专利名称：遥控器及对应无线控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及遥控装置，尤指一种可用于控制热水器的遥控器及热水器中对应无线控制装置。
背景技术：
为了便于使用，一般的家用电器都通过遥控器来控制。遥控器俨然已成为人们日常生活用品之一。对于如燃气热水器这样的家电产品，一般不安装在浴室内，这给浴室洗澡的人带来许多不便，如不能直接操作热水器等，因此，需要借助遥控器来控制热水器的操作。
现有技术实现热水器的遥控采用两种方式有线遥控和无线遥控。有线遥控方式需要将遥控器电路与热水器电路直接连接，采用该方式信号传输稳定，但存在安装不便的缺点。而无线遥控方式，只需将无线遥控器安装在浴室内，洗澡的人可以随意操作热水器的动作，方便使用。但现有采用无线遥控方式的遥控器存在如下缺点1、现有遥控器一般为单向操作方式，即只能由遥控器向热水器发出指令数据，而热水器不能向遥控器反馈状态信息，用户不能即时了解热水器状态，使用并不方便；2、由于现有遥控器通常使用几个划定的频率点，对于家庭用户，如一栋楼的住户，由于几乎家家户户都安装热水器，在选定的频率点上，多个用户的遥控器之间极易造成相互干扰。
实用新型内容为了解决现有技术遥控器单向操作，且容易相互干扰以致使用不方便的问题，本实用新型提供一种遥控器及热水器中对应无线控制装置，可实现双向操作，且干扰较低。
根据本实用新型提供的遥控器，包括第一无线数据收/发电路，用于在热水器与遥控器之间的双向无线通信信道上收/发遥控数据；第一通信控制电路，与所述第一无线数据收/发电路电连接，用于根据预定帧结构控制所述第一无线数据收/发电路收/发遥控数据，所述预定帧结构包括同步头、设备字、识别码和数据域；以及第一触发电路，与所述第一通信控制电路电连接，被触发时启动所述第一通信控制电路以控制第一无线数据收/发电路收/发遥控数据。
最好，所述遥控器进一步包括第一显示电路，所述第一显示电路与所述第一通信控制电路电连接。
具体的，所述第一无线数据收/发电路由第一集成电路nRF401组成，所述第一通信控制电路由第一单片机PIC16F628组成；其中所述第一集成电路nRF401管脚XC1、XC2接晶体振荡输入，管脚ANT1、ANT2接天线端，管脚VC01、VC02接电感，管脚DIN为数据接收口并与所述第一单片机PIC16F628的管脚RB2相连、管脚DOUT为数据发送口并与所述第一单片机PIC16F628的管脚RB1相连，管脚PWR-UP和TXEN为所述第一集成电路nRF401数据收/发控制口，并分别与所述第一单片机PIC16F628的管脚RB3和RB7相连。
相应的，根据本实用新型提供的热水器中对应无线控制装置，包括第二无线数据收/发电路，用于在热水器与遥控器之间的双向无线通信信道上收/发遥控数据；第二通信控制电路，与所述第二无线数据收/发电路电连接，用于根据所述预定数据帧结构控制所述第二无线数据收/发电路收/发遥控数据；以及第二触发电路，与所述第二通信控制电路电连接，被触发时启动所述第二通信控制电路以控制所述第二无线数据收/发电路收/发遥控数据。
具体的，所述第二无线数据收/发电路由第二集成电路nRF401组成，所述第二通信控制电路由第二单片机PIC16F628组成；其中所述第二集成电路nRF401管脚XC1、XC2接晶体振荡输入，管脚ANT1、ANT2接天线端，管脚VC01、VC02接电感，管脚DIN为所述第二集成电路nRF401数据接收口并与所述第二单片机PIC16F628的管脚RB2相连、管脚DOUT为所述第二集成电路nRF401数据发送口并与所述第二单片机PIC16F628的管脚RB1相连，管脚PWR-UP和TXEN为所述第二集成电路nRF401数据收/发控制口，并分别与所述第二单片机PIC16F628的管脚RB3和RB7相连；所述第二单片机PIC16F628还与热水器的控制器相连，其中RA4与热水器控制器数据线相连，RB0与热水器控制器时钟线相连。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点1、本实用新型的遥控器采用双向操作方式，热水器和遥控器之间可实时传递数据，操作简单，易于使用，与现有技术单向操作的遥控器相比，由于用户可随时操作遥控器了解热水器状态，因此，用户使用更方便；2、本实用新型的遥控器工作在UHF的某一允许频率上，多台遥控器之间采用载波检测多址接入技术，遥控器和热水器配对识别，可有效克服现有技术中由于存在多个遥控器而相互干扰的问题。
