Abständen auf eine andere von verschiedenen Informationssignalen zugeordneten Kennungen, z. B. Code- oder Adresswörter, umschaltet. Es ist hier beispielsweise denkbar, daß mehrere Sender auf einem elnzigen Empfänger arbeiten, wobei dann jedem Sender ein spezielles Codewort zugeordnet ist. Dadurch, daß der Empfänger in bestimmten oder zufg gen Zeitabständen jeweils einen anderen Sender 'tabfrrig;", können die von sämtlichen Sendern abgegebenen Signale berücksichtigt werden.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm eines Infragrot-Sende-Empfangssystems mit zwei Sendern und zwei Empfängern, Fig. 2 ein Impulsdiagramm eines doppelt verschlüsselten Informationssignals, Fig. 3 ein Impulsdiagramm eines pulsabstandmodulierten Informationssignals mit Trägerfrequenz; und Fig. 4 ein Impulsdiagramm eines pulsabstandsmodulierten Informationssignals ohne Träger.
Fig. 1 zeigt allgemein ein Infrarot-Sende-Empfangssystem, welches beispielsweise ein Fernbedienungssystem sein kann, wobei die beiden beweglichen Sender 51 und S2 feststehende Empfangseinrichtungen El bzw. E2 mit Information versorgen und bedienen sollen.
Beispielsweise kann es sich bei den Sendern S1 und S2 um handbedienbare, tragbare Geräte handeln. Andererseits kann das in Fig. 1 dargestellte System auch eine Lichtschrankenanordnung sein, wobei die Sender 51 und S2 entweder auf dem Empfänger El bzw.
E2 oder die Empfänger E2 bzw. El arbeiten.
Bei den Sendern S1 und S2 kann es sich um Geräte handeln, deren abgegebene Informationssignale nicht von Ifand änderbar sind, andererseits kann es sich um mit Codegeneratoren ausgestattete Geräte handeln, wobei der jeweilige abgegebene Code (Informationscode) über ein matrixförmiges Tastenfeld T eingegeben wird.
Man erkennt, daß dann, wenn der Sender S1 auf den Empfänger El und der Sender S2 auf dem Empfänger E2 arbeiten soll, bei herkömmlichen Systemen eine strenge Ausrichtung der abgestrahlten Leistung auf die jeweiligen Empfänger erforderlich ist. Dies ist in vielen Anwendungsfällen unbequem und führt zu einer Beeinträchtigung der Anwendbarkeit der Systeme.
Das hier beschriebene System ist nun so ausgelegt, daß die von den Sendern S1 und S2 abgegebenen Informationssignale doppelt verschlüsselt sind, d. h. die Informationssignale beinhalten nicht nur den jeweiligen "Befehl", sondern sie enthalten zusätzliche Information, die hier als Adressinformation bezeichnet werden soll.
Fig. 2 zeigt ein Impulsdiagramm eines Abschnitts eines Informationssignals. Das Informationssignal umfaßt sieben Bits, nämlich das Startcode-Bit sowie sechs Informations-Bits A, B, C, D, E und F.
Während Figur 2 (a) den beispielsweise von einem der Tastatur T zugeordneten Decoder erzeugten Datenwortcode zeigt, ist in Fig. 2 (b) das Impulsdiagramm des abgestrahlten Infrarot-Signals dargestellt. Das Signal kann auf einen Träger aufmoduliert sein, der beispielsweise von einem Quarz mit einer Frequenz von 31,25 kHz erzeugt wird. Das abgestrahlte Codewort ist ein Biphase-Code, die logische Bedeutung der einzelnen Code signale ist unten in Fig. 2 angedeutet. Ein Code mit abfallender Flanke bedeutet eine logische 'tl", ein Code mit ansteigender Flanke bedeutet eine logische "0".
Das System gemäß Fig. 1 kann nun so ausgelegt sein, daß der Empfänger El auf eine empfangende logische "0" in der Position des Startbits anspricht, während der Empfänger El auf eine logische t'1" in der Position des Start-Bits anspricht. Wenn mehrere Sender und Empfänger vorgesehen sind, umfaßt der Startcode mehrere Bits.
In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit der doppelten Informationssignalverschlüsselung angegeben. Die Impulsreihe oben in Fig. 3 zeigt eine Folge von jeweils mit 3t,25 kHz pulsmodulierten Rechteckimpulsen, durch deren Abstand entweder eine logische "0" (kleiner Abstand), eine logische 1 (größerer Abstand) oder eine Pause (sehr großer Abstand) definiert wird. Die Pause definiert den Abstand zwischen zwei Wörtern. Es können noch weitere Impulsabstände für weitere Einheiten, z. B. für Doppelwortpausen, definiert werden.
Der erste in der oberen Zeile in Fig. 3 gezeigte Rechteckimpuls ist unter der Impulsreihe in vergrößertem Maßstab dargestellt.
