CN103309822B - 辨识系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种辨识系统和方法，该辨识系统包括：一第一装置，包括一第一电源线和一第一连接器，其中该第一连接器耦接至该第一电源线；以及一第二装置，包括一第二电源线和一第二连接器，其中该第二连接器耦接至该第二电源线，而该第二连接器接合该第一连接器，使该第一装置和该第二装置进行沟通，其中：该第一装置可调制该第一电源线上所表现的阻抗；以及该第二装置可检测该调制过的阻抗，并关联该调制过的阻抗与该第一装置的一识别。

Description

辨识系统和方法

技术领域

本发明涉及一种电子装置。

背景技术

多年来，便携式手持装置及其外围元件变得十分普及。最近的需求是希望这些装置可以自行辨识出何种外围元件连接其上。辨识外围元件的常用方式是使用一专门的接口。然而，此类的接口使用将牵涉到许多难题，例如摆放位置的考虑，以及其缺乏统一标准。

发明内容

在一实施例中，本发明提供一种辨识系统，包括：一第一装置，包括一第一电源线和一第一连接器，其中该第一连接器耦接至该第一电源线；以及一第二装置，包括一第二电源线和一第二连接器，其中该第二连接器耦接至该第二电源线，而该第二连接器接合该第一连接器，使该第一装置和该第二装置进行沟通，其中：该第一装置可调制该第一电源线上所表现的阻抗；以及该第二装置可检测该调制过的阻抗，并关联该调制过的阻抗与该第一装置的一识别。

在另一实施例中，本发明提供一种移动装置，适用于与一外围元件进行沟通，包括：一USB连接器；一电源线，耦接至该USB连接器；一电池充电电路，耦接至该电源线，并可通过该电源线取得电力，以对该移动装置的一电池进行充电；以及一装置检测系统，电容耦合至该电源线，可检测施加于该电源线的一阻抗调制，其中该阻抗调制由连接至该USB连接器的一外围元件施加于该电源线，并关联该阻抗调制与该外围元件的一识别。

在一实施例中，本发明提供一种外围元件，连接至一移动装置，包括：一USB连接器；一电源线，耦接至该USB连接器；以及一阻抗调制系统，电容耦合至该电源线，可在该电源线上施加一阻抗调制，其中该阻抗调制关联于该外围元件的一识别。

在另一实施例中，本发明提供一种辨识方法，包括下列步骤：经由一第一装置，检测由一第二装置所提供的一阻抗调制；以及经由该第一装置，关联该阻抗调制与既定的阻抗调制，以决定该第二装置的一识别。

