WO1995012871A1 - Verfahren und vorrichtung zum umsetzen codierter fernsteuersignale zum ferngesteuerten auslösen mindestens einer funktion - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum umsetzen codierter fernsteuersignale zum ferngesteuerten auslösen mindestens einer funktion Download PDF

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WO1995012871A1
WO1995012871A1 PCT/DE1994/001292 DE9401292W WO9512871A1 WO 1995012871 A1 WO1995012871 A1 WO 1995012871A1 DE 9401292 W DE9401292 W DE 9401292W WO 9512871 A1 WO9512871 A1 WO 9512871A1
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PCT/DE1994/001292
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Roland Trautmann
Karl-Heinz Gimbel
Detlef Poppe
Original Assignee
Alltronik Electronics Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C19/00—Electric signal transmission systems
    • G08C19/16—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses
    • G08C19/28—Electric signal transmission systems in which transmission is by pulses using pulse code

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for converting coded remote control signals, in which a pulse train received via a high-frequency feed is converted into a digital data word and compared with a stored code word in order to trigger at least one predefinable function after a possibly positive comparison result.
  • the corresponding device essentially consists of a receiver for receiving the remote control signals from a corresponding transmitter in the form of pulse trains, the receiver having: a) a current / voltage supply,
  • the conventional methods and devices are essentially limited to activating the receiver and the aggregates connected to it by actuating a transmitter, this activation process then triggering an opening or closing of the garage door depending on the prevailing state.
  • the purpose of the coding is to trigger the activation of the receiver only when a specific, precisely coded, pulse train has been received by the associated transmitter.
  • a code can be set on the receiver of the known system, which corresponds exactly to the code of one or more specific transmitters, so that the desired function of opening or closing a garage door was only triggered when the receiver had received a pulse train that exactly matched the set code corresponded.
  • the pulse train originating from the transmitter and received by an HF receiver is fed to a demodulator, preferably with gain control, which converts the pulse train into a digital signal, i.e. typically into a sequence of voltage values at two different levels, which one can assign a logical "0" or "1".
  • This system has the disadvantage, however, that even if a user only wanted to operate a certain garage door using the remote control, for example, the corresponding transmission pulse may also have been received and accepted by the receiver installed at the gate entrance, so that the corresponding one is also unintentionally Gate entrance was opened.
  • a further limitation of the known, relevant systems which are usually used for remote control of garage doors or gate entrances is that they essentially have only a single output, which is either active or not after receiving a transmission pulse. So it is not possible to have different functions independently trigger.
  • the output of the receiver can also be connected, for example, to a switching relay for lighting, but this means that when the door operator is actuated, the lighting is also switched on regardless of whether this is in of the respective situation is required or desired or not.
  • an automatic switch to reverse to the other process, depending on whether an opening or closing process was previously completed, and in this respect possibly also to a second output was possible with the methods and devices according to the prior art. In the sense of the present invention, however, this corresponds only to the control of a single function.
  • Infrared or ultrasonic remote control devices for television sets, video recorders and stereo systems are known from everyday use. Although these are capable of triggering various functions, they cannot be coded for specific users and, above all, have the disadvantage that they can generally only work with a line of sight between the transmitter and receiver, since infrared and ultrasonic waves do not penetrate walls or other obstacles , in contrast to the radio frequency waves with which the coded remote control systems according to the present invention are usually operated.
  • the present invention has for its object to provide a method and an apparatus with the features mentioned above, which combine the encodability and ability to work without line of sight between the transmitter and receiver with greater design options and freedom in the application to different functions .
  • this object is achieved in that at least one piece of information about at least one function assigned to the code is stored in the memory of the receiver together with a code word, that the data word sent also contains the information about a function to be triggered in addition to a code portion and that Comparison of the received data word with the stored data includes the comparison of the information about the function to be triggered.
  • the data word sent can be understood as a code word, in which in principle any section or area is reserved for additional information.
  • this data word is compared with a stored data word, but a specific function to be triggered is now assigned to this stored data word, while at the same time different data words are definitely the same Functions to be triggered can be assigned if they coincide in the information section of the code word, that is, the area reserved for the additional information mentioned.
  • the term "function to be triggered" is to be understood very comprehensively. For example, two functions to be triggered are considered different if different outputs of the receiver are activated.
  • functions to be triggered can also be regarded as different in the sense just described if one and the same output is actuated with a different time behavior, for example delayed, "flashing", as a string contact, as an impulse or in some other form.
  • Such differences in the functions to be triggered can also be triggered in a controlled manner in that the data words sent differ in their code component, while the part reserved for the information mentioned remains the same. For example, different users could control the same output with their transmitter on the receiver, but this would then show different timing, if necessary.
  • the entire data word sent is processed logically as "code”, although in the narrower sense under the term "code” that portion of the data word sent and received that would always remain unchanged with one and the same transmitter while different transmitters would be viewed make a fundamental distinction in these code sections (insofar as this is possible according to the length of the code portion and the number of transmitters produced overall).
  • the portion of the data word reserved for the additional information or a function to be triggered is the same for different transmitters if the same function is to be triggered with it, that is to say if, for example, the same channel is to be controlled.
  • the method according to the invention still offers the freedom to use the pure code component as additional information for the function to be triggered, for example with regard to the timing behavior already mentioned, since a certain function including the timing behavior is logically assigned to the entire data word sent and stored identically.
  • the receiver can now trigger completely different functions independently of one another, such as, for example, switching on a light and actuating a garage door.
  • the receiver could open and close two or more different gates arranged side by side or one behind the other, independently of one another, so that it would be possible, for example, to allow a user access to only one of the gates or to a certain group of gates, while other users have different access rights.
  • the transmitter now also provides information about the one to be triggered Function is sent out, while the receiver not only compares whether the relevant code word is stored and thus indicates the basic access authorization of the user, but also checks whether this code word is also stored in connection with a specific function to be triggered, since only then is the authorization for triggering this particular function.
  • the method according to the invention can be used meaningfully even if only a single function is to be triggered, for example in the case of closely spaced receivers which are to be actuated independently of one another by the same transmitter (in this case the information unit about the function to be triggered can be used as an extension, so to speak of the code), but an embodiment of the method is preferred, in which at least two different functions can be triggered by the recipient concerned.
  • a variant of the method according to the invention provides that the data word sent out by the receiver, at least insofar as it includes the code word portion and the information data about information to be triggered, possibly including its timing, is interpreted and treated as a code word by the receiver, with the receiver expanding in addition to this Codeword the information data for the function to be triggered and their timing behavior are stored.
  • the number of different functions to be triggered is in principle not limited and only depends on the practical circumstances and requirements. According to one embodiment of the invention, eight different outputs are provided on a receiver according to the invention, for example.
  • these functions could consist, for example, in triggering various units, such as 1. a common gate entrance, 2. path lighting, 3. a garage door, 4. garage lighting, 5. a lifting platform in a double parker, 6. a lock actuation for an access door between the garage and a staircase, 7. a staircase lighting. It would also be possible to trigger all of these functions simultaneously or immediately in succession by pressing a single button if the transmitter is set up accordingly. In such a case, an embodiment of the method according to the invention is particularly preferred, in which the individual functions can be triggered with a time delay, with these time delays preferably also being individually adjustable.
  • the above-mentioned functions can then be triggered in sensible increments, so that, for example, the last-mentioned function "switching on the stairwell light" is only triggered when the user has entered the driveway with his vehicle, possibly also into the garage and straight out of his Vehicle gets out. At this point in time, for example, the closing of the entrance gate has long been completed.
  • the data word in question contains, in addition to the information about the function to be triggered, also the information about the extent of a specific time delay with which the function is to be triggered, if not generally assigned to a specific function, but once a time delay which can be changed becomes.
  • the data words serving as a basis for comparison and stored in the relevant receiver are stored or entered into the memory by switching the receiver into a so-called "learning state" and that the transmitter is then actuated in accordance with the desired function, whereby the transmitter sends out a pulse train which corresponds to a data word which contains, from the code word, information about the function to be triggered and possibly also information about a corresponding time delay.
  • the sensitivity of the receiver system in the learning mode is reduced considerably, preferably by at least 10 dB.
  • the transmitter in question has to be brought very close to the receiver so that it receives and stores the transmitted code, including the other information, while, at the same time, transmission pulses emanating from other nearby transmitters due to the very low sensitivity of the receiver not be recorded and registered by this.
  • This ensures that only the code and the associated functional information of the transmitter that is brought very close to the receiver specifically for this purpose are actually transferred to the memory of the receiver.
  • a particularly preferred embodiment of the method according to the invention is one in which the internal clock frequency for reading and comparing the received and stored data words is at least one order of magnitude below the transmission frequency of the associated FH system.
  • the internal clock frequency of the evaluation logic of the system is at most 1/10 of the transmission and reception frequency of the transmitter and receiver.
