用于发送射频控制信号的发射机和方法

专利名称：用于发送射频控制信号的发射机和方法
技术领域：
本发明一般涉及射频发射机领域，更具体地涉及用于以多个频率发送 射频控制信号的发射机和方法。
背景技术：
无线控制系统用于多种不用的应用场合，以提供设备或系统的远程控 制方法。典型地，例如车库门开启装置系统，家庭安全系统，大门控制器 等的无线控制系统，采用便携式、手持式发射机(即，原始发射机)以将 控制信号发送到位于远程系统或设备处的接收机。例如，车库门开启装置 系统通常包括位于房主车库内并耦接至车库门开启装置的接收机。用户按 下原始发射机上的按钮向接收机发送射频信号，以便启动车库门开启系统 来打开和关闭车库门。因此，接收机被调谐到其相关原始发射^l的频率上， 并且对被编程到原始发射机和接收机中的用于操作车库门的预定代码进行 解调。
为了增强例如车库门开启装置系统的无线控制系统的安全性，制造商 通常使用加密技术，对从发射机发送到接收机的射频信号进行加密。 一种 该加密方法是滚动码系统，其中从发射机发送到接收机的每个数字消息都 具有与之前的数字消息不同的代码。在这样一种系统中，随同每次传输发 送发射机标识符(有时称为序列号)和加密计数器值(有时称为跳码)。每 次按下发射机按钮，发射机中的计数器值递增。加密算法对计数器值进行 加密，以创建新的加密代码或数值。当发送加密计数器值时，其看起来没 有承载与先前发送的加密计数器值的可预测关系，因此看起来是从一个值 "跳变"到另一个值。接收机还以未加密形式存储计数器值。 一旦接收到 特定发射机标识符的加密计数器值，就对该计数器值进行解密，并与先前 存储的计数器值进行比较，以确定是否应当启动车库门开启装置。如果新 数值小于或等于先前存储的计数器值，则其可能是来自代码窃取者，因此，
接收机将不启动车库门开启装置。如果新数值大于先前存储的计数器值但 是小于预定数字，则启动该车库门。如果新数值大于超过先前存储的计数 器值的预定数字，则接收机存储该数值，但是不启动车库门开启装置。一 旦从发射机接收到下一计数器值，则如果接收机确定这两个数值是顺序的， 就启动车库门，并将最新接收的计数器值存储在存储器中。上面描述的系
统仅仅是很多基于滚动码的系统中的一个实例。
作为便携式、手持式原始发射机的替代方案，可以在例如车辆中提供 可训练(或通用)发射机或收发信机，以用于远程控制设备或系统。可训
练或通用发射机的一个实例是Johnson Controls Interiors, LLC (江森自控有 限公司)，Holland, Michigan制造的HomeLink⑧可训练发射机。可训练发 射机可以由用户来配置，以使用不同的射频消息来启动多个不同接收机中 的一个或多个。在一个实例中，通过将两种发射机保持在近距离范围内并 同时按下原始发射机和可训练发射机上的按钮，可以将可训练、发射机训练 到用于无线控制系统的现有原始发射机。可训练发射机基于从原始发射机 接收的射频信号，识别出与该原始发射机相关的无线控制系统的类型。可 训练发射机随后可以识别并存储原始发射机射频控制信号的控制数据和射 频载波频率。对于采用滚动码(或其它加密方法)的系统，则将可训练发 射机和无线控制系统接收机进行同步，例如使得可训练发射^l和接收机的 计数器以相同的数值开始。 一旦被训练，可训练发射机可用于向接收机发 送射频信号，以控制无线控制系统。
原始发射机或可训练发射机被配置用于以无线控制系统接收机被调谐 到的频率来发送控制信号。然而，如果无线控制系统是双频或多频的(即 能够工作于多个频率中的一个频率)，则可能某种现有可训练发射机或接收 机可能不与无线控制系统的一个或多个工作频率兼容。当无线控制系统制 造商改变新版本无线控制系统的工作频率时，也会发生这样的问题。因此， 需要一种发射机，其能够根据单个用户输入，以两个频率发送射频控制信 号。此外，还需要一种发射机，其根据单个用户输入被配置为以第一频率 发送滚动码消息，并以第二频率发送相同的滚动码消息。

发明内容
根据实施例， 一种用于向远程系统发送射频控制信号的发射机包括 用户输入设备，具有与包括第一频率和第二频率的远程设备相关联的控制 数据的存储器，以及耦接至该用户输入设备和存储器的发射+几电路，该发 射电路被配置用于根据单个用户输入，生成滚动码信号，在预定长度的时 间内以第一频率发送该滚动码信号，并且一旦该预定长度的时间期满，则 以第二频率发送该滚动码信号。
