Boîtier adaptateur autonome Bluetooth® pour périphérique informatique, adaptateur Bluetooth® USB® maître et système de communication
La présente invention concerne un boîtier adaptateur autonome Bluetooth® pour périphériq ue informatique. Elle concerne égal ement un adaptateur Bluetooth® USB® maître ainsi qu'un système de communication. Elle a des applications dans le domaine informatique et notamment de la connexion d'éq uipements périphériques à d'autres équipements par l'intermédiaire d'une liaison radio Bl uetooth®.
On connaît, par la demande FR01 /04659 ou son extension PCT/FR02/01202, un mod ule de radio communication selon le protocole Bluetooth®, également dénommé SMARTMODU LE , possédant des capacités logicielles lui permettant de faire fonctionner une ou des applications utilisateu r embarquées dans le module afin de leur donner u ne fonctionnalité Bluetooth®. Ce modu le qui présente des entrées/sorties destinées à être reliées à des circuits électroniques de l'application, comporte également des ressources l ogicielles facilitant le développement d'applications utilisateur et l'interfaçage matériel . On verra qu'un tel module peut être employé dans le cadre de l'invention . En outre des moyens filaires de connexions informatiques entre un ordinateu r et un périph érique de type paral lèle (imprimante) ou série PS2, RS232, RS422 ou RS485, on connaît également le protocole USB® qui permet de connecter des équipements informatiques entre -eux par l iaison filaire série afin de permettre des échanges de données. Cette lia ison permet en outre, à partir d'un connecteur USB® de type maître, tels que ceux qui équipent les micro-ordinateurs, d'alimenter des périphériques par la liaison filaire. Ce protocole nécessite des ressources logicielles relativement importantes et il est généralement fait
appel à des circuits électroniques spécialisés, notamment circuits intégrés dédiés, afin de décharger l'équipement informatique de certaines des contraintes logicielles du protocole USB. Ces circuits électroniques sont en général des microcontrôleurs programmés pour gérer des aspects logiciels de bas niveau du protocole USB® et s'interfacant aux équipements. Ces microcontrôleurs présentent en plus l'avantage de disposer de mémoire de stockage temporaire, pile mémoire d'émission ou récepti on, permettant d'optimiser les échanges avec l'équipement. I ls peuvent également comporter des moyens de régulation et/ou contrôle de l'alimentation de la liaison USB®. C'est ainsi que l'on peut citer les circuits de la famille EZ-USB® de la société Anchor Chips Incorporated permettent d'ajouter des entrées/sorties USB® à un équipement informatique ou ceux de la société Prolific Technology Inc ou , enfin , le circuit FT8U232AM de FTD I qui est un adaptateur USBΘ-RS232.
Les liaisons USB® présentent le défaut de nécessiter un câblage physique qui, de plus, doit mettre en œuvre des matériaux présentant certaines qualités, notamment pour les câbles, un blindage efficace, de faibles pertes ... ce qu i entraîne un coût relativement élevé par rapport à d'autres liaisons et limite la d istance entre deux équipements connectés. Par ailleu rs, les adaptateurs radio connus entre un éq uipement maître, notamment micro-ordinateu r, et u n équ ipement périphérique, par exemple une imprimante, sont essentiellement destinés à remplacer la trad itionnelle l iaison filaire entre ces deux équipements afin de supprimer le problème d u câblage entre éq u ipements.
La présente invention propose un adaptateur radio Bluetooth® autonome à alimentation intégrée sous forme d'un boîtier connecté à un ou plusieurs périphériques et qui limite les contraintes imposées par les liaisons filaires (câblage) tout en permettant l'alimentation électrique d u/des
périphériques. Dans un mode particulier de mise en oeuvre, le/les périphériques sont du type à connexion USB® et l'adaptateur est du type Bluetooth® USB® maître
L'invention concerne donc un boîtier adaptateur de radiocommunication pour liaison informatiq ue d'échanges de données entre un premier équipement informatique de type maître et au moins un second équipement informatique de type périphérique, le boîtier étant connecté audit au moins un second équipement informatique. Selon l'invention, le boîtier adaptateur comporte un module d'émission/réception rad io selon le protocole Bluetooth® avec une pile logicielle de protocole Bluetooth®, au moins un contrôleur d'interface avec connecteur de l iaison filaire vers ledit au moins un second équipement et une sou rce d'alimentation autonome électrochimique, la source d'alimentation alimentant ledit au moins un seco nd équipement.
