專利名稱：一種分布式家電設(shè)備智能遙控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能家庭電器技術(shù)及家電設(shè)備遙控技術(shù)領(lǐng)域，具體說是ー種分布式家電設(shè)備智能遙控器。尤指采用藍(lán)牙-Zigbee混合接入技術(shù)的分布式家電設(shè)備智能遙控器。Zigbee是基于IEEE802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議，根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是ー種短距離、低功耗的無線通信技木。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，家電設(shè)備的遙控裝置依然以紅外遙控器為主流，不同的家電設(shè)備對應(yīng)不同的遙控器，眾多遙控器易混淆，便攜性不佳，用戶使用不方便。另ー方面，紅外遙控器必須對準(zhǔn)家電設(shè)備發(fā)射紅外指令，且近距離操作為宜，不具備隔墻操作和遠(yuǎn)程操作特性，用戶體驗差。現(xiàn)有市場上的藍(lán)牙-紅外遙控器，具有紅外指令學(xué)習(xí)和家電設(shè)備集中控制功能，但是在會場、家庭的場合中，會有多種不同的家電設(shè)備分布在不同房間和不同方位，単一的藍(lán)牙-紅外遙控器無法集中控制所有的家電設(shè)備，且受藍(lán)牙傳輸距離短限制，對于較大面積的家庭或會場，移動終端(所述移動終端包括手機、平板電腦等)與藍(lán)牙-紅外遙控器的距離往往會超出通訊距離，在多種場合下不能滿足實際的應(yīng)用需求。無線通信技術(shù)Zigbee通訊距離長，組網(wǎng)靈活，相對藍(lán)牙在功耗管理和通訊實時性上具有更大優(yōu)勢，但是對于手機終端等設(shè)備，并沒有Zigbee無線通訊功能，単一的Zigbee-紅外遙控器亦無法滿足手機、平板電腦對家電設(shè)備的集中控制。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供ー種分布式家電設(shè)備智能遙控器，以藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)移動終端的用戶命令接收、家電設(shè)備的紅外指令的學(xué)習(xí)和存儲，并通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行家電設(shè)備控制命令的轉(zhuǎn)發(fā)，以Zigbee遙控器節(jié)點實現(xiàn)紅外指令的發(fā)送用于家電設(shè)備控制，克服了單ー藍(lán)牙和単一 Zigbee技術(shù)的缺點，通過合理布置Zigbee遙控器節(jié)點，即可實現(xiàn)移動終端對家庭、會場不同房間不同方位具有紅外遙控功能的家電設(shè)備的集中控制。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是
ー種分布式家電設(shè)備智能遙控器，其特征在于，包括藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)和若干通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)連接的Zigbee遙控器節(jié)點，
所述藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)包括
為藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)提供電カ的LDO電壓轉(zhuǎn)換模塊101，
用于和用戶具有藍(lán)牙功能的移動終端進(jìn)行通訊的藍(lán)牙模塊106，
用于和Zigbee遙控器節(jié)點進(jìn)行通訊的Zigbee模塊107,
用于學(xué)習(xí)家電設(shè)備紅外遙控器109的紅外指令的紅外接收模塊104，
用于存儲家電設(shè)備紅外遙控器的紅外指令的EEPROM存儲模塊103，MCU處理器102，其與藍(lán)牙模塊106、Zigbee模塊107、紅外接收模塊104和EEPROM存儲模塊103相連，并設(shè)有用于連接電腦的USB模塊108，
所述Zigbee遙控器節(jié)點包括
用于控制家電設(shè)備的紅外發(fā)射陣列模塊201，
用于和藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊的Zigbee模塊107,
用于存儲家電設(shè)備紅外遙控器的紅外指令的EEPROM存儲模塊103，
MCU處理器102，遙控器節(jié)點內(nèi)的MCU處理器102與紅外發(fā)射陣列模塊201、遙控器節(jié)點 內(nèi)的Zigbee模塊107、遙控器節(jié)點內(nèi)的EEPROM存儲模塊103相連。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，遙控器節(jié)點內(nèi)的MCU處理器102、Zigbee模塊107和EEPROM存儲模塊103與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)內(nèi)的MCU處理器102、Zigbee模塊107和EEPROM存儲模塊103相同。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)還包括用于直接控制家電設(shè)備的紅外發(fā)射模塊105。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述移動終端包括手機、平板電腦。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，LDO電壓轉(zhuǎn)換模塊101采用AMS1117芯片；
