光遙控接口系統和方法
2023-06-10 07:38:46 1
專利名稱：光遙控接口系統和方法
技術領域：
本發明涉及本發明通常涉及一種控制系統，並特別涉及一種提供光遙控接口的系統和方法。
2．有關本發明現有技術的說明隨著諸如音頻和視頻設備這樣的電子裝置的使用增加，還存在著用於訪問這種電子裝置的遙控單元使用的增加。但是，當該設備不是處於遙控範圍內時，就難於將控制信號提供給該設備。用戶因此就不能訪問處於相應遙控設備操作範圍之外的裝置。
對於這種問題的一種解決方法是構造一種可以經公共通信接口來支持通信的電子裝置。這樣的接口可以是低成本高性能的外圍總線的IEEE1394-1995串行數字總線。為了經這種IEEE總線提供通信聯繫，需要實現一種公共通信協議。目前，一種這樣的協議是家用音頻視頻互用性(HAVi)軟體協議。然而，不是所有的電子設備都被構造成可以支持IEEE1394接口，而且它們也不是都被構造來支持HAVi協議。
因此，需要一種用來在光遙控設備和目標設備之間提供接口的系統和方法，以便於可以便於訪問遠程設置的設備，或那些處於遙控工作範圍之外的設備。
發明綜述本發明是一種由遙控器來控制設備的方法和系統。接收單元接收由遙控器發射的第一信號並將接收信號轉換為一個數據流。通信媒體加載來自接收單元的這個數據流。發射單元接收來自通信媒體的數據流並將接收數據流轉換為可與該設備兼容的第二信號。
附圖簡述從下面結合所列附圖所進行的詳細描述中，將使本發明的特徵和有益效果變得顯著。
圖1示出了根據本發明原理所提供的電子系統的一個實施例。
圖2是圖1的光接收機122和緩存器124的一個實施例的詳細框圖。
圖3示出了經圖1的傳輸媒體130所提供的從光接收單元120到光發射單元140通信連接的傳輸格式的一個實施例。
圖4A示出了在圖3傳輸格式中的開始碼字的一個實施例。
圖4B示出了在圖3傳輸格式中的數據碼字的一個實施例。
圖4C示出了在圖3傳輸格式中的檢測碼字的一個實施例。
圖4D示出了在圖3傳輸格式中的結束碼字的一個實施例。
圖5是示出了根據本發明原理所提供的光控制和通信處理的一個最佳實施例的說明本發明因此提供了一種用於控制設置在光遙控器操作範圍之外的裝置或設備的裝置和技術。該裝置包括一個光接收單元、一個串行總線、以及一個光發射單元。在光接收和發射單元之間提供合適的緩衝存儲器以緩存數據並將載波頻率和數據傳輸率與串行總線的相匹配。該技術將一個光控制信號轉換為可以經串行總線傳輸的序列數字指令。該串行數據流包括遵循預定格式以及定時要求的數據包。一經串行總線接收到該串行數據，光傳輸單元中的處理器就執行數據檢測和拆包處理。然後將檢測到的指令數據發送到該光傳輸單元中的光發射機中，該光發射機發射一個光信號到光可控裝置或設備中。
圖1示出了根據本發明原理所提供的電子系統的一個實施例。系統100包括諸如紅外線(IR)遙控器這樣的光遙控器100、一個諸如IR接收單元的光接收單元120、傳輸媒體130、諸如IR發射單元的光發射單元140、以及諸如IR可控設備的光可控設備或裝置150。
光遙控器110可以是任何一種可以發出諸如IR信號這樣光信號的控制器。光遙控器110具有一些可以被按下來支持相應功能的鍵。例如，光遙控器110包括這樣一些鍵當被按下時，允許使用來發出諸如通電、信道選擇、音量選擇等特定指令。
光接收單元120接收該光信號並將接收信號變換為可以經傳輸媒體130傳輸的位序列。該光接收單元120包括一個光接收器122、一個緩存器124、以及一個輸入/輸出(I/O)接口126。光接收單元120接收由光遙控器110發出的光信號並將該光信號轉換為數字形式的串行數據流。緩存器124是存儲由光接收器122饋送串行信號的存儲器設備。在一個實施例中，該緩存器124的存儲容量足夠維持到光可控設備150上的連續傳輸而不會有能被注意到的中斷。I/O接口126包括可以將從緩存器124中提供來的數據轉換為與傳輸媒體130兼容的數據的接口電路。此外，該I/O接口將與IEEE1394串行總線協議相適應的串行數據打包。在一個實施例中，該通信協議是同步和異步形式中的一種。
