CN100456790C - 一种多功能无线通信装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能无线通信装置，包括：蓝牙收发模块、GPRS模块、FLASH闪存模块、电源管理模块；还包括USB接口切换控制模块，所述蓝牙收发模块通过蓝牙基带模块与USB接口切换控制模块进行双向信息交换，所述FLASH闪存模块通过转接模块与USB接口切换控制模块进行双向信息交换，所述GPRS模块直接与USB接口切换控制模块进行双向信息交换，所述电源管理模块，通过计算机或笔记本电脑的USB接口，可靠的获取所需电源，并分别给蓝牙收发模块，GPRS模块，FLASH闪存模块，USB接口切换控制模块供电。本发明可作为蓝牙和GPRS两种无线通信标准的融合设备，功能可达到相互补充，借用通用USB接口，增加FLASH闪存达到了移动存储的功能。
Description
技术领域
本发明是一种集多功能于一身的无线通信装置，特别是涉及一种与计算机终端配合使用的进行无线通信的装置，属于无线通信领域。
背景技术
目前，无线接入技术随着人们生活的不断提高，得到了有效的推广。区别于有线接入的特点之一是标准不统一，不同的标准有不同的应用。正因为如此，使得无线接入技术出现了百家争鸣的局面。每种标准的无线终端，都因带宽和传输距离，各不相同，不同的无线标准，使得用户无线的数据互传不能方便的实现，例如，蓝牙技术主要是一种短距离无线发送技术，进入WAN网络时还需中转设备，包括数据互传必须在蓝牙收发模块之间；随着以GPRS为代表的长距离无线通讯技术的发展，以及以笔记本电脑为核心终端的移动办公时代的到来，蓝牙技术也将会越来越多地发挥出它的优势，尤其是在配合蓝牙GPRS手机进行无线上网，而GPRS模块则可直接连接到WAN上。正因为相互功能的互补，使得蓝牙技术与GPRS技术在无线通信领域有了更好地融合的可能性。另一方面，采用USB接口的FLASH闪存盘技术的出现，给众多的用户带来了极大的方便，达到了数据移动存储的目的，仅占有一个USB接口就能实现，符合用户对未来产品的需求。然而，蓝牙技术、GPRS技术、FLASH移动存储技术，各自遵从不同的技术标准，这样使得用户不得不根据不同的技术标准选择众多单一产品。如果能够将这三种技术的优势加以适当整合，无疑会产生巨大的技术优势并给用户带来了更大的便利，目前尚未检索到能将这三种技术融合的技术文献。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的缺点，提出了一种多功能无线通信装置，该装置基于计算机USB接口技术，可以用于在蓝牙，GPRS，以及移动存储等不同场合，切换不同模式进行数据交换。
本发明提出的一种多功能无线通信装置，包括：蓝牙收发模块、GPRS模块、FLASH闪存模块和电源管理模块；还包括USB接口切换控制模块，所述蓝牙收发模块通过蓝牙基带模块与USB接口切换控制模块进行双向信息交换，所述FLASH闪存模块通过转接模块与USB接口切换控制模块进行双向信息交换，所述GPRS模块直接与USB接口切换控制模块进行双向信息交换，所述电源管理模块，通过计算机或笔记本电脑的USB接口，可靠的获取所需电源，并分别给蓝牙收发模块，GPRS模块，FLASH闪存模块，USB接口切换控制模块供电，所述GPRS模块包括：GPRS处理器功能扩展单元和GPRS模块收发单元；所述GPRS处理器功能扩展单元与FLASH闪存模块相连，实现对FLASH闪存模块的数据访问。
所述的多功能无线通信装置，所述USB接口切换控制模块包括一个核心控制器，接收USB外部主设备发来进行切换的命令数据包，根据命令数据包的指示，判断出当前外部主设备要实现的是蓝牙功能、GPRS功能还是移动数据存储功能，核心控制器根据命令数据包指示切换到相应的物理通道。
所述的多功能无线通信装置，所述USB接口切换控制模块为一个USBHUB；外部主设备上电初始化后，发现蓝牙收发模块、GPRS模块、FLASH闪存模块，并分别为这三个模块分配相应的地址，外部主设备通过不同的地址分别对蓝牙收发模块、GPRS模块、FLASH闪存模块进行数据操作。
所述的多功能无线通信装置，在蓝牙基带模块与USB接口切换控制模块之间，还分别接有进行音频信号处理的PCM模块，用于数据信号处理的USB模块。
所述的多功能无线通信装置，在蓝牙基带模块与USB接口切换控制模块之间，还分别接有PIO模块，用于从整体上对蓝牙基带模块进行内部配置；用来提供蓝牙RS232接口外接方式的UART模块。
所述的多功能无线通信装置，所述蓝牙收发模块通过信号滤波器与蓝牙内置天线连接。
所述的多功能无线通信装置，所述GPRS模块接有GPRS内置天线。
现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明可作为蓝牙和GPRS两种无线通信标准的融合设备，功能可达到相互补充，本发明采用通用USB接口作为数据交换接口，充分利用了USB接口的特点，方便USB线路上取电，不必再增加电源，可通用于含USB的主设备，如通用台式计算机，笔记本电脑等。本发明借用通用USB接口，增加FLASH闪存达到了移动存储的功能。
