專利名稱：一種可聯(lián)機的智能風扇及其通信方法
技術領域：
本發(fā)明涉及家用電器領域，主要是落地扇、壁扇、臺扇、空調(diào)扇、排風扇等電風扇，特別是一種電子式智能風扇。
背景技術：
現(xiàn)有的電風扇，如落地扇、壁扇、臺扇、空調(diào)扇、排風扇等，直接在風扇上按相應的按鍵或按鈕開關，控制風扇風量、轉(zhuǎn)速等輸出。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，越來越多的電子設備可以與電腦、手機、中央控制器或其它設備聯(lián)機，實現(xiàn)更加強大和更加人性化的功能。通常，電子設備與外部設備的通信通過無線射頻方式，根據(jù)銷售地區(qū)的不同，采用不同的載波頻率，如:北美地區(qū)采用315MHz/915MHz,歐洲地區(qū)采用433MHz/868MHz、世界各地通用頻率2.4GHz等。根據(jù)產(chǎn)品或設計方案的不同，采用不同標準的射頻通信協(xié)議，如基于IEEE802.15.4標準的Zigbee、Zwave、AplusWave協(xié)議或自定義的通訊協(xié)議。目前，還沒有可通過電腦、手機進行控制的智能電風扇，用戶只能在風扇的操作面板上進行風量、風向的設置。這種風扇的缺點是自帶的操作面板功能有限，僅能提供簡單的功能設定，而無法實現(xiàn)復雜功能，如特定時間的風量、風速設定等。發(fā)明內(nèi)容:· 本發(fā)明的目的在于提供一種可直接與手機、電腦等終端設備進行數(shù)據(jù)通信的可聯(lián)機智能風扇，主要解決現(xiàn)有風扇不能與手機或電腦進行通信的問題。本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的:
一種可聯(lián)機的智能風扇，在塑殼中，由產(chǎn)品控制芯片與輸出控制電路、輸入信號電路、按鍵電路、顯示電路電連接，其特征是:產(chǎn)品控制芯片與聲波通信電路連接，通過聲波通信電路單向接收或雙向收發(fā)特定編碼格式的聲波，聲波的頻率范圍為:音頻和/或超聲波頻率。所述的聲波通信電路，其特征在于:由聲波編解碼芯片和聲波接收電路和聲波發(fā)射電路組成雙向收發(fā)聲波通信電路。所述的聲波通信電路，其特征在于:由聲波編解碼芯片和聲波接收電路組成單向接收聲波通信電路?！N可聯(lián)機的智能風扇，在塑殼中，由產(chǎn)品控制芯片與輸出控制電路、輸入信號電路、按鍵電路、顯示電路電連接，其特征是:產(chǎn)品控制芯片與聲波收發(fā)電路或聲波接收電路連接，雙向收發(fā)或單向接收特定編碼格式的聲波，聲波的頻率范圍為:音頻和/或超聲波頻率。所述的產(chǎn)品控制芯片，其特征在于:產(chǎn)品控制芯片包含聲波解碼電路和解碼軟件或包含聲波編解碼電路和編解碼軟件。一種可聯(lián)機的智能風扇無線通信方法，其特征是:用二個或二個以上不同的聲波載頻分別代表不同的碼元，通過聲波通信電路對接收到的聲波進行解碼和/或?qū)Πl(fā)出的聲波進行編碼，單向接收或雙向收發(fā)特定編碼格式及特定頻率的聲波，進行數(shù)據(jù)通信，聲波的頻率范圍為:音頻和/或超聲波頻率。本發(fā)明對比現(xiàn)有技術，具有以下創(chuàng)新點:
1.采用聲波無線通信方式，將聲波作為無線載波，并對聲波進行編碼和解碼，實現(xiàn)短距離無線傳輸。2.在電風扇，如落地扇、壁扇、臺扇、空調(diào)扇、排風扇等電風扇內(nèi)配有聲波通信電路，可以單向接收或雙向收發(fā)具有特定編碼格式的聲波，并對其進行解碼或編解碼。3.在手機或平板電腦或電腦等智能終端設備中安裝控制軟件，該軟件具有聲波編解碼控制程序，通過手機或電腦等設備的MIC和揚聲器，接收和發(fā)送特定編碼格式的聲波。本發(fā)明對比現(xiàn)有技術，具有以下顯著優(yōu)點:
1.可以直接與手機或電腦等智能終端設備聯(lián)機，不需要其它中間設備的轉(zhuǎn)接，如信息交換器(路由器、UKey、數(shù)據(jù)采集器等)。2.可以用已經(jīng)普及的手機、電腦、平板電腦等智能終端設備代替專用中央控制器，不僅節(jié)約了中央控制器的成本，而且大大增強了可實現(xiàn)的功能及人機交互的便利性。3.只要更新裝載在手機或電腦等智能終端設備中的控制軟件，不需要重新設計產(chǎn)品，即可實現(xiàn)新功能或改進原有功能，使產(chǎn)品更具競爭力。


圖1是聲波雙向通信方法示意圖 圖2是聲波單向通信方法示意圖
圖3是產(chǎn)品控制芯片與聲波通信電路組成的雙向收發(fā)實施例電路結(jié)構(gòu)圖 圖4是產(chǎn)品控制芯片與聲波通信電路組成的單向接收實施例電路結(jié)構(gòu)圖 圖5是一個雙向通信的聲波通信電路原理圖
