具有可配置鏈路的無線電系統的製作方法
2023-07-26 04:13:16
專利名稱：具有可配置鏈路的無線電系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有用戶友好的可重新配置的鏈路的無線電系統、一種用於重新配置所述鏈路的方法以及用於提供在主機設備之間的所述鏈路的器件。本發明特別可以應用在家庭與可攜式消費者系統中，其具有用於處理音頻/視頻內容的主機設備，諸如可攜式音樂/視頻播放器、家庭「高保真」單元、行動電話、個人數字處理/可攜式計算機等等。
在兩個或更多主機設備之間的無線鏈路的安裝和配置常常是非常複雜的，可能需要技術知識以及例如了解網絡拓撲。對於消費者來說，知道與掌握哪個主機設備連結到其家中的哪個主機設備、以及哪個主機設備可以連結到哪個主機設備還常常是困難的。
因此希望在無線電系統中提供用戶友好的可重新配置的無線鏈路。
依照本發明的第一個方面，提供了一種在第一器件與第二器件之間配置無線電鏈路的方法，每個器件包括無線電裝置、鄰近檢測裝置與計時裝置，其中所述方法包括所述鄰近檢測裝置檢測所述第一和第二器件何時是鄰近的；所述計時裝置檢測所述鄰近的持續時間；以及各自的無線電裝置根據所述鄰近檢測與其持續時間來配置鏈路。
依照本發明的第二個方面，提供了一種具有第一無線電器件與第二無線電器件的系統，所述無線電器件適於通過其間的可配置無線電鏈路進行通信，每個器件包括用於檢測所述器件何時鄰近的鄰近檢測裝置；用於檢測所述鄰近的持續時間的計時裝置；以及用於根據所述鄰近檢測與其持續時間來配置無線電鏈路的無線電裝置。
依照本發明的第三個方面，提供了一種適於通過可配置無線電鏈路與第二器件通信的無線電器件，該無線電器件包括用於檢測所述兩個器件何時鄰近的鄰近檢測裝置；用於檢測所述鄰近的持續時間的計時裝置；以及用於根據所述鄰近檢測與其持續時間來配置無線電鏈路的無線電裝置。
上述各方面提供了一種無線電系統，其中用戶能夠容易地配置在器件之間的無線鏈路。
在一個優選實施例中，所述鏈路是由第一和第二無線電器件提供，所述器件是可攜式的，並且能夠插入或者接合到各自的主機設備。為了允許其各自的主機經由其間的鏈路而通過各自的無線電器件進行通信，所述無線電器件(或「電子按鈕(e-button)」)必須相互登記。
有益地，所述鏈路是通過由用戶把第一和第二器件帶到一起而建立的，其中使得它們在物理上分離1釐米或更短。當所述器件緊鄰時，磁性地操作每個器件內的鄰近檢測開關，並且無線電微控制器開始計時所述鄰近的持續時間。當該持續時間超過一個預定持續時間(例如大約2秒)時，每個器件的微控制器經由內建的無線電收發器開始登記處理，以便建立鏈路。
無線電標識符(其或者在所述微控制器內被提供，或者由所述微控制器隨機產生)被交換，以及用一個指示(例如閃光LED)向用戶表明在所述器件之間建立了鏈路。
用戶然後可以用適當裝備的主機設備接合每個器件，由此允許所述主機設備經由所配置的鏈路通信。
當用戶希望取消或者禁用鏈路時，將所述器件從其各自的主機設備脫離，並使其再次彼此緊鄰。如前所述地與鄰近檢測裝置共同操作的微控制器交換標識符，並且當把所交換的標識符識別為先前已經交換過的標識符時，簡單地刪除所述標識符以禁用所述登記。
而且，以類似方式，單個無線電器件可以與許多其它類似的無線電器件相登記或相關聯，從而允許「一對多」鏈路。
所述系統提供了簡單的可視指示器，以向用戶表明主機設備可以與另一個主機設備通信或者連結到另一個主機設備(這是由於存在與主機設備接合的所述器件，其向用戶發出可視信號以表明通信能力)。
由於本發明的上述各方面，上述無線電鏈路的配置包括把所需要的器件帶到一起幾秒鐘的簡單動作。當然，所述器件操作相同的無線電協議，由此允許將無線鏈路添加到來自不同廠商的適當裝備的主機設備，從而確保互用性並且隨著無線電標準的改善而確保簡單的無線電升級路徑。
