一种应用于智能家居的红外遥控学习系统及方法
【专利摘要】本发明公开了一种应用于智能家居的红外遥控学习系统，其特征在于：所在的智能家居，具有一个家庭网关，该家庭网关有核心控制器和以太网通信模块，PC上位机通过Internet网络连接智能家居的家庭网关，实现PC对智能家居系统的控制；包括ZigBee网络协调器和若干个ZigBee无线通信终端：所述网络协调器以ZigBee模块形式集成在智能家居的家庭网关内，与ZigBee无线通信终端组网和通信；所述无线通信终端包括一个红外遥控学习终端和若干个红外遥控发射子端。同时，本发明还提供一种应用于智能家居的红外遥控学习方法，步骤：从输入键盘启动红外遥控学习终端的学习模式；接收并解调家电遥控器发射的红外信号；将遥控波形信号转换成波形时序数据；从输入键盘输入一个标识编码；存储波形时序数据和标识编码到存储模块。
【专利说明】—种应用于智能家居的红外遥控学习系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能家居控制【技术领域】，具体涉及一种应用于智能家居的红外遥控学习系统及方法。
【背景技术】
[0002]现代家居生活已经离不开各种各样的家用电器，为了让人们有更方便的手段来管理众多的家用电器，智能家居应运而生。简单地说，智能家居是融合了自动化控制系统、计算机网络系统和网络通讯技术于一体的网络化智能化的家居控制系统，通过它人们可以更高效、更便利、更舒适与更安全的使用各种各样的家用电器。
[0003]目前主流的智能家居系统通过家庭网关将家庭内网与Internet连接，再由连接Internet的PC上位机控制整个系统；而家庭内网采用ZigBee无线网络技术，在家庭网关和各种终端设置ZigBee模块，实现家庭内网的无线组网和通信。
[0004]中国专利申请号为201210448871.0的发明专利申请公开了 “基于Internet和ZigBee的智能家居控制系统”，其技术特点包括PC上位机通过Internet连接家庭网关，在家庭网关和每个终端节点上都接有一个ZigBee模块，ZigBee模块共同组成家庭内部无线通信网络，PC上位机从而可以控制整个系统。
[0005]但是，当需要给这种智能家居系统增加新的红外遥控家电时，必须在该家电的控制电路中去掉原来的红外遥控模块，增加相应的ZigBee模块，使其智能化。这种解决方式效率低，成本高，大大限制了智能家居的兼容性和便利性。如果能够找到一种方法，在不改变红外遥控家电硬件情况条件下将其学习进智能家居系统，让它达到智能化，成为家庭内网的一个节点，那将极大提高智能家居系统的兼容性和便利性，使它更智能。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种应用于智能家居的红外遥控学习系统及方法，在不改变红外遥控家电硬件条件下，实现家电智能化，从而提高智能家居系统的兼容性和便利性，使它更智能。
[0007]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是，一种应用于智能家居的红外遥控学习系统，其特征在于:所在的智能家居，具有一个家庭网关，该家庭网关有核心控制器和以太网通信模块，PC上位机通过Internet网络连接智能家居的家庭网关，实现PC对智能家居系统的控制；包括ZigBee网络协调器和若干个ZigBee无线通信终端:所述网络协调器以ZigBee模块形式集成在智能家居的家庭网关内，既与家庭网关的核心控制器连接，接受核心控制器的控制信号，又与ZigBee无线通信终端组网和通信；所述无线通信终端包括一个红外遥控学习终端和若干个红外遥控发射子端。当有家电学习进智能家居时，所述红外遥控学习终端学习家电红外遥控器的各种信号，并存储起来，同时设置一个红外遥控发射子端与该家电对应；当需要在智能家居中控制该家电时，在所述红外遥控学习终端发送控制信号到所述红外遥控发射子端，实现控制家电的操作。[0008]更具体的，所述红外遥控学习终端包括:
[0009]ZigBee模块，与家庭网关以及其它无线通信终端组网和通信；
[0010]红外接收模块，在学习模式下，接收家电遥控器的红外信号并将其解调转换成遥控波形信号；
