專利名稱：便攜式裝置與通信終端之間的聲音通信系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在便攜式裝置、如鐘表與通信終端、如個人計算機或PC之間的聲音通信系統(tǒng)。
由以Biometrics公司名義的專利US 5,848,027公知了一種用于個人數(shù)據(jù)處理的系統(tǒng)。該系統(tǒng)譬如可控制一個運動員如賽跑運動員的成績。它能記錄跑步的日期及鐘點，每跑道圈達到的時間，或由運動員完成的最后累計時間。該系統(tǒng)也能記錄一些生理參數(shù)，如反映運動員在其體育運動期間作出的努力的心律或心電圖(ECG)。然后所有這些信息通過聲音通信發(fā)送給個人計算機，在其中這些數(shù)據(jù)被處理、分析，及最后顯示在所述計算機的顯示屏上。
上述Biometrics公司的系統(tǒng)允許在一個鐘表中有利地記錄個人數(shù)據(jù)，然后通過聲波將這些數(shù)據(jù)傳送給一個計算機，在那里數(shù)據(jù)被處理及分析。遺憾的是，該系統(tǒng)不是雙向的。即它不能使信息從計算機傳送到鐘表，這就顯著地限制了該Biometrics系統(tǒng)的可能應用。
此外已知道一些通信系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)中數(shù)據(jù)在一個便攜式物件及一個通信終端之間通過無線通信雙向地交換。作為例子，可列舉用于借助無線電頻率的電波與個人計算機通信的電子筆記本。
當這種系統(tǒng)的一用戶在其辦公室時，該用戶可在其計算機中編入他工作周的時間利用，然后將這些數(shù)據(jù)傳送到他的袖珍筆記本中。當出差時，該用戶可在任何時候查閱其筆記本以觀看哪些是他必需作的及可自由支配的事情。在會議、約會期間則可帶著它用于對以后的日期編排新的工作日程。然后用戶可將該新的約會編入其電子筆記本，例如記下對方的身份及其電話號碼。當回到他辦公室后，用戶可將這些新的數(shù)據(jù)從筆記本中傳送到計算機中及安排他每日的時間利用。
已描述的是一種通過無線電頻率的電波的無線通信系統(tǒng)。當然還可使用其它的無線通信系統(tǒng)，例如通過紅外鏈路或感性鏈路。所有這些系統(tǒng)均能有利地建立一種雙向通信，以便在便攜式裝置及通信終端之間交換信息。但是這些系統(tǒng)具有其缺點，即需要適合其所使用的無線鏈路類型的發(fā)射和/或接收裝置，這些裝置的成本及安裝費用通常很高。
本發(fā)明的目的是克服上述問題及缺點并還在于提出一種在便攜式裝置及通信終端之間能可靠且廉價地進行無線通信的系統(tǒng)。
為此，本發(fā)明涉及在便攜式裝置、如鐘表與通信終端、如個人計算機或PC之間的通信系統(tǒng)，其特征在于通信終端至少包括發(fā)送攜帶信息的聲音信號的裝置；及便攜式裝置至少包括用于處理數(shù)據(jù)的處理裝置及接收及轉換裝置，后者用于捕獲所述聲音信號及將該聲音信號轉換成用于被所述處理裝置處理的數(shù)據(jù)。
由于這些特征，可以將數(shù)據(jù)編排到譬如一個個人計算機中，然后將這些數(shù)據(jù)通過聲音鏈路傳送到便攜式裝置如一個手表中。這樣就獲得了一種比現(xiàn)在公知的其它通信系統(tǒng)、如使用紅外線及無線電頻率通信的系統(tǒng)簡單及廉價得多的通信系統(tǒng)。實際上，可在本發(fā)明的范圍中使用的大部分通信終端不需要改變或對它增添適合于所使用無線鏈路類型的發(fā)送和/或接收部件。于是，當該通信終端是個人計算機時，可使用這種計算機現(xiàn)在通常裝有的揚聲器，用來向便攜式裝置發(fā)送聲音信號。對此在計算機中導入一個程序就夠了，該程序能使它調制聲音信號，以使得該信號接著能被便攜式裝置解碼。同樣，當聲音信號被無線電收音機或被電視機發(fā)送時，只要在其傳播前確保將該信號及時地調制就夠了，以使得該信號接著能被接收及轉換成適合被便攜式裝置的處理裝置處理的數(shù)據(jù)。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及上述類型的通信系統(tǒng)，其特征在于便攜式裝置還包括轉換及發(fā)送裝置，用于將由所述便攜式裝置的所述處理裝置提供的數(shù)據(jù)轉換成攜帶信息的聲音信號及用于發(fā)送該聲音信號；及通信終端還包括用于處理數(shù)據(jù)的處理裝置及接收和轉換裝置，用于接收由便攜式裝置發(fā)送的所述聲音信號及將該聲音信號轉換成用于被所述通信終端的所述處理裝置處理的數(shù)據(jù)。
由于該另一特征，可不僅從通信終端向便攜式裝置發(fā)送數(shù)據(jù)，而且可從便攜式裝置向信息終端發(fā)送數(shù)據(jù)，這就可增加根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)可能的應用范圍。
