CN102577335B - 用于触发网络装置发现的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于触发网络装置发现的方法和设备。当第一便携式电子装置(10)和第二电子装置(12)相互接近时，监视第一装置(10)中的罗盘(14)输出。通过在第一装置中运行的处理确定基于监视的罗盘输出的磁场特性是否与要进行网络装置发现处理的先前限定类型的电子装置相关。

Description

用于触发网络装置发现的方法和设备

技术领域

本发明的实施例涉及出于与邻近的另一装置建立通信的目的在便携式电子装置内触发识别自身的处理的技术。还描述了其它的实施例。

背景技术

便携式电子装置大体上是可容易地被其用户携带到能够与外部装置连接并然后与这些外部装置执行数据传送的各种位置的移动装置。例如，当智能电话的用户进入他们的办公室并坐在他们的办公室台式计算机旁边时，自动处理可连接智能电话与台式计算机以允许在两个装置之间进行数据传送。

存在几种可用于在两个装置之间进行连接的有线和无线通信协议。可通过便携式装置的以太网端口加入有线网络。对于无线连接，可通过使用诸如IEEE 802.11标准(也称为WiFi)的无线局域网(WLAN)协议共同操作便携式装置和外部装置。该协议允许便携式装置与诸如台式个人计算机的外部装置之间的对等直接连接(也称为无线ad-hoc网络模式)。另外，WiFi协议还支持与中心化无线网络的路由器和/或接入点的连接。可替代性地，通过使用可用于创建连接相互处于相对近距离范围内的几个装置的个人区域网的蓝牙协议，进行便携式装置与外部装置之间的连接。最终，可通过使用近场通信(NFC)协议在更短的范围(例如，最多20cm)上，发生便携式装置与外部装置之间的数据交换。NFC使用磁场感应，其中便携式装置中的一个回路天线充分地接近外部装置中的另一回路天线，从而有效地形成在两个装置之间传送数据的空芯变压器。

所有上述的用于装置间通信的协议需要这里统称为网络装置发现的某些类型的识别处理。执行该处理以在两个装置之间设置连接或通信信道。各种网络装置发现处理的某些特性是值得关注的。例如，虽然WiFi与蓝牙相比更适于运行更大规模的网络并具有更快的连接和更大的距离范围，但是，与蓝牙相比，WiFi需要更复杂和更长的配置处理。对于蓝牙的设置处理又比NFC所需要的更复杂和更长。当NFC接口可用时，在对蓝牙协议移交数据传送之前，可以使用NFC接口来交换蓝牙配对信息以例如将头戴式耳机与智能电话配对。换句话说，在两侧激活蓝牙接口的处理，包括搜索、等待、配对和两个装置之间的授权，可被NFC之上的相对较快的设置以及之后的NFC之上的蓝牙配对信息的交换替代。

发明内容

根据本发明的实施例，用于网络装置发现的方法监视便携式电子装置中的罗盘输出。当便携式装置与外部装置相互接近时，基于监视的罗盘输出计算磁场特性。然后确定计算的特性是否可相关或者暗示先前限定类型的电子装置(可进行网络装置发现处理)是否处于附近。换句话说，当两个装置相互接近时，它们各自的磁特性导致罗盘输出变化，在某种程度上暗示应在两个装置之间启动网络装置发现处理。检测的罗盘输出的变化可与一个或多个先前存储的罗盘输出模式(磁场特性)相比较。这些先前的模式中的每一个可以在经验上或以其它的方式被确定为接近的给定类型的外部装置的磁测剖面。选择最匹配新检测的罗盘输出模式的先前的罗盘输出模式，并然后使用匹配模式的装置识别类型或协议信息以执行网络装置发现处理(通过使用其它的信令机制)。例如，如果检测的罗盘输出模式匹配典型的智能电话的模式，那么在便携式装置中启动WiFi或蓝牙设置协议。