On comprend ici que le terme liaison filaire correspond aussi bien à une liaison par câble, qu'à une liaison directe connecteur sur connecteur. C'est-à-dire que le boîtier adaptateur est directement connecté par son connecteur sur le connecteu r du périphériq ue ou qu'un câble de liaison relie le connecteu r du boîtier adaptateu r au connecteur du péri phérique ou que le connecteur du boîtier est au bout d'un câble de liaison vers le périphérique ou que le connecteur du périphériq ue est au bout d'u n câble de l iaison vers le boîtier.
Dans d ivers modes de mise en oeuvre de l'invention , les moyens suivants pouvant être utilisés seuls ou selon toutes les combinaisons techniquement envisageables, sont employés :
- le modu le d'émission/réception radio sel on le protocole Bluetooth® avec une pile logicielle de protocole Bluetooth® est un SMARTMODU LE,
- un connecteur sur le boîtier est connecté directement sur un connecteur du second équipement informatique,
- le boîtier est connecté par liaison filaire sur u n connecteur du second équipement informatique, le connecteur du boîtier étant à l'extrémité de la liaison filaire vers le second équipement informatique, - un connecteur sur le 'boîtier est connecté à une liaison filaire provenant du second équipement informatique,
- le boîtier adaptateur est connecté par liaison filaire entre un connecteur sur le boîtier et un connecteu r du second équipement informatique, - le boîtier adaptateur comporte au moins un contrôleur d'interface avec connecteur de liaison filaire série type USB®, PS2, RS232, RS422 ou RS485 pour les échanges de données,
- le boîtier adaptateur comporte au moins un contrôleur d'interface avec connecteur de liaison filaire parallèle pour les échanges de données,
- le connecteur parallèle est de type centronics®,
- la source d'alimentation autonome électrochimique alimente ledit au moins un second équipement par au moins un connecteur d'alimentation sur boîtier relié aud it au moins un second équipement par liaison filaire d 'alimentation , le connecteur d'alimentation sur boîtier étant distinct du connecteur d'échanges de données,
- la source d'alimentation autonome électrochimique alimente led it au moins un second équipement par le connecteur et, notamment dans le cas d'une liaison série USB®, par ledit connecteur USB® du boîtier,
- la source d'alimentation autonome électrochimiq ue est une batterie rechargeable, - le boîtier adaptateu r comporte un connecteur de charge de batterie,
- le boîtier adaptateur comporte en outre un circuit de régulation de charge de la batterie,
- la batterie est amovible,
- dans le cas d'un contrôleur d'interface avec connecteur de liaison filaire série type USB®, le boîtier adaptateur comporte des moyens de charge de la batterie par l'intermédiaire d'un connecteur USB® du boîtier, - dans le cas d'un contrôleur d'interface avec connecteu r de liaison filaire série type USB®, le contrôleur d'interface est du type à pile logicielle USB® maître,
- le boîtier adaptateur comporte en outre une fonctionnalité de d istribution d'interfaces de même type ou de types différents entre plusieurs connecteurs d'échanges de données,
- le boîtier adaptateur est autonome et mobile,
- le boîtier adaptateur comporte des moyens pour être porté par un uti lisateu r d u second équipement informatique. L'invention concerne également un adaptateu r
Bluetooth® USB® pou r périphériq ue informatique à prise d'interface USB® destiné à des échanges de données informatiques, dans lequel l'adaptateur comporte un module d'émission/réception radio selon le protocole Bluetooth® avec une pile de protocole Bluetooth®, au moins un contrôleu r d'interface USB® avec connecteur de liaison vers ledit phériphérique informatique et une source d'alimentation autonome électrochimique, le contrôleur d'interface USB® comportant une pile logicielle USB® de type maître et la source d'alimentation al imentant ledit périphériq ue informatique.
L'invention concerne enfin un système de radiocommunication pour des échanges de données informatiques entre un équipement informatique maître, notamment un micro-ordinateur, et au moins un équipement informatique périphériq ue dans lequel une étape des échanges de données s'effectue par une voie radio selon le protocole Bluetooth®, un boîtier adaptateur autonome Bluetooth® selon l'une ou plusieurs des caractéristiques précédemment listées étant disposé entre la voie radio et
l'équipement informatique périphérique, ledit boîtier adaptateur Bluetooth® comportant un module d'émission/réception radio selon le protocole Bluetooth® avec une pile logicielle de protocole Bluetooth®, au moins un contrôleur d'interface avec connecteu r de liaison filaire vers ledit équipement informatique périphérique et une source d'alimentation autonome électrochimique, la source d'alimentation alimentant ledit équipement informatiqu e périphérique, une interface Bluetooth® étant en outre disposée entre la voie radio et l'équipement informatique maître, ladite interface Bluetooth® étant alimentée par l'équipement informatique maître et comportant un module d'émission/réception radio selon le protocole Bluetooth®, une pile logicielle de protocole Bluetooth® étant disposée dans l'éq uipement informatique maître.