藍(lán)牙模塊106采用CSR BC417芯片；
Zigbee模塊107采用CC2420芯片；
USB模塊108采用FT232RL芯片；
EEPROM存儲模塊103采用AT24C1024芯片；
紅外接收模塊104采用HS0038模塊；
MCU 處理器 102 采用 C8051F410。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，藍(lán)牙模塊106與MCU處理器102通過UART串ロ通訊，默認(rèn)波特率為9600bps。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，Zigbee模塊107與MCU處理器102通過SPI總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，USB模塊108和藍(lán)牙模塊106共享UART資源，由跳線設(shè)置進(jìn)行選擇。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，紅外發(fā)射模塊105包括兩只2N3904三極管和一只紅外
發(fā)射ニ級管。本發(fā)明所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，以藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)移動終端的用戶命令接收、家電設(shè)備的紅外指令的學(xué)習(xí)和存儲，并通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行家電設(shè)備控制命令的轉(zhuǎn)發(fā)，以Zigbee遙控器節(jié)點實現(xiàn)紅外指令的發(fā)送用于家電設(shè)備控制，克服了單ー藍(lán)牙和單ー Zigbee技術(shù)的缺點，通過合理布置Zigbee遙控器節(jié)點，即可實現(xiàn)移動終端對家庭、會場不同房間不同方位具有紅外遙控功能的家電設(shè)備的集中控制。本發(fā)明所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，通過Zigbee技術(shù)拓展了無線通訊范圍，克服了藍(lán)牙-紅外遙控器短距離通訊缺點，由Zigbee遙控器節(jié)點組成的分布式遙控器能控制不同房間不同方位的家電設(shè)備，克服了單ー藍(lán)牙-紅外遙控器只能控制一定角度的視距范圍內(nèi)家電設(shè)備的弊端，能勝任別墅、大型會場等多方位家電設(shè)備的集中控制。藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)的成本在人民幣300元以內(nèi)，Zigbee遙控器節(jié)點的成本在人民幣100元以內(nèi)，在實施上避免了有線通訊布線，具有成本低、實施簡單優(yōu)勢；在使用上通過手機等便攜的移動終端連接網(wǎng)關(guān)(指藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān))控制家電設(shè)備具有良好的用戶體驗效果。


本發(fā)明有如下附圖
圖I藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)電路原理圖，
圖2 Zigbee節(jié)點電路原理圖，
圖3本發(fā)明的部署實施例示意圖。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說明。本發(fā)明所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，包括藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)和若干通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)連接的Zigbee遙控器節(jié)點；
所述藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)包括
為藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)提供電カ的LDO (低壓差線性穩(wěn)壓器)電壓轉(zhuǎn)換模塊101，
用于和用戶具有藍(lán)牙功能的移動終端進(jìn)行通訊的藍(lán)牙模塊106，
用于和Zigbee遙控器節(jié)點進(jìn)行通訊的Zigbee模塊107,
用于學(xué)習(xí)家電設(shè)備紅外遙控器109的紅外指令的紅外接收模塊104，
用于存儲家電設(shè)備紅外遙控器的紅外指令的EEPROM (電擦除可編程只讀存儲器)存儲模塊103，
MCU (微控制單元)處理器102，其與藍(lán)牙模塊106、Zigbee模塊107、紅外接收模塊104和EEPROM存儲模塊103相連，并設(shè)有用于連接電腦的USB (通用串行總線)模塊108，
所述Zigbee遙控器節(jié)點包括
用于控制家電設(shè)備的紅外發(fā)射陣列模塊201，如圖2所示，紅外發(fā)射陣列模塊201可控制第二、第三、第四家電設(shè)備302、303、304，
