CN1138350C - 用于在两个单元之间进行通讯的系统 - Google Patents
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Abstract
本系统用于在例如是一个计时器或一部计算机的第一单元(U1)与例如由一部计算机(最好是一部个人计算机)或一个计时器构成的第二单元(U2)之间交换数据。各单元都带有一个以至少一个共同的高频载波工作的射频电波收发机(12，19)，以承载发送至另一个单元的数据。各单元还包括一个作为所述载波来源的时基(1，20)具有至少大致相同的频移。因此，在任何环境条件下及特别是在必须工作的温度下，两个单元之间都能进行通讯。
Description
本发明涉及一种用于在例如是一部计算机(特别是一部个人计算机)或一个计时器的第一单元与例如是另一部计算机或另一个计时器的第二单元之间进行通讯的系统。
美国专利5,652,602号公开了一种在由一部计算机构成的第一单元与由一个计时器构成的第二单元之间进行通讯的系统的案例。在该案例中，计算机数据向计时器的传输是通过在计算机显示屏上显示的行段的长度的变化而完成的，该长度决定必须传输的二进制数值。
此系统有一个明显的缺点，它基于这样的事实，即只有在满足一定的非常特殊的条件时，有关数据才被编码并以光学方式载波或转换使之方可传输。例如，环境照明必须足够暗，使得对于计时器而言显示图象的光学变化是并非察觉不到的。还有，计时器的光学传感器必须靠近显示屏安装以使数据能够正确接收。还应注意的是，该数据是沿计算机-计时器方向单向性的，这极大地限制了该系统的可用性。
红外光线传输系统，特别是用于各类家用设备例如电视机、音响系统等的遥控的红外光线传输系统，也是为人熟知的。在这种情况下，数据载波辐射的方向性受到限制，因为该两个单元(遥控单元和设备)必须具有可视的接触，这种接触造成严重的不便。而且，此处所论的联系只能是从遥控单元至设备的，因此系统也是单向性的。
本发明的一个目的是提供一种用于在例如一个计时器的第一单元和例如一部计算机(特别是个人计算机)的第二单元之间进行通讯的系统，此系统没有现有技术的通讯系统的缺点。
本发明的另一个目的是提供这样一种系统，它是高效的和易于制作的。
因此，本发明公开了这样一种用于在一个第一单元(U1)与一个第二单元(U2)之间进行通讯的通讯系统，各单元都带有一个以一个共同高频载波工作的射频电波收发机(12，19)，以加载发送至另一个单元的数据所述各单元还包括一个作为所述载波来源的时基(1，20)；所述时基(1，20)具有至少大致相同的频率移动，其特征在于，每个单元的所述射频电波收发机(12，19)被配置为使得可以产生多个高频载波，和每个单元包括选择装置(14)，用于在所述多个高频载波中选择一个共同工作载波来发送和接收所述数据。
由于具有这些特性，便得出一种双向的通讯系统，其中在两个单元之间的数据传输是不限方向性的。此外，由于两个单元工作时的载波频率源自各单元的具有几乎相同频率移动的时基，所以无论环境条件如何，尤其是在两个单元不得不工作的温度条件下，都能进行通讯。
本发明的其余的特性由从属权利要求确定。
本发明的另外的特性和优点将通过以下的说明中的实施例并参照附图逐步给出。附图中，
-图1示出根据本发明的一种用于一部便携式装置和一部计算机之间的通讯的系统的方框图；及
-图2是图1所示的通讯系统中所采用的控制单元的简化图。
在图1所示的本发明的实施例中，根据本发明的通讯系统包括可由个人携带的第一单元U1。特别地，此单元可由一只手表或任何其他根据本发明的方案所装备的便携式的电子器件所组成。不过，此单元并不限于便携式设备。
本通讯系统还包括第二单元U2，在本实施例中它可由任何计算机构成，最好是一部普通的个人计算机。不过，此第二设备也可由一个计时器构成，这使得可在两个计时器之间进行通讯。
