БЫТОВОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ВЫВОДА ЗВУКОВОГО СИГНАЛА ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ
HOME APPLIANCE AND METHOD OF OUTPUTTING AUDIO SIGNAL FOR DIAGNOSIS

Настоящая заявка испрашивает приоритет по патентной заявке Кореи № 10-2012-0072381, поданной 3 июля 2012 г., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к бытовому устройству для вывода диагностических данных в виде звукового сигнала и способу вывода звукового сигнала.
2. УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обычно, пользователь обращается в сервисный центр, когда бытовое устройство выходит из строя, и специалист лично приходит к пользователю для ремонта. Однако, подобное личное посещение специалиста сопряжено с лишними затратами, а также, без предварительной информации о бытовом устройстве, бытовое устройство сложно эффективно ремонтировать. В последнее время, благодаря технологическому развитию, для дистанционной диагностики информации об отказах используют телефонную сеть.
Кроме того, в европейской патентной заявке EP0510519 предложен метод, по которому информацию об отказах бытового устройства передают в сервисный центр по телефонной сети через модем, соединенный с бытовым устройством. Однако в данном случае существует такая проблема, как необходимость постоянного подключения модема к бытовому устройству. В частности, поскольку бытовое устройство, например стиральная машина, обычно установлено вне помещения, то существует проблема с подсоединением стиральной машины к телефонной сети.
В патенте США № 5987105 предложен способ управления бытовым устройством, в соответствии с которым информацию о работе бытового устройства преобразуют в звуковой сигнал, и упомянутую информацию выводят по телефонной сети. По данному способу управления, звуковой сигнал, выводимый из бытового устройства, передается в сервисный центр по телефону пользователя. Что касается структуры пакетов данных, составляющих звуковой сигнал, то информация подлежит переводу во множество пакетов для вывода. Один пакет сконфигурирован с длительностью 2,97 с, и, когда один пакет выведен, следующий пакет выводится через 730 мс. Соответственно, вывод всей информации, подлежащей передаче, продолжается больше чем 3 с.
Портативный терминал, например, мобильный телефонный аппарат или интеллектуальный телефонный аппарат, обеспечивает функцию шумоподавления. Когда сигнал, имеющий предварительно заданную частоту, непрерывно обнаруживается в течение предварительно заданного времени (приблизительно, 3 с), то упомянутая функция шумоподавления опознает сигнал как шум. Кроме того, интенсивность звукового сигнала существенно ослабляется или искажается средой связи, когда звуковой сигнал вводится в портативный терминал, как поясняется в патенте США № 5987105. Даже когда между пакетами (сконфигурированными, каждый, с длительностью менее чем 3 сек) установлен мертвый период (например, 730 мс), сигнал все еще может опознаваться как шум. Для справки, патент США № 5987105 не дает предложения по функции шумоподавления портативного терминала или ее определения, не говоря уже о способе обхода вышеупомянутой проблемы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аспекты изобретения раскрыты в независимых пунктах формулы изобретения.
Вышеприведенные и другие цели, признаки, аспекты и преимущества устройства и способа в соответствии с настоящим изобретением станут понятнее из нижеследующего подробного описания, приведенного в связи с сопроводительными чертежами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Сопроводительные чертежи, которые даны для обеспечения более глубокого понимания изобретения и составляют часть настоящего описания, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и, вместе с описанием, служат для пояснения принципов изобретения.
