KR20090117160A - Ｉｓｍ 대역 다채널 ｒｆ 모듈용 핸즈프리를 내장한무선카오디오 단말기 및 이를 이용한 데이터 송수신방법 - Google Patents

Ｉｓｍ 대역 다채널 ｒｆ 모듈용 핸즈프리를 내장한무선카오디오 단말기 및 이를 이용한 데이터 송수신방법 Download PDF

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KR20090117160A KR1020080043074A KR20080043074A KR20090117160A KR 20090117160 A KR20090117160 A KR 20090117160A KR 1020080043074 A KR1020080043074 A KR 1020080043074A KR 20080043074 A KR20080043074 A KR 20080043074A KR 20090117160 A KR20090117160 A KR 20090117160A
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Abstract

본 발명은 차량 내의 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)(100)와, ISM 대역의 다채널로 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 무선으로 송·수신하도록 하기 위해, 휴대용 단말기 일측에 동글(Dongle)이 부착되고, 무선 카오디오 단말기가 구성됨으로서, 통신잭 연결 없이도 무선으로 운전자가 운전 중에 핸즈프리식으로 통화할 수가 있고, 차량내의 휴대용 단말기로부터 ISM 대역에서 다채널로 오디오를 즐길 수 있으며, PWM 전원제어부를 장착하여 전류소모를 줄일 수 있고, 텔레메틱스 시스템과 연계시켜 호환성을 높일 수 있는 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기 및 이를 이용한 데이터 송수신방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
ISM 대역, 동글, 무선 카오디오 단말기, 텔레메틱스

Description

ＩＳＭ 대역 다채널 ＲＦ 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기 및 이를 이용한 데이터 송수신방법 {THE CAR AUDIO WITH DONGLE OF RF MOULDE}
본 발명은 차량 내의 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)(100)와, ISM 대역의 다채널로 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 무선으로 송·수신하도록 하기 위해, 휴대용 단말기 일측에 동글(Dongle)이 부착되고, 무선 카오디오 단말기가 구성된 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기 및 이를 이용한 데이터 송수신방법에 관한 것이다.
지금까지의 차량용 무선 핸즈프리에 사용되고 있는 기술은, 이동전화기 본체와 유선으로 연결된 마이크, 이어폰을 이용하여 이동전화기의 핸즈프리의 기능을 하고 있다.
하지만, 사용자가 일일이 이동전화기와 유선으로 연결해야만 작동되는 배선라인의 문제점이 있었다.
또한, 이동전화기에 저장된 오디오 데이터를 차량용 오디오 스피커 시스템에 전달하기 위해서는 신호선으로 오디오 본체에 직접 연결하거나, 아날로그 무선 FM방식으로, 신호를 송수신하는 시스템이 주류를 이루고 있다.
그러나, FM방식을 사용하는 차량용 무선 시스템은 주위의 다른 방송매체로부터 영향을 받을 뿐만 아니라 채널환경에서도 왜곡이 심해 신호의 품질이 저하되는 단점이 있어 차량용 무선 스피커 시스템이 널리 활용되지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 이동전화기에서 차량용 오디오 본체로 데이터 전송시, 전력 소모가 많이 발생되어 별도의 이동전화기용 배터리 충전기가 시거잭을 통해 공급받아야 하는 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에서는 통신잭 연결 없이도 무선으로 운전자가 운전 중에 핸즈프리식으로 통화할 수가 있고, 차량 내의 휴대용 단말기로부터 ISM 대역에서 다채널로 오디오를 즐길 수 있으며, PWM 전원제어부를 장착하여 전류소모를 줄일 수 있고, 텔레메틱스 시스템과 연계시켜 호환성을 높일 수 있는 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기에서는,
차량 내의 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)와, ISM 대역의 다채널로 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 송·수신하는 장치로 이루어지고,
상기 휴대용 단말기 일측에 부착되어, 무선 카오디오 단말기의 ISM 대역의 다채널 RF 모듈로부터 전송되는 키신호에 따라 송신모드와 수신모드를 토글하며, 송신모드인 경우 휴대용 단말기로부터 출력되는 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 무선 카오디오 단말기로 전송하고, 수신모드인 경우 무선 카오디오 단말기로부터 출력되는 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터를 PWM(Pulse Width Modulation) 오디오 데이터로 변환하여 휴대단말기로 전송시키는 동글(Dongle)과,
ISM 대역을 이용한 다채널 RF모듈이 별도로 내장되어 차량 내의 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)의 동글로부터 다채널 방식으로 1:N 데이터 신호인 휴대용 단말기의 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 수신받고, 그 동글로부터 전송된 데이터 신호 중 웨이크 업 신호(Wake up)를 통해 대기상태에서 동작 상태로 전환되어 제어부(MCU)의 동작을 깨우고, 그 동작된 신호를 카스피커로 출력시키는 무선 카오디오 단말기가 포함되어 구성됨으로서 달성된다.