  • An even larger distance is preferred, in which, for example, the internal clock frequency for data comparison is below 1 MHz, better still below 100 kHz and in the preferred embodiment 32 kHz, while the transmission frequency is above 10 MHz, preferably at 27 or 40 MHz .
  • the frequencies in question are separated by approximately three orders of magnitude (a factor of 1000), so that mutual interference due to crosstalk between the transmission frequency and the clock frequency is practically excluded.
  • the method according to the invention works extremely quickly and in no way slower than conventional methods if the individual bits or information units of the data words are respectively read out in parallel from the data memory and compared with the received data. With a clock frequency of 32 kHz and a complete parallel readout of the entire data word including code information and information about the function to be triggered or time delay, 32 complete data words could be compared within a thousandth of a second and corresponding functions could be triggered.
  • the object on which the invention is based is achieved in that the interface has a plurality of outputs for different functions and in that the evaluation logic has a structure or programming which assigns any code word registered in the memory to each of the outputs allowed.
  • the memory management has parallel access at least to the data units of a data word that indicate the function to be triggered, preferably the data words are accessed in parallel over the entire word width.
  • An embodiment of the invention is particularly preferred in which at least the decoder, the memory and the control logic are accommodated on a common semiconductor circuit or chip.
  • the parallel access of the control logic to the memory can be easily integrated into the system and the decoding of the received data words, their evaluation and the triggering of the associated function can be carried out very quickly within a few cycles of an associated clock generator.
  • a clock generator is provided, the frequency of which is at least one order of magnitude lower than the transmission frequency, the clock frequency preferably being 42 kHz, while the transmission frequency is at least 27 MHz.
  • a time delay element is connected between the control logic and the outputs, for which the time delay can preferably be set.
  • the control logic can extract information about the extent of the desired time delay from a stored data word which corresponds to a transmitted data word with regard to code and function specification, and set the subsequent time delay element in the desired manner, so that the output in question only after one corresponding time delay, measured from the time of the positive data comparison, is triggered.
  • the data word sent can also contain corresponding time delay information, which can also optionally be included in the data word comparison or transmitted to the control logic and the time delay unit without comparison.
  • the memory has a minimum size of 30 data words, each of which has a word length of at least approximately 60 bits, which corresponds to a total memory size of approximately 1800 bits.
  • the memory has a minimum size of 30 data words, each of which has a word length of at least approximately 60 bits, which corresponds to a total memory size of approximately 1800 bits.
  • a word length of approx. 60 bits has proven to be completely sufficient to provide a sufficiently long code word in the order of 20 to 24 bits, 8 bits of information about the function to be triggered, 8 bits of information about a possible time delay or activity duration of an output as well other bits, for example check and check bits, bits for marking the end of a word and the beginning of a word etc.
  • the figure is a schematic representation of the receiver according to the invention with its periphery, but without a high-frequency receiving part and without units connected to the outputs.
  • chips 100 schematically represent the contacts of chip 100.
  • the signals coming from a transmitter are received, amplified and passed on to the demodulator 10 with the aid of an antenna and a subsequent high-frequency part, which are not shown.
  • the received pulse train is demodulated in the demodulator 10 and thus converted into, for example, a 60 bit long digital data word.
  • the demodulator 10 passes this signal on via the input 12 of the chip 100.
  • a control output 11 of the chip is connected to a control input of the demodulator in order to reduce the sensitivity of the demodulator for a programming or learning process, so that in this mode only the signals to be learned or stored from a transmitter placed in the immediate vicinity of the receiver are left can be received to rule out interference and incorrect storage.
  • a complex integration filter 101 which has the function of a signal shaper, connects to the serial input 12, as a result of which the width fluctuations of the individual bits are compensated for and the signal level, if necessary, is additionally leveled.
  • 112 is a general term for internal data lines of the chip 110, which can be both serial and parallel bus lines.
  • Block 107 schematically designates a comparator; block 102 is a memory, in the example shown with a memory volume of 6 KB, 103 denotes an address management for the memory and 108 an evaluation logic.
  • the pulse train converted by the input filter 101 into a sequence of uniform, digital data bits is first checked to see whether it represents a valid data word at all, e.g. with a length of 60 bits and special bit sequences, e.g. Characterize the beginning and end of the word, with so-called check and check bits also being checked, as a result of which any faults in the transmission of the data are to be recognized and faulty data words are to be eliminated.
  • the comparison then takes place with the data words stored in the memory 102. If a valid data word has been found, ie if a match of the transmitted data word with one of the stored data words has been determined, it is checked whether this word has already been received immediately before or within a predeterminable, previous time interval. The frequency of the reception of a specific, valid data word is registered in a counter either in succession or else within a predefinable time interval. After this counter a predeterminable Has reached or exceeded the limit value, the command to trigger the function, which is to be triggered according to information contained in the data word, is regarded as valid and a corresponding trigger command is initially passed on to the timer 109.
  • the timer 109 has eight different outputs, labeled 80 to 87, each of the outputs 80 to 87 being preceded by a time delay element within the timer 109.
  • Each of the outputs 80 to 87 can be assigned a specific, fixed time delay, however, if necessary, the information about a specific setting of a respective delay element can also be passed on from the stored or received data word to the timer, which then has a corresponding value for the respective time delay element sets.
  • the delays are preferably set in stages and in digital form, with the individual outputs 80 to 87 being able to be assigned different maximum delay ranges.
  • the time delay for opening an external gate for example, in front of which, for example, a vehicle is at the moment an opening command is sent, can be set to zero and the associated output channel 80 either does not require a delay element at all or one that allows time delays in the range of a few seconds at most .
  • other time delay elements for other outputs can be set, for example, gradually in the range from a few seconds to minutes or even hours.
  • the timer 109 and its time delay elements and outputs can also be optionally designed so that they activate the associated output not only at a certain delayed time, but also so that this activation during a predetermined time interval or until a trigger Stop command remains active. Furthermore, it is possible to design individual channels of the timer so that after the receipt of a valid trigger command, the associated output is activated intermittently, which would cause the lamp to flash, for example, when a lamp is connected. Finally, the evaluation logic and the timer can also be designed in such a way that a specific output remains active during a specific, preferably small time interval beyond the receipt of the last valid data word with the relevant function selection. This means that, apart from a small time delay corresponding to the interval mentioned, an output remains active as long as the transmitter sends out the relevant data word (so-called streak contact).
  • the so-called programming mode is considered below.
  • the programming mode is used to enter certain data words in the memory 102, so that later when a data word of this type is received, a specific function which is also desired in this data word possibly triggered with an additional desired time delay or a largely predefinable time behavior (flashing, activation duration).
  • the switch 40 consists of two pushbutton contacts 41 and 42. A brief actuation of the contact 42 leads to a switchover to the programming mode, ie the output 11 is activated and the sensitivity of the demodulator is thereby reduced.
  • the output 80 of the timer 109 is first selected or addressed. A further actuation of the pushbutton switch 42 switches through to the following output 81, etc., until after a cyclical run through the outputs 80 to 87 a further actuation of the pushbutton switch 42 selects the output 80 again.
  • the push button 41 is used to select a specific function.
  • the function selection is shown in Table 1 below.
  • the selected output and then also the function can be read on the two-digit LED display 50. If a function with a specific time behavior has been selected for a selected output, then 16 different time ranges can be selected at the BCD input 20 via a specific switch combination of the four BCD switches.
  • All this information about the selected channel, the selected function with its time behavior and the time range are stored together with a code word which has subsequently been received via the demodulator with its reduced sensitivity.
  • the corresponding transmitter which sends out a specific code, is actuated in the immediate vicinity of the receiver.
  • the relevant code word together with the information set at the inputs 43 and 44 including the time frame information from the BCD switch 20 is stored in a 60-bit data word in the memory 102 saved.
  • the entire RAM memory 102 is checked to determine whether the entire data word may already have been saved, which may be overwritten, otherwise a new, empty memory location is described.
  • This method requires at least 3 bits for the information about the channel selection, i.e. the information about which of the eight outputs of the timer 109 is to be activated, and at least 4 bits for the function selection, ie for the specific time behavior of this output according to Table 1. Overall, one expediently provides at least 8 bits for the two aforementioned information. Another 4 bits of the BCD inputs 20 contain the information about the entire available time frame. During programming or during learning, all of this information is stored together with the data word which is emitted by the transmitter and is detected via the RF receiver, the demodulator 10 and the serial input 101. As soon as exactly the same data word has been received twice in succession, it is stored together with the aforementioned information in the RAM memory 102.
  • the data word sent by the transmitter can consist, for example, of a 20 to 24 bit long codeword permanently assigned to the transmitter and also some changeable additional bits, which are changed, for example, by actuating different keys or key combinations on the transmitter. Corresponding keys or key combinations could, for example, be labeled with the different functions that were specifically "learned" during programming during the relevant key press.
  • the receiver in a later comparison, the receiver almost identifies all of the information originating from the transmitter as a code word or comparison word, the presence of which is checked in the memory 102. If this "code word" is located, it triggers the associated functions at the associated output or channel.
