CN100425045C - 多功能遥控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能遥控装置，用于控制具有无线通信功能的数码设备，所述遥控装置包括：控制模块，所述控制模块是遥控装置的控制中心，可运行所述遥控装置的操作***及应用程序，所述操作***中设有访问Internet的协议栈；存储器模块，用于存放所述操作***及应用软件的程序代码以及所述数码设备的控制信息数据库；无线模块，可通过多种无线通信协议进行无线通信；用户交互模块，所述用户交互模块接收命令并显示相应处理结果；所述遥控装置除了具有现有的功能之外，可通过所述无线模块作为无线局域网的终端访问Internet，和/或通过移动通信网络直接访问Internet，实现灵活、便捷的网络访问功能。
Description
技术领域
本发明涉及通讯用终端装置，尤其涉及一种可作为网络终端的多功能遥控装置。
背景技术
随着数字技术在家电领域内的应用，使得各种数字家电层出不穷，如数字电视、数字冰箱、数字音响、机顶盒等，数字家电正以传统家电无法比拟的优越性能迅速地发展与普及，提供智能控制及更为丰富的功能，大大地方便和丰富了人们的生活。例如，数字电视可提供具有更高清晰度和分辨率的画面，实现视频点播等。随着无线网络及信息技术的发展，各个数字家电设备独立工作已不能满足人们的需求，为了使得各种数字家电之间能进行通信，如，将电脑中的影像文件在电脑中播放，将电脑中的音频文件在数字音响中播放等等，以及通过国际互联网来实现远程控制等，将各种数字家电组建成家庭网络便成为一种发展趋势。
而遥控装置作为现代家电尤其是电视机必不可少的部件，其技术已为业界熟知，目前的遥控装置一般包括四个部分：键盘模块、编码模块、无线发射模块和电源模块。各个家电的遥控装置只针对于自身的功能设计，如现有电视遥控装置的主要功能包括频道选择、自动寻台、定时关机、单听模式、亮度、色度及音量增减等。相对于上述的无线网络和各种数字家电所提供的强大功能而言，现有遥控装置所提供的功能显然过于简单，未能充分利用网络资源，若要浏览网页还得通过个人电脑(例如，美国专利US6437836提出的EFRC(Extended Functionality Remote Control)实际上是遥控装置仿真接口的软硬件实现，它要与PDA或其它一些便携式计算设备相结合才能实现“万能”遥控装置的功能。)或者通过机顶盒在电视机上浏览网页，这些方式占且缺乏灵活性和便捷性，且占用资源，比如上网时就不能看电视节目，若能通过遥控装置浏览网页，则能充分利用家庭网络资源，解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述缺陷，提供一种能够访问外部网络的多功能遥控装置。
本发明的另一个目的是为了提供一种能够作为无线局域网(WLAN)终端或3G网络的终端访问Internet的遥控装置。
本发明多功能遥控装置是通过如下的技术方案实现的：
所述多功能遥控装置，用于控制具有无线通信功能的数码设备，所述多功能遥控装置包括：
控制模块，所述控制模块中设有处理器，所述控制模块是遥控装置的控制中心，可运行所述遥控装置的操作***及应用程序，实现数据处理和对整个遥控装置的***控制，所述操作***中设有访问Internet的协议栈；
存储器模块，所述存储器模块与所述控制模块连接，用于存放控制模块要执行所述遥控装置的操作***及应用软件的程序代码以及所述数码设备的控制信息数据库；
无线模块，所述无线模块与所述控制模块连接，可通过多种无线通信协议进行无线通信，实现对所述数码设备的控制及与所述数码设备进行数据交换；
用户交互模块，所述用户交互模块与所述控制模块连接，所述用户交互模块接收用户输入命令并将相应处理结果显示给用户；以及
所述多功能遥控装置可通过所述无线模块作为无线局域网的终端访问Internet，和/或通过移动通信网络直接访问Internet。
所述多功能遥控装置的所述的用户交互模块可采用键盘模块加上LCD模块结构，或采用键盘模块加上触摸屏模块结构，用户可以通过LCD或触摸屏观看Internet的访问内容。
所述多功能遥控装置的所述移动通信网络包括但不限于GPRS、CDMA和/或3G移动通信网络。
多功能遥控装置的所述无线模块可使用的通信协议包括但不限于：蓝牙、IrDA红外、HomeRF、IEEE802.11x、IEEE802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、UWB、Zigbee、GPIO、UART、GSM、GPRS、CDMA、2.5G和/或3G接口。
所述多功能遥控装置的所述无线模块使用802.11系列无线通信协议实现无线通信功能时，所述遥控装置具有访问接入点功能(Access point)。
