KR100354995B1 - 저-배터리 자동 신호 기능을 가지는 비상 전화기 - Google Patents

저-배터리 자동 신호 기능을 가지는 비상 전화기 Download PDF

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Abstract

비상 셀룰러 전화기는 배터리로부터 직접 전력을 수신하여 연속적으로 작동하는 저-전력 타이머를 포함한다. 이러한 타이머는 주기적으로 배터리 테스트를 시행하여, 적합하다면, 전화기가 OFF상태에 있는 동안에 배터리 경보를 발한다. 이 타이머는 미리 규정된 시간 간격으로(예컨대, 하루에 한 차례 또는 일주일에 한 차례) 전화기를 "작동"(전력-업)시킨다. 각 타이머가 제어하는 "작동" 이후에, (배터리에 부하로 배터리전압을 측정하거나 또는 다른 통상적인 배터리 충전량 감시기술을 사용하여) 잔여 배터리 용량을 측정하기 위하여 프로세서가 테스트를 수행한다. 만일 잔여 배터리 용량이 충분하다면, 전화기기의 프로세서는 작동 중지되고 타이머가 재가동한다. 만일 잔여 배터리 용량이 낮다면, 경보를 발한다. 저-배터리 경보는 전화기로부터의 청각적인 또는 시각적인 경보와 같은 통상적인 방법을 사용한다. 부가적으로, 저-배터리 경보는 키 패드 및/또는 시스템 커넥터를 통해 사용자 또는 캐리어가 전화기에 입력한 미리 규정된 전화 번호로의 자동 무선전화기호출로 구성될 수 있다. 호출된 번호는 사용자의 지상전화기번호, 다른 셀룰러 전화기번호 또는 캐리어 번호일 수 있다. 전화기호출을 통해 전송된 경보는 가청 톤, 음성합성 메시지 또는 데이터의 조합으로 구성될 수 있다.

Description

저-배터리 자동 신호 기능을 가지는 비상 전화기{EMERGENCY TELEPHONE WITH AUTOMATIC LOW-BATTERY SIGNALING}
휴대 가능한 셀룰러 전화기기는 통상적인(유선) 전화기기 및 다른 셀룰러 전화기들과의 무선-전화 통신을 행할 수 있다. 이러한 휴대요 셀룰러 전화기는 실제로 통화할 수 있는 시간이 한정되어 있는 크기가 작은 재충전 배터리로 전력을 공급받는다. 배터리가 방전되면, 전화 통화를 더 하기 위해서는 배터리를 재충전 또는 대체하여야만 한다. 몇몇 형태의 셀룰러 전화기는 큰 배터리 (예컨대, 자동차용 배터리)로 전력을 공급받거나 전기 소켓에 직접 플러그 연결시키기도 하지만, 본 발명은 휴대용 전화기에 사용하기에 충분히 작은 배터리로 전력을 공급받는 셀룰러 전화기에 관한 것이다. 실제로, 본 발명은 사용자가 전화기를 "오프" 상태로 해놓은 시간 동안에 배터리에 남아 있는 충전량을 주기적으로 감시하여, 필요한 경우에 저-배터리 경고를 발하는 장치 및 기술에 관한 것이다.
셀룰러 전화기는 통상적으로 사용자가 전화기호출을 하거나 받기를 원할 때에 사용자가 작동시키는 휴대용 전화기로서 사용된다. 게다가, 미국특허 제 5,179,724호 "Conserving Power in Hand-Held Mobile Telephones During A Receiving Mode of Operation"에 기재되어 있는 바와 같이, 전화기는 전화 통신을 수신하기 위해 수신 대기 상태(standing-by)에 놓여있을 때에 저-전력의 대기상태(waiting state)로 전환될 수 있다. 미국특허 제 5,600,282호 "Low Power Consumption Oscillator Circuit"와 일본 특허공보 JA-0238933호에 도시되어 있는 바와 같이, 컴퓨터와 같은 비-셀룰러 전화기장치를 위해 배터리 감시기능을 가지는 저-전력의 대기상태들이 개발되었다. 그러나, 사용자가 전화기호출을 하지 않고 또한 호출을 받을 일이 없다고 예상되면, 배터리에 저장된 충전량을 보존하기 위해 통상적으로 셀룰러 전화기의 전원을 끄게 된다. 셀룰러 전화기의 전원을 끄게 되면, 미국특허 제5,570,025호에 도시되어 있듯이, 배터리 센서를 포함한, 전력을 소비하는 전화기의 모든 부품들(예: 배터리 센서)이 작동중지된다[참조: 미국 특허번호 제5,570,025호]. 이는 배터리로부터 방출되는 전류를 최소화하여, 한 번의 배터리충전으로 셀룰러 전화기가 작동할 수 있는 통화시간을 연장시킨다. 따라서, 현존하는 많은 셀룰러 전화기들은 전원이 끊기게 되면 기능을 하지 않는다.