用于和藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊的Zigbee模塊107,
用于存儲家電設(shè)備紅外遙控器的紅外指令的EEPROM存儲模塊103，
MCU處理器102，遙控器節(jié)點內(nèi)的MCU處理器102與紅外發(fā)射陣列模塊201、遙控器節(jié)點內(nèi)的Zigbee模塊107、遙控器節(jié)點內(nèi)的EEPROM存儲模塊103相連。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，遙控器節(jié)點內(nèi)的MCU處理器102、Zigbee模塊107和EEPROM存儲模塊103可以與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)內(nèi)的MCU處理器102、Zigbee模塊107和 EEPROM存儲模塊103相同，即可以選用相同的型號的模塊或相同型號的MCU處理器。亦可根據(jù)實際需要選擇不同型號的模塊或不同型號的MCU處理器。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)還包括用于直接控制家電設(shè)備的紅外發(fā)射模塊105。如圖I所示，紅外發(fā)射模塊105可直接控制第一家電設(shè)備301。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述移動終端包括手機、平板電腦。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，LDO電壓轉(zhuǎn)換模塊101采用AMS1117芯片。如圖I所示，LDO電壓轉(zhuǎn)換模塊101負(fù)責(zé)電壓轉(zhuǎn)換，將5V的外部供電電壓VCC2轉(zhuǎn)換成3. 3V的內(nèi)部供電電壓VCC，內(nèi)部供電電壓VCC給藍(lán)牙模塊106、Zigbee模塊107、EEPROM存儲模塊103供電，外部供電電壓VCC2可直接給USB模塊108、紅外接收模塊104、MCU處理器102以及紅外發(fā)射模塊105供電。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，藍(lán)牙模塊106采用CSR BC417芯片。藍(lán)牙模塊106與MCU處理器102通過UART (通用異步接收/發(fā)送裝置)串ロ(TX、RX)通訊，默認(rèn)波特率為9600bps，藍(lán)牙模塊106采用標(biāo)準(zhǔn)的SPP/RFC0MM協(xié)議與智能手機等便攜的移動終端進(jìn)行通訊，接收移動終端發(fā)來的用戶命令，并通過UART串ロ透明傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了移動終端通過藍(lán)牙與MCU處理器102之間的數(shù)據(jù)傳輸。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，Zigbee模塊107采用CC2420芯片。Zigbee模塊107與MCU處理器102通過SPI (串行外設(shè)接ロ)總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。Zigbee模塊107將根據(jù) 用戶命令得到的家電設(shè)備控制命令通過Zigbee無線傳輸發(fā)送至其他Zigbee遙控器節(jié)點進(jìn)而實現(xiàn)家電設(shè)備的控制，并將執(zhí)行結(jié)果通過藍(lán)牙模塊106傳回至用戶端(移動終端)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，USB模塊108采用FT232RL芯片。USB模塊108通過UART串ロ(TX、RX)與MCU處理器102通訊，該模塊與藍(lán)牙模塊共享UART資源，可由跳線設(shè)置進(jìn)行選擇，USB模塊108可將藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)連接到PC機(個人電腦)，通過PC機中的上位機軟件下載或上傳紅外指令庫以及工程調(diào)試，方便第三方系統(tǒng)集成和二次開發(fā)。例如可以通過若干條命令實現(xiàn)紅外指令的學(xué)習(xí)、紅外指令的本地存儲、紅外指令的遠(yuǎn)程Zigbee遙控器節(jié)點存儲、紅外指令的上傳、紅外指令的下載、単一紅外指令的本地發(fā)射、單ー紅外指令的遠(yuǎn)程Zigbee遙控器節(jié)點發(fā)射、組合紅外指令的本地發(fā)射、組合紅外指令的遠(yuǎn)程Zigbee遙控器節(jié)點發(fā)射、藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)與Zigbee遙控器節(jié)點的配對、藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)定時發(fā)射指令、藍(lán)牙改名稱、藍(lán)牙改配對密鑰等功能。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，紅外接收模塊104采用HS0038模塊。紅外接收模塊104負(fù)責(zé)紅外遙控器的解碼，當(dāng)用戶將家電設(shè)備紅外遙控器109對準(zhǔn)紅外接收模塊104發(fā)送紅外指令時，紅外接收模塊104在SIG (紅外接收模塊的數(shù)字信號輸出管腳)上產(chǎn)生對應(yīng)的紅外指令波形信號，若用戶發(fā)送學(xué)習(xí)指令，則MCU處理器102開啟脈寬捕捉中斷，在PCAl(可編程計數(shù)器陣列I)上檢測紅外指令波形，并利用PCA時鐘(可編程計數(shù)器陣列時鐘)計算紅外指令波形高低電平的時間，將紅外指令波形的波形特征數(shù)據(jù)存入MCU處理器102的RAM 中。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，MCU處理器102采用C8051F410。MCU處理器102外設(shè)
