專利名稱：一種基于uwb的家電智能遙控方法、系統和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及數字家庭技術領域，具體涉及一種基于UWB的家電智能遙控方法、系統和設備。
背景技術：
隨著科學技術與經濟的高速發展，家用電器的品種和數量也日益增多，每種家用電器配置不同遙控器，于是不停地換用遙控器，以及遙控器的使用距離也就成為一個問題。UWB(Ultra-Wideband，超寬帶)脈沖無線傳輸技術是近兩三年在國際上興起的一種無線通信革命性的通信技術，與其他無線通信技術相比有很大不同不需要使用載波，而是依靠持續的、時間非常短的基帶脈沖信號(通常情況下)傳輸數據，因而占用的頻帶非常寬，通常在幾GHz量級。由于UWB通信技術優良獨特的技術特性，越來越受到通信學術界和產業界的重視，并且也為社會各界所關注，目前已經在小范圍和室內大容量高速率無線多媒體通信、雷達、精密定位、穿墻透地探測、成像和測量等領域獲得日益廣泛的應用。同時，隨著計算機和手機的普及，ADSL等低成本寬帶網進入社區，消費者對家電進行遠程控制的需求在逐漸地增強，而目前的遙控器還不能滿足人們的這種需求。目前，國內外企業對遠程控制家電的研究有很多，而把研究成果真正推向市場的卻很少，究其原因主要有3個方面①互聯網的普及程度還不夠；②實現成本太高，如某公司曾展示過一臺網絡冰箱，它是將一臺工業用平板機鑲嵌在冰箱的門上，通過hternet對冰箱進行控制，而平板機的價格在2萬余元，成本可想而知；③家電企業沒有統一的技術協議，要制訂成千上萬家電器制造商的數據交換協議非常困難。因此，人們希望能提供一種基于UWB的家電智能遙控系統和設備。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種基于UWB的家電智能遙控方法、系統和設備，使得用戶可以通過hternet或者電話網絡以及手持終端對電視機、空調、冰箱、洗衣機、電飯煲、電風扇等家用電器各種功能實現遠程控制和狀態檢測。本發明技術方案如下本發明提供一種基于UWB的家電智能遙控方法，包括以下步驟1)用戶使用個人終端和用戶卡通過互聯網或公共電話網登陸家庭網關，輸入用戶和密碼，向嵌入在家庭網關中的用戶認證體系發出訪問申請；2)用戶認證體系接收到訪問申請后進行身份識別；3)用戶通過認證后，登錄到家庭網關，通過UWB模塊訪問萬能遙控器，并向萬能遙控器發送控制指令；4)萬能遙控器接收到指令后對其進行識別和處理，將家電運行信息通過UWB模塊反饋到用戶或者對家電發送控制指令；5)家電通過UWB模塊接收到萬能遙控器的控制指令后，進行相應的操作。
可選的，家庭網關與外部網絡實現連接轉換功能，向家庭外部提供區域網 Ethernet, CableModem, ADsL的接口，使家庭網絡高速接入Internet，向家庭內部提供以太網連網方式，同時用來連接PC機、家電控制子網和其它網絡設備。可選的，當用戶進行遠程控制訪問時，包括以下幾個步驟(1)首先要求讀入用戶身份信息，個人終端上的讀卡器讀取用戶卡信息；(2)用戶輸入用戶名和密碼并予以確認，確認成功后用戶通過hternet或者電話網向嵌入在家庭網關中的用戶認證體系發出訪問申請；(3)用戶卡信息和用戶個人信息經用戶卡認證體系進行確認，確認成功后，遠端用戶便可以通過家庭網關對家用電器設備進行控制操作。本發明提供一種基于UWB的家電智能遙控系統包括用于鑒別用戶身份的用戶卡，還包括
