CN104145433A - 一种基于电场耦合的自动电子装置网络配对 - Google Patents

Abstract

一种用于控制电子装置的系统包括被配置成检测人员的占用情况的传感器和响应于所述传感器而提供编码信号的感测电极，所述信号具有特定频率和功率。所述感测电极被配置成向所述传感器检测到的人员发射信号。所述感测电极提供的信号的频率被配置成允许很容易地重新分配所述信号通过人员。电子装置被配置成当所述电子装置耦合到所述人员时，检测所述信号，并且所述电子装置对所述信号的响应是控制所述电子装置的功能。

Description

一种基于电场耦合的自动电子装置网络配对

相关申请的交叉引用

本申请要求享有于2012年1月8日提交的美国临时专利申请No.61/584,278的优先权，在此通过引用的方式将其全文并入本申请。

技术领域

本申请总体上涉及一种方法和系统，其用于基于关于车辆的乘客的信息来控制车辆内的电子装置。

背景技术

电子装置的增长，尤其是移动通信装置(即：手机、PDA、平板电脑、MP3播放器、笔记本电脑、电子阅读器)的增长显著地影响着汽车的安全。使用移动通信装置来拨打手机、阅读发送短消息、或者阅读发送电子邮件信息的驾驶员，与那些在毒品和酒精作用下驾驶车辆的驾驶员都有可能引发严重的交通事故。另外，每一种新推出的移动通信技术对促成了关于“注意力不集中驾驶”的问题。

针对这些问题，很多司法机构已颁布法律规定在驾驶过程中使用移动通信装置为非法。然而，这些法律很难强制执行，因为他们基本上是本能反应。因此，那些在驾驶时已经习惯于使用移动通信装置的驾驶员可能不太愿意遵守禁止使用移动通信装置的法律。对于诸如青少年、老年人以及缺乏经验的驾驶员这样不能同时进行多项任务的驾驶员来说，在驾驶中使用移动通信装置时，这个问题变得更加严重。

多种禁用移动通信装置的方法已经被采用来防止人在驾驶车辆的同时使用移动通信装置。例如，授予给Lipovski的美国专利No.7,856,203公开了一种系统，其用于防止车辆的驾驶员在车辆行驶当中使用手机来收发短消息。Lipovski教导了一系列为了禁用手机而必须满足的步骤。这些步骤中的一个步骤是所述手机是否在方向盘附近。这种方法的一个缺点是其依赖移动通信装置的位置，这可能导致禁止掉未驾驶车辆的人所用的手机这样不期望的结果。这种方法的另一缺点是机动车驾驶员可能使用离方向盘足够远的移动通信装置，使得不能满足所述方法并且所述驾驶员的装置未被禁用。

因此，需要一种能够区分车辆驾驶员使用的电子装置和乘客使用的电子装置的方法和系统。此外，需要一种能够禁用车辆驾驶员使用的电子装置的方法和系统，无论所述驾驶员的电子装置在车辆内的位置如何。特别地，需要一种能够用于禁用车辆驾驶员使用的移动通信装置的选择功能的方法和系统。

发明内容

这里公开的是一种用于控制电子装置的系统和方法。电子装置可以包括例如手机、智能手机、PDA、平板电脑、笔记本电脑、电子阅读器和手持视频游戏机。

本公开的一个目的是一种低功率电场耦合技术，其能够发射时变编码信号，该信号具有能够在横跨人体时重新分配的频率。可以从利用时变电势驱动的电极发射所述编码信号。电流从电极流向目标物，所述目标物可以重新分配处于特定频率的电荷。传感器测量从所述电极流出的电流的量，其取决于所述电极和任意目标物之间的耦合的量，该目标物可以重新分配具有特定频率的电荷。耦合的量取决于所述目标物的接口面积以及所述电极与任意目标物之间的间隔。可以使用多种技术(即，AM或者FM)将所述时变信号编码成具有信息。

