藍牙裝置和集成式外設的製作方法
2023-10-30 12:10:52 1
專利名稱：藍牙裝置和集成式外設的製作方法
技術領域：
藍牙裝置和集成式外設技術領域[0001]本實用新型涉及通信設備，尤其涉及一種藍牙裝置和集成式外設。
背景技術：
[0002]終端由於業務和環境的要求，往往需要使用不同功能的外設，該外設指的是，例如，印表機、銷售終端(point of sale，簡稱P0S)刷卡機、身份證識別器等。例如，某業務人員去客戶所在地，有可能該業務人員既需要驗證客戶的身份，使用身份證識別器，也需要列印某類文件，使用印表機等，所以該業務人員會隨身攜帶上終端、以及上述的多個外設， 以方便使用。外設與終端之間的通信方式有多種，考慮到使用的便捷性，終端和外設之間越來越多的採用藍牙通信方式。[0003]具體的，為了實現兩者之間的藍牙通信，終端和外設上都配置有用於作為藍牙通信接口的藍牙模塊，可以將終端上配置的藍牙稱為主機藍牙模塊，將外設上配置的藍牙稱為外設藍牙模塊；各個外設分別具有各自的外設藍牙模塊。假設終端在執行某個業務時需要使用多個外設，則主機藍牙模塊將逐個與各個外設的外設藍牙模塊分別連接，例如，終端與外設A建立藍牙連接通信，當需要連接外設B時，則需要斷開與外設A的連接，再重新進行與外設B的外設藍牙模塊的連接過程，藍牙模塊之間配對過程耗時較多，因此，上述方法也使得終端在與多個外設通信時效率很低，而如果在終端上設置多個主機藍牙模塊，又會使得終端成本大幅上升。實用新型內容[0004]本實用新型提供一種藍牙裝置和集成式外設，以提高終端與多個外設通信時的通信效率。[0005]本實用新型提供一種藍牙裝置，包括用於接收終端發送的指令數據且所述指令數據中包括目的數據傳輸埠的埠信息的信號收發單元、用於根據所述埠信息將所述指令數據發送至對應的所述數據傳輸埠的微控制器、以及用於將所述指令數據傳輸至相連接的外設的多個數據傳輸埠；[0006]所述微控制器分別與所述信號收發單元和所述數據傳輸埠連接。[0007]如上所述的藍牙裝置，還包括用於存儲埠配置信息且所述埠配置信息包括數據傳輸埠與相連接的外設之間的對應關係信息和所述埠信息的存儲器；相應的，所述微控制器還包括用於從所述存儲器中獲取所述埠配置信息的外設信息獲取單元，所述外設信息獲取單元與所述存儲器連接；用於將所述外設信息獲取單元獲取的所述埠配置信息通過所述信號收發單元發送至所述終端的外設信息上報單元，所述外設信息上報單元分別與所述外設信息獲取單元和信號收發單元連接。[0008]如上所述的藍牙裝置，所述微控制器還包括用於根據所述埠信息建立對應的數據傳輸埠與外設之間的通信連接並通過所述數據傳輸埠將指令數據傳輸至外設的傳輸控制單元；所述傳輸控制單元分別與所述信號收發單元和所述多個數據傳輸埠連接。[0009]如上所述的藍牙裝置，還包括用於在建立所述通信連接之後檢測所述外設是否處於空閒狀態的檢測單元，所述檢測單元與傳輸控制單元連接。[0010]如上所述的藍牙裝置，還包括用於在建立所述通信連接之前關閉所述埠信息對應的數據傳輸埠之外的其他數據傳輸埠與對應外設之間的通信連接的連接控制單元，所述連接控制單元與所述傳輸控制單元連接。[0011]如上所述的藍牙裝置，所述外設控制單元，具體為通過發送片選信號控制所述通信連接的片選開關。[0012]如上所述的藍牙裝置，所述微處理器還包括用於在數據傳輸埠連接的外設發生變化時修改所述存儲器中的埠配置信息的外設信息修正單元，所述外設信息修正單元與所述存儲器連接。[0013]如上所述的藍牙裝置，所述數據傳輸埠包括通用串行總線USB接口、或者通用異步接收/發送UART接口、或者串行外設接口 SPI。