在閱讀了以下對根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)實施例的詳細描述后將會更加清楚地了解本發(fā)明的其它特征及優(yōu)點，這些例子僅是以純說明性及非限制性方式并結合以下附圖給出的，附圖為-

圖1是實施根據(jù)本發(fā)明的在便攜式裝置及通信終端之間的通信系統(tǒng)的第一實施方案的概要示圖；-圖2是實施根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的第二實施方案的概要示圖；-圖3是實施根據(jù)本發(fā)明的通信系統(tǒng)的第三實施方案的概要示圖；-圖4表示將聲音信號轉換成用于由便攜式裝置處理的數(shù)據(jù)的轉換器的電路圖；-圖5表示圖4中電路兩個點上電壓電平相對時間的函數(shù)；-圖6表示當圖4中電路作為聲波接收器時該電路中兩個點上電壓電平相對時間的函數(shù)。
在本發(fā)明的意義上，“便攜式裝置”應被理解為這樣的小尺寸的物件-作為優(yōu)選方式但不是限制性的-一種手表，它能捕獲帶有信息的聲音信號及將該聲音信號轉換成能被處理裝置處理的數(shù)據(jù)，以提取被聲音信號攜帶的信息。根據(jù)本發(fā)明的一個附加特征，便攜式裝置還能發(fā)送帶有信息的編碼聲音信號。
在本發(fā)明的意義上，“通信終端”應被理解為這樣的裝置例如個人計算機，無線電收音機，電視機或可由電話訪問的語音服務器，它們能夠發(fā)送帶有信息的聲音信號。根據(jù)本發(fā)明的一個附加特征，該通信終端還能捕獲帶有信息的編碼聲音信號及將這些聲音信號轉換成能被處理裝置處理的數(shù)據(jù)，以提取被聲音信號攜帶的信息。
圖1表示一個這樣的便攜式物件例如一個手表，它總地用標號1指示；還表示一個這樣的通信終端例如一臺個人計算機或PC，它總地用標號2指示。
根據(jù)本發(fā)明，通信終端2包括帶有信息的聲音信號的發(fā)射裝置。在圖1所示的例中，該裝置表示為設在個人計算機內部的一個聲卡4及一個或多個揚聲器6的形式。
本發(fā)明的一個優(yōu)點則在于，事實上它不需要改變計算機的結構或對它增添適用于所使用的無線鏈路類型的發(fā)射部件。對于本發(fā)明的實施，在計算機中導入一個程序就夠了，該程序能使它調制聲音信號，以使得該信號接著能被便攜式裝置1解碼轉換。
當通信終端2發(fā)送一個帶有信息的聲音信號時，該信號立即被便攜式裝置1的接收裝置捕獲。該接收裝置是由一個電聲轉換器8構成，它起到一個話筒的作用及它使入射的聲音信號典型地轉換成一系列電信號，接著該電信號被便攜式裝置1的轉換裝置轉換成用于被處理裝置處理的數(shù)據(jù)，以便提取被聲音信號攜帶的有用信息。在圖1所示的例中，便攜式裝置1的轉換裝置包括一個放大由電聲轉換器8產生的電信號的放大器10；及一個與信號放大器10相連接的解調器12，它用于解調由轉換器8接收的聲音信號及將該解調信號傳送到一個微控制器14的輸入端。該微控制器14構成便攜式裝置1的處理裝置。由通信終端2發(fā)送的聲音信號所攜帶的信息被解調器12解調及被微控制器14處理后可被存儲在便攜式裝置1的一個存儲器中和/或在一個顯示裝置18、如液晶顯示器上顯示。一個電池20，需要時為可充電的電池對便攜式裝置1提供電流。
在下面與上述單元相同的單元將用相同的標號表示。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，現(xiàn)在將結合圖2來考慮便攜式裝置1向通信終端2的方向發(fā)送一個聲音信號的情況。在該情況下，便攜式裝置1除上述裝置外還包括轉換及發(fā)送裝置，用于將由便攜式裝置1的處理裝置提供的數(shù)據(jù)轉換成包含信息的調制聲音信號及發(fā)送該信號。如圖2所示，便攜式裝置1的轉換裝置包括一個調制電路22，它通過一個驅動電路24激勵發(fā)送裝置即起揚聲器作用的電聲轉換器26。便攜式裝置1的處理裝置、即微控制器14借助來自與所述微控制器14連接的存儲器16的數(shù)據(jù)執(zhí)行調制電路22的控制。
當便攜式裝置1發(fā)送一個包含信息的聲音信號時，該信號立即被通信終端2的接收裝置-這里為話筒28-捕獲。接著該電信號被通信終端2的轉換裝置轉換成用于被所述通信終端2的處理裝置處理的數(shù)據(jù)。在該通信終端2為個人計算機或PC的情況下，該包含信息的聲音信號的轉換裝置通常是由上述聲卡4構成的，它能將由話筒28接收的聲音信號轉換成二進制數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被傳送到個人計算機的微控制器(未示出)的輸入端，以便對其解調及轉換成信息，該信息可被存儲在所述微控制器的存儲器中。