根据另一实施例， 一种用于向远程系统发送射频控制信号的方法包括: 接收用于请求发送射频控制信号的单个用户输入；根据单个用户输入，基 于与该远程系统相关联的控制数据生成滚动码信号，该控制数据包括第一 频率和第二频率；在预定长度的时间内以第一频率发送该滚动码信号，并 一旦该预定长度的时间期满，则以第二频率发送该滚动码信号。


通过参考以下结合附图的描述，本发明将会更容易理解，其中 图1是根据实施例的无线控制系统的示意方框图。 图2是根据示例性实施例的发射机的方框图。 图3示出根据实施例发送射频控制信号的方法。
图4是包括根据实施例的可训练发射机的无线控制信号的示意方框图。
具体实施例方式
图1是根据实施例的无线控制系统的示意方框图。无线控制系统100 包括发射机102和远程系统104。发射机102是射频发射机，其被配置用于 向远程系统104的接收机106发送无线射频消息，以启动远程系统104。发 射机102可以是例如用于无线控制系统100的原始发射机、可训练发射机 或可训练收发信机。原始发射机是发射机，通常是手持式发射机，其与远 程系统104 —起出售或作为售后服务商品，并且该发射机l皮配置用于以预 定载波频率发送具有配置用于启动远程系统104的控制数据的启动信号。 可训练发射机或收发信机可以由用户配置用于使用不同射频消息来启动多 个不同接收机和相关远程系统中的一个或多个。可训练发射机或收发信机 可以例如被安装在车辆中，并且耦接至车辆内部元件，例如遮阳板、头顶
隔板、仪表板、座椅、中央操纵台、门面板或任何其它车辆内部元件。可 选地，可训练发射机可以嵌入到手持式设备中，例如便携式外壳、密钥卡、 钥匙链等。
远程系统104可以是例如车库门开启装置、大门开启装置或操作装置、 家庭报警系统、家庭照明系统、汽车热风空调(HVAC)系统、闩锁或入口 门锁系统、家电、用于汽车的远程无钥匙进入(RKE)系统、或者用于住 宅和/或商业应用的其它安全或访问控制系统。远程系统104包括或被耦接 至用于接收射频消息的接收机106和天线(未示出)，该射频消息包括用于 控制远程系统104的控制数据。由发射机102发送的每个射频控制信号或 消息可以被配置为经由接收机106启动远程系统104，以使得远程系统104 采取某种动作、进行同步、装备或解除装备安全系统、开启车库门或大门、 对闩锁系统进行上锁或解锁、对车辆RKE系统进行上锁或解锁、建立车辆 应急/报警条件、或者引起某些其它功能或效果。
发射机102包括用户输入设备110，其可以是例如按钮开关、拨号盘、 旋钮、触摸屏显示器、话音或语音识别系统(例如，被配置用于从用户接 收话音信号的话音激励输入控制电路)、或用于提高安全性的生物统计学扫 描设备(例如指纹扫描仪)。发射机102以及接收机106可以包括用于执行 这里所描述功能的数字和/或模拟电路，并且可以包括例如一个或多个微处 理器、微控制器、专用集成电路、易失和/或非易失性存储器、以及射频发 送和/或接收组件例如晶体管，电感器，天线等。在一个实施例中，发射机 102和接收机106使用例如滚动码或可变码的加密技术进行通信。可以使用
各种滚动码或非滚动码加密算法中的任何算法，包括在远程无钥匙进入系 统和车库门开启装置系统中实现的那些算法。
根据经由用户输入设备110接收的单个用户输入(例如按下单个按钮)， 发射机102被配置用于生成并发送加密(例如滚动码)消息。具体±也，根 据单个用户输入，发射机102被配置用于生成并在预定长度的时间周期内 以第一频率发送加密消息。 一旦预定长度的时间周期期满，则发射机102 以第二频率发送相同的加密消息。第一和第二频率可以与远禾呈系统104和 接收机106相关联。接收机106可以被配置用于接收第一和第二频率，或 者仅仅接收第一和第二频率中的一个频率。图2是根据实施例的发射机的
示意方框图。发射机200包括耦接至天线202的发射机电路204。在可选实 施例中，可以提供具有发送和接收电路的单个双功能收发信机，来取代发 射机电路204。如上所述，发射机200可以是例如原始发射机或可训练发射 机。可以通过以下方式对发射机200进行训练，即，从原始发射机接收信 号，接收用于训练的用户输入，或者猜测对应于接收机106的多种可能信
弓
发射机电路204还耦接至控制电路206。控制电路206可以包括各种类 型的数字和/或模拟控制电路系统，并且可以包括微处理器、微控制器、专 用集成电路(ASIC)或其它被配置用于执行各种输入/输出、控制、分析以 及这里所描述的其它功能的数字和/或模拟电路。控制电路206耦接至用户 输入设备210和存储器208。用户输入设备210可以是例如按钮、开关、旋 钮、拨号盘、话音激励输入等。存储器208包括易失和/或非易失性存储器， 例如用于存储执行这里所描述功能的计算机程序或其它软件。存储器208 还被配置用于存储信息，例如与远程系统相关联的控制数据、载波频率和/ 或滚动码或其它加密算法。在一个实施例中，控制数据、频率数据和加密 算法被预先存储在存储器208中。在可选实施例中，可以学习到控制数据 和频率数据，然后将其存储到存储器208中。在存储器208中存储了信息 的至少一个远程系统可以具有一个以上的工作频率。例如，远程系统可以 具有第一工作频率和第二工作频率。与特定远程系统相关联的第一和第二