또한, 본 발명에 따른 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기를 이용한 데이터 송수신방법은
휴대용 단말기 중 휴대폰의 외부 일측에 형성된 USB 접속단자로 동글이 장착되면, ISM 대역의 다채널 방식으로 웨이크 업 신호가 무선 카오디오 단말기의 제1 RF 모듈로 입력되는 단계(S100)와,
제1 RF 모듈을 통해 수신된 웨이크 업 신호로 인해 PWM 전원제어부(PWM POWER & BAT CONTROL)가 구동되는 단계(S200)와,
제어부(MCU)에서 무선 카오디오 단말기로부터 웨이크업 신호가 수신되면, 제1 RF 모듈을 통해 대기상태에서 동작 상태로 전환되어 오디오 모듈의 동작을 깨우고, 그 동작된 신호를 무선 카오디오 단말기로 출력시키도록 제어하는 단계(S300)와,
신호선택부를 통해 휴대폰의 메모리부에 저장된 오디오 신호 또는, 통화 음성 신호 중 어느 하나를 선택하여 스피커부로 출력되도록 제어하는 단계(S400)와,
무선 카오디오 단말기 본체의 상태 및 운영 상태가 표시되도록 LED 표시부를 제어하는 단계(S500)와,
파워드 믹서부(Audio Mixer & Power Amp)를 통해 무선 카오디오 단말기 자체로부터 발생된 오디오 신호, 휴대용 단말기의 오디오 신호 및 통화 음성 신호로 이루어진 여러개의 각기 다른 신호를 하나의 카스피커로 내보내도록 믹싱(Mixing)시키는 단계(S600)와,
PWM 오디오 출력부를 통해 신호선택부로부터 선택되어 재생되는 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터를 PWM(Pulse Width Modulation) 오디오 데이터로 변환하여 카스피커로 고음질의 디지털 오디오를 재생 출력하도록 제어하는 단계(S700)와,
제2 RF모듈을 통해 오디오 신호 및 통화 종료신호를 수신받아 휴대용 단말기의 동글로 출력시키는 단계(S800)와,
HF 모듈을 통해 3Mhz~30Mhz의 단파로 차량내의 휴대용 단말기와 무선카오디오 단말기간의 데이터 송신과 수신을 양방향통신이 되도록 제어하고, 스피커로 오디오 전송을 위한 에코 제거와 잡음제거를 하는 단계(S900)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기에서 설명드린 바와 같이, 본 발명에서는 통신잭 연결 없이도 무선으로 운전자가 운전 중에 핸즈프리식으로 통화할 수가 있고, 차량내의 휴대용 단말기로 부터 ISM 대역에서 다채널로 오디오를 즐길 수 있으며, PWM 전원제어부를 장착하여 전류소모를 줄일 수 있고, 텔레메틱스 시스템과 연계시켜 호환성을 높일 수 있는 좋은 효과가 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
먼저, ISM 대역(Industrial Scientific Medical Band)에 관해 설명하기로 한다.
ISM 대역(Industrial Scientific Medical Band)은 미국에서 규정한 FCC 규약의 일환으로 원래 비면허로 약한 전계 강도를 이용하여 산업 과학 및 의료용으로 할당된 대역으로서, 주로 900MHz(902MHz ~ 928MHz), 2.4GHz(2.4GHz ~ 2.4835GHz), 5.8GHz(5.725GHz ~ 5.825GHz)에서 무선 LAN 응용으로 가장 활발하게 사용되고 있다.
이는 라이센스가 필요 없는 대역이므로 무료로 데이터통신을 할 수 있고, 전세계에서 사용이 가능하고, 설치가 간단하며, 자유로운 이동 배치가 가능한 가내 소규모 네트웍을 구성할 수 있는 특성을 가진다.
이러한 ISM 대역을 사용하는 대표적인 무선 LAN 표준에는 2.1 Bluetooth, HomeRF, IEEE802.11, IrDA, HIPERLAN 등이 있다.
방식명 Bluetooth IEEE 802.11 Home RF IrDA HIPERLAN
최대전송속도 1Mbps(실질적으로 721kbps) 2Mbps(IEEE 802.11b:11Mbps) 0.8Mbps, 1.6Mbps 4Mbps(advanced IR:16Mbps) 23.5Mbps
주파수 대역 2.4GHz대 2.4GHz대 2.4GHz대 적외선 5GHz대 17GHz대
변조방식 주파수 hopping 방식의 스텍트럼 확산기술(hopping 회수는 1초에 최대 1600회) 직접확산방식 및 주파수 hopping 방식의 스펙트럼 확산기술 주파수 hopping 방식의 스텍트럼 확산기술(hopping 회수는 1초에 최대 50회) 4단계 PPM/16단계 PPM(1차 변조만) 주파수 hopping 방식의 스펙트럼 확산기술
음성전용채널 유(CSVD 또는 대수 PCM에 의한 부호화) 무 무 무 32kbps ADPCM
최대전송가능거리 10m(1mW, 0dBm), 100m(100mW,+20dBm) 100m(802.1b의 경우는 30m) 50m 3.8m 30m
1차변조방식 GMSK(GAUSSIAN Freq. Shift Keying) BPSK/QPSK 및 GFSK GFSK 상기 Diff. GMSK
접속제어방식 Master-Slave, Polling CSMA/CA CSMA/CA, TDMA Pplling EY-NPMA
보안 표준(인증, 암호화) 옵션 표준(암호화) 무 NA
본 발명에서는 무선 카오디오 단말기 내부에 상기와 같은 ISM 대역을 이용한 다채널 무선 접속 시스템 칩이 별도로 내장되어 차량내에 위치한 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰) 및 주변의 전자기기에 부착된 동글로부터 다채널 방식으로 1:N 데이터 수신을 받을 수 있도록 구성된다.