出于建立特别地包含设置或者较长的通信连接的目的，以这种方式使用罗盘输出以预先有效筛分另一装置可有助于更有效地利用时间和便携式装置资源。例如，由于相对复杂的WiFi或蓝牙设置处理可以被保持为挂起直到需要，因此，便携式装置需要更少的电力消耗和更少的网络带宽消耗。另外，通过监视罗盘输出(并与先前存储的模式相比较)提供的相对较快的触发可对于包含装置搜索处理和服务发现处理的相对较长设置协议(诸如蓝牙)给予较早的开始。这有助于避免在开始轮询或搜索外部装置之前等待定时器到期。

以上的概要不包括本发明所有方面的详细的列表。可以设想，本发明包括可从以上概述的各种方面的所有适当的组合实施的所有系统和方法以及在以下的具体实施方式中公开、特别是在与本申请一起提交的权利要求中指出的那些。这些组合具有没有在以上的概要中具体记述的特别的优点。

附图说明

在附图中，作为例子而不是限制示出本发明的实施例，其中，类似的附图标记表示类似的要素。应当注意，在本公开中提到的本发明的“某个”或“一个”实施例未必是同一实施例，并且，它们意味着至少一个。

图1示出持有各自的便携式电子装置以准备在它们之间传送数据的两个用户。

图2是与网络装置发现处理相关的便携式装置的功能部件的框图。

图3示出便携式装置的干扰特性存储器中的示例性数据结构。

图4是具有磁场特性生成器的电子装置的框图。

具体实施方式

现在参照附图解释本发明的几个实施例。虽然阐述大量的细节，但应理解，可以在没有这些细节的情况下实施本发明的一些实施例。在其它情况下，为了不混淆本说明书的理解，公知的电路、结构和技术没有被详细示出。

本发明的实施例是可帮助改善诸如图1所示用户的用户体验的用于网络装置发现的方法。这些用户要相互在他们各自的电子装置10、12之间建立连接或者以其它方式识别他们各自的电子装置10、12，以能够在它们之间实现数据传送。虽然图1示出一对便携式装置(即，智能电话)，但是如下面解释的那样，方法也适用于第一便携式装置10接近可以是诸如台式个人计算机、路由器或无线接入点的非便携或固定的装置的第二电子装置12的情况。方法利用这样一种事实，即，第一便携式装置10包含向其用户提供地磁场方向的集成电路(IC)罗盘，该方向例如是指向地球的北极的航向或箭头。罗盘输出是计算或测量的地磁场矢量(地球的磁场)，它是已对于源自例如由于诸如扬声器和感应器的磁性部件在第一装置10内或周围产生的局部磁场的干扰或干扰校正或校准的。

经验分析，即依赖于或源自观察或实验的经验分析揭示，当第一便携式装置10接近第二电子装置12时，第一装置10中的罗盘输出以可被测量的方式改变。可由此基于罗盘输出改变(由于两个装置10、12的接近)对于该情况确定磁场特性。一旦这种磁场特性在该场中被检测，即，在第一装置10在正常的过程中被其用户使用时，网络装置发现处理被自动触发。第一装置10由此根据使得能够在便携式电子装置和外部装置之间实现数据传送的另一常规的信令机制或协议启动并执行与第二装置12的装置发现处理。例如，可通过开始收集关于足够近的其它蓝牙装置的信息的第一装置10启动蓝牙协议。得到的产生的蓝牙或个人区域网络配置可以是包含第一和第二装置10、12的对等网络，或者它可以是包含装置10和两个或更多个其它的外部装置的点对多点配置，例如，路由器或接入点(未示出)。装置发现阶段可包含物理接口地址的识别、传送速度的握手或协商、验证和支持的不同类型的装置的识别。在完成装置发现处理之后，装置10现在被联网，并且可与被联网或与其配对的一个或多个外部装置执行数据交换。这里一般使用的术语“联网”指的是装置10、12可相互传送数据的不同类型的连接通信信道或链路的范围，包括点对点配对以及点对多点链路和中心化网络。

