专利名称：基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统和遥控方法
技术领域：
本发明属于无线遥控技术领域，涉及一种遥控系统。
背景技术：
无线遥控是指实现对被控目标的非接触远程控制，在工业控制、航空航天、家电领 域应用广泛。遥控系统一般由遥控器和执行器两部分组成。遥控器一般由指令键、指令 编码电路、调制电路、驱动电路、发射电路等几部分组成。指令编码电路产生相应的指 令编码信号，指令编码信号对载波进行调制，再由驱动电路进行功率放大后由发射电路 向外发射。执行器一般由接收电路、放大电路、解调电路、指令译码电路、驱动电路和 执行电路几部分组成。接收电路将遥控器发射的已调制的编码指令信号接收下来，并进 行放大后送往解调电路。解调电路将调制信号解调，还.原为编码信号。指令译码器将编 .码指令信号进行译码，最后由驱动电路来驱动执行电路实现各种指令的操作。目前，绝 大多数的无线遥控系统所采用的指令传输模式都是从遥控器到执行器的单向发送模式。
随着家庭生活质量的不断提高和办公自动化、信息化的不断深入，越来越多的家庭 和办公电器设备都具备了遥控功能。在人们享受惬意的生活和方便快捷的工作的同时， 电器设备的遥控待机功耗问题也摆在了人们面前。遥控待机功耗(以下简称待机功耗) 是指电器设备在使用遥控器关机以后，为实现随时遥控开启的功能，电器仍需保持工作 的部分所消耗的能量。在电器设备所消耗的总的电能中，这部分能耗被看作是无谓的损 失。国际经济合作组织的调査报告称，各国因待机而消耗的能量约占能耗总数的3%至13%， 我国的待机能耗高于平均水平。中国节能产品认证中心的一项抽样调査表明，中国城市 家庭的平均待机耗能己占到了家庭总耗能的10%左右，相当于每个家庭使用着一盏15至 30瓦的"长明灯"。
以空调为例，根据中国节能协会的家庭抽样调査给出的数据进行估算，平均待机能 耗功率为3. 47瓦特，按一台空调一年使用两个月计算，每年关机时间长达7300小时， 大部分用户在关机时依旧连通电源，处于待机状态， 一台空调年待机能耗就达到25千瓦 时，以全国1.3亿台的空调保有量来估算，全国每年仅空调待机所造成的无意识耗电就 达到30忆千瓦时以上，相当于一个中型水力发电站的年发电量。
目前，节能己经成为世界性的课题，我国政府也致力于建设"节约型社会"。作为 无线遥控的一个重要应用领域，家用和办公电器设备的低功耗遥控待机方法越来越受到 人们的关注。大多数家庭和办公电器设备所使用的电源都是开关电源。开关电源是相对于线性电 源而言的，其工作原理为①交流电源输入经整流滤波成直流；②通过高频P謂(脉冲宽 度调制)信号控制开关管，将此直流加到开关变压器初级绕组上；③开关变压器次级绕 组感应出高频电压，经整流滤波供给负载；④输出部分通过一定的电路反馈给控制电路， 控制P丽占空比，以达到稳压的目的。相对于传统的线性电源，开关电源具有更高的电 源效率，可以有效地减小功率损耗。
开关电源的功率损耗主要分为开关损耗和传导损耗两类，具体包括开关管开通损 耗、开关管关断损耗、开关管桌通损耗、电阻损耗(电压检测、电流检测与启动)、二 极管损耗、变压器和电感损耗、电容器损耗等。在待机状态，主电路电流较小，故开关 管导通损耗、二极管损耗很小。此时损耗主要由开关管开通与关断损耗、变压器和电感 损耗、电容器损耗、电阻损耗等构成，其中大部分损耗随频率的增大而增高。此外，负 责遥控器信号接收处理的微处理器在待机状态也需要保持供电。
传统的降低开关电源待机功耗的技术主要包括待机降频和待机突发技术。待机降频 技术是利用降低待机状态下振荡器的频率来实现待机功率限制功能；待机突发技术是采 用间歇式的工作方式来实现低待机功耗的技术。此外，采用低功耗器件以及集成芯片取 代电路里的分立元件也可以降低待机损耗。
采用以上传统的电源待机功率限制方法虽然可以在一定程度上降低电器设备的待机 功耗，但是由于电器在待机状态下没有完全与市电断开，所以无法从根本上消除这些无 谓的能量损失。
射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术是自动识别技术的一种， 通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据。 最基本的RFID系统由三部分组成