셀룰러 전화기는 전원이 연결된 상태에 있으면, 잔여 배터리 충전량이 적다는 것을 사용자에게 통지한다. 사용자는 셀룰러 전화기가 작동 중지되기 직전에, 저-충전 배터리 상태를 경보받는다. 게다가, 대부분의 현재 셀룰러 전화기는, 배터리가 재충전될 필요가 있다는 것을 사용자에게 알리는 가청 "비프(beep)" 또는 전화기의 디스플레이 상의 메시지로서 구현되는 저-충전 경보기능을 가진다. 배터리 충전량이 적다는 경보를 발하기 위하여, 소정의 셀룰러 전화기는 배터리의 충전상태를 감시하여 만일 배터리의 충전량이 소정의 레벨 아래로 떨어지면 경보를 발하는 전자회로를 포함하고 있다. 이러한 셀룰러 전화기는 배터리를 감시하여 경보를 발하도록 프로그램을 실행하고 또한 회로를 작동시키기 위하여는 전원이 연결되어 있어야 한다.
셀룰러 전화기는, 경찰, 앰블런스 또는 견인차를 호출하는 비상상황에서의 사용을 포함한, 많은 용도를 가진다. 실제로, 몇몇 사용자들은 비상상황을 위해서만 그들의 자동차 또는 기타 차량내에 셀룰러 전화기를 비치하고자 하였다. 예컨대, 차량을 운전하는 10대들의 부모들은 그들의 자동차내에 비상 셀룰러 전화기를 비치하여 전화기를 비상 상황에서만 사용하여야 한다고 그들의 아이들에게 이야기할 수 있다. 이와 비슷하게, 등반가들은 비상시에 구조요청을 하기 위하여 경량의 셀룰러 전화기를 가지고 다닐 수 있다. 이 외에도, 전원이 연결되면 미리 지정된 비상 전화 번호 (예컨대, 가정 또는 "911")를 호출하는 단일 기능을 가지는 비상 셀룰러 전화기가 미래에 나타날 수 있다.
만일 셀룰러 전화기가 비상 전화기로서 사용되게 된다면, 전화기에 전원이 연결되어 전화 호출이 이루어질 때에 배터리가 충분히 충전되어 있어야 한다는 것이 중요하다.
비상 셀룰러 전화기에 적합한 배터리는 교체 또는 재충전 없이 몇달 동안 휴지 상태(dormant)로 있을 수 있어야만 한다. 이러한 배터리는 몇년은 아니더라도 몇달 동안의 휴지기간 이후에라도, 전화기에 전력을 공급하여 전화 호출을 하기에 충분한 전류를 공급하여야만 한다. 만일 전화기가 장기간 방치되는 경우에는, 비상 배터리는 방전되게 된다. 또한, 만일 전화기가 너무 오랫동안에 휴지상태에 있게 되면 배터리의 자기-방전 특성으로 인해 배터리가 방전될 수 있으며, 만일 전화기가 배터리를 조금씩 방전시키거나, 또는 배터리에 결함이 있다면, 배터리가 방전될 수 있다. 이들 여러 상황에 있어서, 긴급 상황이 발생하여 도움을 요청하는 호출을 하기 위해 전화기에 전원을 연결시켰을 때에 배터리의 충전량이 충분하지 않을 수 있다. 비상용 셀룰러 전화기가 작동하지 않게 되면, 긴급 상황을 더 악화시키고 또한 도움을 필요로 하는 사람들이 경찰, 앰블런스 또는 다른 도움을 받을 수 없도록 한다. 따라서, 비상용 셀룰러 전화기에 전력을 공급하는데 사용되는 배터리는 장기간의 잔여 휴지기간 이후에도 전화기에 전력을 공급하기에 충분한 전력을 저장할 필요가 있다. 이 외에도, 비상용 셀룰러 전화기의 배터리는 만일 방전되게 되면 경보를 발할 필요가 있다.
셀룰러 전화기를 노변에 있는 비상호출 박스에서 사용하도록 적용한 예가 본 기술분야에 공지되어 있다. 미국특허 제 4,788,711호 및 제 5,377,256호에 기재되어 있듯이, 셀룰러 전화기가 노변의 전화기호출 박스에 영구히 설치되어 있으며, 경찰국 또는 다른 정부기관의 중앙 디스패쳐(central dispatcher)를 호출하도록 사전 프로그램된다. 노변 전화 박스내에 셀룰러 전화기를 설치하는 경우, 이들 셀룰러 전화기는 전기설비로부터 전선을 통해 전력을 공급받을 수 있기 때문에 배터리로 인한 문제점이 없다. 이 외에도, 중앙 디스패쳐가 셀룰러 전화기를 감시하고 셀룰러 전화기 자체에서 주기적으로 유지 보수 기능을 수행할 수 있으며, 이들 전화박스내의 셀룰러 전화기는 항상 전원이 연결되어 있다. 예컨대, 셀룰러 전화기는 주기적 및 자동적으로 중앙 디스패쳐를 호출하여 전화기가 적절히 기능하는지 확인하거나 전화기가 그의 작동상태에 관해 검출한 문제점을 보고하도록 미리 프로그램된다. 만일, 셀룰러 전화기의 보조 배터리(back-up battery)가 방전되게 되면, 작동중인 셀룰러 전화기는 이러한 배터리의 저-충전 상태를 발견하여, 전화기가 자동적으로 상태 호출(status call)을 하는 다음 기회에 중앙 디스패쳐에 저-배터리 상태를 보고한다. 그러나, 노변 전화 박스내의 셀룰러 전화기에 채용된 장치와 방법들은 본 발명의 선행기술이 될 수 없는데, 왜냐하면 본 발명은 전화기의 전원이 끊긴 상태에서 배터리 테스트와 경보기능을 수행하기 때문이다; 즉, 비상 전화 박스는 "전원 오프" 상태를 가지지 않거나, "전원 오프" 상태 동안에는 아무런 기능도 하지 않는다.
