基于ott电视的智能遥控系统的制作方法

基于ott电视的智能遥控系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种基于OTT电视的智能遥控系统，其中，该控制系统包括遥控片及其OTT盒子；所述遥控片包括MCU主控器、3轴加速度计传感器、3轴陀螺仪传感器、3轴磁力计传感器、蓝牙发送模块，所述MCU主控器连接分别与3轴加速度计传感器、3轴陀螺仪传感器、3轴磁力计传感器、蓝牙发送模块连接；所述OTT盒子包括控制芯片、蓝牙接收模块，所述控制芯片与蓝牙接收模块连接。本实用新型提供的基于OTT电视的智能遥控系统及其控制方法。不再需要传统的机械按键，而是通过集成语音识别和手势识别技术，既能语音输入，又能结合传感器控制屏幕光标的移动、识别一系列简单到复杂的手势，从而进一步实现更丰富的内容。
【专利说明】基于OTT电视的智能遥控系统

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种基于OTT电视的智能遥控系统及其控制方法。

【背景技术】
[0002]OTT盒子是一个小型的计算终端设备，只要简单的通过HDMI或色差线等技术将其与传统电视连接，就能在传统电视上实现网页浏览、网络视频播放、应用程序安装，甚至能将手机、平板中的照片和视频投射到家中的大屏幕电视当中。OTT盒子必须配套遥控器来使用，目前传统的遥控方式主要有两种:一种是基于传统的按键式红外线遥控器，一种是基于手机遥控器app。手机遥控器app是通过模拟按键的方式来实现的，其本上与传统遥控器是一样的，这种机械式的按键方式在用户体验上相对较差。鉴于此，人们开始思考用体感的方式取代传统遥控器，目前市面上新兴的飞鼠遥控器已经基本实现了利用遥控器的运动来实现其在互联网电视屏幕上作为光标进行移动的控制，并在体感游戏中充当游戏手柄，但是该飞鼠遥控器仅仅能实现其作为光标在屏幕上的移动，而且操作灵敏度不高，并且现有技术的遥控器无法实现手势的识别，即无法根据遥控器的运动状态使OTT盒子来执行相应的操作命令。
[0003]综上所述，传统遥控器基于按键原理，其操作方式过于机械化；现有的体感遥控器虽然能够实现光标的控制，但由于控制光标的移动数据存在较大的误差，因此，操作不够灵敏，体验较差；而且现有的体感遥控器无法实现手势的识别，用户体现不佳。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种不但能够精准控制光标移动，还能够实现手势识别的OTT智能盒子遥控片。
[0005]一种基于OTT电视的智能遥控系统，包括遥控片及其OTT盒子；
[0006]所述遥控片包括MCU主控器、与MCU主控器分别连接的3轴加速度计传感器、3轴陀螺仪传感器、3轴磁力计传感器、蓝牙发送模块、电容式触摸开关、LED指示灯、电池电压检测电路、MIC语音输入模块；
[0007]所述OTT盒子包括控制芯片、与控制芯片连接的蓝牙接收模块。
[0008]进一步地，如上所述的基于OTT电视的智能遥控系统，所述遥控片包括MIC语音输入模块，所述MIC语音输入模块与MCU主控器连接。
[0009]进一步地，如上所述的基于OTT电视的智能遥控系统，所述遥控片包括电池电压检测电路，所述MCU主控器与电池电压检测电路连接。
[0010]进一步地，如上所述的基于OTT电视的智能遥控系统，所述OTT盒子包括摄像头，所述摄像头与控制芯片连接。
[0011]本实用新型提供的基于OTT电视的智能遥控系统，由于在遥控片上集成了 3轴加速度计传感器、3轴陀螺仪传感器和3轴磁力计传感器，先在MCU主控器上利用互补滤波技术来消除陀螺仪的误差，再基于处理后的传感器数据，实现更加精确的遥控。本实用新型提供的基于OTT电视的智能遥控系统能够对屏幕光标的移动进行控制，识别一系列简单到复杂的手势，还支持语音输入，可以充当游戏手柄，在外接摄像头的基础上还可以实现现实增强，从而使遥控器进一步实现更丰富的内容。另外，本实用新型所述遥控片外观小巧精致，可以手拿，也可以扣在配套的手环或者指环上使用，进一步提高了用户体验。

