Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Steuersystem, insbesondere ein interaktives drahtloses Steuersystem, das durch die Technologie der drahtlosen Übertragung mit einer drahtlos gesteuerten Einrichtung im Wirkzusammenhang stehen kann.

Bei der herkömmlichen Technologie der drahtlosen Fernsteuerung wird immer noch das Prinzip der Radiofrequenz (RF) zur Ausgestaltung angewendet. Jedoch ist die Entfernung der drahtlosen Steuerung tendenziell beschränkt, so dass der Benutzer die zu steuernde Vorrichtung nur dann steuern kann, wenn er die Vorrichtung sehen kann. Daher kann der Benutzer Vorrichtungen, die in eine für den Benutzer nicht sichtbare Umgebung eingehen oder sich in einem anderen Bereich als der Benutzer befinden, nicht steuern, was sich als nachteilig erweist.

Bei der herkömmlichen Fernsteuerung besteht des Weiteren noch der Nachteil, dass zwischen der Fernsteuereinrichtung und der fernzusteuernden Vorrichtung kein Kanal zum Übertragen von massereichen, komplizierten Daten (z.B. Bildern oder Tönen) und somit zum Zwecke der Interaktion vorgesehen ist. Deshalb kann der Benutzer mit einer Fernsteuereinrichtung bloß einfache Operationen durchführen. Aufgrund dieser Einschränkung werden die möglichen Anwendungsprodukte für das herkömmliche drahtlose Steuersystem entsprechend beschränkt, wodurch die Anforderungen an Multifunktionalität und Mehrzweckvermögen der gegenwärtigen Anwendungsprodukte nicht erfüllt werden können.

Demzufolge ist ein solches drahtloses Steuersystem wünschenswert, mit dessen Hilfe die Anwendungsprodukte mehrere steuerbare Funktionen einfach unterstützen können, um eine Interaktion zu ermöglichen; des Weiteren soll ein solches drahtloses Steuersystem in verschiedene Anwendungsprodukte zum Zwecke der drahtlosen Steuerung einfach integriert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein interaktives drahtloses Steuersystem zu schaffen, das durch eine vereinfachte Hardware-Schaltung in eine zu steuernde Vorrichtung leicht integrierbar ist, so dass der Benutzer sowohl durch Software-Programme im Anwendungssystem und mit der Übertragungstechnologie des drahtlosen Netzwerks die zu steuernde Vorrichtung steuern als auch Informationssignale senden und empfangen kann, um zeitnahe Interaktionen zu ermöglichen. Die vorliegende Erfindung ist insofern von Vorteil, als der Benutzer die zu steuernde Vorrichtung steuern kann, ohne sie zu sehen, wobei der Benutzer durch ein Anwendungssystem aus der Entfernung virtuell die Operation wahrnehmen kann. Somit findet das erfindungsgemäße drahtlose Steuersystem eine breite Anwendung bei unterschiedlichen Einrichtungen für unterschiedliche Zwecke.

Die o. g. Aufgabe wird gelöst durch ein interaktives drahtloses Steuersystem, umfassend ein Steuermodul und ein Anwendungssystem. Das Steuermodul ist an einer Fernsteuereinrichtung mit zumindest einer Bildfangeinheit angeordnet und weist ferner eine drahtlose Empfangs- und Sendeeinheit und einen Mikroprozessor auf, wobei der Mikroprozessor ferner eine Vielzahl von USBs und eine Vielzahl von universalen Eingangs-/Ausgangsteuerpins (GPIO) zum verbinden mit der Fernsteuereinrichtung aufweist. Damit kann der Mikroprozessor mit einem Steuersignal die Operationen der Fernsteuereinrichtung steuern. Dabei dient ein USB zum Anschluss mit der Bildfangeinheit, damit der Mikroprozessor ein von der Bildfangeinheit aufgenommenes Live-Bildsignal empfangen kann. Zudem ist der Mikroprozessor mit der drahtlosen Empfangs- und Sendeeinheit elektrisch verbunden, damit eine drahtlose Signalübertragung durch die drahtlose Empfangs- und Sendeeinheit ermöglicht werden kann. Das Anwendungssystem ist mit dem Steuermodul drahtlos verbunden, um eine drahtlose Signalübertragung mit der drahtlosen Empfangs- und Sendeeinheit im Steuermodul zu gewährleisten, so dass das Anwendungssystem ein Live-Bildsignal empfangen und es in Echtzeit anzeigen kann. Ferner kann das Anwendungssystem dem Mikroprozessor ein Steuersignal zur Verfügung stellen, um den Betrieb der Fernsteuereinrichtung zu steuern.

