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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft Systeme, die von einer externen Mikrosteuerung über eine
Schnittstelle gesteuert werden können
und ein Funkmodul und einen GPS-Empfänger umfassen.
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Allgemeiner Stand der Technik
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WO 99/44186 offenbart ein
System zum automatischen Zuweisen des Treibers einer verfügbaren,
betreibergestützten
mobilen Einheit zu einem Benutzer, wobei das System Folgendes umfasst:
- a) mehrere tragbare Benutzerendgeräte, von
denen jedes von einem Benutzer getragen wird und eine Standorterkennungsvorrichtung
zur Bestimmung des Standorts eines Benutzers und eine Benutzerschnittstelle
aufweist, damit sein Benutzer eine neue Benutzeranfrage tätigen kann
und ihm mindestens eine Anzeige dahingehend bereitgestellt wird,
dass ihm der Betreiber einer verfügbaren, betreibergestützten mobilen
Einheit zugewiesen worden ist
- b) mehrere entsprechende Betreiberendgeräte
- c) eine Steuerzentrale zum automatischen Zuweisen des Betreibers
einer verfügbaren
betreibergestützten
mobilen Einheit einem Benutzer als Antwort auf eine neue Benutzeranfrage,
die von ihm gemäß einem
maßgeblichen
Zuweisungsprotokoll getätigt
worden ist.
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Um
das System in Betrieb zu nehmen, werden folglich Positionsinformationen
von der Standorterkennungsvorrichtung an die Steuerzentrale gesendet.
Andererseits ist es nicht erforderlich, dass die Informationen von
der Steuerzentrale an die Standorterkennungsvorrichtung das System
in Betrieb nehmen, und werden aus diesem Grund nicht offenbart.
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1 zeigt
ein System 100, das ein untergeordnetes System 10 umfasst,
welches ferner ein Funkmodul 12 und einen GPS- Empfänger 13 und eine
Mikrosteuerung 15 zum Steuern der Vorrichtungen des untergeordneten
Systems 10 umfasst. Das Funkmodul 12 und der GPS-Empfänger 13 umfassen beide
eine Schnittstelle 121, 131 zur Befehlseingabe und
Datenausgabe. In ähnlicher
Weise umfasst die Mikrosteuerung 15 eine Schnittstelle 151A, 151B für jede Vorrichtung
des untergeordneten Systems 10 zur Befehlsausgabe und Dateneingabe.
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Die
Mikrosteuerung 15 kann zum Beispiel in einem Endgerät eingebettet
oder integriert sein oder daran angeschlossen sein. Wenn das Endgerät das Funkmodul 12 benutzen
soll, kann es dies über
die Mikrosteuerung 15 tun, wobei Anwendungen zum Verbinden
an der Schnittstelle des Funkmoduls 12 ausgeführt werden.
Das Funkmodul 12 umfasst eine Basisbandeinheit 123,
die geeignet ist, um Anwendungen zur Benutzung des Funkfrequenzteils 125 auszuführen. Die
Basisbandeinheit 123 umfasst einen internen Echtzeittaktgeber 256.
Danach wird die notwenige Verbindung zwischen der Mikrosteuerung 15 und
dem Funkmodul 12, um zum Beispiel eine Sprach- oder Datenverbindung
zu erzeugen, zwischen der seriellen Schnittstelle 151A in
der Mikrosteuerung 15 und der seriellen Schnittstelle 121 in dem
Funkmodul 12 erstellt.
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Für eine Satellitenpositionierungsfunktionalität wird ein
GPS-Empfänger 13 in ähnlicher
Weise wie das Funkmodul 12 über eine serielle Schnittstelle 131 mit
der anderen seriellen Schnittstelle 151B der Mikrosteuerung 15 verbunden.
Der GPS-Empfänger 13 umfasst
ferner einen Funkfrequenzteil 135 und eine GPS-Basisbandeinheit 133.
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Gewöhnlich stimmt
die lokale Datenschnittstelle eines GPS-Empfängers
mit einem der NMEA-Standards überein.
Die NMEA-Standards NMEA-0180,
0182 und 0183 definieren elektrische Schnittstellen und Datenprotokolle
für Kommunikationen
zwischen zum Beispiel Schiffsinstrumenten. Diese NMEA-Standards
empfehlen für
einen GPS-Empfänger,
dass die Schnittstelle mit RS-232 oder EIA-422 übereinstimmen sollte. In der
Praxis erfordert die Datenverbindung zwischen einem GPS-Empfänger und
einer Vorrichtung,, die mit dem GPS-Empfänger kommuniziert,
folglich nur eine Datenleitung und kann mittels eines Verbinders
ausgeführt
werden.