用于處理數據的微處理器；用于存儲用戶信息的存儲器；用于管理和實現功能的固化于卡片上的用戶卡操作系統；用于執行操作的萬能遙控器。本發明提供一種UWB的家電智能遙控設備，包括用于接收數據和指令并進行分析、加工處理并轉換為相應控制指令的中央處理器；用于接收和發送來自家庭網關和各種家電信號的UWB模塊；用于為用戶在家手持遙控器時提供友好的人機對話界面從而實現對家電控制的液晶屏和觸摸屏。可選的，還包括用于記錄并存儲家電工作信息供日后用戶查看的flash存儲器；用于進行全面控制和處理數據且處理速度快、操作間單的ARM7系統；用于將家電運行狀況的數據導出的USB模塊。從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果(1)使用本發明技術方案，即便在異地也可以通過hternet網絡或者手持終端控制家電器工作狀態，并得到家電工作即時的反饋信息。(2)用戶可使用可視化萬能遙控器對家電實現“一搖多機”控制，距離可以達到 100 米。(3)用戶可以使用家庭電腦接入遙控器對家電進行控制。(4)用戶能夠從遙控器提取家電某段時間的運行狀態信息，從數據中得到最優的
管理方案。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
圖1是本發明的系統和設備總的結構組成框圖；圖2是本發明中用戶卡的邏輯結構圖；圖3是本發明中萬能遙控器的硬件結構圖；圖4是本發明中萬能遙控器的邏輯結構圖；圖5是本發明的工作流程圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。本發明提供一種基于UWB的家電智能遙控系統和設備，使得用戶可以通過 Internet或者電話網絡以及手持終端對電視機、空調、冰箱、洗衣機、電飯煲、電風扇等家用電器各種功能實現遠程控制和狀態檢測。本發明是一種能夠在未來數字家庭中管理和控制所有家電，取代現有傳統“一機一搖”模式實現多點智能無線遙控，能滿足未來住宅電器的網絡化、智能化、個性化，并達到隨心控制、操作人性化，充分享受“數字家庭智能化”的新概
O為了便于理解，下面結合附圖對新型家電智能遙控系統和設備做進一步的詳細描述圖1是本發明的系統和設備總的結構組成框圖；圖2是本發明中用戶卡的邏輯結構圖；圖3是本發明中萬能遙控器的硬件結構圖；圖4是本發明中萬能遙控器的邏輯結構圖；圖5是本發明的工作流程圖。如圖1所示，用戶先使用個人終端，再將用戶卡插入到個人終端設備(個人電腦或者筆記本以及支持此功能的手持設備)，個人終端上的讀卡器讀取用戶卡信息，用戶輸入用戶名和密碼并予以確認，確認成功后用戶通過hternet或者電話網向嵌入在家庭網關中的用戶認證體系發出訪問申請；用戶認證體系接收到訪問申請后進行身份識別，如識別成功則可進一步操作，如不成功認證系統忽略其操作；確認成功后，遠端用戶便可以登錄到家庭網關，在通過家庭網關的UWB模塊接入到萬能遙控器，并向萬能遙控器發送控制指令；萬能遙控器接收到指令后對其進行識別和處理處理，將家電運行信息通過UWB模塊反饋到用戶或者對家電發送控制指令；相應的家電通過UWB模塊接收到萬能遙控器的控制指令后進行相應的操作。具體的本發明提供的新型的家電智能遙控系統，采用用戶卡識別系統，通過網絡遠程訪問控制家電，采用基于UWB技術的可視化萬能遙控器控制并實施檢測家電狀態，包括以下步驟a.用戶使用個人終端和用戶卡通過hternet或公共電話網登陸家庭網關，輸入用戶和密碼向嵌入在家庭網關中的用戶認證體系發出訪問申請；b.用戶認證體系接收到訪問申請后進行身份識別，如識別成功則可進一步操作， 如不成功認證系統忽略其操作；
c.用戶通過認證后，登錄到家庭網關，通過UWB模塊訪問主控設備即萬能遙控器， 并向萬能遙控器發送控制指令；d.萬能遙控器接收到指令后對其進行識別和處理處理，將家電運行信息通過UWB 模塊反饋到用戶或者對家電發送控制指令；e.相應的家電通過UWB模塊接收到萬能遙控器的控制指令后進行相應的操作。本發明的流程首先是從用戶開始發起操作，核心在于萬能遙控器的中央處理器， 外圍是個人終端、用戶卡、家庭網關以及UWB模塊。本發明家電智能控制設備是通過以下技術方案實現本發明的新型的家電智能遙控設備包括用戶卡和用戶認證體系。圖2是本發明中用戶卡的邏輯結構圖。