圖6是聲波編解碼芯片內(nèi)部的A/D采樣電路和D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖 圖7是產(chǎn)品控制芯片直接與聲波收發(fā)電路連接的一個雙向通信電路結(jié)構(gòu)圖 圖8是產(chǎn)品控制芯片直接與聲波接收電路連接的一個單向通信電路結(jié)構(gòu)圖 圖9是本發(fā)明的一個產(chǎn)品原理圖
具體實施例方式通過以下實施例的說明將有助于理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。本發(fā)明的采用聲波通信的方法如圖1所示，手機、電腦、平板電腦等智能終端設備與聯(lián)機產(chǎn)品通過聲波進行無線數(shù)據(jù)通信。聲波頻率采用音頻20-20KHZ和大于20KHz的超聲波頻率，其中，主要采用5KHz 25KHz的聲波頻率。在特定的聲波通信協(xié)議中，采用一個或多個不同的聲波頻率作為載波，按照特定的編碼格式，進行數(shù)據(jù)通信。用戶在手機、電腦等智能終端設備上通過控制軟件對聯(lián)機產(chǎn)品進行相關功能設置，控制軟件將用戶設 置的功能轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)指令，按照特定的聲波通信協(xié)議格式，對聲波進行編碼，通過聲波發(fā)送電路將以聲波為載波的指令發(fā)送給聯(lián)機產(chǎn)品。聯(lián)機產(chǎn)品的聲波通信電路通過聲波接收電路接收到聲波指令后，對其進行解碼，獲得符合相同聲波通信協(xié)議的指令，通過數(shù)據(jù)線(SP1、UART, I2 C、232或自定義等)將指令傳送給產(chǎn)品控制芯片(MCU)，產(chǎn)品控制芯片根據(jù)收到的指令對顯示電路、輸出控制電路、或輸入信號檢測電路等電路做相應的控制，從而實現(xiàn)用戶的設置。當聯(lián)機產(chǎn)品需要將本機的信息傳送給手機、電腦等智能終端設備時，產(chǎn)品控制芯片將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息通過數(shù)據(jù)線(SP1、UART, I2 C、232或自定義等)傳給聲波通信電路，按照特定的聲波通信協(xié)議格式，通過聲波通信電路進行編碼，轉(zhuǎn)換為聲波信號，通過聲波發(fā)送電路將指令發(fā)送給手機或電腦等智能終端設備。手機、電腦等智能終端設備通過聲波接收電路接收到聲波指令后，由控制軟件對接收到的聲波進行解碼，獲得相應的數(shù)據(jù)指令，在控制軟件中對該指令進行相關處理。以上是聲波雙向通信的方法說明，如圖1所示。采用聲波雙向通信的方法，用戶可以通過手機、電腦等智能終端設備對聯(lián)機產(chǎn)品進行設置或控制，也可以獲取聯(lián)機產(chǎn)品的狀態(tài)信息，該方法可獲得較好的人機交互效果。如果考慮到產(chǎn)品的成本，也可以采用聲波單向通信的方式，如圖2所示。在圖2中，聯(lián)機產(chǎn)品的聲波通信電路中只有聲波單向接收，沒有聲波發(fā)送功能。聲波通信電路通過聲波接收電路接收到聲波指令后，對其進行解碼，獲得符合相同通信協(xié)議的指令，通過數(shù)據(jù)線將指令傳送給產(chǎn)品控制芯片(MCU)，產(chǎn)品控制芯片根據(jù)收到的指令對顯示、輸出控制、或輸入信號檢測等電路做相應的控制，從而實現(xiàn)用戶的設置。采用圖2所示的聲波單向通信方式，用戶只能通過手機、電腦等智能終端設備對聯(lián)機產(chǎn)品進行設置或控制，而不能獲取聯(lián)機產(chǎn)品的狀態(tài)信息，該方法適用于對成本要求較高或?qū)δ芤筝^低的產(chǎn)品中。實施例1:采用 聲波通信電路與控制芯片方案
圖3、圖4、圖5、圖6是采用聲波通信電路和控制芯片結(jié)合實現(xiàn)聯(lián)機功能的方案描述。圖3是產(chǎn)品控制芯片與聲波通信電路組成的雙向收發(fā)實施例電路結(jié)構(gòu)圖。聲波通信電路由聲波編解碼芯片、聲波接收電路、聲波發(fā)射電路組成雙向收發(fā)聲波通信電路。聲波接收電路接收外部的聲音信號，傳送給聲波編解碼芯片，通過聲波編解碼芯片內(nèi)置的A/D采樣電路將模擬量的聲波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)過聲波編解碼芯片內(nèi)置解碼程序，對主要為5KHz 25KHz的聲波信號解碼，獲得相關的指令，聲波編解碼芯片通過數(shù)據(jù)線(SP1、UART、I2C、232或自定義等)將指令傳送給產(chǎn)品控制芯片進出相應處理。