附图说明

图1是显示根据本发明一实施例所述的辨识系统的示意图；

图2是显示根据本发明一实施例所述的辨识方法的流程图；

图3是显示图1所示的第二装置实施于智能手机(移动装置)的示意图；

图4是显示根据本发明一实施例所述的包括阻抗调制系统的装置的示意图；

图5是显示根据本发明一实施例所述的包括装置检测系统的移动装置的示意图；

图6A是显示根据图5所述的装置检测系统的输入信号的信号波形图；

图6B是显示根据图5所述的模拟数字转换器的输入信号的信号波形图；

图7是显示根据本发明一实施例所述的与多个外围元件互动的装置的示意图；

图8是显示根据本发明另一实施例所述的辨识方法的流程图。

【主要元件符号说明】

100～辨识系统；

102～第一装置；

104～第二装置；

105～阻抗调制系统；

106、110、152、172～连接器；

108、112、212～连接线；

109～装置检测系统；

132～处理装置；

134～输入输出接口；

136～显示器；

138～触控屏幕接口；

140～网络接口；

142～存储器；

144～操作系统；

146～大量存储装置；

148～本地数据总线；

150～外围元件；

154、174～电源线；

156～阻抗调制系统；

160～功率转换器；

162、210～振荡器；

164～脉冲序列产生器；

166～阻抗调制器；

168、182～电容器；

169～传感器；

170～移动装置；

176～电池充电电路；

178～电池；

179～电感器；

180～装置检测系统；

184～信号调节器；

186～模拟数字转换器；

188～处理器；

210～振荡器；

214～电阻器；

190、192～充电相位；

194、196～参考相位；

198、200～阻抗调制相位；

216～移动装置；

218～充电器；

220～扬声器；

222～使用者接口。

具体实施方式

在总结本发明的各种实施方式后，本发明将更详细地以叙述和图式的方式说明。即使本说明书与这些图式相关，它们并不用以限制公开的实施例。相反的，这是为了涵盖各种不脱离本发明的精神和范围的变化和修改，实际保护范围应以申请专利范围为准。

本发明提供一种装置辨识的系统、装置和方法。大致而言，一频域窗(FrequencyDomainWindow)作为一通道，用以提供装置检测的沟通。在一些实施例中，此类频域窗以一装置的形式实施，该装置具有施加于一电源线上的一高频振荡信号。该电源线通过一接口传送该高频振荡信号至耦接于该装置的另一装置(例如：一外围元件)。根据该高频振荡信号，该外围元件可产生一阻抗调制(ImpedanceModulation)，该阻抗调制可由该装置辨识。值得注意的是，该阻抗调制对应于属于该外围元件的一信息，例如：样式、模板，或(和)颜色，以及其他。在一些实施例中，关于该外围元件的信息可用于改变该装置的操作方式。例如，该装置可用该信息来改变该装置的一显示器的背景颜色。

另外，使用阻抗调制来和一装置沟通的一信息，可属于该外围元件的一目前状态。例如，该外围元件可包括一传感器，其用以检测该装置的一识别，如温度或湿度。对应于检测状态的该信息可以编码入该阻抗调制中。

图1是显示根据本发明一实施例所述的辨识系统的示意图。如图1所示，辨识系统100包括第一装置102和第二装置104。第一装置102包括一阻抗调制系统105，其通过一连接线108(例如：电源线)与一连接器106(例如：通用串行总线连接器UniversalSerialBusConnector，以下简称USB连接器)进行沟通。第二装置104包括一装置检测系统109，其通过另一连接线112与另一连接器110进行沟通。前述连接器皆可调整尺寸和形状，使彼此能互相连接，而令第一装置102、第二装置104能互相进行电性通信或沟通。在一些实施例中，前述的连接线与一电池充电子系统(未图示)相关联。

在操作上，第一装置102的阻抗调制系统105可调制连接线108上所表现的阻抗，其传导至第二装置104。第二装置104的装置检测系统109可用于检测该调制过的阻抗。第二装置104的装置检测系统109也可关联该调制过的阻抗与该第一装置的一识别。

图2是显示根据本发明一实施例所述的辨识方法的流程图，该辨识方法可由图1所示的辨识系统100所执行。如图2所示，该辨识方法由步骤120开始，提供一阻抗调制。例如，该阻抗调制可由一第一装置(例如：一外围元件)提供，且该阻抗调制施加于一电源线。在步骤122，经由电性连接至该第一装置的一第二装置，检测该阻抗调制。在一些实施例中，前述装置之间的电性连接可用于电池充电、执行检测，或是功能强化。接着，在步骤124，该阻抗调制用于决定该第一装置的识别。例如，该阻抗调制与多个既定阻抗调制相关联，以决定该第一装置的识别，其中该第一装置提供该阻抗调制。在一些实施例中，对应于该等既定阻抗调制的一信息存储于可执行该关联程序的装置的存储器中。

图3是显示图1所示的第二装置104实施于智能手机(移动装置)的示意图。必须注意的是，第二装置104可执行图2所示的步骤122、124，或是其他可能的步骤。

如图3所示，第二装置104包括一处理装置132、一输入输出接口134、一显示器136、一触控屏幕接口138、一网络接口140、一存储器142、一操作系统144、一大量存储装置146，前述各元件通过一本地数据总线148互相连接。值得注意的是，本地数据总线148可包括多条总线。另外，第二装置104包括装置检测系统109。

