专利名称：一种学习型网络化红外遥控器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于ー种家电远程遥控装置。主要目的是通过GSM短信或智能家居中的Zigbee网络，实现家电的远程控制。
背景技术：
红外遥控技术红外遥控器是对许多家电，如空调、 电视等实施控制的ー种工具。其红外遥控技术的原理为遥控器通过按一定的编码格式发送红外线，红外线被家电接收后经过解码得到控制信息，然后家电按照控制指令动作，从而实现各种控制功能。Zigbee局域网技术Zigbee是ー种低功耗局域网协议，实现了短距离、低功耗的无线通信。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网络节点、多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee协议层从下到上分别为实体层(PHY)、媒体存取层(MAC)、网络层(NWK)、应用层(APL)等，可以对传输数据进行128位加密，信息传输十分安全可靠。GSM/GPRS 技术GSM/GPRS是应用最为广泛的移动电话标准，基本所有手机都支持。集成了串行通信接ロ的GSM/GPRS模块，可以收发短信，拨打和接听电话等；并且通过串ロ可以进行模块的參数设置，并可以通过串ロ进行短信的收发等。现有类似技术产品1.电话远程控制空调器该产品通过固定或移动电话以振铃方式实现对家用空调的远程遥控，如空调制冷、制热、抽湿、关机等操作。由于是利用振铃进行远程操作，所以不产生操作费用。缺点是(1)因为要利用电话线，所以安装要求空调旁有电话线；且产品体积较大，要占用一定的安装位置，不能放置在空调上，这些造成安装不便。(2)对空调只能进行操作控制，不能查询设定温度等參数。制冷和制热的温度、风速、风向等只能按照默认值进行，不能实时更改。(3)产品没有其他通信接ロ，不能与智能家居其他产品配套使用，只能単独使用。(4)多使用在对空调远程控制场合，对其他红外遥控产品，如电视等的操作没有使用说明。2.空调远程控制监控模块该款空调遥控器针对格カ空调，利用RS485接ロ采集空调所在环境的温湿度，远程开关空调，设置空调温度、运行模式和风扇转速等，从而实现对普通格力空调的远程监测和控制。可以和具有RS485接ロ的智能设备配合使用，利用智能设备再通过该模块远程操控空调，检测空调所在环境的温湿度。缺点是(1)该产品要和其他智能产品配合使用，无法自行操控空调，监测的环境温湿度也无法在用户处显示。(2)无法直接和用户常用的智能終端如手机等配合使用。造成用户使用不便。3. GSM远程空调控制器该产品可以通过手机短信的方式远程操控空调。该产品具有手机SM卡接ロ，使用时为该产品配置ー张SM卡。远程控制空调开或关时，就编辑相应的英文短信发送到该产品的SM卡号码中，智能空调遥控器收到短信上的开关命令，就自动控制空调开关。操作结束后会回复开关信息到发送短信的用户手机上。利用该产品还可以远程发送短信查询实时温度，当环境温度超过报警温度时，也会发短信提醒主人，或拨打电话提醒。缺点是(1)只能识别用户发来的英文短信指令。给中国用户的使用造成一定程度上的不便。(2)只能控制空调的开和关，默认工作模式是制冷24C;不能进行其他操作，如温度、工作模式、风速等。这使得产品功能受到限制。⑶只能利用手机短信进行控制，没有其他通信接ロ，不能和其他智能家居产品配合使用。(4) ー个家庭中往往有多个空调，而多个空调就需要配置多个这样的控制器，从而需要多个SIM卡。这造成移动通信资源的浪费。也增加了使用成本。
