专利名称：一种基于无线传感网络的学习型红外遥控装置和实现方法
技术领域：
本发明涉及无线传感器网络应用领域，具体是利用一种基于无线传感器网络，利用无线红外和无线射频技术进行学习并控制家用红外控制类电器的装置和实现方法。
背景技术：
随着人们消费水平的不断提高，对于家电产品的易用性与亲和性也提出了更高的需求，很多IT企业和传统家电制造商纷纷练手开拓数字家电，将信息技术，网络技术引入家电生产领域，因此诞生了智能化、个性化、人性化的信息家电，例如数字冰箱，数字微波炉，数字空调等，相应的，用以控制这些家电的智能遥控器同样需要升级换代。然，国内目前市面上相当缺乏对应的基于网络信息的遥控设备，国内目前主要还是普通的遥控器，最多就是所谓的万用遥控器，但是实际上，所谓万用红外遥控器只是收集现有的多个厂家品牌及机型的红外遥控器的原始控制码后，预存入遥控器存储器内，之后再将对应的编号输入查询而已，实际上还是属于单机操作。因此，面对国内红外遥控器的缺陷及市场空白，如何找到一种基于网络技术，尤其是基于现在非常流行的物联网的智能遥控器产品，通过无线传感网络技术，不仅能替代原装遥控器手动控制目标电器，更能通过手机、网关等设备便捷的对目标电器进行远程控制， 提升人民的日常娱乐生活的质量，成为目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明目的是针对现有技术存在的缺陷提供一种基于无线传感器网络的学习型红外遥控装置和实现方法。本发明为实现上述目的，采用如下技术方案
本发明一种基于无线传感网络的学习型红外遥控装置，由射频模块、按键模块、显示模块、解码模块、发码模块和控制单元组成；按键模块和解码模块的输出端分别连接控制单元的输入端，控制单元的输出端分别连接显示模块和发码模块的输入端，控制单元与射频模块互连，控制单元内置FLASH。优选地，射频模块工作频率为433MHz，信道数目255个，数据传输速率及功率可调，最大传输速率5001ibpS，最大传输功率lOdBm。优选地，射频模块采用垂直极化方向的全向天线，最大天线增益2. 5dBi，最大驻波比 2. 0。一种基于无线传感器网络的学习型红外遥控装置的实现方法，如下 采用按键模块用来选择学习型遥控的工作模式，有解码和发码两种模式；
当显示模块模式指示灯亮起，表示进入解码模式，当解码状态灯的用来指示解码是否成功；
采用解码模块将收到的38K红外信号滤除调制后，将带有编码信息的脉冲送给控制单元进行处理；
采用编码存储模块将解码后的编码数据信息，按特定格式存入FLASH中，以防掉电丢
3失；
发码模块采用软件调制的方法，将FLASH中的编码信息，按特定的算法处理后还原成解码模块最初接收到的格式送给电器；
射频模块使学习型遥控加入无线传感器网络，成为网络中的控制装置，接收网络发来的控制指令；
采用控制单元负责解码算法、无线传感器网络的协议运行、发码的算法、及按键控制和显示控制；控制单元协调整个系统的运行，并且控制系统功耗。优选地，遥控装置与路由的网络拓扑采用自组织的无线传感器网络。优选地，设置不同工作模式及相应模式切换方法，遥控装置正常处于分时工作模式，当有按键动作发生时，遥控装置会直接从睡眠中唤醒，执行完发码动作后，遥控装置自动复位初始化，然后重新与无线传感器网络同步。优选地，所述分时工作方法，没有无线传感器网络指令时，学习型遥控处于定期休眠状态，所述遥控装置在无线传感器网络指令到来前会自动从休眠状态中唤醒，对网络协议进行解析并执行控制命令，控制命令执行结束，遥控装置再次进入睡眠状态。优选地，所述遥控装置的最大工作电流50mA，休眠工作电流小于1mA。本发明采用了低功耗和集成化器件，结合一系列低功耗技术和智能解码技术，采用自组织的无线传感器网络，既能作为原装红外遥控的替代品，又能作为无线传感器网络中的网络装置，通过手机、无线网关发送信息，实现对家用电器的远程控制。在实际应用中具备成本低、使用方便、智能灵活等优点。