즉, 1차로 MP3의 메모리부에 저장된 오디오 신호를 수신받아 출력하다가, 사용자의 채널 변경 및 키패드제어부를 통한 조작변경으로 인해 2차로 주변의 전자기기인 휴대폰의 메모리부에 저장된 오디오 신호를 수신받아 출력하거나, 또는 3차로 휴대폰의 통화 음성 신호를 수신받아 출력하도록 1:N 데이터 수신을 받을 수 있도 록 구성된다.
그리고, 4차로 무선 카오디오 단말기로부터 출력되는 오디오 종료 신호 및 통화 음성 종료 신호를 전송시켜 휴대용 단말기와 무선 카오디오 단말기간의 양방향 통신이 되도록 구성된다.
그리고, 본 발명의 용어 중 휴대용 단말기는 차량내에서 사용할 수 있는 MP3, PMP, 휴대폰, 노트북 등의 차량용 전자기기를 말한다.
그리고, 본 발명에 따른 카스피커는 무선 카오디오 단말기와 송·수신할 수 있도록 RF 모듈이 차량의 전방 스피커 또는 우퍼, 후방 스프커 일측에 각각 내장되어 구성된다.
따라서, 본 발명에서는 ISM 대역 근거리에 위치한 차량내의 휴대용 단말기 에 부착된 동글과, 그 동글과 다채널 방식으로 1:N 데이터 수신을 받을 수 있는 무선 카오디오 단말기에 관해 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 ISM 대역 근거리에 위치한 차량내의 휴대용 단말기(100)에 부착된 동글(150)에 관해 설명한다.
동글(Dongle)(150)은 휴대용 단말기 및 차량용 전자기기의 입출력 접속구에 핀결합되어 특정 프로그램의 복사나 실행시 인가된 사용자만이 사용할 수 있도록 보안키나 ID를 저장한 장치로서, 송신모드 및 수신모드로 이루어진 양방향 통신을 통해 유니버셜 시리얼 버스(USB)나 블루투스 기능을 지원하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 동글(Dongle)(150)은 원통형 및 사각형상으로 슬림하게 형성되어 휴대용 단말기 일측에 부착되어, 무선 카오디오 단말기의 ISM 대역의 다채널 RF 모듈로부터 전송되는 키신호에 따라 송신모드와 수신모드를 토글하며, 송신모드인 경우 휴대용 단말기로부터 출력되는 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 무선 카오디오 단말기로 전송하고, 수신모드인 경우 무선 카오디오 단말기로부터 출력되는 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터를 PWM(Pulse Width Modulation) 오디오 데이터로 변환하여 휴대용 단말기로 전송시키는 역할을 한다.
즉, 동글(150)은 휴대용 단말기 중 MP3, PMP, 휴대폰, 노트북에 저장된 오디오 신호와, 휴대폰의 통화 음성 신호를 무선 카오디오 단말기로 송신하고, 무선 카오디오 단말기로부터 오디오 데이터 신호 및 통화 종료 신호를 수신받도록 구성된다.
다음으로, 본 발명에 따른 동글과 다채널 방식으로 1:N 데이터 수신을 받을 수 있는 무선 카오디오 단말기(200)에 관해 설명한다.
본 발명에 따른 무선 카오디오 단말기(200)는 차량의 카오디오 위치에 호환되어 부착될 수 있도록 사각 박스 형상으로 형성되고, 그 전면 패널에 단말기 본체의 동작상태 및 운영 상태를 표시하는 LED 표시부(250)와, 키패드부(297)가 구성된다.
그리고, 무선 카오디오 단말기(300)는 ISM 대역을 이용한 다채널 RF모듈이 별도로 내장되어 차량 내의 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)의 동글로부터 다채널 방식으로 1:N 데이터 신호인 휴대용 단말기의 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 수신받고, 그 동글로부터 전송된 데이터 신호 중 웨이크 업 신호(Wake up)를 통해 대기상태에서 동작 상태로 전환되어 제어부(MCU)의 동작을 깨우고, 그 동작된 신호를 카스피커로 출력시키는 역할을 한다.
