TW201830940A - 三線式傳輸的穿戴裝置 - Google Patents

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張寶金
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張至德
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Abstract

本發明提供一種三線式傳輸的穿戴裝置，其透過第一扣體與可拆式第二扣體的設計，藉此提升穿戴裝置的功能性、多樣性及方便性。更進一步來說，當第一扣體與第二扣體結合時，第一扣體利用不同的脈波訊號或不同的數位訊號經由三線式的傳輸方式來與第二扣體溝通，以整合與第一扣體結合的所有第二扣體的功能元件(如觸控板、螢幕、發熱片等)。

Description

三線式傳輸的穿戴裝置
本發明是有關於一種三線式傳輸的穿戴裝置，且特別是關於一種利用三線式的傳輸方式整合分散在穿戴裝置上的電子模組，並進行控制。
自古以來，人們日常生活與穿戴物件習習相關。其中，穿戴物件諸如衣服、外套、衣飾、褲子、鞋襪、手套、帽子、髮夾、胸針、圍巾、雨衣、雨具、背包、手提包、包包、行李箱或其他穿戴物等等。例如，人們都要穿著衣服。天氣熱了，人們穿著較清涼的衣物。天氣冷了，人們穿著暖和的外套。下雨了，人們攜帶雨衣或雨具。到賣場採購物品，人們攜帶手提包。也就是說，人們的日常生活脫離不了這些穿戴物件。
隨著科技的進步，現有產業已發展出多種智慧型穿戴裝置。例如，智慧型手錶、智慧型手環、智慧型耳機或其他穿戴裝置。然而，這些穿戴裝置往往只有設置好的功能，且無法擴充其他功能；又或者這些穿戴裝置可以擴充其他功能，但無法有效整合全部的功能，藉此造成使用者使用智慧型穿戴裝置的不方便。
本發明之目的在於提供一種三線式傳輸的穿戴裝置，透過三線式的傳輸方式整合穿戴裝置上的所有功能模組(如觸控板、螢 幕、發熱片等)，藉此增加穿戴裝置在使用上的方便性。
本發明實施例提供一種三線式傳輸的穿戴裝置，包括一第一扣體與複數個第二扣體。第一扣體具有一第一接點、一第二接點與一第三接點。第一扣體儲存有複數個命令訊號，選擇多個命令訊號其中之一，且根據選擇的命令訊號產生一脈寬訊號至第一接點，其中脈寬訊號代表選擇的命令訊號。每一個第二扣體具有一第四接點、一第五接點與一第六接點，且可拆地與第一扣體結合。當第一扣體與多個第二扣體結合時，第一接點、第二接點與第三接點分別電性連接到每一個第二扣體之第四接點、第五接點與第六接點。每一個第二扣體與第一扣體並接，且第五接點接地。當第一扣體與多個第二扣體結合時，每一個第二接點之第四接點接收來自第一接點的脈寬訊號，根據不同的脈寬訊號，以決定第三接點和第六接點之間要採取哪一種傳輸協定。
綜合以上所述，本發明實施例所提供的三線式傳輸的穿戴裝置，其透過第一扣體與可拆式第二扣體的設計，藉此提升穿戴裝置的功能性、多樣性及方便性。更進一步來說，當第一扣體與第二扣體結合時，第一扣體利用不同的脈波訊號或不同的數位訊號經由三線式的傳輸方式來與第二扣體溝通，以整合與第一扣體結合的所有第二扣體的功能元件(如觸控板、螢幕、發熱片等)。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
100‧‧‧第一扣體
200‧‧‧第二扣體
500‧‧‧三線式傳輸的穿戴裝置
P1‧‧‧第一接點
Mx‧‧‧電晶體
G‧‧‧端點
Rx‧‧‧電阻
210‧‧‧第二處理元件
LE‧‧‧三線式電線
C1‧‧‧傳輸介面
C2‧‧‧傳輸介面
C3‧‧‧傳輸介面
P2‧‧‧第二接點
P3‧‧‧第三接點
P4‧‧‧第四接點
P5‧‧‧第五接點
P6‧‧‧第六接點
Vp‧‧‧脈寬訊號
Rs‧‧‧回應訊號
A‧‧‧控制裝置
B‧‧‧處理裝置
C‧‧‧傳輸介面
D‧‧‧傳輸介面
E‧‧‧控制裝置
110‧‧‧第一處理元件
120‧‧‧電源供應元件
130‧‧‧電壓轉換元件
140‧‧‧脈寬產生元件
150‧‧‧第一電流保護元件
Pw‧‧‧電力
Ct‧‧‧電壓轉換訊號
Cw‧‧‧控制訊號
Sw1‧‧‧開關訊號
Fb1‧‧‧電流偵測訊號
Vb‧‧‧調整電壓
T1‧‧‧預定時間
220‧‧‧訊號擷取元件
230‧‧‧第二電流保護元件
Sw2‧‧‧開關訊號
Fb2‧‧‧電流偵測訊號
AP‧‧‧應用模組
Sd‧‧‧擷取訊號
220a‧‧‧訊號擷取元件
Ra1‧‧‧電阻
Ra2‧‧‧電阻
K‧‧‧端點
220b‧‧‧訊號擷取元件
Rb‧‧‧電阻
Mb‧‧‧電晶體
Cb‧‧‧電容
OP1‧‧‧第一放大器
OP2‧‧‧第二放大器
220c‧‧‧訊號擷取元件
Rc1‧‧‧電阻
Rc2‧‧‧電阻
Cc‧‧‧電容
COM1‧‧‧比較器
220d‧‧‧訊號擷取元件
Rd1‧‧‧電阻
Rd2‧‧‧電阻
D1‧‧‧傳輸介面
D2‧‧‧傳輸介面
D3‧‧‧傳輸介面
E1‧‧‧控制裝置
E2‧‧‧控制裝置
E3‧‧‧控制裝置
500b‧‧‧三線式傳輸的穿戴裝置
100b‧‧‧第一扣體
A2‧‧‧控制裝置
B1‧‧‧處理裝置
B2‧‧‧處理裝置
C4‧‧‧傳輸介面
C5‧‧‧傳輸介面
C6‧‧‧傳輸介面
C7‧‧‧傳輸介面
C8‧‧‧傳輸介面
C9‧‧‧傳輸介面
H‧‧‧延長電線
LE1‧‧‧三線式電線
LE2‧‧‧三線式電線
LE3‧‧‧三線式電線
500c‧‧‧三線式傳輸的穿戴裝置
300‧‧‧第一扣體
400‧‧‧第二扣體
T2‧‧‧預定時間
T3‧‧‧預定時間
Ds‧‧‧蕭特基二極體或一般二極體
R1‧‧‧第一電阻
MP‧‧‧P型電晶體
R2‧‧‧第二電阻
220A‧‧‧充電元件
212A‧‧‧第三處理元件
MN1‧‧‧第一N型電晶體
MN2‧‧‧第二N型電晶體
P7‧‧‧第七接點
