CN101465042A - 家用电器远程无线管理装置 - Google Patents

Abstract

在家用电器控制和管理方面，人类一直在不停的进步。电器实现了从按钮时代到遥控器时代的成功过渡。而普通的遥控器应用范围也只是限制在家庭中。怎么实现家电的远程(例如在回家的路上，在上班地点离家很远的地方甚至城市之间)控制和管理，本发明装置可以说是一个超远程的“遥控器”的一部分，另一部分就是普通的手机。本发明装置通过现代发达的无线通信网实现了对家用电器的任何时间任何地点(只要有无线通信网的地方)控制和管理。用户通过普通的手机向本发明装置——家用电器远程无线管理装置发短信命令，本发明装置的中央管理装置接收到命令后再向子受控装置(和家用电器连接)转发该命令。从而实现家电的远程管理。

Description

家用电器远程无线管理装置

技术领域

家用电器的控制和管理可以使人们的生活更加方便。然而现有的家用电器遥控器，只能在家庭范围内操作家电。在遥控器和家用电器超过家庭的范围时，我们无法通过遥控器对家电实现控制。本发明实现的功能就相当于一个超远程的遥控器。本发明是基于手机的远程控制***。不在家的时候，用户通过发短信给该发明装置来控制和管理家电。

背景技术

在家用电器控制和管理方面，人类一直在不停的进步。家用电器实现了从按钮时代到遥控器时代的成功过渡。而普通遥控器应用范围也只是限制在家庭中。怎么实现家电的远程(例如在回家的路上，在上班地点离家很远的地方，甚至城市之间)控制和管理？本发明装置可以说是一个超远程的“遥控器”的一部分。另一部分就是普通的手机(当然不属于该发明的范围)。本发明装置通过现代发达的无线通信网，实现了对家用电器的任何时间任何地点(只要有无线通信网的地方)的控制和管理。

比如，冬季你在出差回家的路上，想回到家后就有热水可以洗澡解乏。而家里又没有人，怎么办那？如果家里安装了本发明装置。只要用手机给家里安装的该发明装置发条短信，该发明装置就会控制热水器打开。从而使你的生活更加舒适！

发明内容

本发明是以很发达的无线通信网络为基础的。该发明装置由中央管理装置和一个或者一个以上的子受控装置组成的。其中子受控装置是和用户想控制的家用电器相连接的。用户只要通过自己手机向中央管理装置发条短信就可以控制家电了。中央管理装置接收到命令后，向子受控装置发射命令。子受控装置接收到命令后，把该命令转换成控制信号，操作家电，从而最终实现家电的远程控制。

附图说明

图1中央管理装置硬件框图。

图2中央管理装置射频***框图。

图3子受控装置硬件框图。

图4子受控装置射频硬件框图。

图5中央管理装置软件流程图。

图6子受控装置软件流程图。

图7本发明的一个应用实例图。

具体实施方式

第一，该发明的硬件结构

本发明由中央管理装置和一个或者一个以上的子受控装置组成。

1.中央管理装置硬件结构

如图1所示，本发明装置的中央管理装置硬件电路可以分为两部分：射频***电路和基带***电路。射频***又分为，射频发射部分、射频接收部分和频率发生器。如图2虚线框图所示。射频发射电路的作用是把基带信号调制到高频并发射；射频接收电路的作用是把接收到的高频信号解调到基带信号，以方便微处理器处理。天线部分既属于射频发射又属于射频接收，即收发共用天线。频率发生器为中央管理装置的射频发射电路和射频接收电路提供需要的稳定频率。基带***电路作用是处理基带信号，其中又包括，LCD显示电路、按键电路、SIM/UIM卡电路、电源电路、微处理器和外接存储器等等。

a)射频***电路介绍

中央管理装置的射频接收部分采用了双接收通道结构。原因是，中央管理装置需要接收的信息是来自两个不同发射频率的发射源。第一个接收通道是用来接收用户通过运营商的无线网络发来的短信命令，此时的用来解调的本地振荡频率是我国规定的无线通信频率900兆赫兹或者1800兆赫兹。而第二条接收通道用来接收子受控装置发来的信息。其用来解调的本地振荡频率则是本发明装置所用的频率，不能与上面的900兆赫兹和1800兆赫兹相同。暂时设定为450兆赫兹。所以，这两条通道始终是同时工作，互相不影响工作。