图1为基于无线传感器网络的学习型红外遥控的硬件系统框图。图2为基于无线传感器网络的学习型红外遥控的软件流程图。
具体实施例方式如图1所示，本发明由射频模块、按键模块、显示模块、解码模块、发码模块和控制单元组成；按键模块和解码模块分别连接控制单元，控制单元分别连接显示模块和发码模块，控制单元与射频模块互连，控制单元内置FLASH。首先，将学习型红外遥控器正对空调安装，系统上电，等待初始化完成，在网关上看到红外遥控的图标亮起，表示遥控器已经加入无线传感器网络，这部分工作由射频模块和控制单元协同完成。学习目标电器的遥控器编码，这部分工作由解码模块和控制单元协同完成。将目标电器的遥控器(简称目标遥控)与学习型红外遥控器正对，操作模式按键使学习型遥控进入学习模式。先后按下学习型遥控的功能按键和目标遥控的功能按键，就能完成学习目标遥控器编码的过程，当每个编码学习完成后，对应的学习状态指示灯会提示用户当前编码是否学习成功。成功学到的编码存入FLASH中，以防掉电后丢失。学习完所有按键功能后， 再次按下模式按键，系统即退出学码状态，转而进入重新加入无线传感器网络的过程。当学习型遥控重新加入无线传感器网络后，即进入休眠状态。其作为网络中的一个控制装置，就能接收来自网关或是用户手机(实际上是手机通过网关转发给学习型遥控)的控制指令，从而实现对目标电器的远程控制。控制单元定期自动唤醒，醒来后接收无线传感网络传来的控制指令，由控制单元对接收到的指令进行解析，然后控制发码模块对目标电器进行发码控制。另外，学习型遥控加入网络后，也能当普通遥控器来使用。当学习型遥控入网成功后，大部分时间处于休眠状态，手动按键可将其直接唤醒，由控制单元来处理手动按键信息，然后控制发码模块对目标电器进行发码控制。因此，可用学习型遥控代替原装遥控器进行使用。射频模块工作频率为433MHz，信道数目255个，数据传输速率及功率可调，最大传输速率5001ibpS，最大传输功率IOdBm,在空旷处的无线传输距离最大可到300m。射频模块的采用垂直极化方向的全向天线，最大天线增益2. 5dBi，最大驻波比 2. 0。整套系统工作电压3. 3V，采用大12V的AC/DC作为输入，经电路板的上的DC/DC模块转后提供系统所需3. 3V。休眠状态时的工作电流小于1mA，最大工作电流小于50mA。软件工作流程
如图2所示，首先系统上电，完成一些初始化配置工作，如射频模块的发射功率、传输
速率等。系统初始化完成后，学习型遥控器就开始加入无线传感器网络。一旦成功加入网络，控制单元及射频模块进入休眠状态，此时只有内置的定时器中断、射频模块的接收信息中断、及手动按键中断可以唤醒控制单元。若控制单元被唤醒，首先判断中断来源，若为射频模块接收信息中断，则对网络信息进行解析，然后控制发码模块控制目标电器；若是定时器中断，表明是同步时间帧到来， 控制单元唤醒射频模块，通过射频模块和无线网络交换信息；若是手动按键中断，表明用户手动控制遥控器，学习型遥控进入手动控制模式。进入手动控制模式后，首先判断按键是否为学习模式键，若为学习模式键，控制单元控制解码模块进行编码学习，若为普通功能按键，控制单元控制发码模块发码。处理完中断信息后，控制单元与射频模块又进入休眠状态，等待下一个中断到来。本发明采用了智能化的解码方式，无需事先知道被学习对象的编码格式，只要是 38KHZ的红外编码，几乎都能学习。其解码方式通用性强、解码成功率高。该装置使用方便， 既可以手动直接控制，又可以通过手机或网关进行远程控制。采用一系列的低功耗和集成化器件，本发明装置具有体积小、功耗低的特点。采用射频无线传输技术和AC/DC供电，使布设、维护简单而且成本低。装置工作稳定可靠，持续工作能力强。本发明在家用电器远程控制中有着广泛的应用前景。
权利要求
