专利名称：具备智能化管理功能的电视机的制作方法
技术领域：
本发明涉及对电视机现有电路结构的改进。特别是涉及一种具备智能化管理功能的电视机。
背景技术：
电视机的电路设计一直围绕着图像的质量和声音的品质而做文章。随着高新技术的不断出现和成熟，特别是随着计算机技术的发展和成熟，电视机的电路结构已经日趋完美。电视机结构电路设计中CPU的应用使得对电视机功能和效果的调节管理变得越来越简单和可靠。但许多专业化较强的功能和调节操作十分复杂，直到整机淘汰用户都不甚了解，甚至不会应用。新的改进设计中人性化的还不多见。如何使电视机本身的功能具有人性化的特点，使人感觉到电视机不再是一个无生命的物体，而是家庭中的重要组成，这就涉及到智能化的管理和人机之间的交流，这一全新的课题已摆在电视制造商的面前。但对于CPU已进入电视机电路结构设计日趋成熟的今天，这样的飞跃已经是为时不远了。
发明内容
本发明的目的是设计一个具有智能化管理功能的电视机，具体地说它是一个可以根据即时的应用环境状况和实际需要向电视机的使用者提供自动管理服务，包括防盗窃警示服务的电视机。
长时间观看电视的人会不自觉入睡，因故离开正处于工作状态的电视机后未能及时返回关闭电视，会使电视继续工作一直连续到该频道节目的终结。目前有的电视已经设置了无视频信号时延迟自动关机的电路，可以在该频道当天节目终结时关机。如果没有这个功能的电视就会一直处于开机状态直至主人返回，或醒来发现为止。无疑这对电视来讲是一个极大的浪费和消耗，对电视设计者来讲，则是一个缺撼。
本发明的关键是在现有电视机的电路结构中再增设一个环境状态监测电路，它可以采集到移动人体释放的电红外线信号，从而借助电视CPU和其内存中的程序进而判定电视机周围的环境状态，再通过与人的交流完成最终的状态判定和关闭电视的智能化管理。现有电视结构中电路中已启用了CPU做为监测、调控与管理电视机视频和音频信号的管理中心，并设计有相应的图象与声音的数字化调节电路。在电视机CPU的存贮器中存有设计完善的包括信号采集、分析、判定到调控管理在内的软件程序。只需将环境监测电路采集到的信号经处理变成CPU可以识别的信号，就可以利用现有的电视机CPU，图象与声音的调节电路和适应性改进了的内存程序软件，去完成人机交流实现智能化的管理任务。
在本发明中，特别设计一个环境状态监测电路，该电路将采集到的电视机周围环境的状态信号送至电视机结构电路中CPU的I/O端口处。经内存管理软件的判别和处理后，再将控制电视机图像与声音信号变化的指令送入图像与声音调节电路，从而自动地完成对电视机的智能化管理。实际上，本发明中的环境状态监测电路是一个由高灵敏度的热释电红外线传感器，以及顺序串连在其后的电压放大电路、与设定电压的比较放大电路和信号输出电路所组成。将红外热释电红外传感器采集到的移动人体的红外信号，经放大比较后由输出电路送至电视机CPU的I/O端口，再经相应软件判定后将调控指令从I/O端口发至图像和声音调节电路去做出适应性调整。例如，主人已入睡或离去时，热释红外线传感器无法在设定传感区域内采集到移动人体的红外信号，该信息传至电视机CPU的I/O端口经软件判定处理为一个指令，从电视机CPU发出至图像和声音的调节电路，使视频音频信号减弱，再经过一段延时后所采集到的环境状态信号仍无变化，则电视机CPU发出的指令继续减弱视频、音频从而导致电视机音量渐弱至关机，从而完成智能化管理的任务。
下面就给出的环境状态监测电路的实施例说明本发明的目的是如何实现的。
图1为具有智能化管理功能电视机的相关电路结构框图。
图2为环境状态监测电路的实例电原理图。
图3为报警电路电原理图。