[0014]本實用新型還提供一種集成式外設，包括本實用新型所述的藍牙裝置，以及外設；所述外設與所述藍牙裝置的多個數據傳輸埠連接。[0015]如上所述的集成式外設，所述外設的數量為多個，每個所述外設與一個所述數據傳輸端 口連接；或者，所述外設的數量為一個，所述外設包括多個外接埠，每個外接埠對應所述外設的一種功能，且每個所述外接埠與一個所述數據傳輸埠連接。[0016]本實用新型藍牙裝置和集成式外設的技術效果是通過由該藍牙裝置作為統一的通信接口，負責根據指令數據中的埠信息，將數據發送至目的數據傳輸埠並進而傳輸至相連接的外設，使得終端側的主機藍牙模塊只需要與該多個外設統一的藍牙裝置建立藍牙連接，就可以通過該一個藍牙與多個外設進行通信，即，只連接一次即可，相對於現有技術中的分別建立多次藍牙連接，必然提高了通信效率。
[0017]圖I為本實用新型集成式外設一實施例的結構示意圖；[0018]圖2為本實用新型集成式外設的藍牙數據傳輸示意圖；[0019]圖3為本實用新型集成式外設實施例的工作流程示意圖；[0020]圖4為本實用新型集成式外設另一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
[0021]圖I為本實用新型集成式外設一實施例的結構示意圖，如圖I所示，該集成式外設是一個整體的設備，其包括一個外設藍牙模塊11、以及多個外設12(在圖I中的印表機、POS 刷卡機、身份證識別器均是外設，都表示外設12)，該多個外設12例如可以包括但不限於印表機、POS刷卡機、身份證識別器等，當然可以根據實際需求選用其他類型的外設。其中，所述的外設藍牙模塊11即為本發明實施例中的藍牙裝置，只是在圖I中稱為外設藍牙模塊。[0022]其中，外設藍牙模塊n包括信號收發單元13、該信號收發單元13是用於與終端之間進行通信的，例如，外設藍牙模塊11可以通過該信號收發單元13接收終端發送的指令數據，該指令數據是終端要發送給外設的數據；或者將外設反饋給終端的數據通過該信號收發單元13發送至終端。具體實施例中，該信號收發單元13可以是採用常用的電路結構來實現，通常由射頻發射、射頻接收、頻移鍵控(Frequency-shift keying,簡稱FSK)調製 /解調等電路組成，能夠接收和發送數位訊號，符合藍牙射頻規範要求。[0023]該外設藍牙模塊11還包括多個數據傳輸埠 14，即是一些用於在該外設藍牙模塊11與外設之間傳輸數據的I/o接口，例如，可以包括但不限於通用串行總線(Universal Serial BUS,簡稱USB)、通用異步接收 / 發送(Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter,簡稱UART)、串行外設接口(Serial Peripheral Interface,簡稱SPI)等接口。需要說明的是，圖I中是整體示出了多個數據傳輸埠 14，本領域技術人員可以理解，其實是包括了多個接口，例如，與USB傳輸通道對應連接的USB接口，與UART傳輸通道對應連接的UART接口等。[0024]該集成式外設中的多個外設都連接在上述的一個外設藍牙模塊11上，參見圖1， 該多個外設12是分別與上述的多個數據傳輸埠 14連接的，例如，印表機與USB接口連接，POS刷卡機與UART接口連接，身份證識別器與SPI接口連接等，具體選用的接口類型需要與外設的通信接口要求匹配即可。通常所述的多個外設指的是具有不同功能的外設，這樣可以滿足終端的不同使用需求。[0025]該外設藍牙模塊11還包括微控制器(Micro Control Unit,簡稱MCU) 16，該微控制器16分別與信號收發單元13和數據傳輸埠 14連接。