본 발명은 무선 전기통신장비, 특히 휴대가능한 무선전화기용 배터리 감시시스템에 관한 것이다.
도 1은 셀룰러 전화기의 예시적인 블록도.
도 2는 셀룰러 전화기의 마이크로 컨트롤러에 연결된 배터리 감시회로의 예시적인 블록도.
도 3A와 3B는 배터리 용량 레벨을 감시하여, 저-배터리 경보를 발하고 수신기를 제어하기 위한 마이크로 컨트롤러가 사용하는 소프트웨어의 흐름도.
많은 셀룰러 전화기 사용자들은 안전용으로, 특히 비상 상황에서 주로 사용하기 위해 전화기를 구매한다. 이들 전화기는 가격이 저렴하면서도 장시간의 배터리 저장수명을 가져야만 한다. 안전목적을 위한 전화기(비상용 전화기로도 부름)는 알카라인 배터리 또는 장기간의 저장수명을 가지는 다른 유형의 배터리를 대부분 가진다. 비록 안전용 전화기가 사용되는 경우가 드물다 하더라도, 이 안전용 전화기는 비상 상황에서 사용되기 때문에 전원을 켰을 때에 성공적으로 호출할 수 있는 것이 중요하다. 호출을 성공적으로 하기 위해서는 많은 요구사항들이 충족되어야만 하는데, 이들 중 하나는 충분한 배터리 용량이다. 그러나, 안전용 전화기는 사용자의 보이지 않는 곳에 보관되고 좀처럼 잘 사용되지 않기 때문에, 필요할 때에 사용자가 배터리를 교체하거나 재충전시키는 것을 기억하지 못할 수 있다. 현존하는 셀룰러 전화기도 저-배터리 경보 기능을 가지지만, 사용자가 전화기를 켠 이후에만 경보가 나타나고, 전화기의 전원이 끊긴 동안에는 배터리 테스트 또는 경보기능이 이루어지지 않기 때문에 안전용 전화기로는 부적합하다.
본 셀룰러 전화기는 전화기의 전원이 끊긴 상태에 있을 때 작동하는 저-전력 타이머(timer)를 구비한다. 이러한 타이머는 미리 지정된 간격(예컨대, 하루에 한 차례 또는 일주일에 한 차례)로 전화기내의 프로세서를 "작동"시킨다(전력을 공급한다). 타이머로 "작동"된 후에, 상기 프로세서는 잔여 배터리 용량을 측정하기 위한 테스트를 수행한다. 이러한 테스트는 배터리 상의 부하로 배터리 전압을 측정하거나, 종래의 다른 배터리 충전 감시기술을 사용하여 이루어질 수 있다. 만일 배터리 용량이 충분하다면, 전화기의 프로세서는 턴-오프되고, 타이머가 재-가동된다. 만일 배터리 용량이 낮다면, 경보를 발한다.
상기 경보 기능은 (키패드 및/또는 시스템 커넥터를 통해 사용자 또는 캐리어가 전화기에 입력한) 규정된 번호의 자동적인 셀룰러 전화 호출 및 다른 통상적인 경보(예를 들면, 경보음, 디스플레이 등)로 이루어질 수 있다. 만일 경보 호출이 이루어진다면, 호출된 번호는 사용자의 유선 전화 번호, 다른 셀룰러 전화 번호 또는 캐리어의 번호일 수 있다. 호출이 이루어지면, "경보"는 톤, 톤과 음성메시지(전화기에서 음성합성을 필요로 한) 또는 데이터의 조합으로 이루어질 수 있다.
도 1에서는 본 발명과 관련된, 손으로 휴대할 수 있는 이동 셀룰러 전화기(100)의 블록도를 설명한다. 비록 본 발명의 전화기가 손으로 휴대할 수 있는 작은 휴대용 전화기로 사용하기에 적합하다 할 지라도, 본 발명의 원리는 전력소비의 감축을 필요로 하는 배터리로 작동되는 어떠한 무선통신장치에도 적용될 수 있다. 셀룰러 전화기의 부품은, 전화기의 전원이 끊긴 상태에서도 작동하는 배터리 감시회로를 제외하고는 종래의 것과 동일하다.
