TWI450533B - 具可組態鏈路之無線電系統 - Google Patents

Description

具可組態鏈路之無線電系統

本發明有關一種具有易學易用之可重新組態鏈路的無線電系統，一種用於重新組態鏈路及裝置以在主機設備間提供該等鏈路的方法。本發明具有特定但非專用的應用如下：具有處理視聽內容之主機設備的家用及可攜式消費性系統，如可攜式視聽播放機、家用「Hi-Fi」音響、行動電話、個人數位助理/可攜式電腦及其類似物。

兩個或多個主機設備間之無線鏈路的安裝及組態通常極為複雜且需要技術知識並瞭解例如，網路拓撲。消費者通常很難弄清楚並記下家中哪個主機設備鏈接哪一個設備，及哪個主機設備可和哪個主機設備鏈接。

因此，最好可以提供無線電系統之易學易用的可重新組態無線鏈路。

根據本發明的第一方面，其中提供一種用於組態一第一裝置及一第二裝置間之無線電鏈路的方法，各裝置包含：無線電構件、近接偵測構件及計時構件，其中該方法包含：該近接偵測構件在該第一裝置及第二裝置近接時可進行偵測，計時構件可偵測近接的持續期間，及個別的無線電構件可根據該近接偵測及其持續期間而組態鏈路。

根據本發明的第二方面，其中提供一種具有一第一無線電裝置及一第二無線電裝置的系統，該等裝置操作可經由 其間的可組態無線電鏈路進行通信，各裝置包含：在該裝置近接時進行偵測的近接偵測構件，偵測該近接之持續期間的計時構件，及根據該近接偵測及其持續期間而組態無線電鏈路的無線電構件。

根據本發明的第三方面，其中提供一種操作可經由可組態無線電鏈路而與一第二裝置通信的無線電裝置，該無線電裝置包含：在該裝置近接時進行偵測的近接偵測構件，偵測該近接之持續期間的計時構件，及根據該近接偵測及其持續期間而組態無線電鏈路的無線電構件。

上述方面提供的無線電系統可讓使用者容易組態裝置間的無線鏈路。

在較佳的具體實施例中，會藉由第一無線電裝置及第二無線電裝置來提供鏈路，該等裝置為可攜式及可插入或接合個別的主機設備。該無線電裝置(或「電子按鈕」)必須互相登錄，以使其個別的主機能夠經由其間鏈路上的無線電裝置進行通信。

有利的是，使用者將第一裝置及第二裝置放在一起，使其實體上相隔一公分或更少，即可建立鏈路。各裝置內的近接偵測開關在這些裝置近接時可以磁力進行操作，然後無線電微控制器會開始計時近接的持續期間。當持續期間超過預定持續期間(如約2秒)時，各裝置的微控制器會經由內建無線電收發器開始登錄程序以建立鏈路。

會交換無線電識別符(在該微控制器內提供，或由該微控制器隨機產生)，然後指示(如閃爍的LED)會指示使用者裝 置間的鏈路已經建立。

然後，使用者可將各裝置與合適配備的主機設備接合，藉此使該主機設備可經由組態鏈路進行通信。

當使用者要取消或停用鏈路時，可解除裝置及其個別主機設備的接合，再使裝置彼此緊密近接。如上述聯合近接偵測構件操作的微控制器會交換識別符，然後，在識別已交換的識別符先前已經交換後，只會刪除該識別符以停用此登錄。

再者，單一的無線電裝置會以類似方式和許多其他類似無線電裝置進行登錄或關連，以啟用「一對多」鏈路。

該系統對於哪個裝置可和其他裝置進行通信或鏈接，可提供使用者簡單的視覺指示(因為與主機設備接合之裝置的存在會以視覺方式對使用者表示通信功能)。

由於上述本發明的方面，上述無線電鏈路的組態涉及將所需裝置放在一起數秒的簡單動作。當然，這些裝置必須以相同的無線電協定操作，方能使無線鏈路新增至不同製造商之合適配備的主機設備，以確保共同操作性及隨著無線電標準改良而升級無線電的簡單路徑。

這些裝置包裹在透明塑料中銷售，消費者可能在購買合適的主機設備幾天後才買的，或這些裝置會隨著該主機設備一起販售，以提供該裝置的附加功能。

應用範圍包含資料流如下：例如，具有第一無線電裝置的Hi-Fi系統和配備第二無線電裝置(如前述，早先已登錄第一裝置)的遠端揚聲器之間的音頻流。消費者可從Hi-Fi 系統移除第一裝置，然後插入合適配備的可攜式音頻播放機，如MP3或Minidisc^TM 播放機。因此，可攜式播放機的內容也可以經由第一及第二接合裝置間的無線鏈路流向家中的揚聲器。有利的是，第一裝置可登錄家中接合其他揚聲器的其他類似裝置，因此在家中都可以聽到音頻內容。

