专利名称：用于确定可训练发射机系统的接收机阈值的系统和方法
技术领域：
本发明通常涉及供车辆使用的可训练发射机和收发机领域。更具 体地说，本发明涉及用于远程控制系统的可训练收发机。
背景技术：
诸如车库门开启系统、家庭安全系统、家庭照明系统、大门控制 器等此类的电子操作远程控制系统通常采用便携式、手持发射机(即 原始发射机)来向位于远程控制系统的接收机发射控制信号。例如， 车库门开启系统通常包括位于主人车库内并且连接到车库门开启装 置的接收机。用户按下原始发射机上的按钮向接收机发射射频信号， 以激活车库门开启装置从而打开和关闭车库门。因此，接收机被调到 与其相关的原始发射机频率，并且接收机对己编程至原始发射机和接 收机中的预定代码进行解调以便操作车库门。为了提高诸如车库门开 启系统之类的无线控制系统的安全性，生产者一般使用加密技术对从 发射机发送到接收机的射频信号进行加密。 一种此类加密方法是滚动 码系统，其中从发射机发送到接收机的每个数字消息都具有与在前数 字消息不同的代码。作为便携式手持原始发射机的替换物，可在车辆中提供一种可 训练发射机或收发器以用于远程控制系统。可训练发射机可由用户配 置，以利用不同的射频消息激活多个不同无线控制系统接收机中的一 个或多个。用户通过将原始发射机和可训练发射机放置在较近距离， 并按下这两个发射机上的按钮而将可训练发射机训练成现有的原始 发射机。可训练发射机根据从原始发射机接收到的射频信号识别与原 始发射机相关的远程控制系统类型。例如，可训练发射机可识别并存储原始发射机射频控制信号的控制代码和RF载波频率。另外，接收 机可以学习可训练发射机的发射机识别符。对于采用滚动码(或其他 加密方法)的系统来说，可训练收发器和接收机还必须"同步"，这 样可训练发射机和接收机的计数器计数器从相同值开始。因此，用户 按压远程控制系统接收机的按钮以识接收机进入训练模式。可将可训 练收发器上的按钮按例如两到三次，以发射消息，因而接收机可以学 习发射机识别符、完成接收机和可训练发射机的同步并确认训练成功。 一旦训练成，可训练收发器就可用于发射RF信号以控制远程控制系统。如上所述，在可训练发射机的训练过程中，可训练发射机接收 来自原始发射机的射频信号。因此，可训练发射机包括或连接至用于 接收来自原始发射机的射频信号的接收机(或者使用包括接收电路的 收发器)。接收机采用接收机阈值接收到来的信号。通常，接收机阈 值是由接收机使用的设置电压电平，以确定何时在输入模拟信号上调 制数据，并把模拟信号的数据转换成数字数据(例如，确定到来信号是否表示0或1)。可以在制造可训练发射机时，计算接收机阈值(例如，阈值电压)并将其编程写入到可训练发射机中。然后，在对可训 练发射机进行每个后续训练尝试期间，由接收机采用该预先编程的接 收机阈值以接收输入信号。然而，如果该预定接收机阈值是错误的或 编程错误，则会对可训练发射机的训练性能带来不利的影响。例如， 如果该预编程接收机阈值太高或者太低，则不可能接收到输入信号。发明内容根据实施例， 一种用于确定可训练发射机的接收机阈值的方法包括接收来自用户的进入训练模式请求，确定可训练发射机的接收机 频段内的噪声电平，以及，根据该噪声电平选择接收机阈值。根据另一个实施例， 一种可训练发射机包括用于接收信号的接 收机电路、连接到该接收机电路的控制电路，其用于确定接收机电路 频段内的噪声电平，以选择接收机阈值并把接收机阈值提供给接收丰几 电路，接收机阈值是根据噪声电平可变的。根据另一个实施例， 一种用于训练可训练发射机的方法包括 接收来自用户的进入训练模式请求、确定可训练发射机的接收机频段
内的噪声电平、根据该噪声电平选择接收机阈值、把该接收机阈值提 供给可训练发射机的接收机、以及开始可训练发射机的训练模式。