1. 电子标签电子标签存储着需要被识别物品的相关信息，通常被放置在需要识别 的物品上，它所存储的信息可被识读器通过非接触方式读写。
2. 识读器识读器是可以利用射频技术读写电子标签信息的设备。
3. 天线天线是在电子标签和识读器之间发射和接收射频信号的设备。在电子标签
和识读器两端各有一个天线。
无源RFID系统的基本思想是电子标签自己没有电源，其工作能量需要从识读器发
出的射频波束中获取。本发明中的遥控电源开关部分正是基于这种能量传递和获取模式 实现的。
无源RFID系统的简要工作流程如下:识读器通过发射天线发送一定频率的射频信号， 当标签进入发射天线工作区域时产生感应电流，标签获得能量被激活；标签将自身标识 码等信息通过内置天线发送出去；系统接收天线接收到从标签发送来的载波信号，经天
线调节器传送到识读器，识读器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理；主系统根据标识码判断该卡的合法性，并针对不同的设定做出相应的处理 和控制，发出指令信号控制执行机构动作。
无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)是由部署在监测区域内大量的 廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其 目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。 随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系统(SOC， System on Chip)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展，WSN节点的功耗和成本都得到了 进一步的降低。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种零待机功耗遥控系统。采用本发明的遥 控系统，能够真正实现电器待机状态下完全与市电断开，从而达到了节能的目的。为此，
本发明采用如下的技术方案
一种基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统，包括遥控器和至少一个执行器，其 中，所述的遥控器用于发射对执行器进行控制的射频波信号，并接收来自控制器的反馈 信号；所述执行器用于接收射频能量和接收来自遥控器的射频波信号， 一方面将射频能 量转换成直流稳定工作电压，以向自身供电，另一方面根据遥控器发来的射频波信号所 携带的控制信息，驱动电子开关以及各执行电路执行相应的控制动作。
作为进一步的实施方式，本发明的基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统， 所述的遥控器包括天线、射频模块、微控制模块，所述的天线用于发射和接收射频
波信号；所述的射频模块包括射频接收部分和射频发射部分，连接在微控制模块与天线
之间，用于调制和解调信号；所述的微控制模块用于接收从射频模块传来的反馈信号，
解码后获得电器的相关信息，并用于将要发往电器的控制信号编码后传给射频模块，向
执行器发送相应的控制信号；
所述的执行器包括天线、射频模块、微控制模块、电源产生模块以及电子开关，所
述的天线用于发射和接收射频波信号，并用于接收射频能量；所述的射频模块，包括射
频接收部分和射频发射部分，连接在微控制模块与天线之间，用于调制和解调信号；所
述的微控制模块用于接收从射频模块传来的控制信号，解码后驱动电子开关以及各执行
电路执行相应的控制动作，并用于将电器相关状态信息编码后传给射频模块，向遥控器
发送反馈信息；所述的电源产生模块，用于将天线感应的射频能量，变换成执行器的直
流稳定工作电压。作为优选实施方式，所述的遥控器微控制模块包括微控制器及分别与其相连的编解 码电路和本振信号产生电路，所述的编解码电路与微处理器相连，用于根据微处理器传 來的控制指令进行编码，形成提供给射频模块的基带信号，并用于将从射频模块接收到 的基带信号进行解码后发送给微处理器；