以下將此種第一無線電裝置及第二無線電裝置稱為「電子按鈕」，而用語「主機設備」包含配備電子按鈕以接收或接合可接合電子按鈕及對其提供資料以在無線電鏈路上輸出之構件的消費性電子裝置及運算裝置。

應明白，各圖式均為略圖，並未依比例繪製。為了簡單明瞭，圖中所示元件的相關尺寸及比例已放大或縮小。一般在修改及不同的具體實施例中使用相同的參考符號代表對應或相似的特色。

圖1顯示操作可接合個別主機設備12a的第一可拆卸電子按鈕10a，該主機設備包含插座14，該插座可調適以接收可拆卸電子按鈕10a及提供或接收來自該已接合之電子按鈕的資料。另外還顯示具有相同插座14以接收個別電子按鈕10b的第二主機設備12b。圖中，顯示電子按鈕10a、10b具有特殊的十字形，且接合的插座14具有相同圖案以接收電子按鈕10、10b。當然，電子按鈕也可以採取許多其他實體形式。

在以下說明中，為了簡單明瞭，及僅利用舉例說明，主機設備12a、12b分別代表Hi-Fi系統及遠端揚聲器。當然， Hi-Fi及揚聲器可包含啟用音頻連接及輸出的習用插座。然而，此種具有電子按鈕連接構件14的裝置12a、12b可視需要地容許採用可組態無線鏈路，讓使用者可以簡單的直覺方式建立及控制家中選定裝置或裝置12a、12b間的有效無線電網路。

這簡單如圖2所示，其中顯示Hi-Fi 12a和揚聲器12b經由插入的個別電子按鈕10a、10b，橫跨先前已組態的無線電鏈路20進行無線通信。圖2顯示用意如下：使用者應可看到及識別此種電子按鈕。因此，可拆卸電子按鈕的存在顯示裝置具有無線連接功能的事實。

現在參考圖3、4及5說明此種鏈路20的組態。

圖3詳細顯示範例電子按鈕裝置10a。裝置10a包含無線電微控制器積體電路或「晶片」(如熟知的mc8051系列微控制器)，其可在發送或接收無線電訊息時操作無線電收發器32。此種訊息較佳根據微控制器/收發器架構的硬體及軟體提供的數位無線電標準進行配置。ZigBee(IEEE802.15.4)及IEEE 802.11系列的無線電標準為熟習本技術者熟知的合適範例無線電標準。

微控制器包含形式為內部計時振盪器34的計時構件，如一般的此種積體電路控制器或微處理器。此具體實施例中的微控制器有少量的內部記憶體(未顯示)，以儲存有關無線電標準操作的程式指令(無線電「堆疊」)及變數(如裝置識別符)，及儲存可執行根據本發明之方法方面的程式指令，如下所述。

微控制器30也可以控制形式為發光二極體(LED)的指示構件36，以指示使用者電子按鈕的狀態。指示構件36也可以包含揚聲器及可提供使用者聽得到之電子按鈕狀態指示的撥號音產生電路。

微控制器30進一步可連接至在此具體實施例中形式為磁性開關模組38的近接偵測構件。模組38包含磁力啟動的簧式開關38a及永久磁鐵38b。開關及磁鐵的配置可使磁鐵38b所放射的部分磁場線和開關關閉方向垂直。因此，開關可感受因磁鐵所產生的關閉力。然而，選擇磁鐵38b的磁場強度時，必須不足以關閉開關38a。因此，要關閉開關38a及後續藉由微控制器30偵測開關狀態，便必須增加磁場強度。

圖4以三個步驟顯示利用上述第一電子按鈕及第二電子按鈕的組態操作。圖4a顯示第一電子按鈕10a和相似的第二電子按鈕10b相隔多於幾公分。個別的近接偵測開關模組處於預設的開啟狀態，如圖所示。要組態鏈路的使用者接著會使兩個電子按鈕10a、10b彼此緊密近接，如圖4b所示。磁鐵38b會局部增加圍繞各開關模組38的磁場強度，使各電子按鈕開關38a關閉。連接至電子按鈕開關模組38的微控制器30會偵測到狀態變更，然後開始計時此狀態變更的持續期間(即，電子按鈕保持緊密近接數毫米至一公分左右的時間)。當超過預先程式設計的時間限制時(介於1-10秒，較佳約2秒)，微控制器30接著開始登錄或配對程序。