根据该目的，人体能够很容易地重新分配处于特定信号频率的电荷，人和感测电极之间的间隙小到足以允许所述感测电极与人之间的耦合。由于编码信号的低频率和低功率，没有可察觉的信号直接从人发送到空气中。与耦合目标物接近的电子装置可以被配置成检测编码信号。当电子装置检测到所述编码信号时，可以根据所述信号中的所述编码信息来控制所述装置，所述编码信息可以基于车辆的状态(即，行驶中、挂档、气囊展开)。有利地，该系统控制所述车辆的乘员(例如：驾驶员)拥有的电子装置的使用。所述装置可能以多种方式拥有，例如：握在手中，在口袋中，在所述乘员常使用的插座/支架上。所述系统还控制一种装置，而不控制其他乘客手中的电子装置的使用。换句话说，只控制所述驾驶员拥有的电子装置的使用。

本公开的另一目的是一种用于控制电子装置的方法。检测人的占用情况或者物理存在。基于检测到人，发射编码信号通过所述人。通过耦合到所述人的电子装置检测所述信号，所述电子装置对该信号的响应是通过控制所述装置的一个或多个功能来控制所述电子装置。

用于控制电子装置的系统和方法可以允许所述电子装置的免提操作。例如，所述编码信号可以在所述电子装置里提供响应，使得如果电子装置被配置成允许免提操作，那么所述电子装置能够响应语音命令。然而，所述装置被控制成使得当所述人按按钮或者触摸所述装置的屏幕时所述装置不会作出响应。

用于控制电子装置的系统和方法可以允许对编码信号的自动响应。例如，当车辆处在紧急状态时，所述感测电极可以提供用于生成所述电子装置的自动响应(即，拨打911紧急电话)的编码信号。另外，在车辆的正常工作期间，接近编码信号的电子装置可以通过启动“阻止”模式作出响应。启动“阻止”模式的电子装置可以对呼入电话、短信息或者数据请求作出自动响应。

在检测到来自感测电极的编码信号之后，电子装置也可以发射信号。所述感测电极可以检测到来自所述电子装置的所述信号，然后用它来改变车辆状态。例如，所述电子装置发射的信号可以被用来在仪表盘中显示图标，表示手机控制已经被禁止。所述信号也可以被用来启动车辆的蓝牙或者其他免提系统，用于所述电子装置的免提操作。

应该注意的是，某些乘客检测系统能够检测前排座位上乘客的存在，并且可以发射与用于控制电子转置的信号类似的信号。用于控制电子装置的信号可以包括数字信息以用来将其与类似信号区分。这将减少当检测到感兴趣的信号时电子装置停用或关闭的可能性。

在优选实施例中，所述编码信号的频率大约是70千赫兹，然而，那些强到足够发射通过人员但是没有强到明显地发射到所述人员周围的空气的任何频率都是合适的。因此，本公开并非旨在限定或者定义用于控制电子装置的信号的频率或者功率。

在其他实施例中，所述感测电极位于与所述驾驶员非常接近的地方，例如通过座位安全带，或者所述方向盘。然而，车辆座位的确利用了现有技术。

在用于控制电子装置的系统和方法的替代实施例中，所述电子装置发射低功率信号，其经由电场耦合发射至接收器。当接收到来自电子装置的信号时，所述接收器可以发射信号至所述装置以便禁用或者控制它。所述接收器可以通过各种方式向所述装置发射信号，所述方式包括蓝牙、电场耦合、WiFi、或者任何其他电子通信类型。

在本公开的另一实施例中，各种状况可能覆盖用于控制电子装置的系统和方法。例如，如果传感器检测到紧急状况(即，车辆翻车或者发生碰撞)，所述感测电极可以不发射编码信号以控制电子装置，或者所述电极可以发射编码信号以允许电子装置执行某些功能。此外，在本公开的各实施例中，在正常情况下被系统控制的一些电子装置的功能可能存在例外。例如，系统可以在正常状态下阻止正在驾驶车辆的人手里的手机发送短消息；但是，可能为紧急呼救信号作出例外。

应该注意的是，用于控制电子装置的系统和方法可能取决于制造商设计装置，所述装置接收通过电场耦合发射的信号，并且响应所述信号以控制所述装置的各种功能。例如，为了有效阻止正在驾驶车辆的人使用手机发送短消息，进而减小所述驾驶员遭遇意外事故的风险，各种手机的制造商可能形成联盟以便每部手机能够通过电场耦合进行控制。目前诸如手机这样的电子装置，通过底层软件修改或者对现有电子器件、天线和无线收发电路的稍作改动，可以检测到经由电场耦合发送的信号。另外，监管机构可以发展一种针对汽车或者手机技术的标准，使得电子装置可以通过电场耦合来控制。