COM2‧‧‧比較器
500a‧‧‧三線式傳輸的穿戴裝置
100a、100A、100B‧‧‧第一扣體
200a、200A‧‧‧第二扣體
200b、200B‧‧‧第二扣體
200c、200C‧‧‧第二扣體
250A‧‧‧第三穩壓元件
214A‧‧‧通訊元件
A1‧‧‧控制裝置
CC‧‧‧傳輸介面
P8‧‧‧第八接點
310‧‧‧第一處理元件
360‧‧‧第一無線傳輸元件
370‧‧‧第二無線傳輸元件
240‧‧‧第二穩壓單元
VCC‧‧‧電壓
240A‧‧‧儲能元件
210A‧‧‧處理模組
230A‧‧‧無線應用模組
160‧‧‧無線通訊元件
170‧‧‧位置與狀態偵測元件
Mg‧‧‧磁吸元件
圖1是本發明一實施例之三線式傳輸的穿戴裝置的示意圖。
圖2是本發明一實施例之第一扣體的示意圖。
圖3A是本發明一實施例之脈寬訊號的示意圖。
圖3B是本發明另一實施例之脈寬訊號的示意圖。
圖4A是本發明一實施例之脈寬產生元件的電路圖。
圖4B是本發明一實施例之第一電流保護元件的電路圖。
圖5是本發明一實施例之第二扣體的示意圖。
圖6A是本發明一實施例之訊號檢測元件的電路圖。
圖6B是本發明另一實施例之訊號檢測元件的電路圖。
圖6C是本發明另一實施例之訊號檢測元件的電路圖。
圖6D是本發明另一實施例之訊號檢測元件的電路圖。
圖7是本發明另一實施例之第二扣體的示意圖。
圖8A以及圖8B是本發明一實施例之第一扣體與第二扣體協同工作的示意圖。
圖9A至圖9C是本發明一實施例第一接點、第二接點以及第三接點的設置示意圖。
圖10是本發明一實施例之三線式傳輸的穿戴裝置為皮帶的示意圖。
圖11是本發明一實施例之三線式傳輸的穿戴裝置為衣服與褲子的示意圖。
圖12是本發明另一實施例之三線式傳輸的穿戴裝置的示意圖。
在下文中，將藉由圖式說明本發明之各種例示實施例來詳細描述本發明。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。此外，在圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。
首先，請同時參考圖1，其顯示本發明一實施例之三線式傳輸的穿戴裝置的示意圖。如圖1所示，三線式傳輸的穿戴裝置500包括一第一扣體100與複數個第二扣體200。當第一扣體100與多個第二扣體200結合時，第一扣體100將整合每個第二扣體200 中的功能元件(如觸控板、螢幕、發熱片等)，以藉此控制或互相傳輸資料予每個第二扣體200。在本發明中，第一扣體100以及複數個扣體200是以可拆卸地設置自穿戴裝置500上，其設置方式可根據實際需求進行設計調整，本發明中不作限制。
第一扣體100具有一第一接點P1、一第二接點P2為接地點，與一第三接點P3為單向或雙向的資料傳輸點。第一扣體100儲存有複數個命令訊號以及複數個通訊協定。第一扣體可以置放在衣褲等之夾層、內層、裡層、口袋、或以裝飾、配件、商標等之外置形狀出現，本發明對此不作限制。
第一扣體P1除了依於應用的不同，而提供3VDC至24VDC的直流電源外，並由第一處理單元110送出命令訊號給脈寬產生元件140，進而在P1上產生小幅的脈寬波型Vp而形成命令訊號。例如在5VDC的P1上，產生0.7V(例如圖4A中的Ds為一般二極體)或0.3V(例如圖4A中的Ds為蕭特基二極體Schottky Diode)的電壓差，使得P1產生5V至4.3V或4.7V的波型變化，因而形成各種的Vp命令訊號。舉例來說，命令訊號代表呼叫所有與第一扣體100結合的第二扣體200。再舉例來說，命令訊號代表尋找具有特定功能的第二扣體200(如尋找具有感測器功能的第二扣體200)。更重要的是第一扣體的命令訊號可以在同一個系統下的不同時間例如t1和t2，下達予具有相同或不相同通訊協定的複數個第二扣體例如通訊協定1和通訊協定2。當第一扣體100在t1時段下達採取通訊協定1，此時複數個內定為通訊協定1的第二扣體開始與第一扣體透過回應訊號Rs互相傳遞資料，其它第二扣體其內定為通訊協定2的則不會與第一扣體互相傳送資料。當第一扣體100在t2時段下達將採取通訊協定2，此時複數個內定為通訊協定2的第二扣體開始與第一扣體100透過回應訊號Rs互相傳遞資料，其它第二扣體200其內定為通訊協定1的則不會與第一扣體100互相傳送資料。
如此做法的好處是可以在同一套系統中，同時存在原本不相同的通訊協定的複數個第二扣體200。第一扣體100在不同的時間例如t3，經由第一接點P1在不同的時間下達不同的命令訊號，以決定該時段只能讓採用該通訊訊協定例如通訊協定3的複數個第二扣體200透過回應訊號Rs做資料的互傳。如此可讓原本互不相容的不同通訊協定的第二扣體200，能同時存在於同一個系統中。更重要的是可以讓原先就已經流通於市面上的各式1-Wire通訊協定的模組或設備可以輕易的修改成第二扣體200，同時也可以更方便的讓系統工程師或合作的廠商開發其原本熟悉的通訊協定的第二扣體200，或是由第三方開發自己獨一無二的通訊協定的第二扣體200，以便做市場或產品區隔。本發明對命令訊號及通訊協定的內容不作限制。
在本實施例中，第二扣體200儲存有第一扣體100所儲存的多個通訊協定中的至少一個通訊協定，也就是第二扣體200所使用、可辨識的任何一個通訊協定，第一扣體100中都會具備。換句話說，複數個第二扣體200可以各自具備相同或是不同的通訊協定，而這些第二扣體200所具有的通訊協定，第一扣體100都可以使用、辨識及解析。從另一方面來說，當第一扣體100欲選擇一個或複數個具有第一通訊協定的第二扣體時，即由110第一處理元件下達一命令訊號給脈寬產生元件140，產生一脈寬訊號Vp給該些第二扣體200時，只有能夠辨識、解析第一通訊協定的第二扣體200會根據這個脈寬訊號Vp的不同命令訊號內容，產生相對應的資料，再經由回應訊號Rs回傳或互傳資料給第一扣體100。
