专利名称：一种双向红外收发器的分区域控制方法
技术领域：
本发明涉及远程遥控技术领域，特别涉及利用不同红外收发器对不 同区域内的红外设备进行集中地有效地远程控制。
背景技术：
在现代家居生活中，充斥着各种类型，琳琅满目的家用电器，这给 人们的生活带来了方便，但与此同时众多的遥控器却给人们带来了极大 的不便。于是， 一些全能遥控器被生产出来，它们能够学习各种家电的 红外命令，将所有的遥控功能集于一体。但是，其缺点是红外信号覆盖 范围较小，不能对红外设备进行远距离地控制。同时，对于相同厂家生 产的同型号的产品还有可能存在红外信号编码格式相同的问题，这样有 可能造成一些混乱，从而不能有效地对红外设备进行集中地有效地控制。发明内容针对以上的不足，本发明提出了一种双向红外收发器的分区域控制 方法，利用集中控制设备与双向红外收发器来实现对家中所有红外设备 进行集中管理操作并对其实现区域控制。一种双向红外收发器的分区域控制方法，其特征在于它主要步骤包括 1) 对系统设备进行初始化a集中控制设备对红外收发器进行注册; b集中控制设备学习并保存红外设备的红外数据；C集中控制设备将学 习到的红外设备的数据下载到各区域内的红外收发器。2) 集中控制设备对红外设备发出控制命令a红外收发器接收射频信号；b红外收发器将射频信号转换成红外信号；C红外收发器将红外信 号发送到本区域内的红外设备。3) 红外设备响应集中控制设备的控制命令。所述集中控制设备包括MCU控制单元(单片机)、射频发射接收模块、液晶显示屏、红外发射管、红外接收管、按键、电源、和存储器nc，它可以是全能遥控器、中央控制器或PDA等。所述红外收发器的型号为ARI-JRI-800B-III，每个区域(客厅、主卧、 影视厅等)内都有一个红外收发器，本区域的红外收发器只能控制该区 域内的红外设备，每个红外收发器都拥有一个唯一的设备ID，它是用来 表征该设备的类型、属性及全球唯一的ID号。所述集中控制设备对红外收发器进行注册过程为首先将集中控制 设备置为注册状态，此时集中控制设备等待接收射频信号；然后由手动 按下双向红外收发器的注册按键，此时双向红外收发器会以广播包的形 式发出射频注册请求信号，该射频信号包括双向红外收发器本身的ID信 息，注册请求命令，以及相关数据的校验字节；集中控制设备接收到该 注册信号以后，将其ID写入相应的存储区内并完成注册。所述集中控制设备与双向红外收发器之间的命令通讯格式包括源 设备ID号、目标设备ID号、命令属性、命令参数、伪随机数、保留参 数、数据长度和CRC校验，其中设备ID的格式与红外收发器数据格式
相同；命令属性是用来表征此命令的本性；命令参数是控制设备时所需 的参数；伪随机数主要是解决控制器重复按键，让控制器知道受控设备 回复的是哪次的按键；保留参数主要是为以后扩展参数而保留的参数； 数据长度主要是为以后扩展而保留的参数；CRC校验是前面所有通讯数 据的CRC校验字节。从以上技术方案可以看出，红外收发器在集中控制设备和红外设备 之间起到了一个桥梁的作用，它负责接受集中控制设备发来的射频控制 命令，然后将该命令转换为红外信号从而实现集中控制设备对红外设备 的控制，因此，该方法的优点是能够对所有的红外设备进行集中地有 效地管理；红外信号覆盖范围广，能够有效地实现远程控制。
图1显示了集中控制设备的基本硬件结构；图2显示了集中控制设备分区域控制各红外设备的结构；图3显示了红外收发器设备ID的数据格式；图4显示了集中控制设备与双向红外收发器之间的命令通讯格式；图5显示了一个红外数据载波；图6显示了红外数据表的结构；图7显示了键值表内的数据组织结构；图8显示了红外数据存储表内的数据组织结构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施过程做进一步的说明。