在所示实施例中，单元U1是一个计时器，它首先包括一些普通的元件，其中有一个用作频率标准的由石英驱动的时基1、一个控制微处理器2、一个由控制微处理器2控制的电动机3以及一个带指针4的由电动机驱动的用于指示时间的显示器。计时器U1还包括至少一个字母数字混合编制的显示器5。此显示器可以包括若干显示区域以允许显示各种与时间相关的数据(星期各日、日、月等)、与计时器功能有关的数据、还有供选用的个人资料，例如与日记簿相关的资料(月历、约会、生日、电话号码、地址册等)。特别地，正是后面的这些数据可以构成两个单元U1和U2之间的一次交换的内容。
采用例如单元6的用符号标记的顺序式的一个或多个控制按钮，可以使计时器U1以一般的方式启动其功能。特别地，利用此一按钮，可以启动和/或取消与该计时器或日记簿相关的数据的阅读或编辑模式以及与计时器U1的通讯模式。
计时器U1还装有器件7以输入字母数字混合编制的数据，该器件可以通过在石英上设置电容性接触式按键而方便地构成。为简单计，以下称此器件为“键盘”。此类器件为钟表专家所熟知，参见例如与本申请同名的欧洲专利申请0 838 737号。
单元U1还有一个声响闹钟器件8就齐全了。此器件可按各项活动设定，例如：约会、生日或早晨叫醒等。
需要注意的是，根据本发明的通讯系统的单元U1可以包括上述所有或者只是部分元件。比方说，如果单元U1是一个计时器，例如指针显示和与之相关的电动机及/或声响闹钟器件就可以省略。如果单元U1是另一种便携式装置，例如是一个袖珍式计数器、一个比如多语言字典的参考工具、或者一个电子日记簿等，就可以省略一定的计时部件。然而，能对此单元进行热补偿就合乎理想了。
情况是，单元U1还包括一个内部通讯总线9以确保微处理器2、字母数字混合编制的显示器5、控制单元9和一个数据存储器11之间的数据交换，该数据存储器最好是非挥发型的，例如是一个电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。与挥发型存储器相比，这种存储器具有对碰撞的敏感度低以及在掉电(更换电池)情况下保持数据的优点。不过，显然也可采用挥发型存储器。
单元U1还带有一个射频收发机电路12，此电路能够将数据载至至少一个受此数据调制的高频载波上并将受调制的载波送至安装在单元U1内的天线13处。当然，根据已知的技术，此收发机也能解调接收信息以从中提取有用数据。
根据本发明的一个重要特性，收发机12设计成能够产生多个高频载波，选送至天线13的载波由控制单元10确定。这些高频载波全部由时基1所驱动，在所述本实施例中，此时基的稳定性也确保了由此计时器提供的时间的精度。其结果是，在计时器U1中产生的各个载波具有高水平的频率稳定性。
存储器11优化地以页的方式构成，其中包括以高频连接方式而带动的若干数据块。它们可具有例如64字节的空间。此存储器首先经微处理器2可以写或读，然后从键盘将数据输入存储器，读取的数据也经微处理器2传输至显示器5。而控制单元10也可以使用存储器11，它将其中来自收发机12的数据写入所述存储器并将其中读取的数据送至所述收发机12。
如图2所示，控制单元10包括一个频率选择单元14，此单元用于控制收发机赖以工作的载波频率。
显然，在同一功率范围内，有可能通过多个载波中的一个进行通讯，这使得根据本发明的多个通讯系统能够确保每个系统的数据交换在此同一功率范围之内不影响其他系统的数据交换。为此目的，每个通讯系统锁定于从多个载波中选取的一个载波之上，这些载波在这些系统所处的范围内是可用的，只要占用某个载波的系统一完成其通讯，该载波又可供其他系统使用。
仅在本实施例中，载波具有以下频率可供选择：433,245兆赫，433,845兆赫，自然可以设想还有一个及多个不同的频率。