본 발명의 셀룰러 전화기(100)는 통상의 안테나(118)에 연결되는 송신기(114)와 수신기(116)를 가지는 송수신기(112)를 포함한다. 송신기 회로와 수신기 회로(114, 116)는 마이크로 컨트롤러(120)가 제어하는 데, 이는 통상적으로 구입가능한 다양한 마이크로 컨트롤러 중 하나일 수 있다. 송신용 음성신호 또는 수신한 음성신호는 음성처리회로(122)를 통과한다. 음성처리회로(122)는 수신한 음성신호를 스피커(124)에 적합한 신호로 변환시키고, 마이크로폰(126)으로부터의 전기적 신호를 송신기 회로(114)에 적합한 신호로 변환시킨다. 이 외에도, 음성처리회로(122)는 마이크로 컨트롤러(120)가 제어하는 음성 발생기(128)로부터의 "저-배터리 경고"와 같은 합성 음성신호를 수신할 수 있다.
또한, 마이크로 컨트롤러(120)는 셀룰러 전화기의 디스플레이(130)를 제어하고, 전화기 키패드(132)로부터 입력신호를 수신한다. 예컨대, 키패드는 마이크로 컨트롤러와 연결된 비-휘발성 메모리(136) 내에 사용자 설정 정보 장소(134)로 할당된 메모리장소에 저장되는 전화기번호(들)를 입력하는데 사용할 수 있다. 비-휘발성 메모리 장소(135)에는 실행가능한 프로그램 명령들이 저장될 수 있다. 또한, 마이크로 컨트롤러는 일시 저장 장소로서 휘발성 메모리(138)에 액세스할 수 있다.
셀룰러 전화기를 작동시키기 위한 전류는 배터리(140) (예컨대, 알카라인 배터리)가 공급한다. 이러한 배터리는 스위치(142)를 통해 대부분의 전화기 부품에 연결된다. 배터리에 연결된 조절기(218)는 테스트 회로를 제외한 전화기의 다른 전기 부품에 균일한 전압(Vcc)을 공급한다. 스위치가 개방되면(OFF), 배터리에 항상 연결되어 있는 테스트 회로(148)를 제외한 전화기의 다른 부품들과의 접속이 단절된다. 배터리 이외에도, 전화기상의 충전단자(146)에 연결되는 변압기(144)가 전화기에 전력을 공급할 수 있다. 만일 재충전가능한 배터리가 사용된다면, 변압기는 또한 배터리를 재충전시키는 데에도 사용될 수 있다.
배터리 테스트 회로에 대해 도 2에 도시되어 있고, 아래에 기재되어 있다. 이 회로의 설명에 있어서, "셋(set)" 또는 "하이(high)"는 유효한 두 개의 디지탈 출력상태중에서 보다 높은 논리 레벨을 나타내고, "리셋(reset)" 또는 "로우(low) "는 유효한 두 개의 디지탈 출력 상태중에서 보다 낮은 논리 레벨을 나타낸다.
배터리 테스트 회로(148)는 배터리에 부하를 가하여 배터리 전압을 측정함으로써 배터리(140)의 충전 레벨을 감시한다. 부하는 전화기 내 회로들을 작동시킴으로써 배터리에 가해진다. 테스트 회로는 배터리 전압에 상응하는 디지탈 값을 출력하고, 이 디지탈 값은 배터리의 충전상태를 나타낸다. 배터리(140)로부터의 출력 전압 레벨은 아날로그-디지탈(A/D) 변환기(206)에 인가되고, 이 변환기는 배터리로부터의 입력전압레벨을 버스(208) 상에서 변환기에서 마이크로컨트롤러(120)로의 출력 디지탈 값으로 변환시킨다. 마이크로 컨트롤러는 배터리의 충전 레벨이 전화기에 전력을 공급하고 비상 무선통신을 수행하기에 충분한지를 확인하기 위하여, 비-휘발성 메모리(136)[도 1]에 저장된 미리 규정된 값과 배터리 충전레벨을 나타내는 디지탈 값을 서로 비교한다. 만일 배터리 충전 레벨이 미리 규정된 값 이하면, 마이크로 컨트롤러는 경보 시퀀스를 개시한다.