此種程序的精確細節根據所採用的特定無線電標準而定，但此種程序一般有關無線電裝置識別符的交換，以便提供進一步訊息給具有該識別符的特定裝置。因此，會從儲存清單中隨機產生、選定電子按鈕裝置識別符或擷取已預先程式設計且唯一的識別符。例如，ZigBee方案可提供IEEE定義之硬體設定的唯一48或64-位元識別符。此種登錄程序還有關預先程式設計的限量交換服務或功能資料。

完成登錄程序後，指示LED 36(由微控制器30控制)較佳可對使用者指示成功完成交換，藉此表示第一電子按鈕及第二電子按鈕之間的鏈路組態。例如，LED可在最初偵測近接時閃爍，然後在預定的期間後進行交換，然後維持後續的成功交換。當然，微控制器可以其他方式控制LED以對使用者表示狀態，製造商也可以根據成本考量而採用其他聽得到的或振動構件。

收到指示後，使用者只要實體上分開兩個電子按鈕，如圖4c所示，開關便會開啟及配對的電子按鈕會接合Hi-Fi及揚聲器(例如)以在其間提供無線鏈路。

假設使用者在後來的某一天決定要配對第一電子按鈕10a和另一個或其他電子按鈕。使用者只要重複如圖4所示的程序，即可建立有關第一電子按鈕及數個其他電子按鈕的一對多鏈路。

相反地，要刪除或取消兩個電子按鈕間已經建立的鏈路，使用者只要以需要的電子按鈕重複圖4的步驟。在此例中，微控制器30會檢查交換的識別符和已經接收及儲存 的識別符。要是發現匹配，微控制器會刪除已交換及儲存的識別符以中斷鏈路。因此，可提供自動解除登錄(或「去除配對」)程序，除了已對使用者說明的之外，不需要更多步驟。

指示器LED 36也可視需要指示使用者一個鏈路在預定期間中已經存在。因此，使用者可以把兩個電子按鈕放在一起來檢查其是否互相鏈接，要是LED表示此種鏈路的存在，則使用者可在登錄(或解除登錄)程序開始前分開電子按鈕。

圖5顯示上述的一般程序步驟，然後顯示合適程式設計的電子按鈕微控制器。在第一步驟50，會偵測近接(DET_PROX)，然後微控制器在步驟52開始監控預定期間的終止(TP_EXP？)。期間結束時，還會偵測近接，程式流程繼續到交換電子按鈕識別符的步驟54(EX_ID)。微控制器然後會在步驟56檢查已接收的識別符是否為其已知(NEW_ID？)，如果為已知，則繼續路徑57以在步驟58刪除識別符。

如果步驟56的檢查發現識別符是新的，則微控制器會在步驟60儲存(STO)識別符，執行其他有關登錄及和提供識別符之電子按鈕建立鏈路的操作，最後返回步驟62以監控近接偵測。

圖5未顯示程序的指示步驟，但熟習本技術者應明白，可程式設計微控制器以指示程序的狀態及鏈路是否為已經組態、新近組態或視需要刪除。

因此，所提供的是組態系統中無線電鏈路之直覺、簡單的彈性機制。

圖6顯示如前述的電子按鈕10c，但近接-開關模組38的配置不同。在此裝置具體實施例中，磁鐵38d具有關閉開關38c的足夠強度，但與開關38c的相關配置可使自磁鐵38d放射的磁場線和開關38c關閉的方向平行。因此，開關上存在些許或完全沒有關閉力。

然而，如圖7所示，另一個設計相似之電子按鈕10d的磁鐵38d可供應和電子按鈕10c之開關38c之關閉方向大約垂直的足夠力量。因此，使用如前述可組態其間鏈路的電子按鈕操作，即可偵測近接。電子按鈕10c及10d的形狀或標記較佳可指示使用者電子按鈕在組態鏈路時的較佳近接方向。

此外，熟習本技術者應明白，電子按鈕在分開販售時，可以使用近接偵測開關模組初始禁止的內部電源提供電源。例如，會禁止手錶電池或其類似物以其中或貨架包裝材料供應之位置合適的磁場啟動電子按鈕。移除電子按鈕後，開關會開啟，然後內部電源(圖中未顯示)會啟動微控制器，因此也啟動電子按鈕。

此外，熟習本技術者應明白，電子按鈕在接合主機設備後可以使用該主機設備的電源。

以上已經說明一種用於組態無線電鏈路的無線電系統、裝置及方法。儘管上述具體實施例說明的系統利用具有磁性近接偵測構件(如簧式開關及Hall開關)以偵測及組態該 電子按鈕間鏈路之電子按鈕，但熟習本技術者應明白，也可以使用其他近接偵測的變化。