所述器件可以以泡罩包裝(blister pack)銷售，消費者可以在購買了適合的主機設備之後再購買所述器件，或者可以在銷售所述主機設備時提供所述器件，以便為所述主機設備提供附加功能。
本發明的應用領域包括從例如具有第一無線電器件的高保真系統向裝備有第二無線電器件的遠程揚聲器流送音頻流，其中第二無線電器件與第一器件早先如前所述地登記。消費者可以從該高保真系統中移除第一器件，並把其插入到適當裝備的可攜式音頻播放器中，諸如MP3或MinidiscTM播放器。因此，來自可攜式播放器的內容還可以經由在第一和第二接合器件之間的無線鏈路而被流送到家庭中的揚聲器。所述第一器件可以有益地與家中的其它揚聲器所接合的其它類似器件登記，從而允許在家中到處都能聽到音頻內容。
這種第一和第二無線電器件以下被稱為「電子按鈕」，而短語「主機設備」包括配備有電子按鈕接收或接合裝置的消費電子設備與計算設備，所述電子按鈕接收或接合裝置接合電子按鈕並向其提供數據以用於經由無線電鏈路輸出。
現在將僅以舉例的方式並參照附圖來描述依照本發明的各實施例，其中
圖1說明了主機設備與分離的電子按鈕；圖2說明了經由接合的電子按鈕通信的主機設備；圖3是電子按鈕內部組件的示意圖；圖4是說明在第一和第二電子按鈕之間配置鏈路的各步驟的圖示；圖5是表示在用於配置兩個電子按鈕之間的鏈路的方法中的各步驟的流程圖；圖6是電子按鈕內部組件的不同配置的示意圖；和圖7示出了彼此緊鄰的圖6的電子按鈕。
應當注意到，附圖是示意性的，沒有按比例繪製。為了附圖中的清楚與簡便，已經以放大或縮小的尺寸示出了這些附圖的部件的相對尺寸與比例。通常使用相同的附圖標記來表示經修改的實施例以及不同實施例中的相應或類似的特徵。
圖1示出了第一個可分離的電子按鈕10a，其適於與對應的主機設備12a接合，該主機設備包括一個插槽14，該插槽適於容納該可分離的電子按鈕10a，並且用於向所述接合的電子按鈕提供數據或者從中接收數據。圖中還示出了具有用於容納對應的電子按鈕10b的類似插槽14的第二主機設備12b。在附圖中，電子按鈕10a、10b被描述為具有獨特的十字形狀，接合插槽14具有用於容納電子按鈕10a、10b的類似設計。當然，電子按鈕可以採用許多其它物理形式。
在下面的說明中，為了簡單、清楚起見並且僅僅為了舉例，所述主機設備12a、12b分別表示音頻高保真系統和遠程揚聲器。當然，所述高保真系統和揚聲器可以包括常規的插槽，以允許音頻連接和輸出。然而，這種具有電子按鈕連接裝置14的主機設備12a、12b可選地允許採用可配置的無線鏈路，從而允許用戶以簡單、直覺的方式在他家中的所選擇設備12a、12b之間建立和控制一個無線電網絡。
這在圖2中簡單地說明，其中示出了經由所插入的各自的電子按鈕10a、10b、通過先前配置的無線電鏈路20與揚聲器12b無線通信的高保真系統12a。圖2說明了這種電子按鈕應該是對用戶可見的和可識別的意圖。因此，可分離的電子按鈕的存在說明了主機設備具有無線連接能力的事實。
現在將參考圖3、4與5描述這種鏈路20的配置。
圖3更詳細地說明了電子按鈕器件10a的一個例子。所述器件10a包括一個無線電微控制器集成電路或者「晶片」(諸如已知的mc8051系列微控制器)，其在發送或接收無線電消息時操作一個無線電收發器32。這種消息優選地依照在該微控制器/收發器體系結構的硬體和軟體中所提供的數字無線電標準而被設置。ZigBee(IEEE 802.15.4)與IEEE 802.11系列無線電標準是所屬領域技術人員所熟知的無線電標準的適當的例子。
所述微控制器包括具有內部時鐘振蕩器34的形式的計時裝置，這種集成電路控制器或者微處理器通常都是如此。在這個實施例中的微控制器具有少量內部存儲器(未示出)，其用於存儲與無線電標準的操作相關的程序指令(無線電「棧」)與變量(諸如器件標識符)，以及還用於存儲用於執行下面將描述的依照本發明的方法的各方面的程序指令。