【专利附图】

【附图说明】
[0012]图1为本实用新型基于OTT电视的智能遥控系统结构不意图；
[0013]图2为本实用新型OTT盒子智能遥控片俯视图；
[0014]图3为本实用新型OTT盒子智能遥控片立体图；
[0015]图4为语音识别原理图；
[0016]图5为低电压检测原理图。

【具体实施方式】
[0017]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0018]图1为本实用新型基于OTT电视的智能遥控系统结构示意图，如图1所示，本实用新型提供的基于OTT电视的智能遥控系统，包括遥控片及其OTT盒子；
[0019]所述遥控片包括MCU主控器、与MCU主控器分别连接的3轴加速度计传感器、3轴陀螺仪传感器、3轴磁力计传感器、蓝牙发送模块、电容式触摸开关、LED指示灯；
[0020]所述OTT盒子包括控制芯片、与控制芯片连接的蓝牙接收模块，所述蓝牙接收模块与遥控片内集成的蓝牙发送模块对应。
[0021]本实用新型提供的基于OTT电视的智能遥控，由于在所述遥控片上同时集成了 3轴加速度计传感器、3轴陀螺仪传感器和3轴磁力计传感器，遥控片的MCU主控器根据3轴加速度计传感器、3轴陀螺仪传感器和3轴磁力计传感器分别测量原始加速度角速度^吣^、和磁场测量值并采用互补滤波技术对3轴陀螺仪传感器的测量的原始数据进行修正，然后将修正后的角速度g' 0(x,y,z)通过蓝牙发送模块发送给OTT盒子，OTT盒子的控制芯片根据g' u以及其他传感器测量出来的数据实现以下几个能:
[0022]1、基于滤波后的角速度值实现屏幕光标移动的控制；
[0023]具体地，MCU主控器利用采用滤波修正后的角速度g' 0(x,y,z)计算在一个采样间隔T内，屏幕光标在X轴上的移动距离Λ X和在Y轴上的移动Λ y,然后、MCU主控器将屏幕光标在X轴上的移动距离ΛΧ、屏幕光标在Y轴上的移动Ay通过蓝牙发送模块发送给OTT盒子的蓝牙接收模块，OTT盒子的控制芯片根据接收的ΛΧ、Ay执行遥控片在屏幕上的相对位移距离，从而，用户就可以看到光标在屏幕上的移动了，由于本实用新型采用了互补滤波技术，因此，光标的移动更加精确灵敏了。
[0024]2、基于加速度值实现上下左右前后6个方向简单手势的识别，基于滤波后的角速度值实现左旋右旋2个方向简单手势的识别，然后根据这8个方向的运动来执行相应的命令。
[0025]具体地，用户手持遥控片在空中划出一个手势，遥控片的三轴加速度传感器根据该遥控片的运动状态输出原始三轴加速度测量值％(!￡，“ ；、MCU主控器利用四元数将a0(x,y,z)从机体坐标系转换到地理坐标系a' 0(x,y,z), MCU主控器将a' 0(x,y,z)通过蓝牙无线发送给OTT盒子，OTT盒子预先存储了一个阈值(该阈值包括前后左右上下6个方向的阀值，每个阀值在X、1、z轴分别设有一个对应的取值区间)，将OTT盒子接收a' 0(x；y；z)与对应坐标轴的取值区间阈值进行比较，然后根据比较结果来判定遥控片的运动方向，然后OTT盒子的控制芯片根据判定的运动方向来执行相应的命令。
[0026]3、基于加速度值和滤波后的角速度值，利用现有的复杂手势识别技术进行复杂手势识别，用户可以为不同的手势自定义相应的执行命令。
[0027]4、基于加速度值、磁场值和滤波后的角速度值来作为体感游戏的输入值，使遥控片充当游戏手柄的角色。
[0028]具体地，该功能的实现包括以下步骤:
[0029](I)用户手持遥控片在空中划出一个手势，遥控片的各传感器根据该遥控片的运动轨迹输出原始三轴加速度测量值三轴角速度测量值&(?，ζ)、三轴磁场测量值
m〇(x，y，z) ?