而脈寬訊號Vp係代表所選擇的命令訊號。而第一扣體100、脈寬訊號Vp(命令訊號)與第二扣體200之間的關係將在以下的實施例中說明，故在此不再贅述。
在本實施例中，第一扣體100以及第二扣體200所使用的通 訊協定可以為Microchip 1-Wire、TI 1-Wire、Maxim 1-Wire、DALLAS 1-Wire、Single-Wire Protocol、LIN(Local Interconnect Network)、自己制定、或客戶制定的各式新1-Wire通訊協定或可提供第一扣體100與第二扣體200溝通的其他通訊協定，本發明對此不作限制。
每一個第二扣體200具有一第四接點P4、一第五接點P5與一第六接點P5，且可拆地與第一扣體100結合。因此，當第一扣體100未與第二扣體200結合時，第一扣體100將不會整合未結合的第二扣體200中的應用功能。反之，當第一扣體100與多個第二扣體200結合時，第一接點P1、第二接點P2與第三接點P3將分別電性連接到每個第二扣體200之第四接點P4、第五接點P5與第六接點P6。此時，多個第二扣體200將與第一扣體100並接，且第五接點P5為接地。
第二扣體200的形式除了可以扣體的形式存在外，可以置放在衣褲等之夾層、內層、裡層、口袋，也可以為衣服、褲子、帽子、襪子、鞋子、圍巾、背包...等的配件、飾品、臂章、徽章、胸章、商標、釦環、吊飾等形式存在，本發明對此不作限制。
不同的第二扣體200具有不同的設備號碼或裝置號碼，以及一通訊協定。當第一扣體100下達是否有新裝置加入的命令訊號時，則新加入的第二扣體200及時回傳其裝置號碼以供第一扣體100辨識。當第一扣體100要求採用其不同時間點所指定的不同通訊協定複數個第二扣體中的某指定裝置時，此時採該通訊協定的第二扣體中具有該裝置號碼的第二扣體即經由回應訊號Rs互傳資料給第一扣體100。換句話說，第一扣體100可以任意指定複數個第二扣體200中的其中之一，例如第一扣體100要求具心跳量測功能的第二扣體200回傳心跳資料，或是第一扣體100可將該資料透過通訊協定，傳給具有液晶顯示功能(LCD)或具有有機發光二極體顯示功能(OLED)的第二扣體200。
再舉例，第一扣體100可以在同一時間，詢問所有不同通訊 協定的複數個第二扣體200，是否需要做中斷服務(Interrupt)，例如具觸控按鍵或語音輸入的裝置。又或須立刻處理的感測裝置，如火災警報器、防盜感測器、地震感應器、汽車機車單車之防撞感應器、毒氣感測器、銀髮族或婦女的緊急呼救...等的第二扣體。
在本實施例中，當第一扣體100之第三接點P3接收到回應訊號Rs後，第一扣體100將根據每個回應訊號Rs來做資料的處理或選擇下達另一個命令訊號，並根據選擇的另一個命令訊號產生相對應的脈寬訊號Vp至第一接點P1。而相對應的脈寬訊號Vp係代表所選擇的另一個命令訊號。此時，每個第二扣體200將再次根據接收到的脈寬訊號Vp而對應產生回應訊號Rs至第一扣體100，以供第一扣體100取得每一個第二扣體200之其他相關訊息。值得注意的是，第一扣體100傳送至第一接點P1的脈寬訊號Vp亦可不相關於下一次傳送至第一接點P1的脈寬訊號Vp，本發明對此不作限制。
以下將進一步介紹第一扣體100的內部結構與實施方式。請同時參考圖2，其顯示本發明一實施例之第一扣體的示意圖。如圖2所示，第一扣體100更具有一第一處理元件110、一電壓轉換元件130與一脈寬產生元件140。第一處理元件110接收一電源供應元件120所產生的一電力Pw，以藉此進行運作。在本實施例中，電源供應元件120可內建或外接在第一扣體100，本發明對此不作限制。在本實施例中，電源供應元件120可以是電源供應器或是一電能儲存元件，例如是一行動電源或一電池，其在本發明中不作限制。
第一處理元件110儲存有多個命令訊號及通訊協定。在本實施例中，第一處理元件內建有一個或多個8bit或16bit或32bit或64bit等之處理器MCU，或內建藍牙、WIFI、SUB-G RF或其他特殊功能等8bit~64bit的處理器(MCU)或前述功能的SoC、SiP等之處理器(MCU)，經由工程師撰寫程式以藉此儲存多個命令訊號或 通訊協定及其它處理程序，本發明同樣對以上所述不作限制。第一處理元件110將會選擇多個命令訊號其中之一，且根據選擇的命令訊號產生一電壓轉換訊號Ct與一控制訊號Cw，以分別控制電壓轉換元件130與脈寬產生元件140對相對應的動作。
電壓轉換元件130耦接第一處理元件110，且接收由電源供應元件120產生的電力Pw。電壓轉換元件130將根據電壓轉換訊號Ct將電力Pw之電壓調整至一電壓準位，以據此產生一調整電壓Vb。在本實施例中，電壓轉換元件130為降壓轉換器(buck converter)，且根據電壓轉換訊號Ct將電力Pw之電壓調降至某一電壓準位，以產生調整電壓Vb。而在其他實施例中，電壓轉換元件130亦可為升壓轉換器(boost converter)或其他型態的電壓轉換元件，本發明對此不作限制。
請參照圖2，電能調節元件180電性連接第一接點P1、電壓轉換元件130以及第一處理元件110。在本實施例中，當一第二扣體200電性連接至第一接點P1、第二接點P2以及第三接點P3時，第一扣體100會通過第一接點P1傳送脈寬訊號Vp詢問第二扣體200是否具有一電源可提供至第一扣體100，若第二扣體200並不具有額外的電源可提供給第一扣體100時，則電壓調節元件180則不會作動，若第二扣體200具有一額外的電源可提供一電能給第一扣體100時，則第一處理元件110則會傳送一控制訊號至電能調節元件180以控制電能調節元件180進行作動，進行接收第二扣體200的電能，以使電能供應元件120對第二扣體200所提供的電能進行儲存。在本實施例中，電能調節元件180可通過不同電路設計進行實施，因此，其實施方式在本發明中不作限制。
