TWI399041B - A system for encoding and decoding a plurality of colored light-formed tandem signals and a method thereof - Google Patents

Description

對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統及其方法

本發明係關於編解碼系統，尤指一種能對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼，以產生更多元化且更複雜的編解碼規則及程序之編解碼系統，進而使該編解碼系統能在各種控制程序中實現更繁複、更安全、且不易受干擾之無線控制功能。

傳統上，利用編解碼系統達成無線控制功能的裝置非常多，如：紅外線遙控裝置、無線射頻識別系統(RFID)……等，以下茲分別介紹前述二種編解碼系統：

1、紅外線遙控裝置：

請參閱第1圖所示，該紅外線遙控裝置1係具有一發射器10及一接收器11，該發射器10包括一編碼晶片100、一矩陣式鍵盤101及一發光二極體102，其中該編碼晶片100係分別與該鍵盤101及發光二極體102相電氣連接，當使用者按壓該鍵盤101時，該編碼晶片100係能判斷出該鍵盤101被按壓之按鍵，並依照該編碼晶片100內存的一編碼程序，將對應該按鍵之一驅動訊號發送至該發光二極體102，使該發光二極體102能根據該驅動訊號產生不同時間的紅外線光(如：二進位的0係發光0.56毫秒【ms】及熄滅0.56毫秒，二進位的1係發光0.56毫秒及熄滅1.125毫秒)，而該接收器11係包括一解調晶片110、一光電轉換器111、一解碼電路112及一應用電路113，其中該解調晶片110係分別與該光電轉換器111及解碼電路112相電氣連接，該光電轉換器111在接收到該發光二極體102發出的紅外線光後，係能將該紅外線光依序轉換為一電訊號，並傳送至該解調晶片110，使該解調晶片110能對該電訊號依序進行處理，以判斷該電訊號所代表的二進位碼值，並依序將一預定位元數(如：32位元，即包含32個二進位碼值)的碼值形成一串列碼，該解碼電路112尚與該應用電路113相電氣連接，在該解碼電路112接收到該串列碼時，該解碼電路112即能將該串列碼進行解碼，以取得一控制訊號，並將該控制訊號傳輸至該應用電路113，使該應用電路113能根據該控制訊號執行一電機或電子設備的控制程序(如：開啟或關閉電動門、電動鎖、保全系統或家電設備……等)。

惟，誠如前述，該紅外線遙控裝置1僅單純利用紅外線光的明滅時間，以進行編碼，故，有心人士僅需查驗出該紅外線遙控裝置1的發光規則，即能輕易地取得編碼，因此，若使用者採用該紅外線遙控裝置1以控制或執行一保全系統時，不僅將無法得到最佳的保全效果，亦可能因該紅外線遙控裝置1之編碼被破解及盜取，而使其人身及財產安全受到危害。

2、無線射頻識別系統：

請參閱第2圖所示，該無線射頻識別系統2，係包括一讀取機20(reader)及一電子標籤21(tag)，該讀取機20及電子標籤21係能相互傳輸及接收一預設頻率的電波訊號，其中該讀取機20係能與一電機或電子設備相連接，該讀取機20設有一第一控制器200及一第一收發天線201，其中該第一控制器200係與該第一收發天線201相電氣連接，該第一控制器200能透過該第一收發天線201持續地發出一電波訊號，而該電子標籤21則設有一第二收發天線210、一調變單元211及一第二控制器212，其中該調變單元211係分別與該第二收發天線210及第二控制器212相電氣連接，在該第二收發天線210接收到該電波訊號時，係能將該電波訊號傳輸至該調變單元211，使該調變單元211將該電波訊號調變為一工作電源，且供應予該第二控制器212，使該第二控制器212能藉由該工作電源產生動作，此時，該第二控制器212係能將其內預存的一碼值傳輸至該調變單元211，使該調變單元211將該碼值調變為另一電波訊號，並傳回至該讀取機20，使該讀取機20能藉由該另一電波訊號，取得該電子標籤21內的碼值，並令該第一控制器200能根據該碼值，執行該電機或電子設備的控制程序。

根據前述，該讀取機20僅需具有與該電子標籤21相同的傳輸及接收頻率，即能取得該電子標籤21內的碼值，故，若該讀取機20及電子標籤21相互傳輸及接收的該預設頻率被破解，則該電子標籤21內的碼值，即有被竊取的風險，再者，由於電波訊號易受電磁波干擾，因此，當該讀取機20在接收電子標籤21內之碼值時，若周圍環境有電磁波(如：行動電話通話所產生之電磁波)的干擾，將可能造成該讀取機20無法順利地接收到該碼值，甚至因接收到錯誤之碼值，而令電機或電子設備產生誤動作，造成使用者的危險，又，由於無線射頻識別系統2之電波訊號易受周緣電磁波干擾，故，亦將造成該無線射頻識別系統2無法被應用在長距離的無線控制，導致該無線射頻識別系統2的實用性無法有效地提升。

