CN101626257A - 通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信设备,包括:天线;第一通信装置,经由天线与非接触卡执行近场通信;光检测装置,设置在天线附近并检测入射光量;以及近场通信控制装置,当入射光量变得小于预定阈值时,启动第一通信装置,通信设备是通过电池驱动的。通过本发明,可以降低在与非接触卡的近场通信中的功耗,从而使电池寿命延长。

Description

通信设备
相关申请的交叉参考
本发明包含于2008年7月9日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2008-178881的主题,其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及通信设备,更具体地,涉及执行与非接触卡的近场通信(near field communication)的通信设备。
背景技术
已提出了将电视接收器(下文称为TV)连接至互联网以使用户在TV上享受使用个人计算机等才能利用的网上购物的应用方法。
在这种情况下,可以将从非接触IC卡读取信息的卡读写器(下文称为卡R/W)安装在用于TV的遥控器中。然后,用户仅需要将由非接触卡制成的信用卡放到遥控器上就能够容易地执行用于网上购物结算的程序,而无需执行输入密码、卡号等的操作。
为了在任意时刻都能够确定地感应到被放到遥控器上的非接触卡,卡R/W需要周期性地执行在周围生成电磁波的轮询(polling)处理以搜索非接触卡。如果一直执行轮询处理,则遥控器的电池的使用寿命变短,从而就必须频繁更换电池。假设通过两块碱性电池(4000mAh的容量)来驱动非接触卡并且卡R/W的驱动电压和驱动电流分别为1.9V和100mA,那么电池寿命仅持续4000÷1.9÷100=21小时。
所提出的一个问题解决方案为使近场无线电通信设备的模式周期性地在空闲模式、对象操作模式和启动器操作模式这三种模式之间进行转换,并且使轮询处理仅能够在启动器操作模式中执行(参见专利文献1(JP-A-2006-129498)。将专利文献1中描述的发明应用于上述TV遥控器能够缩短用于轮询处理的时间、降低功耗并延长电池寿命。
发明内容
然而,根据专利文献1中所描述的发明,即使将启动器操作模式设置为整个周期的1/10以将其他操作模式中的功耗设为0,但是遥控器的电池的寿命仅变成以上条件下的约10倍,差不多是210小时。这对TV遥控器的电池的寿命来说是不足的,目前通常使用的TV遥控器的电池的寿命约为1~2年。
因此,期望降低在与非接触卡的近场通信中的功耗。
根据本发明的一个实施例,提供了一种通信设备,包括:天线;第一通信装置,经由天线与非接触卡执行近场通信;光检测装置,设置在天线附近并检测入射光量;以及近场通信控制装置,当入射光量变得小于预定阈值时,启动第一通信装置,通信设备通过电池来驱动。
近场通信控制装置可以被配置为当启动第一通信装置之后经过预定时间而没有与非接触卡进行近场通信时,停止操作第一通信装置并且直到入射光量超过阈值才启动第一通信装置。
该通信设备还可以包括将从接触卡获取的信息传输至另一设备的第二通信装置。
近场通信控制装置可以被配置为当经由第二通信装置接收到来自另一设备的预定启动信号时启动第一通信装置。
光检测装置可以包括将入射光转换为电力以对电池进行充电的光伏发电面板。
根据本发明的实施例,当入射光量小于预定阈值时,启动经由天线与非接触卡执行近场通信的第一通信装置。
根据本发明的实施例,可以控制与非接触卡的近场通信。具体地,根据本发明的实施例,可以降低在与非接触卡的近场通信中的功耗,从而使电池寿命延长。
附图说明
图1是示出应用本发明的信息处理系统的一个实施例的框图;
图2是示出遥控器的功能结构的框图;
图3是用于说明通过遥控器执行的近场通信控制过程的第一实施例的流程图;
图4是用于说明用于启动非接触卡R/W部的条件的示图;以及
