專利名稱：具有檢測和捕獲算法的無線電器通信的制作方法
技術領域：
本發明涉及家用電器的無線通信，且還涉及所述通信的數據發射。在一個方面，本發明涉及射頻(RF)通信信號內的數字數據發射，其經發射以使得信號噪聲可干擾RF信號。
背景技術：
家用電器已出現很長時間且變得極為平常，因而通常熟練地使用和操作家用電器變得非常普遍。同樣，人們總是越來越忙碌。因此，當電器運行時，通常沒有人在其附近。舉例來說，在洗衣機或干衣機運行期間，很可能不會有人在。如另一個實例，冷凍器或超冷電冰箱常安置在房屋的可能不會以規則頻率察看的一部分(例如地下室)。同樣，眾所周知，希望例如電冰箱和冷凍機的電器在有效需要時循環進入啟動操作而總是不用考慮有人在。同樣，一般來說，消費者總是不斷要求關于信息提供、操作能力和操作簡易性方面的改進。
RF信號通信是比較普遍的且用于許多形式和應用中。然而，和RF信號的發射有關的一個問題是噪聲常干擾信號，因此使得信號難以譯碼。噪聲可能由兩個來源產生。噪聲可能由信號本身產生(內部噪聲)或者噪聲可能由外部來源產生(外部噪聲)。數字信號包含由低值與高值(即，0或1)之間的變化提供的一系列脈沖。脈沖的存在、不存在、出現、持續時間等傳遞信息。為了讓接收設備確定脈沖串所傳遞的數字值，接收器必須能夠辨別脈沖的存在(例如，出現、持續時間等等)。與所需信號一起接收的噪聲(內部的或外部的)引起對所發射信號的內容進行適當辨別/譯碼的能力的困難。
因此，需要家用電器具有改善的通信能力。同樣，需要提供一種不考慮噪聲的存在而對信號的內容進行譯碼的方法或算法。本發明提供對這些需要的解決方案。舉例來說，本發明通過提供校正/消除噪聲的方法而克服一個缺點。所述方法包含對一發射包中的每一位進行過采樣以提供對噪聲的校正/消除的過程。
發明內容
根據一個方面，本發明提供一種用于家用電器設備的通信配置。所述配置包括第一通信部分，其包括用于發射無線信號的發射器；和第二通信部分，其與所述第一通信部分遠程定位且包括用于接收所述無線信號的接收器。所述第一和第二通信部分中的一者與所述電器設備相關聯。
根據另一方面，本發明提供一種用于家用電器設備的通信配置。所述配置包括第一通信部分，其包括用于發射無線信號的發射器；和第二通信部分，其與所述第一通信部分遠程定位且包括用于接收所述無線信號的接收器。所述第一和第二通信部分中的一者與所述電器設備相關聯，且所述第二通信部分包括處理器以處理信號和消除信號中發射的噪聲的影響。
根據另一方面，本發明提供一種用于家用電器設備的檢測和消除RF信號中的噪聲的通信配置。所述配置包括第一通信部分，其包括用于發射無線信號的發射器，和第二通信部分，其與所述第一通信部分遠程定位且包括用于接收所述無線信號的接收器。所述第一和第二通信部分中的一者與所述電器設備相關聯，且所述第二通信部分包括對所述信號進行過采樣的構件。
在閱讀和了解隨后的詳細說明書后，本發明所從屬的所屬領域中的技術人員將清楚了解本發明的額外益處和優點。
在參看附圖閱讀以下描述后，本發明涉及的所屬領域中的技術人員將清楚了解本發明的上述和其他特征和優點，其中圖1是展示根據本發明的用于設備的控制配置的一個實例的功能方框圖；圖2是根據本發明的數字信號的實例；和圖3是根據本發明的算法的實例實施例的流程圖。
具體實施例方式
現參看圖式，圖1展示利用根據本發明的一個方面的方法論或算法的實例的通信配置10的實例實施例。更特定來說，圖1的實例展示用于家用電器設備12的通信配置10。電器設備12可以是任何電器，例如電冰箱、冷凍機、烹飪設備(例如，爐灶、烘箱或微波爐)、洗滌設備(例如，洗衣機或洗碗機)、干燥設備(例如，干衣機)等等。應了解，本發明可供其他電器類型利用。因此，不希望電器類型限制本發明的范圍。