[0011]微控制器，包含学习模块和存储模块，学习模块用于在学习模式下将遥控波形信号转换成波形时序数据，存储模块用于存储各种遥控波形信号对应的波形时序数据；所述微控制器连接并控制所述红外遥控学习终端各模块，实现学习家电遥控器的红外信号和发送控制信号给所述红外遥控发射子端；
[0012]输入键盘，给微控制器下达控制信号:分为学习模式和控制模式下的不同信号；
[0013]显示器，显示微控制器的工作状态:分为学习模式和控制模式下的不同工作状态。
[0014]更具体的，所述学习模块包括:脉冲电平跳变判断单元、脉冲电平判断单元和电平延时计时单元；因为不同的家电生产商采用不同的红外遥控编码格式，传统的针对不同的红外遥控编码格式一一分析去学习的方法，造成步骤多和学习成功率低，而本学习模块不考虑不同的红外遥控编码格式，直接存储每一种遥控波形信号对应的波形时序数据，在需要时调取波形时序数据还原对应的遥控波形信号，提高了学习效率和学习成功率。
[0015]更具体的，所述红外遥控发射子端包括:
[0016]ZigBee模块，与家庭网关以及其它无线通信终端组网和通信；接收所述红外遥控学习终端在控制模式下发送的波形时序数据；
[0017]脉冲还原模块，在控制模式下，将波形时序数据转换成遥控波形信号；
[0018]红外发射模块，在控制模式下，将遥控波形信号调制转换成红外信号发射出去。
[0019]本发明还提供一种应用于智能家居的红外遥控学习方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0020]S1、从输入键盘启动红外遥控学习终端的学习模式；
[0021]S2、接收并解调家电遥控器发射的红外信号；
[0022]S3、将遥控波形信号转换成波形时序数据；
[0023]S4、从输入键盘输入一个标识编码；
[0024]S5、存储波形时序数据和标识编码到存储模块。
[0025]作为本发明的完善，所述步骤S5之后还包括如下步骤:
[0026]S6、从输入键盘输入控制指令；
[0027]S7、根据控制指令从存储模块读取对应的波形时序数据；
[0028]S8、通过红外遥控学习终端ZigBee模块发送所述波形时序数据；
[0029]S9、红外遥控发射子端ZigBee模块接收所述波形时序数据；
[0030]S10、将所述波形时序数据转换成遥控波形信号；
[0031 ] SI 1、将所述遥控波形信号调制转换成红外信号发射。
[0032]相对于现有技术，本发明的有益效果是:
[0033]1、提供一种应用于智能家居的红外遥控学习系统，它在不改变红外遥控家电硬件条件下，实现家电智能化，从而提高智能家居系统的兼容性和便利性，使它更智能。
[0034]2、提供一种红外遥控信号学习模块，它能够实现不考虑不同的红外遥控编码格式，直接存储每一种遥控波形信号对应的波形时序数据，在需要时调取波形时序数据还原对应的遥控波形信号，提高了学习效率和学习成功率。
[0035]3、提供一种应用于智能家居的红外遥控学习方法，它在不改变红外遥控家电硬件条件下，实现家电智能化，从而提高智能家居系统的兼容性和便利性，使它更智能。
[0036]4、提供一种红外遥控信号学习方法，它能够实现不考虑不同的红外遥控编码格式，直接存储每一种遥控波形信号对应的波形时序数据，在需要时调取波形时序数据还原对应的遥控波形信号，提高了学习效率和学习成功率。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1为本发明一种应用于智能家居的红外遥控学习系统的结构示意图。
[0038]图2为红外遥控学习终端的结构示意图。
[0039]图3为学习模块的结构示意图。
[0040]图4为红外遥控发射子端的结构示意图。
[0041 ]图5a为遥控波形信号示例图。
[0042]图5b为波形时序数据示例图。
[0043]图6为本发明一种应用于智能家居的红外遥控学习方法流程图
[0044]图7为本发明一种应用于智能家居的红外遥控系统发射控制信号流程图
【具体实施方式】