实用新型内容鉴于现有技术的以上缺点，本实用新型的目的是，设计开发ー款具有网络通信接 口和GSM/GPRS接ロ ；实现既能作为子模块联网使用，又能利用SM卡通过短信单独使用的，可远程控制的学习型红外遥控器。该遥控器不仅能操作空调，还可以通过学习操作其他受红外遥控的家用电器。本实用新型的目的是通过如下的手段实现的。ー种学习型网络化红外遥控器，对远端电器设备进行控制，其特征在于，包含ー个MCU主芯片，所述主芯片具有ー个TTL串行COM接ロ，ー个Zigbee协议控制器，和多个I/o接ロ及存储器；—个Zigbee功能模块；与主芯片协议控制器连接；一个与主芯片的I/O ロ连接的红外收发模块，ー个GSM模块，使用ー个TTL串行COM接ロ与主芯片相连，一个与主芯片的I/O ロ连接的指示与控制模块。本实用新型的带来的有益效果可概括如下(I)工作方式灵活，最大程度降低使用成本。本学习型网络化遥控器不但可以通过GSM/GPRS移动网络单独远程操控家电，而且还能利用Zigbee局域网络与智能家居系统连接，实现智能家居网关的集中控制。(2)安装方便，使用简单。本学习型网络化红外遥控器集成度高，体积小，重量轻，可以直接粘贴在空调内机的外売上，或者放置在空调内机旁。(3)操控对象多祥。本遥控器为学习型遥控器，通过学习不但可以遥控空调，还可以遥控电视、音像设备等。(4)操控功能丰富。本遥控器为学习型遥控器，通过学习，可以实现原配遥控器上的全部功能。以对空调的遥控操作为例，不但可以远程遥控空调开关机，还可以远程设置温度、风向、风速和工作模式等。
图1为本实用新型红外遥控器结构示意图。图2为本实用新型红外遥控器的Zigbee局域控制操作原理图。[0029]图3为本实用新型红外遥控器GSM/GPRS远程控制操作原理图。图4为本实用新型以CC2530为主芯片的实施例红外遥控器结构。图5为本实用新型红外遥控器智能学习的工作流程图。图6为本实用新型红外遥控器实施遥控的工作流程图。图7为本实用新型遥控器经Zigbee网络遥控相应家电的工作流程图。图8为本实用新型遥控器经GSM/GPRS移动网络远程遥控家电的工作流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进ー步描述。本实用新型红外遥控器包含ー个MCU主芯片和四个功能模块。具体见图1示意图(I)MCU主芯片。该芯片是整个系统的核心，具有ー个TTL串行COM接ロ，ー个Zigbee协议控制器，和多个I/O接ロ及存储器。主芯片负责信息的处理、存储和I/O控制。如对红外信号的解码和红外编码的存储等。(2) Zigbee功能模块。该功能模块包括Zigbee协议栈和相应收发器、控制器等硬件，负责红外遥控器加入和退出Zigbee网络，享用Zigbee网络资源等任务。该功能模块是实现本红外遥控器连入智能家居Zigbee网络的硬软件接ロ。(3)红外收发模块。该模块利用主芯片的I/O ロ进行工作。采集空调、电视等红外遥控器按键对应的红外信号，并将主芯片存储器中的红外编码信号发射给相应的家用电器。从而替代电器原配的遥控器实现对家用电器的红外遥控功能。(4)GSM模块。该模块使用ー个TTL串行COM接ロ与主芯片相连。接收来自手机端的短消息命令，并通过串行接ロ传送给主芯片；同时将主芯片的回复信息发送给用户手机。(5)指示与控制模块。该模块利用主芯片的I/O ロ进行工作。对本遥控器的工作状态进行指示，对其他功能扩展模块进行控制等。工作原理红外遥控的学习任务主要有红外收发模块和主芯片完成。红外遥控的原理就是，按照一定编码格式发送一定频率的红外波给电器，不同的编码格式，对应不同的功能操作；电器接收到红外波后进行解码，解析出编码格式后，完成该编码格式对应的动作，如空调的开、关，调节风速、风向和工作模式等。当新型红外遥控器应用于智能家居中的Zigbee网络中时，其系统架构如图2所示。图2中的智能家居网关集成了以太网GSM/GPRS模块。客户通过手机或计算机将控制信息发送到智能家居网关，网关将处理后的信息通过Zigbee网络转发给本新型红外遥控器。遥控器收到信息后，根据信息对应的操作，在遥控器的主芯片存储器中搜寻对应的经学习获得的红外编码数据，将该编码数据经红外发射给要控制的家电。如果客户不需要配置智能家居网络，仅需要通过手机単独远程控制本新型红外遥控器，则其GSM/GPRS远程控制操作原理如图3所示。本新型红外遥控器通过其上安装的GSM/GPRS模块直接接收用户手机发来的控制信息，将信息解析后，根据信息对应的操作搜寻对应的经学习获得的红外编码数据，将该编码数据经红外发射给要控制的家电。具体实施例下面结合具体实施例对本实用新型作进ー步描述。1.系统设计本新型红外遥控器可以使用TI公司的CC2530处理器为主芯片。该芯片具有TTL串行COM ロ，可以与西门子的TC35i GSM模块直接连接。