  • the actual code word of the transmitter is not changed, but the bits assigned to a specific function in the transmitted data word change. Since the same key or key combination of the transmitter was also pressed beforehand during programming, this correspondingly changed data word has been stored in the memory 102 together with the assigned channel and function information. If the same key or key combination of the transmitter is actuated again later, the data word in question is only found in the memory 102 together with this channel and function information, which was previously stored in the memory 102 of the receiver during programming with the same key press on the transmitter. This generally gives a clear association between a specific key press or a key combination on the transmitter and the function to be triggered, so that the transmitter buttons can be labeled or labeled accordingly.
  • the user is completely free to assign any output channels and functions to any key or key combination on the transmitter.
  • the same transmitter word is simply "learned" in the programming mode with correspondingly selected channels and functions via the inputs 43, 44, in that the same transmitter word is transmitted for different selected channels, i.e. the same transmitter key or key combination is pressed.
  • the logic 108 finds the relevant data word two or more times in the memory 102, in each case together with different channel or function selections, so that the timer 109 accordingly has a corresponding number of channels with the controls the time behavior selected and stored in the memory 102.
  • the programming of the system is facilitated in that the selected channels are indicated by numbers and the selected functions by letters or special characters according to Table 1 via the display controller 111 on the LCD display 50.
  • the letters "S" and "I” are simply distinguished from the numbers "5" and "1" by a period behind them. It is also next to it possible to display the digits only in the right segment field, while single letters are displayed in the left segment field. Characters in both segment fields are always letters.
  • EEPROMS 60 are provided, which are connected to outputs 61, 62 of an EEPROM controller 110 integrated in the chip.
  • a mode in which a specific memory location is deleted is also conceivable for the function and channel selection.
  • the EEPROM controller 110 starts reading all the data stored in the EEPROMS 60 into the RAM memory 102.
  • the chip 100 can also be equipped with further elements, not described in more detail here, in particular also with a test circuit 120 and corresponding test connections 121. especially those of the serial input 101, the comparator 107, the logic 108, the timer 109 and the address control are permanently programmed or "hard-wired", i.e. Changes in the functional sequence are not programmable, but only memory contents in the memory 102 can be changed, which ultimately only allows a selection of different channels and a selection of the time behavior for each channel within the scope of the options specified in Table 1.
  • the operating cycle of the chip 100 is determined by the oscillator 104, which in turn is stabilized by an external quartz with a nominal oscillation frequency of 32 kHz via the inputs 31, 32. Since the internal data bus width corresponds to the length of the stored data words when accessing the memory 102 and when comparing with the received data words, a full word comparison can accordingly take place with each clock cycle, so that even if a multiple data word reception and comparison for triggering one Function is assumed, the processing time for the data word until the function is triggered is negligible and is typically in the range of or below a thousandth of a second.
  • the receiver according to the invention thus fulfills the function of a group of remotely controllable relays with arbitrarily predefinable time behavior and with a simultaneously restricted access authorization in accordance with the stored transmitter codes.
  • a single receiver can trigger a large number of units and perform different functions, any assignments between certain transmitters and functions that can be triggered by them can also be made.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umsetzen codierter Fernsteuersignale, bei welchem ein über eine hochfrequente Einspeisung empfangener Impulszug in ein digitales Datenwort umgewandelt und mindestens teilweise mit einem im Bereich eines Empfängers gespeicherten Codewort verglichen wird, um nach einem gegebenenfalls positiven Vergleichsergebnis mindestens eine vorgebbare Funktion auszulösen. Um ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche die Codierbarkeit und Arbeitsfähigkeit ohne Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger mit einer größeren Gestaltungsmöglichkeit und Freiheit bei der Anwendung auf unterschiedliche Funktionen verknüpfen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zusammen mit bzw. neben einem Codewort empfängerseitig mindestens eine Information über mindestens eine dem Code zugeordnete Funktion gespeichert wird, daß das gesendete Datenwort neben dem Codeanteil auch mindestens eine Information über eine auszulösende Funktion enthält und daß der Vergleich des empfangenen Datenwortes mit dem gespeicherten Codewort auch den Vergleich der Informationen über die auszulösende Funktion umfaßt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Umsetzen codierter
Fernsteuersignale zum ferngesteuerten Auslösen
mindestens einer Funktion
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umsetzen codierter Fernsteuersignale, bei welchem ein über eine hochfrequente Einspeisung empfangener Impulszug in ein digitales Datenwort umgewandelt und mit einem gespeicherten Codewort verglichen wird, um nach einem gegebenenfalls positiven Vergleichsergebnis mindestens eine vorgebbare Funktion auszulösen. Die entsprechende Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Empfänger zum Empfangen der von einem entsprechenden Sender ausgehenden Fernsteuersignale in Form von Impulszügen, wobei der Empfänger aufweist: a) eine Strom-/Spannungsversorgung,
b) einen HF-Empfangsteii mit Demodulator,
c) eine Decodiereinheit,
d) ein Interface,
e) einen Speicher und
f) eine Steuerlogik.
Ein derartiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung mit einem die wesentlichen Verfahrensschritte ausführenden Empfänger sind bereits aus der deutschen Patentanmeldung Nr. 37 41 324.4 bekannt. Die bekannte Vorrichtung und das entsprechende Verfahren diente vor allem zu Fernbedienung von Garagentoren. Dabei wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung das Öffnen und Schließen eines Garagentores als eine einzige, von einem entsprechenden Empfänger auszulösende Funktion betrachtet.
Die herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen beschränken sich im wesentlichen darauf, durch Betätigen eines Senders den Empfänger und die ihm nachgeschalteten Aggregate zu aktivieren, wobei dieser Aktivierungsvorgang dann je nach dem herrschenden Zustand ein Öffnen oder ein Schließen des Garagentores auslöst. Dabei hat die Codierung den Sinn, die Aktivierung des Empfängers ausschließlich dann auszulösen, wenn von dem zugehörigen Sender ein ganz bestimmter, eben codierter, Impulszug empfangen wurde. An dem Empfänger des bekannten Systems ist ein Code einstellbar, welcher genau dem Code eines oder mehrerer bestimmter Sender entspricht, so daß die gewünschte Funktion des Öffnens oder Schließens eines Garagentores nur dann ausgelöst wurde, wenn der Empfängereinen Impulszug empfangen hatte, der genau dem eingestellten Code entsprach. Damit soll vermieden werden, daß die Funktion des Öffnens oder Schließens eines Garagentores ausgelöst wird, wenn beispielsweise in der Nachbarschaft ein anderer Sender auf der gleichen Frequenz betrieben wird, der jedoch nicht den codierten Impulszug aussendet und z. B. zur Betätigung eines anderen Garagentores betrieben wird. Zur eindeutigen Signalerkennung wird dabei der von dem Sender ausgehende und von einem HF-Empfänger empfangene Impulszug einem Demodulator, vorzugsweise mit Verstärkungsregelung, zugeführt, der den Impulszug in ein digitales Signal umwandelt, d.h. typischerweise in eine Folge von Spannungswerten auf zwei unterschiedlich hohen Niveaus, welchen man je eine logische "0" bzw. "1 " zuordnen kann.
Bei dem bekannten System konnten in dem Empfänger bereits mehrere verschiedene Codes gespeichert werden, so daß es möglich war, die vorgesehene Funktion mit entsprechend verschiedenen, aber jeweils einen der gespeicherten Codes aufweisenden Sendern auszulösen. Auf diese Weise konnte man beispielsweise erreichen, daß eine Toreinfahrt für eine große Zahl verschiedener Benutzer zugänglich gemacht wurde, deren Sendereinen jeweils unterschiedlichen Code aufwiesen, wobei jedoch alle diese Codes in dem die Betätigung des Tores auslösenden Empfänger gespeichert waren, während an weiter entfernten Garagentoren weitere Empfänger angeordnet sein konnten, die jeweils nur einen oder einen Teil der Sendercodes gespeichert hatten und somit nur durch wenige oder einen bestimmten Sender zu betätigen waren. Dieses System hat jedoch den Nachteil, daß auch dann, wenn ein Benutzer beispielsweise lediglich ein bestimmtes Garagentor mit Hilfe der Fernbedienung betätigen wollte, der entsprechende Sendeimpuls unter Umständen auch von dem an der Toreinfahrt installierten Empfänger empfangen und akzeptiert wurde, so daß unbeabsichtigt auch die entsprechende Toreinfahrt geöffnet wurde. Dies ließ sich nur vermeiden, wenn die verschiedenen Empfänger an der Toreinfahrt oder der Garage sehr weit voneinander entfernt waren, so daß die Reichweite der entsprechenden Sender bereits bei der halben Entfernung zwischen den Empfängern deutlich überschritten war, oder indem der erwähnte Torempfänger beispielsweise sehr unempfindlich eingestellt wurde, was allerdings bei ungünstigen räumlichen Verhältnissen oder aufgrund einer Abschirmung durch Autokarosserien dazu führen konnte, daß ein an sich autorisierter, vor der Toreinfahrt stehender Benutzer mit seinem Sender das betreffende Tor nicht bedienen konnte, wenn der Pegel der Sendeimpuise unter der hoch eingestellten Empfindlichkeitsgrenze des Empfängers lag.