На чертежах:
Фиг. 1 - схема, поясняющая процесс диагностики бытового устройства в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 2 - блок-схема, поясняющая конфигурацию бытового устройства и диагностической системы, содержащей упомянутое бытовое устройство, в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 3 - схема, представляющая несущие частоты, составляющие сигнал, выводимый из бытового устройства в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 4 - схема в случае, когда данные (a), составляющие пакет, преобразуются способом двухтональной частотной манипуляции (BFSK) (b) и преобразуются способом квадратурной частотной манипуляции (QFSK) (c);
Фиг. 5 - схема для сравнения времени вывода (b) с использованием способа BFSK и времени вывода (c) с использованием способа QFSK, когда данные (a), составляющие пакет, выводятся в предположении, что время одного символа установлено идентичным;
Фиг. 6 - схема, представляющая пакет на прикладном уровне и кадр на соответствующем ему физическом уровне в бытовом устройстве в соответствии с вариантом осуществления;
Фиг. 7 - блок-схема последовательности операций, поясняющая процесс преобразования сигнала в системе диагностики бытового устройства; и
Фиг. 8 - схема, поясняющая конфигурацию кадра, сформированного процедурой преобразования сигнала в системе диагностики бытового устройства, показанной на фиг. 7.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Несмотря на использование конкретных терминов, данные термины служат не для ограничения смысла или объема настоящего изобретения, определяемого в формуле изобретения, а служат только для пояснения настоящего изобретения. Соответственно, специалисту в данной области техники будет понятно из вышесказанного, что возможны различные модификации и другие эквивалентные варианты осуществления. Изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления, но характеризуется в полном объеме прилагаемой формулой изобретения. Одинаковые числовые позиции везде относятся к одинаковым элементам.
На фиг. 1 представлена схема, поясняющая процесс диагностики бытового устройства в соответствии с вариантом осуществления. На фиг. 2 представлена блок-схема, поясняющая конфигурацию бытового устройства и диагностической системы, содержащей упомянутое бытовое устройство, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг. 1, обычно, бытовое устройство 100 может содержать блок 181 звукового вывода, например, зуммер и динамик, для вывода извещающего звука или подтверждающего звука, и, по упомянутому звуку, пользователь может распознавать отказ или ненормальную работу бытового устройства 100 на этапе S11. Кроме того, бытовое устройство 100 может обеспечивать функцию для вывода диагностических данных в форме звука, который сочетает конкретные частоты. Упомянутый звуковой сигнал может быть выведен блоком 181 звукового вывода, обычно обеспеченным для вывода предупреждающего звукового сигнала или подтверждающего звукового сигнала (или дополнительным средством звукового вывода для вывода звука, отличающегося от вышеупомянутых сигналов).
Кроме того, пользователь, который определяет аномальное функционирование бытового устройства по предупреждающему звуку, выводимому из блока 181 звукового вывода, может вызывать сервисный центр для описания аномального симптома бытового устройства и может запросить о соответствующем решении или запросить ремонт. Разумеется, независимо от вывода блоком 181 звукового вывода, пользователь может непосредственно определить аномальную работу бытового устройства 100 и может обращаться в сервисный центр в некоторых случаях.
Когда устанавливается соединение с сервисным центром, агент сервисного центра может зарегистрировать рекламацию пользователя и может попробовать предложить соответствующее решение. В некоторых случаях требуется конкретная информация о симптоме бытового устройства.
Агент объясняет пользователю способ вывода диагностических данных в форме звука на этапе S13. В соответствии с объяснением, пользователь может расположить терминал 230 связи вблизи блока 181 звукового вывода и, затем, может манипулировать средством пользовательского ввода, обеспеченным на панели управления бытового устройства 100, чтобы вывести предварительно заданный звук, содержащий диагностические данные, посредством блока 181 звукового вывода. В данном случае, диагностические данные могут содержать идентификационную информацию для идентификации типа бытового устройства 100, информацию о текущем состоянии задающего воздействия или недавнем состоянии задающего воздействия бытового устройства 100 (в дальнейшем, называемым задающей информацией), значения настройки, установленные в соответствии с манипуляцией пользователя или работающим предварительно сохраненным алгоритмом (в дальнейшем, называемые установочной информацией), и информацию, сохраняемую, когда обнаруживаются отказ или ненормальная работа бытового устройства 100, в соответствии с алгоритмом самодиагностики, (в дальнейшем называемую информацией об отказах).
Звуковой сигнал, содержащий диагностические данные, выведенный блоком 181 звукового вывода, может быть передан в сервисный центр по сети связи на этапе S14. Сервисный центр может содержать устройство 290 управления для приема звукового сигнала, передаваемого по сети связи. Устройство 290 управления может обратно выделять диагностические данные из звукового сигнала, переданного по сети связи, и может диагностировать бытовое устройство 100 на основе выделенной информации.
