CN1794215A - 将计算机与外围设备无线连接的方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种用于将计算机与外围设备无线连接的方法和系统。所述外围设备被初始地坞接到所述计算机内的坞接端口。所述计算机然后监听来自该计算机的范围内的所有外围设备的标识符，包括当前坞接到所述计算机的外围设备的标识符。然后，所述计算机指示该已坞接的外围设备停止发送其标识符。通过推断过程，所述计算机能够标识该已坞接的外围设备。优选地，通过监视所述计算机是否正在对所述已坞接的外围设备中的电池充电来控制所述停止该已坞接的外围设备发送其标识符的步骤。因此，只有当所述已坞接的外围设备正在对其电池进行充电时，所述已坞接的外围设备才发送其标识符。

Description

将计算机与外围设备无线连接的方法和系统

技术领域

本发明一般地涉及计算机领域，具体地说，涉及具有无线外围设备的计算机。更具体地说，本发明涉及将特定的无线外围设备逻辑地连接到计算机的方法和系统。

背景技术

在使连接在物理和审美上更简洁的尝试中，许多计算机系统使用了与外围设备的无线接口。一种流行的无线接口被称为蓝牙。在“蓝牙系统规范”(由Bluetooth SIG在2003年11月5日出版，其全部内容在此引入作为参考)中描述了蓝牙规范。

蓝牙使用一个物理的无线电信道，其由一组被同步到公共时钟和跳频模式的设备所共享。第一设备，通常为计算机(台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、个人数字助理(PDA)等)，提供同步基准并被称为主设备。所有其他设备(外围设备、其他计算机等)被称为从设备。主设备和从设备一起形成一个紧邻(通常相隔不到10米)的网络，称为微微网(piconet)，使得每个从设备与主设备之间(而不是从设备之间)可以进行无线电通信。

为了在主设备与从设备之间建立无线电链路，主设备询问任何近到足以“听到”来自该主设备的询问信号的从设备。从设备用标识它的媒体访问控制(MAC)地址来响应。然后，主计算机的用户手动地选择将哪个可用的从设备连接到主设备。例如，图1例示了一个图形用户界面(GUI)100，其中示出了打印机、键盘和鼠标的图标，所有这些设备都启用了蓝牙并对主设备可用(在其范围内)。然后，用户可以双击她希望进行无线连接以便与主设备(计算机)通信的无线外围设备的图标。

如果在主计算机的无线电范围内的仅有的蓝牙外围设备是那些“属于”该主计算机的外围设备的话，如图1所示的这种系统是适合的。然而，如果主计算机接收到来自与另一个主计算机关联的已启用蓝牙的设备的响应，就会出现问题，特别是在使用自动连接系统的情况下。此外，只是人工、静态关联(建立主/从关系的常用方法)选定设备(如图1所示)并不是所希望的，因为由于用户可能不知道哪些以图标表示的外围设备“属于”她的计算机，所以这种方法既麻烦又容易使用户出错。此类可用的无线设备可以处于任何公共的紧邻区域内(例如相邻的小房间)，或者如本发明的一个优选实施例中所构想的，处于公众零售店内。

因此，需要一种有选择地将授权的已启用蓝牙的外围设备与适当的主计算机逻辑地链接的方法和系统。优选地，此类方法和系统将只需最少的用户干预。具体地说，需要一种可以用于这样的环境中的方法和系统，在该环境中，可以简单和迅速地互换已启用蓝牙的设备并重新建立主/从关系。

发明内容

因此，本发明涉及一种将计算机与外围设备无线地连接的方法和系统。所述外围设备被初始地坞接到所述计算机内的坞接端口。检测到所述坞接事件，所述计算机然后监听来自该计算机的范围内的所有外围设备的标识符，包括当前坞接到所述计算机的外围设备的标识符。然后，所述计算机指示该已坞接的外围设备停止发送其标识符。通过推断过程，所述计算机能够标识该已坞接的外围设备。在一个优选实施例中，所述已坞接的外围设备随后被仅与该外围设备被初始地坞接到其的计算机无线地关联。