图1是具有根据实施例的可训练发射机的车辆透视图。图2是根据实施例的可训练发射机的示意框图。 图3示出根据实施例的用于训练可训练发射机的方法。 图4示出根据实施例的用于确定可训练发射机的接收机的接收 机阈值的方法。图5A-5C是根据实施例的自适应接收机阈值的示例图示。
具体实施方式
图1是包括根据实施例的可训练发射机的车辆透视图。车辆10 包括可训练发射机16，所述车辆10可以是汽车、卡车、运动型多用 途汽车(SUV)、小货车或其他车辆。在替换实施例中，可训练发射 机可配备于诸如便携式外壳、密钥卡(key fob)、钥匙链或其他手持 设备之类的其他系统中。在图1中，可训练发射机16被显示为安装 在车辆10的顶部。或者，可将一个或多个可训练发射机16的部件安 装在其他车辆内部部件上，诸如遮光板17、仪表板18、后视镜(未 显示)、仪表盘、座位、中央操纵台、门板或车辆中的其他适当位置。 可训练发射机16可用于控制远程控制系统14，诸如车库门开 启装置、家庭安全系统、家庭照明系统、大门控制器等等。利用用于 控制远程控制系统14的原始发射机12对可训练发射机16进行训练。 原始发射机12是发射机，通常是手持式发射机，该发射机与远程控 制系统14 一起出售或者作为售后零件，该发射机用于发射预定载波 频率的触发信号，且具有用于激活远程控制系统14的控制数据。例 如，原始发射机12可以是用于以如355兆赫(MHz)的频率来发射车库门开启信号的手持式车库门开启发射机，其中触发信号具有控制 数据，所述控制数据可以是固定编码或密码化编码的代码(例如，滚 动码)。本例子中，远程控制系统14可以是用于响应于从原始发射积i12中接收触发信号而打开车库门的车库门开启系统。因此，远程控制系统14包括用于接收无线信号的天线(未显示)，所述无线信号包 括控制远程控制系统14的控制数据。为了训练可训练发射机16，从原始发射机12向车辆10中的可 训练发射机16发射触发或控制信号A。可训练发射机16接收该控制 信号、识别控制数据(例如，固定码或滚动码数据)和控制信号的载 波频率，存储这个信息以用于以后的重发。然后，可训练发射机16 可有选择地产生具有所学习频率的控制信号T和控制数据，并将该控制信号和控制数据传送给诸如车库门开启装置之类的远程控制系统 14，所述远程控制系统14对该控制信号做出响应。下面将更详细地 讨论可训练发射机16的训练和操作。图2是根据实施例的可训练发射机的示意图方框图。可训练发 射机16包括和天线38连接的发射机电路20和接收机21 。在另一个 实施例中，具有发射和接收电路的一个双功能收发器可用于代替独立 的接收机和发射机。发射机电路20和接收机21还连接到控制电路 22。控制电路22可包括各种类型的控制电路(数字和/或模拟)，并 且可包括微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)或用于执行 此处所描述的各种输入/输出、控制、分析及其他功能的其他数字和/ 或模拟电路。开关接口24连接至多个按钮或开关。或者，诸如旋钮、 拨号盘等等之类的其他用户输入设备或者用于接收来自车辆使用者 的声音信号的声音激活输入控制电路均可用于接收用户输入。在示例 性实施例中，幵关接口 24连接至三个按钮幵关26、 28和30中的一 个端子，这三个按钮开关26、 28和30的其余端子接地。开关26、 28和30均可与要控制的独立远程控制系统相关联，每个开关都有其 唯一的工作RF频率调制方案和/或控制数据。因而，每个开关26、 28和30对应于发射机电路20的不同射频信道。然而，应当理解的 是，如果希望则可以把每个信道都训练成相同的原始发射机或者不同 的原始发射机。接口电路24把来自开关26、 28和30的信号信息耦合到控制电 路22的输入端。控制电路22包括用于从开关接口 24接收信号的数
