无线一对多控制装置和方法与流程

本发明涉及无线通信和电子技术领域，特别涉及无线一对多控制装置和方法。

背景技术：
随着信息技术的快速发展，各种计算机或智能电器在家庭或商业使用环境中快速增长。现在一个用户在同一个使用环境下，通常要控制多台设备，例如，一个软件开发人员可能用到多台电脑进行开发测试。在使用时，用户要频繁的在多个设备之间切换。每一个设备都会配备有一套外围设备，例如键盘，鼠标，遥控器等。用户每切换一次都要使用一套新的外围设备。在现有技术下，为了减少用户的使用复杂度，通常使用KVM开关，一个开关连接多个设备但是只连接一套外设。用户在使用时，可以按开关按键或外设（例如键盘）上的组合键来切换所要控制的设备。但是这种方法，需要很多接线，有时还需要给KVM开关单独供电，非常不便。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种无线一对多控制装置和方法，使得可以用一个控制设备控制多个接收器，并由此控制多个计算机或智能电视等受控设备，大大简化了用户使用多个处理设备时输入设备的切换复杂度。为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种无线一对多控制装置，用于控制受控设备，包含：一个控制设备和一个以上与所述控制设备配套使用的接收器；每个接收器与所述受控设备中的一个连接；所述控制设备包含：第一无线收发器、第一微处理器、外围输入单元、切换控制单元；所述第一微处理器分别与所述第一无线收发器、外围输入单元、切换控制单元连接；所述接收器包含：第二无线收发器、第二微处理器、外部接口；所述第二微处理器分别与所述第二无线收发器、外部接口连接；所述第一无线收发器和所述第二无线收发器进行所述控制设备和所述接收器之间的信息传输；所述第一微处理器进行所述控制设备上的信息处理以及逻辑控制；所述第二微处理器进行所述接收器上的信息处理以及逻辑控制；所述外围输入单元接收来自外部的控制信号或者切换指令；所述切换控制单元根据所述外围输入单元接收到的切换指令，进行接收器的切换选择；所述接收器通过所述外部接口与所述受控设备连接。本发明的实施方式还提供了一种无线一对多控制方法，包含以下步骤：A．在控制设备与接收器通信之前，控制设备与接收器进行配对；B．完成配对之后，所述控制设备与已配对的接收器之一进行通信，控制与所述接收器相连接的受控设备；C．在控制设备接收到切换指令时，控制设备根据切换指令，将通信切换到与需控制的受控设备相连的接收器。本发明实施方式相对于现有技术而言，包含一控制设备和一个以上与控制设备配套使用的接收器，控制设备和接收器通过无线收发器进行信息传输，并且控制设备根据切换指令，进行接收器的切换选择，使得可以用一个控制设备与多个接收器通信；此外，由于每个接收器与一个受控设备连接，因此控制设备可以通过给接收器发送消息，并经过接收器和受控设备之间的接口控制受控设备，这些受控设备可以是计算机或智能电视等，使得可以用一个控制设备控制多个接收器，并由此控制多个计算机或智能电视等受控设备，从而大大简化了用户使用多个处理设备时输入设备的切换复杂度。另外，所述外围输入单元接收到的切换指令为以下输入信号中的任意一种或者任意组合：鼠标键盘上的按键输入信号、触控屏或板的手势或笔输入信号、声音输入信号、光电传感器或微机电系统MEMS传感器的输入信号。控制设备可连接几乎所有外围输入设备，实现对所有受控设备类型的控制，应用范围广泛。另外，所述接收器至少有两个；所述控制设备依次与每个接收器通信，或者与全部接收器通信。所述接收器至少有三个；所述控制设备与所有接收器中的至少两个同时通信。在每次切换后可以依次控制每个接收器或者控制其中几个或全部无线接收器，实现一对多控制的灵活使用，方便用户使用。另外，在控制设备与接收器进行配对的步骤中，包含以下子步骤：在控制设备生产过程中，生成控制设备的设备号；其中，所述设备号是一个多比特的数字；在控制设备与接收器进行配对时，控制设备和待配对接收器进入配对状态；在控制设备和接收器都进入配对状态后，控制器和接收器进行配对信息的交换，包含：控制设备将设备号传送给接收器；接收器根据收到的设备号自动生成一个接收器标志号；接收器将生成的接收器标志号和控制设备的设备号存储在自己的存储器中；其中，每个接收器生成的接收器标志号与控制设备唯一对应。