优选地，通过监视所述计算机是否正在对所述已坞接的外围设备中的电池充电来控制所述停止该已坞接的外围设备发送其标识符的步骤。因此，只有当所述已坞接的外围设备正在对其电池进行充电时，所述已坞接的外围设备才发送其标识符。可替代地，可以使用简单的电源时序(powersequence)或简单的辅助通信来通知所述已坞接的外围设备发送其标识符。

因此，本发明允许已启用蓝牙的设备在主计算机之间互换，并且可以简单和迅速地建立和重新建立计算机与外围设备之间的主/从关系。

在以下详细的书面描述中，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将变得显而易见。

附图说明

在所附权利要求书中说明了被认为是本发明特性的新颖特征。但是，当结合附图阅读时，通过参考以下对示例性实施例的详细说明，可以最佳地理解发明本身及其优选使用方式、进一步的目的和优点，这些附图是：

图1示出了用于手动地将无线外围设备连接到计算机的现有技术的图形用户界面(GUI)；

图2a例示了一个其中可以实现本发明的示例性计算机系统；

图2b示出了示例性主计算机系统内的坞接端口的其他细节；

图3a-b示出了坞接到所述示例性主计算机的授权的外围设备，同时所述示例性计算机被安装在购物车上；

图4例示了带有已坞接的外围设备的所述示例性主计算机，以及没有被授权与该坞接有所述授权的外围设备的主计算机通信的其他外围设备；以及

图5是本发明的一个优选实施例中所采取的诸步骤的流程图。

具体实施方式

现在参考图2，图2示出了其中可以实现本发明的一个优选实施例的数据处理系统的方框图。数据处理系统200代表目标平台的示例性硬件配置。数据处理系统200可以例如是可从纽约阿蒙克的国际商业机器公司购买的某一型号的个人(例如，平板电脑)计算机(或者，如下所述，服务器)。数据处理系统200包括与系统总线208相连的中央处理单元(CPU)202。在示例性实施例中，数据处理系统200包括也与系统总线208相连的图形适配器204，以便将用户接口信息提供给显示装置206。

还与系统总线208相连的是系统存储器210和输入/输出(I/O)总线桥212。I/O总线桥212将I/O总线214连接到系统总线208，从一个总线向另一个总线转发和/或变换数据事务。诸如非易失性存储装置216(其可以是硬盘驱动器)和输入设备218(其可以包括传统的鼠标、跟踪球等)之类的外围设备被连接到I/O总线214。

数据处理系统200还包括坞接端口220(以下在图2b中给出关于它的其他细节和讨论)和无线接口222。无线接口222是一个接口，其允许数据处理系统200与另一个数据处理系统(例如，服务器224)以及一个或多个无线外围设备226进行无线通信。

数据处理系统200还包括标识信号接收器(IDSR)221。IDSR 221是一种逻辑(硬件和/或软件)，其使用无线接口222从无线外围设备226接收标识信号，如以下详细说明的那样。

还包括在数据处理系统200内的是外围设备锁定逻辑(PDLL)223。PDLL223使用由IDSR 221从特定无线外围设备226接收的标识符来建立数据处理系统200与该特定无线外围设备226之间的无线链路，如以下更详细说明的。也就是说，PDLL 223能够：1)断开和接通电源开关230(在下面的图2b中示出)；2)启动和停止传送来自已坞接的无线外围设备226的标识符；3)使用来自IDSR 221的第一和第二标识符列表来标识哪个无线外围设备226当前被坞接到坞接端口220；以及4)在特定无线外围设备226与数据处理系统200之间建立独占的无线通信链路。