資源豐富，并具有低功耗優(yōu)勢。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，EEPROM存儲模塊103采用AT24C1024芯片。EEPROM存儲模塊103具有128KB可重復(fù)擦寫的R0M，負(fù)責(zé)紅外指令波形的存儲，EEPROM存儲模塊通過I2C (內(nèi)部整合電路)總線(SCL、SDA)與MCU處理器102進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，并由WP (寫保護管腳)控制寫保護，在常態(tài)下WP為高電平，EEPROM為寫保護狀態(tài)防止意外的寫入，當(dāng)用戶通過藍(lán)牙發(fā)送存儲指令，WP為低電平，則MCU處理器102將存于RAM中的紅外指令波形的波形特征數(shù)據(jù)寫入EEPROM中，EEPROM存儲模塊103能存儲256條非壓縮紅外指令波形或1024條壓縮紅外指令波形，足以滿足一般應(yīng)用場合。另外由于各種不同家電設(shè)備的紅外指令長度不相同，為了有效檢測紅外指令波形的結(jié)束碼，本發(fā)明將MCU處理器102的PCA (可編程計數(shù)器陣列)時鐘溢出周期設(shè)為常用紅外指令起始位脈寬的9. 5倍(起始脈寬是紅外指令中周期最長的波形)，針對空調(diào)等只發(fā)送一遍波形的紅外指令，可通過PCA時鐘溢出檢測波形結(jié)束碼，針對電視等重復(fù)發(fā)送波形的紅外指令，則可通過檢測波形的重復(fù)性起始碼判斷結(jié)束碼。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，紅外發(fā)射模塊105包括兩只2N3904三極管和ー只紅外發(fā)射ニ級管。紅外發(fā)射模塊105通過MCU處理器102的PCA2 (可編程計數(shù)器陣列2)和SIG2 (紅外指令波形信號輸出管腳2)將指令波形合成紅外遙控信號。其中PCA2為調(diào)制頻率，默認(rèn)為38KHz，SIG2為指令波形信號。紅外發(fā)射模塊105對PCA2和SIG2構(gòu)成與邏輯并放大電流用于驅(qū)動紅外發(fā)射ニ級管產(chǎn)生紅外遙控信號實現(xiàn)對家電設(shè)備的控制。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，Zigbee遙控器節(jié)點的MCU處理器102與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)所選的MCU處理器相同，均采用C8051F410，所選MCU處理器具有寬工作電壓優(yōu)勢(工作電壓范圍2. OV-5. 25V)，在Zigbee遙控器節(jié)點上，MCU處理器的工作電壓與Zigbee遙控器節(jié)點中的Zigbee模塊相同，均接在VCC(由兩節(jié)AA電池供電，正常供電電壓在2. OV-3. 0V),一方面節(jié)省了電壓轉(zhuǎn)換模塊，另一方工作電壓低，能有效降低系統(tǒng)功耗，以延長Zigbee遙控器節(jié)點的電池供電時間。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，Zigbee遙控器節(jié)點的Zigbee模塊107與Zigbee遙控器節(jié)點的MCU處理器102通過SPI接ロ進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，Zigbee遙控器節(jié)點的Zigbee模塊107通過Zigbee協(xié)議與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)構(gòu)成自組織網(wǎng)絡(luò)，接收藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)所發(fā)送的用戶命令并將執(zhí)行結(jié)果反饋給藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)，由藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)進(jìn)一歩反饋給用戶。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，Zigbee遙控器節(jié)點的Zigbee模塊107接收到發(fā)送紅外指令，則通知MCU控制102從Zigbee遙控器節(jié)點的EEPROM模塊103相應(yīng)存儲區(qū)域取出紅外指令波形的波形數(shù)據(jù)，通過PCA1-PCA5調(diào)制頻率和SIGl- SIG5波形信號進(jìn)行合成再經(jīng)紅外發(fā)射陣列模塊201進(jìn)行電流放大驅(qū)動紅外發(fā)射ニ極管陣列產(chǎn)生紅外指令，實現(xiàn)對第ニ、第三、第四家電設(shè)備302、303、304的控制。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，Zigbee遙控器節(jié)點的紅外發(fā)射陣列模塊201包括5只按圓弧排成180°陣列的紅外發(fā)射ニ級管，每只紅外發(fā)射ニ極管均由2只2N3904三極管構(gòu)成與邏輯的電流放大驅(qū)動，使得信號作用范圍大于200°，擴大了控制器對家電設(shè)備的有效控制范圍。本發(fā)明所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，其分エ及工作原理如下
藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)家電設(shè)備各種紅外指令的學(xué)習(xí)和存儲，并通過藍(lán)牙通訊實現(xiàn)與用戶移動終端的信息交互，接收用戶命令(對家電設(shè)備的各種控制命令)以及反饋用戶命令的執(zhí)行狀態(tài)；
Zigbee遙控器節(jié)點負(fù)責(zé)接收藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)的家電設(shè)備控制命令并通過紅外發(fā)射陣列模塊發(fā)射相應(yīng)的家電設(shè)備的紅外指令實現(xiàn)控制，并將家電設(shè)備控制命令的執(zhí)行狀態(tài)反饋至藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)，再由藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)通過藍(lán)牙通訊進(jìn)ー步反饋給用戶的移動終端;
Zigbee遙控器節(jié)點的數(shù)量根據(jù)家庭或會場各房間的家電設(shè)備分布情況進(jìn)行靈活增減，以保證所控家電設(shè)備在Zigbee遙控器節(jié)點紅外遙控范圍內(nèi)。 在人機交互上，本發(fā)明充分利用了手機、平板電腦等移動終端的藍(lán)牙功能，通過移動終端與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)的通訊達(dá)到控制家電設(shè)備的目的，不僅節(jié)約了遙控器輸入設(shè)備的成本，并有良好的用戶體驗優(yōu)勢。用戶通過移動終端的藍(lán)牙連接藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)，井向藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)發(fā)送家電設(shè)備控制的各種用戶命令，
藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)接收用戶命令后，對命令進(jìn)行解析，轉(zhuǎn)換成家電設(shè)備控制命令，若需要控制的家電設(shè)備不在藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)直接遙控范圍內(nèi)，則將該家電設(shè)備控制命令通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的Zigbee遙控器節(jié)點，
Zigbee遙控器節(jié)點接收到該家電設(shè)備控制命令后，將其轉(zhuǎn)換為紅外指令并發(fā)送給家電 設(shè)備，實現(xiàn)多區(qū)域不同方位家電設(shè)備的分布式控制。當(dāng)需要控制的家電設(shè)備在藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)直接遙控范圍內(nèi)時，藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)亦可通過其內(nèi)置的紅外發(fā)射模塊直接控制相應(yīng)的家電設(shè)備，而無需轉(zhuǎn)發(fā)至Zigbee遙控器節(jié)點實現(xiàn)家電設(shè)備控制。圖3為一本發(fā)明所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器的部署示意圖，N個Zigbee遙控器節(jié)點404與一個藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401組網(wǎng)構(gòu)成分布式家電設(shè)備控制系統(tǒng)，彌補了單ー藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401控制范圍小的缺陷，適合家庭、會場不同房間多方位家電設(shè)備的集中控制。其中
手機402、平板電腦403等移動終端具備藍(lán)牙功能，并且與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401的距離在藍(lán)牙通訊范圍內(nèi)才能實現(xiàn)與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401的通訊及家電設(shè)備控制；
藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401的Zigbee模塊107已將發(fā)射功率設(shè)為最大，使之與Zigbee遙控器節(jié)點404的通訊能單跳完成，以提高網(wǎng)絡(luò)通訊實時性；
藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401自帶ー個紅外發(fā)射模塊105,能控制前方60°有效紅外指令距離范圍(視距8米)內(nèi)的家電設(shè)備；
各Zigbee遙控器節(jié)點404根據(jù)需要進(jìn)行部署，紅外發(fā)射陣列模塊201遙控信號(紅外指令)對家電設(shè)備的作用需在視距8米范圍內(nèi)，對每個需要控制家電設(shè)備的房間均需要布署Zigbee遙控器節(jié)點404，且Zigbee遙控器節(jié)點404的紅外發(fā)射陣列201只能保證對前方200°范圍內(nèi)的家電設(shè)備有效控制，若同一房間在相對方向上均有需要受控的家電設(shè)備，應(yīng)在兩個相對方向上各布署ー個Zigbee遙控器節(jié)點404 ;每個Zigbee遙控器節(jié)點404具有ロ隹ー節(jié)點地址，以保證與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401的點對點通訊。人機交互在手機402、平板電腦403等移動終端上完成，分為命令行模式和交互按鈕模式，由相應(yīng)的軟件支持。命令行模式適合二次開發(fā)及工程調(diào)試，交互按鈕模式本質(zhì)上將按鈕與對應(yīng)的命令關(guān)聯(lián)，具有直觀、易用的優(yōu)勢，適合用戶使用。首次使用本發(fā)明所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器時，需要進(jìn)行藍(lán)牙配對，在移動終端上打開藍(lán)牙，并給藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401和Zigbee遙控器節(jié)點404上電，通過移動終端查找到“ IRGate_XXXX” (xxxx為4個16進(jìn)制的識別碼)設(shè)備，輸入默認(rèn)密鑰“ 1234”進(jìn)行藍(lán)牙配對，配對完成后，可通過軟件建立藍(lán)牙連接以及修改藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401設(shè)備名稱和配對密鑰(修改后須重新進(jìn)行配對)。在對家電設(shè)備進(jìn)行遙控控制之前，須完成對各個家電設(shè)備的紅外指令的學(xué)習(xí)，例如在軟件界面中選擇“新建”創(chuàng)建家電設(shè)備，并選擇相應(yīng)的類型，若無相應(yīng)類型，則選擇“其他類型”，創(chuàng)建后，按選項菜単，進(jìn)入控制指令配置界面，選擇對應(yīng)功能按鈕，點擊“學(xué)習(xí)指令”，則移動終端將學(xué)習(xí)命令通過藍(lán)牙發(fā)送至藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401，MCU處理器102通過RX數(shù)據(jù)線從藍(lán)牙模塊106接收到學(xué)習(xí)命令后，開啟PCAl脈寬捕捉中斷，當(dāng)用戶將遙控器109對準(zhǔn)紅外接收模塊104發(fā)送紅外指令，則紅外接收模塊104產(chǎn)生相應(yīng)的波形信號，通過SIG信號線由PCAl捕捉，并將捕捉的波形存于MCU處理器102的內(nèi)存中，并通過藍(lán)牙通訊通知用戶紅外指令學(xué)習(xí)完畢。指令存儲分成四種模式
1)用戶發(fā)送本地存儲指令，MCU處理器102將內(nèi)存中的波形數(shù)據(jù)存入藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng) 關(guān)401指定地址的EEPROM存儲模塊103中；
2)用戶發(fā)送遠(yuǎn)程Zigbee遙控器節(jié)點存儲指令，則MCU處理器102通過Zigbee模塊107向指定節(jié)點號的遠(yuǎn)程Zigbee遙控器節(jié)點404發(fā)送請求幀，得到表達(dá)空閑的應(yīng)答幀后，則藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401將存于內(nèi)存中的波形數(shù)據(jù)分成若干幀發(fā)送到遠(yuǎn)程Zigbee遙控器節(jié)點404，遠(yuǎn)程Zigbee遙控器節(jié)點404經(jīng)過信息校驗運算無誤后將數(shù)據(jù)存儲于Zigbee遙控器節(jié)點404的EEPR0M103存儲模塊中，并發(fā)送數(shù)據(jù)正確應(yīng)答幀給藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401，進(jìn)而由藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401的藍(lán)牙通訊反饋給用戶，若數(shù)據(jù)出錯，遠(yuǎn)程Zigbee遙控器節(jié)點401發(fā)送數(shù)據(jù)出錯應(yīng)答巾貞由藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401進(jìn)ー步轉(zhuǎn)發(fā)給用戶，由用戶控制藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)是否進(jìn)行數(shù)據(jù)重發(fā)；