图5是用于说明通过遥控器执行的近场通信控制过程的第二实施例的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图描述本发明的实施例。
图1是示出应用本发明的信息处理系统1的一个实施例的框图。图1中的信息处理系统1被配置为包括TV 11、遥控器12、非接触卡13和结算服务器14。信息处理系统1可以使用TV 11以利用使用了互联网21的服务,诸如网上购物。
TV 11连接至互联网21以能够通过互联网21与诸如结算服务器14的另一设备通信。
遥控器12经由天线42和TV 11的天线31与TV 11执行双向无线电通信,以远程地操作TV 11。
遥控器12结合了从/向非接触卡13读取/写入信息的非接触卡读写(R/W)部52(参见图2)。遥控器12设置有天线41,以此方式使接收面达到其上设置有各种操作键的操作面12A。由于将非接触卡13置于天线41上,因此,遥控器12和非接触卡13(非接触卡R/W部52)执行基于电磁感应的近场通信(NFC)。应注意,NFC指的是当在通信设备之间的距离在几十厘米(cm)内时所起动的通信,并包括通信设备(的外壳)互相接触的通信。
此外,光伏发电面板43设置在遥控器12的操作面12A上的天线41附近。光伏发电面板43基于诸如阳光或照明光的入射光发电,以对用于遥控器12的电池进行充电。
例如,非接触卡13由执行NFC的非接触型IC卡制成。
结算服务器14通过互联网21与TV 11通信,以执行用于网上购物的结算处理。
以下描述使用信息处理系统1的网上购物的处理概述。
例如,用户操作遥控器12以从由TV 11接收的数字广播波中选出网上购物的程序,或者通过互联网21访问由网上购物服务提供的网站,以在TV 11上显示网上购物画面。然后,用户根据画面中的信息来操作遥控器12以确定将要购买的商品。
在由TV 11接收的广播波中的数据部分或从网站获取的商品信息包括表示结算服务器14的URL(统一资源定位器)的信息。当用户确定将要购买的商品时,TV 11基于URL信息通过互联网21连接至结算服务器14。
当用户将非接触卡13置于遥控器12的天线41上时,遥控器12开始周期性地在周围生成电磁波以搜索可通信的非接触卡的轮询处理,如将参照图4所描述。然后,建立遥控器12和非接触卡13之间的通信,以使非接触卡13和结算服务器14可经由遥控器12、TV 11以及互联网21互相通信。
结算服务器14执行关于非接触卡13的认证处理以核实该非接触卡1为可靠配对物(counterpart),然后加密传输路径以与非接触卡13交换结算需要的关于用户ID、支付金额等的信息。此外,结算服务器14执行诸如更新非接触卡13的存储器和本地服务器的数据库中的余额历史信息的结算处理。
用户可以以此方式使用TV 11来享用互联网购物。
图2是示出遥控器12的功能结构的框图。遥控器12被配置为具有天线41、天线42、光伏发电面板43、CPU(中央处理器)51、非接触卡R/W部52、键输入部53、存储器54、无线电通信控制部55、输出电力测量部56和电池57。
CPU 51执行预定控制程序来控制遥控器12的各个部分。
非接触卡R/W部52经由天线41与非接触卡13通信,以在CPU51的控制下从/向非接触卡13读取/写入信息。非接触卡R/W部52将从非接触卡13获取的信息提供给CPU 51。
使用由例如ISO(国际标准化组织)1443规定的通信标准,使用13.56MHz带宽的载波、以最大424Kbits/sec的传输速率来执行非接触卡13和非接触卡R/W部52之间的NFC。
键输入部53包括用于远程操作TV 11的各种键。当用户按下键时,键输入部53将表示根据所按压的键的两种状态(低和高)的组合的信号发送给连接至CPU 51的信号线,以指示CPU 51执行中断处理。
一旦接收到中断指令,CPU 51搜索保持在存储器54中的命令表,以获取对应于来自键输入部53的信号的状态的命令码。在随后阶段中,CPU 51将所获取的命令码提供给无线电通信控制部55作为通信数据的有效载荷。