테스트 회로(148)는 타이머 카운터(202), 발진기(210), 아날로그-디지탈 (A/D) 변환기(206), 및 저항(R2및 R3)을 포함한다. 외부에 있으면서 테스트 회로(148)에 연결되는 것은 다이오드(D1-D5), 다른 저항(R1), 스위치(Sn), 조절기(218), 전압 클램프(220), 배터리(140) 및 마이크로 컨트롤러(120)이다. 발진기(210)는 셀룰러 전화기의 휴지기(전력이 끊긴 상태), 특히 마이크로 컨트롤러 동작간의 주기를 맞추기 위해 카운터(202)가 사용하는 클럭 신호(clock signal)를 제공한다. 카운터(202)는 발진기로부터의 입력 클럭, 마이크로 컨트롤러(120)로부터 부하입력 (203) 및 배터리 스위치(S1)(142)로의 출력을 가진다. 카운터(202)는 카운터 비트 당 한 단계씩, 직렬 연결된 플립-플롭으로 구성되거나 다른 통상적인 카운팅 회로일 수 있다. 발진기(210)로부터의 각 클럭펄스는 카운터 값이 1씩 감소되게 한다. 카운터 값이 0이 되면, 카운터 내에서 두 개의 동작이 발생하는데, 하나는 (1) 발진기로부터의 클럭 펄스가 카운터를 클럭킹하는 것을 방지하여 카운팅 프로세스를 정지시키는 것이고, 다른 하나는 (2) 카운터로부터의 출력이 스위치(S1)(142)를 폐쇄하도록 셋(set)되는 것이다. 이로 인해 배터리 전력이 마이크로 컨트롤러와 다른 전화기 회로에 인가된다. 카운터가 동작하고 0이 아닌 카운트 값을 가지면, 카운터 출력은 스위치(S1)(142)에 대해 로우(low)이다. 마이크로 컨트롤러(120)로부터의 부하 입력(203)이 하이(high)이면, 카운팅 프로세스를 중지시켜, 미리 규정된 휴지기에 대응하는 0이 아닌 값(초기화 값)을 카운터(202)에 입력한다. 부하 입력(203)이 로우(low)이고 카운터 값이 0이 아니면, 카운터(202)가 작동(카운트)한다. 부하 입력(203)이 하이(high)에서 로우(low)로 변환된 후에, 0에 도달하기 위해 카운터(202)가 필요로 하는 시간은 카운터(202)에 입력된 미리 규정된 값과 발진기(210)의 주파수에 따라 달라진다. 이들 값들은 메모리에 저장된 하루에서 한 주까지의 중간 휴식주기 또는 다른 주기를 생성하도록 선택될 수 있다.
A/D 변환기(206)는 (발진기(210) 및 카운터(202)와 마찬가지로) 스위치(S1)에 의해 접속 단절될 수 있는, 배터리(140)로부터 직접 입력되는 아날로그 전압을 가진다. 변환기는 인에이블(enable)입력(212)과 버스선(208)으로의 디지탈 출력(213)을 가진다. A/D 변환 프로세스는 배터리로부터의 아날로그 전압 레벨에 비례하거나 이를 대표하는 디지탈 값을 생성한다. 변환기(206)는 카운터(202)가 스위치(S1)를 통해 마이크로 컨트롤러로 전력을 전환할 때 개시되는 동작 프로세스(wake-up process) 동안에 인에이블된다. 변환기(206)의 인에이블 입력(212)이 하이(high)이면, 전압 변환이 수행되고 디지탈 값이 마이크로 컨트롤러로 전송된다. 배터리 전압이 배터리에 인가된 부하를 사용하여 측정될 수 있도록 다른 전화기 회로에 전력이 인가될 때에 변환이 이루어진다. 변환기(206) 인에이블이 로우(low)이면, 변환이 수행되지 않고 디지탈 출력(213)에 전압 레벨이 존재치 않는다.
스위치1(S1)(142)이 폐쇄되면, 이 스위치와는 무관하게 배터리 전력을 받아들이는 테스트 회로(148)를 제외한, 마이크로 컨트롤러(120) 및 기타의 전화기 회로(214)로 전력을 보낸다. 스위치(S1)는 제어 전압(VCNTL)으로 활성화된다. 제어 전압 (VCNTL)이 로우(low)이면, 스위치(S1)는 개방된다. 제어 전압이 하이(high)이면, 스위치(S1)가 폐쇄된다. 스위치(S2)는 사용자 전원 버튼에 상응하고, 평상시에는 개방되어 있다. 전화기를 작동 및 작동 중지시키기 위하여 사용자는 이 스위치를 누른다. 다이오드(D1, D2및 D3)와 저항(R1)은 (1) 버튼(S2)이 눌려질 때, (2) 카운터(202)가 하이(high)의 인에이블 신호를 출력할 때, 또는 (3) 마이크로 컨트롤러가 출력을 D3에 셋(set)할 때, 스위치(S1)를 활성화시키는 "논리적 OR"게이트(250)[도 1]로서 사용된다. 다이오드(D1, D2또는 D3)의 양극이 하이(high)에 셋(set)될 때마다, 스위치(S1)에 제어전압이 인가되어 스위치를 폐쇄한다.