С использованием способов связи поколений 3G и 4G авторы настоящего изобретения выяснили, что когда диагностические данные модулируют и передают с использованием несущей частоты в упомянутом частотном диапазоне, то, вследствие ослабления или искажения сигнала, имеющих место во время передачи по сети связи, оборудование на приемной стороне, которое принимает диагностические данные, не может точно выделить диагностические данные. Настоящее изобретение обеспечивает более точный способ передачи диагностических данных в средах связи поколений 3G и 4G, и, в дальнейшем, приведено подробное описание данного способа. В дополнительном предпочтительном варианте осуществления, как установили авторы настоящего изобретения, в системах подвижной связи поколений 3G и 4G, пригодных для применения интеллектуальных телефонных аппаратов, несущие частоты, используемые для передачи сигналов в соответствии с настоящим изобретением, находятся в предпочтительном диапазоне ниже, чем 2 кГц.
Кроме того, как широко известно, система подвижной связи поколения 3G относится к стандарту мобильного телефона и подвижной связи, который удовлетворяет требованиям стандарта Международной подвижной связи - 2000 (IMT-2000) Международного союза электросвязи. Система подвижной связи поколения 4G сменяет систему подвижной связи поколения 3G и обеспечивает более совершенную среду подвижной связи.
Устройство 290 управления, которое принимает звуковой сигнал, содержащий диагностические данные, по сети связи, может снова выделять диагностические данные из звукового сигнала посредством процесса обратного преобразования сигнала и, на основании полученных данных, может диагностировать бытовое устройство 100 посредством предварительно заданного алгоритма диагностики.
Однако, в соответствии с вариантом осуществления, бытовое устройство 100 может исполнять алгоритм самодиагностики для выполнения диагностики и, затем, может выводить его результат в форме звукового сигнала. В данном случае, диагностические данные могут содержать результат, сформированный алгоритмом диагностики, то есть, результат диагностики.
В любом случае, сторона, содержащая устройство 290 управления, например, сервисный центр, может обеспечивать соответствующее обслуживание пользователя на основании результата диагностики и может отправить ремонтника 93 на дом, при необходимости, на этапе S16. Как показано на фиг. 2, диагностическая система бытового устройства в соответствии с вариантом осуществления может содержать бытовое устройство 100 для вывода звукового сигнала, содержащего диагностические данные, и устройство 290 управления для приема звукового сигнала, выводимого из бытового устройства 100 по сети связи, и, на основании упомянутого сигнала, для диагностики бытового устройства 100. Диагностические данные, упомянутые ниже, описаны в дальнейшем как диагностические данные, которые формируются посредством исполнения алгоритма самодиагностики в бытовом устройстве 100 и использования ее результата, но не ограничены упомянутым формированием. Как изложено выше, диагностические данные могут содержать переменные параметры, используемые при исполнении алгоритма диагностики в устройстве 290 управления.
Бытовое устройство 100 может содержать блок 150 управления для приема от пользователя управляющей команды, различные виды информации для работы бытового устройства 100 и блок 160 выбора диагностики для выбора команды запуска диагностики. Блок 150 управления и блок 160 выбора диагностики могут быть обеспечены по отдельности, но, в соответствии с вариантом осуществления, если применяется способ ввода конкретной клавишей из клавиш ручного управления, например, кнопок и наборных дисков, составляющих блок 150 управления, (например, когда продолжительность ввода кнопкой питания больше предварительно заданного времени), кнопка питания может служить блоком 160 выбора диагностики (в противоположность включению/выключению бытового устройства 100). Вследствие этого, обеспечивается относительно реже используемый блок 160 выбора диагностики. В другом примере, когда предварительно заданную комбинацию вводят в соответствии с порядком ввода конкретными клавишами, данные клавиши могут служить блоком 160 выбора диагностики, что не является основной функцией каждой клавиши. То есть, возможны различные варианты осуществления.