控制单元10还具有在存储器11与收发机12之间构成接口的功能。在所描述及所图示的本实施例中，它包括用于与存储器11进行通讯的第一寄存器15和用于与收发机12进行通讯的第二寄存器16，该两寄存器通过一个定序器17的作用而交换其内容。此定序器17还连接至一个在存储器11中指示数据的页码的页计数器18。
因此，当收发机12向单元U2传输信息时，控制单元10从存储器11的相应的一个存储页读取数据，然后在定序器17的控制之下经寄存器15和16传输至收发机12。页计数器是按一个单位增加的，于是存储器中下一页被读取，如此继续直至存储器中所占用的最后一页被读取。相反地，当收发机12处于接收模式时，它把与一个存储页空间相同的数据块逐块接收的数据传输至控制单元10，该控制单元仍在定序器17的控制下负责将这些数据经寄存器15和16传输至存储器11，于是数据可被写入存储器，计数器18的内容自然是按逐块计数方式更新。
需要指出的是，其有利之处在于，单元U1和U2之间的数据传输是按照一种规程完成的，该规程制定，在所传输的数据流中，例如各为64字节的一连串的数据块对应于本实施例中的存储器11的一页的空间，每个数据块还能包括一个同步和识别前缀部分，标识块特别包括用于识别传输数据的单元U1或U2以及必须接收数据的单元U1或U2的代码。
根据本发明的通讯系统的单元U2包括一个收发机单元19，它在电气上与单元U1中的收发机单元12相同，能够产生至少一个由时基或石英频率标准20驱动的载波。收发机单元19带有一个天线21。
根据本发明的通讯系统的优胜之处在于，它可以按照一种主/从规程进行操作。在这样的情况下，在两个单元之间开始进行通讯时，一个单元规定孰为主孰为仆。然而，在系统包括一部计算机和一个计时器的情况下，可以事先将计算机定义为主，计时器为从。因此，可在计时器中设置一个控制单元10，这种情况较简单并可使计时器的功率消耗降低。主计算机U2将控制通讯的同步并向从计时器U1的控制单元10发送一个数据块，其中包括指示单元10是否必须在其存储器11内进行读或写数据的指令。所以，控制单元10只需控制收发机12和存储器之间的传输或数据的方向。有利的是，控制单元10被安排成使得当计时器的使用者通过操作选择按钮6来启动通讯模式时，选择单元14顺序扫过全部载波频率。如果控制单元10在其中一个载波所携带的信息中辨别出它自己的识别代码，它便自动地将收发机12锁定于此载波。如果经过一个预定的时间间隔而并无信息被识别出，此计时器的通讯模式便自动被关闭以节省能量。
当然，本领域的技术人员知道，有可能将单元U1和U2中的每一个都按主从机方式操作，而仅需修改规程的程序和/或例如控制单元的电子部件。
根据本发明的一个重要特性，时基1和20所具有的频率移动至少是大致相同的。在这种方式下，收发机12和19的工作频率将总有尽可能互相接近的载波频率值，以使得无论在何种环境，尤其是在所说的温度环境下，单元U1总能找寻到U2。
为达到此目的，时基可以是相同的，以便从每个时基产生的载波频率有零相对移动，因为它们的移动被相互抵销了。不过，仍可用不同的时基，但有对修改移动的不同的热补偿，使得在两个频率之间又获得零相对移动。
如果单元U2是一部个人计算机，单元19和20以及天线21最好制作成能够插入计算机接口之一的一个部件，就好象例如打印机或数据载体阅读器(比如磁盘或光盘只读存储器)的普通的计算机外围设备一样。这种部件最好与所采用的计算机标准相一致(例如通用标准总线USB、Plug&Play或RS232)。在采用这些标准的情况下，这种部件可以如同其他采用驱动程序22和应用程序23的插件一样被装入个人计算机U2，使得计算机可以根据选用于传输和接收数据两者的传输规程来控制数据流的产生。
根据本发明的另一个重要特性，单元U2的收发机单元19被优化地设置成能首先检测出在其功率范围内的已被别的通讯系统占用的载波，然后锁定在相同功率范围内的可被其他系统采用的未用载波的其中一个之上。
