基於nfc的藍牙耳機以及基於nfc的藍牙通信方法
2023-11-11 01:03:12
專利名稱：基於nfc的藍牙耳機以及基於nfc的藍牙通信方法
技術領域：
本發明涉及基於NFC的藍牙通信技術領域，特別涉及一種基於NFC的藍牙耳機以及基於NFC的藍牙通信方法。
背景技術：
目前,近距離無線通信(NFC,Near Field Communicayion)技術在藍牙耳機上的應用日益廣泛，其主要作為一個模塊來輔助藍牙模塊實現快速配對工作。其主要的工作參見圖I。圖I是現有技術中的基於NFC技術的藍牙耳機以及主設備的結構示意圖。參見圖1，主設備(如手機等)包括藍牙模塊和NFC模塊；藍牙耳機(一種從設備)包括NFC天線、 NFC模塊、和藍牙晶片。圖I中的NFC模塊的工作原理是藍牙耳機中的NFC模塊作為藍牙耳機的一個獨立模塊，內部存儲有對應藍牙晶片的地址。當主設備靠近藍牙耳機NFC模塊時，主設備和藍牙耳機的NFC模塊之間通過主設備提供的電磁場完成通信。主設備的NFC模塊從藍牙耳機的NFC模塊獲取藍牙晶片的地址，然後通知主設備的藍牙模塊與耳機的藍牙晶片進行配對。但是，現有的藍牙耳機為了降低功耗，一般在開機後處於待命(standby )模式或睡眠(de印sleep)模式，在這兩種模式下，耳機無法進行藍牙配對。所以，基於NFC的藍牙配對必須在藍牙模塊持續工作的情況下才能實現，這對藍牙耳機的功耗提出了更高的要求。
發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種基於NFC的藍牙耳機以及基於NFC的藍牙通信方法，本發明的技術方案使得處於待命或睡眠模式下的如藍牙耳機等從設備能夠快速被激活，可以在降低功耗的前提下實現基於NFC的快速藍牙配對。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的本發明公開了一種基於近距離無線通信NFC的藍牙耳機，該藍牙耳機包括藍牙晶片、保存有藍牙晶片地址的NFC模塊和設置在藍牙晶片和NFC模塊之間的喚醒電路；其中，NFC模塊，用於在主設備靠近時與主設備通信將保存的藍牙晶片地址提供給主設備，同時向喚醒電路輸出交流信號；喚醒電路，用於將NFC模塊輸出交流信號轉換為直流脈衝輸出到藍牙晶片的輸入輸出IO 口產生硬體中斷，激活藍牙晶片。所述喚醒電路為由二極體、電阻和電容組成的檢波電路。所述二極體的正極與NFC模塊的輸出連接，所述二極體的負極與電阻的一端連接，電阻的另一端與電容的一端連接，電容的另一端接地，電阻和電容連接的一端與藍牙晶片的IO 口連接。所述喚醒電路還包括一個嵌位二極體，該嵌位二極體的正極與電阻和電容所連接的一端連接，該嵌位二極體的負極與一電源連接。所述電容為微法UF級的電容，所述電阻為千歐姆KQ級的電阻；所述嵌位二極體為肖特基二極體。本發明還公開了一種基於NFC的藍牙通信方法，該方法包括從設備中NFC模塊，在主設備靠近時與主設備通信將保存的藍牙晶片地址提供給主設備的同時，向從設備的喚醒電路輸出交流信號；
所述喚醒電路將NFC模塊輸出交流信號轉換為直流脈衝輸出到從設備的藍牙晶片的輸入輸出IO 口產生硬體中斷，激活該藍牙晶片。設置所述喚醒電路為由二極體、電阻和電容組成的檢波電路。設置所述喚醒電路為由二極體、電阻和電容組成的檢波電路包括設置所述二極體的正極與NFC模塊的輸出連接，設置所述二極體的負極與電阻的一端連接，設置電阻的另一端與電容的一端連接，設置電容的另一端接地，設置電阻和電容連接的一端與藍牙晶片的IO 口連接。該方法進一步包括在喚醒電路中增加一個嵌位二極體，設置該嵌位二極體的正極與電阻和電容所連接的一端連接，設置該嵌位二極體的負極與一電源連接。選取微法UF級的電容作為喚醒電路中的所述電容，選取千歐姆KQ級的電阻作為喚醒電路中的所述電阻；選取肖特基二極體作為所述嵌位二極體。由上述可見，本發明這種NFC模塊在主設備靠近時與主設備通信將保存的藍牙晶片地址提供給主設備，同時向喚醒電路輸出交流信號；喚醒電路，用於將NFC模塊輸出交流信號轉換為直流脈衝輸出到藍牙晶片的輸入輸出IO 口產生硬體中斷，激活藍牙晶片的技術方案，使得處於待命或睡眠模式下的如藍牙耳機等從設備能夠快速被激活，可以在降低功耗的前提下實現基於NFC的快速藍牙配對。