处理装置132可以包括任何定制化或是商业上易取得的处理器、中央处理单元(CPU)、关于一移动装置的多种处理器中的一辅助处理器(Auxiliary)、半导体微处理器(微芯片)、宏处理器(Macro-Processor)、一或多个特定应用整合式电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuits，ASICs)、多个适合的数字逻辑门，或是其他种类的已知电子配置，其可包括单一或组合的分离元件而与运算装置的整体操作相连结。

存储器142可包括任何易失性存储器元件(例如：随机存取存储器，像动态随机存取存储器DRAM、静态随机存取存储器SRAM等等)或是非易失性存储器元件。存储器142通常包括原生操作系统144(NativeOperatingSystem)216、模拟系统(EmulationSystem)，或是适用于任何操作系统或(和)模拟硬件平台(EmulatedHardewarePlatforms)的模拟应用程序(EmulatedApplication)、模拟操作系统(EmulatedOperatingSystem)等等。例如，应用程序可以包括特定应用软件，其包括移动装置的部分或是全部元件。在这些实施例中，这些组成元件(软件)可以存储于存储器142中，并由处理装置132执行。值得注意的是，与该等既定阻抗调制相关联的信息，以及和该等既定阻抗调制相关联的装置或(和)识别，皆可以存储于存储器142中。

本领域技术人员应能理解，存储器142通常可以包括其他元件，但此处为了简洁图示说明而未显示。必须注意的是，在本说明书中，可用非暂时性计算机可读媒体(Non-transitoryComputer-ReadableMedium)存储一或多个程序来操作上述步骤，而这些程序可由相关的系统或装置执行。

触控屏幕接口138可用以检测显示器136的显示区域的一触摸，并提供触控输入的功能，例如：屏幕按键、屏幕选单、屏幕键盘等等，让使用者可以用触控的方式进行操作。在一些实施例中，该移动装置还可包括一加速计(Accelermeter)，其用以检测该移动装置的移动或震动。

再参考图3，网络接口140可包括各种元件，其用于通过一网络环境传送或(和)接收数据。当前述元件以应用程序的方式实施时，其可存储于非暂时性计算机可读媒体中，并由处理装置132执行。

如果以软件方式实施，本发明的方法流程图中每一个方块可代表一模块、片段或部分的程序代码，其包括存储于非暂时性的计算机可读媒体的程序指令，用以实施特定的逻辑功能。关于这方面，程序指令可实施于源代码(SourceCode)当中，其包括撰写于程序语言或是机器码的状态，这些程序语言或是机器码包括许多适当的执行程序系统可辨识的指令，例如：图1所示的第二装置104。机器码也可由源代码转换而来。如果以硬件方式实施，每一方块可代表一电路，或是多个相关联的电路以实施特定的逻辑功能。即方法流程图具有特定的执行次序，必须理解的是实际的执行次序可以和图中所示的不同。

图4是显示根据本发明一实施例所述的包括阻抗调制系统的装置的示意图。在本实施例中，外围元件150用以连接一移动装置。如图4所示，外围元件150包括一USB连接器152、电性连接至USB连接器152的一电源线154，以及一阻抗调制系统156。阻抗调制系统156电容耦合至电源线154(例如：VBUS)，且可在一频域(FrequencyDomain)中调制电源线154上所表现的阻抗，该频域等于或近似于一载波频率。在本实施例中，编码进该阻抗调制的一信息对应于外围元件150的识别。

图4所示的阻抗调制系统156包括一功率转换器160、一振荡器162、一脉冲序列产生器(PulseSequencer)164，以及一阻抗调制器166。功率转换器160可存储提取自该移动装置施加于电源线154上的振荡的能量，将于之后的实施例中详述。根据所接收的该能量，振荡器162产生一调制频率。脉冲序列产生器164产生一重复数据序列，而阻抗调制器166(例如：晶体管)再将该重复数据序列以阻抗修正(ImpedanceModifier)的形式施加于一载波信号(CarrierSignal)中。在本实施例中，阻抗调制系统166电容耦合至电源线154(通过一低阻抗电容器165)，可调制电源线154上所表现的阻抗，其中电源线154可用以对耦接的一装置(例如：手机)进行充电。在一些实施例中，阻抗调制器166至少部分经由施加于移动装置的电源线并传送至外围元件150的振荡所提供的电荷来供应电力。