產(chǎn)品控制芯片也可以通過數(shù)據(jù)線(SP1、UART、I2 C、232或自定義等)將指令傳送給聲波編解碼芯片，聲波編解碼芯片內(nèi)置的編碼程序按照特定的聲波通信協(xié)議格式，對指令進行編碼，再通過聲波編解碼芯片的D/A轉(zhuǎn)換電路，將數(shù)字信號的指令轉(zhuǎn)換為模擬量的聲波信號，通過聲波發(fā)送電路發(fā)送。聲波頻率采用音頻20-20KHZ和大于20KHz的超聲波頻率，其中，主要采用5KHz 25KHz的聲波頻率。圖4是產(chǎn)品控制芯片與聲波通信電路組成的單向接收實施例電路結(jié)構(gòu)圖。聲波通信電路由聲波編解碼芯片和聲波接收電路組成單向接收聲波通信電路。聲波接收電路接收外部的聲音信號，傳送給聲波編解碼芯片，通過聲波編解碼芯片內(nèi)置的A/D采樣電路將模擬量的聲波信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)過聲波編解碼芯片內(nèi)置解碼程序，對主要為5KHz^25KHz的聲波信號解碼，獲得相關的指令，聲波編解碼芯片通過數(shù)據(jù)線(SP1、UART、I2C、232或自定義等)將指令傳送給產(chǎn)品控制芯片進出相應處理。圖5是一個雙向通信的聲波通信電路原理圖。聲波接收電路2收到的聲波信號通過聲波編解碼芯片I內(nèi)部的A/D采樣電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，聲波編解碼芯片I內(nèi)置的解碼程序?qū)?shù)字信號進行解碼，轉(zhuǎn)換為相應控制指令，通過數(shù)據(jù)線4 (本例中采用標準SPI接口)傳送給產(chǎn)品控制芯片。聲波編解碼芯片I也可以將數(shù)字指令通過內(nèi)置的編碼程序轉(zhuǎn)換為特定聲波通信協(xié)議格式的指令，通過內(nèi)置的D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為模擬量信號，通過聲波發(fā)送電路3發(fā)送。圖6是聲波編解碼芯片內(nèi)部的A/D采樣電路和D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路結(jié)構(gòu)圖。聲波接收電路2收到的聲波信號，通過聲波編解碼芯片I中內(nèi)置的A/D采樣電路5轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再由聲波編解碼芯片I的內(nèi)置軟件進行解碼，獲得數(shù)字指令。聲波編解碼芯片I的內(nèi)置軟件將待傳送的指令編碼為符合特定聲波通信協(xié)議格式的指令，通過D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路6將指令轉(zhuǎn)換為模擬量的聲波信號，通過聲波發(fā)送電路3對外發(fā)送。實施例2:控制芯片內(nèi)置聲波編解碼方案
圖7、圖8、圖9是產(chǎn)品控制芯片內(nèi)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換和編解碼軟件的方案描述。圖7是產(chǎn)品控制芯片直接與聲波接收、發(fā)射電路連接的一個雙向通信電路結(jié)構(gòu)圖。產(chǎn)品控制芯片包含聲波解碼電路和解碼軟件或包含聲波編解碼電路和編解碼軟件。由聲波接收電路接收到的模擬量的聲波信號經(jīng)產(chǎn)品控制芯片內(nèi)部的A/D采樣電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)過產(chǎn)品控制芯片內(nèi)置解碼程序?qū)χ饕獮?KHf25KHz的聲波信號解碼，獲得相關的指令，由產(chǎn)品控制芯片根據(jù)預置的控制軟件，控制顯示等人機交互界面、輸入信號識別電路、輸出控制電路 做相應的動作。產(chǎn)品控制芯片也可以通過內(nèi)置的編碼程序按照特定的聲波通信協(xié)議格式，對待發(fā)送的指令進行編碼，再通過控制芯片內(nèi)部的D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，將數(shù)字信號的指令轉(zhuǎn)換為模擬量的聲波信號，通過聲波發(fā)送電路發(fā)送。聲波頻率采用音頻20-20KHZ和大于20KHz的超聲波頻率，其中，主要采用5KHz 25KHz的聲波頻率。