其中PIR代表热释电红外传感器，1代表与PIR相配套的环境信号处理电路，1A代表放大电路，1B代表电压比较电路，1C代表信号输出电路，2代表电视机的CPU，3代表图像和声音的受控调节电路，4为警示电路，K为状态设定开关，1-1、2-2、3-3为状态设定开关K的三档触点，IC1，IC2是集成电路芯片，电路中V1～V5为三极管，Y为扬声器，BT为可充电独立后备电源，J1-1为接与电视机本机电源线相连的一个继电器J上的常闭触点组，VDA表示电视机CPU(2)待机状态下的引出的直流电源。VDD表示电视机CPU(2)工作状态下的引出的直流电源。
具体实施例方式
本发明的关键在于在电视机的整机结构电路中首次采用了热释电红外传感元件PIR来组成一个环境状态监测电路。这种探头是以探测人体辐射为目标的，所以对波长为10μm左右的红外辐射非常敏感。为了仅对人体的红外辐射敏感，它的结构设计上在红外射线穿过的窗口上通常覆盖有特殊的菲涅尔滤光片，使环境的干扰受到明显的控制作用。由菲涅尔滤光片组成一个球面，形成很多小视窗，每个视窗就是一个监控方向。该传感器包含至少两个互相串联或并联的热释电元件，该元件的两个电极化方向正好相反，环境背景辐射对两个热释电元件几乎具有相同的作用，使其产生释电效应相互抵消，于是探测器无信号输出。人进入探测区域内，人体红外辐射通过部分镜面聚焦，并被热释电元接收，但是两片热释电元接收到的热量不同，热释电也不同，不能抵消，经信号处理从而判断有人进入。正对的小视窗接收到人体发射的红外线，形成一个高电位。这个时候一直处于高电位或者低电位的时候，内部电路不输出信号，判断为无人移动。当人体移动时，人从一个小视窗的检测范围消失，到达另一个小视窗，从而原来形成高电位的小视窗的电位降到低电位，形成一个下降延，发送一个信号，从而判断人在移动。所以采用以上元件可以对环境状态准确地采集到信息，并通过后置电路处理后将监测到的信号传送至电视机中的CPU的I/O端口处，借助电视机CPU2内存中的控制软件程序识别和判定后将调控信号送入电视机的图像和声音调节电路3，从而实施人机交流后的对电视机的智能化管理。该环境状态监控电路是由这样一个高灵敏度的热释电红外传感器PIR和与其配套设计的环境信号处理电路1组成。该信号处理电路1如用分立元件搭成应是由放大电路1A，电压比较电路1B和输出信号匹配电路1C依序在热释电红外传感器PIR串连组成，热释电红外传感器PIR将所采集到的移动人体的红外信号送至该电路经电压放大，比较适配后经输出电路1C的输出端送至电视机CPU2的I/O端口输入，经软件判定后转化为调节指令从CPU2相应端口发出送至电视机的图像和声音调节电路3。
图2进一步地给出了环境状态监测电路的实施例，该实施例中热释电红传感器采用的型号为RE200B集成电路块。相配套的环境信号处理电路1采用CS9803集成电路芯片，该集成电路芯片为16脚塑封型。内部由系统时钟、两级运放、电压比较器、检测器、计时器、过零检测器及输出控制电路组成，完全符合与热释电红外传感器RE200B配套要求。整体环境状态监测电路则由红外传感器RE200B和集成电路CS9803及其配套的外围阻容元件搭接而成。其中红外传感器RE200B所需标准工作电压是由集成电路CS9803的第四脚送至，红外传感器RE200B所采集到的信号送至集成块CS9803的第二脚，经该集成块内部电路二极运算放大，窗口电压比较后从信号输出端第11脚送出至电视机CPU2的I/O端口。