脈寬產生元件140耦接電壓轉換元件130與第一處理元件110。脈寬產生元件140接收調整電壓Vb，且根據控制訊號Cw在調整電壓Vb上產生脈寬訊號Vp至第一接點Vp。更進一步來說，脈寬訊號Vp為持續一預定時間的一低電壓準位、為持續一預定時 間的一高電壓準位或者為持續一預定時間的一數位訊號。請同時參考圖3A，其顯示本發明一實施例之脈寬訊號的示意圖。如圖3A所示，脈寬產生元件140在調整電壓Vb上產生三個具有不同預定時間T1、T2與T3的脈寬訊號Vp，且脈寬訊號Vp為低電壓準位。而每個脈寬訊號Vp分別關聯於所選擇的命令訊號。舉例來說，具有預定時間T1的脈寬訊號Vp代表呼叫所有與第一扣體100結合的第二扣體200；具有預定時間T2的脈寬訊號Vp代表尋找具有特定功能的第二扣體200；以及具有預定時間T3的脈寬訊號Vp代表通知所有與第一扣體100結合的第二扣體200利用單線式的傳輸方式來與第一扣體100溝通。
請同時參考圖3B，其顯示本發明另一實施例之脈寬訊號的示意圖。如圖3B所示，脈寬產生元件140在調整電壓Vb上產生三個具有不同數位訊號的脈寬訊號Vp。而每個脈寬訊號Vp分別關聯於所選擇的命令訊號。舉例來說，脈寬訊號Vp為數位訊號「0100」且代表呼叫所有與第一扣體100結合的第二扣體200；脈寬訊號Vp為數位訊號「0000」且代表尋找具有特定功能的第二扣體200；以及脈寬訊號Vp為數位訊號「0101」且代表通知所有與第一扣體100結合的第二扣體200利用單線式的傳輸方式來與第一扣體100溝通。當然，脈寬訊號Vp亦可以其他類型的訊號來作表示，本發明對此不作限制。
第一扣體100還包括可選項的(optional)一無線通訊元件160以及可選項的(optional)一位置或狀態偵測元件170。第一扣體100根據無線通訊元件160與外界的一電子裝置例如手機、一本地伺服器、一遠端伺服器或另一第一扣體100進行訊號傳輸。也就是，在本實施例中，第一扣體100還可因為與另外一個第一扣體100進行訊號傳輸而有不同的應用方式，其在本發明中不作限制。在本實施例中，無線通訊元件160可包括一藍牙通訊元件(BlueTooth)、一無線保真通訊元件(WiFi)、一紫蜂通訊元件 (Zigbee)或一行動通訊元件(Mobile communication unit)或一433MHz至5.8GHz等不同載波頻率的RF Module，以上所述可單選、複選或取消。
其中，行動通訊元件則包括一第三代行動通訊技術通訊元件(3G)、一第四代行動通訊技術通訊元件(4G)、一第五代行動通訊技術通訊元件(5G)或一通用封包無線服務通訊元件(GPRS)。
其中，無線通訊元件除了如上述般內置於第一扣體，但也可以將該單個或複數個無線通訊元件置放於第二扣體200上，亦可達到同樣的效果。
而位置或狀態偵測元件170是用於偵測第一扣體100的一位置或動態資訊，例如經緯度資訊、方向資訊、加速度資訊。在本實施例中，位置或狀態偵測元件170可以為一全球定位系統偵測元件(GPS)、三軸加速計、電子羅盤、室內定位(Beacon)...等，可單選、複選或取消。更值得一提的是，作為近距離無線通訊(Near Field Communication；NFC)所採用的IC，可以和Beacon共用，所以也就等於可以多加上NFC的功能，例如安全或身分辨識或是電子支付等。
其中，位置或狀態偵測元件170，除了如上述般內置於第一扣體100，但也可以將該單個或複數個位置或狀態偵測元件170置放於第二扣體200上，也可達到同樣的效果。如圖4A所示，在本實施例中，脈寬產生元件140包括一P型電晶體MP、一蕭特基二極體或一般二極體DS、一第一N型電晶體MN1與一第二N型電晶體MN2。P型電晶體MP具有一第一端、一第二端與一P型控制端。第一端電連接電壓轉換元件130以接收調整電壓Vb。第二端電連接第一接點P1，且P型控制端透過一第一電阻R1電連接P型電晶體MP之第一端。蕭特基二極體Ds具有一正極與一負極。正極電連接P型電晶體MP之第一端，且負極電連接P型電晶體MP之第二端。第一N型電晶體MN1具有一第三端、一第四端與 一第一N型控制端。第三端電連接P型控制端，第四端接地，且第一N型控制端電連接第一處理元件110以接收控制訊號Cw。第二N型電晶體MN2具有一第五端、一第六端與一第二N型控制端。第五端透過一第二電阻R2電連接P型電晶體MN之第二端，第六端接地，且第二N型控制端電連接P型電晶體MP之P型控制端。
因此，第一處理元件110將根據所選擇的命令訊號產生控制訊號Cw至N型電晶體MN1，以及電壓轉換元件130將產生一調整電壓，以藉此控制P型電晶體MP、第一N型電晶體MN1與第二N型電晶體MN2的開啟與關閉，進而產生代表所選擇的命令訊號的脈寬訊號Vp至第一接點P1。當第二扣體200消耗的電流太小時，會致使二極體Ds的降壓不夠明顯，此時則可經由第二N型電晶體MN2與電阻R2導通時所產生的小電流，致使二極體Ds能達到正常的電壓降幅，以使整體電路能正常運作。電晶體可為一般電晶體(Transister)或場效電晶體(MOSFET)。當然，第一處理元件110亦可為其他型式的電路，本發明對此不作限制。
請同時參考圖2與圖4B，在其他實施例中，第一扣體100更具有一第一電流保護元件150。電流保護元件150耦接第一處理元件110。第一處理元件110偵測流經第一電流保護元件150之一電流，且根據電流的大小來短路或斷路第一電流保護元件150。在本實施例中，第一電流保護元件150包括一N型電晶體Mx與一電流偵測電阻Rx，N型電晶體Mx之一端電連接第二接點P2，且其另一端透過電阻Rx接地。N型電晶體Mx之控制端電連接第一處理元件110以接收一開關訊號SW1，而N型電晶體Mx與電阻Rx之間的一端點G電連接第一處理元件110，以傳送一電流偵測訊號Fb1至第一處理元件110。