所述微控制器30還控制具有發光二極體(LED)的形式的指示裝置36，其用於向用戶指示電子按鈕的狀態。指示裝置36還可以包括揚聲器與音調生成電路，以向用戶提供電子按鈕狀態的可聽見的指示。
該微控制器30還連接到鄰近檢測裝置，該鄰近檢測裝置在這個實施例中具有磁開關模塊38的形式。所述模塊38包括磁性地激活的Reed開關38a與永久磁鐵38b。所述開關與磁鐵被設置成使得從磁鐵38b發出的一些磁力線垂直於開關閉合的方向。因此，該開關經受由磁鐵造成的閉合力。然而，磁鐵38b的磁場強度被選擇為恰好不足以閉合所述開關38a。因此，需要增加磁場強度以使開關38a閉合，並且使微控制器30隨後對所述開關的狀態進行檢測。
圖4在三個步驟中說明了如上所述的利用第一和第二電子按鈕的配置操作。圖4a說明第一電子按鈕10a與第二類似的電子按鈕10b分離超過幾釐米。如圖所示，其各自的鄰近檢測開關模塊處於預設的打開狀態。希望配置鏈路的用戶隨後把兩個電子按鈕10a、10b帶到彼此緊鄰的位置，如圖4b所示。磁鐵38b引起圍繞每個開關模塊38的磁場強度的局部增加，從而使得每個電子按鈕開關38a閉合。這種狀態改變由連接到電子按鈕開關模塊38的微控制器30檢測，其開始計時這個狀態改變的持續時間(也就是兩個電子按鈕保持幾毫米至大約1釐米地緊鄰的時間)。當超過一個預編程的時間限制(在1-10s的範圍內，優選地大約是2s)時，該微控制器30然後開始登記或者配對處理。
這種處理的精確細節取決於所採用的特定無線電標準，但是一般而言這種處理包括無線電器件標識符的交換，以便可以把將來的消息尋址到具有所述標識符的特定器件。因此，電子按鈕或者器件標識符或者是隨機產生的、從所存儲的列表中選擇的、或者被檢索(當所述標識符被預編程並且是唯一的時)。例如，所述ZigBee方案提供了IEEE定義的唯一的、硬連線的48或64比特標識符。這種登記處理還可以包括有限數量的預編程服務或者要交換的能力數據。
在登記處理完成時，所述指示LED 36(在微控制器30的控制下)優選地向用戶表明該交換的成功完成，由此表示在第一和第二電子按鈕之間的鏈路配置。例如，所述LED在第一次檢測到所述鄰近時可以閃光，並且在預定時間周期與交換之後，所述LED在成功交換之後保持接通。當然，所述LED可以由微控制器控制，以便用其它方式向用戶表示所述狀態，取決於廠商成本選項，可以合併其它聽得到的或者振動裝置。
遵循所述指示，用戶簡單地物理上分離如圖4c所示的兩個電子按鈕，所述開關打開，並且所述成對的電子按鈕可以與高保真系統和(例如)揚聲器接合，以在其間提供無線鏈路。
假定用戶在將來的某一天決定將第一電子按鈕10a與另一個或者另外的電子按鈕配對。他可以簡單地重複圖4示出的處理，由此創建涉及該第一電子按鈕與幾個其它電子按鈕的一對多鏈路。
反之，為了刪除或者取消已經在兩個電子按鈕之間建立的鏈路，用戶簡單地對所要求的電子按鈕重複圖4的步驟。在這一情況下，微控制器30用已經接收及存儲的標識符來檢查所交換的標識符。如果找到匹配，則該微控制器刪除所交換的及所存儲的標識符，由此切斷所述鏈路。因此，提供了一種自動註銷(或者「拆對」)處理，並且對於用戶而言不需要已經描述的步驟之外的其它步驟。
可選地，指示器LED36還可以向用戶表明在所述預定時間周期期間已經存在一個鏈路。因此，用戶可以通過把兩個電子按鈕帶到一起來檢查其中一個電子按鈕是否與另一個連結，如果該LED表明這種鏈路的存在，用戶在登記(或者註銷)處理開始之前分離所述電子按鈕。