承上，由於無論係該紅外線遙控裝置或無線射頻識別系統……等編解碼系統，在使用上均有諸多缺點，故，如何針對前揭各種編解碼系統，在應用於無線控制時，可能發生保密性不佳、安全性低落及易受干擾……等的缺失，悉心改善，實為當前相關業者所亟需努力之重要課題。

有鑑於前述問題與缺點，發明人乃根據多年實務經驗及研究實驗，終於開發設計出本發明之一種「對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統及其方法」，以期藉由本發明能有效解決傳統編解碼系統前揭各種缺點，進而使該編解碼系統能在各種控制程序中實現更繁複、更安全、且不易受干擾之無線控制功能。

本發明之一目的，係提供一種對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統，包括一編碼裝置及一解碼裝置，該編碼裝置設有一第一微控制器及一第一記憶體，其中該第一微控制器能讀取該第一記憶體中的一第一串列編碼(如：依序包含一起始碼值、一真實密碼值及一結束碼值)，且能依序產生與該第一串列編碼中的每個碼值相對應之控制訊號，該編碼裝置尚設有一多色光驅動電路及一多色光二極體，其中該多色光驅動電路係能接收該控制訊號，且產生與該控制訊號對應的驅動訊號，並將該驅動訊號傳輸至該多色光二極體，使該多色光二極體產生對應不同驅動訊號之不同波長及時間的有色光，而該解碼裝置包括一多色光感測器、一第二記憶體及一第二微控制器，其中該多色光感測器能依序偵測出該多色光二極體發出的有色光，且依序產生一對應的感測訊號，該第二記憶體內儲存有至少一第二串列編碼(如：依序包含一起始碼值、一真實密碼值及一結束碼值)及一解碼程序，該第二微控制器係能接收該感測訊號，且透過該解碼程序對該感測訊號進行解碼，以獲得該第一串列編碼，又，該第二微控制器尚能在比對出該第一及第二串列編碼相同時，發出一致能訊號，以執行一電機或電子設備的控制程序(如：開啟或關閉電動門、電動鎖、保全系統或家電設備……等)，如此，由於該編解碼系統能透過對複數個色光形成的串列訊號，進行更多元、更複雜、且更不易受干擾的編解碼功能，故，即能有效解決傳統紅外線遙控裝置僅能辨識單一顏色光源，及無線控制功能不足與安全性不佳的問題，並有效克服傳統固定頻率電波訊號之無線射頻識別系統(RFID)因易受電磁波干擾，而僅能短距離辨識密碼的問題。

本發明之另一目的，係提供一種應用在前述編解碼系統之方法，以令設計人員能在該編解碼系統中，設計出更多元化且更複雜的編解碼規則及程序，以使該編解碼系統能在各種控制程序中實現更繁複、更安全、且不易受干擾之無線控制功能，並進而解決前述的習知紅外線遙控裝置及無線射頻識別系統所產生的各種問題。

為便　貴審查委員能對本發明之構造、設計原理及其功效，有更進一步之認識與瞭解，茲列舉實施例，並配合圖式，詳細說明如下：

本發明係一種對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統及其方法，在本發明之一較佳實施例中，請參閱第3圖所示，該編解碼系統3設有一編碼裝置30，該編碼裝置30包括一第一記憶體300、一第一微控制器301(microcontroller unit，簡稱MCU)、一多色光(multi-colors)驅動電路302及一多色光二極體303(light-emitting diode，簡稱LED)，其中該第一記憶體300內儲存有至少一第一串列編碼，該第一串列編碼係依序包含一起始碼值、一真實密碼值及一結束碼值，該第一微控制器301係與該第一記憶體300相電氣連接，以讀取該第一串列編碼，且根據該第一串列編碼中的每一碼值，依序產生一對應的控制訊號，該多色光驅動電路302係與該第一微控制器301相電氣連接，以接收該控制訊號，且根據該控制訊號，產生一對應的驅動訊號，該多色光二極體303係與該多色光驅動電路302相電氣連接，以接收該驅動訊號，且根據不同的驅動訊號，產生不同波長及時間的有色光(如：黃色光波長介於570nm～590nm、橙色光波長介於590nm～610nm、紅色光波長介於610nm～760nm……等)，舉例而言，該編碼裝置30之多色光二極體303係能針對起始碼值，先發出紫色光3毫秒(ms)後，再發出紅色光0.5毫秒，或針對真實密碼值(如：312)的密碼3、1及2，依序發出綠色光1毫秒、黃色光1毫秒及先發出棕色光1毫秒後再發出橙色光0.5毫秒，或針對結束碼值，發出藍色光2毫秒。

