專利名稱：無線可控的清洗機器人及控制其的遠程控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及清洗機器人，具體涉及無線可控的清洗機器人，其中通過從許多具有各種無線通信功能的外部裝置發(fā)送的不同的控制信號來控制清洗機器人的驅動，以及用于控制其的遠程控制系統(tǒng)。
背景技術：
清洗機器人是用于自發(fā)地移動到限定的清洗區(qū)域，如住宅和辦公室，并吸入灰塵或雜質的裝置。清洗機器人包括通用真空吸塵器組件以及其他組件。這里，其他組件包括用于使清洗機器人行進的行進裝置、用于檢測清洗機器人的碰撞的許多傳感器，以使其行進而不與各種障礙物發(fā)生碰撞、以及用于控制清洗機器人的上述組件的微處理器等。
同時，鑒于已經(jīng)迅速地實現(xiàn)了工業(yè)的增長，事實是住宅不被認為是簡單的居住空間。相應地，使用計算機和通信技術，發(fā)展了家庭網(wǎng)絡技術以方便地執(zhí)行一系列發(fā)生在住宅中的行動。此外，鑒于對家庭網(wǎng)絡日益普及的關注，個人無線網(wǎng)絡技術被有興趣地關注，其中在10m之內(nèi)范圍的短距使用例如藍牙、Zigbee以及超寬帶(UWB)的個人無線網(wǎng)絡技術。原因是由于與有線網(wǎng)絡技術相比，個人無線網(wǎng)絡技術不需要連接操作的導線，即，使用起來是方便的。
由于短距無線網(wǎng)絡技術使用方便，它將各種通信模塊裝備至外部裝置，例如個人臺式計算機、筆記本計算機、移動通信終端以及個人數(shù)字助理(PDA)。此外，用戶可以使用外部裝置控制許多設備。
由于清洗機器人在連續(xù)運動下吸入灰塵或雜質，其必須用無線通信方法來控制。如果購買清洗機器人，隨其提供遙控器以控制它。因此，由于遙控器包括許多可以進行清洗機器人的控制以及用于執(zhí)行或停止各種功能的各種命令的控制按鍵，用戶可以容易地在長距離使用許多排列在遙控器上的輸入按鍵來控制清洗機器人。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了清洗機器人，其能夠與傳統(tǒng)遙控器通信以控制清洗機器人以及結合有各種個人無線通信技術的各種裝置，并公開了用于使用有線/無線電話和例如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡，無線控制住宅中的清洗機器人的遠程控制系統(tǒng)。
因而，考慮到上述問題而提出本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供無線可控的清洗機器人，能夠通過裝備有各種無線通信的個人終端來控制其驅動。
本發(fā)明的另一個目的是提供清洗機器人的遠程控制系統(tǒng)，能夠從外部裝置通過公共用戶電話網(wǎng)絡(PSTN)來在控制住宅中的清洗機器人。
本發(fā)明的還一個目的是提供清洗機器人的遠程控制系統(tǒng)，能夠通過例如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡控制住宅中的清洗機器人。
因此，可以使用各種短距通信方法控制清洗機器人，并且除了傳統(tǒng)遙控器以外，多樣化用于輸入操作命令的無線輸入方法。
此外，基于從設置在住宅的預設位置上的主機設備通過無線發(fā)送的控制信號，操作根據(jù)本發(fā)明的清洗機器人。主機設備通過無線通信將控制信號發(fā)送至清洗機器人，其中從連接到例如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡上的外部裝置輸入控制信號。
即，在用戶有通過公共用戶電話系統(tǒng)(PSTN)的外部電話呼叫的情況下，主機設備檢測呼叫并輸出聲音響應消息。如果用戶請求使用清洗機器人的遠程控制功能，主機設備的控制單元請求用戶發(fā)送例如個人代碼號的用戶許可信息。
如果通過用戶許可信息將用戶確認為真正的用戶，主機設備輸出清洗機器人的遠程控制響應說明。如果用戶按壓電話的按鍵，生成用于遠程控制的DTMF信號。當通過公共用戶電話網(wǎng)絡(PSTN)將DTMF信號發(fā)送至主機設備時，主機設備從所傳輸?shù)腄TMF信號中解碼清洗機器人的操作命令，并通過包括無線LAN、藍牙、Zigbee、以及紅外線的無線通信裝置發(fā)送至清洗機器人。因此，清洗機器人根據(jù)所接收的控制信號執(zhí)行操作。
根據(jù)本發(fā)明的主機設備接收通過例如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡而發(fā)送的控制命令，并通過無線通信將其發(fā)送至清洗機器人，由此可以控制清洗機器人。設置在住宅中的主機設備具有固有的識別信息，例如IP地址信息。用戶可以通過由主機設備和清洗機器人提供商所提供的網(wǎng)站訪問相應的主機。