据输入端，所述信号表示开关26、 28和30的闭合状态。电源32通 常连接至各个组件来以传统方式提供必要的操作电源。控制电路22还连接至显示器36，其包括诸如发光二极管(LED) 等的显示元件。显示器36也可以包括其他显示元件，诸如液晶显示 器(LCD)、真空荧光显示器(VFD)或其他显示元件。控制电路22 包括存储器34以存储计算机程序或其他软件以执行此处描述的功 能，所述存储器34包括易失性和/或非易失性存储器。存储器34用 于存储诸如与开关26、 28和30有关的控制数据和载波频率信息之类 的所学习的信息。另外，对于滚动码或其他密码化编码的远程控制系 统来说，可预先存储与每个系统的滚动码或密码算法有关的信息，并 且与用于识别特定类型的远程控制系统并由此识别该远程控制系统 的适当密码算法的频率和控制数据关联。如上所述，每个开关或按钮 26、 28和30可与独立的远程控制系统有关，诸如不同的车库门开启 装置、电子操作的入口大门、房屋照明控制及其他远程控制系统，每 个远程控制系统具有唯一的操作RF频率、调制方案和控制数据。发射机电路20和接收机21经由天线38与远程控制系统14和 原始发射机12通信。接收机21可用于经由天线38接收信号，发射 机电路20可用于经由天线38发射信号。在替换实施例中，发射机 20和接收机21可使用独立的天线(例如，在可训练发射机中提供独 立的发射与接收天线)。 一旦已经训练了可训练发射机16的信道，可 训练发射机16就被用于发射具有控制远程控制系统14的控制数据的 无线控制信号。例如，响应于诸如开关26的开关动作，在控制电路 22的控制之下，发射机电路20用于产生具有与该具体训练信道有关 的载波频率和控制数据的控制信号。利用例如频移键控(FSK)调制、 振幅移位键控法(ASK)调制或其他调制技术把该控制数据调制成控 制信号。控制信号上的控制数据可以是固定码或滚动码或适于远程控 制系统14的其他密码化编码控制代码。如上所述，可训练发射机16 可以利用远程控制系统14的原始发射机12来学习远程控制系统的控 制代码和载波频率。图3示出了训练根据实施例的可训练发射机的方法。在方框40，
在可训练发射机处接收用户的进入训练模式的请求。例如，用户可通过激活可训练发射机的按钮(例如，图2中的按钮26)来提出请求。在一个实施例中，用户按住按钮直到收到已经完成信道训练的反馈。或者，用户可按住按钮预定时间(例如，3秒、IO秒等等)。显示器 可用于向用户显示训练模式已经开始，例如像LED指示器这样的显 示元件可闪烁以向用户提供反馈。此外，该显示元件可用于指示信道 已经训练完毕(例如，LED可快速闪烁)。在替换实施例中，可以通 过可训练发射机输入设备的按键组合、接收车辆总线上的消息、收到 来自原始发射机的控制信号或者通过选择显示器上的菜单项来提出 进入训练模式的请求。在方框42，确定可训练发射机接收机21 (显 示于图2中)的接收机阈值(例如接收机阈值电压)。图4示出确定根据实施例的可训练发射机的接收机阈值的方 法。在方框60，可训练发射机接收机扫描接收机的频率范围以检验 环境噪声电平。在一个实施例中，接收机21与(图2所示的)控制 电路22结合，对接收机的频率范围内的环境噪声电平进行周期性采 样(例如，在预定时间间隔)。例如，可以在接收机频率范围对规则 间隔的频率进行环境噪声电平的采样。在一个实施例中，在频率范围 内获得接收信号强度指示(RSSI)的采样以确定环境噪声电平。在方 框62，确定该频率范围内的环境RF噪声电平。例如，利用该领域中 公知的方法可以确定(例如，计算)接收机频率范围内环境RF噪声 的平均强度值。在一个实施例中，(图2所示的)控制电路22用于通 过计算对接收机频率范围进行扫描期间获得的样本平均值来确定平 均RF噪声电平。在另一个实施例中，对平均RF噪声电平加上偏移 量。 一旦确定了可训练发射机接收机频率范围内的环境RF噪声电平 (例如，环境RF噪声的平均值)，在步骤64，就根据环境噪声电平 选择接收机阈值(例如电压电平)。例如，可根据环境噪声电平选择 最优接收机阈值。优选地，接收机阈值选择为平均RF噪声电平或高 于该平均RF噪声电平。在方框66设置接收机阈值。例如，(图2所示的)控制电路22 可用于向(图2所示的)接收机21提供代表所选接收机阈值的模拟