现在转到图2，示出与触发网络装置发现处理有关的第一便携式装置10的一些功能部件的框图。图2还示出第一装置10如何接近第二装置12和后者自身或局部的磁场。在本例子中，第二装置12是显示器13正显示天线图标的智能电话，该天线图标意味着正在与另一联网或配对的装置进行数据传送。

集成在第一便携式装置10的外壳内的是IC罗盘14。罗盘14的输出为提供给干扰特性检测器16的经计算的地磁场。如上面建议的那样，IC罗盘14可以是任何常规的基于3轴磁力计的罗盘IC，诸如通常在智能电话和便携式导航装置中使用的那些。这种IC罗盘的例子是AK8970N，它是由加州圣何塞的AKM半导体公司制作的完全集成的3轴电子罗盘IC。

如图2所示，计算的地磁场(也称为校准的地场)受到附近的第二装置12的局部磁场的干扰。干扰由指向地磁测量球的中心的矢量指示，该中心现在如所示的那样(由于干扰)偏离IC罗盘14的坐标系的中心。地磁球是当关于罗盘坐标系的所有x、y和z三个轴旋转便携式装置10时可在罗盘输出上产生的所有点的轨迹。由于通过第二装置12引入的干扰，该球偏离罗盘14的坐标系的中心。罗盘14具有可通过重新计算地磁场最终识别或以其它方式校正干扰(由此使得其测量球的中心返回坐标系的中心)的校准处理。

根据本发明的实施例，当第一装置10和第二装置12相互接近时，对于地磁场的干扰或改变监视罗盘输出。监视由干扰特性检测器16执行。后者可以是具有例如周期性、例如每秒简单地跟踪或存储罗盘输出的采样的固件或软件的编程处理器。然后使得这些采样中的一个或多个作为检测的磁场特性可用于比较器20。作为替代方案，干扰特性检测器16可对于原始罗盘输出采样执行更复杂的处理以计算磁场特性。不同的计算或确定磁场特性的方式是可能的。例如，特性可以是给定时间次序或间隔上的罗盘输出中的一个或多个观察的变化的集合。观察的变化可以是计算的地磁场强度和/或方向的变化。磁场干扰特性检测器16例如可以计算地磁场矢量强度，并且会以表示时间次序的数据结构的形式存储这种强度。强度可指的是地磁场矢量的三个分量(例如，x，y和z)中的任一个的值，或者它可以是总地磁场矢量的大小，即，的平方根，其中H_x、H_y和H_z是罗盘14计算或测量的地磁场矢量的分量。

应当注意，在这里给出的例子中，检测的磁场或罗盘输出的变化是突然的，原因是它们在罗盘14的校准处理已校正它们之前被特性检测器18捕获。

第一便携式装置10还配有包含一个或多个先前确定的磁场特性的干扰特性存储器18。存储器18可包含具有存储于其中的给定数据结构的非易失性固态存储器。当表现特定的外部电子装置充分地接近第一便携式装置10的情况时，数据结构可具有事先经验确定的一个或多个磁场特性或罗盘输出模式。图3示出干扰特性存储器18中的示例性数据结构。存储于存储器18中的特性或磁测剖面可被比较器20访问，以确定检测的特性(基于监视的罗盘输出)是否可与可进行网络装置发现处理的先前限定类型的电子装置关联。

比较器20(其可以是编程处理器)比较检测的罗盘输出变化与一个或多个先前存储的罗盘输出模式。例如，作为罗盘输出中的溢出，会在地磁场矢量强度中检测到尖峰。存储器18(图3)参考指示另一智能电话处于附近或者与其相关的地磁场矢量强度中的尖峰。在另一情况下，检测的磁场矢量可能已跳动，但不导致溢出条件；而是，检测到矢量的相对突然但有限的方向变化或者突然的强度变化。作为例子，当检测的矢量大小的绝对值从小于50微特斯拉跳动到大于70微特斯拉时，该磁场特性可被解释为与另一类型的第二电子装置12(例如，专用的数字媒体播器)关联。