一种双向红外收发器的分区域控制方法包括以下步骤为分布在不 同区域的每个红外收发器分配一个唯一的ID，它是集中控制设备与该区 域建立联系的唯一标志；对红外收发器进行注册，红外收发器在使用前 都应该在集中控制设备上注册；集中控制设备学习红外设备的红外数据 并将它们分别存放到指定的区域；将集中控制设备学习到的数据下载到 各指定区域的红外收发器；这样，通过红外收发器就在集中控制设备和 各区域内的红外设备间建立了一条通信链路。由于每个红外收发器都拥 有唯一的一个ID，所以它只能接受带有自己ID的射频信号，然后将射频 信号转换成红外信号并用来控制本区域内的红外设备。本发明所提到的集中控制设备包括目前所用到的全能遥控器、中央 控制器、PDA等，它具有当前全能遥控器的基本硬件结构如图l所示， 它包括MCU控制单元(单片机)、射频发射接收模块、液晶显示屏、红 外发射管、红外接收管、按键、电源、和存储器nc，能够学习所有红外 设备所发出的红外信号。本发明所用到的双向红外收发器的型号为ARI-JRI-800B-III。如图2所示，每个区域(客厅、主卧、影视厅等)内都有一个红外收发器，本 区域的红外收发器只能控制该区域内的红外设备。每个红外收发器都拥 有一个唯一的设备ID，它是用来表征该设备的类型(8bits)、属性(4bits) 及全球唯一的ID号(20bits)。其数据格式如图3所示。红外收发器在使用前都应该先在集中控制设备上注册，注册的目的 是为了将其设备ID写入集中控制设备，使得集中控制设备通过该设备ID 能够找到相应的红外收发器。注册的过程为首先将集中控制设备置为 注册状态，此时集中控制设备等待接收射频信号；然后由手动按下双向
红外收发器的注册按键，此时双向红外收发器会以广播包的形式发出射 频注册请求信号，该射频信号包括双向红外收发器本身的ID信息，注册请求命令，以及相关数据的校验字节；集中控制设备接收到该注册信号 以后，将其ID写入相应的存储区内并完成注册。集中控制设备与双向红 外收发器之间的命令通讯格式如图4所示，其中设备ID的数据格式与图 3中的相同；命令属性是用来表征此命令的本性；命令参数是控制设备时 所需的参数；伪随机数主要是解决控制器重复按键，让控制器知道受控 设备回复的是哪次的按键；保留参数主要是为以后扩展参数而保留的参 数；数据长度主要是为以后扩展而保留的参数；CRC校验是前面所有通 讯数据的CRC校验字节。集中控制设备主要通过接收二极管并利用MCU的捕捉功能来实现 对红外波形的解调，通过改变捕捉功能触发的中断方式(上升沿与下降 沿)与一个16位定时器来记录红外波形高低电平所持续的时间。每改变 一次中断就必须将其时间基数保存起来，即保存高电平的时间^和低电 平的时间t2,从而得到红外脉冲的周期T。采用这种解码方式就不再考虑 红外设备的编码格式，任何格式的红外波形数据都可以学习到遥控器中， 然后通过縮小数值的算法来实现对学习到的数据进行压縮，并将数据存 储在外部IIC中，这样可以减少存储数据的空间。集中控制设备学习红外 数据的具体实现过程描述如下集中控制设备接收到红外信号(如图5 所示)以后，首先对该红外信号进行采样，通过定时器0和1分别对高 低进行计时，采样5个周期后计算它们的平均值，从而得到高电平持续 的时间ti和低电平的时间t2，那么脉冲的周期T^t一t2;然后读出脉冲的 个数n，由此得到红外线发射的时间为WT，没有脉冲的部分通过计时器得到；最后将这些时间顺序记录下来，以0x64、 Oxff作为结束标记，并 记录下数据的长度。红外数据先存储在预先开设的缓冲区内，其数据表的结构如图6所 示。学习后的红外数据需要经过縮小数值的算法进行压縮，然后再存储 到外部IIC中。在集中控制设备的存储区中有两个表被用来存储这些数 据，如图7和8所示。其中键值表(图7所示)的作用为用来存放红外 数据在红外数据存储表(图8所示)中的地址，红外数据存储表才是真 正用来存储红外数据的。