其中，信號收發單元13所接收的指令數據中包括該數據發送的目的數據傳輸埠的埠信息，例如，指令數據是發送至 USB接口的，則USB就是該數據的目的數據傳輸埠，埠信息即為標識該USB接口的信息例如001 (假設001代表USB接口、101代表UART接口等，具體標識設置根據外設藍牙模塊的本身配置而定)。微控制器16可以根據該埠信息，將指令數據發送至對應的數據傳輸埠，並通過所述數據傳輸埠將指令數據傳輸至相連接的外設。[0026]本實施例中，將多個外設均連接一個外設藍牙模塊，由該外設藍牙模塊作為統一的通信接口，負責在終端與多個外設之間傳輸數據；終端側的主機藍牙模塊只需要與該多個外設統一的外設藍牙模塊建立藍牙連接，就可以通過該一個外設藍牙模塊與多個外設進行通信，即，只連接一次即可，相對於現有技術中的分別建立多次藍牙連接，必然提高了通信效率。[0027]此外，該外設藍牙模塊11中還包括其他一些基本的功能單元，例如數位訊號處理單兀(Digital Signal Processing,簡稱DSP)、隨機存儲器(random access memory,簡稱RAM)等，均是外設藍牙模塊11的常用功能單元，在圖I中未示出。該外設藍牙模塊11 可以為藍牙晶片。[0028]本實施例中，終端側配置的主機藍牙模塊與該外設側的外設藍牙模塊11之前的通信參見圖2，圖2為本實用新型集成式外設的藍牙數據傳輸示意圖。主機藍牙模塊21與外設藍牙模塊11之間採用傳輸層通信協議進行通信，具體是使用藍牙協議已經定義好的主機控制接口(Host CONTROL Interface簡稱HCI)傳輸層，將終端側發送的對於外設的命令信息傳輸至外設，並將外設側的響應信息傳輸至終端。[0029]如圖I所示，本實施例中，該集成式外設還可以包括存儲器15，該存儲器15例如可以為FLASH存儲器。具體的，存儲器15用於存儲埠配置信息，所述埠配置信息包括數據傳輸埠與相連接的外設之間的對應關係信息、以及所述數據傳輸埠的埠信息；舉例如下假設USB接口連接印表機，UART接口連接POS刷卡機，SPI接口連接身份證識別器，則存儲器15中所存儲的埠配置信息包括，數據傳輸埠與相連接的外設之間的對應關係信息，該對應關係信息就是上述的「UART接口連接POS刷卡機，SPI接口連接身份證識別器等」，埠信息即為「UART接口——101，SPI接口——100等」，即標識數據傳輸埠的信息。此外，存儲器15還可以存儲其他數據，如印表機的中文字庫等。[0030]相應的，微控制器16還可以包括外設信息獲取單元161和外設信息上報單元162。 其中，該外設信息獲取單元161與存儲器15連接，通過從存儲器15內讀取埠配置信息， 可以得知每個埠連接的外設類型。外設信息上報單元162，分別與外設信息獲取單元161 和信號收發單元13連接，用於將外設信息獲取單元161獲取的所述埠配置信息通過所述信號收發單元發送至終端，以使得終端在發送數據時根據所述埠配置信息將所述埠信息攜帶在數據中，例如，終端要向外設印表機發送指令數據，經查詢埠配置信息中的對應關係信息得知，印表機連接的數據傳輸埠是USB接口，再查詢埠信息得知USB接口的埠信息是001，則將該001攜帶在發送的數據中，例如，該埠信息可以設置在指令數據的數據包的包頭中。本實施例中，微控制器16還包括傳輸控制單元163 ;該傳輸控制單元163分別與信號收發單元13和數據傳輸埠 14連接，用於根據指令數據中的埠信息，建立所述埠信息對應的數據傳輸埠與對應的外設之間的通信連接，並在通信連接建立後通過所述數據傳輸埠將所述指令數據傳輸至所述外設。