在一個實施例中，傳輸媒體130包括加載有串行數據流的一個電纜。在另一個實施例中，該傳輸媒體130可以是任何一種公知的傳輸媒體，可以包括玻璃或塑料纖維光纜、射頻傳輸連結或紅外線連結。在一個實施例中，傳輸媒體130兼容IEEE1394電標準。在另一個實施例中，電纜130可以是足以維持信號完整性的一種長度，如同本領域技術人員所公知的那樣。
傳輸媒體130加載串行數據流以便於將其發送到接收設備中。根據該串行總線的協議，可以以廣播模式發送該串行數據或將其發送到特定目的地。在廣播模式中，所有與該傳輸媒體130相連的設備都接收到該數據。這些設備可以決定來響應該串行數據中的IR指令。不是所有設備都響應廣播的IR指令。為了防止無意中的響應，可以在傳輸媒體橋中濾波該IR指令或有選擇地在接收設備端阻塞該指令。
光發射單元140接收來自電纜130的串行數據流並產生一個光信號到光可控設備150中。該光發射單元140包括一個電纜I/O接口142、一個緩存器144、一個處理器146以及一個光發射器148。
電纜I/O接口142將來自電纜130的串行數據轉換為具有與緩存器144兼容電特性的數據。此外，電纜I/O接口142還可以執行諸如將串行數據拆包這樣一些預處理功能。緩存器144根據處理器146的處理時間存儲轉換後的數字數據流。該緩存器144的存儲容量足以維持將連續數據傳送到處理器146上。處理器146可以是任何一種能夠處理這種串行數據的微處理器。在一個實施例中，該處理器146執行程序代碼來支持家用音頻視頻互用協議(HAVi)。光發射器148接收處理過的串行數據並產生相應的光信號到光可控設備150上。
光可控設備150可以是任何一種經紅外線信號光可控的裝置或設備。這種光可控設備150的一些例子包括電視、音頻和視頻設備。光可控設備150包括可以將光信號轉換為電信號的光接收機155，該光接收機隨後被用於執行各種預定指令，諸如將設備150通電。
當由遙控器產生一個光(例如，紅外線或IR)信號，有這種可能由於IR信號位於工作範圍內，光可控設備150還直接接收IR信號。為了防止光可控設備150兩次響應IR指令，可以有一些方法。一種方法是給直接的IR信號最高優先權。由於在串行路徑中有處理延遲，因此直接的IR信號將首先到達。光可控設備150將忽略在預定時間諸如40msec或100msec內經串行數據路逕到達的任何IR指令。可以從公知的IR信號運動時間和該串行數據處理時間來確定該預定時間。
此外，接收到的光指令可以以低速率被採樣，例如，至少是兩倍於解調光指令的位速率，並且可以根據諸如EIA-754、DVD數字接口標準這樣的通用代碼標準來將該數字序列打包。
圖2示出了圖1中光接收機122和緩存器124的一個實施例的詳細框圖。該光接收機122包括一個光電二極體210、一個自動亮度電平控制(ABLC)212、一個頭放大器220、兩個增益電阻222和224、一個耦合電容226、一個限幅放大器230、一個耦合電容232、一個帶通濾波器(BPF)240、一個濾波電阻242、一個檢測器/比較器250、一個電容252、一個積分器260、一個滯後比較器270以及一個匹配電阻272。
光電二極體210接收發出的光射線並響應接收到的光射線產生一個電壓。在一個實施例中，該光電二極體210響應具有從40KHz到455KHz頻率範圍的一個載波頻率的輸入光信號，儘管40KHz響應是更為常見的。頭放大器220放大並將該光電二極體電壓調整到一個合適或預定的範圍內。電阻222和224提供合適的增益控制，同時，耦合電容226去掉該信號中的任何偏置分量。限幅放大器230將放大後的電壓限制到一個特定範圍內以防止飽和。耦合電容230進一步提供對放大電壓的偏置分量的濾波。帶通濾波器240隨後去掉位於工作頻帶之外的不希望的分量，同時，檢測器/比較器250通過限定該電壓來執行信號檢測從而產生一個二進位電平信號。積分器260然後在脈衝特定間隔上提供該信號的求和操作。滯後比較器270提供對於將該串行脈衝轉換為帶有特定寬度的合適脈衝的最後轉換。
由光接收機122執行的信號處理結果是串行數據具有二進位電平。該二進位數據的脈衝寬度是從光遙控器110到光接收單元120之間距離的函數。在一個實施例中，該脈衝寬度是位於400μsec到800μsec之間。