После того, как блоком 160 выбора диагностики введена команда диагностики, контроллер 170 может выполнить алгоритм диагностики, хранящийся в запоминающем устройстве 140, на основании диагностических данных, хранящихся в памяти 141, или данных, вызванных из памяти 141, чтобы составить пакет прикладного уровня посредством предварительно заданного процесса обработки данных с использованием диагностических данных, сформированных алгоритмом диагностики, и затем может выполнять процесс модуляции посредством управления блоком 180 преобразования, чтобы составить кадр физического уровня, содержащий комбинацию символов, соответствующих несущей частоте. Прогрессирующее состояние упомянутого процесса может отображаться блоком 118 отображения, и блок 118 отображения может быть осуществлен в виде средства визуального представления, например, жидкокристаллического (ЖК-) дисплея и светодиода (СД), которое, обычно, обеспечено на панели управления для отображения рабочего состояния бытового устройства 100.
В данном случае, память 141 может быть носителем для записи данных для временного хранения диагностических данных и может содержать оперативную память (RAM), флэш-память, оперативную память с увеличенным временем доступности данных (EDORAM), магнитный носитель для записи данных и оптический носитель информации с возможностью записи/стирания данных, независимо от наличия энергозависимых или энергонезависимых свойств. Запоминающее устройство 140 может быть носителем для записи данных для хранения алгоритма диагностики и может быть энергонезависимым носителем для записи данных для удерживания записанных данных, независимо от подачи питания в бытовое устройство 100.
Блок 180 преобразования может конфигурировать кадр, соответствующий пакету, сформированному контроллером 170, и кадр может содержать символы, соответствующие несущим частотам, составляющим звуковой сигнал, выводимый из блока 181 звукового вывода. В соответствии с данным вариантом осуществления, частотный сигнал может быть сформирован из диагностических данных с использованием способа QFSK (квадратурной частотной манипуляции). Соответственно, частотный сигнал, сформированный блоком 180 преобразования, содержит комбинацию из четырех разных несущих частот.
Блок 181 звукового вывода может выводить звуковой сигнал в соответствии с частотным сигналом и может быть реализован в виде зуммера или динамика. Блок 181 звукового вывода может быть зуммером для вывода четырех несущих частот, которые отдельно распознаются в предпочтительном частотном диапазоне ниже чем 2 кГц.
На фиг. 3 приведена схема, представляющая несущие частоты, составляющие сигнал, выводимый из бытового устройства в соответствии с вариантом осуществления. На фиг. 4 приведена схема в случае, когда данные (a), составляющие пакет, преобразуются способом двухтональной частотной манипуляции (BFSK) (b) и преобразуются способом квадратурной частотной манипуляции (QFSK) (c). На фиг. 5 приведена схема для сравнения времени вывода (b) с использованием способа BFSK и времени вывода (c) с использованием способа QFSK, когда данные (a), составляющие пакет, выводятся в предположении, что время одного символа установлено идентичным.
Как показано на фиг. 3, бытовое устройство в соответствии с настоящим вариантом осуществления может преобразовывать данные диагностики с использованием способа QFSK и затем может выводить данные. Для этого требуется четыре несущих частоты, как показано на фиг. 3.
В способе QFSK, 2 бита данных могут соответствовать одной несущей частоте. В дальнейшем, в качестве одного примера поясняется случай модуляции данных с использованием разных несущих частот f11, f12, f13 и f14. При этом, несущая частота, соответствующая данным «00», обозначена как f11 201, несущая частота, соответствующая данным «01», обозначена как f12 202, несущая частота, соответствующая данным «10», обозначена как f13 203, и несущая частота, соответствующая данным «00», обозначена как f14 204.
В данном случае, f11, f12, f13 и f14 могут быть частотными сигналами, имеющими разные значения, и могут иметь значения меньше чем 2 кГц. Каждое значение частоты может иметь одно из значений частоты, составляющих шкалу.