同时CC2530内含了 Zigbee协议栈和收发控制器，可以方便实现Zigbee网络通信功能。CC2530的GPIO ロ可以负责红外遥控学习和红外遥控信号的发送；同时GPIO可以外接LED灯进行系统工作状态指示和报警控制等。具体结构图4所示。2.系统功能与实现 (I)红外遥控编码的学习与红外遥控红外遥控的编码大多为PPM脉冲位置编码方式，即为O时，一个脉冲波形的高电平与低电平时间相同，占空比为50% ;为I时，高电平与低电平的时间比为1:3，占空比为75%。遥控用脉冲波形由前导码、系统码、功能码以及功能码的反码构成一个帧。一般使用38kHz占空比为50%的载波进行发射,提闻载波的占空比,可以提闻发射功率。红外遥控编码的学习就是接收家电原配遥控器的遥控信号，提取对应的PPM脉冲编码数据，此为解码；将解码成功的编码数据存储在CC2530的存储器中。本实用新型遥控器红外遥控家电的实现就是根据不同的操作指令，将存储在CC2530中的不同编码数据加载到载波上，此为装帧，将装帧好的红外信号发射给要控制的家电，就实现了对家电的相应控制操作。红外收发模块进行智能学习和实施遥控的工作流程如图5和图6所示。(2) Zigbee局域遥控操作本实用新型遥控器工作在Zigbee局域控制模式下时，其整个智能家居的系统架构如图2所示。要利用本实用新型遥控器经Zigbee局域网络实施对家电的控制，首先要使该本实用新型遥控器完成相应家电的红外遥控学习。然后该本实用新型遥控器接入到智能家居Zigbee网络中，作为ー个节点建立与智能家居网关的Zigbee网络连接。在智能家居Zigbee网络中，智能家居网关是Zigbee网络的协调器，本实用新型遥控器是Zigbee网络的RFD节点，可以和智能家居网关自动建立如P2P模式的数据通信连接，接收来自网关的Zigbee消息。已完成红外遥控学习的本实用新型遥控器经Zigbee网络遥控相应家电的工作流程如图7所示。(3) GSM/GPRS远程遥控操作本实用新型遥控器工作在GSM/GPRS远程遥控模式下时，其系统结构如图3所示。本实用新型遥控器可以不參与智能家居系统而独自工作，其TC35i模块相当于ー个手机，可以接收来自于用户手机的短信息；CC2530主芯片利用AT命令集通过TTL串行COM ロ将接收到的短消息内容读出，当短消息为操作控制指令吋，从CC2530主芯片的存储器中搜寻对应的红外编码数据，从而控制IO ロ将红外信号发射出去实现用户短信息所对应的控制操作。本实用新型遥控器经GSM/GPRS移动网络远程遥控相应家电的工作流程如图8所示。
权利要求1.一种学习型网络化红外遥控器，对远端电器设备进行控制，其特征在于，包含一个MCU主芯片，所述主芯片具有一个TTL串行COM接口，一个Zigbee协议控制器，和多个I/O接口及存储器；一个Zigbee功能模块；与主芯片协议控制器连接；一个与主芯片的I/O 口连接的红外收发模块，一个GSM模块，使用一个TTL串行COM接口与主芯片相连，一个与主芯片的I/O 口连接的指示与控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种学习型网络化红外遥控器，其特征在于，所述Zigbee功能模块包括Zigbee协议栈和相应收发器及控制器。
专利摘要本实用新型公开了一种学习型网络化红外遥控器，对远端电器设备进行控制，包含一个MCU主芯片和四个功能模块。四个功能模块为与主芯片协议控制器连接的Zigbee功能模块、与主芯片的I/O口连接的红外收发模块、使用TTL串行COM接口与主芯片的连接的GSM模块、与主芯片的I/O口连接的指示与控制模块。本实用新型不但可以通过GSM/GPRS移动网络单独远程操控家电，而且还能利用Zigbee局域网络与智能家居系统连接，实现智能家居网关的集中控制，且具有安装方便，使用简单，操控对象多样，操控功能丰富的优点。
文档编号G08C23/04GK202838678SQ20122043749
公开日2013年3月27日 申请日期2012年8月30日 优先权日2012年8月30日
发明者孟祥印, 车小伟, 周伦, 蒋明明, 唐磊, 唐波 申请人:西南交通大学