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旋转式指令输入装置及其在智能家居上的应用

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——智能家居只需要一只方便的遥控器

智能家居、网络家庭、数字家庭、3C融合是公认的未来家电发展趋势，但其离市场成熟尚有很大差距，除了智能家居尚未形成一个业内公认的家庭网络内设备通讯或信息传输的标准之外，如何方便的实现一个家庭网络内所有设备的集中控制，特别是用一个遥控器控制所有的设备是智能家居需要解决的一个重要问题。

遥控器的体积是有限的，在目前已知的智能家居或数字家庭的解决方案中，采用的都是键盘式遥控器（触摸屏遥控器实质上是虚拟键盘），在一个家庭网络中，需要控制的电器包括照明系统、娱乐设备、空调采暖系统，安防系统等，其中娱乐设备就有可能包括电视、音响、游戏机等，键盘式遥控器的主要缺点就是体积有限，不可能在一个遥控器上布置如此之多的按键一一对应所有设备的所有功能，只能把一个按键赋予数个不同设备的不同操作指令，这至少增加了一个操作步骤，首先要选择需要操作的设备，而后才能下达设备的操作指令，这样还增加了误操作的几率，试想，如果误关闭了安防系统，可能会带来什么后果。即便是如此，键盘式遥控器也不能很好的满足智能家居的要求。首先，不同的家庭有不同的需求，不可能要求所有的家庭按照一个统一的标准配备家用电器，而且家庭网络内的设备会随时增减、更新，不可能在键盘上随时增减按键灵活的对应不同家庭在不同时间的要求；其次，不同厂商生产的电器有着不同的遥控器编码，不可能生产出一种兼容所有电器产品的遥控器。当然，触摸屏的学习型遥控器能满足上述要求，但是并非所有的用户甚至是大多数用户会操作如此复杂的遥控器，另一方面，所有的需要遥控的家用电器大多会配一只专用遥控器，采用学习型遥控器，还要为此专门支付一笔不菲的费用，并造成资源的浪费。事实上，学习型遥控器数年前就有销售，但市场并未形成规模，原因大体如此。

网易在其科技频道里做过一个关于数字家庭遥控器的调查（http://tech.163.com/special/000915RB/yaokongqi.html），在图一的调查统计表里，所有的设备共用一个遥控器和每个房间一个遥控器得票率为79%，这说明，用一个遥控器控制所有至少一个房间内的所有设备是大多数人的需求，为此他们宁愿接受较复杂的操作。但是还有较少的人宁愿每个设备对应一个遥控器，因为这样操作简单。

图一如果家里的各项设备都具备了遥控功能，您觉得遥控器怎么配置合适

但是还有较少的人宁愿每个设备对应一个遥控器，因为这样操作简单。如果告诉那些希望用一个遥控器控制房间里所有设备的人士--他们为此还要支付另外一笔不菲的费用，而且还要需要掌握一定的知识和技能，了解遥控器学习控制编码的方法或者到网上去搜索、下载控制编码，对很多用户甚至大多数用户而言，这可能是一个过高的要求--恐怕这个数字会大大下降。所以，对用户而言，一个理想的智能家居遥控器应当能控制一个家庭网络或一个房间内所有需要遥控的设备，而且像一对一遥控器一样操作简单，不需为此支付额外的费用，也不必为此掌握额外的技能。对厂商而言，这样一只遥控器应当有很好的兼容性，能够兼容不同厂商、不同时期的家电产品。此外，这样一只遥控器还应当可以根据不同家庭、不同时期的需要灵活的由用户进行方便的设置，对应设备的增减。