[0030]⑵MCU主控器根据g0 (x, y, z) > m0 (x； y； z)计算出互补滤波后的角速度值 ο(?，ζ)，蓝牙发送模块将^ 0(x,y,Z)以及三轴加速度测量值无线传输给OTT盒子；
[0031](3)OTT盒子的控制芯片基于接收到的加速度ao(x’y’z)和角速度g' C10^z),实现复杂手势的识别或者实现遥控片作为体感游戏手柄的功能。
[0032]进一步地，为了提高用于体现，本实用新型在所述OTT电视的智能遥控系统的基础上，所述遥控片包括电池电压检测电路，所述MCU主控器与电池电压检测电路连接。所述OTT盒子包括摄像头，所述摄像头与控制芯片连接。
[0033]图5为低电压检测原理图，如图5所示，遥控片主控器具有电池电量检测的AD转换电路，通过程序设置其电池电压报警值和低电压睡眠值。当检测得到的电压数值低于低电压报警值时，遥控片通过让指示灯闪烁来提醒用户电池电量不足。当检测得到的电压数值低于低压睡眠值时，遥控片会自动睡眠，在睡眠前指示灯会长亮一段时间，以提醒用户充电。
[0034]本实用新型利用MIC语音输入模块采集用户语音输入信息，并发送至OTT盒子中，利用现有的语音识别技术对用户语音进行识别。当OTT盒子外接摄像头的情况下，可以对遥控片进行画面捕捉和定位，利用现有的现实增强技术对遥控片在屏幕上的显示方式进行变化和控制。为了实现遥控片和OTT盒子的无线传输，本实用新型采用蓝牙技术进行数据传输。为了提高遥控片的续航能力，本实用新型在遥控片中加入电量管理机制。
[0035]OTT盒子智能遥控片外观精致，只有表盘大小，不附加任何机械按键，可以手拿，也可以扣在配套的手环或者指环上，作为智能可穿戴设备来进行遥控。其上集成了 9轴传感器模块、微处理器、蓝牙模块、麦克风、LED指示灯、电池电压检测电路和一个电容式触摸开关，在遥控片休眠状态下，触摸该开关即可唤醒遥控片，在工作状态下，触摸该开关可以一键进入主菜单，相当于“ home ”键。
[0036]OTT盒子智能遥控片及OTT盒子硬件框图如图1所示，外观设计3D效果图如图2、3所示，其中遥控片顶层中间下凹部分为触摸开关，四周为指示灯泛光区。
[0037]本实用新型还提供一种基于OTT电视的智能遥控系统控制方法。
[0038]具体地，9轴传感器包括用于测量加速度的3轴加速度计传感器、用于测量角速度的3轴陀螺仪传感器，和用于测量磁场的3轴磁力计传感器，3轴加速度计传感器和3轴陀螺仪传感器测量的是传感器(也就是遥控片)的加速度和角速度，3轴陀螺仪传感器测量的是遥控片所处的地磁场，由于陀螺仪测量到的原始角速度含有漂移误差，如果直接应用是会导致较大的误差，因此，首先需要MCU主控器对原始角速度进行滤波，本实用新型采用互补滤波技术对角速度进行修正，具体实施步骤如下:
[0039](I)、MCU主控器根据遥控片的运动状态，分别获取3轴加速度计、3轴陀螺仪、3轴磁力计的原始测量值，其中表示三轴加速度原始测量值、g0(x；y；z)表示三轴角速度原始测量值、表示三轴磁场原始测量值；
[0040](2)、MCU主控器根据获取的原始测量值aQ(x，y，z)、gQ(x，y，z)、m0(x；y；z)计算归一化后的值，分别表示为 ax，y，z、gx，y，z、mx y，z ；
[0041](3)、MCU 主控器根据 ax v'z、gx，y，z、mx，y，z 计算误差向量 ex，y，z，
ex ^{ay^Vz~a) + (///,-m ^ W1 )
[0042]\ ey = (αζ * vX _ V ) + (ιιι_ * η', - 11K '* u._ )
=(ax*vy-ay*vj + (mx *wy-my*wx)⑴；
[0043]式中，vx，y，z为加速度参考矢量,即地理坐标系下的重力单位矢量转换到机体坐标系后的值，设当前时刻四元数矢量表示为Q = Qo+Q1 i+qj+q# (其中四元数Qc^qpqyq3分别初始化为1，O, O, O),则vx，y，z计算公式如下:
νΛ.=2 =sCq1Q3-q0q2)
[0044]- V1, =2*(q0q1+q3q2)( 2 )；
Λ =^0-^1-^2+^3?