圖5總地說明了上面描述的處理步驟，所述步驟由一個適當編程的電子按鈕微控制器來執行。在第一個步驟50中檢測到所述鄰近(DET_PROX)，隨後微控制器在步驟52開始監控所述預定時間周期是否期滿(TP_EXP？)。當所述周期結束時，如果仍然檢測到所述鄰近，則程序流隨後進行到步驟54，其中交換電子按鈕標識符(EX_D)。該微控制器隨後在步驟56檢查其是否已經知道所接收的標識符(NEW_ID？)，如果已經知道的話就跟隨路徑57，以在步驟58實現對該標識符的刪除。
如果在步驟56的檢查表明該標識符是新的標識符，則該微控制器在步驟60存儲(STO)該標識符，執行和登記以及建立與提供該標識符的電子按鈕的鏈路相關的其它操作，並且最後在步驟62返回以便監控鄰近檢測。
圖5中沒有示出該處理的指示步驟，但是所屬領域技術人員將理解，所述微控制器可以被編程為指示該處理的狀態，以及適當地指示鏈路是已經配置的、新配置的還是被刪除的。
因此，提供了用於在系統中配置無線電鏈路的直觀、簡單並且靈活的機制。
圖6示出了如前所述的電子按鈕10c，除了鄰近開關模塊38的設置不同之外。在這個器件實施例中，磁鐵38d有足夠的力量來閉合開關38c，但是其相對於開關38c被布置成使得從磁鐵38d發出的磁力線平行於開關38c閉合的方向。因此，在開關上幾乎或者完全沒有閉合力存在。
然而，如圖7所示，另一個類似設計的電子按鈕10d的磁鐵38d可以提供足夠的力，其大致垂直於電子按鈕10c的開關38c閉合的方向。從而可以檢測到鄰近，所述電子按鈕如先前所述的那樣操作以便在其間配置鏈路。優選地，電子按鈕10c與10d被適當成形或被加標籤，以便向用戶表明所述電子按鈕在配置鏈路時的優選的鄰近定向。
所屬領域技術人員還將意識到，如果分開銷售的話，可以利用由鄰近檢測開關模塊最初禁止的內部電源對所述電子按鈕進行供電。例如，可以通過在支架包裝材料中提供的(或者由支架包裝材料提供的)適當設置的磁場來阻止手錶電池等對電子按鈕加電。一旦取出電子按鈕，所述開關打開，並且所述內部電源(附圖中未示出)對所述微控制器(由此對電子按鈕)加電。
所屬領域技術人員還將理解，一旦電子按鈕與所述主機設備接合，其可以從主機設備吸取電力。
上面描述了一種配置無線電鏈路的無線電系統、器件與方法。雖然上述實施例描述了利用具有磁性鄰近檢測裝置(諸如Reed開關與Hall開關)的電子按鈕來檢測與配置在所述電子按鈕之間的鏈路的系統，但是所屬領域技術人員將明白，可以使用鄰近檢測的其它變型。
例如，所述電子按鈕可以被修改為物理上相互附著以便提供鄰近檢測，或者可以合併非常短程的光學(例如紅外)電路，以用於進行鄰近檢測並從而啟動對無線鏈路的配置。類似地，所屬領域技術人員將理解，用於接合電子按鈕或器件與主機設備的裝置可以包括紅外或者其它非物理的短程接合裝置，其中來自主機設備的數據由所接合的器件接收，並且被轉換以用於遠程無線電傳送。
通過閱讀本公開內容，其它修改對所屬技術領域的專業人員將是明顯的。這種修改可以包括在無線電器件、用於容納所述器件的主機設備及其組件的設計、製造與使用中已經知道的其它特徵，在不脫離本發明精神與範圍的情況下，可以代替本文描述的特徵、或者作為本文描述特徵的補充來使用所述其它特徵。
在本說明書與權利要求中，在元件之前的「一個」不排除存在多個這種元件。
權利要求
1.一種在第一器件(10a)與第二器件(10b)之間配置一個無線電鏈路(20)的方法，每個器件包括無線電裝置(30，32)，其中所述器件的至少其中之一包括鄰近檢測裝置(38)與計時裝置(34)，其中所述方法包括所述鄰近檢測裝置檢測所述器件何時是鄰近的；所述計時裝置檢測所述鄰近的持續時間；以及各自的無線電裝置根據所述鄰近檢測與其持續時間來配置一個鏈路。
2.如權利要求1中所要求的方法，其中對所述鏈路的所述配置包括建立一個鏈路。
3.如權利要求1或2中所要求的方法，其中所述配置包括消除先前建立的鏈路。
4.如權利要求3中所要求的方法，其中所述持續時間小於10秒。
5.如權利要求4中所要求的方法，其中所述持續時間大約是2秒。