在图4所示的实施例中，该调制频率为15kHz，而该重复数据序列的内容皆为0。特别的是，阻抗调制器166周期性地开关(例如：导通或不导通一晶体管)，以产生交替的高低阻抗。在其他实施例中，各种不同的调制频率皆可使用。

外围元件150也可包括一传感器169，以检测外围元件150的识别。在本实施例中，传感器169可用以检测外围元件150的操作温度，而在其他实施例中也可用于检测外围元件150的其他一或多个识别。对应于感测的识别的一信息(在本实施例中为温度)可以被编码入该阻抗调制中。例如，根据接受的该信息其指示外围元件150操作于高于一临界值的温度，耦接至外围元件150的一装置可切断外围元件150的充电操作。

图5是显示根据本发明一实施例所述的包括装置检测系统180的移动装置170的示意图。在本实施例中，移动装置170用以连接另一装置(例如：图4所示的外围元件150)。如图5所示，移动装置170(例如：智能手机)包括一连接器172、电性连接至连接器172的一电源线174，以及电性连接至电源线174的一电池充电电路176。电池充电电路176用以通过电源线174接收电力，并可对移动装置170的一电池178进行充电。值得注意的是，对电池充电的一电力供应信号可先经过滤处理(在本实施例中经由串联的电感器179进行过滤)，以减少进入充电电路的纹波(Ripple)，并降低不必要的辐射。

移动装置170也可包括一装置检测系统180，其通过一电容器182电容耦合至电源线174。装置检测系统180检测施加于电源线174的一阻抗调制，并关联该阻抗调制与提供该阻抗调制的一装置的一识别。装置检测系统180包括一信号调节器184、一模拟数字转换器186，以及一处理器188。

在操作上，信号调节器184将该阻抗调制与电源线174所传送的一电源信号隔离开。模拟数字转换器186耦接至信号调节器184，并由信号调节器184接收一调节信号。根据该调节信号，模拟数字转换器186提供一数字信号给处理器188，其中该数字信号对应于该阻抗调制。处理器188接收该数字信号，并关联该数字信号与提供该阻抗调制的一装置的一识别。必须注意的是，由模拟数字转换器186所取得的数据不会受到电池充电器，或其他使用USB连接器的外围元件的影响，这是因为参考等级(ReferenceLevel)的测量通常早于阻抗调制开始。为了图式完整，在本图中显示一USB收发器，其可监控USB电源线VBUS，以判断其是否位于一可容忍范围内。

图6A是显示根据图5所述的装置检测系统180的输入信号的信号波形图。值得注意的是，装置检测系统180的一输入信号对应于外围元件150的阻抗调制系统156的输出信号，其中外围元件150连接至移动装置170。图6B是显示根据图5所述的模拟数字转换器186的输入信号的信号波形图。

如图6A、图6B所示，该等输入信号分别包括充电相位190、192、参考相位194、196，以及阻抗调制相位198、200。充电相位190、192分别对应于一段时间，在该时间中，外围元件150的阻抗调制系统156(例如：功率转换器)正进行充电。在一些实施例中，此充电过程可经由移动装置170所提供的信号振荡所完成。参考相位194、196对应于早于信号调制的区间，在该区间中展示阻抗的一参考等级。阻抗调制相位198、200对应的区间中，外围元件150将阻抗调制套用至电源线174。必须注意的是，在一些实施例中，关于该阻抗调制的脉冲序列产生器164可选择性地调整，例如改变外围元件150的通信状态。