그리고, 무선 카오디오 단말기(200)의 키패드부(297)는 다이얼링, 음량 조절, 2채널 수신단말기의 각종 조작을 수행하며, 특히, 신호선택부를 통해 차량내의 휴대용 단말기를 A,B,C,D,E,F....채널 등의 다채널로 셋팅하여 상호 근접된 위치에 있는 A,B,C,D,E,F....채널의 휴대용 단말기에 공동으로 동시에 재생할 오디오 시그널(Signal)을 전달한다.
여기서, 휴대용 단말기의 각 채널 셋팅은 사용자가 버튼 및 스위치 입력을 통해 변경할 수가 있다.
본 발명에 따른 무선 카오디오 단말기(200)는 PWM 전원제어부(PWM POWER & BAT CONTROL)(210), 제1 RF모듈(220), 제2 RF모듈(230), 신호선택부(240), LED 표시부(250), 제어부(MCU)(260), 파워드 믹서부(Audio Mixer & Power Amp)(270), PWM 오디오 출력부(280), HF 모듈(290)로 구성된다.
상기 PWM 전원제어부(PWM POWER & BAT CONTROL)(210)는 전원을 PWM 방식으로 제어하여 불필요한 전원 사용을 방지하여 충전 후 장시간 사용하도록 구성된다.
이는 도 4에서 도시한 바와 같이, 정전류제어회로로서, 제1 RF 모듈을 통해 무선 카오디오 단말기의 웨이크 업 신호를 입력받으면, 트랜지스터 Q1의 베이스 단자쪽으로 전류가 흘러 트랜지스터 Q1이 온(ON)상태가 되고, 이어서 배터리 전원을 저항 R1과 R5로 센싱시켜 트랜지스터 Q2의 베이스 단자 쪽으로 전류가 흘러 트랜지스터 Q2가 온(ON)상태로 된다.
이때, DC 전류는 트랜지스터 Q2의 컬렉터 일측에 연결된 저항 R2를 통해 센싱되어 DC-DC 컨버터(NJM2360)로 입력된다.
여기서, DC-DC 컨버터(NJM2360)는 5.5V, 680mA, 전력효율이 70%로서, 외장 저항에 ±1%의 전류검출 저항을 사용해도 출력전류의 분산을 ±5% 이하로 할 수 있다.
이어서, PWM 방식으로서, 입력된 DC를 DC-DC 컨버터(NJM2360)에서 1.5A로 스위칭시켜 교류로 만들고, 출력된 교류를 코일(L1),커패시턴스(C3)을 이용해 승압 또는 강압시킨 다음 다시 다이오드 D1으로 정류시켜 출력시킨다.
이러한 PWM 방식으로 제어하여 불필요한 전원 사용을 방지하여 충전 후 장시 간 사용할 수가 있다.
상기 제1 RF 모듈(220)은 무선 카오디오 단말기로부터 웨이크 업 신호(Wake up)를 수신받아 대기상태에서 동작 상태로 전환되어 오디오 모듈의 동작을 깨우고, 그 동작된 신호를 카스피커로 출력시키는 역할을 한다.
즉, ISM 대역에 위치한 휴대용 단말기의 동글로부터 웨이크 업 신호가 송신되면, 대기상태에 있던 무선 카오디오 단말기가 동작 상태로 전환되어 0.5mA~1.5mA로 PWM 전원제어부(PWM POWER & BAT CONTROL)(210), 제2 RF 모듈(230), 신호 선택부(240), LED 표시부(250), 제어부(MCU)(260), 파워드 믹서부(Audio Mixer & Power Amp)(270), PWM 오디오 출력부(280), HF 모듈(290)의 전원을 온(ON) 시킬 수가 있다.
이때, PWM 전원제어부(PWM POWER & BAT CONTROL)(210), 제2 RF 모듈(230), 신호 선택부(240), LED 표시부(250), 제어부(MCU)(260), 파워드 믹서부(Audio Mixer & Power Amp)(270), PWM 오디오 출력부(280), HF 모듈(290)은 웨이크 업 신호(Wake up)로서, 미리 0.5mA~1.5mA로 셋팅된다.
여기서, 웨이크 업 신호(Wake up)가 0.5mA~1.5mA인 이유는 저전력으로 출력시킴으로서, 전력소비를 줄일 수 있어 장시간 사용할 수 있기 때문이다. 가장 바람직한 웨이크 업 신호는 1mA이다.
상기 제2 RF모듈(230)은 오디오 신호 및 통화 종료신호를 수신받아 휴대용 단말기의 동글로 출력시키는 역할을 한다.
즉, 무선 카오디오 단말기(200)에 웨이크 업 신호가 입력되면, 셋팅된 채널에 알맞게, A채널, B채널, C채널 중 어느 하나를 선택하여 설정하고, 그 설정된 채널로 오디오 신호 및 통화 종료 신호가 휴대용 단말기(100)의 동글(150)로 전송되도록 데이터 통신을 한다.