Eine weitere Beschränkung der bekannten, einschlägigen Systeme, die üblicherweise für die Fernbedienung von Garagentoren oder Toreinfahrten dienen, liegt darin, daß sie im wesentlichen nur einen einzigen Ausgang haben, der nach Empfangen eines Sendeimpulses entweder aktiv ist oder nicht. Es ist also nicht möglich, unabhängig voneinander unterschiedliche Funktionen auszulösen. Zwar kann beispielsweise der Ausgang des Empfängers neben der Verbindung zu dem Torantrieb beispielsweise auch mit einem Schaltrelais für eine Beleuchtung verbunden werden, jedoch bedeutet dies, daß dann in jedem Fall bei der Betätigung des Torantriebes auch die Beleuchtung eingeschaltet wird, unabhängig davon, ob dies in der jeweiligen Situation erforderlich oder gewünscht ist oder nicht. Allenfalls ein automatisches Umschalten zur Umkehrung auf den jeweils anderen Vorgang, je nachdem ob ein Öffnungs- oder Schließvorgang zuvor abgeschlossen war, und insofern eventuell auch auf einen zweiten Ausgang war mit den Verfahren und Vorrichtungen nach dem Stand der Technik möglich. Dies entspricht jedoch im Sinne der vorliegenden Erfindung lediglich der Steuerung einer einzigen Funktion.
Aus dem alltäglichen Gebrauch sind Infrarot- oder Ultraschallfernbedienungseinrichtungen für Fernsehgeräte, Videorekorder und Stereoanlagen bekannt. Diese sind zwar in der Lage, verschiedene Funktionen auszulösen, sind jedoch nicht für bestimmte Benutzer codierbar und haben vor allem den Nachteil, daß sie im aligemeinen nur bei Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger arbeiten können, da Infrarot- und Ultraschallwellen Mauern oder andere Hindernisse nicht durchdringen, im Gegensatz zu den Radiofrequenzwellen, mit denen die codierten Fernsteuersysteme gemäß der vorliegenden Erfindung üblicherweise betrieben werden.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen zu schaffen, welche die Codierbarkeit und Arbeitsfähigkeit ohne Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger mit einer größeren Gestaltungsmöglichkeit und Freiheit bei der Anwendung auf unterschiedliche Funktionen verknüpfen.
Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in dem Speicher des Empfängers zusammen mit einem Codewort mindestens eine Information über mindestens eine dem Code zugeordnete Funktion gespeichert wird, daß auch das gesendete Datenwort neben einem Codeanteil die Information über eine auszulösende Funktion enthält und daß der Vergleich des empfangenen Datenwortes mit den gespeicherten Daten den Vergleich der Informationen über die auszulösende Funktion umfaßt.
Anders ausgedrückt kann das gesendete Datenwort als ein Codewort aufgefaßt werden, in welchem prinzipiell beliebige Abschnitte oder Bereiche für Zusatzinformationen reserviert sind. Empfängerseitig wird dieses Datenwort mit einem gespeichertem Datenwort verglichen, wobei nunmehr aber diesem gespeicherten Datenwort eine bestimmte auszulösende Funktion zugeordnet ist, während gleichzeitig verschiedenen Datenworten durchaus die gleichen auszulösenden Funktionen zugeordnet sein können, wenn sie nämlich in dem Informationsabschnitt des Codewortes, das heißt, dem Bereich, der für die erwähnten Zusatzinformationen reserviert ist, übereinstimmen. Der Begriff " auszulösende Funktion" ist dabei sehr umfassend zu verstehen. So werden zum Beispiel zwei auszulösende Funktionen als unterschiedlich angesehen, wenn jeweils unterschiedliche Ausgänge des Empfängers angesteuert werden. Man kann gegebenenfalls auch auszulösende Funktionen als in dem eben beschriebenen Sinne unterschiedlich ansehen, wenn ein und derselbe Ausgang jeweils mit einem unterschiedlichen Zeitverhalten, zum Beispiel verzögert, "blinkend", als Streichkontakt, als Impuls oder in sonstiger Form angesteuert wird. Derartige Unterschiede in den auszulösenden Funktionen können dabei aber auch dadurch gesteuert ausgelöst werden, daß sich die gesendeten Datenworte in ihrem Codeanteil unterscheiden, während der für die erwähnten Informationen reservierte Teil gleich bleibt. Damit könnten beispielsweise verschiedene Benutzer mit ihrem Sender am Empfänger denselben Ausgang ansteuern, dieser würde dann jedoch gegebenenfalls ein unterschiedliches Zeitverhalten zeigen. Letztlich wird das gesamte, gesendete Datenwort logisch als "Code" verarbeitet, wobei man jedoch im engeren Sinne unter dem Begriff "Code" denjenigen Anteil des gesendeten und empfangenen Datenwortes ansehen würde, der bei ein und demselben Sender immer unverändert bleibt, während sich verschiedene Sender in diesen Codeabschnitten grundsätzlich unterscheiden (soweit dies entsprechend der Länge des Codeanteils und der Zahl der insgesamt hergestellten Sender möglich ist). Dagegen ist der für die Zusatzinformationen bzw. eine auszulösende Funktion reservierte Anteil des Datenwortes bei verschiedenen Sendern gleich, wenn damit dieselbe Funktion ausgelöst werden soll, das heißt, wenn zum Beispiel derselbe Kanal angesteuert werden soll. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet aber dennoch die Freiheit, auch den reinen Codeanteil noch als Zusatzinformation für die auszulösende Funktion zu nutzen, zum Beispiel hinsichtlich des bereits erwähnten Zeitverhaltens, da dem gesamten gesendeten und identisch abgespeicherten Datenwort logisch eine bestimmte Funktion einschließlich des Zeitverhaltens zugeordnet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber herkömmlichen Verfahren eine ganze Reihe wesentlicher Vorteile. Zum einen kann nunmehr der Empfänger völlig verschiedene Funktionen unabhängig voneinander auslösen, wie beispielsweise das erwähnte Einschalten eines Lichtes und die Betätigung eines Garagentores. Ebenso könnte der Empfänger zwei oder mehrere verschiedene, neben- oder hintereinander angeordnete Tore öffnen und schließen, und zwar unabhängig voneinander, so daß es beispielsweise möglich wäre, je einem Benutzer den Zugang nur zu einem der Tore oder zu einer bestimmten Gruppe von Toren zuzulassen, während andere Benutzer wiederum andere Zugangsberechtigungen haben. Dies wird dadurch möglich, daß von dem Sender nunmehr auch, neben dem Codewort, eine Information über die auszulösende Funktion ausgesendet wird, während der Empfänger nicht nur vergleicht, ob das betreffende Codewort gespeichert ist und damit die grundsätzliche Zugangsberechtigung des Benutzers anzeigt, sondern zusätzlich übeφrüft, ob dieses Codewort auch in Verbindung mit einer bestimmten, auszulösenden Funktion gespeichert ist, da nur dann die Berechtigung für das Auslösen dieser bestimmten Funktion vorliegt.
Dabei gibt es grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten, diese Arbeitsweise sicherzustellen. Es wäre beispielsweise möglich, den Codeworten unterschiedliche Speicheφlätze zuzuordnen, je nachdem ob und welche Funktionen oder Gruppen von Funktionen auslösbar sein sollen, wenn das betreffende Codewort zusammen mit dem entsprechenden Funktionsauftrag empfangen wird. Bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei welchem die Auslösung der dem Code zugeordneten Funktion unabhängig vom Speicherplatz der Datenworte, d.h. der Codeworte und der zugehörigen Informationen, erfolgt. Dies kann man beispielsweise dadurch erreichen, daß gemeinsam mit Daten über die auszulösende Funktion das betreffende Codewort jeweils in einem einzelnen Datenblock oder einem Datenwort abgespeichert wird, was dazu führt, daß der Codewortanteil des Senders gegebenenfalls mehrfach abgespeichert wird, wenn mit dem betreffenden, den Code aufweisenden Sender mehrere verschiedene Funktionen auslösbar sein sollen, so daß im Empfänger zu jeder, die betreffende Funktion kennzeichnenden Informationseinheit auch noch die das Codewort definierenden Informationseinheiten gespeichert werden.
Zwar kann das erfindungsgemäße Verfahren sinnvoll selbst dann verwendet werden, wenn nur eine einzige Funktion ausgelöst werden soll, beispielsweise im Falle nahe beieinanderliegender Empfänger, die vom selben Sender unabhängig voneinander betätigt werden sollen (in diesem Fall kann die Informationseinheit über die auszulösende Funktion sozusagen als Erweiterung des Code wirken), bevorzugt ist jedoch eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei welcher durch den betreffenden Empfänger mindestens zwei verschiedene Funktionen auslösbar sind.
Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß das vom Empfänger ausgesandte Datenwort, zumindest soweit es den Codewortanteil und die Informationsdaten über eine auszulösende Information, gegebenenfalls einschließlich deren Zeitverhalten, umfaßt, empfängerseitig insgesamt als Codewort interpretiert und behandelt wird, wobei empfängerseitig zusätzlich zu diesem erweiterten Codewort die Informationsdaten für die auszulösende Funktion und deren Zeitverhalten abgespeichert werden. Man benötigt in diesem Fall keine bestimmte, in Sender und Empfänger identische Zuordnung von Informationsbits zu bestimmten auszulösenden Funktionen. Es versteht sich, daß die Zahl der verschiedenen, auszulösenden Funktionen prinzipiell nicht begrenzt ist und sich lediglich nach den praktischen Gegebenheiten und Anforderungen richtet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind beispielsweise acht verschiedene Ausgänge an einem erfindungsgemäßen Empfänger vorgesehen. Wiederum in Verbindung mit Garagenanlagen könnten diese Funktionen beispielsweise in der Auslösung verschiedener Aggregate bestehen, wie 1. einer gemeinsamen Toreinfahrt, 2. einer Wegbeleuchtung, 3. einem Garagentor, 4. der Garagenbeieuchtung, 5. einer Hebebühne in einem Doppelparker, 6. einer Schloßbetätigung für eine Zugangstür zwischen Garage und einem Treppenhaus, 7. einer Treppenhausbeleuchtung. Dabei wäre es auch möglich, all diese Funktionen gleichzeitig oder unmittelbar nacheinander durch einen einzigen Tastendruck auszulösen, wenn der Sender entsprechend eingerichtet ist. In einem solchen Fall ist eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders bevorzugt, bei welcher die einzelnen Funktionen zeitverzögert ausgelöst werden können, wobei vorzugsweise diese Zeitverzögerungen auch individuell einstellbar sind. Die vorgenannten Funktionen können dann in sinnvollen Abstufungen zeitversetzt ausgelöst werden, so daß also beispielsweise die zuletzt erwähnte Funktion "Einschalten des Treppenhauslichtes" erst ausgelöst ist, wenn der Benutzer mit seinem Fahrzeug in die Einfahrt, möglicherweise auch in die Garage eingefahren ist und gerade aus seinem Fahrzeug aussteigt. Zu diesem Zeitpunkt kann beispielsweise das Schließen des Einfahrtstores längst abgeschlossen sein.
Zweckmäßig ist es außerdem, wenn bei dem Vergleich der gespeicherten Datenworte mit den empfangenen Datenworten mindestens die Informationen über die auszulösende Funktion parallel aus dem betreffenden Speicher ausgelesen und mit den entsprechenden Daten des empfangenen Datenwortes verglichen werden. Je nach Breite eines entsprechenden Bussystems kann selbstverständlich auch das gesamte gespeicherte Datenwort einschließlich Code parallel ausgelesen und mit dem empfangenen Datenwort verglichen werden.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das betreffende Datenwort neben der Information über die auszulösende Funktion zusätzlich noch die Information über das Maß einer bestimmten Zeitverzögerung enthält, mit welcher die Funktion ausgelöst werden soll, wenn nicht generell einer bestimmten Funktion eine einmal vorgegebene, jedoch änderbare Zeitverzögerung zugeordnet wird.
Für den Vergleich der gesendeten Datenworte mit den gespeicherten Datenworten ist es selbstverständlich zweckmäßig, wenn die Informationen über das Codewort, die auszulösende Funktion und gegebenenfalls auch die Zeitverzögerung an vorgegebenen Positionen in dem Datenwort zu finden sind. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die als Vergleichsgrundlage dienenden, in dem betreffenden Empfänger abgespeicherten Datenworte dadurch abgespeichert bzw. in den Speicher eingegeben werden, daß der Empfänger in einen sogenannten "Lernzustand" umgeschaltet wird und daß anschließend der Sender entsprechend der gewünschten Funktion betätigt wird, wobei der Sender einen Impulszug aussendet, welcher einem Datenwort entspricht, das aus dem Codewort, Informationen über die auszulösende Funktion und gegebenenfalls auch Informationen über eine entsprechende Zeitverzögerung enthält. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Empfindlichkeit des Empfängersystems in dem Lernmodus beträchtlich, vorzugsweise mindestens um 10 dB, herabgesetzt wird. Dies bedeutet, daß man den betreffenden Sender sehr nahe an den Empfänger heranbringen muß, damit dieser den ausgesendeten Code einschließlich der übrigen Informationen empfängt und abspeichert, während zufällig gleichzeitig von anderen, in der Nähe befindlichen Sendern ausgehende Sendeimpulse aufgrund der sehr gering eingestellten Empfindlichkeit des Empfängers von diesem nicht erfaßt und registriert werden. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß tatsächlich nur der Code und die zugehörigen Funktionsinformationen desjenigen Senders in den Speicher des Empfängers übernommen werden, der speziell zu diesem Zweck sehr nahe an den Empfänger herangebracht wird.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher die interne Taktfrequenz für das Lesen und den Vergleich der empfangenen und gespeicherten Datenworte um mindestens eine Größenordnung unter der Sendefrequenz des zugehörigen FH-Systems liegt. Mit anderen Worten, die interne Taktfreuenz der Auswertelogik des Systems beträgt höchstens 1/10 der Sende- und Empfangsfrequenz von Sender und Empfänger. Bevorzugt ist sogar ein noch größerer Abstand, in dem beispielsweise die interne Taktfrequenz für den Datenvergleich unter 1 MHz, besser noch unter 100 kHz und in der bevorzugten Ausführungsform 32 kHz beträgt, während die Sendefrequenz oberhalb von 10 MHz, vorzugsweise bei 27 oder 40 MHz liegt. Damit liegen die betreffenden Frequenzen in der bevorzugten Ausgestaltung um ca. drei Größenordnungen (einen Faktor 1000) auseinander, so daß wechselseitige Störungen durch Übersprechen zwischen Sendefrequenz und Taktfrequenz praktisch ausgeschlossen sind. Dies trägt zu einer beträchtlichen Steigerung der Funktionssicherheit bei. Dennoch arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren ausgesprochen schnell und keineswegs langsamer als herkömmliche Verfahren, wenn die einzelnen Bits bzw. Informationseinheiten der Datenworte jeweils parallel aus dem Datenspeicher ausgelesen und mit den empfangenen Daten verglichen werden. Bei einer Taktfrequenz von 32 kHz und einem vollständigen parallelen Auslesen des gesamten Datenwortes einschließlich Codeinformation und Information über die auszulösende Funktion bzw. Zeitverzögerung könnten also innerhalb einer tausendstel Sekunde 32 komplette Datenworte verglichen und entsprechende Funktionen ausgelöst werden. Selbst wenn aus Sicherheitsgründen erst der zwei- oder dreimalige Empfang eines kompletten Datenwortes einschließlich eines jeweils unabhängig durchgeführten Vergleiches das Auslösekriterium für die gewünschte Funktion darstellt, so könnten in diesem Fall dennoch innerhalb von einer tausendstel Sekunde rund zehn verschiedene Funktion erfaßt und ausgelöst werden, wenn beispielsweise beim Drücken einer entsprechenden Taste der Sender infolge eine derartige Serie zehn verschiedener Funktionen anfordert. Die relativ niedrige Taktfrequenz ist also für den vorgesehenen Funktionszweck in keiner Weise nachteilig, wobei jedoch, wie bereits erwähnt, die Funktionssicherheit hierdurch beträchtlich verbessert wird.
Hinsichtlich der eingangs erwähnten Vorrichtung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß das Interface mehrere Ausgänge für unterschiedliche Funktionen aufweist und daß die Auswertelogik einen Aufbau bzw. eine Programmierung hat, welche die Zuordnung jedes beliebigen, in dem Speicher registrierten Codewortes zu jedem der Ausgänge gestattet.