[0045]wx；y；z为磁场参考矢量，是地理坐标系下的磁场单位矢量转换到机体坐标系后的值，地理坐标系下的磁场单位矢量设为bx，y，z，则计算公式如下:

(2m {t^q,+qnq,) + 2i}ir{q,q^ - q^q.j + lmJ0.S -qx/, -q.q,))1
bx = ' '
' \ +(2m {q2q, - ?/,,?/,) + 2nix (q2cj{ + q{,q,) + 2mr (0.5 - CjlCj1- ).)」
[0046]< by =0( 3 );
b._ = Imx (■ - q{)q2) + 2in'.{q2q, + CjiiCji) + 2m (0.5 - qiq[ - q2q2)
u；v = 2/jv(0.5 - - Cj2Cj2) + 2b (CJ1LJ, - CjttLj2)
[0047]■ M'.= 2b' {q{q2 - q{)q,) + 2b (?/,?/0 + q.q2)( 4 );
u! = IbAq^q+CjuCj1)+ 2b (0.5-c/ q
[0048](4)、MCU主控器利用误差向量ex，y，z对陀螺仪数据进行滤波，得到修正后的三轴角速度测量值，表示为g' o(x,y,z)?
'gl=g,x+K ^+eJnt + e^K^T H
[0049]' S1Oy = Soy + K P % + eyInt + er *Kf*T/2
β? = go: + Kp+ eJnt + d*Tn( 5 )
[0050]式中，ex,y,zInt为三轴陀螺仪误差积分，T为采样间隔，常系数Ki表示控制陀螺仪零偏收敛速率的积分增益，Kp表示控制加速度计和磁力计收敛速率的比例增益。
[0051]基于上述对角速度的修正补偿，本实用新型还提供了控制屏幕光标移动的方法。
[0052]具体地，光标的移动只需要用到两个方向的陀螺仪传感器数据，其中，滤波后的角速度^ 0z表示航向角变化速率，以此决定屏幕光标在T时间间隔内在X轴上的移动距离Λχ，滤波后的角速度f Cly表示俯仰角变化速率，以此决定屏幕光标在T时间间隔内在Y轴上的移动Ay，由此可以根据移动距离与角速度之间的比例关系来确定AX，y:
Λ _g:) * speed — mod c
ZaX —
Segmentat1ns control sensitivity,,、
[0053]L… ，二.(6)

g(1..'、speed _ mod e
Ay =-:-=-
^ Segmentat1ns * control sensitivity
[0054]该公式是角速度与光标移动的定量比例关系计算公式，其中speed_mode和Segmentat1ns是传感器融合算法的预定义常数，control_sensitivity表示陀螺仪灵敏度。
[0055]本实用新型还提供了一种关于预定义的简单手势识别的方法，含预定义的简单手势识别包括8个简单手势运动方向的识别，即上下左右前，以及左旋右旋。
[0056]①上下左右前后运动方向的判断
[0057]对三轴的加速度设定相应阈值即可判断出用户手势移动的方向(上下左右前后)，对加速度值进行积分还可以计算出手势在空间中移动的位移量，若将手势移动轨迹实时显示在屏幕上即可实现在屏幕上做标记、画图等。
[0058]预定义6个移动方向的功能如下:
[0059]上:选台菜单弹出后，用于增加电视频道数，频道数的增加与位移量成一定的比例，增加到向上手势停止为止；
[0060]下:选台菜单弹出后，用于减小电视频道数，频道数的减小与位移量成一定的比例，减小到向下手势停止为止；
[0061]左:屏幕中内容向左移动(滚动)；