以上所设计的电路在电视机进入正常工作状态后即进入开机延时阶段，红外线传感器RE200B加电预热45秒后即进入自动检测状态。房间内有人在看电视，则人体发释的红外线就会被探测到并将采集到的信号转化为1mv、3-7HZ的信号送入CS9803第二脚，经两级放大比较处理后由输出电路从11脚输出一个高电平至电视机CPU的I/O端口。结合开机过程，经软件程序判定为正常看电视状态后CPU相应指令端口不发出调控指令，然后通过延时后进入一个采样周期。当人入睡或离去后红外线传感器RE200B采集不到移动人体的信号后，从CS9803的11脚发往电视机CPU相应端口的信号变成持续高或低电平，此时采取到的信号经软件判定为人入睡或已离去。此时CPU并不立即发出关机指令，而是在软件管理下发出调控指令，使电视机的图像变暗，音量减小，等待环境反应，然后再进入下一个周期采样。如果下一周期采样结果相同，则电视机的调控电路4会在电视机的CPU指令下使音量继续下调，直至最后关闭电视机。调控和采样的时间周期可由软件设定，当人未入睡或重新回到房中观看电视时可以用手调控以恢复到正常收视状态，必要时可以关闭以上的电路，进入完全手动操作。以上的电路使电视机的功能更加人性化，使电视机处于智能化的管理之下，延长使用寿命和避免不必要的损耗。
在环境状态监测电路中设置一个功能转换电路，它可以使本发明的功能得到进一步的扩展。功能转换电路实际上是一个电源切换电路，更确切地说是一个双连三档电源开关K，设置在环境监测电路的电源线路中。其处于空档位置1-1时环境状态监测电路没有电源供给停止工作。此时电视机进入完全人为控制状态。当开关K转到2-2档时，电视机中的VDD直流电源加载，所增设的环境状态监测电路进入工作状态，向电视机的CPU输出所采集到的移动人体红外线信号。此时电视机处于人体感应控制状态，主人可以任意的离去或随意而眠，不必担心早上一觉醒来电视仍在工作。当开关K处在3-3档状态时，我们称之防盗状态。此时的VDA是由电视机处于关机节电状态下的CPU引出的直流电源，亦称待机状态。此时环境状态监测电路是双电源供电，除了待机状态下CPU引出的直流电VDA外，还并联一个自备独立电源BT，它是一个可充电电池组。处于工作状态的环境状态监测电路此时仍能通过热释电红外传感器PIR探测到移动人体进入屋内，并将采集到的信号由CS9803的11脚发至电视机CPU的I/O端口，该信号可以启动CPU，由节电状态立即转入工作状态，CPU对开关K状态检测和延时(以防主人夜间偶入电视间)处理后，可以判定盗贼入室后会将指令发出，触发电视机开启，搜索频道并逐渐进入最大音量状态，对盗贼起到震摄作用。当音量加大至极限时电视机CPU从I/O端口发出指令触发报警电路工作发出报警声，或将屋中遭人入侵的消息通过其它专用装置传给保安或引起卧室熟睡人的警觉，或传至主人手机报警。
图3给出了报警电路的实施例。实际上是一个由三极管V1，V2，V3，V4和外围阻容元件搭成的开关电路，它和音频发生器IC2加外围器件及扬声器组成的一个音频出生器。IC2具体采用CW9561集成电路，触发信号自电视机CPU2的I/O端口引至三极管V1的基极上，三极管V4做为开关元件串接在芯片CW9561的第二脚和接地端之间。音频输出自CW9561的脚引出经V5放大后加载在扬声器Y上。这样一来来自电视机CPU的I/O端口的触发信使V1截止V2与V3、V4导通，IC芯片发出的报警信号经V5放大从扬声器发出，使盗贼惊慌逃跑。
如果盗贼在开始时就拔掉电视机电源插头，则可以导致整个防盗功能的失效。所以，为了防止这一可能，本发明特别为报警电路和环境状态监测电路设计了自备独立电源。如图2所示功能转换开关K转到3-3档后，即是双电源同时供电。同时还将报警电路中三极管V1的基极上引出的触发信号线，它通过一个由电视机本机电源控制的继电器J中的一组常开触点和一个非门接至环境状态监测电路1的信号输出端。当入侵盗贼拔下电视机电源企图中止电视机的报警启动时，继电器J会立即复位，触点J1-1闭合报警电路中V1的基极会从集成块CS9803的11脚直接接受触发信号，使V4导通，IC2芯片CW9502工作，整个报警电路继续工作。