緩存器124接收由光接收機122產生的串行數據。該緩存器124具有足夠容量用於與電纜122進行傳輸。在一個實施例中，緩存器124是具有一個增量訪問結構例如先進先出(FIFO)結構的靜態隨機訪問存儲器。
圖3示出了經圖1的傳輸媒體130從先接收單元120到光發射單元140之間的通信鏈路的傳輸模式的一個實施例。傳輸時間包括一個數據包時間間隔T305和中斷間隔306。數據包時間間隔305包括一個開始間隔310、數據間隔320、檢驗間隔330、結束間隔340。一個數據包的格式如下所列一個數據包包括具有相同開始碼子的3幀、一個或多個數據碼字、一幀檢驗碼字、以及一幀結束碼字。在一個實施例中，一幀信息是45msec。如同本領域技術人員所知的那樣，可以確定其它幀或幀間隔。
數據包時間間隔T305是其中由光接收單元120處理數據包並經電纜130傳輸的時間間隔。該數據包時間間隔T305的長度依賴於數據碼字的數量。開始間隔310是其中傳輸3幀相同開始碼字的時間。數據間隔310是其中傳輸一個或多個數據碼字的時間。通常，不存在對於數據間隔內的數據碼字量的限制。但是，為了避免誤差，通信協議可以實行數據間隔的最大時間間隔。檢驗間隔330是其中傳輸一個檢驗碼字的時間。使用該檢驗碼字來提供對於數據碼字的誤差檢測。在一個實施例中，該誤差檢驗是奇偶檢驗位。結束間隔340是其中傳輸一個結束碼字的時間。使用結束碼字來表明該數據包的結束。
在一個實施例中，通過執行數據碼字D1到Dn的異或OR(XOR)處理來產生該檢驗碼字。下面是用於6個數據碼字D1到D6的檢驗碼字產生的一個例子，檢驗碼字=D1(XOR)D2(XOR)D3(XOR)D4(XOR)D5(XOR)D6D1 01000000D2 01010010D3 00100101
D4 01000001D5 10011011D6 11011100檢驗碼字00110001中斷間隔308顯示在傳輸過程中存在一個中斷，例如，在間隔308期間，沒有有效數據被傳輸。在該中斷間隔期間，信號電平是位於預定電平。在一個實施例中，該預定電平是邏輯零。在一個實施例中，中斷間隔308是45msec。
所傳輸的信息包遵循一個預定格式。在一個實施例中，使用該格式來區別四種類型的數據包開始碼字信息包、數據碼字信息包、檢驗碼字信息包以及結束碼字信息包。對於每個信息包，在其信息包的開始處都有放置一個識別信號的引導脈衝。在一個實施例中，對於一個預定時間，該引導脈衝是處於各定的邏輯電平(例如，HIGH)。該信息包的位數是15位，其中包括7位信息碼和8位種類碼。7位信息碼是開始碼、檢驗碼和結束碼中的一個，可以允許有127種不同的傳輸數據。8位信息碼包括該信息包中的數據碼字。在一個實施例中，在引導脈衝滯後的信息包開始於最低有效位(LSB)。該信息包還包括能識別所傳輸信息類型並被分配給符合遙控系統的每個產品種類的種類碼。對於包含該數據碼字的信息包，可以使用兩種類型的種類碼。因此，可以將256種傳輸數據分配給用於數據碼字的數據碼。
從光接收單元120經電纜130將信息包串行傳輸到光發射單元140。對於該串行數據的定時值是根據光信號的載波頻率以及串行總線協議而定。在一個實施例中，這些定時值如下所列信息類型 持續時間(微秒)公差(微秒)引導脈衝時間 2.4+/-0.015數據位截止時間0.6+/-0.015數據位導通時間(HIGH) 1.2+/-0.015數據位導通時間(LOW) 0.6+/-0.015數據周期(HIGH)1.8+/-0.03數據周期(LOW) 1.2+/-0.03輸出幀周期45.0 +/-1.2圖4A出了圖3中傳輸格式中的開始碼字的一個實施例。該開始碼字表明在開始間隔期間數據傳輸的開始。在一個實施例中，傳輸三個相同的開始碼字。當開始碼字與接收機側匹配兩次，則該裝置準備接收該數據傳輸。
該開始碼字410包括引導脈衝412、開始碼414、以及開始種類碼416。開始碼414是表示該信息是一個開始碼的唯一的位模式。開始種類碼416是顯示要被傳輸信息種類的碼。在一個實施例中，該開始種類碼416是00100100。在另一個實施例中，可以使用其它任何一種二進位位模式來用作開始種類碼416。