键值表格(如图7所示)被分成5个存储区(电 视、功放、DVD、音响和空调)，每个区占120字节，每3个字节表示1 个按键，在这3个字节中，第1个字节表示该按键是否有学习过红外数 据(0表示没有学习过，1表示已经学习过)、是否有复用(大于1为复 用)；第2、 3个字节表示该按键的红外数据存储的高、低位地址Aaddh、 Aaddl;复用(X大于l)的情况时跳到以X为地址的位置获取数据地址 Baddh和Baddl。在表格的最后10字节中，每两个字节为一组，分别表 示以上5个存储区域中，使用红外数据存储区的末地址(每种设备分配两 个字节)，通过这个地址可以得到下一次存放红外数据时的起始地址。红 外数据存储表(如图8所示)同样对应地分成5个区域(电视、功放、 DVD、音响和空调)，用于分类存储红外数据。根据键值表中每个按键的第一个字节的数值状态，红外数据的存储 过程分为以下三种情况来处理1、当第一个字节的数值为0时，表明该按键没有学习过。此时直接 从表格的最后10个字节中找到相应区域的那两个字节，读出里面的内容， 然后根据学习的红外数据的长度和存储区的剩余空间，判断是否有足够
的存储空间。如果存储空间足够，则以读出的那两个字节的内容作为存 储红外数据的起始地址，将红外数据存储到红外数据存储表中，并修改 键值表中该区域的末地址和该按键所对应的三个字节的内容；如果空间 不足则存储失败。2、 当第一个字节的数值为1时，表明该按键已经学习过。此时直接 读出其存储地址，然后通过比较其他按键的存储地址，找到存储在它后 面的下一个红外存储地址，并可以计算出剩余的存储空间，再比较刚学 习到的红外数据的长度，判断是否有足够的存储空间。如果足够，就把 存在它后面的所有红外数据向上移动，将它的数据覆盖掉，同时修改被 移动的数据在键值表中的地址，然后将刚学到的红外数据接着前面的数 据存到后面，最后修改该按键的键值地址和末地址；如果空间不足则存 储失败。3、 当第一个字节的数值大于1时，表明该按键已经有复用。此时如 果需要再复用该按键，就通过第一个字节的值找到复用键的地址，然后 再执行2的过程；如果以前没有复用过，就到第32 39号键(即键值表 中，某类设备最后8个键，每类设备最多只能复用8个键)中查找没被 复用的键值位置(即第一个字节为0)，如果都被占用，则操作失败退出， 如果有没被复用的键值，就值该键值第一个字节为l，然后执行1的过程; 否则复用该键失败。红外收发器内的红外数据来自源于集中控制设备，其数据存储组织 结构跟集中控制设备中的完全相同。学习完以后，需要将集中控制设备 中的红外数据下载到各红外收发器内。红外数据下载的通讯协议如下 收发器通过串口接受数据，收到一帧的数据(共33个字节，前32个字
节为红外数据，第33个字节为检验和字节)后产生中断，并发送0X5A 给集中控制设备，作为一帧数据的结束标志，然后集中控制设备再发送 下一帧的红外数据。如果传送失败的话，将停止传输，等待重新下载。红外收发器注册并下载红外数据以后就在集中控制设备和任一红外 设备之间建立起了一条通信的桥梁。集中控制设备通过图4所示的命令 通讯格式向所有的红外收发器发送射频控制命令，该命令中包含红外收 发器的设备ID以及命令参数等信息。红外收发器接收到射频信号以后， 先判断射频命令中目标设备ID是否与自己的ID相匹配。如果是则根据 射频命令中的命令参数等信息，利用事先从集中控制设备下载过来的数 据，按照公式红外数据地址=120*设备类型编号+按键值*3 + 1，从键值表和红外数据存储表找到并读取红外数据。由于存储的红外数据是经过 压縮的，所以在调解过程中，应该先将数据压縮进行还原，然后再通过 MCU的定时器功能与输出比较功能进行红外波形的调制。这样，红外收 发器就完成了射频控制命令到红外信号的转换。红外收发器将射频命令转换为红外信号以后发送给本区域内的红外 设备，红外设备接受到红外信号并作出响应。如图2所示，集中控制设备(如全能遥控)向区域I (客厅)内的 红外设备1发出遥控命令，由于射频信号中包含红外收发器的ID信息， 所以只有红外收发器ID1对该命令进行响应。红外收发器ID1将相应的 红外数据从存储区中调出并转换为红外信号发射给红外设备1，红外设备 l接受到红外收发器发出的红外信号并做出响应。如此方式，集中控制设 备可以通过发送射频指令控制任何区域内不同的红外设备，从而实现了 集中控制和远程控制。