상기 신호선택부(240)는 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)(100)로부터 동글(150)이 연결되었다는 신호가 체크되면, 그 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)(100)의 오디오 데이터 및 통화 음성 신호를 수신받아 출력하거나 또는, 무선 카오디오 단말기 본체로부터 출력된 오디오 신호(Signal) 및 통화 종료신호를 수신받아 출력하도록 제어하는 역할을 한다.
즉, 휴대용 단말기(100)의 동글(150)로부터 휴대용 단말기 중 휴대폰에 연결되었다는 신호가 체크되면, 기기식별에 따른 선택제어신호를 제1 RF 모듈로 제공하며, 제1 RF 모듈에서 선택제어신호가 휴대폰이면, 휴대폰으로부터 디지털 오디오 파일이 제공되도록 하고, 선택제어신호가 휴대폰이 아닌 다른 휴대용 단말기(MP3, PMP, 노트북)이면, 시리얼 컨트롤러를 통해 휴대용 단말기(MP3, PMP, 노트북)로부터 다른 오디오 파일을 제공받아 PWM 오디오 출력부를 통해 카스피커로 구동시킨다.
또한, 신호선택부(240)는 오디오 신호 이외에 휴대폰의 통화 음성 신호를 수신받아 해당 채널에 따라 신호를 선택하여 핸즈프리식으로 구동되도록 카스피 커(300)로 구동시킨다.
그리고, 휴대용 단말기(MP3, PMP, 노트북, 휴대폰)(100)로부터 출력된 오디오 신호(Signal)를 수신받아 출력을 완료할 경우에, 그 오디오 데이터 완료 신호를 선택하여 제2 RF 모듈(230)을 통해 휴대용 단말기의 동글로 출력시키거나, 또는 휴대폰 통화가 완료되면 통화 완료 신호를 선택하여 제2 RF 모듈을 통해 휴대용 단말기의 동글로 출력시킨다.
이처럼, 신호선택부(240)에서 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)의 오디오 데이터 및 통화 음성 신호를 수신받아 출력하거나 또는, 무선 카오디오 단말기 본체로부터 출력된 오디오 신호(Signal) 및 통화 종료신호를 수신받아 출력하도록 제어하는 이유는 차량 내부의 다른 방송매체로부터 전송되는 오디오 신호와 이중으로 겹쳐서 출력되거나, 또는 채널환경에서 잡음으로 인해 왜곡이 심해 신호의 품질이 저하되는 현상을 막기 위함이다.
상기 LED 표시부(250)는 제어부(MCU)(260)의 제어를 통해 LED로 무선 카오디오 단말기의 동작상태 및 운영 상태를 표시한다.
이는 무선 카오디오 단말기에 전원이 공급되어 동작하고 있는 상태를 표시하는 파워 온 LED와, 휴대폰 사용 중임을 표시하는 LED1과, 차량 사용 중임을 표시하는 LED2로 구성된다.
여기서, 휴대폰 사용 중이라는 것은 휴대폰을 통해서 통화 음성 신호가 동글을 통해 무선 카오디오 단말기로 송신되어 핸즈프리식으로 동작되는 것을 말하고, 차량 사용 중이라는 것은 본 발명에 따른 동글과 무선 카오디오 단말기간의 ISM 대역의 다채널 방식이 아닌, 일반적인 카오디오 시스템이 동작되는 것을 말한다.
상기 제어부(260)는 제1 RF 모듈(220) 및 제2 RF모듈(230)로부터 주변기기와 ISM 대역의 다채널 방식으로 통신시, 각 채널 간의 충돌을 방지하기 위해 채널 변경을 제어하고, 각 기기의 동작을 제어하는 곳으로, 이는 휴대용 단말기(100)의 동글(150)로부터 웨이크업 신호가 수신되면, 제1 RF모듈(220)을 통해 대기상태에서 동작 상태로 전환되어 오디오 모듈의 동작을 깨우고, 그 동작된 신호를 카스피커(300)로 출력되도록 제어하고, 무선 카오디오 단말기의 동작상태 및 운영 상태를 표시하도록 LED 표시부(250)를 제어하며, PWM 오디오 출력부를 통해 휴대용 단말기·카오디오 선택부로부터 선택되어 재생되는 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터를 PWM(Pulse Width Modulation) 오디오 데이터로 변환하여 고음질의 디지털 오디오를 재생 출력하도록 제어한다.
상기 파워드 믹서부(Audio Mixer & Power Amp)(270)는 무선 카오디오 단말기 자체로부터 발생된 오디오 신호, 휴대용 단말기의 오디오 신호 및 통화 음성 신호로 이루어진 여러개의 각기 다른 신호를 하나의 카스피커로 내보내도록 믹싱(Mixing)하는 역할을 한다.
상기 PWM 오디오 출력부(280)는 휴대용 단말기·카오디오 선택부로부터 선택 되어 재생되는 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터를 PWM(Pulse Width Modulation) 오디오 데이터로 변환하여 고음질의 디지털 오디오를 재생 출력하는 역할을 한다.