Im Folgenden werden Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung der Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Jedoch soll die Erfindung nicht auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschränkt werden. Es zeigen:

1A ein Blockdiagramm der Struktur des erfindungsgemäßen interaktiven drahtlosen Steuersystems;

1B ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen interaktiven drahtlosen Steuersystems;

2 eine Tabelle, in der die Betriebsschnittstellen und die Funktionen der Betriebsprogramme des erfindungsgemäßen interaktiven drahtlosen Steuersystems im Vergleich dargestellt sind; und

3 eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen interaktiven drahtlosen Steuersystems.

1A und 1B zeigen jeweils ein Blockdiagramm der Struktur und ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen interaktiven drahtlosen Steuersystems. Wie aus 1 ersichtlich, umfasst das interaktive drahtlose Steuersystem ein Steuermodul 10 und ein Anwendungssystem 20. Das Steuermodul 10 ist an einer Fernsteuereinrichtung 9 mit zumindest einer Bildfangeinheit 90 angeordnet, um die Operationen der Fernsteuereinrichtung 9 zu steuern. Das Anwendungssystem 20 dient als Steuerschnittstelle für den Benutzer zum Bedienen der Fernsteuereinrichtung 9 und ist mit der Fernsteuereinrichtung 9 drahtlos verbunden, um ein Steuersignal zum Steuermodul 10 zu übertragen. Da das von der Bildfangeinheit 90 aufgenommene Live-Bildsignal die Umgebung darstellt, in der sich die Fernsteuereinrichtung 9 tatsächlich befindet, und den aufgenommenen Sichtwinkel darstellt, kann der Benutzer, wenn das Steuermodul 10 ebenfalls durch die drahtlose Signalübertragung das Live-Bildsignal zum Anwendungssystem 20 zurücksendet, durch das Anschauen der im Anwendungssystem 20 angezeigten Bilder der Live-Bildsignale die Fernsteuereinrichtung 9 steuern. Auf diese Weise kann der Benutzer die Fernsteuereinrichtung 9 so bedienen, als wenn er die zu steuernde Vorrichtung vor den Augen hätte. Die Fernsteuereinrichtung 9 kann vorteilhafterweise mit Vorrichtungen wie einem ferngesteuerten Spielfahrzeug, einem Baufahrzeug, einer Rettungseinrichtung oder einem mobilen Überwachungsgerät kombiniert werden. Ferner kann die drahtlose Signalübertragung durch ein drahtloses Netzwerk (WiFi), eine 3G-Kommmunikation oder ein Ultrabreitband (UWB) ausgeführt werden, um eine große Datenmenge übertragen zu können.

Das vorgenannte Steuermodul 10 umfasst eine drahtlose Empfangs- und Sendeeinheit 101 und einen Mikroprozessor 102, wobei der Mikroprozessor 102 mit einer Bildverarbeitungseinheit 1021 und einer Vielzahl von Verbindungsschnittstellen 1022 versehen ist. Wie in 2 gezeigt, sind die Verbindungsschnittstellen 1022 beispielsweise als USB 1~3 und universale Eingangs-/Ausgangssteuerpins GPIO 1~8 ausgeführt. Dabei ist der Mikroprozessor 102 mit der drahtlosen Empfangs- und Sendeeinheit 101 elektrisch verbunden, damit eine drahtlose Signalübertragung (sowohl Empfangen als auch Senden) durch die drahtlose Empfangs- und Sendeeinheit 101 ermöglicht werden kann.

