專利名稱：用于確定可訓練發射機系統的接收機閾值的系統和方法
技術領域：
本發明通常涉及供車輛使用的可訓練發射機和收發機領域。更具 體地說，本發明涉及用于遠程控制系統的可訓練收發機。
背景技術：
諸如車庫門開啟系統、家庭安全系統、家庭照明系統、大門控制 器等此類的電子操作遠程控制系統通常采用便攜式、手持發射機(即 原始發射機)來向位于遠程控制系統的接收機發射控制信號。例如， 車庫門開啟系統通常包括位于主人車庫內并且連接到車庫門開啟裝 置的接收機。用戶按下原始發射機上的按鈕向接收機發射射頻信號， 以激活車庫門開啟裝置從而打開和關閉車庫門。因此，接收機被調到 與其相關的原始發射機頻率，并且接收機對己編程至原始發射機和接 收機中的預定代碼進行解調以便操作車庫門。為了提高諸如車庫門開 啟系統之類的無線控制系統的安全性，生產者一般使用加密技術對從 發射機發送到接收機的射頻信號進行加密。 一種此類加密方法是滾動 碼系統，其中從發射機發送到接收機的每個數字消息都具有與在前數 字消息不同的代碼。作為便攜式手持原始發射機的替換物，可在車輛中提供一種可 訓練發射機或收發器以用于遠程控制系統。可訓練發射機可由用戶配 置，以利用不同的射頻消息激活多個不同無線控制系統接收機中的一 個或多個。用戶通過將原始發射機和可訓練發射機放置在較近距離， 并按下這兩個發射機上的按鈕而將可訓練發射機訓練成現有的原始 發射機。可訓練發射機根據從原始發射機接收到的射頻信號識別與原 始發射機相關的遠程控制系統類型。例如，可訓練發射機可識別并存儲原始發射機射頻控制信號的控制代碼和RF載波頻率。另外，接收 機可以學習可訓練發射機的發射機識別符。對于采用滾動碼(或其他 加密方法)的系統來說，可訓練收發器和接收機還必須"同步"，這 樣可訓練發射機和接收機的計數器計數器從相同值開始。因此，用戶 按壓遠程控制系統接收機的按鈕以識接收機進入訓練模式。可將可訓 練收發器上的按鈕按例如兩到三次，以發射消息，因而接收機可以學 習發射機識別符、完成接收機和可訓練發射機的同步并確認訓練成功。 一旦訓練成，可訓練收發器就可用于發射RF信號以控制遠程控制系統。如上所述，在可訓練發射機的訓練過程中，可訓練發射機接收 來自原始發射機的射頻信號。因此，可訓練發射機包括或連接至用于 接收來自原始發射機的射頻信號的接收機(或者使用包括接收電路的 收發器)。接收機采用接收機閾值接收到來的信號。通常，接收機閾 值是由接收機使用的設置電壓電平，以確定何時在輸入模擬信號上調 制數據，并把模擬信號的數據轉換成數字數據(例如，確定到來信號是否表示0或1)。可以在制造可訓練發射機時，計算接收機閾值(例如，閾值電壓)并將其編程寫入到可訓練發射機中。然后，在對可訓 練發射機進行每個后續訓練嘗試期間，由接收機采用該預先編程的接 收機閾值以接收輸入信號。然而，如果該預定接收機閾值是錯誤的或 編程錯誤，則會對可訓練發射機的訓練性能帶來不利的影響。例如， 如果該預編程接收機閾值太高或者太低，則不可能接收到輸入信號。發明內容根據實施例， 一種用于確定可訓練發射機的接收機閾值的方法包括接收來自用戶的進入訓練模式請求，確定可訓練發射機的接收機 頻段內的噪聲電平，以及，根據該噪聲電平選擇接收機閾值。根據另一個實施例， 一種可訓練發射機包括用于接收信號的接 收機電路、連接到該接收機電路的控制電路，其用于確定接收機電路 頻段內的噪聲電平，以選擇接收機閾值并把接收機閾值提供給接收豐幾 電路，接收機閾值是根據噪聲電平可變的。根據另一個實施例， 一種用于訓練可訓練發射機的方法包括 接收來自用戶的進入訓練模式請求、確定可訓練發射機的接收機頻段
內的噪聲電平、根據該噪聲電平選擇接收機閾值、把該接收機閾值提 供給可訓練發射機的接收機、以及開始可訓練發射機的訓練模式。