即，傳輸控制單元163可以根埠信息，得知該指令數據是要發送至哪個埠的，並據此建立所述埠與對應外設的通信連接，所述的建立與該外設的通信連接指的是，打開該外設對應的數據傳輸埠，打通該埠對應的傳輸通道，使得數據傳輸埠與外設之間的連接處於通暢的可以傳輸數據的狀態。[0032]可選的，傳輸控制單元163具體可以採用通過發送片選信號控制所述通信連接的片選開關來實現；其可以向數據傳輸埠發送片選信號控制通信連接，該片選信號可以是高低電平信號；例如，傳輸控制單元163根據埠信息得知指令數據是要發送至USB接口的，則傳輸控制單元163發出片選信號，控制USB接口處於有效電平(通常為低電平有效)， 此時USB接口與相連接的外設即印表機之間的傳輸通道打開，印表機進入電路工作狀態， 該傳輸通道可以實現數據的輸入輸出。[0033]本實施例中，該集成式外設還可以包括檢測單元165，該檢測單元165與傳輸控制單元163連接，可以在建立通信連接之後，檢測所述外設處於繁忙或者空閒狀態，若處於繁忙狀態，則等待至所述外設空閒，再指示所述傳輸控制單元163執行通過外設對應的數據傳輸埠將所述指令數據傳輸至所述外設。[0034]本實施例中，該集成式外設還可以包括連接控制單元166，該連接控制單元166 分別與傳輸控制單元163和數據傳輸埠連接，用於在建立所述埠信息對應的數據傳輸埠與對應的外設之間的通信連接之前，關閉埠信息對應的數據傳輸埠之外的其他數據傳輸埠與對應的外設之間的通信連接。例如，埠信息對應的是USB接口，則連接控制單元166需要首先關閉UART接口、以及SPI接口與外設之間的通信連接，即將其與控制單元之間的接口置為無效電平(通常為高電平無效)。可選的，本實施例的集成式外設還包括外設信息修正單元164，與所述存儲器15連接，用於在所述數據傳輸埠連接的外設發生變化時，修改所述存儲器中的埠配置信息。例如，USB接口原來連接外設A，現在連接的是外設B，則存儲器15中的對應關係信息等均需要變更，則可以通過該外設信息修正單元 164進行信息更改。圖I中只是以外設信息修正單元164設置在微控制器16中為例，當然， 也可以設置在微控制器16之外，只要能與存儲器15通信進行信息更改即可。[0035]可選的，具體實施中，外設信息修正單元164與外設信息獲取單元161可以為同一裝置；而且對於外設信息的修訂可以由主機通過藍牙模塊之間的數據接口先下發到外設藍牙模塊，再通過外設藍牙模塊的外設信息修正單元164寫入存儲器15 ;或者是該外設信息修正單元164通過外設藍牙模塊的調試接口直接對存儲器15進行讀寫。[0036]此外，本實施例中的數據傳輸埠可以為通用串行總線USB接口、或者通用異步接收/發送UART接口、或者串行外設接口 SPI等。所述外設可以為印表機、或者銷售終端 POS劃卡機、或者身份證識別器等。上述的各數據傳輸埠和外設只是舉例，具體實施中，可以根據實際需求採用其他類型的接口或者外設。[0037]下面結合圖3對本實施例的集成式外設的工作過程進行描述，圖3為本實用新型集成式外設實施例的工作流程示意圖；以下只是簡單說明流程，詳細的可以參見圖3中所示[0038]如圖3所示，終端中包括主機和主機藍牙模塊。終端與集成式外設會首先進行藍牙模塊的配對，然後，各自的藍牙模塊(即主機藍牙模塊和外設藍牙模塊)會與各自連接的設備進行初始化工作。例如，主機藍牙模塊對主機進行初始化，外設藍牙模塊分別對外設I 和外設2進行初始化(在此僅以外設I和外設2為例，當然該外設藍牙模塊也可以連接兩個以上的外設)；所述的初始化指的是所有外設均恢復初始狀態，外設藍牙模塊對其的片選信號為無效電平(無效電平通常為高電平)。若該外設具有自檢功能，則外設藍牙模塊指示各外設進行串行自檢(即首先對外設I發出自檢指令，待收到外設I的自檢結果之後，在對外設2進行自檢)，該自檢通常指的是外設是否處於正常工作狀態，並對外設自檢後的結果通知主機藍牙模塊，例如，若外設處於非正常狀態比如故障狀態就將該結果上報主機藍牙模塊得知。