[0062]影视、音乐播放时，减小音量到手势停止为止，音量的减小与位移量成一定的比例；
[0063]电子资料阅览或PPT演示模式时，向左翻页；
[0064]右:屏幕中内容向右移动(滚动);
[0065]影视、音乐播放时，增加音量到手势停止为止，音量的增加与位移量成一定的比例；
[0066]电子资料阅览或PPT演示模式时，向右翻页；
[0067]前:图片、文字等放大直到手势停止为止，放大比例与位移量成一定的比例；
[0068]后:图片、文字等缩小直到手势停止为止，缩小比例与位移量成一定的比例；
[0069]实现时首先利用四元数将三轴加速度矢量从机体坐标系转换到地理坐标系下，然后根据0(x,y,z)来判断遥控片移动方向(如表I所示)。
[0070]MCU主控器利用四元数将a(l(x，y，z)从机体坐标系转换到地理坐标系a' Cl0^z),转换公式为:
[0071]<■ =Q* α0}.*Q*
_a0: __a0z _( 9 );
[0072]表I上下左右前后的判断依据
[0073]
方向I雅
上0_7g < u[)z < I 3 -0.5g < c1:'n < 0.5g -0.5g < a[u.< 0.5g
下-l,3g<a;z <-0,7g -0.5g < a'0x < 0,5g -0.5g < a'0y < 0.5g
左-1.3 < u < -OJg -0.5g < α'?χ < 0.5g -0.5g < α?2 ^ 0 5
右()7 < a[u < 1.3g -0.5g < aVix < 0.5g -0.5g < < 0.5
前0.7g<i4( <Ug -0.5g < a'0y < 0.5g -0.5g < a'0z < 0.5g
后-1.3# < u'n.' < -Q.lg -0.5g < a!)t < 0.5g -0.5t < 0.5g
[0074]将计算出来的a' 0xyzx对照表1，即可判断出是上下左右前后那个方向的运动，进而根据运动方向来执行相应的命令。
[0075]②旋转方向判断
[0076]遥控片MCU主控器根据滤波后的角速度进行姿态解算得到三个姿态角(航向角(P，横滚角λ，俯仰角Θ)，经过蓝牙传输给OTT盒子即可进行2个旋转方向(左旋、右旋)的判断，判断依据如表2所示，预定义2个旋转的功能如下:
[0077]右旋:电视关闭下，右旋一下表示开机；
[0078]开机状态下，右旋一下表示“确定”；
[0079]左旋:在主菜单的情况下，左旋一下弹出关闭确认框，此时右旋确认关机，左旋返回主菜单；
[0080]在非主菜单情况下，左旋一下表示“返回”；
[0081 ] 实现时首先根据四元数微分方程更新四元数导数
[0082]4ο O -gov -g'f,y -gi— qo
1Sox 0 g0z仏
2Soy 8 Oz 0So X
Qs_§0z §0ySox 0 _ _q飞-(7 )
[0083]积分后得到当前时刻下的四元数qcu，2，3，再利用四元数与坐标转换矩阵之间、坐标转换矩阵与姿态角之间的关系进行姿态解算，如下公式所示:
[0084]
φ = -Urci^)


I — 2q7q7 - 2?/:,?/:,
θ = arcsin(—2?/丨?/..; + 2q{)q2)
, ^ , 2q3q0 + 2￡/?￡/,、
Λ = arc lan(—————1 )
、】■-2<Μ 丨-2<7办(8)
[0085]由于左旋右旋只与横滚角有关，规定横滚角阈值如下:
[0086]表2左旋右旋的判断依据
[0087]
旋转方向MW


-180° < Δ λ < -90°


90° < Δ λ < 180°