通信配置10包括多個部分。在圖1所示的實例實施例中，通信配置10具有第一通信部分14和第二通信部分16。應了解，不希望圖1所示的通信配置10限制本發明的范圍，且其僅出于說明性目的。
通信配置10的第一通信部分14包含監視/控制設備18，且與電器設備12相關聯。應了解，通信配置10的第一通信部分14可以任何方式與電器設備12相關聯。舉例來說，通信配置10的第一通信部分14可集成在電器設備12中，可位于使用適當的互連連接的電器設備12的附近或鄰近處，等等。同樣，不希望通信配置10的第一通信部分14相對于電器設備12的物理位置限制本發明的范圍。
監視/控制設備18可以是本領域中已知的任意類型的監視/控制設備，且可監視、控制和/或處理電器設備12內的特定信息和/或功能。舉例來說，監視/控制設備18的一部分可監視電器設備的一個或一個以上功能狀態，和/或監視/控制設備18的一部分可控制電器的一個或一個以上功能。功能狀態的實例包括(但不限于)關于ON/OFF、電源、循環、溫度等等的狀態。功能的實例包括(但不限于)與至少某些上述功能狀態相關的操作。
又例如，監視/控制設備18的一部分可處理感測信息(例如，關于電器操作的信息，例如電器內的感測溫度)。因此，監視控制設備18可包括本領域中已知的處理器(例如微處理器)來處理。同樣，監視/控制設備18的一部分可連接以感測和/或控制電器的任何方面(例如溫度)。如又一實例，監視/控制設備18可包括信息輸入部分。
第一通信部分14包括一部分，所述部分發射和/或接收通過開放無線空間發射的信號，并如圖1中箭頭22所示與通信配置10的第二通信部分16通信。應了解，第一和第二通信部分的一者或兩者可包括收發器。在一個實例中，發射結構包括微芯片frPIC12F675H發射器。同樣在一個實例中，信號發射處于900MHz。進一步地，可使用匹配網絡來最優化功率。關于優化的問題，可以努力定位第一和第二通信部分的一者或兩者以獲得最佳通信能力。舉例來說，第一通信部分16可安置在電器設備12上的特定位置處。
同樣，監視控制設備18可包括處理器，可以是和先前提到的處理器相同或不同的處理器，以用于處理通過發射而接收到的或供發射的信息(例如監視和/或控制信息)。然而應了解，監視控制設備18可不具有處理信息(例如關于監視和/或控制信息)的處理器。
在一個實例中，處理器可與控制電器設備12的功能的處理器通信。例如溫度控制處理器。這些處理器之間的通信可經由串行鏈接總線。
通信配置10的第二通信部分16包含顯示/控制輸入設備20。顯示/控制輸入設備20可以是本領域中已知的任何類型的顯示/控制輸入設備，且可顯示和/或處理用于控制電器設備12的特定功能的信息和/或處理控制輸入。因此，顯示/控制輸入設備20可包括本領域中已知的處理器，例如微處理器。舉例來說，顯示/控制輸入設備20的一部分可顯示從通信設備10的第一通信部分14接收到的關于電器操作的感測信息(例如電器內的溫度)。此外，顯示/控制輸入設備20可將輸入控制信息發射到通信配置10的第一通信部分14以控制電器的任意方面(例如電器內溫度的控制)。
因此，顯示/控制輸入設備20包括發射和/或接收通過開放無線空間發射的信號的部分，例如圖1中所示的收發器，其如圖1中箭頭22所示與通信配置10的第一通信部分14通信。
信息顯示可以是可聽和/或可視和/或其他顯示格式的形式。舉例來說，可使用液晶或發光二極管。又例如，可使用揚聲器。
信息輸入可通過任意構件和/或組件。舉例來說，可使用用戶界面，例如觸摸墊或觸摸屏。
通信配置10的第二通信部分16與第一通信部分14和相關電器設備12遠程定位。應了解，將廣泛地理解遠程定位的概念。第二通信部分16的遠程位置可在距電器設備12的任意距離處。舉例來說，電器設備12和通信配置10的第一通信部分14可位于建筑的房間中，且通信配置10的第二部分16可位于所述建筑內的另一位置(例如在不同的建筑層的不同房間)或者甚至位于所述建筑外的位置。因此，不希望通信配置10的第一與第二通信部分14與16之間的發射距離限制本發明的范圍。同樣，第二通信部分可以是固定的(例如壁裝式的)或便攜式的(例如由個人攜帶)。