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Die
Schnittstellen, durch die das Funkmodul 12 und der GPS-Empfänger 13 von
der Mikrosteuerung 15 gesteuert werden können, sind
serielle Schnittstellen. Für
die Kommunikation wird gewöhnlich
die standardisierte AT-Befehlssprache zwischen der Mikrosteuerung 15 und
dem Funkmodul 12 benutzt. Die Befehlssprache des GPS-Empfängers 13 ist
gewöhnlich
das NMEA-Protokoll.
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Wenn
die Vorrichtung, die das System 100 benutzt, welches das
untergeordnete System 10 und die Mikrosteuerung 15 umfasst,
sowohl das Funkmodul 12 als auch den GPS-Empfänger 13 benutzen muss,
muss sie auf der Anwendungsebene Daten von und an beide dieser Vorrichtungen
verarbeiten und synchronisieren. Solch ein Fall tritt zum Beispiel ein,
wenn das Assisted GPS benutzt wird, bei dem ein zellulares Netz
Synchronisationsinformationen sendet, mit Hilfe derer die notwendige
Synchronisation des GPS-Empfängers wesentlich
schneller ausgeführt
werden kann.
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Die
Synchronisationsinformationen werden zuerst aus dem zellularen Netz
von dem Funkmodul 12 empfangen, das sie dann entweder durch
die Mikrosteuerung 15 an eine Anwendung sendet, die in dem
Endgerät
läuft,
oder an eine Anwendung, die in der Mikrosteuerung 15 läuft. Die
Anwendung wiederum überträgt dann
diese Informationen an den GPS-Empfänger 13 durch die
Mikrosteuerung 15.
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Die
Synchronisationsinformationen für
einen GPS-Empfänger 13 umfassen
viele verschiedene Arten von Daten, um den GPS-Empfänger 13 dazu
zu befähigen,
mit der Positionierung zu beginnen. Diese Informationen weisen neben
der gegenwärtigen Sichtbarkeit
von Satelliten auch das gegenwärtige Datum
und die Uhrzeit auf. Aus diesem Grund ist ein Echtzeittaktgeber
notwendig. Nichtsdestotrotz enthält
ein einfacher GPS-Empfänger 13 keinen
internen Echtzeittaktgeber, weshalb die Zeitinformation von der
Mikrosteuerung 15, zum Beispiel von ihrem internen Echtzeittaktgeber 156,
verfügbar
sein muss.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, die Komplexität der Gestaltung der Mikrosteuerung
zu verringern. Es ist eine weitere Aufgabe, die Komplexität der Gestaltung
von Anwendungen zu vermindern, die einen Satellitenpositionierungssystem-Empfänger und ein
Funkmodul benutzen.
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Diese
Aufgaben können
mit einem System nach den unabhängigen
Ansprüchen
1 und 7 erreicht werden.
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Die
abhängigen
Ansprüche
beschreiben verschiedene vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Vorteile der Erfindung
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Wenn
das Funkmodul dazu geeignet ist, Nachrichten, die über eine
externe Schnittstelle empfangen werden, über eine interne Schnittstelle
an den Satellitenpositionierungs-Empfänger zu übertragen, Nachrichten von
dem Satellitenpositionierungs-Empfänger über eine
interne Schnittstelle zu empfangen und sie weiter an die externe
Schnittstelle zu übertragen,
kann die Mikrosteuerung einfacher gemacht werden, da die Mikrosteuerung
keine zusätzliche Schnittstelle
für den
Satellitenpositionierungs-Empfänger
aufweisen muss. Dies kann wiederum die Komplexität von Programmiervorrichtungen,
die den Satellitenpositionierungssystem-Empfänger und das Funkmodul benutzen,
wie Endgeräten,
verringern, da sie nun zum Senden von Nachrichten an den Satellitenpositionierungssystem-Empfänger und
Empfangen von Nachrichten von diesem die gleiche Schnittstelle benutzen
können,
die sie zum Kommunizieren mit dem Funkmodul benutzen. Dies ist besonders vorteilhaft,
wenn das Funkmodul geeignet ist, um auf AT-Befehlen (oder AT-ähnlichen Befehlen) zu arbeiten,
und ferner dazu geeignet ist, mindestens einige der Befehle in der
AT-ähnlichen
Befehlssprache an den Satellitenpositionierungssystem-Empfänger zu übertragen.