应该指出的是，前面的总体概述和下面的详细描述都只是示范性和解释性的，并非对所要求保护的本发明的限制。

附图说明

以上以及其他本发明的特征、方面和优点将通过下面详细描述、所附权利要求和附图所示的示例性实施例变得更显而易见，附图简要说明如下。

图1是根据本公开一个实施例用于控制电子装置的系统的透视图。

图2是根据本公开一个实施例用于控制电子装置的方法的示意图。

具体实施方式

下文将参考附图来描述本发明的实施例。

已经提出了用于控制电子装置的几种系统和方法。根据用于控制电子装置30的系统70的实施例，传感器(未示出)可以检测人员的占用情况，并且感测电极10响应于传感器的检测而提供时变编码信号20。用于检测人员的占用情况的传感器可以是任意类型的传感器，例如接近传感器、光学传感器、压力传感器、电容式传感器或者电场传感器、触觉传感器以及可以确定目标物的物理存在的任意其他传感器。编码信号20具有特定的频率和功率，并且可以包含诸如数字信息的信息，以与类似的信号区分开。从利用时变电势驱动的感测电极10发射编码信号20。电流从感测电极10流向目标物，该目标物可以重新分配处于编码信号20的频率的电荷。这里所描述的系统可以采用的示例性乘客感测系统被公布在美国专利申请No.6,392,542和7,180,306(这两个专利都以引用方式将其全文并入本发明)。这些专利中公开的系统包括感测电极，其被放置在接近车辆座位上的乘客的地方。

编码信号20的频率被配置成人体可以很容易地重新分配所述信号的电荷。感测电极10被配置成经由电容或电场耦合将编码信号20发射通过人员。感测电极10与人员之间的电场耦合的量取决于人员的接口面积、以及所述电极10和所述人员之间的间隙距离。信号20的频率和功率强到足够发射通过人员，但是没有强到明显地发射到所述人员周围空气。由人员触摸或者非常接近所述人员(即，在所述人员的衣服口袋中，或者在所述人员的膝盖上)的电子装置30，可以通过电场耦合(例如：电容式、电感式)检测到信号20。电子装置30可以包括手持、便携式、或交互式类型的任何装置，例如手机、PDA、智能手机、MP3播放器、平板电脑、笔记本电脑、电脑显示器、触摸屏显示器以及电子游戏系统。当电子装置30检测到信号20时，其对信号20的响应是控制电子装置30的功能。

如图1中所示，用于控制电子装置30的系统70的感测电极10可以位于车辆50的驾驶员座位上。车辆可以包括轿车、商务车、巴士、摩托车、火车、轮船、飞机、工程设备一部分或者由人操作或者驾驶的任何其他类型的交通工具。所述传感器检测到坐在驾驶员座位40上的人员占用情况。控制电子装置(未示出)可以获得车辆速度信息并且向感测电极10提供该信息。如果所述车辆速度信息显示所述机动车正在行驶中，则所述感测电极10可以向目标物发射编码信号20，该目标物可以重新分配处于信号20的频率的信号。编码信号20被配置成人体可以很容易地重新分配信号的电荷。因此，当位于驾驶员座椅上的感测电极10发射编码信号20时，坐在所述驾驶员座位的人员重新分配信号20的电荷。由驾驶员触摸或者非常靠近驾驶员(例如，在衣服口袋中，在人员膝盖上，在附近的插座或者支架里)的电子装置30，例如驾驶员手里的手机，检测到发射通过所述驾驶员的信号20。电子装置30对信号20的响应是控制电子装置30的功能。例如，电子装置30可以通过禁用一些功能作为对信号20的响应，所述功能允许用户发送接受短消息或者数据消息。

根据另一实施例，电子装置30也可以在检测到来自感测电极10的编码信号20之后发射信号。感测电极10可以检测到来自所述电子装置30的信号，并且然后用它来修改车辆状态。例如，由电子装置30发射的信号可以被用来在车辆50的仪表盘上显示一个图标，以表示手机控制已被禁用。信号也可以被用来为电子装置的免提操作启动车辆的蓝牙或者其他免提系统。