下面介绍一下，双接收通道的工作过程。

无论是从用户的手机还是从子受控装置发射过来的信息，首先经过各个接收通道的射频滤波器滤去射频噪声。接下来的射频放大器(有时候叫做高频低噪声放大器)把接收到的信号放大到方便后面器件处理的程度。再一次滤去干扰杂波。由于双通道同时工作，如果信号是用户手机发来的，则经过900兆赫兹或者1800兆赫兹的本地振荡频率把射频信号解调到中频信号；如果是子受控装置发过来的射频信号，那么经过450兆赫兹的本地振荡频率解调到中频。经中频放大器放大后的中频信号，再经过正交相位检波器后，有I，Q两路信号输出。其中I为同相分量，Q为正交分量。I、Q分量经过模数转换器后，送到微处理器进行处理。从而完成了，射频接收部分的工作。

因为要向用户手机和子受控装置发射短信息或命令，所以中央管理装置的发射频率也不同。微处理器频率控制输出接口向频率发生器发出控制调制频率大小的信号。需要发送的短信命令全部从基带信号发射输出接口发出数字信号。要发射的基带信号在合适的调制频率下经调制后，向不同的目标发射信号。如果调制频率为450兆赫兹的话，则向子受控装置发射控制命令；如果调制频率是900兆赫兹或者1800兆赫兹时，这时向用户手机发射信息。

下面介绍中央管理装置的射频发射***工作过程。

微处理器首先把要发射的基带信号，从基带信号发射输出接口输出数字信号。同时还要向频率控制输出接口输出频率控制信号。如果是向用户手机发射信号，则频率控制信号控制频率发生器发出的调制频率为900兆赫兹或者1800兆赫兹；如果是向子受控装置发射信号，频率控制信号控制频率发生器发出的调制频率为450兆赫兹。数字基带信号则经过数模转换器后，由频率发生器发出的相应的频率调制。再经过滤波和放大后，经由天线发射。

b)基带***电路介绍

首先介绍微处理器，因为微处理器是基带***的核心装置，即基带***的大脑。可用类似手机用的微处理器，例如ARM7。功能如下：

第一，它负责把从射频接收通道一接收到的用户短信命令转换成本发明装置可以识别和执行的命令格式。

第二，微处理器把要发射的命令从基带信号发射输出端口输出，并由射频发射部分发射。

第三，在向基带信号发射输出端口输出数字基带信号的同时，也向频率控制输出端口输出控制频率发生器的控制信号。

第四，把接收到的命令存入存储器中，以防子受控***命令没有执行成功，可以从存储器中调出此命令再次通过射频发射部分向子受控***发射。

第五，微处理器负责处理由接收通道二接收过来的信息。判断SIM***是否匹配？如果匹配则处理，如果不匹配则抛弃。

第六，微处理器通过SIM/UIM卡接口接收SIM/UIM卡电路发过来的信息。

第七，微处理器接收通过按键电路向其输入的信息，并通过射频发射部分向子受控装置输入各个家用电器的唯一的标识。这样大大扩展了该发明的灵活性。可以任意添加和删除受控的子受控装置，从而可以方便的添加和删除受控的家用电器。

LCD显示电路的作用是显示当前的家用电器的状态。它把微处理器处理过的信号在LCD上显示。与手机的中LCD显示电路相同。

按键电路的作用是从外界向中央管理装置输入信息。它与手机的按键电路一样。

SIM/UIM卡电路也同手机中的SIM(GSM手机卡)/UIM(CDMA、WCDMA、TDS-CDMA手机卡)卡电路相同。

由于天线电路、LCD显示电路、按键电路、SIM/UIM卡电路、电源电路和频率发生器属于成熟产品，本发明装置说明书不再详细介绍它们的硬件电路结构。

c)手机、中央管理装置和子受控装置之间的命令传输格式问题讨论

(一)用户手机向中央管理装置发射的命令格式

用户手机向中央管理装置发射的命令格式暂时设定为：

电器名称 坐落位置 编号 执行时间 可扩展项目(例如设定的温度)