[0045]下面结合附图和实施例进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不限于实施例表述的范围。对本领域的技术人员在不背离本发明的精神及保护范围的情况下做出的其它的变化和修改，仍包括在权利要求书保护的范围内。
[0046]实施例
[0047]目前主流的智能家居系统通过家庭网关将家庭内网与Internet连接,再由连接Internet的PC上位机控制整个系统；而家庭内网采用ZigBee无线网络技术，在家庭网关和各种终端设置ZigBee模块，家庭网关的ZigBee模块充当网络协调器，以此为中心组成一个星型拓扑结构的ZigBee无线网络，实现家庭内网的无线组网和通信。
[0048]本实施例，参看图1，一种应用于智能家居的红外遥控学习系统，其特征在于:所在的智能家居，具有一个家庭网关，该家庭网关有核心控制器和以太网通信模块，PC上位机通过Internet网络连接智能家居的家庭网关，实现PC对智能家居系统的控制；包括ZigBee网络协调器和若干个ZigBee无线通信终端:所述网络协调器以ZigBee模块形式集成在智能家居的家庭网关内，既与家庭网关的核心控制器连接，接受核心控制器的控制信号，又与ZigBee无线通信终端组网和通信；所述无线通信终端包括一个红外遥控学习终端和若干个红外遥控发射子端。当有家电学习进智能家居时，所述红外遥控学习终端学习家电红外遥控器的各种信号，并存储起来，同时设置一个红外遥控发射子端与该家电对应；当需要在智能家居中控制该家电时，在所述红外遥控学习终端发送控制信号到所述红外遥控发射子端，实现控制家电的操作。
[0049]更具体的，所述红外遥控学习终端包括:
[0050]ZigBee模块，与家庭网关以及其它无线通信终端组网和通信；
[0051]红外接收模块，在学习模式下，接收家电遥控器的红外信号并将其解调转换成遥控波形信号；
[0052]微控制器，包含学习模块和存储模块，学习模块用于在学习模式下将遥控波形信号转换成波形时序数据，存储模块用于存储各种遥控波形信号对应的波形时序数据；所述微控制器连接并控制所述红外遥控学习终端各模块，实现学习家电遥控器的红外信号和发送控制信号给所述红外遥控发射子端；
[0053]输入键盘，给微控制器下达控制信号:分为学习模式和控制模式下的不同信号；
[0054]显示器，显示微控制器的工作状态:分为学习模式和控制模式下的不同工作状态。
[0055]更具体的，所述学习模块包括:脉冲电平跳变判断单元、脉冲电平判断单元和电平延时计时单元；因为不同的家电生产商采用不同的红外遥控编码格式，传统的针对不同的红外遥控编码格式一一分析去学习的方法，造成步骤多和学习成功率低，而本学习模块不考虑不同的红外遥控编码格式，直接存储每一种遥控波形信号对应的波形时序数据，在需要时调取波形时序数据还原对应的遥控波形信号，提高了学习效率和学习成功率。
[0056]更具体的，所述红外遥控发射子端包括:
[0057]ZigBee模块，与家庭网关以及其它无线通信终端组网和通信；接收所述红外遥控学习终端在控制模式下发送的波形时序数据；
[0058]脉冲还原模块，在控制模式下，将波形时序数据转换成遥控波形信号；
[0059]红外发射模块，在控制模式下，将遥控波形信号调制转换成红外信号发射出去。
[0060]学习的具体操作流程是:参看图2和图3，通过输入键盘将启动学习模式的信号传给红外遥控学习终端。让家电遥控器的红外信号射头对准红外遥控学习终端的红外接收模块，二者不超过5厘米，按住家电遥控器被学习键超过I秒。红外接收模块将红外信号解调转换成遥控波形信号，如图5a所示，到微控制器的学习模块后，学习模块的脉冲电平跳变判断单元、脉冲电平判断单元和电平延时计时单元将遥控波形信号转换成对应的波形时序数据，让其在显示器上显示，如图5b所示。通过输入键盘输入一个标识编码(标识所述家电和所述被学习键的功能)，与所述波形时序数据一起存入存储模块。这样，完成了一次学习过程。
[0061]参看图6，本发明还提供一种应用于智能家居的红外遥控学习方法，包括如下步骤:
[0062]S1、从输入键盘启动红外遥控学习终端的学习模式；
[0063]S2、接收并解调家电遥控器发射的红外信号；
[0064]S3、将遥控波形信号转换成波形时序数据；