Значения частот, составляющих шкалу, широко известны. Например, f11, f12, f13 и f14 могут быть 1396 Гц, 1567 Гц, 1760 Гц и 1975 Гц соответственно. Такие значения могут иметь F, G, А, В шести октав на основании 12 шкал, но не ограничены этим. В данном случае несущие частоты выбраны так, чтобы шкалы не были соседними, и такой выбор служит для обеспечения разности значений частот для четкого опознавания каждой несущей частоты.
Поскольку несущие частоты имеют значения, составляющие шкалу, то звуковой сигнал, выводимый блоком 181 звукового вывода, может удовлетворять эмоциональной оценке пользователя, и поскольку существует достаточное различие между значениями, частоты четко различаются, и можно увеличить долю успешных попыток связи.
Как показано на фиг. 4 и 5, данные «010100101110» (a) могут быть преобразованы по способу BFSK с использованием двух разных частот f1 и f2 (b) и могут быть преобразованы по способу QFSK (c). Если длительность вывода звукового сигнала, соответствующего несущей частоте, выводимой в соответствии с каждым символом, который составляет кадр физического уровня (см. фиг. 8), обозначить временем ST одного символа, то 1 бит соответствует одному символу в способе BFSK, и 2 бита соответствуют одному символу в способе QFSK. Поэтому в случае одинакового времени ST одного символа, даже когда сигналом выводится одинаковое количество данных, способ QFSK может занимать половину времени от способа BFSK. Соответственно, в сравнении со способом BFSK, способ QFSK может выводить большее количество данных в форме звукового сигнала в течение одинакового времени. Поэтому бытовое устройство в соответствии с вариантом осуществления может заканчивать вывод звукового сигнала в течение 3 с, принимая во внимание современные способы связи, и, соответственно, может выводить большое количество данных в форме звукового сигнала за короткое время посредством преобразования сигнала по способу QFSK. Авторы настоящего изобретения исходили из того, что современные устройства, например смартфоны, обладают функцией шумоподавления, которая может отрицательно сказаться на сигналах в соответствии с настоящим изобретением. Поэтому, предложен усовершенствованный способ с использованием квадратурной частотной манипуляции (QFSK).
На фиг. 6 приведена схема, изображающая пакет на прикладном уровне и кадр на соответствующем ему физическом уровне в бытовом устройстве в соответствии с вариантом осуществления. На фиг. 7 приведена блок-схема последовательности операций, поясняющая процесс преобразования сигнала в системе диагностики бытового устройства. На фиг. 8 приведена схема, поясняющая конфигурацию кадра, сформированного процессом преобразования сигнала в системе диагностики бытового устройства, показанной на фиг. 7.
Как показано на фиг. 6, применительно к бытовому устройству в соответствии с вариантом осуществления, один пакет на прикладном уровне, содержащий диагностические данные, может соответствовать одному кадру на физическом уровне. То есть данные можно не разбивать на множество кадров для передачи, и один кадр может содержать звуковой сигнал от начала выходных данных до окончания выходных данных.
Обычно пакет можно разбивать на несколько кадров, и звуковой сигнал можно выводить способом вставки межкадрового промежутка (IFS) между кадрами. Однако упомянутый способ может требовать определения преамбулы (то есть кодовой комбинации, представляющей начало каждого кадра), когда звуковой сигнал принимается и обрабатывается, и даже если звуковой сигнал выведен точно в течение предварительно заданного времени одного символа в соответствии со средой связи, то в оборудовании на приемной стороне, которое принимает звуковой сигнал, может возникать задержка. В данном случае, точность определения преамбулы может снижаться. В бытовом устройстве в соответствии с вариантом осуществления может быть достаточно единственной преамбулы, поскольку весь звуковой сигнал выводится полностью в одном кадре. Следовательно, можно устранить характерные ограничения.
Как показано на фиг. 7, бытовое устройство в соответствии с вариантом осуществления может формировать кадр, содержащий множество символов посредством процессов кодирования и чередования, с использованием передаваемой информации, и в течение процессов могут быть добавлены символы, соответствующие проверочной последовательности кадра (FCS), концевой символ и преамбула.