图1是本实用新型遥控器组成框图；图2是本实用新型遥控器具体组成电路图；图3是本实用新型热水器中对应无线控制装置组成框图；图4是本实用新型热水器中对应无线控制装置具体组成电路图；图5是本实用新型遥控器数据接收流程图；图6是本实用新型热水器中对应无线控制装置数据接收流程图。
具体实施方式
本实用新型遥控器可实现热水器远程使用，其主要工作在UHF的某一允许频率上，可实现多台遥控器、热水器的同时无干扰工作。
参考图1，本实用新型遥控器的组成示意框图，所述遥控器主要包括第一无线数据收/发电路11、第一通信控制电路12和第一触发电路13，其中所述第一无线数据收/发电路11，用于在热水器与遥控器之间的双向无线通信信道上收/发数据，所述数据包括需发送给热水器的操作指令信息以及热水器传来的温度、状态信息等；
所述第一通信控制电路12，与所述第一无线数据收/发电路11电连接，用于控制所述第一无线数据收/发电路11收/发数据，可采用单片机实现通信控制；所述第一触发电路13，与所述第一通信控制电路12电连接，被触发时启动所述第一通信控制电路12以控制第一无线数据收/发电路11收/发数据，其作用主要是根据用户的指示启动所述第一通信控制电路12工作。
另外，如图1所示，本实用新型遥控器还包括第一显示电路14，所述第一显示电路14与第一通信控制电路12电连接，主要实现显示的作用，可由液晶显示器等设备实现。
上述遥控器的主要工作原理是在热水器通电、开机(也可由遥控器控制开机)后，根据用户输入指示，第一触发电路13被触发，启动第一通信控制电路12工作，所述第一通信控制电路12开始控制第一无线数据收/发电路11收/发数据，如将用户指令信息发送给热水器或接收热水器发来的状态信息等。
下面以一典型实施例对本实用新型进行详细说明，参考图2，所述第一无线数据收/发电路11采用无线收发专用集成电路nRF401(为与后述热水器中对应无线控制装置采用的nRF401相区别，将遥控器采用的nRF401称为第一集成电路nRF401)，主要负责无线信号的接收、发送，所述第一通信控制电路12采用的单片机为MICRCHIP的PIC16F628(称为第一PIC16F628)，所述第一触发电路13则由至少一条中断口线组成。
下面进一步说明上述第一集成电路nRF401和第一PIC16F628各个管脚的作用以及连接作用关系。
对于组成第一无线数据收/发电路的第一集成电路nRF401，其管脚XC1、XC2外接晶体振荡电路，所述晶体振荡电路由R1、B1、C1及C2组成，通过设置相应的元件值，可产生所需的UHF频率；管脚ANT1、ANT2外接天线电路，所述天线电路由C9、C10、C11以及R4组成，接收热水器发来的状态信息，或将用户的指令信息发送给热水器；管脚VC01、VC02外接电感L1，主要作用是配合晶振电路产生所需频率；
管脚DIN作为第一集成电路nRF401的数据接收口，其与作为第一通信控制电路12的第一单片机PIC16F628的管脚RB2相连，接收通过第一PIC16F628传送来的用户指令信息；管脚DOUT作为第一集成电路nRF401的数据发送口，其与第一PIC16F628的管脚RB1相连，将天线电路接收来的热水器状态信息串行输出给单片机第一PIC16F628；另外，管脚PWR-UP和TXEN作为第一集成电路nRF401的数据收/发控制口，分别与第一PIC16F628的管脚RB3和RB7相连，当PWR-UP＝“1”为第一集成电路nRF401的工作模式，PWR-UP＝“0”则为第一集成电路nRF401待机模式，当有数据发送时，PWR-UP＝“1”，TXEN＝“1”，管脚DIN串行接收输入数据，然后第一集成电路nRF401通过天线将数据调制发射。
而接收数据时，PWR-UP＝“1”，TXEN＝“0”，第一集成电路nRF401将天线接收的数据通过DOUT管脚串行传送给第一单片机PIC16F628。