圖8是產(chǎn)品控制芯片直接與聲波接收電路連接的一個單向通信電路結(jié)構(gòu)圖。產(chǎn)品控制芯片包含聲波解碼電路和解碼軟件或包含聲波編解碼電路和編解碼軟件。由聲波接收電路接收到的聲波信號經(jīng)產(chǎn)品控制芯片內(nèi)部的A/D采樣電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再經(jīng)過產(chǎn)品控制芯片內(nèi)置解碼程序?qū)χ饕獮?KHf 25KHz的聲波信號解碼，獲得相關的指令，由產(chǎn)品控制芯片根據(jù)預置的控制軟件，控制顯示等人機交互界面、輸入信號識別電路、輸出控制電路做相應的動作。圖9是本發(fā)明的一個產(chǎn)品實施例原理圖。聲波通信電路12通過數(shù)據(jù)線4與產(chǎn)品控制芯片11連接，聲波接收電路2接收到的聲波指令經(jīng)聲波編解碼芯片I解碼后通過數(shù)據(jù)線4傳送給產(chǎn)品控制芯片11，產(chǎn)品控制芯片11根據(jù)預置的控制軟件，控制人機交互界面8(顯示、按鍵等)、輸入信號識別電路9 (本例中輸入信號為IR紅外信號)、輸出控制電路7執(zhí)行相應功能操作。產(chǎn)品控制芯片11也可以通過數(shù)據(jù)線4將待發(fā)送的指令傳送給聲波通信電路12，由聲波編解碼芯片I將待發(fā)送的指令轉(zhuǎn)換為聲波信號通過聲波發(fā)送電路3對外發(fā)送。以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做了說明，但這些說明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍由隨附的權(quán) 利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎上的改動都是本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種可聯(lián)機的智能風扇，在塑殼中，由產(chǎn)品控制芯片與輸出控制電路、輸入信號電路、按鍵電路、顯示電路電連接，其特征是:產(chǎn)品控制芯片與聲波通信電路連接，通過聲波通信電路單向接收或雙向收發(fā)特定編碼格式的聲波，聲波的頻率范圍為:音頻和/或超聲波頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波通信電路，其特征在于:由聲波編解碼芯片和聲波接收電路和聲波發(fā)射電路組成雙向收發(fā)聲波通信電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲波通信電路，其特征在于:由聲波編解碼芯片和聲波接收電路組成單向接收聲波通信電路。
4.一種可聯(lián)機的智能風扇，在塑殼中，由產(chǎn)品控制芯片與輸出控制電路、輸入信號電路、按鍵電路、顯示電路電連接，其特征是:產(chǎn)品控制芯片與聲波收發(fā)電路或聲波接收電路連接，雙向收發(fā)或單向接收特定編碼格式的聲波，聲波的頻率范圍為:音頻和/或超聲波頻率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的產(chǎn)品控制芯片，其特征在于:產(chǎn)品控制芯片包含聲波解碼電路和解碼軟件或包含聲波編解碼電路和編解碼軟件。
6.一種可聯(lián)機的智能風扇無線通信方法，其特征是:用二個或二個以上不同的聲波載頻分別代表不同的碼元，通過聲波通信電路對接收到的聲波進行解碼和/或?qū)Πl(fā)出的聲波進行編碼，單向接收或雙向收發(fā)特定編碼格式及特定頻率的聲波，進行數(shù)據(jù)通信，聲波的頻率范圍為:音頻和 /或超聲波頻率。
全文摘要
一種可聯(lián)機的智能風扇及其通信方法。本發(fā)明涉及家用電器領域，主要是落地扇、壁扇、臺扇、空調(diào)扇、排風扇等電風扇，特別是一種電子式智能風扇。在機殼中，由控制芯片與輸出控制電路、按鍵輸入電路、顯示電路、輸入信號識別電路、無線通信電路電連接。主要解決目前風扇不能與電腦、手機聯(lián)機問題。為了克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明采用聲波通信方式使風扇與手機、電腦等設備直接聯(lián)機，使風扇可以在手機或電腦等智能終端上進行各項功能設置。
文檔編號G08C23/02GK103244445SQ20121003140
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者陳勇, 李勤 申請人:上海愛加科技有限公司