TWI420342B - 多點受控端之遙控系統、方法與應用於該系統之遙控裝置 - Google Patents

Description

多點受控端之遙控系統、方法與應用於該系統之遙控裝置

本發明關於一種多點受控端之遙控系統、方法與應用於該系統之遙控裝置，特別是透過一遙控裝置上的光感測器接收來自單一受控端的脈衝訊號，以此作為識別基礎而對該受控裝置執行控制。

隨著遙控技術的進步，從應用在電視機、冷氣機、音響等電子設備，延伸至家庭的照明、門窗等一般設備上。以往，照明設備通常是透過電力開關執行開與關的狀態，但已有習知技術利用了無線方式進行控制，比如紅外線遙控、ZigBee無線網路或其他射頻(RF)訊號等，以執行包括開、關、漸亮、漸暗、改變顏色等照明效果。

第一圖中所示的實施例特別是應用了ZigBee網路通訊連結了多個照明設備，由一主控制裝置10於遠端利用ZigBee通訊控制各照明設備，各照明設備具有ZigBee接收器，圖中多個照明設備101,102,103,104,105,106,107,108形成一個以ZigBee通訊協定架構的一個或多個網路涵蓋的區域。

相關習知技術如第一圖所示，網路架構隨著各終端節點的位置而有不同，其中內圈包括照明設備101,102,103,104，外圈則有照明設備105,106,107,108。當主控制裝置10使用ZigBee無線傳輸通訊協定技術發出控制訊號給照明設備105時，控制訊號將先傳遞至距離最近的照明設備104，接著跳傳控制訊號至照明設備105，而此照明設備105則根據控制訊號執行動作，其中具有照明控制電路，將控制訊號轉譯為電壓、電流等電路訊號，可控制照明設備執行開啟、關閉、亮度調整、發光效果等動作，之後可依據原來訊號路徑回傳各設備狀態訊號。

不論是利用紅外線遙控技術，或是ZigBee無線網路通訊協定作為遙控遠端設備的方式，若受控裝置過於集中，或是控制訊號的涵蓋範圍同時涵蓋了多個受控裝置，都可能造成遙控裝置的指向不明，使得受控裝置可能產生非期待狀態的問題。

有鑑於習知技術利用無線控制產生指向不明的缺失，本發明提出一種多點受控端之遙控系統、方法與應用於該系統之遙控裝置，能夠方便、迅速地識別出所指向的受控單元，產生準確的操作行為。其中，當使用者使用應用此系統的遙控裝置指向特定受控裝置並產生控制訊號時，接收到具有涵蓋一定範圍的控制訊號的所有的受控端將發出獨特的識別訊號，使得遙控裝置可以識別出所欲控制的對象，完成識別後，所指向的單一受控端將執行控制指令。

本發明的多點受控端之遙控系統至少包括一個遙控裝置，與多個受控裝置，遙控裝置與各受控裝置具有相同的通訊系統，就較佳實施例而言，受控裝置為發光二極體(LED)燈，相互連結各受控裝置與遙控裝置的通訊系統可為紅外線或是ZigBee無線通訊等射頻實現的通訊系統。而特別的是，遙控裝置除了具有發射控制訊號的訊號發射單元，更具有一個光感測單元，用以接收受控裝置所傳回的識別訊號，特別是各LED燈本身產生的光脈衝訊號，包括可見光與不可見光。光感測單元經識別後，能夠針對單一受控裝置進行控制，而其他受控裝置不會被涵蓋的訊號影響。

根據實施例，使用者手持遙控裝置，並指向特定受控裝置，略舉其中之一較佳實施例為LED燈，接著，使用者按下控制鍵，由遙控裝置發出控制訊號，此控制訊號將可能涵蓋到不只一個受控裝置，尤其是訊號為無線電等射頻訊號時，可能涵蓋的受控裝置將更多。在本發明規範的通訊協定中，在訊號涵蓋範圍下的受控裝置接收到控制訊號時，接收到控制訊號的受控裝置，包括相關連結(binding)的受控裝置，將產生識別裝置用的訊號，比如是由LED本身發出識別用的脈衝訊號，由光的快速明滅狀態形成，此脈衝訊號將接著由遙控裝置上的光感測器接收，使得遙控裝置內部電路能夠識別出所指向的受控裝置。之後，於遙控裝置接收所指向的受控裝置的識別脈衝訊號後，在下一時刻則發出一裝置識別訊號，除了該指向的受控裝置外，接收到控制訊號的受控裝置將忽略控制指令。