对于作为通信控制电路的第一单片机PIC16F628，其管脚RB1连接作为无线接收发射部分的第一集成电路nRF401的管脚DOUT，管脚RB2连接管脚DIN，管脚RB3连接管脚PWR-UP，管脚RB7连接管脚TXEN，构成与无线接收发射部分的接口，控制数据的收/发。
所述第一单片机PIC16F628的管脚RB4、RB5、RB6连接三个按键，即组成第一触发电路13的3个中断口线SB1、SB2、SB3，所述中断口线的个数可以调整，第一单片机PIC16F628连接所述中断口线的管脚个数也需要相应调整。
另外，为了向用户直观提示热水器状态，在第一单片机PIC16F628外围还接有第一液晶显示器V1，其中第一单片机PIC16F628的管脚RA2连接第一液晶显示器V1的CLK(液晶显示器信号时钟线)，管脚RA3连接液晶显示器V1的DI(液晶显示器信号数据串行输入线)，液晶显示器V1根据显示的需要定制，与第一单片机PIC16F628采用串行数据接口通信，单片机向其传送规定格式的数据，显示器显示。
下面说明本实用新型的另一方面，一种与上述遥控器相配套的热水器中对应无线控制装置，其可安装在热水器外部也可安装在热水器外部，其组成及工作原理与上述遥控器相同。
参考图3，所述热水器中对应无线控制装置，包括第二无线数据收/发电路31、第二通信控制电路32和第二触发电路33，其中所述第二无线数据收/发电路31，用于在热水器与遥控器之间的双向无线通信信道上收/发遥控数据；所述第二通信控制电路32，与所述第二无线数据收/发电路31电连接，用于控制所述第二无线数据收/发电路31收/发遥控数据；所述第二触发电路33，与所述第二通信控制电路32电连接，被触发时启动所述第二通信控制电路32以控制所述第二无线数据收/发电路31收/发遥控数据。
另外，所述无线遥控装置进一步包括第二显示电路34和电源转换电路35，所述第二显示电路34与第二通信控制电路32电连接，可实时显示热水器状态以及遥控器指令信息；所述电源转换电路35，与所述第二通信控制电路32电连接，用于将热水器电源电压转换为第二通信控制电路所需工作电压。
与遥控器类似，所述第二无线数据收/发电路由无线收发专用集成电路nRF401(称为第二集成电路nRF401)组成，所述第二通信控制电路由单片机PIC16F628(称为第二PIC16F628)组成，所述第二触发电路33可由中断口线组成；其中所述第二集成电路nRF401管脚作用及其外接电路，以及与第二单片机PIC16F628的连接关系与遥控器相似，对于组成第二无线数据收/发电路的第二集成电路nRF401，其管脚XC1、XC2外接晶体振荡电路，所述晶体振荡电路由R1、B1、C1及C2组成，通过设置相应的元件值，可产生所需的UHF频率；管脚ANT1、ANT2外接天线电路，所述天线电路由C9、C10、C11以及R4组成，接收遥控器发来的指令信息，或将热水器状态信息发送给遥控器；管脚VC01、VC02外接电感L1，主要作用是配合晶振电路产生所需频率；管脚DIN作为第二集成电路nRF401的数据接收口，其与作为第二通信控制电路32的第二单片机PIC16F628的管脚RB2相连，接收通过第二单片机PIC16F628传送来的热水器状态信息；
管脚DOUT作为第二集成电路nRF401的数据发送口，其与第二单片机PIC16F628的管脚RB1相连，将天线电路接收来的遥控器指令信息串行输出给第二单片机PIC16F628；另外，管脚PWR-UP和TXEN作为第二集成电路nRF401的数据收/发控制口，分别与第二单片机PIC16F628的管脚RB3和RB7相连，当PWR-UP＝“1”为第二集成电路nRF401的工作模式，PWR-UP＝“0”则为nRF401待机模式，当有数据发送时，PWR-UP＝“1”，TXEN＝“1”，管脚DIN串行接收输入数据，然后第二集成电路nRF401通过天线将数据调制发射。
而接收数据时，PWR-UP＝“1”，TXEN＝“0”，第二集成电路nRF401将天线接收的数据通过DOUT管脚串行传送给第二单片机PIC16F628。
对于作为第二通信控制电路的第二单片机PIC16F628，其管脚RB1连接作为无线接收发射部分的第二集成电路nRF401的管脚DOUT，管脚RB2连接管脚DIN，管脚RB3连接管脚PWR-UP，管脚RB7连接管脚TXEN，构成与无线接收发射部分的接口，控制数据的收/发。