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Wenn
der Satellitenpositionierungssystem-Empfänger geeignet ist, den gleichen
Echtzeittaktgeber wie das Funkmodul zu benutzen, kann die Gestaltung
des Systems einfacher gemacht werden, da die Synchronisation von
zwei Taktgebern in diesen Vorrichtungen nicht notwendig ist.
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Wenn
das System eine Verarbeitungseinheit umfasst, die geeignet ist,
sowohl das Funkmodul als auch den Satellitenpositionierungssystem-Empfänger zu
steuern, kann die Gestaltung von Vorrichtungen, die das System benutzen,
insbesondere die Gestaltung einer Mikrosteuerung und eines Endgeräts, das
die Mikrosteuerung benutzt, leichter gemacht werden, da die Anzahl
von Prozessoren in dem System verringert werden kann. Auf diese
Weise kann die Steuerung des Systems oder Programmierung von Anwendungen
leichter gemacht werden. Ferner können Kosten gespart werden,
da die Verarbeitungseinheit die Funktion der Basisbandeinheit des Satellitenpositionierungssystem-Empfängers übernehmen
kann, weshalb eine getrennte Basisbandeinheit ausgelassen werden
kann. Darüber
hinaus kann die Verarbeitungseinheit geeignet sein, um die für eine netzgestützte Satellitenpositionierung
notwendigen Funktionen auszuführen.
Auf diese Weise müssen
Informationen darüber,
wie die netzgestützte
Satellitenpositionierungsfunktionalität arbeitet, den Kunden nicht
mehr offenbart werden, da der Satellitenpositionierungssystem-Empfänger nicht
mehr transparent sein muss, da die Funktionalität insgesamt in dem System ausgeführt werden
kann.
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Wenn
die Verarbeitungseinheit geeignet ist, um das Funkmodul mit einem
ersten untergeordneten Satz von empfangenen Befehlen und den Satellitenpositionierungssystem-Empfänger mit
einem zweiten untergeordneten Satz von empfangenen Befehlen zu steuern,
kann die Verbindung an der Schnittstelle vereinfacht werden, und
zwar umso mehr, wenn Befehle in dem ersten untergeordneten Satz
und in dem zweiten untergeordneten Satz ein gemeinsames Format aufweisen.
Als eine besonders geeignete Form werden NMEA-Befehle auf AT-Befehle
abgebildet.
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Wenn
die Verarbeitungseinheit zu Folgendem geeignet ist: i) Synchronisieren
der Aktivierung des Satellitenpositionierungssystem-Empfängers mit derjenigen
des Funkmoduls, oder ii) Synchronisieren der Einstellung des Satellitenpositionierungssystem-Empfängers auf
einen Bereitschaftszustand mit der Einstellung des Funkmoduls auf
einen Bereitschaftszustand, kann Energie gespart werden, insbesondere
wenn der Satellitenpositionierungssystem-Empfänger als ein netzgestützter Satellitenpositionierungssystem-Empfänger benutzt
werden soll. Für
die netzgestützte
Satellitenpositionierungsfunktionalität sollten die Synchronisationsinformationen von
einem zellularen Netz empfangen werden. Folglich ist eine Verbindung
zu dem Netz durch das Funkmodul eine Voraussetzung für die Benutzung
des Satellitenpositionierungssystem-Empfängers mit der netzgestützten Satellitenpositionierungsfunktionalität.
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Liste der Figuren
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Im
Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf Beispiele ausführlicher
beschrieben, die in den Figuren der beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind.
Es zeigen:
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1 ein
System des Standes der Technik, das ein Funkmodul und einen GPS-Empfänger umfasst;
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2 die
erste Ausführungsform
der Erfindung; und
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3 die
zweite Ausführungsform
der Erfindung.
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In
den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf ähnliche
strukturelle Elemente.
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Ausführliche
Beschreibung
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2 zeigt
die erste Ausführungsform
der Erfindung. Das Funkmodul 22 umfasst vorzugsweise eine
interne Schnittstelle 221, durch welche es mit einer internen
Schnittstelle 131 des GPS-Empfängers 23 verbunden
ist. Die internen Schnittstellen 131, 221 sind
vorzugsweise serielle Schnittstellen.
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Das
Funkmodul 22 kann über
die Schnittstelle 121 Daten von der Mikrosteuerung 25 empfangen, die
sie über
ihre Schnittstelle 151 an die Schnittstelle 121 überträgt. Beide
Schnittstellen 121, 151 sind vorzugsweise serielle
Schnittstellen.
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Das
Funkmodul 22 fungiert als ein Hauptelement und steuert
den GPS-Empfänger 23.