В более подробном изложении, контроллер 170 или миникомпьютер вводить дополнительно последовательность FCS в диагностические данные. Последовательность FCS может представлять собой добавочные данные для выполнения процесса обнаружения ошибок (например, способа CRC-8 (контроля циклическим избыточным 8-битовым кодом)), чтобы идентифицировать, точно ли передан кадр.
Затем, контроллер 170 может кодировать диагностические данные, содержащие добавленную последовательность FCS. Приведенный способ кодирования может изменяться и, поэтому, может содержать, например, способ сверточного кодирования со скоростью 1/2. В частности, способ сверточного кодирования со скоростью 1/2 можно использовать в способе прямой коррекции ошибок (FEC) для восстановления символа после ошибки, и, чтобы восстановить ошибку в разряде, можно использовать сверточный код в способе прямой коррекции ошибок (FEC).
Кодирование может быть основано на скорости кодирования 1/2 (т.е. один бит вводится и два бита выводятся). При этом, поскольку скорость кода 1/2 требует большого числа избыточных бит, то для уменьшения числа избыточных бит можно применить алгоритм прокалывания. Кроме того, концевой символ может быть дополнительным символом, сформированным в течение процесса сверточного кодирования.
Чередование может быть методом для смешения порядка символов и их передачи, который используют, когда возникают непрерывные ошибки во время передачи звукового сигнала. Процесс чередования может чередовать секции полезной нагрузки (см. фиг. 8), соответствующие диагностическим данным и концевой символ.
Кроме того, звуковой сигнал, выводимый в соответствии со сконфигурированным кадром из бытового устройства, может передаваться в устройство 290 управления через ввод из внешнего терминала 230 и сети связи. Затем, устройство 290 управления может обнаруживать преамбулу в соответствии с предварительно установленным протоколом и может получать диагностические данные (т.е. полезную нагрузку) посредством выполнения процессов обратного чередования, обнаружения концевого символа, декодирования и обнаружения последовательности FCS.
В частности, декодирование может использовать алгоритм декодирования Витерби, который легко исполняется программным обеспечением персонального компьютера (ПК), и данный алгоритм может быть полезен для уменьшения ошибок в способе выбора битовых комбинаций, характеризуемых наименьшей ошибкой из всех ожидаемых битовых конфигураций.
Как показано на фиг. 8, суммарная длительность звукового сигнала, который выводится из бытового устройства в соответствии с вариантом осуществления, не превосходит 3 с. Кадр в соответствии с вариантом осуществления может содержать преамбулу, содержащую 8 символов, полезную нагрузку, содержащую 48 символов (что соответствует 6 байтам данных на прикладном уровне), последовательность FCS, содержащую 8 символов и концевой символ, содержащий два символа. Соответственно, время одного символа можно сконфигурировать с возможностью не превышения 45 мс. Авторы настоящего изобретения выяснили, что, когда время одного символа устанавливают слишком коротким, эффект эхо между несущими частотами, выводимыми в соответствии с каждым символом, вызывает интерференцию сигналов. Поэтому, в теории, время одного символа следует устанавливать как можно длиннее. Однако чтобы обеспечить вышеописанный кадр и полностью выводить звуковой сигнал в течение 3 с, авторы настоящего изобретения нашли, что, в предпочтительном варианте, время одного символа может быть от 40 до 45 мс. В случае 45 мс, так как суммарная длительность вывода звукового сигнала составляет 2,98 с (что очень близко к 3 с), возможно применение функции шумоподавления, вследствие задержки во время обработки сигналов согласно внешнему терминалу 230. Поэтому можно полагать, что время одного символа составляет 44 мс. В данном случае, все звуковые сигналы можно полностью вывести в течение 2,90 с и приблизительно 100% доля успешных попыток связи может поддерживаться почти всеми терминалами.
Выше, для наглядности, приведено описание предпочтительных вариантов осуществления, однако специалистам в данной области техники будет очевидно, что возможны различные модификации, дополнения и замены, не выходящие за пределы объема и сущности настоящего изобретения, раскрытых в прилагаемой формуле изобретения.