附图说明
图1是本发明的硬件结构连接示意图。
图2是图1中的GPRS模块14直接对FLASH进行信息读写的结构原理图。
具体实施方式
本发明提出的多功能无线通信装置，如图1所示，包括：蓝牙收发模块3，GPRS模块14，FLASH闪存模块11，USB接口切换控制模块9，电源管理模块10；还包括蓝牙内置天线1，与之连接的信号滤波器2，蓝牙基带模块4，进行音频信号处理的PCM模块6，进行数据信号处理的USB模块8，GPRS内置天线13，USB接口15等。
蓝牙收发模块的工作原理如下：
蓝牙接收数据状态
蓝牙内置天线1将10米以内的有效2.5G的RF(无线射频信号)耦合进来，传递给信号滤波器2，进行信号的整形和杂波信号的过滤。使得含蓝牙标准有效的信号，经过接收通道，从RX接口进入蓝牙收发模块3，经过此模块的处理，去掉载波得到相应的基带信号，基带信号再进到蓝牙基带模块4，经处理后得到真正的有效数据，通过USB模块8，传递给USB切换控制模块9，当USB切换控制模块9选通蓝牙通信状态下，USB模块8的差分数据通过USB切换控制模块9，经D+，D-数据线，将数据串行传递到USB接口15，传递给外部设备，如计算机或笔记本等设备。
蓝牙发送数据状态
来自计算机或笔记本数据，通过的USB口15，经过D+，D-两条差分数据线，传递到USB切换控制模块9，当USB切换控制模块9选通蓝牙通信状态下，差分数据再经过USB切换控制模块9通道，来到USB模块8，经过串并等数据转换，处理后，发送数据进入蓝牙基带模块4，经过加协议等相关处理，带蓝牙的协议数据信号进入蓝牙收发模块3，经过在基带信号加上高频信号的调制，调制后的信号经过TX发送到信号滤波器2，进行信号的整形，最终经蓝牙内置天线1将信号以无线的方式发送出去。
蓝牙收发语音信号
语音的收发过程基本同上蓝牙收发数据。只是在信道上，语音信号走PCM模块6进行音频信号处理，数据信号走USB模块8区别。
本发明中，蓝牙基带模块的配置包括：计算机或笔记本都可通过USB接口15，经过PIO模块5，从整体上对蓝牙基带模块进行内部配置。UART模块7是用来提供蓝牙RS232接口外接方式。
GPRS收发模块的工作原理如下：
GPRS接收数据状态
符合EGSM900/GSM1800/GSM1900的三频数据信号，经过GPRS内置天线13，耦合进GPRS模块14中的接收电路部分进行数据解调，将有效的数据进行并串转换，再将符合USB1.1标准的串行数据传送到USB切换控制模块9上，当USB切换控制模块9选通GPRS通信状态下，有效的数据将经过经D+，D-两差分数据线，串行传递到USB接口15，并传递给如计算机或笔记本等外部设备；完成GPRS的接收数据。
GPRS发送数据状态
来自计算机或笔记本电脑的GPRS发送数据，数据，通过的USB接口15，经过D+，D-两条差分数据线，传递到USB切换控制模块9，经过USB切换控制模块9选通GPRS通信状态下，差分数据再被传递到GPRS模块14中的发送电路部分经过增加GPRS传输协议，再调制成符合SM900/GSM1800/GSM1900三频数据信号经过GPRS内置天线13，以符合GPRS标准，以无线的方式发送出去，从而完成GPRS数据的发送。
FLASH闪存模块的工作原理如下：
数据写交换
来自计算机或笔记本发送需存储的数据，通过的USB接口15，经过D+，D-两条差分数据线，传递到USB切换控制模块9，当USB切换控制模块9选通FLASH闪存读写状态下，需存储的数据通过FLASH到USB桥转换模块12，进入FLASH模块11，这样数据就被保存到FLSAH闪存介质中。
数据读交换
当计算机或笔记本等设备需要读取FLASH模块11中存储的数据，发出读取指令后，FLASH到USB桥转换模块12首先对FLASH模块11进行读取数据操作，将读到的数据转换成含有USB协议的数据，再进行数据的并串转换传递到USB切换控制模块9，当USB切换控制模块9选通FLASH闪存读写状态下，串行差分数据经过D+，D-两条差分数据线传递到外接计算机或笔记本电脑等设备，这样外接设备就读到了FLASH模块11的数据。FLASH闪存模块就很方便的起到了数据交换和存储的功能，加之数据利用通用的计算机USB接口交换，故起到了移动存储的功能。
电源管理模块10
电源管理模块10无须单独供电，而是充分利用计算机或笔记本电脑的USB接口，从计算机或笔记本电脑可靠的获取+5V的电源，根据需要，分配给蓝牙基带模块，GPRS模块，FLASH闪存模块，USB接口切换控制模块。
USB接口切换控制模块9
由于蓝牙基带模块，GPRS模块，FLASH闪存模块都具备标准USB接口，因此USB接口切换控制模块9可以对它们进行集中控制，达到各数据通道互不影响。