[0088]表2中，Λ λ表示手势动作发生时间内横滚角的变化量。
[0089]本实用新型还提供了可自定义的复杂手势识别的方法，具体地，类似于编码原理，用户可以根据自己的喜好把一系列的较复杂的手势设定为快捷键快速打开某些应用。由于复杂手势识别需要大量复杂的实时计算和储存，单纯在遥控片上无法完成，因此需要将消除误差后的传感器数据通过蓝牙传输到OTT盒子，在盒子中进行。现有的复杂手势的识别技术可以通过下面提供的3种方式中的其中一种来实现。方法一:基于HMM ;方法二:基于输入法；方法三:结合语音。实现时遥控片MCU首先将加速度和滤波后的角速度发送给OTT盒子，OTT盒子再基于这些数据，利用现有的复杂手势识别技术实现复杂手势的识别，现有复杂手势识别技术的详细原理将不再赘述。
[0090]—、基于隐性马尔科夫模型(HMM)的复杂手势识别
[0091]隐性马尔科夫模型(Hidden Markov Model-HMM)在语音识别中的应用已相当成熟，由于手势序列和语音序列很相似，因此HMM也逐渐被用于手势识别中，并且获得了比较闻的识别精度。
[0092]HMM复杂手势识别方法:
[0093]步骤一:事先训练好一个手势库储存在OTT盒子中，这些手势包含了数字012…9和英文小写字母abc...，以及一些特殊的图形(例如:爱心，打钩，问号…)，每一种手势对应一种HMM模型λ ;
[0094]步骤二:用户可以为每一种手势自定义一个快捷功能(例如爱心表示立刻播放最喜爱的电视频道)，用户输入相应手势，遥控片即把加速度和滤波后的角速度发送给OTT盒子;
[0095]步骤三:0ΤΤ盒子控制芯片基于这些数据，利用HMM算法计算出手势库中每一种模型出现的概率，概率最大的即为用户做出的手势；
[0096]基于输入法的复杂手势识别的方法
[0097]某个目前OTT盒子都自带或者可以安装输入法，大部分输入法(如搜狗输入法等)都是基于图像处理技术，根据最终的图像进行模糊识别，在文字库中找出所有相近的字提供用户选择。用户输入完手势之后，遥控片即把传感器数据发送给OTT盒子，控制芯片再把数据作为输入法输入，识别出相应的手势。
[0098]结合语音的复杂手势识别的方法
[0099]遥控片将语音数据发送给OTT盒子，语音识别软件即从语音库中找到相应文字显示出来。
[0100]本实用新型利用遥控器实现体感游戏的方法
[0101]遥控片将加速度、磁场和滤波之后的角速度数据通过蓝牙发送给OTT盒子，体感游戏程序解算出这些数据代表的相应动作，为其设定相应的游戏命令。
[0102]本实用新型利用遥控器实现语音识别的方法
[0103]蓝牙将遥控片的语音输入信息传送给OTT盒子，控制芯片进行语音模板匹配即可识别出用户的语音。图4为语音识别原理图，智能遥控片具有语音输入模块，可以采集用户的语音数据，经过AD模数转换，通过蓝牙模块发送到OTT盒子中的处理单元，从而解析出用户常用指令并执行相关操作，例如换台、音量增减、开关机、进入PPT演示模式、进入体感游戏等。由语音识别处理配合手势识别功能，用户可以实现手势的开始和确认操作，省去了按键等传统操作。语音数据还可以做其它处理，如通过扬声器发声，通过网络发送到服务器，进行其它功能处理。
[0104]语音采集
[0105]在采样和量化之前，必须进行语言信号的预滤波。预滤波的目的是为了防止高频噪声，特别是滤除高于1/2采样频率的成分。设计的带通滤波器，上限频率为3400Hz，下限频率为60Hz。再通过A/D转换得到16位的二进制的数字语音信号。编码后由蓝牙模块发送到OTT盒子处理中心进行识别或者其它处理。