圖4B示出了圖3中傳輸格式中的數據碼字的一個實施例。該開始碼字420包括引導脈衝422、數據碼424、以及數據種類碼426。數據碼424是表示該信息是一個數據碼字的唯一的位模式。數據種類碼426是表示要被傳輸信息種類的碼。在一個實施例中，該數據碼416是00100100或11101000。在另一個實施例中，可以使用其它任何一種二進位位模式來用作數據種類碼426。
圖4C示出了圖3中傳輸格式中的檢驗碼字的一個實施例。該檢驗碼字430包括引導脈衝432、檢驗碼434、以及檢驗種類碼436。檢驗碼434是表示該信息是一個檢驗碼字的唯一的位模式。檢驗種類碼436是表示要被傳輸信息種類的碼。在一個實施例中，該檢驗種類碼436是00100100或11101000。在另一個實施例中，可以使用其它任何一種二進位位模式來用作檢驗種類碼436。
圖4D示出了圖3中傳輸格式中的結束碼字的一個實施例。該結束碼字440包括引導脈衝442、結束碼444、以及結束種類碼446。結束碼444是表示該信息是一個結束碼字的唯一的位模式。結束碼種類碼446是表示要被傳輸信息種類的碼。在一個實施例中，該數據碼416是00100100。在另一個實施例中，可以使用其它任何一種二進位位模式來用作結束種類碼446。
圖5是顯示根據本發明原理提供的光控制和通信處理的一個實施例流程圖。處理過程500處理從光接收單元120發出的，經傳輸媒體130由光發射單元140接收到的串行數據。
一經開始，處理過程500就初始化各變量、數據結構、緩存器等(框505)。開始計數器的值C被初始化為零。處理過程500通過檢測引導脈衝的存在來確定是否已經開始傳輸過程，該引導脈衝例如可以是開始碼字410中的引導脈衝(框510)。如果不存在該引導脈衝，則處理過程500返回框510繼續檢測引導脈衝。如果已經開始傳輸，則處理過程500通過讀出7位開始碼例如開始碼414並將開始種類碼例如用於開始碼字410的開始種類碼416(例如，00100100)與一個預定值進行比較(框520)來確定是否檢測到一個開始碼(框515)。如果該開始種類碼416不匹配，則存在傳輸誤差，處理過程500進到框580進行誤差處理。如果該開始種類碼416匹配，則處理過程500通過比較開始計數值C與作為一個預定數的K(框525)來確定是否已經檢測到開始碼字410數。在一個實施例中，K等於3。如果沒有檢測到開始碼字數K，則處理過程500將開始計數值C加1(框530)並返回框515。
如果已經檢測到開始碼字數，則處理過程500通過檢測數據碼字420的引導脈衝422並讀出數據碼例如數據碼424(框535)並且將數據種類碼例如數據種類碼426(即，00100100或11101000)與一個預定值比較(框540)，從而確定是否檢測到一個數據碼字例如數據碼字420。
如果數據種類碼426不匹配，則處理過程500返回框535。如果數據種類碼426匹配，則處理過程500進一步確定是否檢測到檢驗碼例如檢驗碼430(框545)。該過程包括讀出引導脈衝432、檢驗碼434以及檢驗種類碼436。如果沒有檢測到檢驗碼字430，則存在傳輸誤差。在這種情況中，處理過程500進入執行誤差處理過程(框580)。如果檢測到檢驗碼字430，則處理過程500從當前碼中獲得檢驗碼(框550)。該檢驗碼表示檢驗誤差碼，例如，奇偶誤差碼。處理過程500然後比較檢驗碼和從接收的數據碼字計算出的碼之間的奇偶碼。處理過程500然後確定是否存在一個奇偶誤差(框580)。如果存在奇偶誤差，則處理過程500進入到執行誤差處理步驟(框580)。如果不存在奇偶誤差，則處理過程500通過讀出結束碼444(框565)並將結束種類碼446和一個預定值比較(框570)來確定是否已經檢測到該結束碼。如果沒有檢測到結束種類碼446，則存在傳輸誤差，處理過程500進入到執行誤差處理的步驟(框580)。如果檢測到結束種類碼446，執行處理過程500停止步驟。
本發明提供了一種用於控制設置在光遙控器工作範圍之外的裝置和設備的裝置和技術。
在不脫離其實質和基本特性的情況下，本發明還可以體現於其它一些特定形式。所述實施例從總體上考慮僅是說明性而不是限制性的。因此，本發明的範圍由後附權利要求來指定而不是通過上述說明來限定。所有落入權利要求含義和等效範圍內的改變都在本發明範圍內。
權利要求