이는 도 3에서 도시한 바와 같이, 디지털 오디오 출력부(281), 디지털 증폭부(282), 저역통과필터(283), 스피커(284)로 구성된다.
디지털 오디오 출력부(281)는 PWM 컨버터 IC 칩을 통해 복원 출력되는 PCM 오디오 데이터를 PWM 오디오 데이터로 변환 및 신호처리하는 역할을 한다.
디지털 증폭부(282)는 디지털 오디오 처리부로부터 변환 및 신호처리된 PWM 오디오 데이터를 디지털 증폭하는 역할을 한다.
저역통과필터(283)는 디지털 증폭된 디지털 오디오신호를 15~30kHz의 가청주파수 대역으로 필터링 출력하는 역할을 한다.
스피커(284)는 필터링 출력되는 신호를 소리음으로 출력하는 역할을 한다.
상기 HF 모듈(290)은 제어부(MCU)의 제어를 통해 3Mhz~30Mhz의 단파로 차량내의 휴대용 단말기와 무선카오디오 단말기간의 데이터 송신과 수신을 양방향통신이 되도록 제어하고, 스피커로 오디오 전송을 위한 에코 제거 기능(Echo Canceller) 및 잡음제거기능(Noise Canceller)을 한다.
이하, 본 발명에 따른 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 휴대용 단말기 중 휴대폰 일측에 동글이 부착되고, 사각박스 형상의 무선 카오디오 단말기가 차량의 카오디오 자리에 위치되어 형성된다.
그리고, 무선 카오디오 단말기 내부에는 SM 대역을 이용한 다채널 무선 접속 시스템 칩이 별도로 내장되고, 그 일측에 PWM 전원제어부(PWM POWER & BAT CONTROL), 제1 RF모듈, 제2 RF모듈, 신호선택부, LED 표시부, 제어부(MCU), 파워드 믹서부(Audio Mixer & Power Amp), PWM 오디오 출력부, HF 모듈이 모듈화되어 하나의 PCB 기판으로 형성된다.
먼저, 휴대용 단말기 중 휴대폰의 외부 일측에 형성된 USB 접속단자로 동글이 장착되면, ISM 대역의 다채널 방식으로 웨이크 업 신호가 무선 카오디오 단말기의 제1 RF 모듈로 입력된다(S100).
이때, 제1 RF 모듈을 통해 수신된 웨이크 업 신호로 인해, 대기상태에 있던 무선 카오디오 단말기가 동작 상태로 전환되어 0.5mA~1.5mA로 PWM 전원제어부(PWM POWER & BAT CONTROL), 제2 RF모듈, 신호선택부, LED 표시부, 제어부(MCU), 파워드 믹서부(Audio Mixer & Power Amp), PWM 오디오 출력부, HF 모듈의 전원을 온(ON)시킨다.
이어서, 제1 RF 모듈을 통해 수신된 웨이크 업 신호로 인해 PWM 전원제어 부(PWM POWER & BAT CONTROL)가 구동된다(S200).
여기서, PWM 전원제어부(PWM POWER & BAT CONTROL)에서는 무선 카오디오 단말기의 웨이크 업 신호를 입력받으면, 트랜지스터 Q1의 베이스 단자쪽으로 전류가 흘러 트랜지스터 Q1이 온(ON)상태가 되고, 이어서 배터리 전원을 저항 R1과 R5로 센싱시켜 트랜지스터 Q2의 베이스 단자 쪽으로 전류가 흘러 트랜지스터 Q2가 온(ON)상태로 된다.
그리고, PWM 방식으로서, 입력된 DC를 DC-DC 컨버터(NJM2360)에서 1.5A로 스위칭시켜 교류로 만들고, 출력된 교류를 코일(L1),커패시턴스(C3)을 이용해 승압 또는 강압시킨 다음 다시 다이오드 D1으로 정류시켜 출력시킨다.
이러한 PWM 방식으로 제어하여 불필요한 전원 사용을 방지하여 충전 후 장시간 사용할 수가 있다.
이어서, 제어부(MCU)에서는 무선 카오디오 단말기로부터 웨이크업 신호가 수신되면, 제1 RF 모듈을 통해 대기상태에서 동작 상태로 전환되어 오디오 모듈의 동작을 깨우고, 그 동작된 신호를 무선 카오디오 단말기로 출력시키도록 제어한다(S300).
이어서, 신호선택부를 통해 휴대폰의 메모리부에 저장된 오디오 신호 또는, 통화 음성 신호 중 어느 하나를 선택하여 스피커부로 출력되도록 제어한다(S400).
이어서, 무선 카오디오 단말기 본체의 상태 및 운영 상태가 표시되도록 LED 표시부를 제어한다(S500).
이어서, 파워드 믹서부(Audio Mixer & Power Amp)를 통해 무선 카오디오 단말기 자체로부터 발생된 오디오 신호, 휴대용 단말기의 오디오 신호 및 통화 음성 신호로 이루어진 여러개의 각기 다른 신호를 하나의 카스피커로 내보내도록 믹싱(Mixing)한다(S600).