Dans des modalités particulières du système pouvant être combinées selon toutes les modalités techniquement envisageables:
- l'éq uipement informatique périphérique comporte une entrée/sortie USB® et que le boîtier comporte au moins un contrôleur d'interface avec connecteu r de liaison filaire USB®, l'équipement informatique périphérique et le boîtier étant reliés par la liaison filai re USB®, l'alimentation de l'éq uipement informatique périphérique provenant de la source d'alimentation autonome électrochimiq ue d u boîtier,
- l'interface Bluetooth® disposée entre la voie radio et l'équ ipement informatique maître comportent en outre des moyens de l iaison matériels et logiciels USB®, les données transitant par l'interface USB® puis Bluetooth® de l'équipement informatique maître vers le périphérique dans un premier sens de transfert et inversement dans u n sens de transfert opposé,
- le boîti er comporte des moyens matériels et logiciels de liaison série (notamment USB®, PS2, RS232, RS422 ou
RS485) et/ou parallèle vers l'équipement informatique périphérique.
La présente invention va maintenant être exemplifiée sans pour autant en être limitée avec la description qui suit en relation avec les figures suivantes : la Figure 1 qui représente un adaptateu r selon l'invention, la Figure 2 qui représente un schéma de répartition des fonctions opérationnelles dans une application générique de l'invention avec USB® type maître et, pour comparaison , d'un adaptateur USB® type périphérique.
Les exemples donnés correspondent principalement à une version de l'adaptateur ou du boîtier adaptateur qui comporte des moyens USB® type maître vers l'équipement informatique périphérique. Toutefois, l'invention dans sa généralité correspond à un adaptateur Bluetooth® autonome alimentant le périphérique et dont la liaison de données au périphérique peut être de divers types, notamment série et/ou parallèle, et ceci à liaison unique ou multiple de même type ou de types différents. Ainsi , dans une version particulière de mise en oeuvre, l'adaptateur ou le boîtier adaptateu r peut comporter une liaison de données USB® maître associée à une ou plusieurs autres liaisons séries (d ont USB® ) et/ou parallèle. Dans tous les cas, le/les contrôleu rs d'interfaces de l'adaptateur ou boîtier adaptateur correspondent au type de liaison à assurer avec l'éq uipement informatique périphérique.
Dans le cas d'une liaison USB®, l'alimentation du périphérique par l'adaptateur ou le boîtier adaptateur se fait par le connecteur USB®. Dans d'autres types de liaison filaire, l'alimentation peut se faire soit par le connecteur de liaison de donnée, par exemple pou r une liaison RS232, les signaux de contrôle, notamment DTR, peuvent permettre l'alimentation d'un périphérique à faible consommation (q uelq ues milliampères), soit par une liaison filaire spécifique d'alimentation en parallèle de la liaison filaire de données.
L'adaptateur 1 de la Figure 1 comporte un module 2 Bluetooth® d'émission/réception selon ledit protocole avec schématisé sur la d roite une antenne, sur la gauche une liaison 9 type série pour échange de données avec un circuit électronique contrôleur USB® lui-même relié à un connecteur 4 USB® destiné à être connecté à un périphérique informatique par liaison filaire USB ou directement dans une prise USB® dud it périphérique. Le module 2 est alimenté en 3,3V par un régulateur 6 relié à une batterie 5 Lithium-ion de 3,7V qui peut être rechargée par l'intermédiaire d'un circuit de charge batterie 7. La batterie est une batterie que l'on utilise classiquement en téléphonie portable et elle présente une capacité volumique élevée permettant de réaliser un adaptateur de faible volu me. Par ailleurs, le circuit de charge de batterie peut être reporté dans un bloc d'alimentation secteur externe que l'on pourra éventuellement laisser brancher en permanence dans le cas d'u ne utilisation fixe de l'adaptateur. La liaison 9 entre le contrôleur 3 USB® et le modu le 2 Bluetooth® accepte les niveaux logiques TTL ou , préférentiellement, ses déclinaisons à faible consommation comme par exemple HCT.