本发明的有益效果是由于在电视机接受电路中增加了环境状态监测电路和采用了热释电红外传感器，及其附加的电路和开关机构，使电视具备了智能化的管理功能，而且增加了防盗功能。如果将报警电路进一步设计成为短信息发射或电话报警，则可以使电视机成为家庭防盗网中的一个重要组成部分，而对消费者起到更加重要作用。
权利要求
1.具备智能化管理功能的电视机，该电视机电路结构中包括有电视机CPU(2)和受CPU(2)调控的图像和声音调节电路(3)，以及存贮于CPU(2)内存单元中的调控管理程序，其特征在于结构电路中增设了一个环境状态监测电路，该环境状态监测电路包括一个热释电红外传感元件(PIR)，其采集到的信号被送至电视机CPU(2)，在管理程序判定后再将调控指令送至图像与声音调节电路(3)实现对电视机智能化管理。
2.根据权利要求1所说的具备智能化管理功能的电视机，其特征在于所说的环境状态监测电路包括一个热释电红外传感元件(PIR)，以及顺序串连在该红外传感元件信号输出端之后的放大电路(1A)、输入端与该放大电路(1A)输出端相连的电压比较器(1B)和输出电路(1C)组成，经放大比较匹配输出的环境状态信号送至电视机CPU(2)的I/O端口输入，经管理软件判定后的指令由电视机CPU发出送至图像和声音调节电路(3)。
3.根据权利要求1所说的具备智能化管理功能的电视机，其特征在于所说的环境状态监测电路由热释电红外线传感器(RE200B)和IC1芯片(CS9803)以及集成电路外围阻容元件搭接而成，热释电红外传感器(RE2000B)的标准工作电压由IC1芯片(CS9803)的4脚输出，所采集到的移动人体热释电红外信号从该芯片第二脚输入，经二极放大、比较、匹配后输出的信号从该芯片第11脚发至电视机CPU(2)的I/O端口。
4.根据权利要求1所说的具备智能化管理功能的电视机，其特征在于环境监测电路中附加一个功能转换电路，该电路具体地说是一个双连三档位转换开关K，设定在环境状态监测电路的电源线路上，空档位置(1-1)时该环境状态监测电路的电源线中断，二档位置(2-2)时环境状态监测电路电源线通过开关K接至电视机本机匹配电源上，三档位置(3-3)时将备用独立电源(BT)与本机电源(VDA)并连供电，环境状态监测电路与报警电路(4)共用同一电源。
5.根据权利要求4所说的具备智能化管理功能的电视机，其特征在所说的报警电路是一个由三极管V1，V2，V3，V4和外围阻容元件组成的开关电路，和IC2芯片(CW9561)及外围器件组成的音 器及扬声器组成，触发信号自电视机CPU(2)的I/O端口引至V1的基极，开关三极管V4串接在IC2芯片(CW9561)第2脚和接地端，IC2芯片(CW9561)的音频输出端第3脚通过三极管V5放大后加载在扬声器(Y)上。
6.根据权利要求5所说的具备智能化管理功能的电视机，其特征在于从引至V1基极的触发信号端通过一个常开继电器触点(J1-1)、串连一个非门接至环境状态监视电路的输出端，或接至IC1芯片(CS9803)芯片的第11脚。
全文摘要
本发明涉及对电视机现有电路结构的改进。所改进后的电路结构中增设了一个环境状态监测电路，该电路将采集到的人体移动信号送至电视机CPU，在管理程序判定后再将调控指令送至图像与声音调节电路实现对电视机智能化管理，该电路由一个热释电红外传感元件，以及顺序串连在该红外传感元件信号输出端的放大电路、电压比较器和输出电路组成，经放大比较匹配输出的环境状态信号送至电视机CPU，经管理软件判定后的指令由电视机CPU发出送至图象和声音调节电路或报警电路实现智能化管理。
文档编号G08B13/19GK1801903SQ20051003263
公开日2006年7月12日 申请日期2005年1月1日 优先权日2005年1月1日
发明者陆军锋 申请人:康佳集团股份有限公司