所述的遥控器射频模块发送部分包括依次连接的整形电路、限幅电路、混频器、带 通滤波电路、功率放大电路、天线放大器，编解码电路输出的信号经过整形电路和限幅 电路的处理后，与本振信号混频形成调制信号，调制信号经带通滤波器滤波、功率放大 器放大，再送往天线放大器放大，形成最终的发射信号，由环形器将天线放大器电路传 来的发射信号送至天线；
所述的遥控器射频模块接收部分包括90。相移功率分配器、两路完全相同的解调电 路，电压比较器，由环形器将返回的信号传给卯°相移功率分配器，将信号分成正交两路 信号，该两路信号同时分别送到两路完全相同的解调电路进行处理；两路解调电路分别 处理后的信号经相加后再次放大，经电容耦合去除直流分量后送至电压比较器，电压比 较器将放大后完整的解调信号电压与设定的基准电压比较后，还原成基带信号，经过整 形后送到编解码电路进行处理。
所述的执行器射频模块发送部分包括调制电路和放大电路，将微控制模块处理好的 数字基带编码信号进行ASK幅度调制，进行放大后，送到天线发送给遥控器；
所述的执行器射频模块接收部分包括包络产生电路和检波电路，将从天线接收到的 调制信号进行解调，恢复出数字基带信号，再送到微控制模块进行解码处理；
所述的执行器电源产生模块包括依次连接的电磁耦合电路、桥式全波整流电路、低 通滤波电路、稳压电路、限幅电路。
本发明同时提供一种基于无线射频识别的零待机功耗遥控方法，该方法在遥控器和 至少一个执行器之间建立短距离通信，对受执行器控制的电器实现零待机功耗启动和控 制，包括下列歩骤由遥控器发射对执行器进行控制的射频波信号，并接收来自控制器 的反馈信号；由执行器接收射频能量和接收来自遥控器的射频波信号， 一方面将射频能 量转换成直流稳定工作电压，以向自身供电，另一方面根据遥控器发来的射频波信号所 携带的控制信息，驱动电子开关以及各执行电路执行相应的控制动作，与待控制电器相 连的电子开关，在待机状态下完全与市电断开。上述的基于无线射频识别的零待机功耗遥控方法，具体可以包括下列歩骤
(1) 遥控器微控制模块将要发往电器的控制信号编码后传给射频模块，向执行器发送相 应的控制信号；
(2) 遥控器射频模块调制该控制信号；
(3) 遥控器天线将调制后的控制信号以射频波信号的方式发射出去；
(4) 执行器天线接收由遥控器天线发射的射频波信号和射频能量；
(5) 执行器电源产生模块将天线感应的射频能量，变换成执行器的直流稳定工作电压并 逐级启动执行器工作；
(6) 执行器射频模块将天线接收的射频波信号解调成控制信号；
(7) 执行器微控制模块接收从射频模块传来的控制信号，解码后驱动电子开关以及各执 行电路执行相应的控制动作，并将电器相关状态信息编码后传给射频模块，并通过天线 向遥控器发送反馈信号；
(8) 遥控器天线接收由执行器发来的反馈信号；
(9) 遥控器射频模块解调该反馈信号；
(10) 控制模块用于接收从射频模块传来的反馈信号，解码后获得电器的相关信息。 本发明中，射频波信号最好为超高频到微波波段的电磁波；遥控器和执行器之间可
以采用WSN、 ZigBee、 WiMax或蓝牙等短距离通信方式。
本发明的遥控系统和遥控方法，具有下列突出的技术效果
1. 由于待机状态下遥控系统的供电模式采用了无源RFID系统的供电模式，所以待 机状态下的电器是完全与交流市电断开的，真正实现了电器的零功耗待机，节约了大量 的待机能耗。
2. 利用超高频RFID识读器的多标签识别和通信能力，可以实现一个遥控器同时遥 控多个电器设备。采用一定的防冲突算法就可以有效地避免多电器遥控的冲突问题。
3. 利用超高频/微波双向无线通信模式，可以实现电器到遥控器面板的信息反馈， 如本机运行状况、负载安全信息、运行环境参数等。这一双向数据通信模式改变了传统 遥控装置的单向指令发送模式，为人机交互、智能控制等扩展功能的实现提供了技术前 提。
4. 将WSN的数据通信、网络管理等技术引入电器的遥控领域可以为家居和办公的智 能化打下基础。
图1遥控器总体硬件结构框图2遥控器结构框图3执行器结构框图4电视机遥控系统工作示意图5遥控器射频模块发送部分电路原理图6遥控器射频模块接收部分电路原理图7执行器射频模块发送部分电路原理图8执行器射频模块接收部分电路原理图9执行器电源产生模块电路原理图10 SSR的工作原理框图11 SSR的实现电路图。