Es versteht sich jedoch, daß die Zuordnung eines bestimmten Codewortes zu einem bestimmten Ausgang von der jeweils zusammen mit dem Codewort abgespeicherten Zusatzinformation über die auszulösende Funktion abhängt. Die wahlfreie Zuordnung zwischen beliebigen Codeworten und beliebigen Ausgängen ist also nur in dem Sinne vorhanden, daß das betreffende Codewort zusammen mit jeder gewünschten Funktion abspeicherbar ist, was aber nicht bedeutet, daß jedes Codewort auch tatsächlich zusammen mit allen Funktionen abgespeichert werden muß.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Speicherverwaltung einen parallelen Zugriff mindestens auf die die auszulösende Funktion angebenden Dateneinheiten eines Datenwortes, vorzugsweise erfolgt der Zugriff auf die Datenworte in der gesamten Wortbreite parallel.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher mindestens der Dekoder, der Speicher und die Steuerlogik auf einem gemeinsamen Halbleiterschaltkreis bzw. Chip untergebracht sind. In diesem Fall läßt sich der parallele Zugriff der Steuerlogik auf den Speicher problemlos in das System integrieren und die Dekodierung der empfangenen Datenworte, ihre Auswertung und das Auslösen der zugehörigen Funktion kann sehr schnell innerhalb weniger Takte eines zugehörigen Taktgenerators erfolgen. Wie bereits in Verbindung mit der bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens erwähnt, ist ein Taktgenerator vorgesehen, dessen Frequenz um mindestens eine Größenordnung kleiner ist als die Sendefrequenz, wobei die Taktfrequenz vorzugsweise 42 kHz beträgt, während die Sendefrequenz mindestens 27 MHz beträgt. Weiterhin ist im Sinne der bevorzugten Verfahrensausgestaltung für die Vorrichtung eine Ausführungsform bevorzugt, bei weicher zwischen der Steuerlogik und die Ausgänge jeweils ein Zeitverzögerungsglied geschaltet ist, für welches die Zeitverzögerung vorzugsweise einstellbar ist. Dabei kann beispielsweise die Steuerlogik aus einem gespeicherten Datenwort, das mit einem gesendeten Datenwort hinsichtlich Code und Funktionsangabe übereinstimmt, eine Information über das Maß der gewünschten Zeitverzögerung entnehmen und das nachfolgende Zeitver- zögerungsglied in der gewünschten Weise einstellen, so daß der betreffende Ausgang erst nach einer entsprechenden Zeitverzögerung, gemessen von dem Zeitpunkt des positiven Datenvergleichs an, ausgelöst wird. Wahlweise kann auch das gesendete Datenwort eine entsprechende Zeitverzögerungsinformation enthalten, wobei auch diese wahlweise in den Datenwortvergleich mit einbezogen oder aber ohne Vergleich an die Steuerlogik und die Zeitverzögerungseinheit durchgegeben werden kann.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der Speicher einen Mindestumfang von 30 Daten worten, welche jeweils eine Wortlänge von mindestens etwa 60 Bit haben, was einem Gesamtspeicherumfang von ca. 1800 Bit entspricht. Angesichts der fortwährenden Verkleinerung von Halbleiterstrukturen lassen sich jedoch auf einem Chip mit allen oben genannten, wesentlichen Funktionseinheiten zusätzlich auch wesentlich größere Speicher mit dem Zehn- oder Hundertfachen Datenumfang unterbringen.
Eine Wortlänge von ca. 60 Bit hat sich dabei als völlig ausreichend erwiesen, um ein hinreichend langes Codewort in der Größenordnung von 20 bis 24 Bit, 8 Bit Informationen über die auszulösende Funktion, 8 Bit Informationen über eine etwaige Zeitverzögerung oder auch Aktivitätsdauer eines Ausganges sowie weiteren Bits, beispielsweise Check- und Prüfbits, Bits für die Kennzeichnung von Wortende und Wortanfang etc.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der einzigen dazugehörigen Figur.
Die Figur ist eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Empfängers mit seiner Peripherie, jedoch ohne Hochfrequenz-Empfangsteil und ohne an die Ausgänge angeschlossene Aggregate.
Man erkennt im Zentrum der Figur einen durch einen gestrichelten Rahmen angedeuteten integrierten Halbleiterschaltkreis bzw. Chip 100, wobei die auf der gestrichelten Umfangslinie des Chips 100 eingezeichneten Quadrate schematisch die Kontakte des Chips 100 darstellen. Die von einem Sender ausgehenden Signale werden mit Hilfe einer Antenne und einem anschließenden Hochfreuenzteil, welche nicht dargestellt sind, empfangen, verstärkt und an den Demodulator 10 weitergegeben. Der empfangene Impulszug wird in dem Demodulator 10 demoduliert und so in ein beispielsweise 60 Bit langes, digitales Datenwort umgewandelt. Der Demodulator 10 gibt dieses Signal über den Eingang 12 des Chips 100 weiter. Ein Steuerausgang 11 des Chips ist mit einem Steuereingang des Demodulators verbunden, um für einen Programmier- bzw. Lernvorgang die Empfindlichkeit des Demodulators herabzusetzen, so daß in diesem Modus nur noch die zu lernenden bzw. zu speichernden Signale eines in unmittelbarer Nähe des Empfängers gebrachten Senders empfangen werden können, um Störungen und Fehlabspeicherungen auszuschließen.
Die Funktion einer Reihe von Elementen des Chips 100 und der Peripherie soll zunächst anhand eines einfachen Beispiels im Normalbetrieb des Empfängers erläutert werden. Anschließend werden die übrigen Teile der Figur 1 mit ihren Sonderfunktionen und Varianten erläutert. An den seriellen Eingang 12 schließt ein komplexes Integrationsfilter 101 an, das die Funktion eines Signalformers hat, wodurch die Breitenschwankungen der einzelnen Bits ausgeglichen und auch die Signalhöhe, soweit erforderlich, nochmals zusätzlich nivelliert werden. Mit 112 sind pauschal interne Datenleitungen des Chips 110 bezeichnet, die sowohl serielle als auch parallele Busleitungen sein können. Der Block 107 bezeichnet schematisch einen Komparator; der Block 102 einen Speicher, im dargestellten Beispiel mit einem Speichervolumen von 6 KByte, mit 103 ist eine Adressenverwaltung für den Speicher bezeichnet und mit 108 eine Auswertelogik. Der durch das Eingangsfilter 101 in eine Folge von gleichmäßigen, digitalen Datenbits umgeformte impulszug wird zunächst darauf überprüft, ob er überhaupt ein gültiges Datenwort darstellt, z.B. mit einer Länge von 60 Bit und speziellen Bitfolgen, die z.B. Wortanfang und Wortende charakterisieren, wobei auch eine Übeφrüfung sogenannter Check- und Prüfbits stattfindet, wodurch etwaige Störungen beim Senden der Daten erkannt und fehlerhafte Datenworte eliminiert werden sollen.
Anschließend erfolgt der Vergleich mit den in dem Speicher 102 abgespeicherten Datenworten. Ist ein gültiges Datenwort gefunden worden, d.h. ist eine Übereinstimmung des gesendeten Datenwortes mit einem der gespeicherten Datenworte festgestellt worden, so wird überprüft, ob dieses Wort bereits unmittelbar vorher oder innerhalb eines vorgebbaren, vorangegangenen Zeitintervalls bereits schon einmal empfangen worden ist. In einem Zähler wird die Häufigkeit des Empfangs eines bestimmten, gültigen Datenwortes entweder in Folge aufeinander oder aber innerhalb eines vorgebbaren Zeitintervalls registriert. Nachdem dieser Zähler einen vorgebbaren Grenzwert erreicht bzw. überschritten hat, wird der Befehl zum Auslösen der Funktion, die gemäß einer in dem Datenwort enthaltenen Information auszulösen ist, als gültig angesehen und es wird ein entsprechender Auslösebefehl zunächst an den Zeitgeber 109 weitergegeben. Der Zeitgeber 109 hat acht verschiedene, mit 80 bis 87 bezeichnete Ausgänge, wobei jedem der Ausgänge 80 bis 87 innerhalb des Zeitgebers 109 ein Zeitverzögerungsglied vorgeschaltet ist. Dabei kann jedem der Ausgänge 80 bis 87 eine bestimmte, feste Zeitverzögerung zugeordnet sein, gegebenenfalls kann jedoch auch die Information über eine bestimmte Einstellung eines jeweiligen Verzögerungsgliedes aus dem abgespeicherten oder empfangenen Datenwort an den Zeitgeber weitergegeben werden, der dann für das jeweilige Zeitverzögerungsglied einen entsprechenden Wert einstellt. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung der Verzögerungen stufenweise und in digitaler Form, wobei den einzelnen Ausgängen 80 bis 87 unterschiedliche maximale Verzögerungsbereiche zugeordnet sein können. Die Zeitverzögerung zur Öffnung beispielsweise eines Außentores, vor dem sich z.B. ein Fahrzeug im Moment des Aussendens eines Öffnungsbefehls befindet, kann auf Null eingestellt sein und der zugehörige Ausgangskanal 80 benötigt entweder überhaupt kein Verzögerungsglied oder aber ein solches, welches Zeitverzögerungen maximal im Bereich weniger Sekunden zuläßt. Dagegen können andere Zeitverzögerungsglieder für andere Ausgänge z.B. stufenweise im Bereich von wenigen Sekunden bishin zu Minuten oder gar Stunden einstellbar sein.