根据另一实施例，信号20可以被编码成控制属于电子装置的制造商、型号、类型的某些功能。另外，某些类型的装置可以被配置成不对信号20作出响应。例如，信号20可以不被配置成控制“免提”装置，例如手机的蓝牙耳机。另外，可以允许手机与免提装置协同运行来对检测到的信号20作出响应。

针对系统或方法如何用来控制电子装置，可能存在例外情况。特殊情况(即，车辆意外事故或翻车事故)可能不考虑或者防止感测电极10发射信号20。另外，电子装置对信号20的响应也存在例外情况。例如，信号20正常情况下可以被编码成禁用手机拨打电话的功能；然而，可以为紧急电话或者911电话作例外处理。

用于控制电子装置的系统的另一实施例可以包括一个感测焊盘，其被放置在空座位上或其它暴露面，例如扶手、杯托、仪表盘或者中控台上。所述感测焊盘可以发射电子装置接收的信号，并且所述装置对所述信号的响应是控制所述装置的功能。一些响应可以包括禁用某些功能，或者启用免提技术。

根据本公开的另一实施例，如图2中所示，提供了一种用于控制电子装置的方法。该方法可以检测到预定空间是否被人占用。如果是，则可以经由电场耦合发射信号通过所述人员。所述信号可以被与所述人员耦合的电子装置检测到，并且所述装置对所述信号的响应可以是控制所述装置的功能。

尽管在附图中已经阐述了每个元件的特定形状和位置，但是每个元件可以处于有助于所述元件执行其功能的任意其他形状或者位置。例如，在车辆的特定位置示出了照相机和光源；然而，在其它示例性实施例中，所述感测元件可能被放置于车辆的任何地方。

出于本公开的目的，术语“耦合”表示两个部件(电气的、机械的、磁的)彼此直接或者间接接合的意思。这种接合可以是固定性质的或者活动性质的。这种接合可以通过被整体定义为单个整体车身的两个部件(电气的或磁的)和任意附加中间组件彼此之间，或者所述两种部件之间，或者彼此附接的两个部件和任意附加组件来实现。这种接合可以是永久性的或者也可以是可拆或可释放性的。

已经参考示例性实施例描述了本公开，然而本领域技术人员应该认识到在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行修改。例如，尽管不同示例性实施例可能已经描述为包括能提供好处的一个或者多个特征，可以预期的是所描述的特征可以彼此互换，或者在所述示例性实施例内或在其他替代实施例之间彼此组合。因为本公开的技术相对复杂，不是所有技术的修改都是可预见到的。参照示例性实施例描述的本公开的范围显然旨在尽可能的大。例如，除非特别说明，引用单个特定元件的示例性实施例也包括多个这种特定元件。

示例性实施例可以包括程序产品，所述程序产品包括计算机或者机器可读介质，用于承载或者具有存储在其间的机器可执行指令或数据结构。例如，感测电极可以是计算机驱动的。在图中的方法示出的示例性实施例可以由程序产品来控制，该程序产品包括计算机或者机器可读介质，其用来承载或者具有存储在其间的机器可执行指令或数据结构。这种计算机或者机器可读介质可以是任意可用的介质，其能够被具有处理器的通用或者专用计算机或其他机器访问。举例来说，这种计算机或者机器可读介质可包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、CD-ROM或者其他光盘存储器、磁盘存储器或者其他磁盘存储装置、或者可以被用来承载或者存储以机器可执行指令形式的预期程序代码或数据结构并且能够被具有处理器的通用或者专用计算机或其他机器访问的任意其他介质。上述这些组合也被包括在计算机或机器可读介质的范围内。计算机或者机器可执行指令包括，例如使得通用计算机、专用计算机或者特殊目的处理机器执行某个功能或者某类功能的指令和数据。本公开的软件实现可以利用标准编程技术来完成，使用基于规则逻辑或其他逻辑来实现各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决定步骤。