[0039]其中，在初始化的過程中，外設藍牙模塊還從存儲器15讀取埠配置信息，獲取每個埠連接的外設類型。例如，USB埠連接印表機，UART接口連接身份證識別器等；外設藍牙模塊會向終端側的主機藍牙模塊發送服務列表，該上報服務列表是藍牙通信協議的固有流程，所述的服務列表指的是外設藍牙模塊這側可以提供哪些服務，比如印表機服務、 身份識別服務。[0040]主機將要對外設I進行操作時，主機將對外設I所要進行的操作按照外設I的指令格式進行封裝，形成指令數據，並將該指令數據連同所要操作的外設的埠信息通過主機藍牙模塊透傳至外設藍牙模塊；例如，該埠信息可以是設置在指令數據的數據包的包頭的標誌位中。外設藍牙模塊中的MCU通過判斷主機發出的指令數據中的數據包的包頭標誌位判斷主機所要操作的外設。外設藍牙模塊對外設I的片選信號為有效電平，並獲取外設I的狀態，如果外設I處於空閒狀態，則將指令數據透傳至外設I。外設I將執行結果通過與外設藍牙模塊的數據傳輸埠、主機與外設之間的藍牙通道直接反饋至主機。[0041]主機對外設2進行操作時，操作執行過程與對外設I的操作過程類似，但需要先將外設I的片選信號為無效電平，即斷開與外設I的通信連接，再對外設2的片選信號為有效電平。並且，外設藍牙模塊獲取外設2的狀態，若執行過程中遇到外設2處於忙狀態，則將7所需傳輸的數據進行緩存，外設藍牙模塊的MCU進入一個等待狀態，等待時間可根據實際情況進行設定，在等待時間過後，重新嘗試指令數據的發送。當外設2處於空閒狀態時，則將指令數據透傳至外設2。外設2將執行結果通過與外設藍牙模塊的數據傳輸埠、主機與外設之間的藍牙通道直接反饋至主機。[0042]需要說明的是，本實施例的圖I是以外設藍牙模塊(即藍牙裝置)連接多個外設為例進行說明，舉例如下前述的業務人員隨身攜帶終端、以及多個外設去客戶方，該外設包括印表機、POS刷卡機、身份證識別器；在使用時，將這多個外設與外設藍牙模塊的數據傳輸埠一一對應連接，然後，通過終端側的主機藍牙模塊與外設藍牙模塊按照本實施例所述的方式進行通信，一次建立藍牙連接後就可以通過外設藍牙模塊選擇不同的外設使用。[0043]另一種可選的方式為，外設端可以採用一個集成功能設備，參見圖4，圖4為本實用新型集成式外設另一實施例的結構示意圖。該集成功能設備同時具有印表機功能、POS刷卡機功能和身份證識別器功能，即可以通過該集成功能設備使用印表機功能、POS刷卡機功能和身份證識別器功能。該集成功能設備具有多個外接埠，例如，外接埠 a、外接埠 b 和外接埠 C，通過外接埠 a可以使用該設備的印表機功能，通過外接埠 b可以使用該設備的POS刷卡機功能，通過外接埠 c可以使用該設備的身份證識別器功能。則可以將每個外接埠對應連接外設藍牙模塊11的一個數據傳輸埠。[0044]使用這種集成功能設備時，將該設備的多個外接埠分別與外設藍牙模塊的數據傳輸埠一一對應連接，然後，通過終端側的主機藍牙模塊與外設藍牙模塊按照本實施例所述的方式進行通信，一次建立藍牙連接後就可以通過外設藍牙模塊選擇不同的外設功能使用。這種情況下，本實施例中所述的將指令數據傳輸至相連接的外設，就是指的將指令數據傳輸至對應的外設功能的外接埠，通過該外接埠使用對應的外設功能，也可以理解為一個外設接口對應著一種外設。[0045]這種集成功能設備的好處是，集成式設備的體積可以比多個外設的體積之和減小，例如，多個外設時，每一個外設可能都配置有各自的電源設備，而集成功能設備是一個整體設備，使用一個電源即可，在製作的體積上通常會比多個外設的體積小，所以，集成功能設備相對於多個外設會更便於攜帶。[0046]本實施例的集成式外設，通過將將多個外設均連接一個外設藍牙模塊，由該外設藍牙模塊作為統一的通信接口，提高了外設的便攜性，並且，提高了通信效率。[0047]最後應說明的是以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本實用新型各實施例技術方案的範圍。