所述第二单片机PIC16F628的管脚RB4、RB5、RB6连接三个按键，即组成第二触发电路23的3个中断口线SB1、SB2、SB3，所述中断口线的个数可以调整，第二单片机PIC16F628连接所述中断口线的管脚个数也需要相应调整。
另外，为了向用户直观提示热水器状态，在第二单片机PIC16F628外围还接有液晶显示器V2，其中第二单片机PIC16F628的管脚RA2连接液晶显示器V2的CLK(液晶显示器信号时钟线)，管脚RA3连接液晶显示器V2的DI(液晶显示器信号数据串行输入线)，液晶显示器V2根据显示的需要定制，与第二单片机PIC16F628采用串行数据接口通信，单片机向其传送规定格式的数据，显示器显示。
与遥控器不同，所述第二单片机PIC16F628还设置与热水器的控制器接口。如图4所示，管脚RA4接热水器的控制器数据线，管脚RB0接热水器的控制器通信时钟线，第二单片机PIC16F628通过通信时钟线获取信号的同步信号，判断数据线的数据，实现与热水器的控制器通信。
另外，所述热水器中对应无线控制装置，电源来自热水器的控制器，还需将电源转换为无线控制装置的工作电源，如图4，可利用集成电路U3(7805)将热水器控制器提供的电源电压转换为5V，供无线控制装置使用。
下面说明遥控器以及热水器中对应无线控制装置中的数据收/发控制流程。
本实用新型中遥控器控制实现的核心是在多台热水器和各自的遥控器间进行无线通信时使用CSMA(Carrier sense Multile Access，载波检测多址接入)技术，同时热水器、遥控器通过识别码配对识别。无线的载波检测多址接入的实现关键是载波的检测和数据帧的发送策略，本方法的策略如下持续坚持载波信号，在有空闲的时候即发射信号。同时，热水器、遥控器利用识别码识别，代替数据校验，可提高传输效率。
举例说明如下首先定义热水器、遥控器无线发射数据的帧格式如表1所示表1
其中同步头字段为5个字节的FF，一个字节的00；设备字字段为设备名称，可设5A为热水器，A5为遥控器；识别码字段为热水器与遥控器配对密码，可根据需要定义为1至多个字节，当识别码为3个字节时，所述识别码数量有20多亿对配对密码，几乎没有重复的可能性。
数据字段为热水器和遥控器交换的数据格式，热水器发射的数据，数据字段的内容为热水器温度值，状态信息等，为两个字节，而遥控器发射的数据，数据字段的内容为控制信息，如升、降温，开、关等按键信息，为一个字节。
参考图5，说明遥控器接收数据的控制流程在步骤51，开始接收数据，检测通信信道是否有同步字，如有同步字，则进入步骤52，否则继续检测；
在步骤52，进一步判断设备字，根据设备字判断数据来自热水器还是来自其他遥控器，若判断结果为数据来自其它遥控器，则返回步骤51，继续检测若判断结果为来自热水器，则进入步骤53；在步骤53，检测识别码，若识别码符合配对热水器，则认为是跟本遥控器配对的热水器传输的有效数据，进入步骤54，如果识别码不符合配对热水器，则认为所述数据是其它热水器遥控器传输的数据，则返回步骤51，继续检测；在步骤54，遥控器对接收的数据进行分析，根据数据内容显示相应情况。
遥控器发送数据的流程与接收类似。
其中发送数据时，如果遥控器得到按键信号，则检测通信信道是否有同步头，如果有，则判断为其他热水器正在发射，等待，一旦没有同步头，则表示通信信道空闲(在使用的频率上)，立即开始发射数据。
另外，热水器工作时，热水器中对应无线控制装置的数据收发与遥控器相同，参考图6，接收数据控制流程简单叙述如下在步骤61，无线数据收发电路先监测通信信道以收/发数据，通信控制电路(即单片机)分析接收数据，如检测到有同步头，则进入步骤62，否则继续检测；在步骤62，检查设备字，根据设备字判断数据来自其他热水器还是来自遥控器，如果判断为来自其他热水器，则不作处理，若判断为数据来自遥控器，则进入步骤63；在步骤63，检测识别码，如果识别码不符合配对遥控器，则返回步骤61，继续监测，如果识别码符合配对遥控器，则认为是跟热水器配对的遥控器传输的有效数据，进入步骤64，接收所述数据，由热水器控制器对接收的数据进行分析，并执行相应动作，如根据相应的升、降温，开关指令控制热水器的执行机构执行相应动作，若识别码不符合，则认为是属于其他的热水器的遥控器传输的数据，不作处理。