图2a中示出的示例性实施例只是出于说明本发明的目的而提供的，本领域的技术人员将认识到，大量形式和功能上的变化都是可能的。例如，数据处理系统200还可以包括只读光盘存储器(CD-ROM)或数字通用光盘(DVD)驱动器、声卡和扬声器，以及许多其他可选组件。所有此类变化都被认为在本发明的精神和范围之内。例示数据处理系统200是为了描述已启用蓝牙的主计算机的一个优选实施例，一个或多个已启用蓝牙的外围设备被初始地坞接到该计算机并随后与该计算机进行无线连接。此外，针对数据处理系统200所概括说明的计算机体系结构也适用于构建服务器224，除服务器224优选地不需要IDSR 221或PDLL 223以外，因为在本发明的优选实施例中，所述标识功能和将主计算机无线坞接到授权的外围设备是由所述特定外设被初始地坞接到其的主计算机来执行的，如以下所述。

现在参考图2b，图中给出了坞接端口220和所关联的电源的其他细节。电源228(优选地在数据处理系统200的机壳(未示出)内)被连接到电源开关230，电源开关230将电源228电连接到坞接端口220内的外围设备再充电器232。当无线外围设备226通过连接器234与坞接端口220连接时，无线外围设备226能够对无线外围设备226内部(或以其他方式连接到无线外围设备226)的电池238再充电。注意，连接器234同时为无线外围设备226提供了到外围设备再充电器232的电源连接以及到I/O总线214的数据连接。

电源开关230的位置(或者闭合以将电源228与外围设备再充电器232电连接，或者打开以断开连接)由电源开关状态检测器236来检测，电源开关状态检测器236向I/O总线214发送一个逻辑信号，指示电力是否正在被传送给外围设备再充电器232(并且因此导致无线外围设备226内的电池238处于充电过程)。同时，无线外围设备226能够向I/O总线214发送一个信号，通知数据处理系统200(主蓝牙计算机)无线外围设备226被连接到坞接端口220并正在(或者至少能够)对电池238充电。也就是说，出于本发明中所描述的逻辑的目的，只要无线外围设备226被坞接(通过连接器234)到坞接端口220并且电源开关230闭合，主蓝牙计算机就可以假设电池238正在被充电，即使电池238并未实际被充电(由于已完全充电、损坏、从无线外围设备226拆下等)。

现在参考图3a-b，图中示出了数据处理系统200的示例性使用。数据处理系统200被示为平板电脑300，其是主已启用蓝牙的计算设备，它被附加到购物车302，优选地以半固定的方式(即，需要工具将平板电脑300从购物车302上拆下，以便防止平板电脑300失窃)。外围设备226被示为扫描器326，其通过坞接端口320与平板电脑300坞接。如图3b的顶视图所示，平板电脑300具有有源的观察屏304，其显示一个图形用户界面(GUI)，以便显示数据以及接收对平板电脑300的输入(优选地，通过触摸屏能力)。

平板电脑300的示例性使用可以是在零售店中。当顾客将物品放入购物车302时，顾客将手持式无线扫描器326从坞接端口320取下，并使用扫描器326来读取物品上的通用产品代码(UPC)条形码。平板电脑300将所有已被扫描和放入购物车302的物品存入一个列表。当顾客结账时，收银员只需下载该列表(带有价格)来结束购物事务。虽然数据处理系统200(例如，平板电脑300)的此使用实例应被认为有利于理解本发明工作的示例性环境，但是可以理解，权利要求书的范围将扩展到所有其中需要将特定无线外围设备与数据处理系统逻辑地关联的环境。

现在参考图4，图中例示了其中多个无线外围设备处于特定平板电脑300-1的无线范围之内的环境。但是，想要与平板电脑300-1通信的唯一扫描器是扫描器326-1，扫描器326-1被示为通过坞接端口320-1连接到平板电脑300，但是在将它从坞接端口320-1上拆下时，它将能够与平板电脑300-1进行独占的无线通信。因此，如果平板电脑300与其他外围设备(例如扫描器326-2、3、4，无论这些扫描器当前是否被坞接到平板电脑300)进行无线通信，这将出现问题。也就是说，平板电脑300不应能够与扫描器326-3、4(未坞接)或扫描器326-2(当前被坞接到平板电脑300-2)无线通信，但是应该能够仅与扫描器326-1无线通信。平板电脑300-1与扫描器326-1之间的这种独占的通信由如此处所述的本发明来实现。