如前所述，一些装置可提供信号振荡来对外围元件150的阻抗调制系统156进行充电。例如，参考图5所示的实施例，移动装置170还包括一振荡器210，其用以提供给装置使用的多个振荡信号。例如，该等振荡信号可位于13MHz到48MHz的频带。在本实施例中，该等振荡信号中的一个(例如：19.2MHz的缓冲信号)耦合至连接线212，而连接线212连接至电容器182。该振荡信号与已知的一源电阻值(SourceResistance)相关联，该源电阻值由一串联电阻器所提供(例如：电阻器214)。值得注意的是，该源电阻值必须要够大，以允许由外围元件阻抗中的时间变化产生的调幅，而该源电阻值也必须要够小，以允许由外围元件从载波信号作电源回复。因此，该振荡信号耦合通过外围元件150的连接器152，经由提供操作阻抗调制系统156的能量来开启装置之间的沟通过程。

在以上的叙述中，装置辨识的过程可以理解为开启一移动装置和一外围元件之间的电性连接，并致能一时钟缓冲器(Clockbuffer)。该时钟缓冲器将阻抗调制产生的负载变化，以及其他属于时钟信号的电路进行隔离。该时钟缓冲器亦提供足够的驱动力以维持外围元件检测系统的功能性。一些时间是给外围元件从载波信号中取得能量，以对阻抗调制系统进行供电。在这些时间中，模拟数字转换器186决定一参考等级，用以对将接收的阻抗调制作比较。根据接收到该阻抗调制，对模拟数字转换器186所读取的数据进行分析，以决定该阻抗调制的频率，或(和)调制脉冲序列的频率。在本实施例中，外围元件种类可由该频率定义，而细节可由该脉冲序列定义。例如，外围元件种类为“Watchbandholder”，其关联到21kHz的频率，而外围元件的细节可以解释为外围元件的颜色为“蓝色”，而外围元件的样式为“运动型”。根据所决定的外围元件的识别，可修正装置行为以改善使用者的使用经验。例如，使用者接口模式可以改变。另外，阻抗调制的细节可以进行修正，以增加数据量、改善错误校正、减少不必要辐射、或是增强系统的数据传送和接收。

在一些实施例中，除了以一时钟缓冲器进行的互动，也可以其他事件来触发互连装置之间的沟通。例如，充电检测、由睡眠模式中回复，或是其他外围元件的检测中断。

图7是显示根据本发明一实施例所述的与多个外围元件互动的装置的示意图。如图7所示，装置216轮流连接到装置218和装置220。在本实施例中，装置216是一移动装置，而装置218是一充电器，而装置220是一扬声器。

参考图7，当移动装置216未连接到任何其他装置时，使用者接口222是暗的。然而，当充电器218连接到移动装置216时，使用者接口222切换模式，使移动装置216显示时间和日期。值得注意的是，移动装置216经由阻抗调制辨识出充电器218。充电器218可以在卧室中使用。相对地，当扬声器220连接到移动装置216时，使用者接口222切换模式，使移动装置216显示关于音乐的信息，该音乐可由扬声器220进行播放。

图8是显示根据本发明另一实施例所述的辨识方法的流程图。如图8所示，首先开始，在步骤230，一第一装置可施加振荡于一电源信号。在步骤232，一第二装置根据该振荡，施加多个阻抗调制于该电源信号。在步骤234，该第一装置检测该等阻抗调制。在步骤236，根据该等阻抗调制，决定该第二装置的至少一识别。最后，在步骤238，至少部分根据该第二装置的该识别，选择性地改变该第一装置的一操作模式。

必须说明的是，本说明书和附图中的“第一装置”、“第二装置”仅用以表示不同的二装置，无先后次序的含义，亦无特定的对应关系。在本说明书内容、附图及权利要求书中，也可能因提及的顺序不同，而将“第一装置”与“第二装置”的名称对调。

本发明虽以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

Claims (14)