도 3A 및 3B의 개략적인 흐름도(300)는 배터리 감시기능을 제어하기 위해 필요한, 메모리(135)내에 저장된 프로그램 명령들의 논리를 나타낸다. 사용자가 (키패드(132) 상의 키일 수 있는) 스위치(S2)를 누르면, 배터리 전압이 다이오드(D2)의 양극에 인가되어, 제어 전압(S1)이 하이(high)에 셋(set)되게 된다. 이 상태는 스위치(S1)를 폐쇄시켜, 조절기(218)에 배터리 전압을 인가하게 된다. 조절기는 마이크로 컨트롤러(120)와 다른 전화기 회로(214)에 조절된 전압을 인가한다. 마이크로 컨트롤러가 프로그램의 실행을 개시하면, 스위치(S2)가 폐쇄되었는지[이는 사용자 입력 단계(304)에 의해 이루어진 전력-업(power-up)을 나타낸다]를 판단하기 위해 마이크로 컨트롤러는 클램프(220)의 출력(VCNTL)을 테스트한다. 만일 클램프 전압이 하이(high)이어서 사용자 스위치(S2)가 폐쇄되었다는 것을 나타내는 경우, 마이크로 컨트롤러는 다이오드(D3)의 양극을 하이(high)에 셋(set)한다. 이는 VCNTL을 하이(high)로 유지하고(스위치(S1)를 폐쇄하고), 전화기에 인가 전력을 계속 유지하기 위하여 R1에 대한 제2의 전류원을 제공한다. 단계(306)에서 이러한 다이오드(D3)의 셋(set)은 전화기를 ON 상태로 "래치(latch)"하여, 사용자가 스위치(S2)를 해제할 수 있도록 하고 전화기를 작동 상태로 유지되게 한다. 사용자가 전화기의 전원을 끄거나 전화기가 자동적으로 전원이 끊어지기 전까지 다이오드(D3)로의 마이크로 컨트롤러 출력은 하이(high)로 유지된다.
(클램프 출력을 통해 마이크로 컨트롤러가 감지하는 바와 같이) 사용자가 전화기의 전원을 작동시키면, 프로그램 실행은 정상적인 셀룰러 전화 서비스를 위해 사용자가 필요로 하는 기능들을 제공하는 일련의 명령들로 나뉘어진다. 이 기능(단계 308에서 표시됨)은 통상적인 것으로서, 본 발명에 관련된 것은 아니다.
단계(310)에서, 다이오드(D4)로의 마이크로 컨트롤러 출력은 카운터가 카운팅을 못하도록 하고, 카운터에 초기화 값을 입력하도록 셋(set)된다. 이 외에도, 라인(230) 상에서 다이오드(D5)에 대한 출력을 셋(set)함으로써, 마이크로 컨트롤러는 버스(라인)(208)상에 배터리전압의 디지탈 값을 A/D 변환기가 출력하도록 함으로써 배터리전압을 감시할 수 있다. 전화기의 전원을 끊기 위하여, 사용자는 스위치(S2)를 다시 누르는 데, 이 때 마이크로 콘트롤러가 클램프의 출력을 감시하여 스위치 누름을 감지한다. 스위치(S2)가 폐쇄되었다는 것을 감지한 후에, 마이크로 컨트롤러는 라인(231) 상에 다이오드(D3)에 대한 출력을 리셋(set)하여 스위치(S1)가 개방되도록 하고, 마이크로 컨트롤러 및 기타의 전화기 회로(214)로부터의 전력을 단절한다.
마이크로 컨트롤러에 더 이상 전력이 공급되지 않게 되면, 다이오드(D4)에 대한 입력은 로우(low)가 되어 카운터(202)가 카운팅을 시작할 수 있게 된다. 이와 비슷하게, 전력이 없는 마이크로 컨트롤러는 다이오드(D5)에 대한 입력이 로우(low)가 되게 하여, A/D변환기(206)를 작동 중지시킨다. 전화기가 오프-상태에 있는 동안에, 카운터는 휴지기간의 시간을 잰다. 카운트 값이 0에 도달하면, 카운팅 프로세스가 중단되고 카운터 출력이 셋(set)된다. 이 출력 셋(set)으로, 전압이 인가되어 스위치(S1)가 폐쇄된다. 이로 인해 마이크로 컨트롤러에 전력을 인가하는 조절기에 배터리 전압을 인가하게 된다. 마이크로 컨트롤러가 명령 실행, 즉 작동을 개시하면, 마이크로 컨트롤러는 먼저 스위치(S2)가 폐쇄되었는지(이는 단계(304)에서, 사용자 입력에 의해 이루어진 전력-업을 나타냄)를 판단하기 위해 클램프(220) 출력을 테스트한다. 이 경우에 있어서, 사용자가 아니라 테스트 회로에 의해 전력이 공급되었기 때문에, 스위치(S2)는 폐쇄되지 않는다. 그런 다음, 마이크로 컨트롤러는 다이오드(D3)에 대한 출력을 셋(set)하고, 이는 스위치(S1)의 폐쇄를 유지하기 위한 제2의 전류원을 제공한다. 이 동작은 단계(312)에서 전화기를 ON상태로 "래치"하게 된다. 배터리 테스트 동안에 마이크로 컨트롤러와 다른 전화기 회로에 전력이 공급되도록 하기 위해 배터리 테스트가 수행되는 동안에, 다이오드(D3)에 대한 마이크로 컨트롤러 출력은 하이(high)로 유지된다.
테스트 회로에 의해 마이크로 컨트롤러가 작동된 후에, 단계(314)에서 타이머 개시값으로 카운터를 재-초기화하기 위하여 마이크로 컨트롤러는 라인(232) 상에 다이오드(D4)에 대한 출력을 셋(set)한다. 마이크로 컨트롤러에 의해 인가된 부하 신호는 마이크로 컨트롤러가 전력을 공급받는 동안에 카운터를 중지시킨다.