Jeder einzelne Impuls des pulsabstandmodulierten Impulszugs setzt sich zusammen aus 5 Einzel impulsen entsprechend einer Trägerfrequenz von 31,25 kHz. Dies ergibt bei 5 Impulsen eine Impulsbreite von ca. 154 ms.
Fig. 4 zeigt eine weitere Möglichkeit der Codierung. Innerhalb der Periodendauer Tbit bedeutet z. B. ein Impuls nach Beendigung des vorderen Drittels (oder Viertels oder Fünftels) der Impulsdauer eine logische "0" (Fig. 4 a), ein Impuls nach dem zweiten Drittel (oder Viertel oder Fünftel ...) bedeutet eine logische 1 (Fig. 4b). Derartige Nullen und Einsen können von den Sendern S1 und S2 übertragen werden, ohne daß diese Impulse einem Träger aufmoduliert werden, wie es bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und Fig. 3 der Fall war. Die in Fig. 2 (a) gezeigte Folge von Nullen und Einsen (1 0 1 1 0 0 1) bestünde dann bei einer Codierung gemäß Fig. 4 aus einer Folge von Impulspaaren, bei der sich der Abstand zwischen erstem und zweitem Impuls dann entsprechend der oben genannten Reihenfolge von Nullen und Einsen ändern würde.
Die Sender S1 und S2 sowie die Empfänger E 1 und E2 können mit LSI-Bausteinen aufgebaut sein, sie können allerdings auch aus Standardbauteilen diskret aufgebaut sein. Je nach Anwendungsfall kann es erforderlich sein, daß die Sender eine mehr oder weniger starke Energie abstrahlen. Deshalb sind die Sender S1 und S2 hinsichtlich der abgestrahlten Energie einstellbar ausgebildet.
Darüberhinaus können alternativ oder zusätzlich auch die Empfänger in ihrer Empfindlichkeit einstellbar sein. Bei den Empfängern sind Spannungsteile bei begrenzten Verstärkern vorgesehen oder die Empfindlichkeit der Vorverstärker in den Empfängern wird eingestellt oder die Vorverstärker werden entsprechend geregelt.
Die Erfindung ist nicht auf die oben dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Zusätzlich zu der "Befehls"-Information kann den Informationssignalen weit ere 'Adres s " -Inf ormation hinzugefügt werden, die Informationssignale in bestimmten Zeitabständen von den Sendern S1 und S2 abgestrahlt werden. Die Empfänger sind dann jeweils auf diese Zeitintervalle eingestellt. Werden ein oder mehrere Datenwort nicht empfangen, so kann in den Empfängern eine entsprechende Reaktion ausgelöst werden.
Sollen bei einer gemäß Fig. 1 abgewandelten Ausführungsform beispielsweise die beiden Sender S1 und S2 auf nur einem Empfänger (z. B. El) arbeiten, wobei die beiden Sender S1 und S2 an den Empfänger verschiedene Informationen geben, so kann der Empfänger El in bestimmten Zeitabständen auf den einen oder anderen Sender umschalten, um von beiden Sendern Information zu empfangen.(Dies entspräche einen'Xultiplex-Betrieb"). Aufgrund der Natur des Systems braucht aber hier nicht wie bei sonst üblichen Multiplex-Systemen ein starres Zeitraster eingehalten zu werden, sondern der Empfänger kann praktisch beliebig, insbesondere unter Verwendung eines Zufallsgenerators, die Auswahl zwischen Sender 1 oder Send 2 vornehmen.

Claims

PATENTANSPRUCHE Ü) Infrarot-Sende-Empfangssystem, mit mindestens einem Sender, der an mindestens einen Empfänger ein Infrarot-Informationssignal sendet, das von dem Empfänger ausgewertet wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Informationssignale in mehrfach, insbesondere doppelt verschlusselter Form erzeugt bzw. verarbeitet werden.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (S1, S2) die Informationssignale puläkodiert, beispielsweise in Form eines Codewortes, z. Bo eines Biphase-Codewortes, oder pulsabstandsmoduliert sendet, und daß zusätzlich eine Kennung vorgesehen ist.
3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennung durch eine bestimmte Trägerfrequenz erfolgt.
4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennung durch ein Codewort, insbesondere ein Vorlauf-Codewort oder Startbit erfolgt.
5. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Informationssignal mit einer bestimmten Wiederholungsfrequenz abgegeben wird.
6. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger in zeitlich konstanten oder zufälligen Abständen auf eine andere von verschiedenen Informationssignalen zugeordneten Kennungen, z. B. Code- oder Adresswörter, umschaltet.
7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (S1, S2) eine Einstelleinrichtung zum Andern der abgestrahlten Energie aufweist.
8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger (El, E2) in seiner Empfindlichkeit einstellbar ist.
9. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das System als Lichtschrankenanordnung mit getrenntem Sender und Empfänger oder als Reflexionslichtschranke ausgebildet ist.