所述无线控制装置发送数据的流程同遥控器，也根据同步头，判断是否为其他热水器正在发射，若是，则等待，一旦没有同步头，则表示信道空闲(在使用的频率上)，立即开始发射数据。
上述仅以优选实施例对本发明进行说明，非因此即局限本发明的权利范围，因此，在不脱离本发明思想的情况下，凡运用本发明说明书及附图内容所为的等效变化，均理同包含于本发明的权利要求范围内。
权利要求1.一种遥控器，用于控制热水器，其特征在于，包括第一无线数据收/发电路，用于在热水器与遥控器之间的双向无线通信信道上收/发遥控数据；第一通信控制电路，与所述第一无线数据收/发电路电连接，用于根据预定帧结构控制所述第一无线数据收/发电路收/发遥控数据，所述预定帧结构包括同步头、设备字、识别码和数据域；以及第一触发电路，与所述第一通信控制电路电连接，被触发时启动所述第一通信控制电路以控制第一无线数据收/发电路收/发遥控数据。
2.按照权利要求1所述遥控器，其特征在于，还包括第一显示电路，所述第一显示电路与所述第一通信控制电路电连接。
3.按照权利要求2所述遥控器，其特征在于，所述第一无线数据收/发电路由第一集成电路nRF401组成，所述第一通信控制电路由第一单片机PIC16F628组成；其中所述第一集成电路nRF401管脚XC1、XC2接晶体振荡输入，管脚ANT1、ANT2接天线端，管脚VC01、VC02接电感，管脚DIN为数据接收口并与所述第一单片机PIC16F628的管脚RB2相连、管脚DOUT为数据发送口并与所述第一单片机PIC16F628的管脚RB1相连，管脚PWR-UP和TXEN为所述第一集成电路nRF401数据收/发控制口，并分别与所述第一单片机PIC16F628的管脚RB3和RB7相连。
4.按照权利要求1的一种热水器中对应无线控制装置，其特征在于，包括第二无线数据收/发电路，用于在热水器与遥控器之间的双向无线通信信道上收/发遥控数据；第二通信控制电路，与所述第二无线数据收/发电路电连接，用于根据所述预定数据帧结构控制所述第二无线数据收/发电路收/发遥控数据；以及第二触发电路，与所述第二通信控制电路电连接，被触发时启动所述第二通信控制电路以控制所述第二无线数据收/发电路收/发遥控数据。
5.按照权利要求4所述热水器中对应无线控制装置，其特征在于，还包括第二显示电路，所述第二显示电路与所述第二通信控制电路电连接。
6.按照权利要求5所述热水器中对应无线控制装置，其特征在于，还包括电源转换电路，与所述第二通信控制电路电连接，用于将热水器电源电压转换为第二通信控制电路所需工作电压。
7.按照权利要求6所述热水器中对应无线控制装置，其特征在于，所述第二无线数据收/发电路由第二集成电路nRF401组成，所述第二通信控制电路由第二单片机PIC16F628组成；其中所述第二集成电路nRF401管脚XC1、XC2接晶体振荡输入，管脚ANT1、ANT2接天线端，管脚VC01、VC02接电感，管脚DIN为所述第二集成电路nRF401数据接收口并与所述第二单片机PIC16F628的管脚RB2相连、管脚DOUT为所述第二集成电路nRF401数据发送口并与所述第二单片机PIC16F628的管脚RB1相连，管脚PWR-UP和TXEN为所述第二集成电路nRF401数据收/发控制口，并分别与所述第二单片机PIC16F628的管脚RB3和RB7相连；所述第二单片机PIC16F628还与热水器的控制器相连，其中RA4与热水器控制器数据线相连，RB0与热水器控制器时钟线相连。
专利摘要本实用新型公开一种遥控器及热水器中对应的无线控制装置，所述遥控器主要包括第一无线数据 收/发电路，第一通信控制电路以及第一触发电路。所述热水器中对应的无线控制装置包括第二无线数据收/发电路，第二通信控制电路以及第二触发电路。本实用新型由于采用双向操作方式，热水器和遥控器之间可实时传递数据，操作简单，易于使用，另外，由于多台遥控器之间采用载波检测多址接入技术，遥控器和热水器配对识别，可克服现有技术中由于存在多个遥控器而相互干扰的问题。
文档编号F24H9/20GK2670837SQ20032012481
公开日2005年1月12日 申请日期2003年12月3日 优先权日2003年12月3日
发明者朱宁东 申请人:成都前锋电子电器集团股份有限公司