參看圖1和圖2，如先前提到的，在通信配置10的第一通信部分14與第二通信部分16之間發射的信號是通過開放空間發射的。在實例實施例中，在通信配置10的第一通信部分14與第二通信部分16之間發射的信號可以是通過射頻(RF)信號發射的數字信號30。在一個實例中，所述數字信號包括表示高(例如大振幅)或低(例如小振幅)值的一系列位32。因此，數字信號30包括一串脈沖34。數字信號30可使用本領域中已知的任何類型的二進制編碼，例如非歸零(NRZ)編碼、曼徹斯特(Manchester)編碼等等。在圖2中展示根據本發明的一個方面的經曼徹斯特編碼的數字信號30的實例。應了解，希望圖2所示的實例信號僅用于說明性目的，且不希望限制本發明的范圍。通常，在曼徹斯特編碼中，由位32中心處的從低值到高值的轉變來指示邏輯0，由位32中心處的從高值到低值的轉變來指示邏輯1。然而，在由從高值到低值的轉變來指示邏輯0且由從低值到高值的脈沖轉變來指示邏輯1時，可能發生逆轉。曼徹斯特編碼是本領域中普遍已知的，且不需要進一步詳細解釋。
數字信號30中的每一脈沖34用于將信息提供給接收設備(例如14或16)。舉例來說，利用每一脈沖34的存在、不存在、持續時間等等來將信息傳遞給接收設備。然而，如先前提到，在通信配置10的第一通信部分14與第二通信部分16之間發射的數字信號30可能經受由各種來源產生的內部或外部噪聲，因此使得接收設備難以對信號進行譯碼。換句話說，噪聲的存在可能引起脈沖34存在或不存在或已終止的錯誤確定。本發明提供對每一位32的過采樣方法以獲得所述位32的大量樣本來識別和校正/消除噪聲影響。更特定地，在脈沖/非脈沖或位的持續時間(時間周期)內，取得每一位32的大量樣本以確定脈沖34的特性(例如存在、不存在、持續時間等等)。舉例來說，如果檢測到“0”位，就在有效脈沖寬度(位32的時間周期)內對所述“0”位多次采樣以確保所述位的值為“0”。如果每次對其采樣時所述位的值都是“0”，就表示所述位32中含有的信息不含任何噪聲。另一方面，如果在位32的采樣期間檢測到值“1”，就表示所述位32中存在噪聲。過采樣提供比正常情況更大量的采樣數據，其可用來校正/消除將另外指示錯誤脈沖的一個或一個以上數據樣本。應了解，取得的樣本的數目可以是將識別和校正/消除噪聲影響的任意數量。舉例來說，取得的樣本的數目可為4或5或6或7或8等等。在實例實施例中，取得的樣本的數目為8。
圖3是表示根據本發明的一個方面的實例過采樣過程的流程圖/算法100。可將算法100分為兩個部分以便于解釋。算法100的左側包含步驟106到126，且確定是否檢測到有效位。算法100的右側包含步驟128到136，且確定檢測到的位的模式或類型。步驟102到126將首先描述，步驟128到136將隨后描述。
仍參看圖3中的實例實施例，在步驟102，算法100通過以預定時間間隔捕獲RF信號而開始。算法100的捕獲速率可以是根據本發明提供足夠樣本的任意速率。在實例中，圖3所示的算法100具有10ms的捕獲發生間隔。在步驟104，算法100確定所捕獲的RF數據是否為新的原始數據。如果所述數據不是新的，那么算法100結束。如果所述數據是新的，那么算法100就執行一系列步驟106到126以確定是否檢測到有效位32。重復所述系列的步驟106到126，直到如以上所述取得足夠的樣本。所述系列的步驟106到126的重復表示根據本發明的算法100的過采樣部分，并且是使用上述曼徹斯特編碼來檢測位32的過程。