當用戶通過連接到因特網(wǎng)的外部計算機訪問主機設備，并輸入清洗機器人的操作命令時，主機設備接收相應的操作命令，并通過無線通信將其發(fā)送至清洗機器人，由此控制清洗機器人。
因此，用戶可以利用通過例如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡，從各種外部裝置將操作命令發(fā)送至住宅中的清洗機器人來遠程控制清洗機器人。


將從下面結合附圖的詳細說明中更清楚地理解本發(fā)明的上述及其他目標、特性及其他優(yōu)勢，其中圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的清洗機器人及控制其的外部裝置的原理圖；圖2是示出圖1中的清洗機器人的結構的原理框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的清洗機器人的遠程控制系統(tǒng)的原理圖；以及圖4是示出圖3中的主機設備的結構的原理框圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，將參照附圖詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的清洗機器人及控制其的外部裝置的原理圖。如該圖所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的無線可控清洗機器人200接收從在住宅或辦公室中裝備的例如臺式計算機、移動終端或遠程控制器的外部裝置100-1～100-n通過無線發(fā)送的控制信號。
發(fā)送至清洗機器人200的控制信號，即，操作命令可包括清洗機器人200的移動控制命令、清洗模式的設置命令、使用計時器的預定功能設置命令等。
外部裝置100-1～100-n可包括基于802.11的無線LAN通信裝置、藍牙通信裝置、Zigbee通信裝置或紅外線通信裝置，并可包括用戶界面，用于接收從清洗機器人200發(fā)送的操作命令。將用戶界面裝備至嵌入外部裝置100-1～100-n中的存儲器，并響應于用戶的訪問請求來驅動。對外部裝置100-1～100-n的輸入裝置可包括許多輸入按鍵，包括在外部裝置100-1～100-n中設置的導航按鍵。此外，輸入裝置可以是控制桿、觸摸屏、鍵盤、鼠標等。
例如，如果用戶操作裝備到臺式計算機的用戶界面，以使用外部裝置100-1～100-n中的臺式計算機將操作命令發(fā)送至清洗機器人200，臺式計算機中的中央處理單元從存儲器加載相應的程序并驅動它。用戶可以使用在臺式計算機的監(jiān)視器上顯示的用戶應用程序輸入清洗機器人200的操作命令，其中操作命令可以是清洗機器人200的移動控制命令、清洗模式的設置命令、使用計時器的預定功能設置命令等。
臺式計算機中的中央處理單元基于設置在計算機中的無線通信裝置的通信協(xié)議將所輸入的操作命令轉換為控制信號，并通過無線通信裝置將所轉換的控制信號發(fā)送至清洗機器人200。在此，無線通信裝置可以是基于802.11的無線LAN通信裝置、藍牙通信裝置、Zigbee通信裝置或紅外線通信裝置中的任何一個。
清洗機器人200接收以解碼從臺式計算機的通信裝置發(fā)送的控制信號，并響應于所解碼的操作命令執(zhí)行操作。
將參照圖2說明清洗機器人200。圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的清洗機器人的結構的原理框圖。如該圖所示，清洗機器人200包括通用的基本結構。此外，清洗機器人200還包括無線通信模塊250和微處理器260。無線通信模塊250接收基于設置在許多外部裝置100-1～100-n中的無線通信裝置的通信協(xié)議而發(fā)送的控制信號。微處理器260控制清洗機器人200的整個單元、基于相應通信協(xié)議解碼由無線通信模塊250所接收的控制信號、并控制清洗機器人200的驅動。
首先，清洗機器人200的通用基本結構如下所述。清洗機器人200包括灰塵檢測傳感器(未示出)，用于檢測在清洗范圍內(nèi)的灰塵或雜質。此外，清洗機器人200包括吸入裝置210、灰塵收集單元220、行進單元230、電源供給240以及微處理器260。在此，吸入裝置210吸入由灰塵檢測傳感器所檢測的灰塵或雜質，并且灰塵收集單元220收集由吸入裝置210集聚的灰塵或雜質。行進單元230使清洗機器人200行進，以及電源供給240提供吸入裝置210和行進單元230的驅動能量。微處理器260控制清洗機器人200的上述全部單元。將省略清洗機器人200的通用基本結構的詳細描述，因為認為它是公知的。