圖I是現有技術中的基於NFC技術的藍牙耳機以及主設備的結構示意圖；圖2是本發明實施例中的基於NFC技術的藍牙耳機以及主設備的結構示意圖；圖3是本發明實施例中的喚醒電路的結構以及其外部連接示意圖；圖4是本發明實施例中的基於NFC的藍牙耳機的快速配對流程圖。
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述。圖2是本發明實施例中的基於NFC技術的藍牙耳機以及主設備的結構示意圖。如圖2所示，主設備結構沒有改變，但是作為從設備的藍牙耳機包括藍牙晶片和保存有藍牙晶片地址的NFC模塊外，還包括設置在藍牙晶片和NFC模塊之間的喚醒電路；其中，NFC模塊，用於在主設備靠近時與主設備通信將保存的藍牙晶片地址提供給主設備，同時向喚醒電路輸出交流信號；喚醒電路，用於將NFC模塊輸出交流信號轉換為直流脈衝輸出到藍牙晶片的輸入輸出IO 口產生硬體中斷，激活藍牙晶片，以快速喚醒睡眠狀態下的藍牙晶片。圖3是本發明實施例中的喚醒電路的結構以及其外部連接示意圖。如圖3所示，本發明中的喚醒電路為由二極體I、電阻2和電容3組成的檢波電路。其中，二極體I的正極與NFC模塊(圖3中為NFC晶片6，型號為BCM20203)的輸出連接，二極體I的負極與電阻2的一端連接，電阻2的另一端與電容3的一端連接，電容3的另一端接地，電阻2和電容3連接的一端與藍牙晶片的IO 口連接，圖3中只示 意出了 IO 口。作為NFC模塊的NFC晶片6與NFC天線7連接。阻容3的選擇檢波電路中,通過改變濾波電容3的值可以調整脈衝的時延。在實際應用中，電容的選擇必須根據藍牙晶片中斷對脈寬的要求而定。一般選擇微法uF級的電容，具體的延時可以根據項目要求而定。由於NFC模塊採用被動模式通信，驅動能力很弱，所以電阻2 —般選擇千歐姆k Q級的電阻，如選擇IOOkQ。另外，脈衝的幅值隨主設備和耳機NFC模塊距離的遠近而變化，為了保證脈衝不會損壞藍牙晶片IO 口，在本發明中在IO 口加嵌位二極體4防止高脈衝擊穿藍牙晶片。該嵌位二極體4的正極與電阻和電容所連接的一端連接，該嵌位二極體的負極與一電源VCC連接。由於NFC載波頻率是13. 56MHz，屬於高頻信號，所以嵌位二極體4的選擇要求開關頻率高，首選肖特基二極體，例如本實施例中可選擇型號為1PS10SB82，封裝為S0D882的二極體。與嵌位二極體4連接的電源的值要綜合考慮藍牙晶片IO 口的產生硬體中斷的電壓和擊穿電壓，在本發明的實施例中選取1.8V。圖4是本發明實施例中的基於NFC的藍牙耳機的快速配對流程圖。如圖4所示，藍牙耳機進入睡眠模式後，當主設備靠近藍牙耳機的NFC模塊時；主設備的NFC模塊從耳機的NFC模塊獲取耳機藍牙晶片的地址，主設備的NFC模塊將耳機藍牙晶片地址傳給主設備的藍牙模塊，主設備進入藍牙配對狀態；同時，在耳機側，喚醒電路產生高脈衝激活耳機進入配對狀態，這樣主設備和耳機便可以快速進行藍牙配對。基於上述實施例給出本發明中的一種基於NFC的藍牙通信方法，該方法適用於採用藍牙進行通信的主設備和從設備之間，該方法包括從設備中NFC模塊，在主設備靠近時與主設備通信將保存的藍牙晶片地址提供給主設備的同時，向從設備的喚醒電路輸出交流信號；所述喚醒電路將NFC模塊輸出交流信號轉換為直流脈衝輸出到從設備的藍牙晶片的輸入輸出IO 口產生硬體中斷，激活該藍牙晶片。在該方法中，設置所述喚醒電路為由二極體、電阻和電容組成的檢波電路。設置所述喚醒電路為由二極體、電阻和電容組成的檢波電路包括設置所述二極體的正極與NFC模塊的輸出連接，設置所述二極體的負極與電阻的一端連接，設置電阻的另一端與電容的一端連接，設置電容的另一端接地，設置電阻和電容連接的一端與藍牙晶片的IO 口連接。該方法進一步包括在喚醒電路中增加一個嵌位二極體，設置該嵌位二極體的正極與電阻和電容所連接的一端連接，設置該嵌位二極體的負極與一電源連接。在該方法中，選取微法uF級的電容作為喚醒電路中的所述電容，選取千歐姆K Q級的電阻作為喚醒電路中的所述電阻；選取肖特基二極體作為所述嵌位二極體。