圖1是具有根據實施例的可訓練發射機的車輛透視圖。圖2是根據實施例的可訓練發射機的示意框圖。 圖3示出根據實施例的用于訓練可訓練發射機的方法。 圖4示出根據實施例的用于確定可訓練發射機的接收機的接收 機閾值的方法。圖5A-5C是根據實施例的自適應接收機閾值的示例圖示。
具體實施方式
圖1是包括根據實施例的可訓練發射機的車輛透視圖。車輛10 包括可訓練發射機16，所述車輛10可以是汽車、卡車、運動型多用 途汽車(SUV)、小貨車或其他車輛。在替換實施例中，可訓練發射 機可配備于諸如便攜式外殼、密鑰卡(key fob)、鑰匙鏈或其他手持 設備之類的其他系統中。在圖1中，可訓練發射機16被顯示為安裝 在車輛10的頂部。或者，可將一個或多個可訓練發射機16的部件安 裝在其他車輛內部部件上，諸如遮光板17、儀表板18、后視鏡(未 顯示)、儀表盤、座位、中央操縱臺、門板或車輛中的其他適當位置。 可訓練發射機16可用于控制遠程控制系統14，諸如車庫門開 啟裝置、家庭安全系統、家庭照明系統、大門控制器等等。利用用于 控制遠程控制系統14的原始發射機12對可訓練發射機16進行訓練。 原始發射機12是發射機，通常是手持式發射機，該發射機與遠程控 制系統14 一起出售或者作為售后零件，該發射機用于發射預定載波 頻率的觸發信號，且具有用于激活遠程控制系統14的控制數據。例 如，原始發射機12可以是用于以如355兆赫(MHz)的頻率來發射車庫門開啟信號的手持式車庫門開啟發射機，其中觸發信號具有控制 數據，所述控制數據可以是固定編碼或密碼化編碼的代碼(例如，滾 動碼)。本例子中，遠程控制系統14可以是用于響應于從原始發射積i12中接收觸發信號而打開車庫門的車庫門開啟系統。因此，遠程控制系統14包括用于接收無線信號的天線(未顯示)，所述無線信號包 括控制遠程控制系統14的控制數據。為了訓練可訓練發射機16，從原始發射機12向車輛10中的可 訓練發射機16發射觸發或控制信號A。可訓練發射機16接收該控制 信號、識別控制數據(例如，固定碼或滾動碼數據)和控制信號的載 波頻率，存儲這個信息以用于以后的重發。然后，可訓練發射機16 可有選擇地產生具有所學習頻率的控制信號T和控制數據，并將該控制信號和控制數據傳送給諸如車庫門開啟裝置之類的遠程控制系統 14，所述遠程控制系統14對該控制信號做出響應。下面將更詳細地 討論可訓練發射機16的訓練和操作。圖2是根據實施例的可訓練發射機的示意圖方框圖。可訓練發 射機16包括和天線38連接的發射機電路20和接收機21 。在另一個 實施例中，具有發射和接收電路的一個雙功能收發器可用于代替獨立 的接收機和發射機。發射機電路20和接收機21還連接到控制電路 22。控制電路22可包括各種類型的控制電路(數字和/或模擬)，并 且可包括微處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)或用于執行 此處所描述的各種輸入/輸出、控制、分析及其他功能的其他數字和/ 或模擬電路。開關接口24連接至多個按鈕或開關。或者，諸如旋鈕、 撥號盤等等之類的其他用戶輸入設備或者用于接收來自車輛使用者 的聲音信號的聲音激活輸入控制電路均可用于接收用戶輸入。在示例 性實施例中，幵關接口 24連接至三個按鈕幵關26、 28和30中的一 個端子，這三個按鈕開關26、 28和30的其余端子接地。開關26、 28和30均可與要控制的獨立遠程控制系統相關聯，每個開關都有其 唯一的工作RF頻率調制方案和/或控制數據。因而，每個開關26、 28和30對應于發射機電路20的不同射頻信道。然而，應當理解的 是，如果希望則可以把每個信道都訓練成相同的原始發射機或者不同 的原始發射機。接口電路24把來自開關26、 28和30的信號信息耦合到控制電 路22的輸入端。控制電路22包括用于從開關接口 24接收信號的數