又，該編解碼系統3尚設有一解碼裝置31，該解碼裝置31包括一多色光感測器310(如：能用以偵測出紅【Red】、綠【Green】及藍【Blue】等有色光的感測器)、一第二記憶體311、一第二微控制器312及一應用電路313，其中該多色光感測器310能依序偵測出該多色光二極體303發出的有色光，且依序產生一對應的感測訊號，該第二記憶體311內儲存有至少一第二串列編碼及一解碼程序，該第二串列編碼係依序包含一起始碼值、一真實密碼值及一結束碼值，該第二微控制器312係分別與該多色光感測器310及該第二記憶體311相電氣連接，以接收該多色光感測器310產生之該感測訊號，且根據該第二記憶體311內儲存的該解碼程序，對該感測訊號進行解碼，舉例而言，當該多色光感測器310先接收到紫色光3毫秒(ms)後，再接收到紅色光0.5毫秒，則能解碼得知此為一起始訊號，嗣，在該第二微控制器312將感測訊號進行解碼，而獲得該第一串列編碼後，將判斷該第一串列編碼是否與該第二記憶體311內儲存的第二串列編碼相同，並在判斷出該第一串列編碼與該第二串列編碼相同時，產生一致能訊號，該應用電路313係與該第二微控制器312相電氣連接，以接收該第二微控制器312產生之該致能訊號，且根據該致能訊號，執行一電機或電子設備的控制程序(如：開啟或關閉電動門、電動鎖、保全系統或家電設備……等)。

如此，由於該編解碼系統3能透過對複數個色光形成的串列訊號，進行編解碼，故，設計人員即能在該編解碼系統3中，設計出更多元化且更複雜的編解碼規則及程序，以使該編解碼系統3能在各種控制程序中實現更繁複、更安全、且不易受干擾之無線控制功能，有效克服傳統紅外線遙控裝置僅能辨識單一顏色光源，及無線控制功能不足與安全性不佳的問題，並有效克服傳統固定頻率電波訊號之無線射頻識別系統(RFID)因易受電磁波干擾，而僅能短距離辨識密碼的問題。

在該實施例中，復請參閱第3圖所示，該第一記憶體300與第二記憶體311係為電氣抹除式可編程唯讀記憶體(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，簡稱EEPROM)，由於EEPROM係屬非揮發性記憶體，故，編解碼系統3之設計人員即能透過一寫入裝置，將一特定電壓輸入各該記憶體300、311中，以抹除各該記憶體300、311內存的資料，並將該第一串列編碼、第二串列編碼及解碼程序分別寫入各該記憶體300、311中，而在需更新各該串列編碼及解碼程序時，再次重複前述步驟，以寫入新的串列編碼及解碼程序，如此，設計人員即能依實際需求更新各該串列編碼及解碼程序，以令該編解碼系統3具有更高的安全性，再者，當設計人員將各該串列編碼及解碼程序分別寫入各該記憶體300、311後，各該串列編碼及解碼程序即能持續地被儲存在各該記憶體300、311中，如此，使用者能持續地透過該編解碼系統3進行電機或電子設備的控制程序，而無需擔心各該記憶體300、311內存之串列編碼及解碼程序，因受光或停止供電後而消失的問題。

再者，復請參閱第3圖所示，在該實施例中，為防止該真實密碼被竊取，各該串列編碼中尚包括至少一亂碼值，各該亂碼值係能依設計人員實際之設計需求，而編列在該起始碼值之前或結束碼值之後，或穿插在該起始碼值、真實密碼值及結束碼值之間的任意位置，如此，即能大幅地提升該編解碼系統3之保密性及安全性，並有效降低該真實密碼被竊取的風險。

在該實施例中，復請參閱第3圖所示，該編碼裝置30尚包括一供電單元304及至少一控制鈕305，其中該供電單元304係能用以供應電能至該第一記憶體300、第一微控制器301、多色光驅動電路302及多色光二極體303，使得該編碼裝置30能正確地運作，並使該多色光二極體303可將電能轉換為光能，以有效地發出有色光，而各該控制鈕305係能與該第一微控制器301相連接，以透過該第一微控制器301控制該多色光二極體303的發光狀態(如：發光、熄滅、亮度或波長【色彩】……等)，故，使用者即能輕易地透過按壓各該控制鈕305，令該多色光二極體303能發出各種不同波長及時間的有色光，進而達成多元化的控制功能。