为了确保扫描器326-1是可以与平板电脑300-1无线通信(这样的无线通信优选地被以上通过参考引入的蓝牙标准所允许)的唯一扫描器，本发明遵循图5所示的示例性步骤。因此，参考图5，在启动方框500后，计算机1检测到已坞接的扫描器1并确定计算机1需要与扫描器1关联(自动链接)(方框502)。接着，平板电脑1(300-1)向外围设备再充电器(例如图2b所示的外围设备再充电器232)供电，如方框504所述。通过接通(闭合)电源开关230来供电，此切换由电源开关状态检测器236(参见图2b)来检测。当电源开关230闭合(向外围设备再充电器232供电)时，出现两个事件。一个事件是电池238开始充电。另一个事件是电源开关状态检测器236使CPU 202或者另一个专用逻辑(未示出)通过坞接端口220向扫描器1(326-1)发送一个信号，指示扫描器1(326-1)开始广播它的媒体访问控制(MAC)地址以及它的其余蓝牙注册信息。

除了从扫描器1接收MAC地址和其他蓝牙注册信息以外，计算机1还优选地使用图2a中所示的IDSR 221来从范围内的所有其他扫描器(例如，图4所示的扫描器326-2、3、4)接收此相同的信息。计算机1使用该信息来生成标识当前在范围内的所有扫描器的第一列表(方框506)。此列表因此包括扫描器326-1、2、3、4的标识符(示为集合{1，2，3，4})。

接着，计算机1向扫描器1发送一个电源时序，其使得扫描器1停止广播它自己的物理地址(MAC地址)和其他蓝牙注册信息(方框508)。此电源时序优选地是打开电源开关230的指令，因此断开了对外围设备再充电器232(参见图2b)的供电。可替代地，此电源时序可以是提供给外围设备再充电器232的电源的任何变化。在另一个可替代实施例中，此电源时序可以是到扫描器1以便停止对它的电池(即图2b中所示的电池238)再充电的信号，所述停止是通过使用扫描器1内的逻辑(未在图2b中示出)，尽管电源仍可被提供给外围设备再充电器232(即，电源开关230闭合)。

一旦扫描器1停止发送它自己的标识信号，计算机1就生成范围内仍在广播其标识信息的所有扫描器的标识符的第二列表(方框510)。再次参考图2b，然后，扫描器2-4(326-2、3、4)现在被列入该第二列表(示为集合{2，3，4})。

然后，计算机1通过从所述第一列表减去所述第二列表来推断(优选地使用图2a中所示的PDLL 223)哪个扫描器是已坞接的扫描器1。也就是说，包含{1，2，3，4}的第一集合(列表)减去包含{2，3，4}的第二集合(列表)等于包含{1}的单个元素集合。因此，通过推断，计算机1知道扫描器1被连接到计算机1(方框512)。然后，计算机1自动地建立(优选地使用图2a中所例示的PDLL 223)与扫描器1的独占性蓝牙无线链路(方框514)。也就是说，计算机1中的代码和逻辑(优选地是CPU 202)自动地在计算机1与扫描器1之间建立独占性链路，使得扫描器1只能与计算机1通信，并且过程结束(终止方框516)。因为扫描器1独占性地与计算机1链接，扫描器1只能与计算机1无线通信，无论扫描器1是否与计算机1坞接。

注意，上述从IDSR接收在该IDSR范围内的所有外围设备的第一列表、停止传送来自已坞接的外围设备的标识(ID)信号，以及随后接收在该IDSR范围内的外围设备的第二列表，使得可以判定哪个外围设备被坞接到主计算机的步骤优选地由上述PDLL 223来执行。