據輸入端，所述信號表示開關26、 28和30的閉合狀態。電源32通 常連接至各個組件來以傳統方式提供必要的操作電源。控制電路22還連接至顯示器36，其包括諸如發光二極管(LED) 等的顯示元件。顯示器36也可以包括其他顯示元件，諸如液晶顯示 器(LCD)、真空熒光顯示器(VFD)或其他顯示元件。控制電路22 包括存儲器34以存儲計算機程序或其他軟件以執行此處描述的功 能，所述存儲器34包括易失性和/或非易失性存儲器。存儲器34用 于存儲諸如與開關26、 28和30有關的控制數據和載波頻率信息之類 的所學習的信息。另外，對于滾動碼或其他密碼化編碼的遠程控制系 統來說，可預先存儲與每個系統的滾動碼或密碼算法有關的信息，并 且與用于識別特定類型的遠程控制系統并由此識別該遠程控制系統 的適當密碼算法的頻率和控制數據關聯。如上所述，每個開關或按鈕 26、 28和30可與獨立的遠程控制系統有關，諸如不同的車庫門開啟 裝置、電子操作的入口大門、房屋照明控制及其他遠程控制系統，每 個遠程控制系統具有唯一的操作RF頻率、調制方案和控制數據。發射機電路20和接收機21經由天線38與遠程控制系統14和 原始發射機12通信。接收機21可用于經由天線38接收信號，發射 機電路20可用于經由天線38發射信號。在替換實施例中，發射機 20和接收機21可使用獨立的天線(例如，在可訓練發射機中提供獨 立的發射與接收天線)。 一旦已經訓練了可訓練發射機16的信道，可 訓練發射機16就被用于發射具有控制遠程控制系統14的控制數據的 無線控制信號。例如，響應于諸如開關26的開關動作，在控制電路 22的控制之下，發射機電路20用于產生具有與該具體訓練信道有關 的載波頻率和控制數據的控制信號。利用例如頻移鍵控(FSK)調制、 振幅移位鍵控法(ASK)調制或其他調制技術把該控制數據調制成控 制信號。控制信號上的控制數據可以是固定碼或滾動碼或適于遠程控 制系統14的其他密碼化編碼控制代碼。如上所述，可訓練發射機16 可以利用遠程控制系統14的原始發射機12來學習遠程控制系統的控 制代碼和載波頻率。圖3示出了訓練根據實施例的可訓練發射機的方法。在方框40，
在可訓練發射機處接收用戶的進入訓練模式的請求。例如，用戶可通過激活可訓練發射機的按鈕(例如，圖2中的按鈕26)來提出請求。在一個實施例中，用戶按住按鈕直到收到已經完成信道訓練的反饋。或者，用戶可按住按鈕預定時間(例如，3秒、IO秒等等)。顯示器 可用于向用戶顯示訓練模式已經開始，例如像LED指示器這樣的顯 示元件可閃爍以向用戶提供反饋。此外，該顯示元件可用于指示信道 已經訓練完畢(例如，LED可快速閃爍)。在替換實施例中，可以通 過可訓練發射機輸入設備的按鍵組合、接收車輛總線上的消息、收到 來自原始發射機的控制信號或者通過選擇顯示器上的菜單項來提出 進入訓練模式的請求。在方框42，確定可訓練發射機接收機21 (顯 示于圖2中)的接收機閾值(例如接收機閾值電壓)。圖4示出確定根據實施例的可訓練發射機的接收機閾值的方 法。在方框60，可訓練發射機接收機掃描接收機的頻率范圍以檢驗 環境噪聲電平。在一個實施例中，接收機21與(圖2所示的)控制 電路22結合，對接收機的頻率范圍內的環境噪聲電平進行周期性采 樣(例如，在預定時間間隔)。例如，可以在接收機頻率范圍對規則 間隔的頻率進行環境噪聲電平的采樣。在一個實施例中，在頻率范圍 內獲得接收信號強度指示(RSSI)的采樣以確定環境噪聲電平。在方 框62，確定該頻率范圍內的環境RF噪聲電平。例如，利用該領域中 公知的方法可以確定(例如，計算)接收機頻率范圍內環境RF噪聲 的平均強度值。在一個實施例中，(圖2所示的)控制電路22用于通 過計算對接收機頻率范圍進行掃描期間獲得的樣本平均值來確定平 均RF噪聲電平。在另一個實施例中，對平均RF噪聲電平加上偏移 量。 一旦確定了可訓練發射機接收機頻率范圍內的環境RF噪聲電平 (例如，環境RF噪聲的平均值)，在步驟64，就根據環境噪聲電平 選擇接收機閾值(例如電壓電平)。例如，可根據環境噪聲電平選擇 最優接收機閾值。優選地，接收機閾值選擇為平均RF噪聲電平或高 于該平均RF噪聲電平。在方框66設置接收機閾值。例如，(圖2所示的)控制電路22 可用于向(圖2所示的)接收機21提供代表所選接收機閾值的模擬