一个理想的智能家居遥控器或集中控制器，应当至少有一个全权的集中控制器，这个控制器应当能够控制器所在房间内的需要集中控制的所有设备的所有功能，同时能够实现对其他房间内需要集中控制的设备的简单控制并且可以监控所有需要监控的设备的运行状态，这样的全权的集中控制器或遥控器应当安装或放置在家庭的大门处----用于全家外出或返回时方便的开启或关闭所有应当开启或关闭的设备；家长的卧室或全家集中活动处（餐厅、客厅、起居室）----用于监控家庭网络内的所有设备。除安装有全权集中控制或遥控器的房间之外，其余每个房间内各有一只限权的集中控制器或遥控器，这个遥控器应当能够控制房间内需要控制设备的所有功能。这里需要特别指出的是全权控制器或遥控器对其所在房间外的其他控制器的监控功能，对大多数设备而言，在其他房间内控制其全部功能显然是没有必要的，比如电视、音响，显然没有必要在其所在房间的之外控制器频道或音量的调整，甚至没有必要对这些设备进行遥控开机操作只要能够遥控关闭就足够了；少数设备如空调采暖、洗浴热水器则需要既可遥控开机，又可遥控开机就能满足基本需要，运行参数则可以预先设置，当然，如能够实现对运行参数的远程遥控则更好。

综合上述，键盘或模拟键盘的遥控器不适合作为智能家居的遥控器或控制器，一种以旋转式指令输入装置为核心的模块式遥控器或控制器能够满足智能家居的苛刻要求。

图二

旋转式指令输入装置是一个按键和滚轮的结合体，其简单结构如图二，由按键环１、转轮２、旋转编码器３、PCB电路板４构成。１和４构成呈环形分布的数个类按键开关，在任意角位置按击按键环，可以触发至少一个开关．不同开关或不同开关组合的触发区，被称作指令区．某些结构旋转式指令输入装置还具备防尘＼防水等更多的功能，满足不同的需要。点击不同的指令区，调用不同的指令或者功能界面，旋转转轮，移动菜单指针，再次点击，执行选定的菜单指令．点点转转，手指无需离开第一次接触按键环的操作点，无需按键支持就可以独立完成所有的指令输入操作。旋转式指令输入装置体积小、成本低，操作流畅，简便，可完成键盘可以完成的所有操作，包括游戏和文本输入。有关旋转式指令输入装置的详细资料请光临笔者博客：http://blog.sina.com.cn/benrenwanglaoda。

通常，旋转式指令输入装置直径20至25毫米，可以被划分为至多8个指令区，不同的指令区对应不同的指令或指令集，最常用的操作指令分别赋予不同的指令区，不常用的操作指令则被整合成一个指令集或按不同的类别整合成数个指令集赋予一个或数个指令区。如果指令区的数量不能满足方便操作的要求，可在旋转式指令输入装置之外增加若干按键。以下是常见家电的指令区分布示例：

1、电视，只需四个指令区。

常用的操作指令：音量控制被赋予一个单独的指令区，点击该指令区，左右旋转增加旋转音量，连击（持续按击）该指令区，进入静音状态，点击或连击该指令区解除静音；频道选择被赋予一个单独的指令区，点击该指令区，快速左右旋转至欲观看频道（屏幕上给与提示），停止旋转或点击，跳转至指定频道，慢速左右旋转则实现逐台浏览；定时关机被赋予一个单独的指令区，点击旋转设定关机时间；开关及指令被赋予一个单独的指令区，连击该指令区实现开关机操作。

不常用操作指令，其他操作指令如制式选择、自动搜台、微调、音调音场设置等被整合成一个菜单，不同类型的指令可以整合成若干子菜单，赋予开关机指令区以点击方式调用，旋转移动菜单指针之所需的菜单项，点击调用该菜单项指令，如果有数层子菜单，则重复上述过程。

2、音响，需要五个指令区或者四个指令区和若干按键。与电视相同的是，音量调整、开关机、定时关机各自被赋予一个指令区，不常用的指令被整合成一个菜单与开关机指令共用一个指令区；与电视不同的是，音响系统一般还包括收音机功能，而收音功能又有调频、调幅、中波、短波等不同的模式，可以单独设置一个指令区选择不同的功能，也可以增设若干按键实现对不同功能的快捷调用；对应于电视频道选择指令区的，是节目选择指令区，在播放CD时，这个指令区用于选择曲目，在收音时这个指令区则用于选择电台。