其中前三项称为子受控装置的标识。每个子受控装置的标识是不同的，在每个子受控装置(与家用电器相连)受中央管理装置受控之前，要通过中央管理装置(其实是通过中央管理装置的按键电路和射频发射电路)向子受控装置写入该家用电器的唯一标识。格式如下：

电器名称 坐落位置 编号

为什么要加上编号那？以防止一个坐落位置装有两台相同的家用电器。加上编号后，使该子受控装置具有唯一性。基本上通过上面的形式可以唯一的确定该家用电器。

每当有新家电要被中央管理装置管理时，我们可以通过中央管理装置向子受控装置输入信息，用来区别其他家用电器。

如果用户通过手机向中央管理装置发射的命令不完备，那么中央管理装置则向用户手机发射短消息提醒之。例如，用户发射的命令为：

空调 客厅 1号 11：30

中央管理装置判断该命令不完整，没有设定温度。则向用户手机提醒之。等待其发射完备的命令。

(二)中央管理装置和子受控装置之间的命令传输格式

由于本发明装置均采用统一的工作频率，如果不经处理在两套或者两套以上的本发明装置之间可能存在工作干扰。例如现在假设有两套本发明装置，分别标号为一号，二号。发生干扰是，一号的中央管理装置发射命令给二号的子受控装置，使其执行命令。这是不应该出现的。为了不使两套或者两套以上的本发明装置工作发生相互干扰。在命令发射格式上，需要在中央管理装置和其对应的子受控装置之间加上一一对应的标识。由于每台中央管理装置都要分配唯一的SIM***。在中央管理装置向子受控装置发射命令时，在命令的尾部加上该中央管理装置的SIM***。当子受控装置接收到命令后，先判断SIM***是否匹配，如果匹配则执行命令，如果不匹配则抛弃命令。当子受控装置向中央管理装置发射信息时，同样要在尾部加上该中央管理装置SIM***。中央管理装置接收到信息时，也是先判断该信息是否是其控制的子受控装置发射过来的信息，即判断SIM***是否匹配，如果匹配则处理之，如果不匹配则抛弃之。

2.子受控装置的硬件结构

子受控装置和中央管理装置硬件电路一样可以分为射频***部分和基带***部分。如图3所示。

如图4所示，子受控装置的射频***电路。子受控装置的接收通道与中央管理装置的双接收通道不同，为单通道。因为子受控装置只接收中央管理装置发射过来的命令。其解调频率为450兆赫兹。而此时的微处理器也不需要向频率发生器输出频率控制信号。因为子受控装置只需向中央管理装置发射信息，其调制频率也是450兆赫兹。

家电控制信号输出接口把子受控装置和家用电器连接到一起。子受控装置通过该接口向家用电器输出控制信号。

其他结构和中央管理装置没有什么区别。

子受控装置的微处理器与中央控制装置中的微处理器一样，暂时选定ARM7。它的功能又与中央管理装置中的微处理器不太一样。功能如下：

第一，处理由子受控装置的射频接收通道传输过来的命令。判断是否是控制其的中央管理装置发射过来的命令，即判断SIM***是否匹配？如果不匹配则抛弃，如果匹配则进行下一步处理。如果SIM***匹配则，判断命令中的标识与本子受控装置中的存储器的该家用电器的标识(在新家用电器加入该发明装置时，已经经过中央管理装置输入该电器的标识)是否匹配？如果不匹配就抛弃命令；如果匹配，微处理器就把命令转换成可以控制家电的信号，并向家电控制信号输出接口传输。

第二，调用存在存储器中的数据和向存储器中存储有关数据。

第三，向家电控制信号输出接口输出信号。

第四，向基带信号发射输出接口输出数字信号或者命令。

第五，向LCD显示接口输出家用电器状态信息和命令执行状态信息。

其他电路不再做详细介绍。

第二，软件流程图

见说明书附图中图5和图6。

本发明的操作程序大致如下。每当新家用电器需要受中央管理装置控制时，把子受控装置与该家用电器连接。并通过中央管理装置对子受控装置进行编辑，输入该家用电器与其他家用电器不同的标识。