通过上述方法进行控制设备与接收器的配对，控制设备不需要存储任何关于接收器的信息，而且通过保证接收器和控制设备的一对一对应，并且与其他被此设备通信的接收器不冲突，实现一个控制设备和多个处理设备的一对多控制，进一步简化使用多个处理设备时输入设备的切换复杂度。另外，每两个控制设备之间的设备号间隔至少N；其中，所述N为能够与控制设备配套的接收器的最大数目。通过预留数据段的方式，可以确保控制设备一对多的工作。另外，所述接收器标志号根据设备号采用线性映射或HASH函数关系生成，以保证每个接收器的独立性。附图说明图1是根据本发明第一实施方式的无线一对多控制装置的一对一情形示意图；图2是根据本发明第一实施方式的无线一对多控制装置的一对多情形示意图；图3是根据本发明第一实施方式的无线一对多控制装置的应用场景；图4是根据本发明第二实施方式的无线一对多控制方法的流程图；图5是控制设备和接收器之间的配对流程图；图6是控制设备和配对后的接收器之间的一种使用流程图。具体实施方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。本发明的第一实施方式涉及一种无线一对多控制装置，用于控制受控设备，该装置包含：一个控制设备和一个以上与控制设备配套使用的接收器；每个接收器与受控设备中的一个连接；受控设备可以是计算机、智能电器中的任意一种或者任意组合。图1所示是一个控制设备和一个接收器进行通信的示意图，图2是一个控制设备和多个接收器进行通信的示意图，图3给出了本实施方式的一种应用场景，图中显示有一个无线鼠标（即控制设备），三个电脑（即受控设备），每个电脑都会配有一个无线微型接收器。请参阅图1所示，控制设备包含：第一无线收发器、第一微处理器（MCU）、外围输入单元、切换控制单元；第一微处理器分别与第一无线收发器、外围输入单元、切换控制单元连接。接收器包含：第二无线收发器、第二微处理器、外部接口；第二微处理器分别与第二无线收发器、外部接口连接。第一无线收发器和第二无线收发器进行控制设备和接收器之间的信息传输；第一微处理器进行控制设备上的信息处理以及逻辑控制；第二微处理器进行接收器上的信息处理以及逻辑控制；外围输入单元接收来自外部的控制信号或者切换指令；切换控制单元根据外围输入单元接收到的切换指令，进行接收器的切换选择；接收器通过外部接口与受控设备连接，外部接口可以为USB接口、通用总线I2C接口、同步串行外设接口SPI、异步串行通信接口Uart中的任意一种或者任意组合。此外，控制设备和接收器上还分别具有存储器，存储所述控制设备或所述接收器的程序或运行信息。此外，值得一提的是，控制设备可连接几乎所有外围输入设备，实现对所有受控设备类型的控制，应用范围广泛。具体地说，外围输入单元接收到的切换指令为以下输入信号中的任意一种或者任意组合：鼠标键盘上的按键输入信号、触控屏或板的手势或笔输入信号、声音输入信号、光电传感器或微机电系统（MEMS）传感器的输入信号。也就是说，控制设备上可以有一种或多种外围输入形式，例如鼠标键盘上的按键，触控屏或板的手势或笔输入，声音控制，光电传感器，MEMS传感器（如，陀螺仪，加速计等）；切换控制单元可以是独立的输入形式，或者是已有输入形式的一种，例如多个按键的组合，触控输入的一种手势或笔画，用户的一个语音命令，或传感器检测到的一种变化。以图3所示的应用场景来说，当切换输入是鼠标上的按键时，可以是已有按键的特殊组合（例如，左中右三键齐按一定时间），也可以是一个独立的按键专门控制切换。在本实施方式中，第一无线收发器和第二无线收发器可以为低功耗通信芯片；该低功耗通信芯片工作在全球或区域性开放给工业科学医学使用的无需授权许可的ISM频段，比如，400Mhz，700Mhz，900Mhz，2.4Ghz，或5.8Ghz中的任意一种。而且，该低功耗通信芯片采用的调制方式是调频、调幅或调相中的任意一种。此外，在一对多控制中，在接收器至少有两个时，控制设备可以依次与每个接收器通信，也可以与全部接收器通信。在接收器至少有三个时，控制设备还可以与所有接收器中的至少两个同时通信。也就是说，在每次切换后可以依次控制每个接收器或者控制其中几个或全部无线接收器，实现一对多控制的灵活使用，方便用户使用。此外，值得注意的是，图1显示的框图中列出了主要功能模块，在实现时的划分并不一定如图中所示。例如MCU和无线收发器的功能可以由一个无线系统级芯片（SoC）完成；声音处理也可以由同一芯片处理；MCU也可能和触控控制的功能由一个芯片完成。