例如，可將電子按鈕修改成實體互相連接以提供近接偵測，或也可以結合短距離的光學(例如紅外線)電路以偵測近接，因而初始化無線鏈路的組態。同樣地，熟習本技術者應明白，用於接合電子按鈕或裝置與主機設備的構件可包含紅外線或其他實體上非短距離的接合構件，其中來自主機設備的資料會藉由接合的裝置接收，然後轉換成較長距離的無線電傳輸。

讀取本發明揭露的內容後，熟知本技術者將明白可進行其他修改。此種修改可能涉及設計、製造及使用無線電裝置、主機設備以接收該裝置及其零組件的已知其他特色，並可用來取代或加入本文已經說明的特色而不會脫離本發明的精神與範疇。

在本發明的說明書及申請專利範例中，出現在元件之前的「一」並不排除使用複數個此種元件。

10a,10b,10c,10d‧‧‧電子按鈕

12a,12b‧‧‧主機設備

14‧‧‧插座

20‧‧‧無線電鏈路

30‧‧‧微控制器

32‧‧‧無線電收發器

34‧‧‧內部計時振盪器

36‧‧‧指示構件

38‧‧‧磁性開關模組

38a,38c‧‧‧開關

38b,38d‧‧‧磁鐵

現在，僅以舉例方式並參考附圖來說明本發明的具體實施例，圖示中：圖1顯示主機設備及分開的電子按鈕，圖2顯示經由接合的電子按鈕進行通信的主機設備，圖3為顯示電子按鈕之內部組件的示意圖，圖4為顯示第一電子按鈕及第二電子按鈕間之鏈路的組態步驟圖， 圖5為顯示兩個電子按鈕間鏈路之組態方法步驟的流程圖，圖6為顯示電子按鈕內部組件之不同配置的示意圖，及圖7顯示圖6之緊密近接時的電子按鈕。

10a,10b‧‧‧電子按鈕

30‧‧‧微控制器

32‧‧‧無線電收發器

36‧‧‧指示構件

38‧‧‧磁性開關模組

38a‧‧‧簧式開關

38b‧‧‧永久磁鐵

Claims (16)

1. 一種用於組態一第一裝置(10a)及一第二裝置(10b)間之一無線電鏈路(radio link)(20)的方法，各裝置包含無線電構件(30、32)，且其中該等裝置之至少一者包含近接偵測構件(proximity detection means)(38)及計時構件(timing means)(34)，其中該方法包含：該近接偵測構件在該等裝置近接時進行偵測，該計時構件會偵測近接的持續期間，及各別的無線電構件會根據該近接偵測及其持續期間而組態一鏈路。
2. 如請求項1之方法，其中該鏈路的該組態包含建立一鏈路。
3. 如請求項1或2之方法，其中該組態包含移除一先前建立的鏈路。
4. 如請求項3之方法，其中該持續期間少於十秒。
5. 如請求項4之方法，其中該持續期間約為2秒。
6. 如請求項2之方法，其中該鏈路的該建立包含各個裝置的無線電構件(30、32)交換預先安裝之無線電識別符。
7. 如請求項2之方法，其中該鏈路的該建立包含交換隨機產生的無線電識別符。
8. 如請求項1之方法，其中該等裝置進一步包含指示構件(36)以指示一鏈路的一組態狀態。
9. 一種可操作以經由一可組態無線電鏈路(20)和一第二裝置通信的無線電裝置(10a、10c)，該無線電裝置包含：當該等裝置近接時進行偵測的近接偵測構件(38)，偵測該近 接之持續期間的計時構件(34)，及根據該近接偵測及其持續期間而組態一無線電鏈路的無線電構件(30、34)。
10. 如請求項9之無線電裝置，其中該近接偵測構件(38)包含一簧式開關(38a、38c)及磁鐵(38b、38d)。
11. 如請求項10之無線電裝置，其中該磁鐵(38b)具有不足以操作該簧式開關(38a)的磁場強度，且其中該開關及該磁鐵的配置致使部分自該磁鐵放射的磁場線和該開關關閉的方向垂直。
12. 如請求項10之無線電裝置，其中該磁鐵(38d)具有足以操作該簧式開關的磁場強度，且其中該開關(38c)及該磁鐵(38d)的配置致使自該磁鐵放射的磁場線和該開關關閉的方向實質上平行。
13. 如請求項11或12之無線電裝置，其中該計時構件包含與該近接偵測構件(38)連接的一微控制器(30)。
14. 如請求項13之無線電裝置，其中該無線電構件包含由該微控制器控制的一數位收發器(32)。
15. 如請求項9之無線電裝置，該裝置可進一步調適以和一主機設備實體連接並且提供及接收往返該主機設備的資料。
16. 一種具有一第一無線電裝置(10a)及一第二無線電裝置(10b)之系統，該第一無線電裝置及該第二無線電裝置係如請求項9、10、11、12及15中任一者之無線電裝置。