因此，第一處理元件110將接收電流偵測訊號Fb1以偵測流經第一電流保護元件150的電流，並在判斷電流偵測訊號Fb1大 於一預定電壓(代表流經第一電流保護元件150的電流)時，關閉電晶體Mx，以避免各個第二扣體200中的電路元件毀損。此預定電壓的大小是經由第二扣體200在回傳裝置號碼給第一扣體100時，即可由第一扣體100內建的程式判斷出相對應的電壓值。
以下將進一步介紹每一個第二扣體200的內部結構與實施方式。請同時參考圖5，其顯示本發明一實施例之第二扣體的示意圖。如圖5所示，每一個第二扣體200具有一訊號擷取元件220與一第二處理元件210與一第二穩壓單元240。訊號擷取元件220耦接第四接點P4，且接收脈寬訊號Vp，以產生代表脈寬訊號Vp之一擷取訊號Sd至地二處理器210。而第二處理元件210耦接訊號擷取元件220與第六接點P6，且根據擷取訊號Sd產生回應訊號Rs至第六接點P6，以操控一應用模組AP。應用模組AP為設置在第二扣體200的應用功能裝置，舉例來說，應用模組AP為觸控版、螢幕、影像擷取元件、各類感測器、發熱片或其他應用功能裝置，且受控於第二處理元件210。第二穩壓單元240一端接第四接點P4，另一端點則送出穩定的電壓給應用模組AP和第二處理單元，以使比較敏感的感測器型或無線(RF)型的應用模組AP及第二處理單元210，能獲得穩定的恆壓源。
在其他實施例中，如圖6A所示，訊號擷取元件220a具有二電阻Ra1與Ra2。電阻Ra1之一端接收第四接點P4，電阻Ra1之另一端電連接電阻Ra2之一端，且電阻Ra2之另一端接地。而電阻Ra1與Ra2之間的一端點K電連接至第二處理元件210。因此，訊號擷取元件220a接收脈寬訊號Vp，並透過二電阻Ra1與Ra2於端點K產生擷取訊號Sd至第二處理元件210，以藉此取得代表脈寬訊號Vp的擷取訊號Sd。
另外，圖6B至6D說明訊號擷取元件的其他實施方式。如圖6B所示，訊號擷取元件220b具有一電阻Rb、一電晶體Mb、一電容Cb、一第一放大器OP1與一第二放大器OP2。電晶體Mb的 一第一端電連接第四接點P4，電晶體Mb的一第二端電連接第一放大器OP1的一正輸入端。電晶體Mb的一控制端透過電阻Rb電連接電晶體Mb的第一端。電容Cb之一端電連接電晶體Mb的第二端，且其另一端接地。第一放大器OP1的一負輸入端則電連接至第一放大器OP1的一輸出端。第一放大器OP1的一正輸入端電連接第一放大器OP1的輸出端。第一放大器OP1的一負輸入端電連接第四接點P4。而第一放大器OP1的一輸出端則電連接第二處理元件210。因此，訊號擷取元件220b接收脈寬訊號Vp，並由第二處理元件210控制電晶體Mb的控制端，據此控制電晶體Mb的開啟與關閉，以產生擷取訊號Sd至第二處理元件210。
如圖6C所示，訊號擷取元件220c具有一比較器COM1。比較器COM1之一正輸入端透過電阻Rc1電連接第四接點P4。比較器COM1之一負輸入端透過電阻Rc2電連接第四接點P4。一電容Cc之一端電連接比較器COM1之負輸入端，且其另一端接地。而比較器COM1之一輸出端則電連接第二處理元件210。因此，訊號擷取元件220c接收脈寬訊號Vp，並比較正輸入端的電壓與負輸入端的電壓，以產生擷取訊號Sd至第二處理元件210，藉此取得代表脈寬訊號Vp的擷取訊號Sd。
如圖6D所示，訊號擷取元件220d具有一比較器COM2。比較器COM2之一正輸入端電連接第四接點P4。比較器COM2之一負輸入端透過電阻Rc2接收一電壓VCC。一電容Cc之一端電連接比較器COM2之負輸入端，且其另一端接地。一電阻Rd2之一端電連接比較器COM2之負輸入端，且其另一端接地。而比較器COM2之一輸出端則電連接第二處理元件210。因此，訊號擷取元件220d接收脈寬訊號Vp，並比較正輸入端的電壓與負輸入端的電壓，以產生擷取訊號Sd至第二處理元件210，藉此取得代表脈寬訊號Vp的擷取訊號Sd。
請同時參考圖5，在其他實施例中，第二扣體200更具有一第 二電流保護元件230。第二電流保護元件230耦接於第二處理元件210與應用模組AP之間。第二處理元件210偵測流經第二電流保護元件230之一電流，且根據該電流的大小來短路或斷路第二電流保護元件230。而有關第二電流保護元件230之內部架構大致上與第一電流保護元件150相同，故在此不再贅述。因此，第二處理元件210將接收電流偵測訊號Fb2以偵測流經第二電流保護元件230的電流，並在判斷電流偵測訊號Fb2大於一預定電壓(代表流經第二電流保護元件230的電流)時，斷路第二電流保護元件230，以避免第二扣體200中的電路元件毀損。
請參照圖7，圖7是本發明另一實施例之第二扣體的示意圖。
當第二扣體200A包括一傳輸介面D1以及一控制裝置E1。控制裝置E1通過傳輸介面D1的磁吸元件Mg的磁力，設置在第七接點P7以及第八接點P8上。其應用模組AP的內部設置一小電池(儲能元件240A)，以及具有藍牙(BlueTooth)、WIFI、或一433MHz至5.8GHz等不同載波頻率的RF Module或其它無線通訊模組等之上述的任何一種時，即可變成近距離或遠距離的遙控型第二扣體200A，透過無線的方式與第一扣體100溝通。又或者第二扣體200A中的處理模組210A內建有一個或多個8bit或16bit或32bit或64bit等之處理器MCU，也就是第三處理元件212A，且內建藍牙、WIFI、SUB-G RF或其他特殊功能等8bit~64bit的處理器(MCU)或前述功能的SoC、SiP等之處理器(MCU)時，也就是通訊元件214A，亦成為有無線通訊能力的第二扣體200A，第二扣體200A可根據實際需求進行功能模組的增加，本發明對此不作限制。