因此，可注意到，使用根据本发明的通讯系统，两个单元U1和U2可以高度可靠的方式交换数据，即使在同一环境下有若干类似的系统在同一时刻被使用。
因此，可以在一个计时器和一部计算机之间、或两个计时器之间、或两部计算机之间传输数据。因此，作为一个实例，比如可将存于第一单元内的本周的日记或人员的姓名地址传输给第二单元。
已指出，根据本发明的的通讯系统特别适用于一只腕表与一部计算机之间的数据交换，当此腕表的佩戴者远离其个人计算机时，可以用此腕表来完成接收数据、修改数据和编辑数据。因此，例如，使用者可以记下约会或存储其他重要数据，当他返回工作地点后，又将此数据存入其个人计算机。相反地，从计算机、从日记簿甚至从例如互联网浏览器的其他应用方面所获得的数据可以“转入”手表并供使用者在离开其工作地点的任何时候使用。
当然，本发明并不限于上述实施例，那只是举例而已。因此可知，根据本发明的通讯系统并且不离开其范围，可得出若干修正型和/或改进型。
Claims (13)
1.用于在一个第一单元(U1)与一个第二单元(U2)之间进行通讯的系统，各单元都带有一个以一个共同高频载波工作的射频电波收发机(12，19)，以加载发送至另一个单元的数据所述各单元还包括一个作为所述载波来源的时基(1，20)；所述时基(1，20)具有至少大致相同的频率移动，其特征在于，
每个单元的所述射频电波收发机(12，19)被配置为使得可以产生多个高频载波，和
每个单元包括选择装置(14)，用于在所述多个高频载波中选择一个共同工作载波来发送和接收所述数据。
2.根据权利要求1的通讯系统，其特征在于，至少所述第二单元(U2)被配置为使得其选择装置选择一个共同工作载波频率，而至少第一单元(U1)被配置为使得其选择单元扫描所述多个载波频率以监测由所述第二单元选择的共同工作载波频率。
3.根据权利要求2的通讯系统，其特征在于，所述第二单元(U2)还被配置为使得可以监测在所述多个载波中被占用的载波，而所述共同工作载波为未用载波。
4.根据权利要求1的通讯系统，其特征在于，所述第二单元(U2)被限定为主单元并被配置为使得其选择装置选择一个共同工作载波频率，而所述第一单元(U1)被限定为从单元并被配置为使得其选择单元扫描所述多个载波频率以监测由所述第二单元选择的共同工作载波频率。
5.根据权利要求4的通讯系统，其特征在于，所述第二单元(U2)还被配置为使得可以监测在所述多个载波中被占用的载波，而所述共同工作载波为未用载波。
6.根据权利要求2至5中任一项的通讯系统，其特征在于，至少所述第一单元(U1)还包括用于启动选择单元(14)的装置(6)，如果在一个预定时间间隔之后未识别到任何信息则停止该选择装置的扫描。
7.根据权利要求1至6中任一项的通讯系统，其特征在于，所述第一单元(U1)是一个计时器，其时基既用于提供计时频率标准，又用于产生一个或多个高频载波。
8.根据权利要求1至7的通讯系统，其特征在于，所述第二单元(U2)是一部个人计算机。
9.根据权利要求1至8中任一项的通讯系统，其特征在于，所述时基(1，19)是热补偿的。
10.根据权利要求1至9中任一项的通讯系统，其特征在于，所述在两个单元(U1，U2)之间交换的数据以数据块的方式编码于所述载波，并且其中所述单元(U1)包括用于按照所述各数据块的类型和规模的方式记录或读取所述数据的装置(2，10，11)。
11.根据权利要求10的通讯系统，其特征在于，所述记录装置包括由多个页(11)构成的一个存储器，其中所述多个数据块按每页一块的速率被记录。
12.根据权利要求11的通讯系统，其特征在于，所述页存储器(11)是非挥发型存储器。
13.根据权利要求8的通讯系统，其特征在于，所述第二单元(U2)的所述收发机(19)和所述时基(20)以能够插入所述第二单元的一个外设接口的方式进行安装。
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