如果其他外围设备将被独占性地无线链接到特定数据处理系统200(例如，但不限于，诸如平板电脑300之类的平板电脑)，则为每个期望的外围设备重复图5中所示的诸步骤。

注意，可能存在这样的情况，其中多于一个的设备可能停止发送其标识号，如当两个计算机同时试图自动地与不同的扫描器链接时将发生的。例如，考虑上述集合{1，2，3，4}。假设{1}标识了如图5所述的将与计算机1自动链接的扫描器1。但是，现在假设{2}标识了将与计算机2(未示出)自动链接的扫描器2(同样未示出)。如果计算机2与计算机1同时使用本发明，则在方框510中示出的剩余集合将只包含{3，4}。因此，计算机1会变得困惑，因为有两个扫描器(扫描器1和扫描器2)似乎想要与计算机1自动链接。当这种很少见的情况发生时，在尝试与扫描器1再次关联之前，计算机1等待一段预定的(或随机的)“退避时间”(backoff period)。也就是说，计算机1等待一定的时间以允许计算机2与扫描器2自动链接(使用上述步骤)，然后计算机1如上所述地与扫描器1自动链接。

应当理解，本发明的至少某些方面可以可替代地以程序产品来实现。定义本发明的诸功能的程序可以通过各种信号承载介质被传送给数据存储系统或计算机系统，所述信号承载介质包括，但不限于，非可写存储介质(例如，CD-ROM)，可写存储介质(例如，软盘、硬盘驱动器、读/写CD ROM、光介质)，以及诸如包括以太网的计算机和电话网络之类的通信介质。应当理解，因此此类信号承载介质，当承载或编码有控制本发明的方法功能的计算机可读指令时，代表本发明的可替代实施例。进而，可以理解，本发明可以由具有形式为硬件、软件或如此处所述的软件和硬件的组合或它们的等效物的装置的系统来实现。

因此，本发明提供了一种简单的用于将计算机动态地无线连接到无线外围设备的方法和系统。优选地，所述指示扫描器1开始和停止广播其标识信息的步骤是通过在有源观察屏304-1上输入这些命令来启动的，如图4中示出的有源观察屏304-1的放大视图所示。此外，所述推断哪个外围设备是扫描器1并将其自动链接到计算机1的步骤可以自动完成或通过单击(通过触笔或触摸屏)有源观察屏304-1上如图4所示的适当指令来完成。

虽然参考优选实施例具体示出并说明了本发明，但是本领域的技术人员将会理解，可以对其做出形式和细节上的各种更改而不偏离本发明的精神和范围。例如，虽然通过使用电源开关状态检测器236来检测电池238的充电状态，但是可以使用任何简单的信号发送机构来指示电池238正在通过坞接端口220被充电。

Claims (20)

1.一种计算机系统，所述计算机系统包括：

无线外围设备；以及

计算机系统，该计算机系统包括：

电源；

坞接站；

电源开关，所述电源开关将所述电源连接到所述坞接站；

标识信号接收器(IDSR)；以及

外围设备锁定逻辑(PDLL)，其中所述无线外围设备是被坞接到所述坞接站中的已坞接的外围设备，并且其中所述PDLL只启动与所述已坞接的外围设备的通信。

2.根据权利要求1的计算机系统，其中所述PDLL包括逻辑以便：

从所述IDSR接收在该IDSR范围内的所有外围设备的第一列表，

停止传送来自所述已坞接的外围设备的标识(ID)信号，以及

随后从所述IDSR接收在该IDSR范围内的外围设备的第二列表，其中所述外围设备的第二列表排除了来自所述已坞接的外围设备的所述ID信号，其中所述PDLL通过对比所述第一与第二列表来确定所述已坞接的外设的ID。

3.根据权利要求2的计算机系统，其中所述电源向被坞接到所述坞接站中的所述外围设备内的电池提供电池再充电电源，并且其中所述传送来自所述已坞接的外围设备的所述ID信号被停止，以响应所述电源开关断开到所述坞接站的所述电池再充电电源。