频率都存储在存储器208中。用户输入设备210可以包括许多用户输入设 备，其在训练模式过程中或制造过程中可以分别被配置用于基于存储器208 中存储的和域在训练操作过程中学习的数据，来发送不同的控制信号。
发射机电路204经由天线202与远程系统通信。根据经由用户输入设 备210 (例如按钮)的单个用户输入，发射机电路204被配置用于在控制电 路206的控制下使用与特定远程系统相关联的载波频率、控制数据和/或加 密算法信息来生成并发送控制信号。图3示出根据实施例发送射频控制信 号的方法，其中发射机可以是原始发射机、可训练发射机、可训练收发信 机或其它发送设备。在方框302处，在发射机处接收到发送控制信号请求。 例如，可以使用单个用户输入，例如按钮或其它用户输入设备的激励，来 发起发射机的工作模式或训练模式。该单个用户输入可以是例如短时间(例如大约一秒或更短)按下按钮，或者按下按钮持续更长时间(例如大于一 秒)。可以设计替代的持续时间阈值或配置。在可选实施例中，单个用户输 入可以是使用发射机的用户输入装置按下按钮或在显示器上选择菜单项的 组合。
在方框304处，从发射机的存储器中取回滚动码数据(或其它加密数 据)、控制数据和/或频率数据。例如，发射机的控制电路和/或发射机电路 可以被配置用于从发射机的存储器中取回加密、控制和/或频率数据。频率 数据可以包括与远程系统相关联的第一预存频率和第二预存频率。这些频 率中的一个频率可以是该远程系统的优选工作频率。在方框306处，使用 从存储器中取出的与远程系统相关联的信息来生成滚动码消息。在方框308 处，发射机在预定长度的时间内以第一频率发送滚动码消息。在一个实施 例中，可以使用计数器来跟踪以第一频率发送滚动码消息的时间长度。第 一频率可以是该远程系统的优选工作频率。 一旦该预定时间期满，则在方 框310处，以第二频率发送相同的滚动码消息。例如，可以在例如四(4) 秒钟的预定时间内以315MHz发送滚动码消息，然后一旦该预定时间期满， 便以390MHz发送该滚动码消息。该相同的滚动码信号或消息可以在两次 传输中包括相同的滚动码，或可选地可以包括具有相同滚动码格式(该格 式是由车库门开启装置制造商定义的)的两个不同的滚动码。尽管图3示
出了工作模式，但这些步骤也可以在训练模式过程中执行。
图4是包括根据实施例的可训练发射机的无线控制系统的示意方框图。 在图4中示出了可训练发射机402。可训练发射机402包括用户输入设备 410、接收机电路404和发射机电路414。可训练发射机402可由用户进行 训练或者配置，以使用不同的射频控制信号启动一个或多个远程系统，例 如远程系统408。在一个示例性实施例中，可训练发射机402可以是由 Johnson Controls Interiors, LLC (江森自控有限公司)，Holland, Michigan 制造的HomeLink⑧可训练发射机。可训练发射机402可以例如按照在这里 通过参考而并入其全部内容的美国专利No.5,686,903、5，661,804或5,614,891 中的任何一个所述的方式进行工作。可训练发射机402可以是手持式发射 机，或者可以集成到或耦接至车辆内部元件，例如遮阳板、头顶隔板、仪 表板、座椅、中央操纵台、门面板等。在一个实施例中，远程系统408被
配置用于在第一频率和第二频率两个频率上工作，并且可训练发射机402 被配置用于在第一频率和第二频率中的一个频率上工作。