3、数字家庭娱乐中心，数字家庭娱乐中心集电视、音响、游戏机、影碟机等于一身，有些还具备网络功能，在指令区的设置上，与音响类似，除音量、开关机、定时关机、节目选择之外，需要单独设置一个指令区或若干快捷键实现功能的选择和快速调用。需要特别指出的是，操作网页或其他功能有时需要输入简短的文本，搜索网页或节目，旋转式指令输入装置可以方便的输入文本，鼠标指针的操作，则可以在旋转式指令输入装置的中心整合一个轨迹球来实现。

4、空调：常用的指令如温度控制、定时关机、风力调整、风向调整、开关机被各自赋予一个指令区，不常用的指令被整合成一个菜单以不同的按击模式被赋予开关机指令区。

一个直径25毫米的旋转式指令输入装置可以操作一个设备，如果按照统一的标准将遥控器分为三个模块制造，不同电器的遥控器就可以像乐高积木一样方便的整合为一体，实现用一个遥控器方便的控制一个家庭网络内所有电器设备的梦想。图三是模块式遥控器的示意图，遥控器被分为三个模块，黄色的是发射模块，用于发射红外遥控信号，需要时可整合一个显示屏；紫色部分是控制模块，旋转式指令输入装置及其红外信号编码器和显示信号编码器安装在这个模块上，蓝色部分是电池舱模块，为遥控器提供电源和方便操作时握持。这样的遥控器由电器制造商随电器一同提供给消费者，消费者只需将不同的遥控器的控制模块像乐高积木一样整合为一体，在分别将发射模块和电池舱模块安装在组合好的控制模块的首尾两端，就是一个可以控制一个室内空间或一个家庭网络内所有设备的遥控器了。

图三

遥控器的电源、红外编码信号、显示控制信号通过不同的电路和类似PCI金手指的连接器逐层传递到发射模块。如果一个室内空间的设备包括电视、音响、影碟机、空调，再结合家庭电源\照明控制系统，遥控器上需要整合5个控制模块，考虑到旋转式指令输入装置的间隔，每个控制模块长度为30毫米，控制模块组的长度为150毫米，连同发射显示模块、电池舱模块，整个整合式遥控器的长度在250毫米以内，如果数字家庭娱乐中心得以普及，这样一个整合式遥控器的控制模块包括娱乐中心模块、空调模块和电源模块，其总长200毫米左右，与现在一个电视遥控器的体积相当。与数字家庭的键盘式遥控器相比，上述整合式遥控器具有以下优点，操作方便----一个模块对应一个设备，一个指令区或按键对应一个常用指令；上手容易----积木式拼接、点击旋转式操作，输入汉字甚至无需记忆编码；兼容性好----不必考虑不同产商不同产品的红外编码模式;成本低廉，节约资源----不必再购买一只学习型的触摸屏式遥控器,闲置的发射模块和电池舱模块可以作为备品。

家庭电源\照明控制系统与上述家电遥控器相比，主要区别在于需要控制的设备或指令较多，一个全权的集中遥控器的电源控制模块除了需要控制室内的照明、电源、窗帘等之外,还需要控制其它房间的照明和电源,而且这些需要控制的设备时需要根据家庭网络内电器的更新、增减而变化的。对于大部分照明设备和电源而言，能够实现遥控关闭就足以了，这样可以节约遥控系统的能耗，少量设备则需要实现遥控开启和关闭，比如空调电源，还有部分设备则需要可以进行不同参数的调整，比如可调光的照明设备、开启或关闭窗帘等。对于仅需要实现开启或关闭的简单操作设备，如果是遥控器所在室内的，可以设置若干快捷按键完成操作或将其整合为一个菜单通过旋转点击实现操作，如果是其他房间的，可以将其他所所有房间的设备整合为一个菜单或按不同的房间整合为若干菜单或按不同的设备类型整合成若干菜单赋予一个或数个指令区通过点击旋转的模式实现操作。对于可调光照明设备等需要进行参数调整的设备，则可将其操作指令对应不同的指令区用点击旋转完成操作。如果家庭网络内设备出现更新、增减等情况，用户则可以通过集中控制器或遥控器上友善的可变成用户界面进行设置。如果需要集成对设备运行状态的监控，除了控制器或遥控器上需要集成一个显示屏之外，还需要实现控制器与被控设备之间的双向通讯。