然，該控制鈕305之連接關係及所達成之功能並不限定僅能為前述方式，在本發明之另一實施例中，請參閱第4圖所示，該編碼裝置40設有一控制鈕405，該控制鈕405係與該供電單元404相電氣連接，當使用者按壓該控制鈕405時，係能截止或導通該供電單元404提供給該第一記憶體400、第一微控制器401、多色光驅動電路402及多色光二極體403之電能，如此，即能有效地節約該編碼裝置40消耗之電能，進而延長該編碼裝置40的續航力。

另，在該實施例中，請參閱第3及5圖所示，該方法係應用在該編解碼系統3上，能使該編碼裝置30之第一微控制器301依下列步驟執行：(500)判斷該控制鈕305是否已被按壓，若是，即進行步驟(501)，若否，則重複步驟(500)；(501)在該控制鈕305已被按壓時，讀取該第一記憶體300中的至少一第一串列編碼；(502)根據該第一串列編碼中的每一碼值，依序產生一對應的控制訊號；及(503)將該控制訊號傳輸至該多色光驅動電路302，使該多色光驅動電路302根據該控制訊號，產生一對應的驅動訊號，並將該驅動訊號傳輸至該多色光二極體303，使該多色光二極體303能產生不同波長及時間的有色光。

又，在該實施例中，請參閱第3及6圖所示，該方法尚能使該解碼裝置31之第二微控制器312依下列步驟執行：(600)接收該多色光感測器310因偵測到有色光，而依序產生的感測訊號；(601)根據該第二記憶體311內儲存的一解碼程序，對該感測訊號進行解碼，以獲得該第一串列編碼；(602)嗣，在判斷出該第一串列編碼與該第二記憶體311內儲存的一第二串列編碼相同的狀態下，發出一致能訊號；及(603)使該應用電路313能接收該致能訊號，且根據該致能訊號，執行一電機或電子設備的控制程序。

復請參閱第3及5圖所示，在該實施例中，為縮短及簡化前述各該實施例之程序，以提升該編碼裝置30的執行效率，第5圖中所示的步驟(500)，即關於判斷該控制鈕305是否已被按壓的部分係可省略，而令該第一微控制器301主動且持續地執行步驟(501)～(503)，如此，第一微控制器301即無需進行任何判斷之步驟，故，能有效地降低該編碼裝置30之運作負荷，另，復請參閱第6圖所示，步驟(603)關於使應用電路執行電機或電子設備之控制程序的部分，亦能省略，意即，該解碼裝置31係能僅單純進行解碼的動作，而無需另外設置應用電路313，進而有效地節省電路設計及製造之成本。

綜上所述，復請參閱第3圖所示，藉由本發明，主要係可令設計人員能在該編解碼系統3中，運用不同波長及時間的有色光，組合設計出更多元化且更複雜的編解碼規則及程序，以使該編解碼系統3能在各種控制程序中實現更繁複、更安全、且不易受干擾之無線控制功能。以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不局限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。

3．．．編解碼系統

30、40．．．編碼裝置

300、400．．．第一記憶體

301、401．．．第一微控制器

302、402．．．多色光驅動電路

303、403．．．多色光二極體

304、404．．．供電單元

305、405．．．控制鈕

31．．．解碼裝置

310．．．多色光感測器

311．．．第二記憶體

312．．．第二微控制器

313．．．應用電路

第1圖所示乃傳統紅外線遙控裝置之方塊示意圖；

第2圖所示乃傳統無線射頻識別系統之方塊示意圖；

第3圖所示乃本發明之編解碼系統之一較佳實施例之方塊示意圖；

第4圖所示乃本發明之另一較佳實施例之編碼裝置的方塊示意圖；

第5圖所示乃本發明之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之方法之一較佳實施例之流程圖；及

第6圖所示乃本發明之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之方法之一較佳實施例之另一流程圖。

3．．．編解碼系統

30．．．編碼裝置

300．．．第一記憶體

301．．．第一微控制器

302．．．多色光驅動電路

303．．．多色光二極體

304．．．供電單元

305．．．控制鈕

31．．．解碼裝置

310．．．多色光感測器

311．．．第二記憶體

312．．．第二微控制器

313．．．應用電路

Claims (13)