1.一种辨识系统，包括：

一第一装置，包括一第一电源线和一第一连接器，其中该第一连接器耦接至该第一电源线；以及

一第二装置，包括一第二电源线和一第二连接器，其中该第二连接器耦接至该第二电源线，而该第二连接器接合该第一连接器，使该第一装置和该第二装置进行沟通，

其中：

该第一装置调制该第一电源线上所表现的阻抗；以及

该第二装置检测该调制过的阻抗，并关联该调制过的阻抗与该第一装置的一识别，

其中：

该第一装置还包括一第一振荡器，而该第二装置还包括一第二振荡器；

该第二振荡器耦接至该第二电源线，并施加振荡于该第二电源线；以及

该第一装置回应该第一电源线上的振荡，其对应在该第二电源线上的所施加的振荡。

2.如权利要求1所述的辨识系统，其中该第一装置还包括一阻抗调制器，该阻抗调制器电容耦合至该第一电源线，而该阻抗调制器至少部分经由施加于该第二电源线并传送至该第一装置的所述振荡所提供的电荷来供应电力。

3.如权利要求1所述的辨识系统，其中：

该第一振荡器电容耦合至该第一电源线；以及

该第二振荡器电容耦合至该第二电源线。

4.如权利要求1所述的辨识系统，其中该第一装置为一外围元件，而该第二装置为一移动装置。

5.如权利要求4所述的辨识系统，其中该移动装置为一手机。

6.如权利要求1所述的辨识系统，其中：

该第二装置还包括一电池充电电路，该电池充电电路耦接至该第二电源线；以及

该第一装置经由提供电力给该电池充电电路，对该第二装置进行充电。

7.如权利要求1所述的辨识系统，其中该第一连接器和该第二连接器分别为一USB连接器。

8.一种移动装置，适用于与一外围元件进行沟通，包括：

一USB连接器；

一电源线，耦接至该USB连接器；

一电池充电电路，耦接至该电源线，并通过该电源线取得电力，以对该移动装置的一电池进行充电；以及

一装置检测系统，电容耦合至该电源线，检测施加于该电源线的一阻抗调制，其中该阻抗调制由连接至该USB连接器的一外围元件施加于该电源线，并关联该阻抗调制与该外围元件的一识别，

其中该装置检测系统还包括：

一信号调节器，将该阻抗调制与该电源线所传送的一电源信号隔离；

一模拟数字转换器，耦接至该信号调节器，由该信号调节器接收一调节信号，且根据该调节信号产生对应于该阻抗调制的一数字信号；以及

一处理器，接收该数字信号，并根据该数字信号关联该数字信号与该外围元件的该识别。

9.如权利要求8所述的移动装置，其中该移动装置用于一智能手机。

10.如权利要求8所述的移动装置，还包括：

一振荡器，电容耦合至该电源线，施加一振荡于该电源线。

11.如权利要求8所述的移动装置，其中该移动装置至少部分根据该外围元件的该识别，选择性地改变一操作模式。

12.一种外围元件，连接至一移动装置，包括：

一USB连接器；

一电源线，耦接至该USB连接器；以及

一阻抗调制系统，电容耦合至该电源线，在该电源线上施加一阻抗调制，其中该阻抗调制关联于该外围元件的一识别，

其中该阻抗调制系统还包括一功率转换器，该功率转换器存储提取自该移动装置施加于该电源线上的振荡的能量。

13.一种辨识方法，包括下列步骤：

经由一第一装置，检测由一第二装置所提供的一阻抗调制；以及

经由该第一装置，关联该阻抗调制与既定的阻抗调制，以决定该第二装置的一识别，

其中所述辨识方法还包括：

通过该第一装置与该第二装置的接合的二连接器，将该阻抗调制由该第二装置传导至该第一装置，

其中该阻抗调制施加于一电源信号，

其中辨识方法还包括：

经由该第一装置，施加振荡于该电源信号；以及

利用该振荡开始该阻抗调制。

14.如权利要求13所述的辨识方法，还包括：

利用该电源信号对该第一装置进行充电。