權利要求1.一種藍牙裝置，其特徵在於，包括用於接收終端發送的指令數據且所述指令數據中包括目的數據傳輸埠的埠信息的信號收發單元、用於根據所述埠信息將所述指令數據發送至對應的所述數據傳輸埠的微控制器、以及用於將所述指令數據傳輸至相連接的外設的多個數據傳輸埠；所述微控制器分別與所述信號收發單元和所述數據傳輸埠連接。
2.根據權利要求I所述的藍牙裝置，其特徵在於，還包括用於存儲埠配置信息且所述埠配置信息包括數據傳輸埠與相連接的外設之間的對應關係信息和所述埠信息的存儲器；相應的，所述微控制器還包括用於從所述存儲器中獲取所述埠配置信息的外設信息獲取單元，所述外設信息獲取單元與所述存儲器連接；用於將所述外設信息獲取單元獲取的所述埠配置信息通過所述信號收發單元發送至所述終端的外設信息上報單元，所述外設信息上報單元分別與所述外設信息獲取單元和信號收發單元連接。
3.根據權利要求2所述的藍牙裝置，其特徵在於，所述微控制器還包括用於根據所述埠信息建立對應的數據傳輸埠與外設之間的通信連接並通過所述數據傳輸埠將指令數據傳輸至外設的傳輸控制單元；所述傳輸控制單元分別與所述信號收發單元和所述多個數據傳輸埠連接。
4.根據權利要求3所述的藍牙裝置，其特徵在於，還包括用於在建立所述通信連接之後檢測所述外設是否處於空閒狀態的檢測單元，所述檢測單元與所述傳輸控制單元連接。
5.根據權利要求3所述的藍牙裝置，其特徵在於，還包括用於在建立所述通信連接之前關閉所述埠信息對應的數據傳輸埠之外的其他數據傳輸埠與對應外設之間的通信連接的連接控制單元，所述連接控制單元與所述傳輸控制單元連接。
6.根據權利要求3-5任一所述的藍牙裝置，其特徵在於，所述傳輸控制單元，具體為通過發送片選信號控制所述通信連接的片選開關。
7.根據權利要求2所述的藍牙裝置，其特徵在於，所述微控制器還包括用於在數據傳輸埠連接的外設發生變化時修改所述存儲器中的埠配置信息的外設信息修正單元，所述外設信息修正單元與所述存儲器連接。
8.根據權利要求I所述的藍牙裝置，其特徵在於，所述數據傳輸埠包括通用串行總線USB接口、或者通用異步接收/發送UART接口、或者串行外設接口 SPI。
9.一種集成式外設，其特徵在於，包括權利要求1-8任一所述的藍牙裝置，以及外設； 所述外設與所述藍牙裝置的多個數據傳輸埠連接。
10.根據權利要求9所述的集成式外設，其特徵在於，所述外設的數量為多個，每個所述外設與一個所述數據傳輸埠連接；或者，所述外設的數量為一個，所述外設包括多個外接埠，每個外接埠對應所述外設的一種功能，且每個所述外接埠與一個所述數據傳輸埠連接。
專利摘要本實用新型提供一種藍牙裝置和集成式外設，其中藍牙裝置包括用於接收終端發送的指令數據且所述指令數據中包括目的數據傳輸埠的埠信息的信號收發單元、用於根據所述埠信息將所述指令數據發送至對應的所述數據傳輸埠的微控制器、以及用於將所述指令數據傳輸至相連接的外設的多個數據傳輸埠；所述微控制器分別與所述信號收發單元和所述數據傳輸埠連接。本實用新型提高了通信效率。
文檔編號G06F13/38GK202750089SQ201220168718
公開日2013年2月20日 申請日期2012年4月19日 優先權日2012年4月19日
發明者王彬 申請人:中國聯合網絡通信集團有限公司