應了解，在算法100中可使用本領域中已知的任何類型的二進制編碼信號，例如NRZ。為開始，步驟106確定位32的值。換句話說就是確定位32是“1”還是“0”。應注意到，在確定位32是否有效時處理“1”或“0”的步驟是類似的，因此將僅解釋處理“0”位的步驟。一旦檢測到“0”位，那么步驟108就使“0”位計數器增加1。在步驟110到114，算法100隨后確定所接收的信號是前同步碼(preamble)還是數據。以下將進一步解釋前同步碼或數據的檢測。步驟116確定脈沖34是否為有效脈沖寬度。脈沖寬度是位時間周期。換句話說，步驟116確定位時間周期是否已過。如果沒有檢測到有效脈沖寬度，算法就進行到步驟122并確定位時間周期是否已終止。如果是這樣，那么位計數器和用于測量脈沖寬度或位時間周期的計時器就重置，且算法100將重復并取得另一樣本。如果檢測到有效脈沖寬度，那么步驟118就確定所述位的值是否為“0”。如果步驟118為“是”，那么步驟120就將所述“0”位存儲在緩沖器中以用于進一步處理，并重置“1”位計數器。然而，如果步驟118為“否”，就表示已檢測到值“1”。檢測到“1”表示取得的樣本可能為噪聲，且所述樣本將被拋棄。在重復過采樣過程之前，步驟122確定脈沖寬度是否過高，或如以上所述確定位計時器是否已終止。如果是，那么位計數器和用于測量脈沖寬度或位時間周期的計時器就重置，且算法100將繼續進行以采樣下一位32。如果脈沖寬度過高，那么計數器將重置位計數。如果脈沖寬度不是過高，那么步驟126確定是否檢測到位。如果否，那么算法100重新開始。如先前提到，重復所述系列的步驟106到126，直到獲得足夠數目的樣本。
現將解釋算法100的包含步驟128到136的右側。一旦根據本發明獲得足夠數目的樣本，步驟128就確認檢測到的位32的模式或類型。不同的模式包含前同步碼步驟130、開始碼步驟132和實際數據步驟134。前同步碼的目的是通知接收設備正在引入新的RF數據包，和允許處理器與所述RF數據包的時鐘同步。前同步碼通常包含交替的1和0的多個位。所需位的數目可以是本領域中已知的任意數目。在實例算法100中，位的數目為四。因此在一個實例中，在步驟130，交替位的多字節序列(例如1，0，1，0...的4字節序列)的檢測指示已檢測到全部的前同步碼，并通知接收設備正在發射新的RF包。應了解，前同步碼有助于使通信穩定。一旦檢測到全部的前同步碼，算法100就進行到步驟132以尋找開始碼。開始碼包含多個位，通常為兩個，并對前同步碼的末尾和實際數據的開始進行標記。在一個實例中，開始碼為0x2C2B。如果沒有檢測到開始碼，那么所述數據包將被忽略，且算法100將尋找下一前同步碼。如果檢測到開始碼，算法就進行到步驟134以捕獲用于處理的數據。如果所有的數據都沒捕獲到，那么就重復算法100。如果捕獲到所有數據，那么算法100就進行到步驟136以執行循環冗余校驗(CRC)。CRC校驗以確保從發射器發送的數據包中含有的信息是接收器所接收到的相同信息。執行CRC的方法在本領域中是已知的，且將不會進一步解釋。如果CRC不正確，那么算法100將尋找前同步碼以檢測新的信息數據包。如果CRC正確，算法100就確認已接收到有效的信息數據包，從而處理所述信息并停用信號的發射。
應注意，個別發射器設備可具有個別的識別。同樣，應了解，信息數據大小可變化。可利用數據大小指示器。當然，發射的信息數據可變化。舉例來說，關于作為冷凍機的電氣設備，所述信息可針對溫度、門開放狀態、功率損耗、電池狀態、快速冷凍狀態、ON/OFF狀態、錯誤檢查等等。最后，可使用關于無線發射的各種特征，例如幀檢查序列。舉例來說，可使用標準ITU-TSS。
雖然已描述和說明本發明的特定實施例，但應了解，僅通過實例來提供這些實施例，且不會將本發明理解為僅限于此，而是僅受隨附權利要求書的適當范圍限制。