具体实施例方式
本发明利用遥控器发出的射频波能量为电器内部的电子开关控制模块提供工作能 量，电子开关位于电器的交流市电输入端，真正实现了电器待机状态下完全与市电断开， 从而达到了节能的目的。
本发明在遥控系统的硬件设计过程中参考了 WSN节点的硬件结构，力求最大程度降 低硬件成本和系统的工作能耗。
此外，在本发明中，遥控器和执行器之间的双向通信采用了超高频或微波无线通信， 与传统遥控系统所采用的单向红外光波通信不同。考虑到本系统的功能需求、频率限制 以及成本等诸多因素，遥控器和执行器之间的双向无线通信模式可以具体参考几种已经 较为成熟的短距离无线通信协议，如WSN、 ZigBee、 WiMax、蓝牙等。这种双向数据通信 的模式也为本遥控系统进一步的功能扩展提供了可能。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详述。
1.总体技术方案及硬件框图
在本设计方案中，遥控系统应该具有以下几个功能或者特点①使用本遥控系统可 以控制电器在工作/待机状态间切换，且当电器处于待机状态时，消耗的功率为零；②使 用本遥控系统可以实现传统遥控器的所有遥控功能，即用户不需要改变使用习惯；③使 用本遥控系统可以实现一个遥控器控制多个用电器，从而实现家庭和办公电器设备的网 络化管理；④使用本遥控系统可以实现人机双向信息交互，为家居和办公智能化奠定了
基于以上的功能和特点设计了整个遥控系统。本遥控系统的整体硬件包括遥控器和 执行器两个部分。遥控器负责产生和发送遥控指令信号， 一般指用户手中的遥控器面板 部分；执行器位于电器内部，负责判断执行接收到的相关控制指令。本遥控系统的遥控电源丌关部分采用了无源RFID标签工作原理设计，即执行器完全依靠遥控器发射的射频 波能量实现开机的操作，从而实现了电器待机的零功耗。当电器进入工作状态后，执行 器的工作电压改为市电提供，此时遥控器和执行器之间的通信模式采用了超高频/微波无 线通信模式(具体的实现可以参照WSN、 ZigBee、 WiMax、蓝牙等技术)，使系统具有更 强的功能可扩展性和更低的运行成本。 . 遥控器的总体硬件结构框图如图1所示
2. 遥控器的组成
遥控器的功能是将用户的控制命令发送给执行器以实现相应的遥控功能，此外还可 以将执行器发送回来的状态以及操作选项等信息显示在面板显示屏上以供用户参考和选 择。遥控器由天线、射频模块、微控制模块、按键以及显示屏组成。
遥控器结构框图如图2所示
(1) 天线
天线是发射和接收射频波信号的设备。在确定的工作频率和带宽条件下，天线发射 由射频模块产生的射频波，并接收从电器接收端反射回来的射频波。
(2) 射频模块
射频模块由发送模块和接收模块组成，负责发射和接收射频波。从微控制模块传来
的基带信号由射频模块调制后通过天线发射；从天线传来的射频波信号也由射频模块解 调后传给微控制模块。
(3) 微控制模块
微控制模块由微控制器、编解码与纠错电路、时钟以及电源组成。它可以接收射频 模块传来的反馈信号，解码后获得电器的相关信息，或将要发往电器的控制信号编码后 传给射频模块，完成相应的控制。
(4) 按键和显示屏
按键用于产生控制信号，微控制模块使用不同的基带编码表示不同的控制信号。显 示屏用于显示相关操作和选项以及各种电器反馈信息等。按键和显示屏是遥控器面板不 可缺少的部分，设计时需要满足人们的使用习惯。
3. 执行器的组成
执行器位于电器设备的内部。其功能是接收遥控器发送的各种控制指令，加以识别 判断后驱动电路执行相关功能，同时将存储器中存储的电器状态等信息发回给遥控器， 供用户参考。执行器由天线、射频模块、微控制模块、电源产生模块以及电子开关组成。
执行器结构框图如图3所示
(1) 天线
天线主要用于发射和接收射频波信号。此外，当电器处于待机状态时，执行器的工 作电源也来自于天线接收的射频能量。
(2) 射频模块射频模块由发送模块和接收模块组成，主要完成信号的调制与解调功能。
(3) 微控制模块
微控制模块由微控制器、编解码及纠错电路、存储器、时钟和复位电路组成。它可 以接收射频模块传来的控制信号，解码后驱动电路执行相应的控制动作，或将存储器存 储的电器相关状态信息编码后传给射频模块，向遥控器发送反馈信息。