所述多功能遥控装置的所述协议栈包括TCP/IP协议栈。
所述协议栈还包括WAP协议栈。
所述多功能遥控装置还包括接口模块，所述接口模块与控制模块连接，所述接口模块设有接口，通过所述接口可实现所述程序代码的扩充和升级，以及联入Internet。
所述多功能遥控装置的所述接口包括但不限于USB接口、SPI接口、IDE接口、RS232接口、IEEE1394接口、UWB、Zigbee、GPIO、UART、SerialATA接口、HomeRF、IrDA接口、蓝牙接口、IEEE802.11系列接口(包括IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g等)、Ethernet接口或RJ-45接口等接口中的一种或多种。
相对于现有技术，本发明有益效果是：所述的遥控装置除了具有现有的功能之外，还具有访问外部网络和Internet的功能，充分利用家庭网络资源，灵活、便捷地访问外部网络和Internet。
附图说明
图1是本发明多功能遥控装置的结构方框图。
图2本发明多功能遥控装置***软件整体结构示意图。
图3是本发明多功能遥控装置作为无线局域网的终端或通过有线ADSL接入Internet时的TCP/IP协议栈结构示意图。
图4是传统的处理网络数据包的方式示意图。
图5是本发明处理网络数据包的方式示意图。
具体实施方式
本发明多功能遥控装置用于控制具有无线通信功能的数码设备，所述多功能遥控装置不仅能实现对所述数码设备的控制及与所述数码设备的数据交换功能，而且所述多功能遥控装置可作为无线或有线局域网的终端访问Internet，以及作为GPRS、CDMA或3G网络的终端访问Internet。
请参阅图1，图1是本发明多功能遥控装置的结构方框图，如图1所示，所述的遥控装置包括：
控制模块，所述控制模块中设有处理器，所述控制模块是所述遥控装置的核心设备，用于实现数据处理和对整个遥控装置的***控制，可运行所述遥控装置的操作***及应用程序，所述控制模块中还设有DMA控制器，可获取处理器的控制权，所述DMA控制器也不设于控制模块中，即可单独设置。
存储器模块，所述存储器模块与控制模块连接，用于存放控制模块要执行的遥控装置的操作***和应用程序的程序代码以及数码设备控制信息数据库的信息，可通过增加所述程序代码来实现所述遥控装置功能上的灵活扩充。所述存储模块包括但不限于硬盘、移动硬盘、半导体存储介质(装置)、光介质存储驱动装置；其用于数据存储的存储介质包括磁存储介质、光存储介质和半导体存储介质；所述的半导体存储装置的存储介质包括但不限于快闪存储器(Flash Memory)、DRAM、EEPROM、SRAM、FRAM、MRAM或者是Millipede，可以采用一块或多块半导体芯片。
无线模块，所述无线模块与控制模块连接，所述无线模块可通过多种无线方式实现无线网络功能，遥控装置与所述数码设备进行无线通信；所述无线模块可使用的通信协议包括但不限于蓝牙、IrDA红外、HomeRF、IEEE802.11x、IEEE802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、UWB、Zigbee、GPIO、UART、GSM、GPRS、CDMA、2.5G和/或3G接口。在采用802.11通信方式时，无线模块可实现访问接入点(Access point)功能。
接口模块，所述接口模块与控制模块连接，所述接口模块可设有多种接口来实现远程控制和软件升级，所述接口包括但不限于USB接口、SPI接口、IDE接口、RS232接口、IEEE1394接口、UWB、Zigbee、GPIO、UART、Serial ATA接口、HomeRF、IrDA接口、蓝牙接口、IEEE802.11系列接口(包括IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g等)、Ethernet接口或RJ-45接口等接口中的一种或多种。
所述遥控装置可通过所述接口模块与外部网络连接，从而可以实现所述遥控装置及所述数码设备与外部网络的信息交换，例如：通过所述接口模块的RJ-45接口可与Internet连接实现远程控制、软件升级等；通过所述接口模块的Ethernet接口可与有线局域网连接，实现与所述有线局域网的数据通信；通过所述接口模块的USB、SPI等接口方式实现对所述遥控装置的程序代码的升级。
用户交互模块，该用户交互模块与控制模块连接，用于实现用户和所述遥控装置的人机交互功能，如所述遥控装置通过所述用户交互模块接收用户输入命令，进行相应处理后再通过所述用户交互模块将处理结果显示给用户，所述的用户交互模块可采用键盘模块加上LCD模块结构，或采用键盘模块加上触摸屏模块结构，用户可以通过LCD或触摸屏浏览访问Internet的内容。例如浏览网页。