[0065]S4、从输入键盘输入一个标识编码；
[0066]S5、存储波形时序数据和标识编码到存储模块。
[0067]完成步骤S5之后，就完成了一次学习过程。接着，可以进行对所述家电控制操作。
[0068]控制的具体操作流程是:参看图2和图4，通过输入键盘输入控制指令给红外遥控学习终端，根据控制指令从存储模块读取对应的波形时序数据，经ZigBee模块发送到红外遥控发射子端，然后通过脉冲还原模块和红外发射模块发射红外信号控制所述家电。
[0069]参看图7，作为本发明的完善，控制操作包括如下步骤:
[0070]S6、从输入键盘输入控制指令；
[0071]S7、根据控制指令从存储模块读取对应的波形时序数据；[0072]S8、通过红外遥控学习终端ZigBee模块发送所述波形时序数据；
[0073]S9、红外遥控发射子端ZigBee模块接收所述波形时序数据；
[0074]S10、将所述波形时序数据转换成遥控波形信号；
[0075]S11、将所述遥控波形信号调制转换成红外信号发射。
[0076]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种应用于智能家居的红外遥控学习系统，其特征在于:所在的智能家居，具有一个家庭网关，该家庭网关有核心控制器和以太网通信模块，PC上位机通过Internet网络连接智能家居的家庭网关，实现PC对智能家居系统的控制；包括ZigBee网络协调器和若干个ZigBee无线通信终端:所述网络协调器以ZigBee模块形式集成在智能家居的家庭网关内，既与家庭网关的核心控制器连接，接受核心控制器的控制信号，又与ZigBee无线通信终端组网和通信；所述无线通信终端包括一个红外遥控学习终端和若干个红外遥控发射子端。
2.根据权利要求1所述的一种应用于智能家居的红外遥控学习系统，其特征在于:所述红外遥控学习终端包括: ZigBee模块，与家庭网关以及其它无线通信终端组网和通信； 红外接收模块，在学习模式下，接收家电遥控器的红外信号并将其解调转换成遥控波形信号； 微控制器，包含学习模块和存储模块，学习模块用于在学习模式下将遥控波形信号转换成波形时序数据，存储模块用于存储各种遥控波形信号对应的波形时序数据；所述微控制器连接并控制所述红外遥控学习终端各模块，实现学习家电遥控器的红外信号和发送控制信号给所述红外遥控发射子端； 输入键盘，给微控制器下达控制信号； 显示器，显示微控制器的工作状态。
3.根据权利要求2所述的一种应用于智能家居的红外遥控学习系统，其特征在于:所述学习模块包括:脉冲电平跳变判断单元、脉冲电平判断单元和电平延时计时单元。
4.根据权利要求1所述的一种应用于智能家居的红外遥控学习系统，其特征在于:所述红外遥控发射子端包括: ZigBee模块，与家庭网关以及其它无线通信终端组网和通信；接收所述红外遥控学习终端在控制模式下发送的波形时序数据； 脉冲还原模块，在控制模式下，将波形时序数据转换成遥控波形信号； 红外发射模块，在控制模式下，将遥控波形信号调制转换成红外信号发射出去。
5.一种应用于智能家居的红外遥控学习方法，其特征在于，包括如下步骤: S1、从输入键盘启动红外遥控学习终端的学习模式； S2、接收并解调家电遥控器发射的红外信号； S3、将遥控波形信号转换成波形时序数据； S4、从输入键盘输入一个标识编码； S5、存储波形时序数据和标识编码到存储模块。
6.根据权利要求5所述的一种应用于智能家居的红外遥控学习方法，其特征在于，所述步骤S5之后还包括如下步骤: S6、从输入键盘输入控制指令； S7、根据控制指令从存储模块读取对应的波形时序数据； S8、通过红外遥控学习终端ZigBee模块发送所述波形时序数据； S9、红外遥控发射子端ZigBee模块接收所述波形时序数据； S10、将所述波形时序数据转换成遥控波形信号； SI 1、将所述遥控波形信号调制转换成红外信号发射。
【文档编号】G08C23/04GK103489305SQ201310422679
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】徐向民, 黄鹏森, 陈莹芝, 陈晓鹏 申请人:华南理工大学