无线电通信控制部55使所获取的有效载荷形成为由无线电通信控制部55符合的通信标准所规定的格式的数据包,由此生成基带信号。无线电通信控制部55根据预定方式来对所生成的基带信号进行调制,对基带信号进行上转换(up-convert)以具有预定频率(例如,2.4GHz),然后经由天线42发送所得到的信号。TV 11接收从遥控器12传输的基带信号,并执行与由基带信号指示的命令码相对应的命令处理。
无线电通信控制部55经由天线42接收从TV 11传输的RF(无线电频率)信号,并对RF信号执行下转换和解调,以获取包括在RF信号中的数据包。无线电通信控制部55从所获取的数据包中提取有效载荷并将其提供给CPU 51。CPU 51对所获取的有效载荷进行分析,并根据因而获取的信息来控制遥控器12的各个部分。
对于TV 11和无线电通信控制部55之间的通信,采用了确保低功耗的双向无线电通信的方式,诸如蓝牙(注册商标)、ZigBee(商标)或由IEEE(电机与电子工程师联合会)802.11(802.11a、802.11b、802.11g等)规定的无线LAN(局域网)。
光伏发电面板43将由诸如阳光或者照明光的入射光携带的光能量转换为电力,并用所转换的电力对电池57充电。根据来自电池57的电力来驱动遥控器12。
输出电力测量部56测量由光伏发电面板43生成并从其输出的电力,并且将表示测量结果的信息提供给CPU 51。
接下来,以下参照图3的流程图描述通过遥控器12执行的NFC控制过程。
在步骤S1中,输出电力测量部56确定光伏发电面板43的面板电力或输出电力是否小于预定阈值Wsh。定期重复步骤S1中的确定处理,直到确定面板电力小于预定阈值Wsh,并且当确定面板电力小于预定阈值Wsh时,处理前进至步骤S2。
通常,在操作面12A面朝上的情况下在室内操作遥控器12。在这种状态下,如图4的左上部所示,将来自室内灯、阳光等的光输入至光伏发电面板43,以实现光伏发电面板43的电力生成和电池57的充电。
另一方面,如图4的左上部所示,当用户将非接触卡13置于天线41上时,设置在天线41附近的光伏发电面板43也被非接触卡13所覆盖。这阻碍入射光到达光伏发电面板43,从而降低了到达光伏发电面板43的入射光量并降低了面板电力。
通过使面板电力在图4的左上部的状态下超过阈值Wsh而在图4的右上部的状态下小于阈值Wsh的方式适当地设置的阈值Wsh,当用户将非接触卡13置于天线41上时,面板电力降至阈值Wsh以下并且过程前进至步骤S2。
在步骤S2中,非接触卡R/W部52开始轮询处理。具体地,输出电力测量部56通知CPU 51面板电力降至阈值Wsh以下。例如,CPU 51控制未示出的开关等,以开始从电池57向非接触卡R/W部52供电。这启动了非接触卡R/W部52。此外,CPU 51指示非接触卡R/W部52执行轮询处理,并且非接触卡R/W部52开始轮询处理。这使得轮询信号从天线41周期性地传输,以使非接触卡R/W部52开始在通信范围内搜索非接触卡13。
一旦从遥控器12接收到轮询信号,非接触卡13就将应答信号传输至非接触卡R/W部52。
在步骤S3中,非接触卡R/W部52确定是否感应到非接触卡13。当非接触卡R/W部52没有接收到来自非接触卡13的应答信号时,非接触卡R/W部52确定没有感应到非接触卡13,并且前进至步骤S4。
在步骤S4中,CPU 51确定是否已出现超时。当从非接触卡R/W部52的启动开始还没有经过预定时间时,CPU 51确定未出现超时,并且返回至步骤S3。
此后,重复执行在步骤S3和S4中的确定处理,直到确定在步骤S3中感应到非接触卡13或者在步骤S4中出现超时。
当非接触卡R/W部52在步骤S3中经由天线41接收来自非接触卡13的应答信号时,非接触卡R/W部52确定感应到非接触卡13,并且前进至步骤S5。
在步骤S5中,非接触卡R/W部52执行与非接触卡13的通信。例如,在CPU 51的控制下,非接触卡R/W部52经由天线41执行与非接触卡13的通信,以读取或写入用于前述网上购物的结算所需的信息。然后,终止在非接触卡R/W部52和非接触卡13之间的通信,过程前进至步骤S6。