[0106]语音识别过程
[0107]OTT盒子智能遥控片中的语音输入信号经过蓝牙发送至OTT盒子中进行语音识另IJ。处理时采用的是非特定人孤立词识别方式，每个词或短语在词汇表中都算作一个独立词条，OTT盒子上加入已经训练好的常用指令模型库。因此，用户只需要对着遥控片，说出常用的指令如开机，关机，音减，音加，确认，返回等，OTT盒子的处理中心通过语音的特征提取，和模板库的匹配估计，得出判决结果。这样就可以实现各种语音指令操作了。
[0108]本实用新型利用遥控片实现现实增强的方法
[0109]当OTT盒子外接摄像头时，可以对遥控片进行画面捕捉和定位，利用现有的现实增强技术实现把画面中的遥控片变成另外一种物品。例如变成一捧花，一个茶壶，一把剑等等，达到神奇的AR效果。
[0110]蓝牙通信
[0111]在遥控片和OTT盒子上集成蓝牙模块，建立网络配对成功后便可以实现遥控片上数据无线传输给OTT盒子的功能。遥控片若一段时间没有操作动作则自动进入休眠状态，带动蓝牙也进入休眠，直到用户触碰电容开关，唤醒MCU，MCU带动蓝牙唤醒，从而进行其他功能。
[0112]遥控片上的数据要传送到盒子后，才能生成相应指令，完成相应操作。因为蓝牙技术可以同时传送数据信息和语音信息，具有使用方便、抗干扰能力强、功耗低、辐射低等优点，本技术采用在遥控片和OTT盒子中集成蓝牙模块来实现无线数据的传输。
[0113]通过蓝牙的基本拓扑结构微微网(Piconet),OTT盒子作为主设备(Master),可以同时接受至多7个处于激活状态的遥控片的控制，实现双手或多人同时控制电视屏幕或者实现多人竞技游戏等。针对不同传输内容，蓝牙使用不同协议:
[0114]通过A2DP 协议、耳机协议(Headset Profile)、免提协议(Hands-Free Profile)等来传语音信息，可以很方便的实现遥控片与OTT盒子间的语音传输，同时还保证了语音信息的保密性。
[0115]通过SPP协议传输数据信息，通过SDP协议向主机申请不同的服务类型，通过自行定义的Import ID(即属性ID)来区分这些不同的服务类型。
[0116]OTT盒子智能遥控片的蓝牙模块主要工作状态包括以下4种:
[0117]睡眠状态:在睡眠状态中，蓝牙芯片功耗极低，被唤醒时，若已经存有重连信息(最近一次与之配对的主机信息，包括BD_Address和Pin Code)并且电量足够则进入重连状态，否则继续停留在睡眠状态。
[0118]重连状态:进入重连状态后，读取重连信息并尝试与最近一次配对的主机进行重连。如果重连成功则进入工作状态，如果多次重连失败则重新进入睡眠状态。
[0119]可发现状态:在任意状态下，如果用户按下配对键，则清除重连信息并进入可发现状态。这时主机OTT盒子可以发现遥控器，并进行配对操作。
[0120]工作状态:工作状态中进行正常的数据收发，遥控片根据不同的报文格式来选择所需的传感器和模块并控制是否给他们供电并选择不同的sniff间隔来减少功耗。如果用户长时间不使用遥控片，系统会增大sniff的间隔，来降低功耗，最后会使系统进入睡眠状态。如果OTT盒子主机主动断开连接，系统会进入睡眠状态。如果连接意外断开，系统会进入重连状态。
[0121]电源管理
[0122]为了提高遥控片的续航能力，我们对遥控片的设计加以改进。改进的方法有两个。第一种方法是提高遥控片电池的容量，使用可充电电池，通过USB或无线充电方式充电，这样虽然稍微增加了遥控片的重量，但是减少了频繁更换电池带来的不便，更环保、经济。第二种方法则是使遥控片节能，即尽量减少遥控器的使用电流，在不同的工作状态和不同的报文格式下选择不同的传感器或模块，调整蓝牙的发包间隔和射频的功率。