请参阅图2，图2是本发明多功能遥控装置的***软件的整体结构图，图2所示的硬件抽象层(HAL)是一个设备相关的接口，由硬件设备制造商提供，包含了***提供底层的硬件信息，并根据操作***的要求完成对硬件的直接操作，屏蔽了底层硬件的多样性，操作***不再直接面对具体的硬件环境，而面向所述硬件抽象层(HAL)所代表的逻辑上的硬件环境。
为了实现多种Internet访问功能，在所述遥控装置的操作***中设有TCP/IP协议栈和WAP(Wireless Application Protocol)协议栈，用于实现所述遥控装置和所述数码设备间的无线通信，并且实现与外部网络的连接，如联入Internet网实现Web浏览、收发电子邮件等Internet客户端功能，所述Web浏览、收发电子邮件等客户端程序在应用程序层实现。
所述遥控装置可通过但不限于如下方式联入Internet：
1、通过所述接口模块直接与ADSL相连实现Internet访问；
2、通过所述接口模块与有线局域网连接，通过局域网访问Internet；
3、通过所述无线模块作为无线局域网的一个终端联入Internet；
4、通过所述无线模块作为移动通信网络如GPRS、GSM、CDMA、3G等网络终端联入Internet。
请参阅图3，图3是本发明的遥控装置作为无线局域网的终端或通过有线ADSL访问Internet时的TCP/IP协议栈结构的示意图，所述TCP/IP协议栈结构包括应用层、传输层、网络层、数据链路层，所述数据链路层中还包括MAC子层，应用层包括HTTP协议、FTP协议、SMTP和POP3协议，分别用于实现Web页面浏览、文件下载和收发电子邮件的功能。
在采用上述第1、2、3种方法进行Web访问时，通过TCP/IP协议栈实现Internet网络访问功能。
下面以所述遥控装置作为无线局域网的一个终端接入设备实现Web页面浏览的功能为例对所述遥控装置访问Internet网的过程说明：
所述遥控装置通过无线模块与所述数码设备(包括PC)形成一个802.11无线局域网络环境，PC已经联入Internet。
用户首先通过所述遥控装置的操作***中的Web浏览器发送一个HTTP请求，网络应用层协议HTTP将请求数据加上HTTP报头封装成数据包送入TCP/IP协议栈的传输层、网络层，在每一层都将上层送入的数据包加上相应报头送入下一层。最后送入无线模块，无线模块将网络层送来的IP数据包封装成数据帧(MAC帧)并通过无线模块发送给接收设备(PC)的无线模块(无线NIC)，PC的无线模块和TCP/IP协议栈通过ISP从目的web服务器获取网页内容，然后以数据帧的形式发给遥控装置的无线模块，遥控装置无线模块接收到数据帧后，按照与发送HTTP请求的逆过程进行处理，首先取出数据帧中的数据部分送入网络层和传输层进行处理，最后交给应用层协议HTTP处理将网页内容在Web浏览器中进行显示。对使用FTP下载文件和收发电子邮件的应用，只是应用层协议实现不同，底层的处理过程相同，只需要为操作***加入相应的客户端应用程序，如FTP客户端应用程序等，即可实现。在采用上述第4种方式进行Web访问时，若速度足够快，如3G网络，此时在通过通信网络(3G网络)接通本地ISP后，由ISP直接接入普通Internet，不需要接通WAP网关服务器，还是通过TCP/IP协议栈实现Internet网络访问功能，与上述1、2、3种方式访问Internet的过程类似，在此不再赘述。
上述第4种方式进行Web访问时，因为受到当前无线信道的数据传输率的影响，与通过有线接入及作为无线局域网终端方式接入Internet相比，通常速率较低， 如果网络繁忙，网络速度会较慢，此时采用WAP协议栈实现无线上网，并通过WAP页面浏览器浏览WAP页面，因为WAP页面(采用WML文件格式)比普通的WEB页面(采用Html文件格式)占用更少的网络资源。
所述遥控装置通过所述WAP协议栈实现无线上网的方法是：所述遥控装置发出请求信息，通过通信网络(GSM，CDMA或其它移动网络)接通本地Internet服务提供商ISP(Internet Service Provider)；本地Internet服务提供商ISP接通无线应用协议(WAP)网关服务器；WAP网关服务器向目标内容服务器发出请求，目标内容服务器将信息HTML文件传给WAP网关服务器；WAP网关服务器将使用WAP协议栈将处理后的信息WML文件发到本地Internet服务提供商ISP(Internet Service Provider)，并由本地Internet服务提供商ISP将数据信息发送给通信网络，遥控装置通过无线模块接收从通信网络发来的Internet数据信息，从而可以进行Web页面浏览、收发电子邮件等操作。