可以使用原始发射机406来训练可训练发射机402。可以将可训练发射 机402和原始发射机406放在彼此的范围内。激励可训练发射机402的用 户输入设备410，以将可训练发射机402置于训练模式。例如，用户可以按 下可训练发射机402上的按钮。此外，激励原始发射机406的用户输入设 备412，以发送射频控制信号，例如滚动码信号。例如，用户可以按下原始 发射机406上的按钮。根据单个用户输入，将原始发射机406配置用于以 远程系统408工作的第一频率和第二频率发送滚动码控制信号。具体地， 原始发射机406在预定长度的时间内以第一频率发送滚动码控制信号。一 旦该预定长度的时间期满，则原始发射机406以第二频率发送相同的滚动 码控制信号。可训练发射机以其被配置工作在的频率，例如第二频率，来 接收滚动码控制信号。然后，可训练发射机402可以基于从原始发射机406 接收的滚动码控制信号，识别与原始发射机406 (和远程系统408)相关联 的载波频率、控制数据和/或加密算法。然后所识别出的载波频率、控制数 据和/或加密算法可以存储在存储器(未示出)中，并与训练发射机402的 特定用户输入设备410 (例如按钮)相关联。 一旦被训练，用户可以通过按 下可训练发射机402的适当的用户输入设备410，来向远程系统408发送射 频控制信号。
尽管优选地给出了在附图中所示出的并在上文中所描述的示例性实施 例，但是应当理解，这些实施例仅仅是以实例方式提供的。因此，本发明 不局限于具体实施例，而是涵盖仍然属于所附权利要求书的范围的各种修 改。任何处理或方法步骤的次序或顺序可以根据可选实施例变化或重新排 序。根据一个可选实施例，图3中的系统和方法可以被修改为以第一和第 二频率发送固定码(例如，基于拨码开关，基于billion码，等等)，来取代 (或附加于)滚动码。例如，如果可训练发射机402不与第一频率(例如 800MHz)兼容，而与第二频率(例如390MHz)兼容，则原始发射机406 可以以第一频率随后以第二频率发送固定码。可训练发射机402可以接收 第二频率，并训练到该第二频率上的固定码。在该实施例中，远程系统408 可以与第一和第二频率两者都兼容。
权利要求
1、一种用于向远程系统发送射频控制信号的发射机，所述发射机包括用户输入设备；存储器，其具有与所述远程设备相关联的控制数据，所述控制数据包括第一频率和第二频率；以及耦接至所述用户输入设备和存储器的发射机电路，所述发射机电路被配置用于根据单个用户输入，生成滚动码信号，并在预定长度的时间内以所述第一频率发送所述滚动码信号，以及一旦所述预定长度的时间期满，便以所述第二频率发送所述滚动码信号。
2、 根据权利要求1所述的发射机，其中所述控制数据还包括滚动码加 密算法。
3、 根据权利要求1所述的发射机，其中所述发射机是与所述远程系统 相关联的原始发射机。
4、 根据权利要求1所述的发射机，其中所述发射机是可训练发射机。
5、 根据权利要求1所述的发射机，其中所述用户输入设备是按钮。
6、 根据权利要求5所述的发射机，其中所述单个用户输入是按下按钮。
7、 根据权利要求1所述的发射机，其中所述第一频率是所述远程系统 的优选工作频率。
8、 根据权利要求1所述的发射机，还包括耦接至所述用户输入设备、 存储器和发射电路的控制电路，所述控制电路被配置用于从所述存储器中 取回所述控制数据，以及将所述控制数据提供到所述发射机电路。
9、 根据权利要求1所述的发射机，其中所述发射机电路是收发信机电路。
10、 根据权利要求1所述的发射机，其中所述发射机电路被安装到车 辆中的车辆内部元件。
11、 根据权利要求10所述的发射机，其中所述发射机是可训练发射机。
12、 一种用于向远程系统发送射频控制信号的方法，所述方法包括 接收请求发送射频控制信号的单个用户输入；根据所述单个用户输入，基于与所述远程系统相关联的控制数据生成 滚动码信号，所述控制数据包括第一频率和第二频率；在预定长度的时间内以所述第一频率发送所述滚动码信号；以及 一旦所述预定长度的时间期满，便以所述第二频率发送所述滚动码信号。
13、 根据权利要求10所述的方法，其中所述控制数据还包括滚动码加 密算法。
14、 根据权利要求10所述的方法，其中所述单个用户输入是按下按钮。
15、 根据权利要求10所述的方法，其中所述第一频率是所述远程系统 的优选工作频率。
16、 根据权利要求10所述的方法，其中所述单个用户输入是从安装到 车辆内部元件的按钮接收的。
全文摘要
一种用于向远程系统发送射频控制信号的发射机，包括用户输入设备、存储器和发射机电路。存储器包括与远程设备相关联的控制数据。控制数据包括第一频率和第二频率。发射机电路耦接至用户输入设备和存储器。根据单个用户输入，发射机电路生成滚动码信号，在预定长度的时间内以第一频率发送该滚动码信号，以及一旦预定长度的时间期满，便以第二频率发送该滚动码信号。
文档编号G08C17/00GK101390138SQ200680053389
公开日2009年3月18日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年1月3日
发明者T·R·维特科夫斯基 申请人:约翰逊控制技术公司