(4) 电源产生模块
由于电器待机状态下采用了无源RFID标签的供电模式，所以执行器需要一个电源产
生模块。该模块的作用是从天线两端的射频场中感应射频能量，经相应的电路变换最终 为执行器提供直流稳定工作电压。当电器由待机状态切换为工作状态时，该模块停止工 作，执行器改为市电供电。
(5) 电子开关
执行器通过控制电子开关的通断实现电器在工作和待机状态下的切换。电子开关位 于电器的交流市电输入端，所以当电器处于遥控待机状态时，完全与市电断开。电子开 关可以使用可控硅、场效应管、三极管、MOS管等可控分立开关元件实现，也可以使用继 电器、接触器等组合器件实现。
4. 遥控系统的工作流程
以电视机为例，本遥控系统的工作流程如下
(1) 电视机处于待机状态时与市电完全断开，电视机内部执行器的各模块处于休眠
状态；
(2) 当用户按下手中遥控器面板上的电视机电源键时，电视开机指令经过编码调制 后通过遥控器的天线发射出去； '
(3) 执行器的天线将感应到的射频场能量经过相应的电路处理变换为直流稳定电压 提供给微控制器，执行器的相关模块被激活并将该电视机的状态信息作为确认信息发还 给遥控器，通信链路建立；
(4) 执行器将接收到的控制信号解调解码后送微控制器，微控制器判定为开机信号 后驱动位于交流市电输入端的继电器闭合使电源连通，电视机进入开机状态；
(5) 电视机进入开机状态后执行器改为市电供电，各模块保持激活状态，等待其他 后续控制指令；
(6) 执行器可以定时将存储器中存储的如电视机的运行状态、节目预告等信息向遥 控器发送，遥控器将这些信息显示在显示屏上，供用户选择。
本发明以一种典型的基于RFID技术的零待机功耗遥控系统为例，其信号发射频率为 900MHz，以下是它的几个关键部分的电路组成和工作原理描述。
5. 遥控器射频模块的实现 (1)发送模块的电路组成
本部分的电路组成如图5所示。其工作原理如下-① MCU接收来自按键的控制指令，启动应用程序，将相应的指令发送到编解码电路;
② 编码电路根据MCU传来的控制指令进行编码，形成基带信号送到整形电路和限幅 电路进行处理，处理后的信号送往混频器(上变频)；
③ 混频器将编码电路送来的基带信号与本振信号混频，进行ASK调制；
④ 调制信号经带通滤波器滤波、功率放大器放大，再送往天线放大器放大，形成最 终的发射信号；
◎环形器将天线放大器电路传来的功率信号送至天线，发送给电器的遥控接收端。
(2)接收模块的电路组成 本部分的接收电路采用了零中频接收方案，电路组成如图6所示。其工作原理如下
① 执行器收到遥控器发送的信号，获得能量后被激活，开始执行相应的控制指令， 并将返回的响应信息以反向散射调制方式发送至遥控器的天线；
② 天线接收信号后，由环形器将返回的信号传给9(T相移功率分配器，将信号分成 正交两路。这两路信号同时送到两个完全相同的解调电路进行处理；
◎两路解调电路分别处理后的信号经相加后再次放大，经电容耦合去除直流分量后 送至电压比较器，电压比较器将放大后完整的解调信号电压与设定的基准电压比较后， 还原成电器接收端返回的基带信号，经过整形后送到编解码电路进行处理；
编解码电路将接收到的基带信号进行解码并进行CRC校验，然后送给MCU;
⑤ MCU将收到的电器相关信息显示在显示屏上，供用户选择和参考。
6. 执行器射频模块的实现
(1) 发送模块的电路组成
如图7所示，本模块主要由ASK调制电路和放大器组成。其主要功能是将微控制模 块处理好的数字基带编码信号进行ASK幅度调制，进行放大后，送到天线发送给遥控器。
(2) 接收模块的电路组成
如图8所示，本模块主要由包络产生电路和检波电路组成。本部分的主要功能是将 天线上接收到的ASK幅度调制信号进行解调，恢复出数字基带信号，再送到微控制模块 进行解码处理。
(3) 电源产生模块的电路组成
由于天线两端从射频场中感应到的是一个交变的电压源，故需要一个整流滤波电路 将其转化为直流电源。由于执行器内部电路除了要求电源是直流源之外，还必须不能超 过MOS管、三极管等器件的击穿电压，所以需要引入限幅模块。电源产生模块的电路组 成如图9所示。
7. 交流电子开关电路的实现