有鑑於習知技術中，由遙控器發出的無線電控制訊號會涵蓋多個受控端，使得難以針對特定一個對象進行遙控的問題，本發明提出一種多點受控端之遙控系統、方法與應用於該系統之遙控裝置，其中所引出的遙控通訊方法能針對特定一個受控端進行控制，能在多點受控端的環境中順利迅速辨識並控制單一受控端，而不影響其他受控端。

根據發明實施例，上述多點受控端之遙控系統可應用於無線控制環境，如以紅外線無線傳輸技術建構的通訊系統，或是其他射頻(RF)訊號組成的環境，較佳為由支援大量網路節點的ZigBee無線網路所組成無線通訊系統，透過一個無線遙控器對多個受控端的進行控制。紅外線訊號雖可能僅涵蓋較小範圍，但仍有涵蓋到一個以上受控端的可能，仍會有無法辨識要接受控制裝置是哪一個的困擾。而以適用於多點近距離遙控的ZigBee無線通訊系統而言，同樣有不容易辨識受控端的問題。

應用於本發明多點受控端的遙控系統中的遙控裝置，可參考第二圖所示的遙控裝置外觀示意圖，圖中顯示有一遙控裝置20，其上依據不同的受控端可設計有不同的控制按鍵201,203,205，就此例而言，設計為控制照明燈具的遙控裝置。控制按鍵201為控制漸亮的發光效果，持續按著此鍵可逐漸讓燈具發光至最大亮度為止；控制按鍵203則控制燈具的開啟與關閉；控制按鍵205則是控制燈具的亮度逐漸變小的效果。實際執行並不限於以上幾種功能，而是視受控對象的功能而定，比如受控端為音響，則可控制音量、音樂切換、開、關等；若受控端為電視，則可控制音量、收視頻道、開、關等，或可應用於其他家電上，在此並不逐一列舉。

特別的是，遙控裝置20除了設置有發射訊號的訊號發射窗207外，更設置一訊號接收窗209，用以接收來自特定受控端發出的訊號，根據實施例，係用以接收來自特定照明燈具所發出的光脈衝訊號。

除了利用上述按鍵方式產生控制指令外，本發明並不排除其他遙控方式，包括觸控方式。

以下列舉應用本發明多點受控端之遙控系統與方法的實施例，但實際應用並不限於文中所述之實施例，而有其他等效的應用。

第一實施例：

請參考第三圖，其中顯示應用本發明多點受控端之遙控系統的情境示意圖之一，包括有多個照明燈具33，此例中這些照明燈具33安設於一個平面31上，使用者手持如第二圖實施例所示的遙控裝置20，在一般操作行為下，使用者手持遙控裝置20指向多個照明燈具33之一，也就是圖例中遙控裝置20所指向的受控照明燈具35。

在第一實施例中，各燈具相互無線或是有線等方式連接，形成一網路，如ZigBee無線通訊網路，可經由一協調控制單元(coordinator)建立網路上各裝置的連線與識別。當使用者欲透過遙控裝置20單獨控制此受控照明燈具35，即透過遙控裝置20指向此受控照明燈具35，並按下按鍵產生控制指令，如圖所示，控制訊號以無線電波方式傳遞給各照明燈具33，涵蓋的燈具並非只有指向的受控照明燈具35而已。

接收到控制訊號之各燈具33將各別回應一識別用 訊號，在本實施例中係以照明燈具33(如LED)本身經電路控制產生獨特的光脈衝訊號，經由遙控裝置20上的光感測單元接收到來自所指向的該受控照明燈具35的光脈衝訊號，則遙控裝置20可辨識出所要傳送訊號的對象。上述由各燈具回應之識別用訊號可以燈具本身發出的光脈衝為依據，亦可透過掛載於各燈具或其他受控裝置以外的訊號發送器回傳識別訊號，且不以可見光為限。

上述一開始要達成與特定受控照明燈具(例如為受控照明燈具35)的控制訊號中並未有指定特定對象的識別資訊，經各照明燈具33發送出識別用的脈衝訊號後，遙控裝置20將於短時間內接收所指向的燈具的識別訊號，之後再發出相對的裝置識別訊號，使得所有接收到訊號的燈具33都能識別控制訊號是針對某一受控照明燈具35，除了此受控照明燈具35會執行相關指令外，其他燈具則忽略該訊號。

第二實施例：

如第四圖所示，其為應用本發明多點受控端之遙控系統的情境示意圖之二，此例中，除了平面31上的多個照明燈具33外，更包括有其他可被控制的家電，此例有電視41與音響43。