USB接口切换控制模块9的结构原理可以有两种方式，其原理如下：
方式一、所述USB接口切换控制模块9包括一个核心控制器，此控制器可接收USB主设备发来进行切换的命令数据包，根据命令数据包的指示，判断出当前主设备要实现的是蓝牙功能、GPRS功能还是移动数据存储功能，核心控制器根据命令数据包指示切换到相应的物理通道。方式一属于通道的硬切换，即在任何时候只有一个模块与外围设备如PC机或笔记本进行物理连接。
方式二、所述USB接口切换控制模块9实质上是一个USB HUB，即直接利用USB HUB来实现各通道的互连。当主设备PC机或笔记本上电初始化时，会同时找到GPRS设备，蓝牙设备，移动闪存盘设备，并分别为这三个设备分配相应的地址(即ENDPOINT)，主设备通过不同的地址进行数据操作，GPRS设备，蓝牙设备，移动闪存盘设备也会根据不同的ENDPOINT数据包，相应获取或发送数据，配合主设备进行相应的操作。此时实现的原理是各模块的物理通道进行的是软切换。
图2所表示的是图1中的GPRS模块14直接对FLASH进行信息读写的结构原理图。从图2中，可以看出，本发明对移动闪存盘的读写可以有两个通道，一是主设备直接对其进行读写操作，此时，通过USB接口切换控制模块9的切换后，利用FLASH到USB桥转换模块12进行直接读写。而图2给出的是另一通道，即通过GPRS模块14外扩功能直接对FLASH进行信息读写的原理，具体说明如下：
GPRS模块14包含两个主要功能模块，GPRS处理器功能扩展单元20和GPRS模块收发单元21。利用GPRS处理器功能扩展单元20的外扩可编程性，可实现对FLASH模块进行数据访问。
从GPRS模块到FLASH的连接：FLASH读写，采用8位的数据/地址复用线，通过不同的命令或状态传送数据或地址，有命令或状态线，在读写过程中指示命令或状态，有FLASH芯片片选线，有利于对FLASH模块的选择。GPRS处理器一般情况下都留有通用的IO口(GPIO)，另外GPRS模块本身自带USB接口，因此数据可以在FLASH，GPRS，外围设备，如PC机或笔记本电脑之间直接进行交互，这也是移动数据存储的另外一条实现方法，GPRS模块收发单元21则直接与内置天线13正常地实现GPRS数据收发功能，通过软件编程产生读写FLASH时序，达到对FLASH的数据存储。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1、一种多功能无线通信装置，包括：蓝牙收发模块、GPRS模块、FLASH闪存模块和电源管理模块；其特征在于，还包括USB接口切换控制模块，所述蓝牙收发模块通过蓝牙基带模块与USB接口切换控制模块进行双向信息交换，所述FLASH闪存模块通过转接模块与USB接口切换控制模块进行双向信息交换，所述GPRS模块直接与USB接口切换控制模块进行双向信息交换，所述电源管理模块，通过计算机或笔记本电脑的USB接口，可靠的获取所需电源，并分别给蓝牙收发模块，GPRS模块，FLASH闪存模块，USB接口切换控制模块供电；所述GPRS模块包括：GPRS处理器功能扩展单元和GPRS模块收发单元；所述GPRS处理器功能扩展单元与FLASH闪存模块相连，实现对FLASH闪存模块的数据访问。
2、根据权利要求1所述的多功能无线通信装置，其特征在于，所述USB接口切换控制模块包括一个核心控制器，接收USB外部主设备发来进行切换的命令数据包，根据命令数据包的指示，判断出当前外部主设备要实现的是蓝牙功能、GPRS功能还是移动数据存储功能，核心控制器根据命令数据包指示切换到相应的物理通道。
3、根据权利要求1所述的多功能无线通信装置，其特征在于，所述USB接口切换控制模块为一个USB HUB；外部主设备上电初始化后，发现蓝牙收发模块、GPRS模块、FLASH闪存模块，并分别为这三个模块分配相应的地址，外部主设备通过不同的地址分别对蓝牙收发模块、GPRS模块、FLASH闪存模块进行数据操作。
4、根据权利要求1、2或3所述的多功能无线通信装置，其特征在于，在蓝牙基带模块与USB接口切换控制模块之间，还分别接有进行音频信号处理的PCM模块，用于数据信号处理的USB模块。
5、根据权利要求1、2或3所述的多功能无线通信装置，其特征在于，在蓝牙基带模块与USB接口切换控制模块之间，还分别接有PIO模块，用于从整体上对蓝牙基带模块进行内部配置；用来提供蓝牙RS232接口外接方式的UART模块。
6、根据权利要求1、2或3所述的多功能无线通信装置，其特征在于，所述蓝牙收发模块通过信号滤波器与蓝牙内置天线连接。
7、根据权利要求1、2或3所述的多功能无线通信装置，其特征在于，所述GPRS模块接有GPRS内置天线。
8、根据权利要求1、2或3所述的多功能无线通信装置，其特征在于，所述USB接口切换控制模块通过USB接口与外部主设备相连。
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