1. 一種對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之方法，係應用至一編解碼系統，該編解碼系統包括一編碼裝置、一解碼裝置及一應用電路，該編碼裝置設有一第一微控制器、一第一記憶體、一多色光驅動電路及該多色光二極體，該方法包括：該第一微控制器自該第一記憶體中讀取至少一第一串列編碼；該第一微控制器根據該第一串列編碼中的每一碼值，依序產生一對應的控制訊號，且將該控制訊號傳輸至該多色光驅動電路，使該多色光驅動電路根據該控制訊號，產生該驅動訊號，以驅動該多色光二極體，使該多色光二極體依序產生複數個不同波長及不同持續時間長度的有色光；及使解碼裝置能接收該有色光，且根據一解碼程序，對該有色光進行解碼，以獲得該第一串列編碼，且在判斷出該第一串列編碼與一第二串列編碼相同的狀態下，發出一致能訊號，使該應用電路能接收該致能訊號，且根據該致能訊號，執行一電機或電子設備的控制程序。
2. 如請求項1所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之方法，其中該解碼裝置設有一第二微控制器、一多色光感測器及一第二記憶體，該方法係令該第二微控制器執行下列步驟：接收該多色光感測器因偵測到有色光，而依序產生的感測訊號；及根據該第二記憶體內儲存的一解碼程序，對該感測訊號進行解碼，以獲得該第一串列編碼。
3. 如請求項2所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之方法，其中各該串列編碼係包含一起始碼值、一真實密碼值及一 結束碼值。
4. 如請求項2所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之方法，其中各該串列編碼中尚包括至少一亂碼值。
5. 如請求項2所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之方法，其中該編碼裝置尚包括至少一控制鈕，各該控制鈕係分別與該第一微控制器相電氣連接，在該第一微控制器讀取該第一串列編碼前，該方法尚包括令該第一微控制器執行下列步驟：判斷出該控制鈕係已被按壓。
6. 一種對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統，包括：一編碼裝置，包括一第一記憶體、一第一微控制器、一多色光驅動電路及一多色光二極體，其中該第一記憶體內儲存有至少一第一串列編碼，該第一微控制器係與該第一記憶體相電氣連接，以讀取該第一串列編碼，且根據該第一串列編碼中的每一碼值，依序產生一對應的控制訊號，該多色光驅動電路係與該第一微控制器相電氣連接，以接收該控制訊號，且根據該控制訊號，產生一對應的驅動訊號，該多色光二極體係與該多色光驅動電路相電氣連接，以接收該驅動訊號，且根據不同的驅動訊號，產生不同波長及不同持續時間長度的有色光；及一解碼裝置，包括一多色光感測器、一第二記憶體及一第二微控制器，其中該多色光感測器能依序偵測出該多色光二極體發出的有色光，且依序產生一對應的感測訊號，該第二記憶體內儲存有至少一第二串列編碼及一解碼程序，該第二微控制器係分別與該多色光感測器及該第二記憶體相電氣連接，以接收該多色光感測器產生之感測訊號，且根據該第二記憶體內儲存的該解碼程序，對該感測訊號 進行解碼，以在獲得該第一串列編碼後，判斷該第一串列編碼是否與該第二記憶體內儲存的第二串列編碼相同，並在判斷出該第一串列編碼與該第二串列編碼相同的狀態下，產生一致能訊號。
7. 如請求項6所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統，尚包括一應用電路，該應用電路係與該第二微控制器相電氣連接，以接收該第二微控制器產生之該致能訊號，且根據該致能訊號，執行一電機或電子設備的控制程序。
8. 如請求項7所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統，其中各該串列編碼係包含一起始碼值、一真實密碼值及一結束碼值。
9. 如請求項7所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統，其中各該串列編碼中尚包括至少一亂碼值。
10. 如請求項7所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統，其中該編碼裝置尚包括一供電單元，以供應電能至該第一記憶體、第一微控制器、多色光驅動電路及多色光二極體。
11. 如請求項7所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統，其中該編碼裝置尚包括至少一控制鈕，各該控制鈕係分別與該第一微控制器相電氣連接，以透過該第一微控制器控制該多色光二極體的發光狀態。
12. 如請求項10所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解碼之系統，其中該編碼裝置尚包括一控制鈕，該控制鈕係與該供電單元相電氣連接，以截止或導通該供電單元提供給該第一記憶體、第一微控制器、多色光驅動電路及多色光二極體之電能。
13. 如請求項7所述之對複數個有色光形成的串列訊號進行編碼及解 碼之系統，其中各該記憶體係為電氣抹除式可編程唯讀記憶體。