Le contrôleur 3 USB® comporte u n microcontrôleur dédié qui est configuré en tant que maître (HOST) et qui intègre donc comme on le verra en relation avec la Figure 2, u ne pile de protocole maître. Dans cet exemple, l'alimentation du connecteur 4 USB® est régulée et prise en sortie du régulateur 3,3V. Toutefois, si le contrôleur 3 USB® comporte des moyens de contrôle de l'a limentation intégrés pour le connecteur USB®, on utilisera lesdits moyens qui peuvent en outre permettre de mesu rer l'intensité du courant envoyé sur la liaison USB®. Le module 2 comporte des ressources matérielles et logicielles permettant de faire fonctionner des applications utilisateu r spécifiques et en particulier des moyens de suivi et contrôle de l'alimentation du module afin, au minimum , d'une part de prévenir de la baisse de la charge
de la batterie et, d'autre part, d'éviter une décharge trop profonde de la batterie par mise en veille de l'adaptateur. L'adaptateur de la Figure 1 peut également comporter des moyens de charge de la batterie (non représentés) par le connecteur USB®.
Sur la Figure 2 on a représenté cote à cote deux adaptateurs USB® Bluetooth® afin de mieux faire ressortir les spécificités de l'adaptateur de l'invention USB® Bluetooth® de type maître 1 1 (à droite) par rapport à un adaptateur USB® Bluetooth® de type périphérique 1 0, encore dit esclave, (à gauche). L'util isation d'une étape radio 1 3 selon le protocole Bluetooth® dans des échanges de données entre les équipements informatiques permet de se passer d'une liaison par fil entre lesdits équipements. Dans la partie gauche de la Figure 2, un équipement informatique maître 9 classiq ue, par exemple un microordinateur, comporte typiquement depuis son interface utilisateur en allant vers l'adaptateur: un pilote de périphérique (par exemple d'un modem ou d'u ne imprimante), une pile de protocole Bluetooth®, une interface H CI ou interface de contrôle hôte (Host controller I nterface) et une pile logiciel le maître USB® à laq uelle est reliée physiquement, par une liaison filaire USB® 14, u n adaptateur USB® Bluetooth® de type périphérique 1 0 avec sa pile logicielle USB® périphérique et la couche physique Bluetooth® avec ses moyens radio, ce dernier ensemble étant surmonté d'u ne interface HCI compati ble avec celle de l'équipement informatique 9. L'adaptateur de type USB® Bluetooth® de type périphérique 1 0 est alimenté par l'équipement informatiq ue maître 9 par l'interméd iaire de la liaison USB®. Le pilote du périphériq ue permet notamment de mettre en forme les messages à transmettre selon le type de périphérique et par exemple, pour une imprimante, en remplaçant une commande d'un traitement de texte par une séquence de caractères d'échappement correspondant à la
commande pour le périphérique. La pile de protocole Bluetooth® permet d'encapsuler le message et de gérer la couche de transmission radio. L'adaptateur USB® Bluetooth de type périphérique 1 0 est un dispositif qui se présente généralement sous la forme d'une prise à clé (dongle).
Par contre, dans la partie droite de la Figure 2, un équipement informatique périphérique 12 classique, par exemple un modem ou d 'une imprimante ou u n lecteur de codes à barres, voire même un micro-ordinateur, comporte typiquement depuis l'application logicielle périphérique en allant vers l'adaptateur: une application (logicielle) du périphérique et une pile logicielle USB® périphériq ue à laq uelle est reliée physiquement par une liaison USB® 1 5 un adaptateur USB® Bluetooth® de type maître 1 1 avec sa pile logicielle USB® maître, une couche physique Bluetooth® avec ses moyens radio et une interface HCI , cet ensemble étant surmonté par u ne pile protocole Bluetooth®. La pile USB® maître permet d'émuler u n équipement maître dans l'adaptateur 1 1 . Entre l'adaptateur USB® Bluetooth® type périphériq ue 1 0 et l'adaptateur USB® Bluetooth® type maître 1 1 de l'invention , les échanges se font par ondes radio.