1.一种基于无线传感网络的学习型红外遥控装置，其特征在于由射频模块、按键模块、 显示模块、解码模块、发码模块和控制单元组成；按键模块和解码模块的输出端分别连接控制单元的输入端，控制单元的输出端分别连接显示模块和发码模块的输入端，控制单元与射频模块互连，控制单元内置FLASH。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的学习型红外遥控装置，其特征在于射频模块工作频率为433MHz，信道数目255个，数据传输速率及功率可调，最大传输速率 5001ibps，最大传输功率lOdBm。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于无线传感网络的学习型红外遥控装置，其特征在于射频模块采用垂直极化方向的全向天线，最大天线增益2. 5dBi，最大驻波比2. 0。
4.如权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的学习型红外遥控装置的实现方法， 其特征在于所述方法如下采用按键模块用来选择学习型遥控的工作模式，有解码和发码两种模式；当显示模块模式指示灯亮起，表示进入解码模式，当解码状态灯的用来指示解码是否成功；采用解码模块将收到的38K红外信号滤除调制后，将带有编码信息的脉冲送给控制单元进行处理；采用编码存储模块将解码后的编码数据信息，按特定格式存入FLASH中，以防掉电丢失；发码模块采用软件调制的方法，将FLASH中的编码信息，按特定的算法处理后还原成解码模块最初接收到的格式送给电器；射频模块使学习型遥控加入无线传感器网络，成为网络中的控制装置，接收网络发来的控制指令；采用控制单元负责解码算法、无线传感器网络的协议运行、发码的算法、及按键控制和显示控制；控制单元协调整个系统的运行，并且控制系统功耗。
5.根据权利要求4所述的一种基于无线传感器网络的学习型红外遥控装置的实现方法，其特征在于遥控装置与路由的网络拓扑采用自组织的无线传感器网络。
6.根据权利要求4所述的一种基于无线传感器网络的学习型红外遥控装置的实现方法，其特征在于设置不同工作模式及相应模式切换方法，遥控装置正常处于分时工作模式， 当有按键动作发生时，遥控装置会直接从睡眠中唤醒，执行完发码动作后，遥控装置自动复位初始化，然后重新与无线传感器网络同步。
7.根据权利要求6所述的一种基于无线传感器网络的学习型红外遥控装置的实现方法，其特征在于所述分时工作方法，没有无线传感器网络指令时，学习型遥控处于定期休眠状态，所述遥控装置在无线传感器网络指令到来前会自动从休眠状态中唤醒，对网络协议进行解析并执行控制命令，控制命令执行结束，遥控装置再次进入睡眠状态。
8.根据权利要求4所述的一种基于无线传感器网络的学习型红外遥控装置的实现方法，其特征在于所述遥控装置的最大工作电流50mA，休眠工作电流小于1mA。
全文摘要
本发明公布了一种基于无线传感网络的学习型红外遥控装置和实现方法，所述装置由射频模块、按键模块、显示模块、解码模块、发码模块和控制单元组成；按键模块和解码模块的输出端分别连接控制单元的输入端，控制单元的输出端分别连接显示模块和发码模块的输入端，控制单元与射频模块互连，控制单元内置FLASH。所述方法以射频模块来接收无线传感网络的信息，由控制单元来解析接收到的网络指令，从存储器中调出相应的控制码型，然后由发射模块将空调、电视机等的控制码型发出。本发明具有成本低、功耗小、体积小、可靠稳定、布设维护简单等优点。
文档编号H04W84/18GK102243804SQ20111017070
公开日2011年11月16日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者刘海涛, 吴波, 毛嘉, 沈杰, 王世博, 邹炳昂 申请人:感知物联网集团(无锡)有限公司, 无锡物联网产业研究院