이어서, PWM 오디오 출력부를 통해 신호선택부로부터 선택되어 재생되는 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터를 PWM(Pulse Width Modulation) 오디오 데이터로 변환하여 카스피커로 고음질의 디지털 오디오를 재생 출력하도록 제어한다(S700).
즉, PCM 오디오 데이터는, 아날로그 오디오신호로 변환되지 않고, 상기 디지털 오디오 처리부에 의해 구형파 펄스의 디지털 오디오 데이터인 PWM 오디오 데이터로 변환된다.
이때 상기 변환된 PWM 오디오 데이터는, 상기 디지털 증폭부에 의해 디지털 증폭된 후, 상기 저역통과필터를 거쳐, 20KHz 대역의 가청주파수의 소리음으로 스피커를 통해 재생 출력된다.
이어서, 제2 RF모듈을 통해 오디오 신호 및 통화 종료신호를 수신받아 휴대 용 단말기의 동글로 출력시킨다(S800).
즉, 무선 카오디오 단말기에 웨이크 업 신호가 입력되면, 셋팅된 채널에 알맞게, A채널, B채널, C채널 중 어느 하나를 선택하여 설정하고, 그 설정된 채널로 오디오 신호 및 통화 종료 신호가 휴대용 단말기의 동글로 전송되도록 데이터 통신을 한다.
이어서, HF 모듈을 통해 3Mhz~30Mhz의 단파로 차량내의 휴대용 단말기와 무선카오디오 단말기간의 데이터 송신과 수신을 양방향통신이 되도록 제어하고, 스피커로 오디오 전송을 위한 에코 제거와 잡음제거를 한다(S900).
도 1은 본 발명에 따른 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기와 동글의 구성을 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 무선카오디오 단말기 내부의 구성요소를 도시한 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 PWM 오디오 출력부의 구성요소를 도시한 블럭도,
도 4는 본 발명에 따른 PWM 전원제어부의 구성요소를 도시한 회로도,
도 5는 본 발명에 따른 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기를 이용한 데이터 송수신방법을 도시한 순서도.
※ 도면부호의 간단한 설명 ※
100 : 휴대용 단말기 150 : 동글
200 : 무선카오디오 단말기 210 : PWM 전원제어부
220 : 제1 RF모듈 230 : 제2 RF모듈
240 : 신호선택부 250 : LED 표시부
260 : 제어부(MCU) 270 : 파워드 믹서부
280 : PWM 오디오 출력부 290 : HF 모듈

Claims (4)

  1. 차량 내의 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)(100)와, ISM 대역의 다채널로 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 송·수신하는 장치에 있어서,
    상기 휴대용 단말기(100) 일측에 부착되어, 무선 카오디오 단말기의 ISM 대역의 다채널 RF 모듈로부터 전송되는 키신호에 따라 송신모드와 수신모드를 토글하며, 송신모드인 경우 휴대용 단말기로부터 출력되는 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 무선 카오디오 단말기로 전송하고, 수신모드인 경우 무선 카오디오 단말기로부터 출력되는 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터를 PWM(Pulse Width Modulation) 오디오 데이터로 변환하여 휴대단말기로 전송시키는 동글(Dongle)(150)과,
    ISM 대역을 이용한 다채널 RF모듈이 별도로 내장되어 차량 내의 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)의 동글로부터 다채널 방식으로 1:N 데이터 신호인 휴대용 단말기의 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 수신받고, 그 동글로부터 전송된 데이터 신호 중 웨이크 업 신호(Wake up)를 통해 대기상태에서 동작 상태로 전환되어 제어부(MCU)의 동작을 깨우고, 그 동작된 신호를 카스피커로 출력시키는 무선 카오디오 단말기(200)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무선 카오디오 단말기(200)는 차량용 전원을 DC_DC 변환한 후 PWM 방식으로 제어하여 주파수(frequency)를 최소화함으로서 계속적으로 부드러운(Smooth) 전원을 각 기기로 공급하여 불필요한 전원 사용을 방지하는 PWM 전원제어부(PWM POWER & BAT CONTROL)(210)와,
    휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)의 동글로부터 다채널 방식으로 1:N 데이터 신호인 휴대용 단말기의 오디오 신호 및 통화 음성 신호를 수신받고, 그 동글로부터 전송된 데이터 신호 중 웨이크 업 신호(Wake up)를 통해 대기상태에서 동작 상태로 전환되어 제어부(MCU)의 동작을 깨우고, 그 동작된 신호를 카스피커로 출력시키는 제1 RF모듈(220)과,