綜上所述，本發明這種NFC模塊在主設備靠近時與主設備通信將保存的藍牙晶片地址提供給主設備，同時向喚醒電路輸出交流信號；喚醒電路，用於將NFC模塊輸出交流信號轉換為直流脈衝輸出到藍牙晶片的輸入輸出IO 口產生硬體中斷，激活藍牙晶片的技術方案，使得處於待命或睡眠模式下的如藍牙耳機等從設備能夠快速被激活，可以在降低功耗的前提下實現基於NFC的快速藍牙配對。本發明的藍牙耳機喚醒電路優化了 NFC模塊和藍牙模塊的應用，解決了藍牙耳機在睡眠模式下不能利用NFC通信進行藍牙快速配對的問題，擴展了 NFC技術的應用領域和範圍。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在 本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種基於近距離無線通信NFC的藍牙耳機，其特徵在於，該藍牙耳機包括藍牙晶片、保存有藍牙晶片地址的NFC模塊和設置在藍牙晶片和NFC模塊之間的喚醒電路；其中， NFC模塊，用於在主設備靠近時與主設備通信將保存的藍牙晶片地址提供給主設備，同時向喚醒電路輸出交流信號； 喚醒電路，用於將NFC模塊輸出交流信號轉換為直流脈衝輸出到藍牙晶片的輸入輸出IO 口產生硬體中斷，激活藍牙晶片。
2.根據權利要求I所述的藍牙耳機，其特徵在於，所述喚醒電路為由二極體、電阻和電容組成的檢波電路。
3.根據權利要求2所述的藍牙耳機，其特徵在於，所述二極體的正極與NFC模塊的輸出連接，所述二極體的負極與電阻的一端連接，電阻的另一端與電容的一端連接，電容的另一端接地，電阻和電容連接的一端與藍牙晶片的IO 口連接。
4.根據權利要求3所述的藍牙耳機，其特徵在於，所述喚醒電路還包括一個嵌位二極體，該嵌位二極體的正極與電阻和電容所連接的一端連接，該嵌位二極體的負極與一電源連接。
5.根據權利要求4所述的藍牙耳機，其特徵在於， 所述電容為微法uF級的電容，所述電阻為千歐姆KQ級的電阻； 所述嵌位二極體為肖特基二極體。
6.一種基於NFC的藍牙通信方法，其特徵在於，該方法包括 從設備中NFC模塊，在主設備靠近時與主設備通信將保存的藍牙晶片地址提供給主設備的同時，向從設備的喚醒電路輸出交流信號； 所述喚醒電路將NFC模塊輸出交流信號轉換為直流脈衝輸出到從設備的藍牙晶片的輸入輸出IO 口產生硬體中斷，激活該藍牙晶片。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，設置所述喚醒電路為由二極體、電阻和電容組成的檢波電路。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，設置所述喚醒電路為由二極體、電阻和電容組成的檢波電路包括 設置所述二極體的正極與NFC模塊的輸出連接，設置所述二極體的負極與電阻的一端連接，設置電阻的另一端與電容的一端連接，設置電容的另一端接地，設置電阻和電容連接的一端與藍牙晶片的IO 口連接。
9.根據權利要求8所述的方法，其特徵在於，該方法進一步包括在喚醒電路中增加一個嵌位二極體，設置該嵌位二極體的正極與電阻和電容所連接的一端連接，設置該嵌位二極體的負極與一電源連接。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於， 選取微法uF級的電容作為喚醒電路中的所述電容，選取千歐姆K Q級的電阻作為喚醒電路中的所述電阻； 選取肖特基二極體作為所述嵌位二極體。
全文摘要
本發明公開了一種基於NFC的藍牙耳機以及基於NFC的藍牙通信方法。基於近距離無線通信NFC的藍牙耳機包括藍牙晶片、保存有藍牙晶片地址的NFC模塊和設置在藍牙晶片和NFC模塊之間的喚醒電路；其中，NFC模塊，用於在主設備靠近時與主設備通信將保存的藍牙晶片地址提供給主設備，同時向喚醒電路輸出交流信號；喚醒電路，用於將NFC模塊輸出交流信號轉換為直流脈衝輸出到藍牙晶片的輸入輸出IO口產生硬體中斷，激活藍牙晶片。本發明的技術方案使得處於待命或睡眠模式下的如藍牙耳機等從設備能夠快速被激活，可以在降低功耗的前提下實現基於NFC的快速藍牙配對。
文檔編號H04R1/10GK102752681SQ20121020183
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月18日 優先權日2012年6月18日
發明者夏春水, 夏曉劍 申請人:歌爾聲學股份有限公司