具體有以下幾個步驟(1)首先要求讀入用戶身份信息，個人終端上的讀卡器讀取用戶卡信息；(2)用戶輸入用戶名和密碼并予以確認，確認成功后用戶通過hternet或者電話網向嵌入在家庭網關中的用戶認證體系發出訪問申請；(3)用戶卡信息和用戶個人信息經用戶卡認證體系進行確認，確認成功后，遠端用戶便可以通過家庭網關對家用電器設備進行控制操作。用戶卡將具有存儲、加密及數據處理能力的集成電路芯片鑲嵌于塑料基片上制成的卡片。其硬件主要由微處理器和存儲器兩部分構成，加上固化于卡中的用戶卡操作系統及應用軟件，一張用戶卡即構成了一臺抗損、便攜的微型計算機。其操作系統的主要功能是控制用戶卡和外界的信息交換，管理用戶卡內的存儲器并在卡內部完成各種命令的處理。 用戶卡硬件的不可復制性可以保證用戶身份不會被仿冒。用戶卡由合法用戶隨身攜帶，登錄時必須將用戶卡插入專用的讀卡器讀取其中的信息，以驗證用戶的身份，用戶不能僅憑 PIN或僅憑用戶卡獲取訪問權，在嘗試輸入PIN失敗若干次之后(3次)用戶卡鎖定。用戶卡的基本特性是為數據和程序提供一個安全的環境。正是這種特性使得用戶卡系統能夠被嵌入到智能家庭網關，以利用其特有的安全技術來增強家庭網絡的安全能力。本發明一種新型的家電智能遙控設備還包括萬能遙控器。具體實現有以下幾個步驟(1)中央處理器通過UWB模塊接收到用戶通過hternet網絡發送的控制命令(2)中央處理器再從接收到的信息中提取操作指令，根據用戶指令完成相應的操作(操控家用電器、查詢家電的運行情況等)；(3)控制器再通過UWB射頻發射模塊以指令形式發送給家電，同時以消息的形式將指令的執行結果反饋到用戶終端。(4)此萬能遙控器還可通過定時掃描方式查看各家電的工作狀態，當有緊急或危險狀況出現時，萬能遙控器可及時采取必要的保護措施，并通過網絡向用戶發送報警信息。圖3是本發明中萬能遙控器的硬件結構圖；圖4是本發明中萬能遙控器的邏輯結構圖。實現以上步驟和特定功能，此萬能遙控器包括用于接收數據和指令并進行分析、加工處理并轉換為相應控制指令的中央處理器；
用于進行全面控制和處理數據且處理速度快、操作間單的ARM7 ；用于記錄并存儲家電工作信息供日后用戶查看的flash存儲器；用于接收和發送來自家庭網關和各種家電信號的UWB模塊；用于為用戶在家手持遙控器時提供友好的人機對話界面從而實現對家電控制的液晶屏和觸摸屏，并可自動顯示家電的狀態；以及鍵盤，電壓轉換模塊，網絡控制等模塊均連接到中央處理器，中央處理器在通過網絡適配器連接到UWB網絡。遠程監控時，由于該遙控器和家庭網關連接，家庭網關接入hternet，用戶可以在任意地方通過訪問家庭網關接入遙控器，了解家用電器的狀態并發送控制指令，遙控器識別指令從而啟動應用程序達到控制家用電器的目的，也就是所謂的可移動控制服務代理。 現場控制時，用戶可以通過鍵盤和觸摸屏進行控制，控制器依靠UWB無線射頻遙控家用電器，同時家用電器的狀態又可以通過射頻信號反饋到萬能遙控器，用戶根據遙控器的顯示進行調整；本發明中萬能遙控器還具有以下功效①用戶在家時可手持遙控器，通過友好的人機界面實現對家電的遙控，因該遙控器具有液晶屏和觸摸屏，故可自動顯示家電的狀態； ②用戶可通過互聯網來訪問遙控器，可以登陸到遙控器的用戶界面，遠程觀測家電的工作狀態，并可改變家電的工作狀態；③用戶還可通過手機來訪問hternet接入遙控器，故可以接收信息控制電器的工作狀態；④用戶還可以通過萬能遙控器的USB接口導出家電最近的工作狀態信息，從數據分析中得到最優的管理方案，節省能源；⑤遙控器還留有功能擴展接口，以便日后應用于防火防盜等功能。本發明中，用戶在使用個人家用電腦時，還可以直接通過電腦訪問萬能遙控器對檢測家電的運行狀態并對其進行控制，不需要離開電腦中斷娛樂或者工作，達到方便人性化的效果。從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果(1)使用本發明技術方案，即便在異地也可以通過hternet網絡或者手持終端控制家電器工作狀態，并得到家電工作即時的反饋信息。(2)用戶可使用可視化萬能遙控器對家電實現“一搖多機”控制，距離可以達到 100 米。(3)用戶可以使用家庭電腦接入遙控器對家電進行控制。(4)用戶能夠從遙控器提取家電某段時間的運行狀態信息，從數據中得到最優的