Die USB 1~3 und die universalen Eingangs-/Ausgangssteuerpins GPIO 1~8 am Mikroprozessor 102 können jeweils zum Verbinden mit den verschiedenen Funktionseinheiten an der Fernsteuereinrichtung 9 dienen, damit der Mikroprozessor 102 aufgrund der Steuersignale die Operationen der Fernsteuereinrichtung 9 steuert. Neben der Bildfangeinheit 90 weist die Fernsteuereinrichtung 9 ferner einen waagerechten Schaft 91, einen senkrechten Schaft 92, eine Gangschaltungseinheit 93, eine Leuchteinheit 94, eine Pfeife 95, eine Schießeinheit 96, einen Lautsprecher 97 und ein Mikrofon 98 auf.

Der waagerechte und der senkrechte Schaft 91, 92 werden für den Mikroprozessor 102 angeordnet und steuern aufgrund der Steuersignale die Bewegungen der Fernsteuereinrichtung 9. Der waagerechte Schaft 91 ist mit zwei universalen Eingangs-/Ausgangssteuerpins GPIO 3, GPIO 4 des Mikroprozessors 102 verbunden, um die jeweils nach rechts und links gerichteten Bewegungen der Fernsteuereinrichtung 9 zu steuern; der senkrechte Schaft 92 ist ebenfalls mit zwei universalen Eingangs-/Ausgangssteuerpins GPIO 1, GPIO 2 des Mikroprozessors 102 verbunden, um die jeweils nach hinter und vorne gerichteten Bewegungen der Fernsteuereinrichtung 9 zu steuern.

Die Gangschaltungseinheit 93 ist beispielsweise mit einem universalen Eingangs-/Ausgangssteuerpin GPIO 7 des Mikroprozessors 102 verbunden, damit der Mikroprozessor 102 aufgrund eines Steuersignals die Gangschaltung der Fernsteuereinrichtung 9 steuern kann. Dabei regelt der Mikroprozessor 102 durch die Steuerung des universalen Eingangs-/Ausgangssteuerpins GPIO 7 die Größe des durchfließenden Stroms, so dass unterschiedliche Ströme unterschiedlichen Bewegungsgeschwindigkeiten entsprechen, um die Gangschaltung zu ermöglichen.

Darüber hinaus sind die Leuchteinheit 94, die Pfeife 95 und die Schießeinheit 96 jeweils mit den universalen Eingangs-/Ausgangssteuerpins GPIO 5, GPIO 6, GPIO 8 des Mikroprozessors 102 verbunden, so dass der Mikroprozessor 102 aufgrund der Steuersignale jeweils die Fernsteuereinrichtung 9 beim Aufleuchten, Pfeifen und Schießen steuern kann.

Die Erfindung ist insofern von Vorteil, als der Mikroprozessor 102, nachdem er ein Steuersignal erhalten hat, durch die universalen Eingangs-/Ausgangssteuerpins GPIO 1~8 die Operationen der jeweiligen Funktionseinheiten steuern kann, ohne auf einen Empfang einer großen Datenmenge warten zu müssen.

Beim Mikroprozessor 102 dienen USB 1~3 zum jeweiligen Verbinden mit der Bildfangeinheit 90, dem Lautsprecher 97 und dem Mikrofon 98. Das Verbinden ist deswegen nötig, weil die Bildfangeinheit 90, der Lautsprecher 97 und das Mikrofon 98 kein simples Steuersignal sind und Bild- bzw. Tondaten übertragen müssen. Die Bildfangeinheit 90 dient zum Fangen von Live-Bildsignalen, in den sich die Fernsteuereinrichtung 9 befindet. Die Live-Bildsignale werden vom Mikroprozessor 102 empfangen und direkt durch die im Mikroprozessor 102 eingebettete Bildverarbeitungseinheit 1021 verarbeitet. Anschließend werden die Live-Bildsignale durch die drahtlose Empfangs- und Sendeeinheit 101 an das Anwendungssystem 20 zurückgesendet, so dass der Benutzer sie sehen kann.