為了符合在同一無線通訊協定下達成指令特定受控對象的目的，各受控的照明燈具33可自身發出光脈衝訊號作為識別用的訊號，亦可額外掛載有訊號發送器，而非燈具本身發送脈衝訊號，包括加入同一網路中的家電，如此例中電視41即掛載可以發出識別訊號的 電視訊號發送器411，而音響43則掛載有音響訊號發送器431。

複數個照明燈具33、電視41與音響43在此例中形成一個網域，如利用ZigBee無線通訊系統形成的網域。當使用者手持遙控裝置20指向一個欲控制的對象，並發出控制訊號，整個網路的受控裝置皆可能接收到此控制訊號，各受控裝置(或其掛載之訊號發送器)將會發出識別訊號。以LED燈為例，則可自身發出光脈衝訊號；若以上述各裝置所掛載的訊號發送器為例，則由此訊號發送器發送各受控裝置的識別訊號。

由於遙控裝置20是指向特定受控裝置，故僅有該受控裝置所發送的識別訊號會被遙控裝置20接收到，經遙控裝置20接收此識別訊號後，產生指向的受控裝置的裝置識別訊號，再經遙控裝置20發送出去，整個網路上的受控裝置將識別此訊號，僅有被指向的受控裝置將會執行相關指令。

第五圖所示為應用於本發明多點受控端之遙控系統的遙控裝置電路方塊圖。

此例中，遙控裝置50具有接收發出自受控裝置的脈衝訊號的光感測單元501、用於轉換各脈衝訊號的訊號轉換單元502、執行訊號與指令傳遞的控制單元503與操作模組505，並有連接控制單元503發射控制訊號的訊號發射單元506。

遙控裝置50具有操作模組505，此操作模組505可以按鍵組、觸控螢幕等方式實施，並依據實際需求設計，用以產生控制指令。若用於控制多功能燈具，則可 具有開啟、關閉、漸亮、漸暗、閃爍、顏色切換等可能的控制按鍵或是操作畫面；亦可應用複合式的按鍵，透過按壓時間長短與時序控制產生不同的控制指令。

操作模組505所產生的控制指令以鍵碼或其組合，或是觸控螢幕產生的觸控訊號表示，經電性連接傳送給控制單元503，控制單元503電性連接訊號發射單元506與光感測單元501(經訊號轉換單元502)，透過控制單元503轉為相對的電子訊號，也就是產生符合本發明應用於遙控裝置與各受控裝置的無線網路通訊協定的控制訊號，並將接收之識別訊號後產生一相對的裝置識別訊號，再經電性連接的訊號發射單元506發出。

訊號發射單元506包括無線通訊相關的電路，支援與各受控裝置相同的無線網路通訊協定，有如基頻電路、射頻電路、放大電路、天線等相同的無線網路通訊模組，與控制單元503電性連接。由於紅外線通訊方式通常應用於直射而沒有障礙的環境，故本發明實施例可應用紅外線作為傳遞控制訊號的通訊方式，而受控端需要設置有紅外線接收器。另有較佳實施例是應用ZigBee無線網路通訊協定，也就是訊號發射單元506為一ZigBee無線網路發射器，而受控端則需要有相對的接收器。

控制指令經處理形成控制訊號，由訊號發射單元506發射出去後，受控端接收控制訊號，受控裝置，如LED，經電路控制產生脈衝訊號或是有相同功效的識別訊號。其中由於脈衝訊號經設計而不同，故可用於作為受控端的識別用途。

在本實施例中另有其他衍生變化例是可透過額外掛載於受控裝置邊的訊號發送器發送識別訊號，可應用於非可自發光的裝置上。此類識別用的脈衝訊號將由遙控裝置50的光感測單元501所接收，脈衝訊號可為各LED燈本身發出的可見光，但亦可接收不可見光，包括由額外掛載的訊號發送器所傳送的訊號。由於脈衝訊號產生的明滅現象形成0與1所組成的數位編碼，故可具有識別性，再經訊號轉換單元502得出具有識別資訊的識別訊號，其運作可如同一類比數位轉換電路。

特別的是，經接收由一受控裝置所發出的識別訊號後，形成獨特的識別碼，由遙控裝置接收後，再發送相對的裝置識別訊號，此訊號同樣會被多個受控裝置接收到，但可知僅有對應此裝置識別訊號的受控裝置會執行控制指令。