管理方案。以上對本發明實施例所提供的一種基于UWB的家電智能遙控系統和設備，進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式
及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
權利要求
1.一種基于UWB的家電智能遙控方法，其特征在于，包括以下步驟1)用戶使用個人終端和用戶卡通過互聯網或公共電話網登陸家庭網關，輸入用戶和密碼，向嵌入在家庭網關中的用戶認證體系發出訪問申請；2)用戶認證體系接收到訪問申請后進行身份識別；3)用戶通過認證后，登錄到家庭網關，通過UWB模塊訪問萬能遙控器，并向萬能遙控器發送控制指令；4)萬能遙控器接收到指令后對其進行識別和處理，將家電運行信息通過UWB模塊反饋到用戶或者對家電發送控制指令；5)家電通過UWB模塊接收到萬能遙控器的控制指令后，進行相應的操作。
2.根據權利要求1所述的基于UWB的家電智能遙控方法，其特征在于家庭網關與外部網絡實現連接轉換功能，向家庭外部提供區域網Khemet， CableModem, ADsL的接口，使家庭網絡高速接入Internet，向家庭內部提供以太網連網方式，同時用來連接PC機、家電控制子網和其它網絡設備。
3.根據權利要求1所述的基于UWB的家電智能遙控方法，其特征在于 當用戶進行遠程控制訪問時，包括以下幾個步驟(1)首先要求讀入用戶身份信息，個人終端上的讀卡器讀取用戶卡信息；(2)用戶輸入用戶名和密碼并予以確認，確認成功后用戶通過hternet或者電話網向嵌入在家庭網關中的用戶認證體系發出訪問申請；(3)用戶卡信息和用戶個人信息經用戶卡認證體系進行確認，確認成功后，遠端用戶便可以通過家庭網關對家用電器設備進行控制操作。
4.一種基于UWB的家電智能遙控系統，其特征在于 包括用于鑒別用戶身份的用戶卡，還包括用于處理數據的微處理器； 用于存儲用戶信息的存儲器；用于管理和實現功能的固化于卡片上的用戶卡操作系統； 用于執行操作的萬能遙控器。
5.一種UWB的家電智能遙控設備，其特征在于，包括用于接收數據和指令并進行分析、加工處理并轉換為相應控制指令的中央處理器； 用于接收和發送來自家庭網關和各種家電信號的UWB模塊；用于為用戶在家手持遙控器時提供友好的人機對話界面從而實現對家電控制的液晶屏和觸摸屏。
6.根據權利要求5所述的一種UWB的家電智能遙控設備，其特征在于，還包括 用于記錄并存儲家電工作信息供日后用戶查看的flash存儲器；用于進行全面控制和處理數據且處理速度快、操作間單的ARM7系統； 用于將家電運行狀況的數據導出的USB模塊。
全文摘要
本發明公開一種基于UWB的家電智能遙控方法、系統和設備。該方法包括1)用戶使用個人終端和用戶卡通過互聯網或公共電話網登陸家庭網關，輸入用戶和密碼，向嵌入在家庭網關中的用戶認證體系發出訪問申請；2)用戶認證體系接收到訪問申請后進行身份識別；3)用戶通過認證后，登錄到家庭網關，通過UWB模塊訪問萬能遙控器，并向萬能遙控器發送控制指令；4)萬能遙控器接收到指令后對其進行識別和處理，將家電運行信息通過UWB模塊反饋到用戶或者對家電發送控制指令；5)家電通過UWB模塊接收到萬能遙控器的控制指令后進行相應的操作。本發明使得通過終端控可制家電器工作狀態，實現對家電實現“一搖多機”控制，方便用戶使用。
文檔編號H04L12/28GK102355386SQ201110221489
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月3日 優先權日2011年8月3日
發明者劉海亮, 楊艾琳, 羅笑南 申請人:中山大學深圳研究院