在另一实施例中，比较器20具有另一输入，即，通过例如集成在装置10的外壳内的基于MEMS的加速计或陀螺仪的非磁取向传感器19感测或测量的关于装置10的取向的信息。比较器20可比较航向变化(从监视罗盘输出)与由非磁取向传感器19指示的装置10的旋转。当这种变化相对迅速，例如，如由干扰存储器18中的给定特性限定的那样(参见图3)，这可能指示，由于“通用”外部装置可望处于附近，因此，网络装置发现应被启动。

仍然参照2，一旦比较器20发现了匹配特性并然后发出应启动或执行网络装置发现处理的信号，那么网络装置发现模块22通过启动常规的网络装置发现处理进行响应。与检测器16和比较器20类似，模块22可以是已根据软件或固件配置或编程的便携式装置10中的处理器。模块22通过适当的物理层接口发出信令来进行网络装置发现处理。在本例子中，后者包括与天线26耦合的无线通信协议收发器24，它表示可用于与第二装置12执行无线数据传送的无线通信协议的物理层(或phy)。应当注意，作为替代方案，网络装置发现模块22可选择第一装置10中的不同的通信协议物理接口。因此，例如，存在运行于网络装置发现模块22中的进行处理的判决逻辑或判决处理，该处理选择例如用于发现另一WiFi装置的WiFi协议而不是例如蓝牙协议。

以上的描述参照出于触发网络装置发现处理的目的通过使用便携式装置的罗盘检测外部装置的磁场特性的技术。图4示出用于在外部装置中产生特定的磁场特性的技术。外部装置可以是包括由音频功率放大器404驱动的扬声器404的范围广泛的电子装置。例子包括台式个人计算机和智能电话。并且，典型的常规电子装置是能够读取数字音频文件(例如，音乐文件、电影文件)并解码或通过功率放大器404和扬声器402回放它们的数字音频播放器406。数字音频播放器406的输出通过开关、混合器或多路复用器(统称为开关408)被馈送到功率放大器404的输入。开关408具有与磁场特性生成器401的输出耦合的另一输入。后者用于根据通过电子装置的识别值编码的磁场特性驱动扬声器402。磁场特性生成器410可产生可通过开关408与来自数字音频播放器406的音频混合或组合的编码超声音调信号。该组合然后通过扬声器402被功率放大器404驱动。它被设计为产生可被便携式装置的IC罗盘14检测的便携式装置10的局部磁干扰场的变化(参见图2)。产生的音调信号可以是不刺耳同时仍能够产生可由便携式装置的罗盘检测的局部磁场的希望的变化的超声。出于触发随后的网络装置发现处理的目的，该技术允许各电子装置通过可由足够近的便携式装置的罗盘检测的唯一磁场特性被编码。

总之，描述了用于触发便携式电子装置中的网络装置发现的技术的各种方面。如上面解释的那样，本发明的实施例可以是诸如上面存储有将一个或多个数据处理部件(这里统称为“处理器”)编程以执行上述操作中的一些操作的一个或多个固态存储器装置的机器可读介质。在其它的实施例中，可通过包含硬接线的逻辑电路的特定硬件部件执行这些操作中的一些操作。可替代地通过编程数据处理部件和固定硬件电路部件的任意组合执行这些操作。

虽然已在附图中描述和示出了某些实施例，但应理解，这些实施例仅是对宽泛发明的解释而不是对其限制，并且，由于本领域技术人员可以想到各种其它的修改，因此本发明不限于示出和描述的特定构成和布置。例如，虽然描述的通过匹配磁场特性触发的网络装置发现处理的情况均使用无线协议，但是，也可触发利用诸如以太网的有线协议的网络装置发现处理。因此，描述应被视为解释而不是限制。

Claims (19)

1.一种用于触发网络装置发现的方法，包括：

在第一便携式电子装置和第二电子装置相互接近时，监视第一便携式电子装置中的罗盘输出，其中所述罗盘输出是计算或测量的地磁场矢量，所述地磁场矢量是对于源自局部磁场的干扰进行过校正或校准的；和