电压电平。在一个实施例中，由控制电路利用PWM输出和RC (接 收机-电容器)电路产生接收机阈值。或者，可采用数模转换器(DAC) 电路元件，而不是用于产生模拟电压电平的分离硬件元件或其他已知 方法。(图2所示的)控制电路22 (以可变占空比产生数字信号(例 如，PWM输出)。将该占空比选择为提供适当的接收机阈值电压电平。 然后，将该数字信号提供给RC电路，所述RC电路把该数字信号转 换成模拟电压电平(即，接收机阈值)。然后把接收机阈值电压电平 提供给(图2所示的)可训练发射机的接收机21。优选地，在可训 练发射机的每个训练周期开始时确定接收机阈值。因此，接收机阈值 可适应于训练可训练发射机的噪声状态和环境。图5A-5C示出根据实施例的自适应接收机阈值的示例图示。图 5A示出由可训练发射机确定的环境噪声电平70与响应于所确定的噪 声电平70而产生的数字信号72 (例如，PWM输出)，以在第一训练 周期中设置接收机阈值74。如上所述，数字信号72被转换成模拟电 压电平74。图5B显示了由可训练发射机确定的高环境噪声电平80 与响应于所确定的噪声电平80而产生的数字信号82 (例如，PWM 输出)，以在第二训练周期中设置接收机阈值84。如上所述，数字信 号82被转换成模拟电压电平84。图5C示出由可训练发射机确定的 低环境噪声电平90和响应于所确定的噪声电平90而产生的数字信号 92，以在第三训练周期中确定接收机阈值94。如上所述，数字信号 92被转换成模拟电压电平94。因此，接收机阈值可在可训练发射机 的每个训练周期上适应于噪声状态和环境。回到图3，在方框44，可训练发射机进入训练模式并开始查找 控制信号以训练信道。在示例实施例中，将原始发射机放置可训练发 射机的附近，并将其激活，以在方框46发送RF控制信号(例如， 激活原始发射机的用户输入设备)。在方框48，可训练发射机接收来 自原始发射机的控制信号，解调该控制信号并识别该控制信号的控制 数据和载波频率。可训练发射机接收机在接收该控制信号时，使用在 进入训练模式之前所确定的接收机阈值。具体而言，接收机将到来信 号与接收机阈值进行比较。在一个实施例中，(图2所示的)接收机 21包括模拟比较器(未显示)，所述模拟比较器用于将到来信号与接 收机阈值进行比较。把到来信号与接收机阈值进行比较以确定何吋在 到来信号上对数据进行调制，以及以把到来信号转换成数字数据。例 如，如果到来信号电压大于接收机阈值，则对数据进行调制并且到来 信号电压表示逻辑"1"输出。例如，如果到来信号电压小于接收机 阈值，则不对数据进行调制并且到来信号电压表示逻辑"0"输出。 所识别的载波频率和控制数据可用于确定与原始发射机相关的远程 控制系统的类型，并用于确定控制数据是固定码或滚动码。在方框50，如果远程控制系统是固定码系统，则在方框52把 固定码和载波频率存储在存储器中，以便在可训练发射机的操作模式 期间进行随后的重发。如果控制信号是滚动码，在步骤54，则根据 远程控制系统的所识别类型而从存储器中取回滚动码数据(例如，滚 动码算法和载波频率)，并且把该滚动码数据与开始被训练的信道相 关联。 一旦可训练发射机信道被训练到滚动码信号，在方框56用户 就为远程控制系统的接收机启动训练模式。例如，用户可激活诸如连 接于远程控制系统接收机的按钮之类的输入设备。在方框58，例如 通过学习可训练发射机的识别符以及对于滚动码系统来说通过把可 训练发射机的计数器与远程控制系统接收机相同步而训练远程控制 系统接收机。