Die Steuerung wird sowohl hinsichtlich des Datenausgleichs als auch
des Energieausgleichs ausgeführt.
Dies bedeutet, dass das Funkmodul 22 den GPS-Empfänger 23 mit
seinem eigenen Energiesparverhalten synchronisieren kann.
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Der
Programmcode, der in der Basisbandeinheit 123 des Funkmoduls 22 ausgeführt werden kann,
kann den GPS-Empfänger 23 initialisieren,
um Daten, die von dem GPS-Empfänger 23 empfangen werden,
zu verarbeiten und notwendige Daten an diesen zu senden.
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Daten
werden von einer Mikrosteuerung 25 an den GPS-Empfänger 23 und
von dem GPS-Empfänger 23 an
die Mikrosteuerung 25 übermittelt,
wobei sie vorzugsweise anstatt der Verwendung des NMEA-Format neu
formuliert und als AT-Befehle bereitgestellt werden.
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Daten
wie Datum und Uhrzeit, die zum Synchronisieren des GPS-Empfängers 23 benutzt
werden, werden von dem Funkmodul 22 von der Mikrosteuerung 25 empfangen.
Dann werden sie von der RTC 256 des Funkmoduls 22 extrahiert.
Die Zyklusfrequenz, mit welcher der GPS-Empfänger 23 Positionsdaten
an das Funkmodul 22 übertragen
kann, ist definiert. Darüber
hinaus werden die Betriebszeiten des GPS-Empfängers 23 mit denjenigen
des Funkmoduls 22 synchronisiert, um den gegenwärtigen Energieverbrauch
des Systems 20 zu verringern.
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Eine
Assisted GPS-Anwendung, die in dem Funkmodul 22 ausgeführt wird,
sendet GPS-Unterstützungsinformationen,
die das Funkmodul 22 von einem zellularen Netz empfangen
hat, an den GPS-Empfänger 23.
Die GPS-Positionierungsergebnisse, die von dem Funkmodul 22 aus
dem GPS-Empfänger 23 empfangen
werden, werden zuerst gepuffert und dann an die Mikrosteuerung 25 übertragen.
Vorzugsweise werden die GPS-Positionierungsergebnisse als eine Antwort
auf einen AT-Befehl an die Mikrosteuerung 25 gegeben.
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3 zeigt
eine Modifikation der Ausführungsform
der Systeme 20 und 200, die in 2 dargestellt
sind.
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Eine
Schnittstelle ist zwischen dem Funkmodul 32 und dem GPS-Empfänger 33 definiert.
Der Funkfrequenzteil 135 des GPS-Empfängers 33 wird nun
direkt von der Basisbandeinheit 323 des Funkmoduls 32 gesteuert.
Ein Programmcode, der die Funktionen des Programmcodes der GPS-Basisbandeinheit 133 ausführt, wird
in dem Basisband 323 des Funkmoduls 32 ausgeführt. Auf
diese Weise besteht keine Notwendigkeit für eine getrennte GPS-Basisbandeinheit 133.
Darüber
hinaus können der
ROM und RAM des GPS-Empfängers 33 ausgelassen
werden. Der Echtzeittaktgeber 156 der Mikrosteuerung 15 kann
ebenfalls ausgelassen werden.
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Die
der Erfindung zugrunde liegenden Prinzipien können für Systeme benutzt werden, die
andere Arten von Funkmodulen als diejenigen für GSM umfassen. Zum Beispiel
sind Funkmodule für eine
Kommunikation mit einem CDMA- oder WLAN-Netz entweder allein oder
in Kombination miteinander oder mit GSM ebenfalls möglich.
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In
dem obigen Beispiel wurde das globale Positionierungssystem (GPS)
als ein Beispiel eines Satellitenpositionierungssystems benutzt.
Nichtsdestotrotz ist die Erfindung nicht auf das GPS-System eingeschränkt, sondern
kann mit jedem beliebigen anderen Satellitenpositionierungssystem
anstatt oder zusätzlich
zu dem GPS-System benutzt werden. Das geplante europäische Galileo-Navigationssystem
ist ein weiteres Beispiel eines geeigneten Satellitenpositionierungssystems.
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Folglich
kann anstatt eines GPS-Empfängers
ein anderer Satellitenpositionierungssystem-Empfänger benutzt werden. Darüber hinaus kann
in dem Kontext solch eines anderen Satellitenpositionierungssystems
anstatt oder zusätzlich
zu der netzgestützten
GPS-Funktionalität
eine netzgestützte
Satellitenpositionierungsfunktionalität benutzt werden.