例如第二扣體200A內建可充電式鈕扣電池，也就是儲能元件240A。第二扣體200A的應用模組AP為觸控按鍵加1.2G無線模組，也就是無線應用模組230A，其資料傳輸不再是透過三線式傳輸，而是透過無線方式與第一扣體100a的無線通訊模組做雙向溝 通。若將此第二扣體200A從傳輸界面C上取下，放置在桌上、背包上、或單車手把上，則變成遙控型的觸控按鍵。此時第二扣體200A若接在第一扣體100a的傳輸界面C上，則第二扣體200A變成被第一扣體100a提供的電力充電，其電力可通過充電元件220A儲存在儲能元件240A中。在本實施例中儲能元件電性連接處理模組210A以及電壓VCC。
又例如第二扣體200A內建可充式鈕扣電池，應用模組AP為語音輸入及語音辨識的模組，並加入1.2G無線模組或個式無線通訊整合的第二處理元件。此時第二扣體200若接在第一扣體100的傳輸界面C上，則第二扣體200變成被第一扣體100提供的電力充電，且資料傳輸不再是透過三線式傳輸，而是透過無線方式與第一扣體100a的無線通訊模組做雙向溝通。若將此第二扣體200A從傳輸界面C上取下，放置在桌上、背包上、或單車手把上或內建在衣服的商標位置，則變成無線型語音控制的第二扣體200A。
請參照圖8A以及圖8B，圖8A以及圖8B是本發明一實施例之第一扣體與第二扣體協同工作的示意圖。
在本實施例中，第一扣體100A、第二扣體200B以及第二扣體200C可以如圖8A所示的結構進行設置，也就是，第二扣體200B以及第二扣體200C分別通過傳輸介面C1以及傳輸介面C2設置在第一扣體100A的兩側，其中，第一扣體100A則通過控制裝置A1以及處理裝置B1進行與第二扣體200B以及第二扣體200C的溝通。
如圖8B所示，其中第二扣體200C可以通過傳輸介面C2設置在第一扣體100B的一側，而第一扣體100B的傳輸介面C1則可利用有線或是無線的方式與處理裝置B1以及控制裝置A1進行長距離的通訊，因此，傳輸介面C1可設置在距離第一扣體100B的處理裝置B1以及控制裝置A1一預定距離的設置位置，故而， 第二扣體200B可以通過設置在傳輸介面C1，也與第一扣體100B的處理裝置B1以及控制裝置A1距離一預定距離。也就是，第二扣體100B可以通過傳輸介面C1的延伸設置，而設置在距離第一扣體100B較遠的位置。而此預定距離，可根據實際需求進行調整設計，在本發明中不作限制。
請參照圖9A至圖9C，圖9A至圖9C是本發明一實施例第一接點、第二接點以及第三接點的設置示意圖。
如圖9A所示，第一接點P1、第二接點P2以及第三接點P3可以相鄰設置在同一直線上。也可如圖9B所示，以同心圓的方式，設置在第一接點P1、第二接點P2以及第三接點P3。也可如圖9C所示，將第一接點P1以及第二接點P2設計為較小的接點，設置在第三接點P3的一側。在其他實施例中，第一接點P1、第二接點P2以及第三接點P3的設置方式、形狀可以根據實際需求進行調整，在本發明中不作限制。
由上述可知，第一處理元件110與電源供應元件120與通訊元件160及位置與狀態偵測元件170係作為第一扣體100的控制裝置A。電壓轉換元件130與脈寬產生元件140係作為第一扣體100的處理裝置B。第一接點P1、第二接點P2與第三接點P3係作為第一扣體100的傳輸介面C。第四接點P4、第五接點P5與第六接點P6係作為第二扣體200的傳輸介面D。第二處理元件210、訊號擷取元件220與應用模組則作為第二扣體200的控制裝置E。因此，控制裝置A根據命令訊號控制處理裝置B產生相對應的脈寬訊號Vp至傳輸介面C。傳輸介面C將產生的脈寬訊號Vp透過傳輸介面D傳送至控制裝置E。控制裝置E將根據脈寬訊號Vp對應產生回應訊號Rs至傳輸介面D。而傳輸介面D將產生的回應訊號Rs透過傳輸介面C傳送至控制裝置A，以藉此整合每一個第二扣體200。
換句話說，當第一扣體100與第二扣體200結合時，第一扣 體100將經由三線傳送電力及不同的脈波訊號Vp(對應到不同的命令訊號)或不同的數位訊號(對應到不同的命令訊號)互傳至第二扣體200。而第二扣體200分析接收到的訊號並回傳或互傳回應訊號Rs至第一扣體100。因此，第一扣體100可以取得每個第二扣體200的相關訊息，以藉此整合並控制每個第二扣體200的應用模組AP。
第二扣體200的應用模組AP，可以為下列各式不同功能的模組，例如：觸控鍵盤、觸控面板、藍牙遙控器、語音辨識控制器、智慧錶、照相機、攝影機、GPS、LED、電池模組、行動電源、感測器、震動提醒器、手機、電子支付、室內定位模組(Beacon)、發熱片、或是透過二條線往外延伸的USB充電線、溼度感測器、壓力感測器、氣壓感測器、酒精濃度偵測器、CO2感測器、空氣品質PM2.5監測器、心跳感測器、紫外線感測器、PIR人體偵測模組、慣性感測器、動作感測器、加速度感測器、手勢辨識模組、指紋辨識器、眼球跟蹤器、陀螺儀模組、磁場感應模組、電子鼻模組、酒精感測器、紅外線溫度感測器、腦波控制及偵測模組、有毒氣體偵測模組、雷射指示器、雷射接收模組、雷射或超音波測距模組、電子指南針、電子羅盤模組、無線對講機模組、藍牙對講機模組、WIFI攝影模組、WIFI通訊模組、NFC模組、紅外線傳輸模組、晶片卡模組、會員卡模組、金融卡模組、電子護照、2D或3D條碼掃描器、婦女防狼警報器、驅蚊器、驅狗器、衣服加熱片模組、計時器模組、收音機模組、記憶卡讀取寫入器、無線隨身碟、紅外線遙控器、紫外線殺菌模組、LED方向指示燈、LED煞車燈、夜間防撞LED警告燈、LED手電筒模組、超小型影音密錄模組、干擾或防無線針孔攝影器、麥克風模組、SOS求救信號發射器、能量採集模組、超小型風力發電模組、小型震動發電模組、小型手搖發電模組、電力銀行模組、充電電池模組、OLED顯示模組、電子紙顯示模組、LED顯示模組，本實 施例不限制應用方式的態樣。