4.根据权利要求3的计算机系统，还包括：

与所述电源开关关联的开关传感器，其中所述开关传感器发送所述电池再充电电源是否被连接到所述坞接站的信号。

5.根据权利要求4的计算机系统，其中所述外围设备能够使用短程无线通信系统来与所述计算机系统通信。

6.根据权利要求5的计算机系统，其中所述短程无线通信系统是蓝牙系统。

7.根据权利要求1的计算机系统，其中所述PDLL包括从所述第一列表的内容逻辑地减去所述第二列表的内容的减法逻辑。

8.一种方法，所述方法包括：

将无线外围设备坞接到计算机；

向所述已坞接的无线外围设备发送第一信号，以便传送来自所述已坞接的无线外围设备的已坞接设备标识信号；

在所述计算机处接收来自在所述计算机的范围内的所有外围设备的标识信号；

根据所述接收的标识信号来生成所有所述外围设备的第一列表；

向所述已坞接的无线设备发送第二信号，以便停止传送所述已坞接的无线设备的标识信号；

在所述计算机处接收来自不包括所述已坞接的外围设备的其余外围设备的标识信号；

生成所述其余外围设备的第二列表；

推断所述已坞接的无线外围设备的标识符是在所述第一列表内而不在所述第二列表内的标识符；以及

随后与其标识在所述推断步骤中被推断出的所述已坞接的无线外围设备建立独占的无线连接。

9.根据权利要求8的方法，其中所述传送来自所述已坞接的外围设备的所述标识信号被停止，以响应断开到用于所述已坞接外围设备中的电池的电池再充电器的电源。

10.根据权利要求8的方法，其中所述外围设备能够使用短程无线通信系统来与所述计算机系统通信。

11.根据权利要求10的方法，其中所述短程无线通信系统是蓝牙系统。

12.根据权利要求8的方法，其中所述推断步骤通过从所述第一列表的内容逻辑地减去所述第二列表的内容来执行。

13.根据权利要求8的方法，其中所述计算机系统是安装在购物车上的平板电脑。

14.根据权利要求13的方法，其中所述外围设备是扫描器。

15.一种驻留在计算机可用介质上的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：

用于将无线外围设备坞接到计算机的程序代码；

用于向所述已坞接的无线外围设备发送第一信号以便传送来自所述已坞接的无线外围设备的已坞接设备标识信号的程序代码；

用于在所述计算机处接收来自在所述计算机的范围内的所有外围设备的标识信号的程序代码；

用于根据所述接收的标识信号来生成所有所述外围设备的第一列表的程序代码；

用于向所述已坞接的无线设备发送第二信号以便停止传送所述已坞接的无线设备的标识信号的程序代码；

用于在所述计算机处接收来自不包括所述已坞接的外围设备的其余外围设备的标识信号的程序代码；

用于生成所述其余外围设备的第二列表的程序代码；

用于推断所述已坞接的无线外围设备的标识符是在所述第一列表内而不在所述第二列表内的标识符的程序代码；以及

用于随后与所述已坞接的无线外围设备建立独占的无线连接的程序代码。

16.根据权利要求15的计算机程序产品，其中所述传送来自所述已坞接的外围设备的所述标识信号被停止，以响应断开到用于所述已坞接外围设备中的电池的电池再充电器的电源。

17.根据权利要求15的计算机程序产品，其中所述外围设备能够使用短程无线通信系统来与所述计算机系统通信。

18.根据权利要求17的计算机程序产品，其中所述短程无线通信系统是蓝牙系统。

19根据权利要求15的计算机程序产品，其中所述推断步骤通过从所述第一列表的内容逻辑地减去所述第二列表的内容来执行。

20.根据权利要求15的计算机程序产品，其中所述计算机系统是安装在购物车上的平板电脑，并且其中所述外围设备是扫描器。

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