当在步骤S4中非接触卡R/W部52的启动之后经过预定时间而没有接收到来自非接触卡13的应答信号时,即,当经过预定时间而没有与非接触卡13通信时,CPU 51确定已出现超时,并且前进至步骤S6。
在步骤S6中,CPU 51停止操作非接触卡R/W部52。具体地,例如,CPU 51控制未示出的开关来停止从电池57向非接触卡R/W部52供电,并且停止操作非接触卡R/W部52。因为当出现超时时以及在终止与非接触卡13的通信之后停止非接触卡R/W部52的操作,所以作为面板电力降至阈值Wsh以下并且轮询处理由于除将非接触卡13置于天线41上之外的因素(例如,使房间变暗或者使遥控器12的操作面12A朝下)而继续的结果,防止功耗浪费。
在步骤S7中,输出电力测量部56确定面板电力是否大于阈值Wsh。定期重复步骤S7的确定处理,直到确定面板电力大于阈值Wsh。当到达光伏发电面板43的入射光量变小的状态由于使房间变暗、使遥控器12的操作面12A朝下等因素而继续时,这防止轮询处理继续浪费功耗。
另一方面,当在步骤S7中确定面板电力大于阈值Wsh时,过程返回至步骤S1并执行在步骤S1处开始的处理序列。
以前述方式,能够限制非接触卡R/W部52执行轮询处理的周期,从而可以降低遥控器12的功耗。此外,即使限制了轮询处理的周期,仍可以可靠地执行非接触卡R/W部52和非接触卡13之间的通信。
另外,用来自光伏发电面板43的电力对电池57充电可以延长用于替换电池57的时间间隔。
如果用户在较暗房间内观看TV 11以使面板电力不超过阈值Wsh,则在图3所示的过程中假设在执行一次轮询处理之后不必继续轮询处理,从而禁止在遥控器12和非接触卡13之间的NFC。
参照在图5中所示的流程图,以下描述即使在较暗房间中仍安全地执行遥控器12和非接触卡13之间的NFC的方法的一个实例。
在步骤S31中,与图3中的步骤S1的处理一样,确定面板电力是否小于阈值Wsh。当确定面板电力不小于阈值Wsh时,过程前进至步骤S32。
在步骤S32中,无线电通信控制部55确定是否接收到读写器启动信号。当确定没有接收到读写器启动信号时,过程返回至步骤S31。重复地执行步骤S31和步骤S32的处理,直到在步骤S31中确定面板电力小于阈值Wsh或者在步骤S32中确定接收到了读写器启动信号。
考虑用户在观看TV 11的同时利用网上购物的情况,例如,用户操作遥控器12以确定商品的购买并输入命令以进行结算处理。当TV 11在显示网上购物画面的同时检测到用户已经确定购买的商品并且已经输入命令以进行结算处理时,TV 11经由天线31传输读写器启动信号。
当经由天线42接收到读写器启动信号时,无线电通信控制部55在步骤S32中确定接收到读写器启动信号,并且过程前进至步骤S33。
另一方面,当在步骤S31中确定面板电力小于阈值Wsh时,过程前进至步骤S33。
步骤S33~步骤S37的处理与图3中的步骤S2~步骤S6的处理类似。即,当非接触卡R/W部52的轮询处理开始并且非接触卡R/W部52感应到非接触卡13时,执行非接触卡R/W部52和非接触卡13之间的通信,并且在终止通信以后停止非接触卡R/W部52的操作。当非接触卡R/W部52不能感应到非接触卡13并且出现超时时,停止非接触卡R/W部52的操作并且终止轮询处理。
在步骤S38中,与图3中的步骤S7的处理一样,确定面板电力是否大于阈值Wsh。当确定面板电力不大于阈值Wsh时,过程前进至步骤S39。
在步骤S39中,与步骤S32中的处理一样,无线电通信控制部55确定是否接收到读写器启动信号。当确定没有接收到读写器的启动信号时,过程返回至步骤S38。然后,重复执行步骤S38和步骤S39的处理,直到在步骤S38中确定面板电力大于阈值Wsh或者在步骤S39中确定接收到读写器启动信号。
然而,当在步骤S39中确定接收到读写器启动信号时,过程返回至步骤S33并执行在步骤S33处开始的处理序列。即使房间很暗而使面板电力不超过阈值Wsh,这仍可以确保在遥控器12和非接触卡13之间的NFC。