权利要求
1、 一种双向红外收发器的分区域控制方法，其特征在于它主要步骤 包括-1) 对系统设备进行初始化a集中控制设备对红外收发器进行注册， b集中控制设备学习并保存红外设备的红外数据，C集中控制设备将学 习到的红外设备的数据下载到各区域内的红外收发器；2) 集中控制设备对红外设备发出控制命令a红外收发器接收射频 信号，b红外收发器将射频信号转换成红外信号，c红外收发器将红外信 号发送到本区域内的红外设备；3) 红外设备响应集中控制设备的控制命令。
2、 根据权利要求1所述的双向红外收发器的分区域控制方法，其特 征在于，所述集中控制设备包括MCU控制单元(单片机)、射频发射接 收模块、液晶显示屏、红外发射管、红外接收管、按键、电源、和存储 器IIC，它可以是全能遥控器、中央控制器或PDA等。
3、 根据权利要求l所述的双向红外收发器的分区域控制方法，其特 征在于，所述红外收发器的型号为ARI-JRI-800B-ni，每个区域(客厅、 主卧、影视厅等)内都有一个红外收发器，本区域的红外收发器只能控 制该区域内的红外设备，每个红外收发器都拥有一个唯一的设备ID，它 是用来表征该设备的类型、属性及全球唯一的ID号。
4、 根据权利要求1所述的双向红外收发器的分区域控制方法，其特 征在于，所述集中控制设备对红外收发器进行注册过程为首先将集中 控制设备置为注册状态，此时集中控制设备等待接收射频信号；然后由手动按下双向红外收发器的注册按键，此时双向红外收发器会以广播包 的形式发出射频注册请求信号，该射频信号包括双向红外收发器本身的ID信息，注册请求命令，以及相关数据的校验字节；集中控制设备接收 到该注册信号以后，将其ID写入相应的存储区内并完成注册。
5、根据权利要求1所述的双向红外收发器的分区域控制方法，其特 征在于，所述集中控制设备与双向红外收发器之间的命令通讯格式包括: 源设备ID号、目标设备ID号、命令属性、命令参数、伪随机数、保留 参数、数据长度和CRC校验，其中设备ID的格式与红外收发器数据格 式相同；命令属性是用来表征此命令的本性；命令参数是控制设备时所 需的参数；伪随机数主要是解决控制器重复按键，让控制器知道受控设 备回复的是哪次的按键；保留参数主要是为以后扩展参数而保留的参数; 数据长度主要是为以后扩展而保留的参数；CRC校验是前面所有通讯数 据的CRC校验字节。
全文摘要
本发明公开了一种双向红外收发器的分区域控制方法，它属于远程遥控技术领域，特别涉及利用不同红外收发器对不同区域内的红外设备进行集中地有效地远程控制。该方法首先为不同区域的红外收发器分配唯一的ID，并在集中控制设备上注册，同时集中控制设备学习红外设备的红外数据，并下载到制定区域的红外收发器上，这样，通过红外收发器就在集中控制设备和各区域内的红外设备间建立了一条通信链路，由于每个红外收发器都拥有唯一的一个ID，所以它只能接受带有自己ID的射频信号，然后将射频信号转换成红外信号并用来控制本区域内的红外设备。通过本发明能够对所有的红外设备进行集中地有效地管理；红外信号覆盖范围广，能够有效地实现远程控制。
文档编号G08C23/04GK101145276SQ20071003034
公开日2008年3月19日 申请日期2007年9月21日 优先权日2007年9月21日
发明者吴观明, 炅 王, 王建民, 罗笑南 申请人:广州市聚晖电子科技有限公司;中山大学;广东中大讯通信息有限公司