与现有技术相比，本实施方式包含一个控制设备和一个以上与控制设备配套使用的接收器，控制设备和接收器通过无线收发器进行信息传输，并且控制设备根据切换指令，进行接收器的切换选择，使得可以用一个控制设备与多个接收器通信；此外，由于每个接收器与一个受控设备连接，因此控制设备可以通过给接收器发送消息，并经过接收器和受控设备之间的接口控制受控设备，这些受控设备可以是计算机或智能电视等，使得可以用一个控制设备控制多个接收器，并由此控制多个计算机或智能电视等受控设备，从而大大简化了用户使用多个处理设备时输入设备的切换复杂度。本发明第二实施方式涉及一种如第一实施方式的无线一对多控制装置进行无线一对多控制的方法，如图4所示，包含以下步骤：步骤401，在控制设备与接收器通信之前，控制设备与接收器进行配对。通过将控制设备与接收器进行配对，控制设备不需要存储任何关于接收器的信息，而且通过保证接收器和控制设备的一对一对应，并且与其他被此设备通信的接收器不冲突，实现一个控制设备和多个处理设备的一对多控制，进一步简化使用多个处理设备时输入设备的切换复杂度。具体配对过程如图5所示，包含以下步骤：步骤501，在控制设备生产过程中，生成控制设备的设备号；其中，设备号是一个多比特的数字。为了保证一对多的工作，可以通过预留数据段的方式实现，也就是说，可以每两个控制设备之间的设备号间隔至少N；其中，N为能够与控制设备配套的接收器的最大数目。步骤502，在控制设备与接收器进行配对时，控制设备和待配对接收器进入配对状态。具体地说，可以首先利用工具使得待配对接收器进入配对状态。例如，接收器可以插入计算机，计算机上的专用软件控制接收器进入配对状态，并且指示接收器配对为控制设备控制的第K个接收器，其中K是一个小于等于N的数。也可以利用特殊的夹具等使得接收器进入配对状态。其次使得控制设备进入配对状态，通常用户通过控制设备上的输入按键等方式使其进入控制设备。步骤503，判断控制设备和接收器是否都进入配对状态，如否，则返回执行步骤502；如是，则控制器和接收器进行配对信息的交换，包含：步骤504，控制设备将设备号传送给接收器；步骤505，接收器根据收到的设备号自动生成一个接收器标志号；其中，每个接收器生成的接收器标志号与控制设备唯一对应。接收器进入配对状态可以通过接收器所连接的设备（例如，计算机或智能电视）来控制，同时这个控制也决定接收器如何生成标志号，例如，选择N个可能号码中的第几个。接收器标志号可以根据设备号采用线性映射或HASH函数关系生成，以保证每个接收器的独立性。例如，如果控制设备的设备号是X，则接收器标志号可以是X～X+N-1之间的数字，其中N是一个控制设备最多可以控制的接收器数目。对于第K个接收器，它的标志号可以是控制设备的设备号加上K。接收器的标志号还可以由其他方式产生，只要保证和设备的一对一对应并且和其他被此设备控制的接收器不冲突。步骤506，接收器将生成的接收器标志号和控制设备的设备号存储在自己的存储器中。在控制设备可以控制多个接收器前，控制设备都要和每个接收器逐一完成配对。配对过程的完成可以有多种方式的指示，例如控制设备上的指示灯变亮或闪烁，蜂鸣器发声，接收器上的指示器变亮等。步骤402，判断是否完成配对，如是，则执行步骤403，如否，则返回执行步骤401，控制设备与接收器进行配对。步骤403，控制设备与已配对的接收器之一进行通信，控制与接收器相连接的受控设备。步骤404，判断控制设备是否接收到切换指令，如是，则执行步骤405；如否，则返回执行步骤403。步骤405，控制设备根据切换指令，将通信切换到与需控制的受控设备相连的接收器，实现控制设备对需控制的受控设备的控制。图6表示控制设备和配对后的接收器之间的一种使用流程。当控制设备上电后，会和当前已配对的接收器之一通信，比如，与第K个接收器通信。用户通过两者控制第K个计算机。需要切换时，用户触发控制设备上的切换控制，此时控制设备切换到控制下一个接收器，即第K+1个计算机。比如，在图3所示的应用场景中，无线鼠标可以根据用户的选择和其中任意一台电脑连接。切换控制的方法可以是利用鼠标上已有键的特殊组合或者是利用鼠标上一个特殊的功能键。例如，用户每次同时按下左中右三键，鼠标切换至下一个接收器，如此往复，可以对任意多个电脑进行控制。在此循环过程中，也可以包括一个状态使得鼠标可以同时控制所有电脑。在另一个应用实例中，用户的家庭可能拥有多台智能电视，用户可以通过触发遥控器上的切换装置，利用同一个遥控器逐一控制各台智能电视。本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。