배터리 테스트는 단계(316)에서 (배터리에 부하를 걸기 위해) 마이크로 컨트롤러에 의해 먼저 다른 전화기 회로들을 작동시킴으로써 수행한다. 알려진 부하하에 있는 동안에, 배터리 전압은 잔여 배터리 용량을 나타낸다. 마이크로 컨트롤러는 내부회로가 작동하도록(즉, 전력을 공급하도록) 선택된 전화기 회로들(예를 들면, 논리회로, 음성 프로세싱 회로, 메모리 회로, DSP 회로, 수신기 회로 또는 송신기 회로)을 제어함으로써 배터리에 부하를 가한다. 상기 회로들에 대한 전력을 제어하기 위한 수단은 정상적인 작동 모드 동안에 배터리 용량을 보존하는 "슬립(sleep)"모드를 실행하는데 사용되고 널리 사용되며, 이는 또한 본 기술분야에서도 잘 알려져 있다. 택일적으로, 전화기는 테스트 목적을 위해 배터리에 부하를 가하기 위한 특별한 부하(저항)와 스위치를 포함할 수 있고, 이 스위치는 테스트를 수행하기 위한 마이크로 컨트롤러가 제어한다.
마이크로 컨트롤러는 단계(318)에서 다이오드(D5)를 세팅함으로써 A/D 변환기(206)를 작동가능케 한다. 마이크로 컨트롤러는 단계(320)에서 저장된 임계 배터리 레벨과 A/D 변환기로부터 수신한 배터리 전압레벨을 나타내는 디지탈 값을 비교한다. 만일 배터리 값 비교가 배터리 용량이 충분하다는 것을 나타낸다면, 단계(322)에서 마이크로 컨트롤러는 스위치(S1)를 개방하여 전화기의 작동을 중지시키기 위해 다이오드(D3)에 대한 입력을 리셋(set)한다. 만일 배터리 충전 레벨이 불충분하다고 마이크로 컨트롤러가 판단하면, 배터리 경보가 발할 수 있다. 도 3B에 도시된 바와 같이, 프로그램(300)이 저-배터리 경보를 발하기로 결정하면, 이 프로그램은 일련의 시각적이고 가청적인 무선 경보를 보낼 수 있다. 단계(324)에서, 시각적인 저-배터리 경보를 발하도록 전화기가 셋(set)(예컨대, 세팅은 메모리 장소(134)에 저장된다)되어 있는지를 프로그램이 판단하고, 만일 셋(set)되어 있다면 단계(326)에서 시각적인 경보가 디스플레이(130) 위에 나타나게 된다. 이와 비슷하게, 단계(328 및 332)에서, 가청적인 무선(전화 호출) 경보를 발하도록 전화기가 셋(set)되어 있는지를 마이크로 컨트롤러가 판단한다. 만일 셋(set)되어 있다면, 단계(330)에서 마이크로 컨트롤러는 전화기에서 경고음이 나오도록 하거나 및/또는 단계(334)에서 미리 규정된 전화 번호로 경고(예컨대, 합성 음성경고)를 송신기 회로(114)가 전송하도록 한다.
배터리 테스트(및, 만일 필요하다면 경보)의 마지막 단계에서, 스위치(S1)를 개방하는, 다이오드(D3)에 대한 출력을 리세팅함으로써 단계(322 또는 336)에서 전화기는 작동 중지된다. 스위치(S1)가 개방되게 되면, 마이크로 컨트롤러에 더 이상 조절기로부터 전력을 받아들이지 않는다. 마이크로 컨트롤러가 더 이상 전력이 인가되지 않으면, 다이오드(D4)에 대한 입력이 로우(low)가 되어, 라인(232) 상의 카운터에 대한 부하 입력이 로우(low)가 된다. 이로 인해 카운터(202)가, 부하 입력이 하이(high)였던 동안에 카운터에 입력된 초기화 값으로 작동 시작을 할 수 있도록 한다. 또한, 라인(230) 상의 다이오드(D5)에 대한 입력을 로우(low)로 하면, A/D 변환기의 출력 신호를 포함해 A/D 변환기가 작동하지 않게 된다. 이는, A/D 변환기로부터의 출력 신호들이 전력이 공급되지 않은 마이크로 컨트롤러에 인가되지 않도록 한다.
특별한 경우는, 배터리를 가지지 않는 초기 상태로부터 셀룰러 전화기에 배터리를 설치하는 것이다. 이 경우에 있어서, 테스트 회로는 배터리에 의해 전력이 공급되고, 테스트 회로(148)의 카운터(202)는 임의값을 추정한다. 그러므로, 배터리 설치와 첫번째 배터리 테스트간의 시간 간격은 임의적이다 {이는 0(배터리가 설치된 직후에 개시된 배터리 테스트)에서부터 최대 카운터 값에 상응하는 시간주기까지의 범위에 상응한다}. 후속의 배터리 테스트는 상기에서 설명한 바와 같이 요망하는 시간 간격당 이루어지게 된다. 만일 필요하다면, 테스트 회로는 배터리 설치와 첫번째 테스트 간의 시간간격을 알 수 있도록 하기 위해 배터리 설치시에 미리 규정된 값을 카운터에 입력하도록 구성될 수 있다. 그러나, 이는 부가적인 경비를 야기시키는 반면 잇점이 없어서, 바람직한 실시예에 포함시키지 않았다.