Der Zeitgeber 109 und dessen Zeitverzögerungsglieder und Ausgänge können darüber hinaus wahlweise so ausgestaltet sein, daß sie den zugehörigen Ausgang nicht nur zu einem bestimmten, verzögerten Zeitpunkt aktivieren, sondern darüber hinaus auch so, daß diese Aktivierung während eines vorgebbaren Zeitintervalls oder aber bis zum Auslösen eines Stoppbefehls aktiv bleibt. Weiterhin ist es möglich, einzelne Kanäle des Zeitgebers so auszugestalten, daß nach dem Empfang eines gültigen Auslösebefehls der zugehörige Ausgang intermittierend aktiviert wird, was beispielsweise beim Anschluß einer Lampe ein Blinken der Lampe hervorrufen würde. Schließlich können Auswertelogik und Zeitgeber auch so ausgestaltet sein, daß ein bestimmter Ausgang während eines bestimmten, vorzugsweise kleinen Zeitintervalls über den Empfang des letzten gültigen Datenwortes mit der betreffenden Funktionswahl hinaus aktiv bleibt. Dies bedeutet, daß, abgesehen von einer kleinen Zeitverzögerung entsprechend dem erwähnten Intervall, ein Ausgang so lange aktiv bleibt, wie der Sender das betreffende Datenwort aussendet (sogenannter Streichkontakt).
Im folgenden wird der sogenannte Programmiermodus betrachtet. Der Programmiermodus dient dazu, bestimmte Datenworte in den Speicher 102 einzugeben, so daß später beim Empfang eines solchen Datenwortes eine bestimmte, ebenfalls in diesem Datenwort gewünschte Funktion gegebenenfalls mit einer zusätzlich gewünschten Zeitverzögerung oder einem weitgehend beliebig vorgebbaren Zeitverhalten (Blinken, Aktivierungsdauer) ausgelöst wird. Der Schalter 40 besteht aus zwei Tastkontakten 41 und 42. Eine kurze Betätigung des Kontaktes 42 führt zum Umschalten in den Programmiermodus, d.h. der Ausgang 11 wird aktiviert und der Demodulator dadurch in seiner Empfindlichkeit herabgesetzt. Gleichzeitig wird zunächst der Ausgang 80 des Zeitgebers 109 angewählt bzw. adressiert. Eine weitere Betätigung des Tastschalters 42 schaltet durch auf den folgenden Ausgang 81 usw., bis nach einem zyklischen Durchlaufen der Ausgänge 80 bis 87 eine weitere Betätigung des Tastschalters 42 wieder den Ausgang 80 anwählt.
Nachdem durch entsprechend häufiges Betätigen des Tastschalters 42 ein bestimmter Ausgang der Ausgänge 80 bis 87 angewählt wurde, wird mit dem Taster 41 eine bestimmte Funktion ausgewählt. Die Funktionsauswahi ergibt sich aus der folgenden Tabelle 1.
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Der ausgewählte Ausgang und anschließend auch die Funktion können an dem zweistelligen LED-Display 50 abgelesen werden. Ist für einen ausgewählten Ausgang eine Funktion mit einem bestimmten Zeitverhalten ausgewählt worden, so kann an dem BCD-Eingang 20 über eine bestimmte Schalterkombination der vier BCD-Schalter zwischen 16 verschiedenen Zeitbereichen gewählt werden.
All diese Informationen über den ausgewählten Kanal, die ausgewählte Funktion mit ihrem Zeitverhalten und der Zeitbereich werden gemeinsam zusammen mit einem Codewort gespeichert, welches anschließend über den Demodulator mit seiner herabgesetzten Empfindlichkeit empfangen worden ist. Hierzu wird der entsprechende Sender, der einen bestimmten Code aussendet, in unmittelbarer Nähe des Empfängers betätigt. Sobald die Steuerlogik 108 einen mindestens zweimaligen Empfang desselben Datenwortes am Eingang 12 registriert hat, wird das betreffende Codewort zusammen mit den an den Eingängen 43 und 44 eingestellten Informationen einschließlich der Zeitrahmeninformationen von dem BCD-Schalter 20 in einem 60-Bit Datenwort in dem Speicher 102 abgespeichert. Zuvor wird der gesamte RAM-Speicher 102 daraufhin überprüft, ob möglicherweise bereits das gesamte Datenwort schon gespeichert ist, welches gegebenenfalls überschrieben wird, ansonsten wird ein neuer, leerer Speicheφlatz beschrieben.
Bei diesem Verfahren benötigt man mindestens 3 Bit für die Information über die Kanalwahl, d.h. die Information, welcher der acht Ausgänge des Zeitgebers 109 aktiviert werden soll, sowie mindestens 4 Bit Informationen für die Funktionsauswahl, d.h. für das konkrete Zeitverhalten dieses Ausganges gemäß Tabelle 1. Insgesamt sieht man zweckmäßigerweise mindestens 8 Bit für die beiden vorgenannten Informationen vor. Weitere 4 Bit der BCD-Eingange 20 enthalten die Informationen über den gesamten, zur Verfügung stehenden Zeitrahmen. Während der Programmierung bzw. während des Lernens werden all diese Informationen gemeinsam mit dem Datenwort abgespeichert, welches von dem Sender ausgesendet und über den HF-Empfänger, den Demodulator 10 und den seriellen Eingang 101 erfaßt wird. Sobald unmittelbar aufeinanderfolgend zweimal exakt das gleiche Datenwort empfangen worden ist, wird dieses zusammen mit den vorgenannten Informationen in dem RAM-Speicher 102 abgespeichert. Das von dem Sender ausgesandte Datenwort kann dabei beispielsweise aus einem zwischen 20 und 24 Bit langen, dem Sender fest zugeordneten Codewort bestehen sowie auch einigen veränderbaren Zusatzbits, die beispielsweise dadurch geändert werden, daß unterschiedliche Tasten oder Tastenkombinationen an dem Sender betätigt werden. Entsprechende Tasten oder Tastenkombinationen könnten beispielsweise mit den unterschiedlichen Funktionen beschriftet werden, die beim Programmieren während des betreffenden Tastendruckes konkret "gelernt" wurden. Der Empfängerfast insoweit bei einem späteren Vergleich die gesamte, von dem Sender ausgehende Information als Codewort bzw. Vergleichswort auf, dessen Vorhandensein in dem Speicher 102 überprüft wird. Befindet er dieses "Codewort", so löst er die dazugehörigen Funktionen an dem zugehörigen Ausgang bzw. Kanal aus.
Wird an dem Sender eine andere Taste betätigt, so wird zwar das eigentliche Codewort des Senders nicht verändert, wohl aber ändern sich die einer bestimmten Funktion zugeordneten Bits in dem gesendeten Datenwort. Da entsprechend auch zuvor beim Programmieren dieselbe Taste oder Tastenkombination des Senders gedrückt wurde, ist dieses entsprechend geänderte Datenwort zusammen mit den zugeordneten Kanal- und Funktionsinformationen in dem Speicher 102 abgelegt worden. Wird also später erneut dieselbe Taste bzw. Tastenkombination des Senders betätigt, so wird das betreffende Datenwort nur zusammen mit diesen Kanal- und Funktionsinformationen im Speicher 102 gefunden, die zuvor auch beim Programmieren mit demselben Tastendruck am Sender im Speicher 102 des Empfängers gespeichert wurden. Man erhält so im allgemeinen eine eindeutige Zuordnung zwischen einem bestimmten Tastendruck oder einer Tastenkombination an dem Sender und der auszulösenden Funktion, so daß die Sendertasten entsprechend beschriftet oder gekennzeichnet werden können. Dabei ist der Benutzer jedoch völlig frei in der Zuordnung beliebiger Ausgangskanäle und Funktionen zu jeder beliebigen Taste oder Tastenkombination des Senders. Daneben ist es selbstverständlich auch möglich, mit ein und demselben Tastendruck und damit mit ein und demselben vom Sender ausgehenden Datenwort mehrere verschiedene Kanäle mit gleichem oder unterschiedlichem Zeitverhalten anzusteuern bzw. auszulösen. Hierzu wird einfach im Programmiermodus bei entsprechend verschiedenen angewählten Kanälen und Funktionen über die Eingänge 43, 44 jeweils dasselbe Senderwort "gelernt", indem bei verschiedenen angewählten Kanälen jeweils das gleiche Senderwort gesendet, d.h. dieselben Sendertaste oder Tastenkombination betätigt wird. Bei einem späteren Benutzen des Senders und Aussenden dieses Datenwortes findet die Logik 108 das betreffende Datenwort zwei- oder mehrfach in dem Speicher 102 und zwar jeweils zusammen mit unterschiedlichen Kanal- bzw. Funktionswahlen, so daß dementsprechend der Zeitgeber 109 eine entsprechende Anzahl von Kanälen mit dem dazu ausgewählten und im Speicher 102 abgespeicherten Zeitverhalten ansteuert.