第三實施例：

可參考第六圖，其中顯示為本發明中各受控端發出識別用訊號的示意圖。

此例中有相互有線或是無線連結的LED1,LED2,LED3,LED4與LED5，使用者於遠端操作遙控裝置50，發出控制訊號，圖例中訊號涵蓋全部的受控裝置。當各LED燈接收到控制訊號後，將個別發出其獨有的脈衝訊號，遙控裝置50中的光感測單元在很短時間內僅會接收到所指向的受控裝置的脈衝訊號，藉以識別出所指向的裝置。

第四實施例：

而應用於上述網路中的通訊方法可參閱第七圖顯示應用於多點受控端之遙控系統的遙控裝置的運作流程。

步驟S701，根據本案實施例，使用者操作上述具有訊號發射電路與光感測單元的遙控裝置，將遙控裝置指向特定受控裝置，實施例特別為LED燈，尤其是複數個排列在一起的LED燈。接著執行步驟S703，使用者按下控制鍵，由遙控裝置發出控制訊號，此控制訊號以紅外線或是較佳為ZigBee無線電訊號發出，這些訊號將會涵蓋所指定的受控裝置及其以外其他受控裝置。

步驟S705，在訊號涵蓋範圍下的受控裝置(具有訊號接收器)將接收到上述控制訊號，各受控裝置之控制電路將產生一識別裝置用的訊號，如由LED本身發出識別用的脈衝訊號(步驟S707)，且同一區域的裝置將發出不同的脈衝訊號。

步驟S709，遙控裝置利用指向該受控裝置的光感測器接收到一個受控裝置的識別訊號，也就是如同使用者手持遙控裝置指向的LED燈所發出的訊號，而其他非指向的LED燈所發出的脈衝訊號將不會進入遙控裝置上的光感測器中。從步驟S701一開始，使用者手持遙控裝置指向特定受控裝置發出第一個訊號，到接收識別用的脈衝訊號，到識別出所指方向的受控裝置係在一極短的時間內完成，故遙控裝置內的指令能快速識別出所指的受控裝置。

於步驟S711中，經遙控裝置完成識別後，再發出相對的裝置識別訊號，此類訊號雖仍可能涵蓋到多個受控LED燈，但此裝置識別訊號是針對特定受控裝置，顯示控制訊號僅指示此指定受控裝置執行控制指令(步驟S713)。

本發明多點受控端之遙控系統、方法與應用於該系統之遙控裝置特別是提供一個通訊方式，應用於受控裝置較為集中的環境中，在不需特別記憶所欲控制的裝置的情況下，能夠透過接收來自指定裝置的識別訊號達到指定控制的目的。

綜上所述，本發明多點受控端之遙控系統經上述方法流程，透過遙控裝置與受控裝置間的通訊步驟，包括發出控制訊號，由各受控裝置發出識別用的訊號，經確認識別碼後發出相對的裝置識別訊號，能夠準確地讓特定受控裝置執行使用者欲控制的動作。

惟以上所述僅為本發明之較佳可行實施例，非因此即侷限本發明之專利範圍，故舉凡運用本發明說明書及圖示內容所為之等效結構變化，均同理包含於本發明之範圍內，合予陳明。

101,102,103,104,105,106,107,108‧‧‧照明設備

10‧‧‧主控制裝置

20‧‧‧遙控裝置

201,203,205‧‧‧控制按鍵

207‧‧‧訊號發射窗

209‧‧‧訊號接收窗

31‧‧‧平面

33‧‧‧照明燈具

35‧‧‧受控照明燈具

41‧‧‧電視

43‧‧‧音響

411‧‧‧電視訊號發送器

431‧‧‧音響訊號發送器

50‧‧‧遙控裝置

501‧‧‧光感測單元

502‧‧‧訊號轉換單元

503‧‧‧控制單元

505‧‧‧操作模組

506‧‧‧訊號發射單元

S701-S713‧‧‧為遙控裝置運作的實施例流程

第一圖所示為習知技術利用遙控技術控制遠端照明設備的示意圖；

第二圖所示為本發明應用於多點受控端之遙控系統的遙控裝置示意圖；

第三圖所示為應用本發明多點受控端之遙控系統的情境示意圖之一；

第四圖所示為應用本發明多點受控端之遙控系統的情境示意圖之二；第五圖所示為應用於本發明多點受控端之遙控系統的遙控裝置電路方塊圖；第六圖顯示為本發明中各受控端發出識別用訊號的示意圖；第七圖顯示為應用於多點受控端之遙控系統的遙控裝置的運作流程。

S701-S713為步驟流程說明

Claims (15)