另一方面，無線通信模塊250接收從各種外部裝置100-1～100-n通過無線發(fā)送的控制信號，并將它們輸出到微處理器260。例如，無線通信模塊250可以從設置在外部裝置100-1～100-n中的無線通信調(diào)制解調(diào)器接收基于相應的無線通信協(xié)議而發(fā)送的控制信號。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，清洗機器人200的無線通信模塊250包括無線LAN通信單元251，用于根據(jù)基于802.11無線通信協(xié)議接收從外部裝置100-1～100-n發(fā)送的控制信號。
802.11是由IEEE工作組開發(fā)的無線LAN的標準集合(standardcollection)，當前802.11標準集合包含802.11、802.11a、802.11b和802.11g的4個標準。所有這4個標準將具有沖突避免的載波監(jiān)聽多路訪問(CSMA/CA)用作以太網(wǎng)協(xié)議，為了通路共享的目的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，清洗機器人200的無線通信模塊250還包括藍牙通信單元252，用于基于藍牙通信協(xié)議接收從外部裝置100-1～100-n發(fā)送的控制信號。
藍牙是為短距傳輸、一對多傳輸、語音傳輸或數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪康牡臒o線頻率標準。根據(jù)藍牙標準，如果通過穿過除金屬之外的實體而實現(xiàn)通信，可以在通常10cm～10m的距離內(nèi)在終端間通信。在此，外部裝置100-1～100-n操作為主機設備，清洗機器人200操作為從屬設備。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，清洗機器人200的無線通信模塊250還包括Zigbee通信單元253，用于基于Zigbee通信協(xié)議接收從外部裝置100-1～100-n發(fā)送的控制信號。
Zigbee是正在制定的為了在各種工業(yè)應用中使用的IEEE 802.15.4標準的目的的標準。在住宅/辦公室等中的無線網(wǎng)絡中，Zigbee涉及用于10m～20m或類似的短距通信技術，以及涉及近來被關注的通用(ubiquitous)計算技術。在無線通信領域，Zigbee是用于非常小型、低功耗和低價的無線通信協(xié)議，其需要與802.11或802.15不同的簡化功能。
根據(jù)本發(fā)明的還一方面，清洗機器人200的無線通信模塊250還包括紅外線通信單元254，用于基于紅外線通信協(xié)議接收從外部裝置100-1～100-n發(fā)送的控制信號。
紅外線通信單元254是設置在外部裝置100-1～100-n中的紅外線通信裝置，即，用于接收從光發(fā)射單元輸入的紅外線光的光接收單元。因此，根據(jù)本發(fā)明的無線通信模塊250可以接收以處理基于各種無線通信協(xié)議發(fā)送的控制信號。
根據(jù)相應的無線通信協(xié)議，微處理器260解碼通過無線通信模塊250所接收的控制信號，并控制清洗機器人200。例如，如果用戶通過裝備有藍牙通信模塊的移動通信終端的用戶應用程序輸入清洗機器人200的驅動停止命令，移動通信終端的移動基站調(diào)制解調(diào)器(MSM)根據(jù)藍牙通信方法建立與清洗機器人200的連接。此外，MSM將所輸入的停止命令轉換為符合藍牙通信協(xié)議的控制信號，并將其發(fā)送至清洗機器人200。
清洗機器人200的無線通信模塊250接收所發(fā)送的控制信號，并將其輸出到微處理器260。微處理器260基于相應的藍牙通信協(xié)議解碼所接收的控制信號，并將控制信號輸出至裝置的各個部件，以使得根據(jù)清洗機器人200的驅動停止命令停止行進單元230和吸入裝置210的驅動。
因而，由于無線可控清洗機器人200能夠通過與其一起提供的遙控器以及通過設置各種無線通信裝置的許多外部裝置100-1～100-n控制其驅動，可以根據(jù)現(xiàn)有環(huán)境選擇最適宜的無線控制裝置。
圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的清洗機器人的遠程控制系統(tǒng)的原理圖。如該圖所示，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的清洗機器人的遠程控制系統(tǒng)包括主機設備300，以及用于從主機300發(fā)送的清洗機器人200。