然而,当在步骤S38中确定面板电力大于阈值Wsh时,过程返回至步骤S31并执行在步骤S31处开始的处理序列。
因此,即使用户在较暗房间中观看TV 11的同时利用网上购物,例如,仍能够安全地进行遥控器12和非接触卡13之间的NFC,以执行用于网上购物的结算。
用于从TV 11传输读写器启动信号的定时并不限于在前述实例中的定时,而是可以根据需要设成任意定时。
此外,在从读写器启动信号的传输至出现超时的周期期间,可以在TV 11的画面上显示在遥控器12和非接触卡13之间进行的NFC。
本发明可应用于除上述实例外的其他应用。例如,可以存在通过感应非接触卡13的非接触卡R/W部52来触发遥控器12以读取存储在非接触卡13中的自由访问区中的信息并将信息传输至TV 11的应用。在这种情况下,从在非接触卡13的自由访问区中读取的信息可以为交通运输的使用记录、购物记录等。
还可能存在遥控器12读取存储在非接触卡13中的自由访问区中的URL信息、将读取的URL信息传输至TV 11并指示TV 11连接至位于URL处的网站的应用。
尽管以上面描述已给出了使用光伏发电面板来检测到达遥控器12的入射光量的实例,但是例如,可以使用不具有发电能力的光接收传感器来检测入射光量。
此外,尽管以上描述已给出了在信息处理系统1中设置单个TV、遥控器、非接触卡和结算服务器的实例,但是每个组件的数量可以大于等于2。
虽然以上描述已给出了本发明应用于用于TV的遥控器的实例,但本发明可应用于与诸如卡读写器、手机、个人计算机和PDA(个人数字助理)的非接触卡执行NFC的其他通信设备。
尽管以上描述已给出了在非接触卡是与应用本发明的通信设备执行NFC的配对物的实例,但是配对物可以是具有非接触卡性能的设备(例如,手机)。
可以通过硬件和软件两者来上述处理序列。当通过软件来执行处理序列时,实现软件的程序从程序记录介质被安装到装配到专用硬件中的计算机或当在其中安装各种对应程序时可执行各种功能的通用计算机内。
计算机执行的程序可以是以文中所说明的顺序按时间顺序执行处理的程序、或者是并行或者以所需定时(诸如当调用程序时)执行处理的程序。
文中所用的术语“系统”是指包括多个装置、单元等的常用设备。
此外,本发明并不限于上述实施例,而是可以在不背离本发明的精神的条件下,以多种其他形式来体现。
本领域的技术人员应理解,根据设计要求和其他因素,可以有多种修改、组合、再组合和改进,均应包含在本发明的权利要求或等同物的范围之内。

Claims (6)

1.一种通信设备,包括:
天线;
第一通信装置,经由所述天线与非接触卡执行近场通信;
光检测装置,设置在所述天线附近并检测入射光量;以及
近场通信控制装置,当所述入射光量变得小于预定阈值时,启动所述第一通信装置,
所述通信设备是通过电池驱动的。
2.根据权利要求1所述的通信设备,其中,当在启动所述第一通信装置之后经过预定时间而没有与所述非接触卡进行近场通信时,所述近场通信控制装置停止操作所述第一通信装置,并且不启动所述第一通信装置,直到所述入射光量超过所述阈值。
3.根据权利要求1或2所述的通信设备,还包括:第二通信装置,所述第二通信装置将从所述非接触卡获取的信息传输至另一设备。
4.根据权利要求3所述的通信设备,其中,当经由所述第二通信装置接收到来自所述另一设备的预定启动信号时,所述近场通信控制装置启动所述第一通信装置。
5.根据权利要求1所述的通信设备,其中,所述光电装置包括光伏发电面板以将所述入射光转换为电力,从而对所述电池进行充电。
6.一种通信设备,包括:
天线;
第一通信单元,被配置为经由所述天线与非接触卡执行近场通信;
光检测单元,设置在所述天线附近,并且被配置为检测入射光量;以及
近场通信控制单元,被配置为当所述入射光量变得小于预定阈值时,启动所述第一通信单元,
所述通信设备是通过电池驱动的。
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