1. 一種多點受控端之遙控方法，包括：建立一無線網路通訊系統，其中包括一遙控裝置與複數個受控裝置，之間應用一無線通訊協定達成通訊；由該遙控裝置指向該複數個受控裝置之一，並發出一控制訊號；由至少一個受控裝置接收該控制訊號；該複數個受控裝置分別發出各自的識別訊號；該遙控裝置接收來自該指向的受控裝置所發出的識別訊號；以及根據該指向的受控裝置所發出的識別訊號，該遙控裝置產生並發出一對應的裝置識別訊號；其中，該指向的受控裝置接收該裝置識別訊號後執行相對該控制訊號的控制指令。
2. 如申請專利範圍第1項所述之多點受控端之遙控方法，其中該無線網路通訊系統為一ZigBee無線網路通訊系統。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之多點受控端之遙控方法，其中該複數個受控裝置為複數個照明燈具，而該識別訊號為該照明燈具本身所產生的光脈衝訊號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之多點受控端之遙控方法，其中該遙控裝置透過其中一光感測單元接收該光脈衝訊號。
5. 如申請專利範圍第3項所述之多點受控端之遙控方法，其中該受控裝置透過一掛載的訊號發送器發出該識別 訊號，再由該遙控裝置透過其中一光感測單元接收該光脈衝訊號。
6. 如申請專利範圍第1項所述之多點受控端之遙控方法，其中該無線網路通訊系統為一以紅外線無線傳輸技術建構的通訊系統。
7. 一種多點受控端之遙控系統，包括有：(a)一遙控裝置，至少包括：(i)一光感測單元，用以接收一或多個受控裝置產生的識別訊號；(ii)一訊號發射單元，用以發射一控制訊號與對應各受控裝置的識別訊號之一裝置識別訊號；(iii)一操作模組，用以產生一控制指令；(iv)一控制單元，係電性連接該操作模組、該訊號發射單元與該光感測單元，藉該控制單元產生符合該多點受控端之遙控系統所應用之一無線網路通訊協定的該控制訊號，並將根據自各受控裝置所接收該識別訊號產生對應之該裝置識別訊號；以及(b)複數個受控裝置，經一初始化流程後，形成一區域網路，其中該複數個受控裝置之間以符合該無線網路通訊協定的方式相互連結，並於接收該控制訊號後各自發出該識別訊號；其中該遙控裝置的該光感測單元接收來自受該遙控裝置指向的受控裝置所發出的該識別訊號，該遙控裝置發出一相對該識別訊號的裝置識別訊號，受該遙控裝置指向的受控裝置接收該裝置識別訊號後執行該控制指令。
8. 如申請專利範圍第7項所述之多點受控端之遙控系統，其中該無線網路通訊協定為一ZigBee無線網路通訊協定。
9. 如申請專利範圍第7或8項所述之多點受控端之遙控系統，其中該複數個受控裝置為複數個照明燈具。
10. 如申請專利範圍第9項所述之多點受控端之遙控系統，其中該識別訊號為該照明燈具本身所產生的光脈衝訊號。
11. 如申請專利範圍第7項所述之多點受控端之遙控系統，其中該識別訊號是透過複數個掛載於該複數個受控裝置的訊號發送器發出該識別訊號。
12. 一種應用申請專利範圍第1項之多點受控端之遙控方法之遙控裝置，該遙控裝置包括：一光感測單元，用以接收發出自一受控裝置的一脈衝訊號；一訊號轉換單元，電性連接該光感測單元，用於轉換該脈衝訊號為一識別訊號；一操作模組，產生一控制指令；一訊號發射單元，用以發射該控制訊號與一裝置識別訊號，其中該裝置識別訊號係對應由該受控裝置發出的該識別訊號；以及一控制單元，係電性連接該操作模組、該訊號發射單元與該光感測單元，藉該控制單元產生符合一無線網路通訊協定的該控制訊號，並將接收該識別訊號後產生該裝置識別訊號。
13. 如申請專利範圍第12項所述之遙控裝置，其中該無線 網路通訊協定為一ZigBee無線網路通訊協定。
14. 如申請專利範圍第12或13項所述之遙控裝置，其中該遙控裝置係透過該控制訊號控制的該受控裝置為一照明燈具，而所接收之該脈衝訊號為由該照明燈具本身所發出的光脈衝訊號。
15. 如申請專利範圍第12項所述之遙控裝置，其中該遙控裝置係透過該控制訊號控制該受控裝置，該受控裝置掛載一訊號發送器，而該脈衝訊號為由該訊號發送器所發出的識別訊號。