用户通过手机向中央管理装置发射短消息，中央管理装置把命令转换成子受控装置可以识别和执行的命令。中央管理装置又向子受控装置发射命令。子受控装置接收到命令后，先判断该命令是否是控制其中央管理装置发出的命令，如果不是则抛弃命令；如果是，则子受控装置判断命令中的标识与本家用电器的标识是否相符合？如不相符合，抛弃命令；当子受控控制装置判断标识匹配后，命令经微处理器处理后向家用电器发控制信号，以控制家电的运行。当家电运行成功后，子受控装置向中央管理装置发信息以告知命令成功执行。这时中央管理装置接到子受控装置的信息后，向用户转发送命令执行成功短消息，以告知用户命令执行顺利，请其放心。从而实现远程家电的控制。

下面将具体介绍怎么使用该发明装置，并通过手机控制的流程。设新家用电器为空调，安装位置在客厅，并且编号为1号。

第一，为中央管理装置购买SIM卡。并设其号码为：13933796450。使其可以与用户手机互相联系。

第二，把子受控装置与空调链接(以后可能让子受控装置直接嵌入在电器中，在生产时就带有该子受控装置)。

第三，通过中央管理装置向子受控装置输入与其他家用电器不同的标识。并向该子受控装置输入中央管理装置的SIM***，以方便判断接收到的命令是否是与其相应的中央管理装置发出的。该子受控装置被编辑的标识如下：

空调 客厅 1号

第四，用户通过手机向中央管理装置发射命令。命令包含有子受控装置的标识。命令形式如下：

空调 客厅 1号 11：30

第五，中央管理装置接收到用户手机发过来的命令。并判断命令是否完备，确定该命令没有设定空调温度。因此，中央管理装置向用户手机发短信提醒之。

第六，用户收到提醒短信，再次向中央管理装置发射命令，设定温度：26℃。

第七，中央管理装置接收到命令后，确定命令完备。经命令转换后，向各子受控装置发射命令，并在命令尾部附加中央管理装置的SIM***，13933796450。

第八，与各家用电器连接的子受控装置同时收到命令。先判断命令中的SIM***是否与其存储的SIM***相符合，如果不符合则抛弃命令，不做任何反应；如果符合则继续对命令进行处理。

第九，子受控装置判断该命令中的标识是否与自己的唯一标识相符。如果不相符则抛弃命令，如果相符则进行下一步处理。结果与空调相连的子受控装置相符。

第十，与空调连接的子受控装置开始执行命令。当命令执行成功后，并向中央管理装置发命令确认。并在其命令尾部加中央管理装置的SIM***。以方便中央管理装置判断该命令是否是其控制的子受控装置发出的。如果命令没有执行成功，则向中央管理装置发命令告之命令没有成功执行。请求其再次发射命令。返回到第七步。

第十一，中央管理装置接收到子受控装置的命令后，判断是其控制的子受控装置发射的确认信息后，向用户手机发短信告之命令执行成功。如果不是其控制的子受控装置发射的，则抛弃命令。

图7是基于本发明的一个应用实例。中央管理装置控制的家用电器可以随意地删除和添加。这就为家庭应用带来了很大的方便。用户不必担心新购买的家电不能受中央管理装置控制，而该退休的电器也可以放心地让它退出受控。这个功能使得该发明具有很大的扩展性和灵活性。

Claims (5)

1 本发明是一个家用电器的远程无线管理和控制装置，也就是家用电器的遥控装置。可以说是，现有遥控器的“远程化”。却又与现有的遥控器技术实现上的差距太大。整体思想具有独创性，要求为发明整体申请专利。

2 本发明中的中央管理装置基于SIM卡的命令中转装置，通过双接收通道实现了接收用户手机发过来的命令和子受控装置发送的信息命令。中央管理装置的电路具有独创性，要求为该中央管理装置的实现电路申请专利。

3 子受控装置是个命令判断和执行装置。它负责把接收到的命令，转换成家用电器可执行的信号，并向家用电器传输该信号，以控制家用电器运行。子受控装置的电路具有独创性，要求为该子受控装置的实现电路申请专利。

4 中央管理装置的软件是中央管理装置的灵魂，如果没有软件那么中央管理装置是无法运行的。中央管理装置的软件具有独创性，要求为中央管理装置的软件实现代码申请专利。

5 子受控装置的软件也是子受控装置的灵魂，如果没有软件那么子受控装置是无法实现任何功能的。子受控装置的软件具有独创性，要求为子受控装置的软件实现代码申请专利。

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