Das Programmieren des Systems wird dadurch erleichtert, daß über die Displaysteuerung 111 an dem LCD-Display 50 die ausgewählten Kanäle durch Zahlen und die ausgewählten Funktionen durch Buchstaben oder Sonderzeichen gemäß Tabelle 1 angezeigt werden. Bei den verwendeten 7-Segmentanzeigen werden dabei beispielsweise die Buchstaben "S" und "I" von den Zahlen "5" bzw. "1" einfach durch einen dahintergesetzten Punkt unterschieden. Daneben ist es auch möglich, die Ziffern nur im rechten Segmentfeld anzuzeigen, während Einzelbuchstaben im linken Segmentfeld angezeigt werden. Zeichen in beiden Segmentfeldern sind immer Buchstaben.
Um bei einem Stromausfall die gespeicherten Daten nicht zu verlieren, sind EEPROMS 60 vorgesehen, die an Ausgänge 61, 62 einer in den Chip integrierten EEPROM-Steuerung 110 angeschlossen sind. Bei der Funktions- und Kanalwahl wäre prinzipiell auch ein Modus denkbar, bei welchem ein bestimmter Speicheφlatz gelöscht wird. Man kann jedoch auch durch Zugriff auf die EEPROMS in diesen bestimmte, gespeicherte Datenworte und Informationen löschen, indem durch Unterbrechung der Stromzufuhr der gesamte Speicher 102 gelöscht wird und anschließend in den EEPROMS entsprechend korrigierte Daten wieder in das System eingelesen werden. Sobald die Stromversorgung wiederhergestellt wird, beginnt die EEPROM-Steuerung 110 mit dem Einlesen sämtlicher in den EEPROMS 60 gespeicherter Daten in den RAM-Speicher 102.
Es versteht sich, daß der Chip 100 auch noch mit weiteren, hier nicht näher beschriebenen Elementen ausgerüstet sein kann, insbesondere auch mit einem Testschaltkreis 120 und entsprechenden Testanschlüssen 121. im übrigen sind alle Funktionen, d.h. insbesondere die des seriellen Eingangs 101, des Komparators 107, der Logik 108, des Zeitgebers 109 und der Adressensteuerung fest programmiert bzw. "fest verdrahtet", d.h. Änderungen des Funktionsablaufes sind nicht programmierbar sondern es können lediglich Speicherinhalte im Speicher 102 geändert werden, was letztlich nur eine Auswahl verschiedener Kanäle und für jeden Kanal eine Auswahl des Zeitverhaltens im Rahmen der gemäß Tabelle 1 vorgegebenen Möglichkeiten zuläßt.
Der Arbeitstakt des Chips 100 wird durch den Oszillator 104 bestimmt, welcher wiederum von einem externen Quartz mit einer nominellen Schwingfrequenz von 32 kHz über die Eingänge 31 , 32 stabilisiert wird. Da die interne Datenbusbreite beim Zugriff auf den Speicher 102 und beim Vergleich mit den empfangenen Datenworten der Länge der gespeicherten Datenworte entspricht, kann dementsprechend mit jedem Takt ein voller Wortvergleich erfolgen, so daß selbst dann, wenn ein mehrfacher Datenwortempfang und -vergleich für die Auslösung einer Funktion vorausgesetzt wird, die Verarbeitungszeit für das Datenwort bis zum Auslösen der Funktion vernachlässigbar ist und typischerweise im Bereich von oder unterhalb einer tausendstel Sekunde liegt.
Der erfindungsgemäße Empfänger erfüllt damit die Funktion einer Gruppe von fernsteuerbaren Relais mit beliebig vorgebbarem Zeitverhalten und mit einer gleichzeitig eingeschränkten Zugangsberechtigung entsprechend den gespeicherten Sendercodes. Ein einziger Empfänger kann damit eine Vielzahl von Aggregaten auslösen und unterschiedliche Funktionen erfüllen, wobei außerdem beliebige Zuordnungen zwischen bestimmten Sendern und durch diese auslösbare Funktionen vorgenommen werden können.
Bezugszeichenliste
10 Demodulator
11 Steuerausgang
12 Eingang
20 BCD-Eingang
31 , 32 Eingänge
40 Schalter
41 , 42 Tastkontakte
43, 44 Eingänge
50 LCD-Display
60 EEPROMS
61 , 62 Ausgänge
80 - 87 Ausgänge
100 Halbleiterschaltkreis, Chip 101 Integrationsfilter, Eingang102 RAM-Speicher
103 Adressenverwaltung 104 Oszillator
107 Komparator
108 Auswertelogik
109 Zeitgeber
110 EEPROM-Steuerung, Chip 111 Dispiaysteuerung
112 Datenleitungen
120 Testschaltkreis
121 Testanschlüsse

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
1. Verfahren zum Decodieren und Umsetzen codierter Fernsteuersignale, bei welchem ein über eine hochfrequente Einspeisung empfangener Impulszug in ein digitales Datenwort umgewandelt und mindestens teilweise mit einem im Bereich eines Empfängers gespeicherten Codewort verglichen wird, um nach einem gegebenenfalls positiven Vergleichsergebnis mindestens eine vorgebbare Funktion auszulösen, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit bzw. neben einem Codewort empfängerseitig mindestens eine Information über mindestens eine dem Code zugeordnete Funktion gespeichert wird, daß das gesendete Datenwort neben dem Codeanteil auch mindestens eine Information über eine auszulösende Funktion enthält und daß der Vergleich des empfangenen Datenwortes mit dem gespeicherten Codewort auch den Vergleich der Informationen über die auszulösende Funktion umfaßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösen der dem empfangenen Datenwort zugeordneten Funktion unabhängig vom Speicherplatz der gespeicherten Vergleichsdaten und nur aufgrund des Inhaltes des empfangenen Datenwortes und der Identität mit gespeicherten Daten erfolgt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei verschiedene Funktionen auslösbar sind, denen jeweils unterschiedliche Informationsdaten in den Datenworten und den gespeicherten Vergleichsworten zugeordnet sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß empfängerseitig die Informationsdaten über eine auszulösende Funktion mit je einem Codewort gemeinsam als ein Datenblock gespeichert werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Code des Senders zusammen mit den gesendeten Informationen über eine auszulösende Funktion, gegebenenfalls einschließlich deren Zeitverhalten, empfängerseitig insgesamt als Codewort interpretiert und behandelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einem Datenwort gespeicherten Informationsdaten parallel aus einem Speicher ausgelesen und mit den entsprechenden Informationsdaten des empfangenen Datenwortes verglichen werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder auszulösenden Funktion gespeicherte Informationen über eine Zeitverzögerung zugeordnet sind, wobei die Funktion nach dem Empfang eines Datenwortes und einem abgeschlossenen positiven Vergleich mit gespeicherten Werten die Funktion entsprechend der Zeitverzögerungsinformation zeitverzögert ausgelöst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerungsinformation von außen eingebbar und änderbar ist.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerungsinformation zusammen mit dem Datenblock abspeicherbar ist, welcher das betreffende Codewort und die Information über die auszulösende Funktion enthält.
10. Verfahren nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsdaten über Code, Funktion und/oder Zeitverzögerung an vorgegebenen Positionen in dem gesendeten Datenwort vorgesehen sind.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die interne Taktfrequenz für das Lesen und den Vergleich des empfangenen Datenwortes höchstens 1/10 der Sendefrequenz der Fernsteuersignale entspricht.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Taktfrequenz kleiner als ein MHz, vorzugsweise kleiner als 100 kHz ist, während die Sendefrequenz größer als 10 MHz ist und vorzugsweise ca. 27 oder ca. 40 MHz beträgt.
13. Vorrichtung zum Umsetzen codierter Fernsteuersignale, welche von einem Fernsteuerungssender ausgehen und bestehend aus einem Empfänger mit
a) einer Strom-/Spannungsversorgung,
b) einem HF-Empfangsteil mit Demodulator,
c) einer Decodiereinheit,
d) einem Interface,
e) einem Speicher und
f) einer Steuerlogik,
dadurch gekennzeichnet, daß das Interface mehrere Ausgänge für unterschiedliche Funktionen aufweist und daß die Steuerlogik einen Aufbau hat bzw. eine Programmierung aufweist, welche die Zuordnung jedes beliebigen Speicherplatzes für Codeworte zu jedem der Ausgänge gestattet.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicherverwaltung (MCTR) mit parallelem Zugriff auf die in den gespeicherten Datenworten enthaltenen Informationseinheiten aufweist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Decoder, der Speicher und die Steuerlogik auf einem gemeinsamen Halbleiterschaltkreis (Chip) angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher einen Mindestumfang von 30 Datenworten ä 60 Bit Länge hat.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Steuerlogik und die Ausgänge einstellbare Zeitverzögerungseinheiten geschaltet sind.
PCT/DE1994/001292 1993-11-05 1994-11-04 Verfahren und vorrichtung zum umsetzen codierter fernsteuersignale zum ferngesteuerten auslösen mindestens einer funktion WO1995012871A1 (de)

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