主機設備300安裝在清洗機器人200主要的起居室內(nèi)，并與住宅中的電話線相連。主機設備300接收從外部設備發(fā)送的清洗機器人200的操作命令，然后通過無線通信裝置將其發(fā)送至清洗機器人200。因此，根據(jù)所接收的操作命令操作清洗機器人200。
現(xiàn)在，將參照圖4詳細說明包括清洗機器人200的遠程控制系統(tǒng)的主機設備的結構。圖4是示出圖3中的主機設備的結構的原理框圖。如該圖所示，主機設備300包括DTMF信號檢測單元320，用于檢測通過電話線從外部電話所接收的雙音多頻(DTMF)信號、控制單元330，其包括DTMF信號檢測單元331，用于通過無線通信單元310，將由DTMF信號檢測單元320所檢測的DTMF信號轉換為用于清洗機器人200的操作命令。
此外，清洗機器人200包括無線通信模塊250，用于接收從主機設備300或許多外部裝置100-1～100-n的無線通信單元310通過無線發(fā)送的控制信號、以及微處理器260，用于根據(jù)通過無線通信模塊250接收的控制信號控制清洗機器人200的驅動。由于已經(jīng)參照圖2說明了清洗機器人200，將省略詳細描述。
無線通信單元310從清洗機器人200的無線通信模塊250接收數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至清洗機器人200的無線通信模塊250。無線通信單元310在清洗機器人200和主機設備300之間建立連接，并基于無線通信協(xié)議發(fā)送由DTMF信號處理單元331所處理的操作命令。DTMF信號處理單元331檢測通過電話線從外部用戶的電話所發(fā)送的DTMF信號，并將它們發(fā)送到控制單元330的DTMF信號處理單元331。
用于控制主機設備300的整體操作的控制單元330包括DTMF信號處理單元331。DTMF信號處理單元331通過無線通信單元310，將由DTMF信號檢測單元320所檢測的DTMF信號轉換為用于清洗機器人200的操作命令。
另一方面，在下文將說明根據(jù)本發(fā)明的包括主機設備300和清洗機器人200的遠程控制系統(tǒng)的操作步驟。
首先，當用戶有外部電話呼叫時，主機設備300輸出語音響應消息。如果用戶要求使用清洗機器人300的遠程控制功能，主機設備300的控制單元330要求用戶發(fā)送例如個人代碼號的用戶許可信息。
如果用戶通過用戶許可信息被確認為真正的用戶，主機設備300輸出清洗機器人200的遠程控制響應注釋(comment)。如果用戶按壓電話的按鍵，生成用于遠程控制的DTMF信號。當將DTMF信號發(fā)送到主機設備300時，主機設備300從所發(fā)送的DTMF信號中解碼清洗機器人200的操作命令，并通過包括無線LAN、藍牙、Zigbee以及紅外線的無線通信裝置發(fā)送清洗機器人200。因此，清洗機器人200根據(jù)所接收的控制信號執(zhí)行操作。
根據(jù)本發(fā)明的主機設備300還包括操作信號檢測單元340，用于檢測包含有通過例如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡所發(fā)送的主機設備300的識別信息的清洗機器人200的操作信號。控制單元330還包括操作信號處理單元332，用于將由操作信號檢測單元340所檢測的操作信號轉換為用于清洗機器人200的操作命令，并通過無線通信單元310將它們發(fā)送到清洗機器人200。
操作信號檢測單元340檢測通過例如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡發(fā)送到相應的主機設備300的操作信號，并將它們輸出至控制單元330的操作信號處理單元332。設置在住宅中的主機設備300具有固有的識別信息，例如IP地址信息。此外，用戶可以通過由清洗機器人提供商所提供的網(wǎng)站訪問相應的主機設備300。操作信號處理單元332將通過操作信號檢測單元340所檢測的操作命令轉換為清洗機器人200的操作命令，并通過無線通信單元310將它們發(fā)送到清洗機器人。
將在下文說明清洗機器人200的上述控制系統(tǒng)的操作步驟。
由于設置在住宅中的主機設備300具有固有的識別信息，例如IP地址信息，用戶可以通過由清洗機器人提供商所提供的網(wǎng)站訪問相應的主機設備300。
如果用戶訪問清洗機器人提供商的網(wǎng)站并完成用戶許可，用戶可以選擇以輸入從相應的網(wǎng)站提供的清洗機器人200的遠程控制菜單上的期望的功能。該網(wǎng)站將所輸入的功能信息轉換為符合網(wǎng)絡通信的操作信號，并發(fā)送具有預設識別信息的用戶的主機設備300。主機設備300接收相應的操作信號，并將它們發(fā)送到清洗機器人200。因此，清洗機器人200根據(jù)所接收的控制信號執(zhí)行操作。