權利要求
1.一種用于家用電器設備的通信配置，所述配置包括第一通信部分，其包括用于發射無線信號的發射器；和第二通信部分，其與所述第一通信部分遠程定位，其包括用于接收所述無線信號的接收器；其中所述第一和第二通信部分中的一者與所述電器設備相關聯。
2.根據權利要求1所述的通信配置，其中所述信號是RF信號，且所述第二通信部分包括處理器以處理所述信號并消除所述信號中發射的噪聲的影響。
3.根據權利要求2所述的通信配置，其中所述處理器包括對所述信號進行過采樣的構件。
4.根據權利要求2所述的通信配置，其中所述第一通信部分與所述電器設備相關聯，且包括用于監視所述電器設備的構件，且所述第二通信部分包括用于顯示與所述電器設備相關的信息的構件。
5.根據權利要求2所述的通信配置，其中所述第二通信部分與所述電器設備相關聯，且包括用于控制所述電器設備的構件，且所述第一通信部分包括用于輸入控制信息的構件。
6.根據權利要求1所述的通信配置，其中所述第一和第二通信部分中的每一者都包括收發器。
7.一種用于家用電器設備的通信配置，所述配置包括第一通信部分，其包括用于發射無線信號的發射器；和第二通信部分，其與所述第一通信部分遠程定位，且包括用于接收所述無線信號的接收器；其中所述第一和第二通信部分中的一者與所述電器設備相關聯，且所述第二通信部分包括處理器以處理所述信號并消除所述信號中發射的噪聲的影響。
8.根據權利要求7所述的通信配置，其中所述信號是RF信號。
9.根據權利要求7所述的通信配置，其中所述第一通信部分與所述電器設備相關聯，且包括用于監視所述電器設備的構件，且所述第二通信部分包括用于顯示監視信息的構件。
10.根據權利要求7所述的通信配置，其中所述第一通信部分與所述電器設備相關聯，且包括用于控制所述電器設備的構件，且所述第二通信部分包括用于輸入控制信息的構件。
11.一種用于家用電器設備的檢測并消除RF信號中的噪聲的通信配置，所述配置包括第一通信部分，其包括用于發射無線信號的發射器；和第二通信部分，其與所述第一通信部分遠程定位且包括用于接收所述無線信號的接收器；其中所述第一和第二通信部分中的一者與所述電器設備相關聯，且所述第二通信部分包括對所述信號進行過采樣的構件。
12.根據權利要求10所述的通信配置，其中所述第二通信部分包括用于檢測位的構件，其包括用于確定所述位的值的構件；用于使與所述位的所述值相關聯的計數器增加1的構件；用于檢測所述位的模式的構件；用于確定脈沖的寬度的構件；用于檢測所述位的所述值的構件；用于將所述位存儲在緩沖器中的構件；用于重置與所述位的另一值相關聯的位計數器的構件；和用于確定所述脈沖的所述寬度的構件；其中所述進行過采樣的構件包括用于重復所述用于檢測位的構件的操作的構件。
13.根據權利要求12所述的通信配置，其進一步包括用于將所述位的模式確定為前同步碼、開始碼或實際數據中的一者的構件。
14.根據權利要求13所述的通信配置，其中所述RF信號具有曼徹斯特編碼。
全文摘要
本發明揭示一種用于家用電器設備的通信配置。所述配置包括第一通信部分，其包括用于發射無線信號的發射器，和第二通信部分，其與所述第一通信部分遠程定位且包括用于接收所述無線信號的接收器。所述第一和第二通信部分中的一者與所述電器設備相關聯。在一方面，所述第二通信部分包括處理器以處理信號并消除信號中發射的噪聲的影響。在一方面，所述信號是RF信號，且所述第二通信部分包括對所述信號進行過采樣的構件。
文檔編號H04B15/00GK101040446SQ200580013482
公開日2007年9月19日 申請日期2005年4月28日 優先權日2004年4月28日
發明者博比·賀氏, 麗薩·M·雷維, 密贊爾·拉赫曼·汗·喬杜里, 約翰·魯道夫, 羅伯特·艾倫·麥考伊 申請人:伊萊克斯家用產品有限公司