有必要注意的是，在优选和其他示例性实施例中所示的系统的元件的结构和布设仅仅是示例性的。尽管在本公开中已经详细描述了若干实施例，但是本领域技术人员在仔细研究本公开后，将意识到在本质上不偏离详述的主题的新颖教导和优点下，能够有多种修改(例如，各种元件在尺寸、尺度、结构、形状和比例上的变化，参数值、安装布设、材料使用、颜色、取向上的变化等)。例如，示出为一体形成的元件可以采用多个部分构建，或者示出为多个部分的元件可以一体形成，装配组件的操作可以被颠倒或者是不同的，可以改变结构的长或宽和/或系统的构件或连接器或其他元件，可以改变元件之间的调节或附接位置的类型或数量。应该注意的是，系统的元件或者组件可以由提供足够强度或耐久性的多种材料中的任意一种构建。因此，全部这类修改都旨在包括在本公开的范围内。根据替代实施例，可以改变或重新排序任何处理或方法步骤的顺序或系列。在不偏离本主题的精神情况下，可以对在优选和其他示例性实施例中的设计、操作条件和布设进行其他的替换、修改、变化和删减。

Claims (21)

1.一种用于控制电子装置的系统，包括：

传感器，所述传感器被配置成检测人员的占用情况；

感测电极，所述感测电极响应于所述传感器提供信号，所述信号具有特定频率和功率；

其中所述电极被配置成向所述传感器检测到的所述人员发射所述信号；

其中当所述电子装置耦合到所述人员时，电子装置被配置成检测所述信号；并且

其中所述电子装置对所述信号的第一响应是控制所述电子装置的功能。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述信号的所述频率被配置成允许重新分配所述信号通过所述人员；并且

其中所述信号没有足够强到发射到所述人员周围的空气中。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述感测电极位于车辆的座位、方向盘和座位安全带中的一个。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述信号被编码成具有用于基于所述车辆的状态来提供所述电子装置的特定响应的信息。

5.根据权利要求4所述的系统，其中所述电子装置对所编码的信号的第二响应是发射用于修改所述车辆的状态的信号。

6.根据权利要求5所述的系统，其中所述电子装置是手机。

7.根据权利要求6所述的系统，其中当所述车辆处于非移动和紧急状态之一时，所述感测电极不发射编码信号。

8.根据权利要求6所述的系统，其中当所述车辆处于紧急状态时，所述感测电极发射具有用于生成所述电子装置的自动响应的编码信息的信号。

9.一种使用电场耦合来控制电子装置的方法，包括以下步骤：

检测人员的占用情况；

使用所述人员作为通道，从感测电极向电子装置发射电子信号；

其中所述电子信号没有强到发射到所述人员周围的空气中；

其中所述电子装置对所述信号的响应是控制所述电子装置的功能。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述感测电极位于车辆的座位、方向盘和座位安全带中的一个。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述人员正在驾驶车辆。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述感测电极在包括紧急状态的特定情形下不向所述电子装置发射电子信号。

13.一种使用电场耦合来控制电子装置的方法，包括以下步骤：

检测人员的占用情况；

通过电场耦合从感测电极向人员发射电子信号；

其中所述电子信号没有足够强到发射到所述人员周围的空气中；

其中当所述电子装置耦合到所述人员时，电子装置被配置成检测发射到所述人员的所述信号；

其中所述电子装置对所述信号的响应是控制所述电子装置的功能。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述感测电极位于车辆的座位、方向盘和座位安全带中的一个。

15.一种使用电场耦合来控制电子装置的系统，包括：

电极，所述电极提供具有特定频率的信号，所述频率被配置成允许重新分配所述信号通过人员；

传感器，所述传感器被配置成测量流出所述电极的电流的量；

其中所述电子信号没有强到发射到所述人员周围的空气中；

其中当所述电子装置耦合到所述人员时，电子装置被配置成检测所述信号；并且

其中所述电子装置对所述信号的第一响应是控制所述电子装置的功能。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述感测电极位于车辆的座位、方向盘和座位安全带中的一个。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所述信号被编码成具有用于基于所述车辆的状态来提供所述电子装置的特定响应的信息。

18.根据权利要求17所述的系统，其中所述电子装置对所编码的信号的第二响应是发射用于修改所述车辆的状态的信号。

19.根据权利要求18所述的系统，其中所述电子装置是手机。

20.根据权利要求19所述的系统，其中当所述车辆处于非移动和紧急状态之一时，所述感测电极不发射编码信号。

21.根据权利要求20所述的系统，其中当所述车辆处于紧急状态时，所述感测电极发射具有用于生成所述电子装置的自动响应的编码信息的信号。