在示例性实施例中，可按压可训练发射机上的按钮两到 三次，以把信号从可训练发射机发射到接收机以便接收机可以学习发 射机识别符，完成接收机与可训练发射机的同步以及确认训练成功。 如前所述， 一旦被训练，可训练发射机就可用于发射控制信号以控制 远程控制系统。虽然附图中所述的示范性实施例及以上的描述目前是优选的， 但是应当清楚这些实施例仅是以举例的方式而提供的。例如，替换实施例可适于用在商业市场中，其中控制办公室照明或安全系统或停车 场车库门。因此，本发明不局限于具体的实施例，而是扩展到落入附 加权利要求范围内的各种改进。根据替换实施例，任何处理或方法步 骤的顺序或次序均可被改变或重新排序。
权利要求
1.一种用于确定可训练发射机的接收机阈值的方法，该方法包括接收来自用户的进入训练模式的请求；确定所述可训练发射机的接收机的频率范围内的噪声电平；以及根据所述噪声电平选择接收机阈值。
2. 根据权利要求1的方法，其中所述噪声电平是环境RF噪声电平。
3. 根据权利要求1的方法， 均环境RF噪声电平。
4. 根据权利要求1的方法， 接收机提供所述接收机阈值。
5. 根据权利要求4的方法，号
6. 根据权利要求1的方法， 辆中。
7. 根据权利要求6的方法， 辆内的部件中。其中确定所述噪声电平包括确定平 还包括向所述可训练发射机的所述 其中所述接收机阈值是阈值电压信 其中所述可训练发射机被集成在车 其中所述可训练发射机^^集成在车
8. —种可训练发射机，包括.-用于接收信号的接收机电路；以及控制电路，连接至所述接收机电路且用于确定所述接收机电路的 频率范围内的噪声电平，并选择接收机阈值且把所述接收机阈值提供 给所述接收机电路，所述接收机阈值根据所述噪声电平可变。
9. 根据权利要求8的可训练发射机，其中所述接收机阈值是阈 值电压信号。
10. 根据权利要求8的可训练发射机，其中所述噪声电平是环境RF噪声电平。
11. 根据权利要求8的可训练发射机，其中所述控制电路用于确 定所述接收机电路的频率范围内的平均环境RF噪声电平。
12. 根据权利要求8的可训练发射机，其中所述接收机电路包含 于收发器中。
13. 根据权利要求8的可训练发射机，还包括 连接至所述控制电路的用户输入设备；其中所述控制电路响应于所述用户输入设备的启动确定所述噪 声电平并且根据所述噪声电平选择接收机阈值。
14. 根据权利要求8的可训练发射机，其中可训练发射机被集成 在车辆中。
15. 根据权利要求14的可训练发射机，其中可训练发射机被集 成在车辆内的部件中。
16. —种用于训练可训练发射机的方法，该方法包括 接收来自用户的进入训练模式的请求； 确定所述可训练发射机的接收机的频率范围的噪声电平； 根据所述噪声电平选择接收机阈值.把所述接收机阈值提供给所述可训练发射机的接收机；以及 开始所述可训练发射机的训练模式。
17. 根据权利要求16的方法，其中所述噪声电平是环境RF噪声 电平。
18. 根据权利要求16的方法，其中确定所述噪声电平包括确定 平均环境RF噪声电平。
19. 根据权利要求16的方法，其中所述可训练发射机的训练模 式包括从与远程控制系统相关的原始发射机接收控制信号； 检测所述控制信号的频率和控制数据；以及 根据所述控制信号的所述频率和控制数据识别一种类型的远程 控制系统。
20. 根据权利要求16的方法，其中所述可训练发射机被集成在 车辆中。
全文摘要
一种可训练发射机，包括接收机电路和控制电路。接收机电路用于接收信号。控制电路连接至该接收机电路并且用于确定接收机电路频率范围内的噪声电平。控制电路还用于选择接收机阈值并把接收机阈值提供给接收机电路。根据噪声电平，接收机阈值是可变的。可训练发射机可以被集成在车辆中，尤其是车辆内部元件中。
文档编号G08C17/02GK101213581SQ200680019931
公开日2008年7月2日 申请日期2006年4月11日 优先权日2005年4月12日
发明者J·L·雷讷 申请人:约翰逊控制技术公司