下面让我们看一看智能家居的美好前景：早晨，电子闹钟愉快的音乐声叫醒了女主人，女主人洗漱完毕后叫起了男主人，用主卧室墙上的集中控制器按响了孩子卧室的唤醒铃，走进厨房，开启了燃气总阀的手柄，开始制作一家人的早餐。早餐吃完了，孩子上学去了，男主人习惯性的提起暖壶，发现开水不多了，走进厨房，刚烧上一壶开水，电话响了，接了电话就急急忙忙地走出了家门。女主人打扮完毕，走到家门处，通过墙上的集中控制器关闭了家中应当关闭的所有电源，打开了家中所有的窗帘和安防监控系统，也上班去了。这一天，女主人过得特别轻松，她患有轻度的强迫症，还有些健忘，在没有安装家庭控制电源系统以前，到了单位，总是怀疑自己是不是忘了关家中的电视、燃气灶是不是还点着火等等，不止一次，偷偷地离开办公室，回家看上一眼才放心。下班了，女主人回到家中，走进厨房准备做一家的晚饭，她习惯性的伸手搬动了燃气总阀的手柄，一股轻轻燃气泄漏声传来，空气中散发出一股燃气特有的味道，她随手关闭了燃气总阀，看了一眼燃气灶，灶上座着一壶水，气灶的一个开关处在开启状态，女主人出了一身冷汗，她想不起来这壶水是不是她烧的，但是她知道，如果不是出门时关闭了家中所有应当关闭的电源，今天回家会看到什么情景。晚餐吃完了，天也黑了，女主人拿起客厅里的遥控器，关闭了全家的窗帘，孩子到自己的房间写作业去了，男女主人在客厅里继续看他们喜欢的电视剧。厨房里的水壶叫了起来，水开了，电视剧正是最精彩的时候，女主人看了看男主人，见他也没有离开的意思，拿起遥控器，随手关闭了燃气总阀，等播广告的时候再说这壶水吧。电视剧结束了，女主人关了客厅的电视，顺手按了一下遥控器上孩子房间的监控键，发现电脑的电源打开了，她走进了儿子的房间：“宝贝儿，作业写完了？”“完了”“玩一会就睡觉吧！”收拾完家务，女主人回到了卧室，男主人问：“孩子睡了”，女主人说：“你自己看”，男主人拿起了遥控器，按动了孩子房间的监控键，屏幕显示：孩子房间里除了夜灯的电源，其余的电源都关闭了："宝贝睡了，我们也该睡了"，男主人一键关闭了除安防系统和夜灯之外的所有电源，女主人也上了床：“老公，我想把电源监控的手机监控也装上”，“为什么？刚装上就升级？”“今天吓坏我了”，女主人讲起了那壶没有烧开的水，男主人偷偷乐着出了一身冷汗：“好玄！这不是挺好了吗？”“我怕有一天，我要是怀疑忘了锁门、忘了出门关闭所有电源，我还得偷偷往家跑，医生说了，如果能清除强迫症的所有强迫对象，轻度强迫症也许可以不治自愈。”“好吧，等下月开了饷！”男主人随手抓起了遥控器：“这小子，又偷偷起来玩电脑！”

智能家居只需要一只方便的遥控器，电源控制系统是构成智能家居的一个关键的子系统，旋转式指令输入装置则为这一切的实现提供了一种可能。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/6/2007)


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