3)將藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401的TX、RX跳線至USB模塊108，并連接PC機，通過PC機將紅外指令波形數(shù)據(jù)下載至藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401的EEPROM存儲模塊103中；
4)將藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401的TX、RX跳線至USB模塊108，并連接PC機，將EEPROM存儲模塊103中的紅外指令波形數(shù)據(jù)上傳至PC機備份。紅外指令發(fā)送分成兩種模式
1)將藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401的紅外發(fā)射ニ級管對準(zhǔn)家電設(shè)備301紅外接收區(qū)域，用戶通過手機402或平板電腦403發(fā)送基于網(wǎng)關(guān)控制的控制命令，藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401通過藍(lán)牙模塊106接收到命令，從EEPROM存儲模塊103中取出對應(yīng)控制命令的波形數(shù)據(jù)，通過PCA2和SIG2進(jìn)行波形合成，經(jīng)紅外發(fā)射模塊105電流放大后驅(qū)動紅外ニ極管發(fā)射控制指令至家電設(shè)備301實現(xiàn)相應(yīng)的控制；
2)各Zigbee遙控器節(jié)點的紅外發(fā)射陣列對準(zhǔn)相應(yīng)家電設(shè)備的紅外接收區(qū)域，用戶通過手機402或平板電腦403發(fā)送基于節(jié)點的控制命令，藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)401通過藍(lán)牙模塊106接收到命令，解析出目標(biāo)Zigbee遙控器節(jié)點ID號和指令波形的存儲地址，并通過Zigbee模塊107將命令轉(zhuǎn)發(fā)至對應(yīng)ID號的Zigbee遙控器節(jié)點上，Zigbee遙控器節(jié)點404通過Zigbee模塊107接收到命令，從EEPROM存儲模塊103中取出對應(yīng)指令，通過調(diào)制、波形合成和電流放大后由紅外發(fā)射陣列模塊201發(fā)射紅外指令，控制相應(yīng)的家電設(shè)備。不同的紅外指令根據(jù)對應(yīng)指令的EEPROM存儲首地址進(jìn)行區(qū)分。紅外指令的命令分成兩種格式
1)単一指令的發(fā)射，指紅外指令對應(yīng)家電設(shè)備紅外遙控器的一個按鍵，在對應(yīng)命令中只包含I條紅外指令的EEPROM首地址，執(zhí)行發(fā)射紅外指令吋，從EEPROM中取出一條紅外指令的波形數(shù)據(jù)，并通過紅外發(fā)射模塊105或紅外發(fā)射陣列模塊201發(fā)射相應(yīng)紅外指令；
2)組合指令的發(fā)射，指紅外指令的命令中包含2條紅外指令的EEPROM首地址，執(zhí)行發(fā)射紅外指令吋，從EEPROM中取出命令中第I條紅外指令的波形數(shù)據(jù)，通過紅外發(fā)射模塊105或紅外發(fā)射陣列模塊201發(fā)射第I條紅外指令，延時O. 8s后，再從EEPROM中取出第2條紅外指令的波形數(shù)據(jù)，通過紅外發(fā)射模塊105或紅外發(fā)射陣列模塊201發(fā)射第2條紅外指令。組合指令發(fā)射模擬了現(xiàn)實中對某類家電設(shè)備遙控器的控制需要先后按兩個按鍵的過程，實現(xiàn)了電視機、機頂盒等家電設(shè)備切換指定頻道的快速控制。當(dāng)紅外指令的命令中包含3條或更多條紅外指令的EEPROM首地址，從第一條紅外指令的波形數(shù)據(jù)，開始，每條紅外指令發(fā)射后，都延時O. 8s再進(jìn)行下一條紅外指令發(fā)射。本發(fā)明所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，融合藍(lán)牙和Zigbee兩種無線通訊技術(shù)，實現(xiàn)家電設(shè)備的智能控制，以藍(lán)牙與移動終端為信息交互，以無線通信技術(shù)Zigbee為無線組網(wǎng)技術(shù)的分布式遙控裝置，實現(xiàn)家庭、會場中各房間各方位具有紅外遙控能力的家 電設(shè)備的集中控制。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技木。
權(quán)利要求
1.ー種分布式家電設(shè)備智能遙控器，其特征在于，包括藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)和若干通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)連接的Zigbee遙控器節(jié)點， 所述藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)包括 為藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)提供電カ的LDO電壓轉(zhuǎn)換模塊(101)， 用于和用戶具有藍(lán)牙功能的移動終端進(jìn)行通訊的藍(lán)牙模塊(106)， 用于和Zigbee遙控器節(jié)點進(jìn)行通訊的Zigbee模塊(107), 用于學(xué)習(xí)家電設(shè)備紅外遙控器(109)的紅外指令的紅外接收模塊(104)， 