電壓電平。在一個實施例中，由控制電路利用PWM輸出和RC (接 收機-電容器)電路產生接收機閾值。或者，可采用數模轉換器(DAC) 電路元件，而不是用于產生模擬電壓電平的分離硬件元件或其他已知 方法。(圖2所示的)控制電路22 (以可變占空比產生數字信號(例 如，PWM輸出)。將該占空比選擇為提供適當的接收機閾值電壓電平。 然后，將該數字信號提供給RC電路，所述RC電路把該數字信號轉 換成模擬電壓電平(即，接收機閾值)。然后把接收機閾值電壓電平 提供給(圖2所示的)可訓練發射機的接收機21。優選地，在可訓 練發射機的每個訓練周期開始時確定接收機閾值。因此，接收機閾值 可適應于訓練可訓練發射機的噪聲狀態和環境。圖5A-5C示出根據實施例的自適應接收機閾值的示例圖示。圖 5A示出由可訓練發射機確定的環境噪聲電平70與響應于所確定的噪 聲電平70而產生的數字信號72 (例如，PWM輸出)，以在第一訓練 周期中設置接收機閾值74。如上所述，數字信號72被轉換成模擬電 壓電平74。圖5B顯示了由可訓練發射機確定的高環境噪聲電平80 與響應于所確定的噪聲電平80而產生的數字信號82 (例如，PWM 輸出)，以在第二訓練周期中設置接收機閾值84。如上所述，數字信 號82被轉換成模擬電壓電平84。圖5C示出由可訓練發射機確定的 低環境噪聲電平90和響應于所確定的噪聲電平90而產生的數字信號 92，以在第三訓練周期中確定接收機閾值94。如上所述，數字信號 92被轉換成模擬電壓電平94。因此，接收機閾值可在可訓練發射機 的每個訓練周期上適應于噪聲狀態和環境。回到圖3，在方框44，可訓練發射機進入訓練模式并開始查找 控制信號以訓練信道。在示例實施例中，將原始發射機放置可訓練發 射機的附近，并將其激活，以在方框46發送RF控制信號(例如， 激活原始發射機的用戶輸入設備)。在方框48，可訓練發射機接收來 自原始發射機的控制信號，解調該控制信號并識別該控制信號的控制 數據和載波頻率。可訓練發射機接收機在接收該控制信號時，使用在 進入訓練模式之前所確定的接收機閾值。具體而言，接收機將到來信 號與接收機閾值進行比較。在一個實施例中，(圖2所示的)接收機 21包括模擬比較器(未顯示)，所述模擬比較器用于將到來信號與接 收機閾值進行比較。把到來信號與接收機閾值進行比較以確定何吋在 到來信號上對數據進行調制，以及以把到來信號轉換成數字數據。例 如，如果到來信號電壓大于接收機閾值，則對數據進行調制并且到來 信號電壓表示邏輯"1"輸出。例如，如果到來信號電壓小于接收機 閾值，則不對數據進行調制并且到來信號電壓表示邏輯"0"輸出。 所識別的載波頻率和控制數據可用于確定與原始發射機相關的遠程 控制系統的類型，并用于確定控制數據是固定碼或滾動碼。在方框50，如果遠程控制系統是固定碼系統，則在方框52把 固定碼和載波頻率存儲在存儲器中，以便在可訓練發射機的操作模式 期間進行隨后的重發。如果控制信號是滾動碼，在步驟54，則根據 遠程控制系統的所識別類型而從存儲器中取回滾動碼數據(例如，滾 動碼算法和載波頻率)，并且把該滾動碼數據與開始被訓練的信道相 關聯。 一旦可訓練發射機信道被訓練到滾動碼信號，在方框56用戶 就為遠程控制系統的接收機啟動訓練模式。例如，用戶可激活諸如連 接于遠程控制系統接收機的按鈕之類的輸入設備。在方框58，例如 通過學習可訓練發射機的識別符以及對于滾動碼系統來說通過把可 訓練發射機的計數器與遠程控制系統接收機相同步而訓練遠程控制 系統接收機。