常用的第二扣體200，例如語音輸入或觸控輸入等功能的第二扣體200，可以根據需求，直接內建在衣服中，即可省掉第一扣體的傳輸界面C和第二扣體200的傳輸界面D，也可達到更美觀的效果。
以下將以三線式傳輸的穿戴裝置500a為皮帶來作說明。請參考圖10，其顯示本發明一實施例之三線式傳輸的穿戴裝置為皮帶的示意圖。如圖10所示，三線式傳輸的穿戴裝置500a具有一第一扣體100a與三個第二扣體200a、200b、200c。第一扣體100a設置在皮帶上，且具有一控制裝置A1、一處理裝置B1、多個傳輸介面C1、C2、C3。控制裝置A1與處理裝置B1設置在皮帶上的同一處。三線式電線LE電性連接處理裝置B1且分布在皮帶上。而傳輸介面C1、C2、C3則與三條電線電性連接。
第二扣體200a具有一傳輸介面D1與一控制裝置E1；第二扣體200b具有一傳輸介面D2與一控制裝置E2；以及第二扣體200c具有一傳輸介面D3與一控制裝置E3。而傳輸介面D1、傳輸介面D2與傳輸介面D3將分別與傳輸介面D4、傳輸介面D5與傳輸介面D6結合，使得第一扣體100a並接第二扣體200a-200c。
因此，第一扣體100a將可藉由三線式電線LE(即三線式的傳輸方式)來與第二扣體200a-200c溝通，以整合與第一扣體結合的所有第二扣體的功能元件。而有關第一扣體100a之控制裝置A1、處理裝置B1、多個傳輸介面C1-C3，以及第二扣體200a-200c之傳輸介面D1-D3與控制裝置E1-E3大致上與前一實施例中，第一扣體100之控制裝置A、處理裝置B、多個傳輸介面C，以及第二扣體200之傳輸介面D與控制裝置E相同，故在此不再贅述。
接下來，請參考圖11，其顯示本發明一實施例之三線式傳輸的穿戴裝置為衣服與褲子的示意圖。由於第二扣體的內部架構大致上與之前的實施例相同，故圖11中不再顯示第二扣體。三線式 傳輸的穿戴裝置500b之第一扣體100b設置在衣服與褲子上，且具有一控制裝置A2、二處理裝置B1、B2、多個傳輸介面C5、C6、C7、C8、C9。控制裝置A2分別電性連接處理裝置B1與B2，且與處理裝置B1-B2設置在衣服上的同一處。
三線式電線LE1電性連接處理裝置B1且分布在衣服上，三線式電線LE2電性連接處理裝置B2且分布在衣服上，三線式電線LE3分布在褲子上。傳輸介面C4、C5與三線式電線LE1電性連接，傳輸介面C6與三線式電線LE2電性連接，且傳輸介面C7、C8、C9與三線式電線LE3電性連接。而延長電線H將電性連接處理裝置B1的傳輸界面CC與傳輸介面C7連接，使得處理裝置B1可以同時傳送脈波訊號Vp至傳輸介面C4-C5與C7-C9。
值得注意的是，在三線式電線LE1-LE3與處理裝置B1-B2的配置下，設置在三線式電線LE1與LE3上的第二扣體可以為小功率的電子元件，例如觸控版、螢幕、影像擷取元件、各類感測器等。而設置在三線式電線LE2上的第二扣體可以為大功率的電子元件，例如發熱片、小型風扇或對手機充電等。此時，三線式電線LE1與LE3可以用較細的電線來製作，而三線式電線LE2則需用較粗的電線來製作。當然，設置在三線式電線LE1-LE3上的第二扣體亦可根據實際狀況來作配置，本發明對此不作限制。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

Claims (20)

  1. 一種三線式傳輸的穿戴裝置，包括：一第一扣體，具有一第一接點、一第二接點與一第三接點，其包括一第一處理元件，儲存複數個命令訊號以及複數個通訊協定；該第一扣體選擇該些命令訊號其中之一，且根據選擇的該命令訊號以產生一脈寬訊號至該第一接點，其中該脈寬訊號代表選擇的該命令訊號；以及複數個第二扣體，每一該第二扣體具有一第四接點、一第五接點與一第六接點，且可拆地與該第一扣體結合；其中，當該第一扣體與該些第二扣體結合時，該第一接點、該第二接點與該第三接點分別電性連接到每一該第二扣體之該第四接點、該第五接點與該第六接點；其中，當該第一扣體與該些第二扣體結合時，每一該第二扣體之該第四接點接收來自該第一接點的該脈寬訊號，根據該脈寬訊號，由該第二扣體產生一回應訊號通過該第六接點傳送至該第一扣體，該第一扣體之該第三接點接收每一該回應訊號，以取得每一該第二扣體之一相關訊息；其中，該些第二扣體的其中之一係根據該些通訊協定中的任一通訊協定與該第一扣體進行訊號傳輸。
  2. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第一扣體與該等第二扣體為並接或串接。
  3. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第一扣體選擇一通訊協定詢問該等第二扣體，具有該通訊協定的至少一第二扣體根據該通訊協定與該第一扣體進行雙向溝通，該等第二扣體中其他不具該通訊協定之第二扣體不參與溝通。
  4. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，當該第一扣體選擇另一通訊協定詢問該等第二扣體時，具有該另一通訊協定之至少一第二扣體，根據該另一通訊協定與該第一扣體進行雙向溝通。
  5. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，當一新加入第二扣體電性連接該第一扣體時，該新加入的第二扣體通過該第六接點傳送對應於該新加入的第二扣體的設備號碼以及該新加入的第二扣體所使用的通訊協定的一資料至該第一扣體。