두 번째 특별한 경우는 카운터로 개시된 배터리 테스트가 진행 중일 때 사용자가 전화기를 작동시키는 것이다. 사용자가 카운터로 개시된 배터리 테스트 동안에 스위치(S2)를 누를 수 있기 때문에, 테스트 동안에 클램프(220) 출력이 계속 샘플링된다. 만일 마이크로컨트롤러가 스위치(S2)가 눌려졌다는 것을 감지한다면, 카운터로 개시된 배터리 테스트가 중단되고 셀룰러 전화기는 사용자를 위해 완전히 작동되고, 청각적인 및 시각적인 저-배터리 경고를 포함한 정규적인 사용자 작동이 이루어진다.

Claims (20)

  1. 전력-오프 상태(322)와 배터리 테스트 상태(316, 318)를 포함한 다수의 상태에서 작동가능한 무선통신장치로서,
    본 무선통신장치에 전력을 공급하기 위한 충전 레벨을 가지는 배터리(140);
    배터리 충전 레벨에 비례하는 배터리 충전 레벨 신호를 발생시키는, 배터리에 연결된 배터리 충전 레벨 감시회로(206, 148); 및
    타이머 카운터(202)가 본 무선통신장치를 배터리 테스트 상태로 돌입시켰을 때 배터리 충전 레벨 신호를 감지하고, 만일 배터리 충전 레벨이 미리 규정된 레벨 이하이면 경보 신호를 발생시키는, 프로세서(120)를 포함하는 무선통신장치(100)에 있어서,
    전력-오프 상태에서 미리 규정된 시간간격이 경과되면, 배터리에 연결되어 전력-오프 상태에서 미리 본 무선통신장치를 배터리 테스트 상태로 돌입시킬 수 있는(312) 타이머 카운터(202)를 포함하고;
    상기 경보 신호의 발생은 저-배터리 충전 경보(334)를 전송할 미리 선택된 전화 번호로의 자동 무선통신을 확립하기 위해 본 무선통신장치내의 통신 회로에 전원을 공급하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선통신장치.
  2. 제1항에 있어서, 배터리 테스트 상태 동안에 전력이 공급되는 통신회로(116, 122)를 추가로 포함하는 무선통신장치.
  3. 제1항에 있어서, 전력-오프 상태 동안에는 배터리 충전 레벨 감시회로(206)가 작동 중지(322)되는 무선통신장치.
  4. 제1항에 있어서, 배터리 테스트 상태 동안에 타이머 카운터(202)는 작동 중지되어 재-초기화되는(314) 무선통신장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 무선통신장치는 송신기 회로(114), 안테나(118) 및 프로세서(120)로 제어가능한 합성음성회로(122)를 가지는 셀룰러 전화기이고; 상기 경보 신호는 상기 프로세서에 접속 가능한 메모리(136)에 저장된 전화 번호로 송신기 회로와 안테나를 통해 셀룰러 전화 통신을 송신하는 것, 및 이러한 통신 동안에 합성음성회로가 저-배터리 합성음성 경보를 송신하도록 하는 것을 포함하는 무선통신장치.
  6. 전력-오프 상태(322)와 배터리 테스트 상태(316, 318)를 포함한 다수의 상태에서 작동가능하고, 전력 공급을 위한 배터리(140)를 가지는 무선통신장치 (100)에서 저-배터리 경보를 자동적으로 발생시키는 방법에 있어서,
    a) 본 무선통신장치에 전력-오프 상태에 있는 동안, 본 무선통신장치가 전력-오프 상태에서 계속 머물러 있으면서 미리 규정된 시간간격을 측정하기 위해 본 무선통신장치내의 타이머를 작동시키는 단계;
    b) 미리 규정된 시간간격이 경과한 후에 본 무선통신장치를 배터리 테스트 상태로 돌입시키는 단계;
    c) 배터리의 충전 레벨을 감지하여, 배터리의 충전 레벨에 비례하는 배터리 충전 레벨 신호를 발생시키는 단계;
    d) 만일 배터리 충전 레벨이 미리 규정된 레벨 이하로 떨어진다면 경보 신호를 발하고, 경보 신호를 전송할 미리 선택된 전화 번호로 무선통신 접속을 확립하는 단계; 및
    e) 상기 c)단계 이후에, 만일 배터리 충전 레벨이 미리 규정된 레벨 이상인 경우, 하나 이상의 회로, 상기 프로세서 및 상기 제어 회로의 전원을 끊고 상기 a)단계로 다시 복귀하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 단계(c)는 배터리(316)에 전기적 부하를 인가함으로써 추가로 수행되는 방법.
  8. 제7항에 있어서, 저-배터리 경보가 음성경보(330)를 포함하는 방법.
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