從上面的說明中明顯可知，本發(fā)明提供一種無線可控清洗機器人，其中，由于無線可控清洗機器人能夠通過與其一起提供的遙控器以及設置各種無線通信裝置的許多外部裝置控制驅動，可以根據(jù)現(xiàn)有環(huán)境選擇最適宜的無線控制裝置。
此外，本發(fā)明提供一種用于控制清洗機器人的遠程控制系統(tǒng)，其中，用戶能夠通過例如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡，將操作命令從各種外部裝置發(fā)送至住宅中的清洗機器人，來遠程控制清洗機器人。
盡管為了說明的目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領域技術人員將理解可以有各種改進、增加和替換，而不偏離如權利要求書所公開的本發(fā)明的范圍和精神。
權利要求
1.一種可由無線控制的清洗機器人，該清洗機器人包括無線通信模塊，用于接收從外部裝置基于各種無線通信協(xié)議發(fā)送的控制信號；以及微處理器，用于基于相應的無線通信協(xié)議解碼通過無線通信模塊接收的控制信號，并且響應于所解碼的操作命令控制清洗機器人的驅動。
2.如權利要求1所述的清洗機器人，其中無線通信模塊包括無線LAN通信單元，用于接收根據(jù)基于802.11的無線LAN通信協(xié)議發(fā)送的控制信號。
3.如權利要求1所述的清洗機器人，其中無線通信模塊包括藍牙通信單元，用于接收基于藍牙通信協(xié)議發(fā)送的控制信號。
4.如權利要求1所述的清洗機器人，其中無線通信模塊包括Zigbee通信單元，用于接收基于Zigbee通信協(xié)議發(fā)送的控制信號。
5.如權利要求1所述的清洗機器人，其中無線通信模塊包括紅外線通信單元，用于接收基于紅外線通信協(xié)議發(fā)送的控制信號。
6.一種清洗機器人的遠程控制系統(tǒng)，響應于通過無線發(fā)送的控制信號而控制該清洗機器人的操作，該遠程控制系統(tǒng)包括主機設備，用于接收從外部裝置發(fā)送的清洗機器人的操作命令、將操作命令轉換為無線信號、并且將無線信號發(fā)送到清洗機器人。
7.如權利要求6所述的遠程控制系統(tǒng)，其中主機設備包括DTMF信號檢測單元，用于檢測通過電話線從外部電話接收的雙音多頻(DTMF)信號；控制單元，其包含DTMF信號處理單元，用于將由DTMF信號檢測單元所檢測的DTMF信號轉換為清洗機器人的操作命令；以及無線通信單元，用于通過無線將控制單元的操作命令發(fā)送到清洗機器人。
8.如權利要求7所述的遠程控制系統(tǒng)，其中主機設備將用于清洗機器人的遠程控制的語音響應消息輸出到通過電話線連接的電話。
9.如權利要求7所述的遠程控制系統(tǒng)，其中，主機設備包括操作信號檢測單元，用于檢測通過例如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡發(fā)送的操作信號，并且控制單元還包括操作信號處理單元，用于將通過操作信號檢測單元檢測的操作信號轉換為清洗機器人的操作命令。
10.如權利要求9所述的遠程控制系統(tǒng)，其中清洗機器人的操作命令包含相應主機設備的識別信息。
11.如權利要求10所述的遠程控制系統(tǒng)，其中識別信息是網(wǎng)際協(xié)議(IP)地址。
12.如權利要求7所述的遠程控制系統(tǒng)，其中無線通信單元根據(jù)基于802.11的無線LAN通信協(xié)議將操作命令發(fā)送到清洗機器人。
13.如權利要求7所述的遠程控制系統(tǒng)，其中無線通信單元基于藍牙通信協(xié)議將操作命令發(fā)送到清洗機器人。
14.如權利要求7所述的遠程控制系統(tǒng)，其中無線通信單元基于Zigbee通信協(xié)議將操作命令發(fā)送到清洗機器人。
15.如權利要求7所述的遠程控制系統(tǒng)，其中無線通信單元基于紅外線通信協(xié)議將操作命令發(fā)送到清洗機器人。
全文摘要
在此公開了無線可控的清洗機器人及控制其的遠程控制方法，其中通過從許多具有各種通信功能的外部裝置發(fā)送的各種控制信號控制清洗機器人的驅動。該清洗機器人包括無線通信模塊和微處理器。該無線通信模塊基于各種通信協(xié)議接收從外部裝置發(fā)送的控制信號。該微處理器基于相應的無線通信協(xié)議解碼通過無線通信模塊接收的控制信號，并響應于所解碼的操作命令控制清洗機器人的驅動。
文檔編號B25J13/00GK1846949SQ20051012978
公開日2006年10月18日 申請日期2005年12月9日 優(yōu)先權日2005年4月14日
發(fā)明者鄭一均 申請人:Lg電子株式會社