交流电子开关负责控制电器的市电电源的通断，以实现电器在工作和待机状态之间 的切换。交流电子开关有很多种实现方式，本专利仅给出一种固态继电器(SSR)的电路 实现方法。图IO是固态继电器的工作原理框图。从整体上看，SSR有两个输入端及两个输出端， 工作时只要在输入端加上一定的控制信号，就可以控制输出端之间的"通"和"断"， 实现开关功能。各功能模块工作原理如下。
① 耦合电路的功能是为了在电路上断开SSR中输入端和输出端之间的联系，以防止
输出端对输入端的影响。耦合电路使用的元件是光耦合器，它动作灵敏、响应速度高、 输入输出端之间的绝缘等级高。由于输入端的负载是发光二极管，这使得SSR的输入端 很容易做到与输入信号电平匹配，使用时可直接与MCU输出接口连接，即直接受逻辑电 平控制。
② 触发电路的功能是产生符合要求的触发信号，驱动开关电路工作，但由于开关电 路在没有特殊控的制电路时，将产生射频干扰并以高次谐波或尖峰等污染电网，为此增 加了过零控制电路。所谓"过零"是指当加入控制信号，交流电压过零时，SSR即为通 态；而当断开控制信号后，SSR要等待交流电的正半周与负半周的交界点(零电位)时， SSR才为断态。这种设计能防止高次谐波的干扰和对电网的污染。
③ 吸收电路是为了防止从电源中传来的尖峰等对开关器件双向可控硅管的冲击和 干扰而设计的， 一般使用"R-C"串联吸收电路或非线性电阻(压敏电阻器)。
具体的SSR交流电子丌关的实现电路如图11所示。
权利要求
1. 一种基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统，包括遥控器和至少一个执行器，其中，所述的遥控器用于发射对执行器进行控制的射频波信号，并接收来自控制器的反馈信号；所述执行器用于接收射频能量和接收来自遥控器的射频波信号，一方面将射频能量转换成直流稳定工作电压，以向自身供电，另一方面根据遥控器发来的射频波信号所携带的控制信息，驱动电子开关以及各执行电路执行相应的控制动作。
2. 根据权利要求1所述的基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统，其特征在于， 所述的遥控器包括天线、射频模块、微控制模块，所述的天线用于发射和接收射频波信号；所述的射频模块包括射频接收部分和射频发射部分，连接在微控制模块与天线 之间，用于调制和解调信号；所述的微控制模块用于接收从射频模块传来的反馈信号， 解码后获得电器的相关信息，并用于将要发往电器的控制信号编码后传给射频模块，向执行器发送相应的控制信号；所述的执行器包括天线、射频模块、微控制模块、电源产生模块以及电子开关，所 述的天线用于发射和接收射频波信号，并用于接收射频能量；所述的射频模块，包括射 频接收部分和射频发射部分，连接在微控制模块与天线之间，用于调制和解调信号；所 述的微控制模块用于接收从射频模块传来的控制信号，解码后驱动电子开关以及各执行 电路执行相应的控制动作，并用于将电器相关状态信息编码后传给射频模块，向遥控器 发送反馈信息；所述的电源产生模块，用于将天线感应的射频能量，变换成执行器的直 流稳定工作电压。
3.根据权利要求2所述的基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统，其特征在于，所述的遥控器微控制模块包括微控制器及分别与其相连的编解码电路和本振信号产 生电路，所述的编解码电路与微处理器相连，用于根据微处理器传来的控制指令进行编 码，形成提供给射频模块的基带信号，并用于将从射频模块接收到的基带信号进行解码 后发送给微处理器；所述的遥控器射频模块发送部分包括依次连接的整形电路、限幅电路、混频器、带 通滤波电路、功率放大电路、天线放大器，编解码电路输出的信号经过整形电路和限幅 电路的处理后，与本振信号混频形成调制信号，调制信号经带通滤波器滤波、功率放大 器放大，再送往天线放大器放大，形成最终的发射信号，由环形器将天线放大器电路传 來的发射信号送至天线；所述的遥控器射频模块接收部分包括卯。相移功率分配器、两路完全相同的解调电 路，电压比较器，由环形器将返回的信号传给卯'相移功率分配器，将信号分成正交两路 信号，该两路信号同时分别送到两路完全相同的解调电路进行处理；两路解调电路分别 处理后的信号经相加后再次放大，经电容耦合去除直流分量后送至电压比较器，电压比 较器将放大后完整的解调信号电压与设定的基准电压比较后，还原成基带信号，经过整 形后送到编解码电路进行处理。 '