L'adaptateur USB® Bluetooth® de type maître 1 1 de l'invention , comme par exemple réalisé selon la Figure 1 , se distingue des adaptateurs classiques reliés aux périphériques car ces derniers n'ont pas de fonctionnal ités de type maître. Cet adaptateur USB® Bluetooth® de type maître 1 1 permet de simuler des fonctionnalités d'un équ ipement maître tel qu'un micro-ordinateur mais du coté périphérique de la partie rad io de la liaison . L'adaptateu r USB® Bluetooth® 1 1 de l'invention possède, du fait de cette fonctionnalité de type maître, une source d'alimentation autonome qui permet en outre d'alimenter son connecteur USB® et le périphérique USB® auquel il est connecté. Cette source d'alimentation est une batterie rechargeable qui est rechargée grâce à un chargeur
secteur (voire voiture ou autre) relié à un connecteur de recharge de l'adaptateur 1 , 1 1 et/ou, en alternative ou complément, par sa propre prise USB® lorsque pour recharge, l'adaptateur est connecté à un équipement informatique maître, notamment micro-ordinateur, dont la prise USB® comporte une alimentation de la liaison filaire. On comprend que dans ce dernier cas, recharge par prise USB® de l'adaptateur 1 1 , celu i -ci n'est pas fonctionnel du point de vue des échanges de données puisque ses moyens logiciels (piles ... ) ne sont pas adaptés à une connexion à un tel équipement informatiq ue maître.
De préférence, u n circuit de régulation de la charge (surveillance de la température, de l'évolution de la tension et/ou régulation en courant et/ou tension en fonction du type de batterie : Pb, Cd Ni , Li-ion ... ) est incorporé à l'adaptateur afin de permettre une certaine liberté d'al imentation électrique par le connecteur de recharge. De préférence, la batterie est un boîtier amovible contenant un ensemble d'éléments individuels de batteries reliés entre eux et par exemple une batterie du type de celles utilisées dans les téléphones portables. On envisage même, dans une version évoluée, que le circu it de régulation de la charge soit incorporé au boîtier contenant les éléments i ndividuels de batteries pour éviter le dispositif de choix des moyens mis en oeuvre pou r la régulation de la charge en fonction du type de batterie, le circuit de régulation dans le boîtier étant d irectement adapté aux éléments à recharger.
Dans les exemples donnés, on a p ris le cas d'un adaptateur simple, c'est-à-dire qu'il reçoit et transmet des données entre une voie radio Bluetooth® et u ne entrée/sortie USB®. I l est également possible, dans des versions plus évoluées, de disposer de plusieurs connecteurs USB® type maître sur l'adaptateur par ajout d'une fonctionnalité de distribution d'entrées/sorties USB® et/ou , encore, d'autres
types, notamment série (PS2, RS232, RS422, RS485) ou parallèle, dans l'adaptateur.
Dans un mode particulier de réalisation, l'adaptateur est dans un boîtier comportant une batterie rechargeable, le module Bluetooth®, un composant électronique d'adaptation de protocole de liaison à l'équipement périphérique (convertisseur RS232, RS485, USB maître, PS2). Ce boîtier peut être relié à un équipement périphérique fixe, par exemple une impri mante ou un lecteur de badge (contrôle d'entrée). Toutefois, l'adaptateur dans le boîtier étant autonome, on l'appliquera plus particulièrement à des activités mobiles. Ainsi, le boîtier, dans une application mobile, peut être fixé à une ceinture d'un opérateur ou bien sur un véhicule pour, par exemple, gestion de stocks ou commandes dans un entrepôt, le boîtier étant connecté par fil US B® (fil ou directement connecteur à connecteur) à un lecteur de code à barres. Ce boîtier, dans une telle application mobile, peut également être disposé dans u n camion d'un transporteur relié par exemple à un secteur de carte à puce dans des opérations de paiement ou un lecteur de code à barres + clavier et afficheur pour des livraisons . Il permet à tout équipement périphérique filaire, notamment portable dans les applications correspondantes, et ayant une interface PS2 ou série (RS232, RS422 ou RS485) ou , encore USB® (en tant que périphériq ue), de se connecter sans fil par Bl uetooth® à un équipement distant sans changer de matériel ou d'avoi r à mettre en œuvre une liaison filaire spécifique de connexion à l'équipement distant.
Grâce à la batterie, le boîtier génère l'alimentation du périphérique par la prise USB® ainsi que pour le modul e Bluetooth® lui -même. L'adaptateur avec sa liaison Bluetooth® réalise une passerelle entre l'éq u ipement périphérique et un équipement distant Bluetooth de type ordinateu r personnel (PC) fixe ou portable, organisateur/assistant personnel électronique (PDA) ou , même, un point d'accès à un réseau
(interne dont INTRANET ou externe dont INTERNET). Les équipements périphériques qui sont utilisables sont notamment: un lecteur de codes à barres, un lecteur d'étiquette électronique (« RF Tag »), un ordinateur ou microordinateur proprement dit, une machine industrielle, un automate, un terminal de point de vente ou de paiement.