    오디오 신호 및 통화 종료신호를 수신받아 휴대용 단말기의 동글로 출력시키는 제2 RF모듈(230)과,
    휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)로부터 동글이 연결되었다는 신호가 체크되면, 그 휴대용 단말기(MP3, PMP, 휴대폰)의 메모리부에 저장된 데이터를 수신받아 출력하거나 또는, 무선 카오디오 단말기 본체로부터 출력된 오디오 신호(Signal) 및 통화 종료신호를 수신받아 출력하도록 제어하는 신호선택부(240)와,
    제어부(MCU)의 제어를 통해 LED로 무선 카오디오 단말기의 동작상태 및 운영 상태를 표시하는 LED 표시부(250)와,
    제1 RF 모듈 및 제2 RF모듈로부터 주변기기와 ISM 대역의 다채널 방식으로 통신시, 각 채널 간의 충돌을 방지하기 위해 채널 변경을 제어하고, 각 기기의 동작을 제어하는 제어부(MCU)(260)와,
    무선 카오디오 단말기 자체로부터 발생된 오디오 신호, 휴대용 단말기의 오디오 신호 및 통화 음성 신호로 이루어진 여러개의 각기 다른 신호를 하나의 카스피커로 내보내도록 믹싱(Mixing)하는 파워드 믹서부(Audio Mixer & Power Amp)(270)와,
    휴대용 단말기·카오디오 선택부로부터 선택되어 재생되는 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터를 PWM(Pulse Width Modulation) 오디오 데이터로 변환하여 고음질의 디지털 오디오를 재생 출력하도록 하는 PWM 오디오 출력부(280)와,
    제어부(MCU)의 제어를 통해 3Mhz~30Mhz의 단파로 차량내의 휴대용 단말기와 무선카오디오 단말기간의 데이터 송신과 수신을 양방향통신이 되도록 제어하고, 스피커로 오디오 전송을 위한 에코 제거 기능(Echo Canceller) 및 잡음제거기능(Noise Canceller)을 하는 HF 모듈(290)로 구성되는 것을 특징으로 하는 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기.
  3. 제1항에 있어서, 제어부(MCU)(260)는 휴대용 단말기의 동글로부터 웨이크업 신호가 수신되면, 제1 RF모듈을 통해 대기상태에서 동작 상태로 전환되어 오디오 모듈의 동작을 깨우고, 그 동작된 신호를 카스피커로 출력되도록 제어하고, 무선 카오디오 단말기의 동작상태 및 운영 상태를 표시하도록 LED 표시부를 제어하며, PWM 오디오 출력부를 통해 휴대용 단말기·카오디오 선택부로부터 선택되어 재생되는 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터를 PWM(Pulse Width Modulation) 오 디오 데이터로 변환하여 고음질의 디지털 오디오를 재생 출력하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기.
  4. 휴대용 단말기 중 휴대폰의 외부 일측에 형성된 USB 접속단자로 동글이 장착되면, ISM 대역의 다채널 방식으로 웨이크 업 신호가 무선 카오디오 단말기의 제1 RF 모듈로 입력되는 단계(S100)와,
    제1 RF 모듈을 통해 수신된 웨이크 업 신호로 인해 PWM 전원제어부(PWM POWER & BAT CONTROL)가 구동되는 단계(S200)와,
    제어부(MCU)에서 무선 카오디오 단말기로부터 웨이크업 신호가 수신되면, 제1 RF 모듈을 통해 대기상태에서 동작 상태로 전환되어 오디오 모듈의 동작을 깨우고, 그 동작된 신호를 무선 카오디오 단말기로 출력시키도록 제어하는 단계(S300)와,
    신호선택부를 통해 휴대폰의 메모리부에 저장된 오디오 신호 또는, 통화 음성 신호 중 어느 하나를 선택하여 스피커부로 출력되도록 제어하는 단계(S400)와,
    무선 카오디오 단말기 본체의 상태 및 운영 상태가 표시되도록 LED 표시부를 제어하는 단계(S500)와,
    파워드 믹서부(Audio Mixer & Power Amp)를 통해 무선 카오디오 단말기 자체로부터 발생된 오디오 신호, 휴대용 단말기의 오디오 신호 및 통화 음성 신호로 이 루어진 여러개의 각기 다른 신호를 하나의 카스피커로 내보내도록 믹싱(Mixing)시키는 단계(S600)와,
    PWM 오디오 출력부를 통해 신호선택부로부터 선택되어 재생되는 PCM(Pulse Code Modulation) 오디오 데이터를 PWM(Pulse Width Modulation) 오디오 데이터로 변환하여 카스피커로 고음질의 디지털 오디오를 재생 출력하도록 제어하는 단계(S700)와,
    제2 RF모듈을 통해 오디오 신호 및 통화 종료신호를 수신받아 휴대용 단말기의 동글로 출력시키는 단계(S800)와,
    HF 모듈을 통해 3Mhz~30Mhz의 단파로 차량내의 휴대용 단말기와 무선카오디오 단말기간의 데이터 송신과 수신을 양방향통신이 되도록 제어하고, 스피커로 오디오 전송을 위한 에코 제거와 잡음제거를 하는 단계(S900)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ISM 대역 다채널 RF 모듈용 핸즈프리를 내장한 무선카오디오 단말기를 이용한 데이터 송수신방법.
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