  6. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，當該第一扣體接收到該等第二扣體的其中之一通過該第四接點傳送之一中斷服務訊號，則該第一扣體優先處理該等第二扣體的其中之一的中段服務訊號，該第一扣體與傳送該中斷服務訊號的該等第二扣體的其中之一進行雙向溝通。
  7. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第一扣體以及該等第二扣體的該等通訊協定為單線式傳輸協定。
  8. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第二扣體儲存有該些通訊協定的一個或複數個通訊協定。
  9. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第一扣體根據該些通訊協定的一通訊協定以產生該脈寬訊號，並將該脈寬訊號傳送給該些第二扣體，該些第二扣體中的具有該通訊協定的至少一個第二扣體則根據該脈寬訊號以及該通訊協定，在規定的時段回傳一回應訊號給該第一扣體。
  10. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該脈寬訊號為持續一預定時間的一低電壓準位、持續該預定時間的一高電壓準位或一數位訊號，且該預定時間關聯於選擇的該命令訊號。
  11. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第一扣體更具有：一第一處理元件，儲存有該些命令訊號，選擇該些命令訊號其中之一，且根據選擇的該命令訊號產生一電壓轉換訊號與一控制訊號，以及處理各種通訊協定和各種處理程序；一電壓轉換元件，耦接該第一處理元件，接收一電力，且根據該電壓轉換訊號將該電力之電壓調整至一電壓準位，以據此產生一調整電壓；以及一脈寬產生元件，耦接該電壓轉換元件與該第一處理元件，接收該調整電壓，且根據該控制訊號在該調整電壓上產生該脈寬訊號至該第一接點。
  12. 如請求項11所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第一處理單元包括一8位元、16位元、32位元、64位元的單核心或是多核心微處理器、或整合無線通訊模組的單核心或是多核心微處理器。
  13. 如請求項11所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第一扣體更具有：一通訊元件，其中該第一扣體通過該通訊元件與外界的一電子裝置或是該另一第一扣體進行連接。
  14. 如請求項13所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該通訊元件包括一藍牙通訊元件、一無線保真通訊元件、一紫蜂通訊元件或一行動通訊元件、一具有433MHz至5.8GHz等不同載波頻率的射 頻模組、一第三代行動通訊技術通訊元件、一第四代行動通訊技術通訊元件、一第五代行動通訊技術通訊元件或一通用封包無線服務通訊元件，可選擇其中一項或是複數項。
  15. 如請求項11所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第一扣體更具有：一位置偵測元件，用於偵測該第一扣體的一位置資訊，其中，該位置偵測元件為一全球定位系統偵測元件、三軸加速計、電子羅盤、室內定位模組或一近距離無線通訊模組。
  16. 如請求項11所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第一扣體更具有：一第一電流保護元件，耦接該第一處理元件，該第一處理元件偵測流經該第一電流保護元件之一電流，且根據該電流短路或斷路該第一電流保護元件。
  17. 如請求項11所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該脈寬產生元件包括：一P型電晶體，具有一第一端、一第二端與一P型控制端，該第一端電連接該電壓轉換元件以接收該調整電壓，該第二端電連接該第一接點，且該P型控制端透過一第一電阻電連接該第一端；一蕭特基二極體，具有一正極與一負極，該正極電連接該第一端，且該負極電連接該第二端；一第一N型電晶體，具有一第三端、一第四端與一第一N型控制端，該第三端電連接該P型控制端，該第四端接地，且該第一N型控制端電連接該第一處理元件以接收該控制訊號；以及一第二N型電晶體，具有一第五端、一第六端與一第二N型控制端，該第五端透過一第二電阻電連接該第二端，該第六端接 地，且該第二N型控制端電連接該P型控制端。
  18. 如請求項1所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，每一該第二扣體更具有：一訊號擷取元件，耦接該第四接點，接收該脈寬訊號，且產生代表該脈寬訊號之一擷取訊號；以及一第二處理元件，耦接該訊號擷取元件與該第六接點，根據該擷取訊號產生該回應訊號或資料至該第六接點，且操控一應用模組。
  19. 如請求項18所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，每一該第二扣體更具有：一第二電流保護元件，耦接該第二處理元件與該應用模組之間，該第二處理元件偵測流經該第二電流保護元件之一電流，且根據該電流短路或斷路該第二電流保護元件。
  20. 如請求項11所述的三線式傳輸的穿戴裝置，其中，該第一扣體更具有電連接該第一處理元件的至少一無線傳輸元件，該第二扣體更具有電連接該第二處理元件的至少一無線接收器，該第一處理元件控制該無線傳輸元件傳送一數據資料至該無線接收器，且該無線接收器傳送該數據資料至該第二處理元件。
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