Der Lautsprecher 97 ist an der Fernsteuereinrichtung 9 angebracht, um ein Tonquellensignal auszugeben, das beispielsweise ein vorher gespeichertes oder ein Tonquellensignal in Echtzeit ist, das durch das Anwendungssystem 20 drahtlos zum Mikroprozessor 102 übertragen wird. Ein vorher gespeichertes Tonquellensignal bezieht sich auf ein Tonquellensignal, das bereits im Anwendungssystem 20 gespeichert worden ist (z.B. eine Musik- oder Tondatei); ein Tonquellensignal in Echtzeit bezieht sich auf ein Tonquellensignal, das der Benutzer durch das Anwendungssystem 20 in Echtzeit eingibt (z.B. die Laute, die der Benutzer z. Z. spricht)

Der Mikroprozessor 102 empfängt durch das Mikrofon 98 ein Live-Tonsignal aus der Umgebung, in der sich die Fernsteuereinrichtung 9 befindet und das Live-Tonsignal drahtlos zum Anwendungssystem 20 zurücksendet. Auf diese Weise kann das Anwendungssystem 20 die von der Fernsteuereinrichtung 9 aufgenommenen Live-Bildsignale und Live-Tonsignale gleichzeitig empfangen, so dass der Benutzer ein Live-Erlebnis erfahren kann. Zudem kann der Benutzer, wenn er das Mikrofon 98 und den Lautsprecher 97 gleichzeitig bedient, über das Anwendungssystem 20 mit den Leuten um die Fernsteuereinrichtung 9 herum zum Gespräch kommen. Dadurch wird eine andersartige Interaktion gewährleistet.

Das Anwendungssystem 20 umfasst ein Betriebsprogramm 201, ein Modul des drahtlosen Netzwerks 202, eine Anzeigeeinheit 203, einen Verstärker 204 und eine Betriebsschnittstelle 205. Dabei kann das Anwendungssystem 20 als PC, Laptop, Mobiltelefon, PDA oder tragbares Digitalspielgerät ausgeführt werden und wird über das Modul des drahtlosen Netzwerks 202 mit dem Steuermodul 10 drahtlos verbunden, so dass eine drahtlose Signalübertragung mit der drahtlosen Empfangs- und Sendeeinheit 101 zustande kommt. Dies ermöglicht dem Anwendungssystem 20, einerseits Steuersignale zum Steuern der Operationen der Fernsteuereinrichtung 9 zu erzeugen und andererseits die vom Steuermodul 10 zurückgesendeten Datensignale zu empfangen.

Beim Anwendungssystem 20 ist ferner das Betriebsprogramm 201 mit der Betriebsschnittstelle 205 und dem Modul des drahtlosen Netzwerks 202 verbunden, wobei die Betriebsschnittstelle 205 als Tastatur, Joystick oder Cursorgerät ausgeführt werden kann, um das Betriebsprogramm 201 zu steuern. Hierbei erzeugt das Betriebsprogramm 201 einerseits ein entsprechendes Steuersignal, das über das Modul des drahtlosen Netzwerks 202 zum Steuermodul 10 gesendet wird; andererseits empfängt das Betriebsprogramm 201 das vom Steuermodul 10 zurückgesendete Live-Bildsignal und Live-Tonsignal, die dann jeweils durch die miteinander verbundene Anzeigeeinheit 203 und den Verstärker 204 angezeigt bzw. abgespielt werden. Somit erweist sich das erfindungsgemäße interaktive Steuersystem als multifunktional. Zu erwähnen ist, dass das Betriebsprogramm 201 ferner eine Aufnahmeeinheit 2011 umfassen kann, so dass das Live-Bildsignal und das Live-Tonsignal zugleich aufgenommen und gespeichert werden können, wenn das Betriebsprogramm 201 gerade die Ausgabe bei der Anzeigeeinheit 203 und dem Verstärker 204 steuert.