[0123]睡眠模式
[0124]在遥控片配对、重连失败，或者长时间无人使用的时候关闭绝大部分的功能，进入一个功耗极低的状态以便节约电池电量。在满足下列任意一个条件:配对失败，重连失败，电池电量低，长时间无动作等，系统就会进入睡眠状态。
[0125]在进入睡眠状态前应当设置好唤醒系统GP10，系统会关闭传感器模块，并通知蓝牙控制器进入睡眠模式，最后关闭芯片运行的主晶振使芯片进入睡眠模式。在睡眠模式时，仅有一个低频率的LPO晶振为系统提供时钟，只有电容触摸开关唤醒中断可以使系统唤醒。
[0126]在系统被唤醒之后，首先会初始化GP10、计时器、电压检测ADC等,完成初始化后对电池进行电压检测，如果电池电压低于警报电压，遥控器会开启电压警报的LED来提醒用户及时充电，如果电压低于关机电压，遥控器会重新进入睡眠状态。通过低压检测之后，遥控器尝试与服务器进行重连，在重连失败或者Discovery超时之后，遥控片会再次进入睡眠状态。
[0127]低压检测
[0128]图5为低电压检测原理图，遥控片主控器具有电池电量检测的AD转换电路，通过程序设置其电池电压报警值和低电压睡眠值。当检测得到的电压数值低于低电压报警值时，遥控片通过让指示灯闪烁来提醒用户电池电量不足。当检测得到的电压数值低于低压睡眠值时，遥控片会自动睡眠，在睡眠前指示灯会长亮一段时间，以提醒用户充电。
[0129]本实用新型提供的智能遥控片，除了控制OTT盒子，也可以用于互联网电视等类似同类产品中。
[0130]本实用新型提供的智能遥控片是一个外观小巧的OTT盒子智能遥控片，不附加任何机械按键，以一种全新的方式在实现传统遥控器的功能基础上还添加了其它更加丰富的内容。遥控片上集成了加速度计、陀螺仪、磁力计，利用加速度计和磁力计数据对陀螺仪数据进行补偿，可有效滤除低电平给陀螺仪带来的零点漂移误差，很大程度上提高了精度。一方面利用角速度值转换为屏幕二维空间上光标的移动距离，另一方面结合加速度值进行一系列简单到复杂的手势识别，例如上下左右、旋转、数字、特殊图案等，从而既能代替传统遥控器上的按键又能充当体感游戏的迷你游戏手柄。此外，遥控片还集成了麦克风，从而实现语音控制，使操作更为简捷。
[0131]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种基于OTT电视的智能遥控系统，其特征在于，包括遥控片及其OTT盒子； 所述遥控片包括MCU主控器、与MCU主控器分别连接的3轴加速度计传感器、3轴陀螺仪传感器、3轴磁力计传感器、蓝牙发送模块、电容式触摸开关、LED指示灯、电池电压检测电路、MIC语音输入模块； 所述OTT盒子包括控制芯片、与控制芯片连接的蓝牙接收模块。
2.根据权利要求1所述的基于OTT电视的智能遥控系统，其特征在于，所述遥控片包括MIC语音输入模块，所述MIC语音输入模块与MCU主控器连接。
3.根据权利要求1所述的基于OTT电视的智能遥控系统，其特征在于，所述遥控片包括电池电压检测电路，所述MCU主控器与电池电压检测电路连接。
4.根据权利要求1所述的基于OTT电视的智能遥控系统，其特征在于，所述OTT盒子包括摄像头，所述摄像头与控制芯片连接。
【文档编号】G06F3/01GK204013938SQ201420428558
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】张钦宇, 林威, 汪翠, 田彬, 刘昆, 张绍君 申请人:哈尔滨工业大学深圳研究生院