4. 根据权利要求2所述的基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统，其特征在于， 所述的执行器射频模块发送部分包括调制电路和放大电路，将微控制模块处理好的数字基带编码信号进行ASK幅度调制，进行放大后，送到天线发送给遥控器；所述的执行器射频模块接收部分包括包络产生电路和检波电路，将从天线接^到的调制信号进行解调，恢复出数字基带信号，再送到微控制模块迸行解码处理；所述的执行器电源产生模块包括依次连接的电磁耦合电路、桥式全波整流电路、低通滤波电路、稳压电路、限幅电路。
5. 根据权利要求1至4任意一项所述的基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统，其特 征在于，所述的射频波信号为超高频到微波波段的电磁波。
6. 根据权利要求1至4任意一项所述的基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统，其特 征在于，遥控器和执行器之间采用WSN、 ZigBee、 WiMax或蓝牙等短距离通信方式。
7. —种基于无线射频识别的零待机功耗遥控方法，其特征在于，该方法在遥控器和至少 一个执行器之间建立短距离通信，对受执行器控制的电器实现零待机功耗启动和控 制，包括下列歩骤由遥控器发射对执行器进行控制的射频波信号，并接收来自控制 器的反馈信号；由执行器接收射频能量和接收来自遥控器的射频波信号， 一方面将射 频能量转换成直流稳定工作电压，以向自身供电，另一方面根据遥控器发来的射频波 信号所携带的控制信息，驱动电子开关以及各执行电路执行相应的控制动作，与待控 制电器相连的电子开关，在待机状态下完全与市电断开。
8. 根据权利要求7所述的基于无线射频识别的零待机功耗遥控方法，其特征在于，所述 的遥控方法包括下列步骤(1) 遥控器微控制模块将要发往电器的控制信号编码后传给射频模块，向执行器发送相 应的控制信号；(2) 遥控器射频模块调制该控制信号；(3) 遥控器天线将调制后的控制信号以射频波信号的方式发射出去；(4) 执行器天线接收由遥控器天线发射的射频波信号和射频能量；(5) 执行器电源产生模块将天线感应的射频能量，变换成执行器的直流稳定工作电压并 逐级启动执行器工作；(6) 执行器射频模块将天线接收的射频波信号解调成控制信号；(7) 执行器微控制模块接收从射频模块传来的控制信号，解码后驱动电子开关以及各执 行电路执行相应的控制动作，并将电器相关状态信息编码后传给射频模块，并通过天线 向遥控器发送反馈信号；(8) 遥控器天线接收由执行器发来的反馈信号；(9) 遥控器射频模块解调该反馈信号；(10) 控制模块用于接收从射频模块传来的反馈信号，解码后获得电器的相关信息。
9. 根据权利要求7或8所述的基于无线射频识别的零待机功耗遥控方法，其特征在于， 所述的射频波信号为超高频到微波波段的电磁波。
10. 根据权利要求7或8所述的基于无线射频识别的零待机功耗遥控方法，其特征在于， 遥控器和执行器之间采用WSN、 ZigBee、 WiMax或蓝牙等短距离通信方式。
全文摘要
本发明属于无线遥控技术领域，涉及一种基于无线射频识别的零待机功耗遥控系统，包括遥控器和至少一个执行器，其中，所述的遥控器用于发射对执行器进行控制的射频波信号，并接收来自控制器的反馈信号；所述执行器用于接收射频能量和接收来自遥控器的射频波信号，一方面将射频能量转换成直流稳定工作电压，以向自身供电，另一方面根据遥控器发来的射频波信号所携带的控制信息，驱动电子开关以及各执行电路执行相应的控制动作。本发明同时提供一种此种遥控系统所采用的遥控方法。采用本发明的遥控系统和遥控方法，能够真正实现电器待机状态下完全与市电断开，从而达到了节能的目的。
文档编号G08C17/00GK101447120SQ20081015436
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月23日 优先权日2008年12月23日
发明者于洁潇, 刘开华, 史伟光, 蓬 罗, 格 闫 申请人:天津大学