6.如先前任一權利要求中所要求的方法，其中所述鏈路的所述建立包括由每個對應器件的無線電裝置(30，32)交換預安裝的無線電標識符。
7.如權利要求1至5的其中之一所要求的方法，其中所述鏈路的所述建立包括交換隨機產生的無線電標識符。
8.如先前任一權利要求中所要求的方法，其中所述器件還包括指示裝置(36)，以便指示鏈路的配置狀態。
9.一種具有第一無線電器件(10a)與第二無線電器件(10b)的系統，包括適於通過所述第一無線電器件與第二無線電器件之間的可配置的無線電鏈路通信的無線電裝置(30，32)，其中所述器件的至少其中之一包括用於檢測所述器件何時鄰近的鄰近檢測裝置(38)以及用於檢測所述鄰近的持續時間的計時裝置(34)，其中所述無線電裝置(30，32)用於根據所述鄰近檢測與其持續時間來配置一個無線電鏈路。
10.如權利要求9中所要求的系統，其中所述第一器件(10a)與第二器件(10b)適於物理上與對應的主機設備(12a，12b)連接，其中所述主機設備經由所述可配置的無線電鏈路(20)互相通信。
11.一種無線電器件(10a，10c)，其適於經由一個可配置的無線電鏈路(20)與第二器件通信，所述無線電器件包括用於檢測所述器件何時鄰近的鄰近檢測裝置(38)；用於檢測所述鄰近的持續時間的計時裝置(34)；以及用於根據所述鄰近檢測與其持續時間來配置一個無線電鏈路的無線電裝置(30，34)。
12.如權利要求11中所要求的無線電器件，其中所述鄰近檢測裝置(38)包括簧片開關(38a，38c)與磁鐵(38b，38d)。
13.如權利要求12中所要求的無線電器件，其中所述磁鐵(38b)的磁場強度不足以操作所述簧片開關(38a)，其中所述開關與磁鐵被設置成使得從所述磁鐵發出的一些磁力線垂直於所述開關閉合的方向。
14.如權利要求12中所要求的無線電器件，其中所述磁鐵(38d)的磁場強度足以操作所述簧片開關，並且其中所述開關(38c)與磁鐵(38d)被設置成使得從所述磁鐵發出的磁力線基本上與所述開關閉合的方向平行。
15.如權利要求13或14中所要求的無線電器件，其中所述計時裝置包括一個與所述鄰近檢測裝置(38)連接的微控制器(30)。
16.如權利要求15中所要求的無線電器件，其中所述無線電裝置包括一個由所述微控制器控制的數字收發器(32)。
17.如權利要求11至16的其中之一所要求的無線電器件，所述器件還適於物理上與一個主機設備連接，以及向所述主機設備提供數據並且從所述主機設備接收數據。
18.一種用於權利要求9或10的系統的無線電器件(10a)，其包括用於檢測與一個類似無線電器件(10b)的鄰近的鄰近檢測裝置(38)；用於檢測所述鄰近的持續時間的計時裝置(34)；以及用於根據所述鄰近檢測與其持續時間來配置一個無線電鏈路的無線電裝置(30，32)。
全文摘要
描述了一種包括無線電器件(10a，10b)的系統，以及在所述無線電器件之間配置無線電鏈路的方法。所述無線電器件與主機設備(12a，12b)物理上可連接/可分離。所述無線電器件為主機設備提供了到另一個也包括適當配置的無線電器件的主機設備的無線電鏈路(20)。為了配置所述鏈路，消費者僅僅使所述無線電器件緊鄰幾秒鐘。在所述無線電器件中的鄰近檢測裝置(38)檢測所述鄰近，以及開始一個自動登記處理，以配置其間的鏈路。可以通過重複所述處理而取消鏈路。因此提供了一種消費者友好的、靈活的無線電配置方案，從而允許一對一或一對多鏈路的簡單配置，其中由電子按鈕向用戶提供關於哪個主機設備具有無線能力的物理提示。
文檔編號H04L12/28GK1864369SQ200480028896
公開日2006年11月15日 申請日期2004年9月29日 優先權日2003年10月3日
發明者N·C·比爾德, A·J·達維 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司