在示例性實施例中，可按壓可訓練發射機上的按鈕兩到 三次，以把信號從可訓練發射機發射到接收機以便接收機可以學習發 射機識別符，完成接收機與可訓練發射機的同步以及確認訓練成功。 如前所述， 一旦被訓練，可訓練發射機就可用于發射控制信號以控制 遠程控制系統。雖然附圖中所述的示范性實施例及以上的描述目前是優選的， 但是應當清楚這些實施例僅是以舉例的方式而提供的。例如，替換實施例可適于用在商業市場中，其中控制辦公室照明或安全系統或停車 場車庫門。因此，本發明不局限于具體的實施例，而是擴展到落入附 加權利要求范圍內的各種改進。根據替換實施例，任何處理或方法步 驟的順序或次序均可被改變或重新排序。
權利要求
1.一種用于確定可訓練發射機的接收機閾值的方法，該方法包括接收來自用戶的進入訓練模式的請求；確定所述可訓練發射機的接收機的頻率范圍內的噪聲電平；以及根據所述噪聲電平選擇接收機閾值。
2. 根據權利要求1的方法，其中所述噪聲電平是環境RF噪聲電平。
3. 根據權利要求1的方法， 均環境RF噪聲電平。
4. 根據權利要求1的方法， 接收機提供所述接收機閾值。
5. 根據權利要求4的方法，號
6. 根據權利要求1的方法， 輛中。
7. 根據權利要求6的方法， 輛內的部件中。其中確定所述噪聲電平包括確定平 還包括向所述可訓練發射機的所述 其中所述接收機閾值是閾值電壓信 其中所述可訓練發射機被集成在車 其中所述可訓練發射機^^集成在車
8. —種可訓練發射機，包括.-用于接收信號的接收機電路；以及控制電路，連接至所述接收機電路且用于確定所述接收機電路的 頻率范圍內的噪聲電平，并選擇接收機閾值且把所述接收機閾值提供 給所述接收機電路，所述接收機閾值根據所述噪聲電平可變。
9. 根據權利要求8的可訓練發射機，其中所述接收機閾值是閾 值電壓信號。
10. 根據權利要求8的可訓練發射機，其中所述噪聲電平是環境RF噪聲電平。
11. 根據權利要求8的可訓練發射機，其中所述控制電路用于確 定所述接收機電路的頻率范圍內的平均環境RF噪聲電平。
12. 根據權利要求8的可訓練發射機，其中所述接收機電路包含 于收發器中。
13. 根據權利要求8的可訓練發射機，還包括 連接至所述控制電路的用戶輸入設備；其中所述控制電路響應于所述用戶輸入設備的啟動確定所述噪 聲電平并且根據所述噪聲電平選擇接收機閾值。
14. 根據權利要求8的可訓練發射機，其中可訓練發射機被集成 在車輛中。
15. 根據權利要求14的可訓練發射機，其中可訓練發射機被集 成在車輛內的部件中。
16. —種用于訓練可訓練發射機的方法，該方法包括 接收來自用戶的進入訓練模式的請求； 確定所述可訓練發射機的接收機的頻率范圍的噪聲電平； 根據所述噪聲電平選擇接收機閾值.把所述接收機閾值提供給所述可訓練發射機的接收機；以及 開始所述可訓練發射機的訓練模式。
17. 根據權利要求16的方法，其中所述噪聲電平是環境RF噪聲 電平。
18. 根據權利要求16的方法，其中確定所述噪聲電平包括確定 平均環境RF噪聲電平。
19. 根據權利要求16的方法，其中所述可訓練發射機的訓練模 式包括從與遠程控制系統相關的原始發射機接收控制信號； 檢測所述控制信號的頻率和控制數據；以及 根據所述控制信號的所述頻率和控制數據識別一種類型的遠程 控制系統。
20. 根據權利要求16的方法，其中所述可訓練發射機被集成在 車輛中。
全文摘要
一種可訓練發射機，包括接收機電路和控制電路。接收機電路用于接收信號。控制電路連接至該接收機電路并且用于確定接收機電路頻率范圍內的噪聲電平。控制電路還用于選擇接收機閾值并把接收機閾值提供給接收機電路。根據噪聲電平，接收機閾值是可變的。可訓練發射機可以被集成在車輛中，尤其是車輛內部元件中。
文檔編號G08C17/02GK101213581SQ200680019931
公開日2008年7月2日 申請日期2006年4月11日 優先權日2005年4月12日
發明者J·L·雷訥 申請人:約翰遜控制技術公司