1．一種用於通過一個遙控器(110)來控制一個設備(150)的系統，它包括一個接收單元(120)，接收由遙控器(1)發射的第一信號(1)，該接收單元將接收信號轉換為一個數據流；與接收單元(120)相連的一個通信媒體(130)，它加載所述數據流；以及與通信媒體(130)相連的一個發射單元(140)，接收所述數據流，該發射單元(140)將接收數據流轉換為可與該設備(150)兼容的第二信號。
2．如權利要求1所述的系統，其中接收單元包括接收第一信號的一個信號接收機，該信號接收機將第一信號轉換為數字數據序列；與該信號接收機相連的一個接收機緩存器，用於存儲所述數字數據序列；以及與接收機緩存器相連的一個接收媒體接口，它從所存儲的數字數據中產生數據流。
3．如權利要求1所述的系統，其中，所述通信媒體與1394串行總線兼容。
4．如權利要求3所述的系統，其中，所述通信總線是下列所述中的一種電纜、玻璃電纜、塑料電纜、光纖電纜以及射頻連結。
5．如權利要求1所述的系統，其中，發射單元包括一個發射機媒體接口，用來接收數據流；與發射媒體接口相連的一個發射機緩存器，用於存儲接收到的數據流；與該發射機緩存器相連的一個處理器，用來處理接收到的數據流以產生一個解碼數據流；以及一個與該處理器相連的信號發射機，用於將解碼數據流變換為第二信號。
6．如權利要求1所述的系統，其中該信號是一個光信號。
7．如權利要求6所述的系統，其中該光信號是一個紅外線信號。
8．一種用於將信號轉換為數據流的裝置，該裝置包括一個接收信號的信號接收機(122)，該信號接收機將該信號轉換為數字數據序列；與所述信號接收機(122)相連的一個接收機緩存器(124)，用於存儲該數字數據序列；以及與接收機緩存器(124)相連的接收機媒體接口(126)，用於從所存儲的數字數據序列中產生數據流。
9．如權利要求8所述的裝置，其中該信號是一個光信號。
10．如權利要求9所述的系統，其中該光信號是一個紅外線信號。
11．一種用於將數據流轉換為信號的裝置，該裝置包括一個發射機媒體(142)接口，用來接收數據流；與發射媒體接口(142)相連的一個發射機緩存器(144)，用於存儲接收到的數據流；與該發射機緩存器(144)相連的一個處理器(146)，用來處理接收到的數據流以產生一個解碼數據流；以及一個與該處理器(146)相連的信號發射機(148)，用於將解碼數據流變換為第二信號。
12．如權利要求11所述的裝置，其中該信號是一個光信號。
13．如權利要求12所述的裝置，其中該光信號是一個紅外線信號。
14．一種用於通過遙控器控制設備的方法，該方法包括接收(122)由遙控器發射的第一信號；將接收信號轉換為(138)數據流；經一個通信媒體加載(138)數據流；接收(142)來自該通信媒體的數據流；將接收到的數據流轉換(148)為與所述設備兼容的第二信號。
15．如權利要求14所述的方法，進一步包括將接收到的數據流載一個緩存器中緩衝；以及由一個處理器處理接收到的數據流。
16．如權利要求14所述的方法，其中轉換接收信號的步驟包括將接收到信號變換為數據碼系列；將一個信息類型插入到該數據碼序列中；以及將所插入序列編碼以產生一個數據流。
17．如權利要求16所述的方法，其中該信息類型是下列中的一種開始碼、數據碼、檢驗碼和結束碼。
18．如權利要求15所述的方法，其中處理所述接收數據流的步驟包括匹配數據流中的信息；以及在匹配後的數據流上執行誤差檢測。
19．如權利要求11所述的方法，其中第一信號是一個光信號。
20．如權利要求19所述的方法，其中該光信號是一個紅外線信號。
全文摘要
本發明是一種用於通過遙控器(110)來控制設備(155)的方法和裝置。接收單元(122)接收由遙控器(110)發射的第一信號並將接收信號轉換為一個數據流。通信媒體(130)加載來自接收單元的這個數據流。發射單元(140)接收來自通信媒體(130)的數據流並將接收數據流轉換為可與該設備(155)兼容的第二信號。
文檔編號H04B10/105GK1325571SQ99812815
公開日2001年12月5日 申請日期1999年8月16日 優先權日1998年8月31日
發明者P·R·欣塔尼, H·烏蘇伊 申請人:索尼電子有限公司