2 zeigt eine Tabelle, in der die Betriebsschnittstellen 205 und die Funktionen der Betriebsprogramme des erfindungsgemäßen interaktiven drahtlosen Steuersystems im Vergleich dargestellt sind. Am Beispiel der Tastatur als eine Betriebsschnittstelle 205 kann der Benutzer selber die Tasten und ihre Funktionen des entsprechenden Betriebsprogramms 201 einstellen. Dann kann das Betriebsprogramm 201 aufgrund der vom Benutzer gedrückten Taste ein entsprechendes Steuersignal zum Steuermodul 10 der Fernsteuereinrichtung 9 ausgeben, so dass der Mikroprozessor 102 im Steuermodul 10 die Operationen der Fernsteuereinrichtung 9 steuern kann. Wie aus 2 ersichtlich, steuert der Mikroprozessor 102 aufgrund der unterschiedlichen Steuersignale durch die unterschiedlichen universalen Eingangs-/Ausgangssteuerpins GPIO 1~8 und USBs 1~3 ihre entsprechend verbundenen Funktionseinheiten. Alternativ kann der Mikroprozessor 102 aufgrund eines einzigen Steuersignals gleichzeitig die entsprechenden verbundenen Funktionseinheiten steuern. Wenn der Mikroprozessor 102 beispielsweise ein Steuersignal V zur Bild- und Tonaufnahme empfängt, wird er gleichzeitig über den USB 1 und USB 3 die mit ihm verbundene Bildfangeinheit 90 und das Mikrofon 98steuern, um Live-Bildsignale und Live-Tonsignale zu empfangen und sie wieder zum Anwendungssystem 20 zur Aufnahme und Speicherung zurückzuschicken.

3 zeigt eine schematische Darstellung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen interaktiven drahtlosen Steuersystems. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Fernsteuereinrichtung 9 als ferngesteuertes Spielfahrzeug ausgeführt, das mit einer Bildfangeinheit 90, einer Leuchteinheit 94, einer Pfeife 95, einer Schießeinheit 96 und einem Lautsprecher 97 versehen ist, wobei das diese Funktionen steuernde Steuermodul 10 im Inneren des ferngesteuerten Spielfahrzeugs angeordnet ist (nicht in der Zeichnung dargestellt). Somit kann der Benutzer nach dem Aktivieren des Betriebsprogramms 201 im Anwendungssystem 20 durch die Anzeigeeinheit 203 das von der Fernsteuereinrichtung 9 zurückgesendete Live-Bildsignal anschauen und über die Betriebsschnittstelle 205 die Fernsteuereinrichtung 9 steuern. Zu der Bedienung sehen Sie bitte die in 2 gezeigte Tabelle mit den Tasten und ihren entsprechenden Funktionen im Vergleich.

Durch die obenstehende Beschreibung lässt sich feststellen, dass das erfindungsgemäße interaktive drahtlose Steuersystem eine Technologie der drahtlosen Übertragung integriert, mit der eine große Datenmenge übertragbar ist. Die Erfindung ist insofern von Vorteil, als die Hardware des Steuersystems durch eine vereinfachte Modulisierung entworfen worden ist, so dass das Steuersystem einfach und breit für alle derartigen Fernsteuereinrichtungen einsetzbar ist. des Weiteren ist die Erfindung insofern vorteilhaft, als dass Eingangs-/Ausgangssteuerpins und USBs zur Steuerung der Hardware vorgesehen sind, so dass die Funktionen des Produkts jederzeit zu erweitern sind. Außerdem kann der Benutzer durch die Bildübertragung in Echtzeit die Bedienung virtuell erleben, so dass das erfindungsgemäße interaktive drahtlose Steuersystem für verschiedene Zwecke einsetzbar ist und verschiedene Funktionen erfüllen kann.

Die vorstehende Beschreibung stellt nur das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und soll nicht die Patentansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die unter Anwendung der Beschreibung und der Zeichnungen betreffs der Erfindung vorgenommen werden, gehören zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.

10

Steuermodul

101

drahtlose Empfangs- und Sendeeinheit

102

Mikroprozessor

1021

Bildverarbeitungseinheit

1022

Verbindungsschnittstelle

USB 1~3

USB

GPIO 1~8

universaler Eingangs-/Ausgangssteuerpin

20

Anwendungssystem

201

Betriebsprogramm

2011

Aufnahmeeinheit

202

Modul des drahtlosen Netzwerks

203

Anzeigeeinheit

204

Verstärker

205

Betriebsschnittstelle

9

Fernsteuereinrichtung

90

Bildfangeinheit

91

waagerechter Schaft

92

senkrechter Schaft

93

Gangschaltungseinheit

94

Leuchteinheit

95

Pfeife

96

Schießeinheit

97

Lautsprecher

98

Mikrofon