在对网络数据包的传输处理上，本发明多功能遥控装置采用“零拷贝”技术来提高网络数据传输的性能。
请参阅图4，图4是传统的处理网络数据包的方式的示意图，由于网络设备(通常是NIC)驱动程序运行在内核空间，当网络设备收到数据包以后，数据包会存放在内核空间内，由于上层应用运行在用户空间，无法直接访问内核空间，因此要通过***调用将网络设备中的数据包拷贝到上层应用***中，造成***性能下降。
请参阅图5，本发明多功能遥控装置通过所述控制模块中的DMA控制器实现网络数据包的“零拷贝”技术，通过所述DMA控制器获取处理器的总线控制权后，所述DMA控制器直接对存储器执行读写操作。
首先利用DMA控制器将所述无线模块接收到的网络数据包直接传递到***内核预先分配的地址空间中，避免所述控制模块的处理器处理；同时，将***内核中存储数据包的内存区域映射到检测程序的应用程序空间，检测程序直接对这块内存进行访问，从而减少了***内核向用户空间的内存拷贝，提高了数据传输的实时性同时减少了***调用的开销，而且不需要占用控制模块的处理器资源，提高了所述遥控装置进行网络处理的整体性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，现有的遥控装置的结构无须进行描述，但是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1. 一种多功能遥控装置，用于控制具有无线通信功能的数码设备，所述多功能遥控装置包括：
控制模块，所述控制模块中设有处理器，所述控制模块是遥控装置的控制中心，可运行所述遥控装置的操作***及应用程序，实现数据处理和对整个遥控装置的***控制，所述操作***中设有访问Internet的协议栈；
存储器模块，所述存储器模块与所述控制模块连接，用于存放控制模块要执行所述遥控装置的操作***及应用软件的程序代码以及所述数码设备的控制信息数据库；
无线模块，所述无线模块与所述控制模块连接，可通过多种无线通信协议进行无线通信，实现对所述数码设备的控制及与所述数码设备进行数据交换；
用户交互模块，所述用户交互模块与所述控制模块连接，所述用户交互模块接收用户输入命令并将相应处理结果显示给用户；以及
所述多功能遥控装置可通过所述无线模块作为无线局域网的终端访问Internet，和/或通过移动通信网络直接访问Internet。
2. 根据权利要求1所述的多功能遥控装置，其特征在于：所述的用户交互模块可采用键盘模块加上LCD模块结构，或采用键盘模块加上触摸屏模块结构，用户可以通过LCD或触摸屏观看Internet的访问内容。
3. 根据权利要求1所述的多功能遥控装置，其特征在于：所述移动通信网络包括GPRS、GSM、CDMA和/或3G移动通信网络。
4. 根据权利要求1所述的多功能遥控装置，其特征在于：所述无线模块可使用的通信协议包括：蓝牙、IrDA红外、HomeRF、IEEE802.11x、IEEE802.11a、802.11b、802.11d、802.11.g、802.15、802.16、802.3、UWB、Zigbee、GPIO、UART、GSM、GPRS、CDMA、2.5G和/或3G接口。
5. 根据权利要求1所述的多功能遥控装置，其特征在于：所述无线模块使用802.11系列无线通信协议实现无线通信功能时，所述遥控装置具有访问接入点功能。
6. 根据权利要求1所述的多功能遥控装置，其特征在于：所述协议栈包括TCP/IP协议栈。
7. 根据权利要求1所述的多功能遥控装置，其特征在于：所述协议栈包括TCP/IP协议栈和WAP协议栈。
8. 根据权利要求1所述的多功能遥控装置，其特征在于：所述遥控装置还包括接口模块，所述接口模块与控制模块连接，所述接口模块设有接口，通过所述接口可实现所述程序代码的扩充和升级，以及联入Internet。
9. 根据权利要求8所述的多功能遥控装置，其特征在于：所述接口包括USB接口、SPI接口、IDE接口、RS232接口、IEEE1394接口、UWB、Zigbee、GPIO、UART、SerialATA接口、HomeRF、IrDA接口、蓝牙接口、IEEE802.11系列接口、Ethernet接口或RJ-45接口中的一种或多种。
10. 根据权利要求8所述的多功能遥控装置，其特征在于：所述遥控装置还包括DMA控制器，所述DMA控制器可设于所述控制模块中，也可单独设置，所述DMA控制器获取所述控制模块的处理器的总线控制权后直接对所述存储器模块直接进行读写操作。
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