在第一便携式电子装置中确定基于监视的罗盘输出的磁场特性是否与要进行网络装置发现处理的先前限定类型的电子装置相关。

2.根据权利要求1的方法，其中，确定磁场特性是否与先前限定类型的电子装置相关包含：

检测第一便携式电子装置中的罗盘输出的变化。

3.根据权利要求2的方法，其中，确定磁场特性是否与先前限定类型的电子装置相关还包含：

比较检测的罗盘输出的变化与多个先前存储的罗盘输出模式。

4.根据权利要求2的方法，其中，检测罗盘输出的变化包含：

检测地磁场矢量强度中的尖峰。

5.根据权利要求2的方法，其中，检测罗盘输出的变化包含：

检测地磁场矢量的跳动。

6.根据权利要求1的方法，还包括：

在第一便携式电子装置中与第二电子装置执行网络装置发现处理，其中，第二电子装置具有先前限定的类型。

7.根据权利要求6的方法，还包括：

监视第一便携式电子装置中的取向传感器输出；和

基于监视的取向传感器输出确定是否要执行网络装置发现处理。

8.根据权利要求7的方法，其中，所述确定是否要执行网络装置发现处理包含：

确定由罗盘指示的航向变化比由取向传感器指示的取向变化快。

9.一种便携式电子装置，包括：

罗盘，其中所述罗盘的输出是计算或测量的地磁场矢量，所述地磁场矢量是对于源自局部磁场的干扰进行过校正或校准的；

与罗盘耦合的磁场特性检测器，用于基于所述罗盘的输出检测磁场特性；

包含多个先前确定的磁场特性的存储器；

进行网络装置发现处理的网络装置发现模块；和

与检测器和存储器耦合的比较器，用于比较所检测的磁场特性与先前确定的磁场特性中的一个并且作为响应向网络装置发现模块发信号以进行网络装置发现处理。

10.根据权利要求9的便携式电子装置，其中，存储器使多个先前确定的磁场特性分别与多个不同类型的电子装置关联，使得便携式电子装置可被联网。

11.根据权利要求9的便携式电子装置，其中，网络装置发现模块用于响应来自比较器的信号启动无线通信握手协议。

12.根据权利要求10的便携式电子装置，其中，先前确定的磁场特性中的一个表示由电子装置的扬声器产生的磁场，该电子装置的扬声器由该装置中产生的编码超声音调驱动。

13.根据权利要求9的便携式电子装置，还包括：

取向传感器，其中比较器与取向传感器耦合，以在确定是否向网络装置发现模块发信号以进行网络装置发现处理时比较由取向传感器指示的装置的取向变化与来自罗盘的航向变化。

14.根据权利要求13的便携式电子装置，其中，比较器用于响应确定航向变化比取向变化快而发出进行网络装置发现处理的信号。

15.根据权利要求9的便携式电子装置，还包括：

扬声器；

被耦合以驱动扬声器的数字音频播放器；和

被耦合以根据通过便携式电子装置的识别值编码的磁场特性驱动扬声器的磁场特性生成器。

16.一种电子装置，包括：

扬声器；

驱动扬声器的数字音频播放器；和

磁场特性生成器，用于根据通过电子装置的识别值编码的磁场特性信号驱动扬声器，以使得所述扬声器能够产生所述电子装置的局部磁场的变化，该变化能够被附近的便携式电子装置检测并出于网络装置发现的目的识别所述电子装置。

17.根据权利要求16的电子装置，进一步包括：

放大器，具有耦合到所述扬声器的输出；

开关，具有耦合到所述数字音频播放器的第一输入、耦合到所述磁场特性生成器的第二输入、以及耦合到所述放大器的输入的输出。

18.根据权利要求17的电子装置，其中，所述开关将来自所述数字音频播放器的第一信号与来自所述磁场特性生成器的第二信号进行组合，并且所述放大器驱动所组合的信号通过所述扬声器，以及其中所述第一信号是音频信号，所述第二信号是超声音调信号。

19.根据权利要求18的电子装置，其中所组合的信号用来改变由所述便携式电子装置中的电子罗盘检测的局部磁干扰场。

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