用于存儲家電設(shè)備紅外遙控器的紅外指令的EEPROM存儲模塊(103)， MCU處理器(102)，其與藍(lán)牙模塊(106)、Zigbee模塊(107)、紅外接收模塊(104)和EEPROM存儲模塊(103)相連，并設(shè)有用于連接電腦的USB模塊(108)， 所述Zigbee遙控器節(jié)點包括 用于控制家電設(shè)備的紅外發(fā)射陣列模塊(201)， 用于和藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊的Zigbee模塊(107), 用于存儲家電設(shè)備紅外遙控器的紅外指令的EEPROM存儲模塊(103)， MCU處理器(102)，遙控器節(jié)點內(nèi)的MCU處理器(102)與紅外發(fā)射陣列模塊(201 )、遙控器節(jié)點內(nèi)的Zigbee模塊(107)、遙控器節(jié)點內(nèi)的EEPROM存儲模塊(103)相連。
2.如權(quán)利要求I所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，其特征在于遙控器節(jié)點內(nèi)的MCU處理器(102)、Zigbee模塊(107)和EEPROM存儲模塊(103)與藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)內(nèi)的MCU處理器(102)、Zigbee模塊(107)和EEPROM存儲模塊(103)相同。
3.如權(quán)利要求I所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，其特征在于所述藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)還包括用于直接控制家電設(shè)備的紅外發(fā)射模塊(105 )。
4.如權(quán)利要求I所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，其特征在于所述移動終端包括手機、平板電腦。
5.如權(quán)利要求I所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，其特征在于LD0電壓轉(zhuǎn)換模塊(101)采用 AMSl117 芯片； 藍(lán)牙模塊(106)采用CSR BC417芯片； Zigbee模塊(107)采用CC2420芯片； USB模塊(108)采用FT232RL芯片； EEPROM存儲模塊(103)采用AT24C1024芯片； 紅外接收模塊(104)采用HS0038模塊； MCU 處理器(102)采用 C8051F410。
6.如權(quán)利要求5所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，其特征在于藍(lán)牙模塊(106)與MCU處理器(102)通過UART串ロ通訊，默認(rèn)波特率為9600bps。
7.如權(quán)利要求5所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，其特征在于=Zigbee模塊(107)與MCU處理器(102)通過SPI總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。
8.如權(quán)利要求5所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，其特征在于USB模塊(108)和藍(lán)牙模塊(106)共享UART資源，由跳線設(shè)置進(jìn)行選擇。
9.如權(quán)利要求3所述的分布式家電設(shè)備智能遙控器，其特征在于紅外發(fā)射模塊(105)包括兩只2N3904三極管和一只紅外發(fā)射ニ級管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分布式家電設(shè)備智能遙控器，包括藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)和Zigbee遙控器節(jié)點，所述藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)包括LDO電壓轉(zhuǎn)換模塊，藍(lán)牙模塊，Zigbee模塊，紅外接收模塊，EEPROM存儲模塊，MCU處理器，USB模塊；所述Zigbee遙控器節(jié)點包括紅外發(fā)射陣列模塊，Zigbee模塊，EEPROM存儲模塊，MCU處理器。本發(fā)明以藍(lán)牙-Zigbee網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)移動終端的用戶命令接收、家電設(shè)備的紅外指令的學(xué)習(xí)和存儲，并通過Zigbee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行家電設(shè)備控制命令的轉(zhuǎn)發(fā)，以Zigbee遙控器節(jié)點實現(xiàn)紅外指令的發(fā)送用于家電設(shè)備控制，克服了單一藍(lán)牙和單一Zigbee技術(shù)的缺點，通過合理布置Zigbee遙控器節(jié)點，即可實現(xiàn)移動終端對家庭、會場不同房間不同方位具有紅外遙控功能的家電設(shè)備的集中控制。
文檔編號G08C17/02GK102663883SQ20121015735
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者占志彪, 孫俊汶, 徐玉, 童長飛, 趙建彬 申請人:溫州大學(xué)