在便攜式裝置1向個人計算機發(fā)送包含信息的聲音信號的情況下，本發(fā)明的優(yōu)點在于事實上這里也不需要改變個人計算機或對它增添適合于所使用無線通信類型的部件。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)點，本發(fā)明得到了通過在便攜式裝置1及通信終端2之間借助聲波雙向通信的系統(tǒng)。這樣一個系統(tǒng)在實施上要比其它的雙向通信系統(tǒng)、如使用紅外鏈路及射頻鏈路的雙向通信系統(tǒng)簡單及廉價得多。此外，相對于使用聲波但僅是從手表向PC單向方式通信的現(xiàn)有技術的系統(tǒng)來說，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)允許有更廣泛的應用。
根據(jù)本發(fā)明的一個附加特征，便攜式裝置1的轉換及發(fā)送裝置與接收及轉換裝置僅使用同一個電聲轉換器30，它以可逆方式工作，即同時作為話筒及揚聲器(見圖3)。當電聲轉換器30作為接收方式工作時，在入射的聲音信號作用下產生的電信號由放大器10放大及然后由解調器12解調。被解調器12解調的信號接著傳送到微控制器14的輸入端。相反地，當電聲轉換器30作為揚聲器時，它由調制電路22通過驅動電路24激勵。微控制器14借助來自與所述微控制器14連接的存儲器16的數(shù)據(jù)執(zhí)行調制電路22的控制。
現(xiàn)在可考慮電聲轉換器30的一個具體的實施形式，它涉及用作聲波的接收器和/或發(fā)送器的一個壓電振蕩器，通常它用于在包括一個警報裝置的表中用作聲音發(fā)生器。也可考慮一個比較器電子電路，它被連接在壓電振蕩器的端子上及它在其輸出端產生一個偽數(shù)字信號，該信號代表由振蕩器捕獲的入射聲音信號及允許控制微控制器的工作。
圖4表示一個電子轉換器，它總地用標號32表示。如從圖4看出的，上述電子轉換器32通過將一個壓電振蕩器P的驅動電路34與一個比較電路36的連接構成，它的相應工作原理將在下面描述。
壓電振蕩器P的驅動電路34包括一個電路支路，其中一個線圈L及一個二極管D相串聯(lián)，及電子R’與壓電振蕩器P并聯(lián)在該支路上。
驅動電路34在其輸入端子“a”上接收矩形波的控制脈沖“v”(圖5的曲線A)。該信號經(jīng)過一個電阻R施加給晶體管TR的基極。當晶體管TR被一個控制脈沖變?yōu)閷〞r，線圈L中將流過由電源+E供電的電流，而壓電振蕩器P的連接點“b”連接到驅動電路34的地。當在每個控制脈沖的后沿上使晶體管TR阻斷時，集聚在線圈L中的所有能量轉換到振蕩器P的端子上，使它充電到一個大于電源電壓+E的電壓“v”(圖5的曲線B)。當輪到振蕩器P開始放電時，二極管D阻止電流返回?？梢钥吹剑趦蓚€相繼的控制脈沖信號之間，壓電振蕩器P還是可以局部地通過電阻R’放電。這樣當不再有任何控制信號施加給晶體管TR及它由此處于閉鎖狀態(tài)時，振蕩器P的端子上的電壓逐漸回到其靜止值+E。
現(xiàn)在來考慮比較電路36的功能。該比較電路包括由模擬-數(shù)字比較器組成的比較裝置COMP。比較器COMP的一個輸入端連接在與直流電源+E的連接點“c”上，而所述比較器COMP的另一個輸入端連接在驅動電路34的輸出點“b”上，也就是說，連接在壓電振蕩器P及晶體管TR之間的連接點上。如上面所指出的，當晶體管TR的基極上未施加控制信號時，振蕩器P為靜止狀態(tài)及它端子上的電壓等于電源電壓+E(圖6的曲線B)。在此狀態(tài)下，壓電振蕩器P不再用作聲音發(fā)生器，相反地，而是用作聲波接收器。這樣，在入射聲波的作用下，振蕩器P的端子上的電壓開始高于及低于靜止電壓+E地振蕩，如圖6中的曲線B所示。接著比較器COMP將振蕩器P產生的電壓與其參考電壓相比較，該參考電壓為驅動電路34的電源電壓+E。每當壓電振蕩器P產生的電壓超過參考電壓+E時，比較器COMP在其輸出端“d”產生一個脈沖信號(圖6中曲線D)。也可以將聲音信號轉換成偽數(shù)字電信號。然后使用偽數(shù)字電信號來控制一個微處理器MP，如以本申請人名義提交的申請系列號為99115319.8的歐洲專利申請中詳細描述的。
權利要求
1.在便攜式裝置、如鐘表與通信終端、如個人計算機或PC之間的通信系統(tǒng)，其特征在于通信終端(2)至少包括發(fā)送攜帶信息的聲音信號的裝置；及便攜式裝置(1)至少包括用于處理數(shù)據(jù)的處理裝置及接收及轉換裝置，后者用于捕獲所述聲音信號及將該聲音信號轉換成用于被所述處理裝置處理的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1的通信系統(tǒng)，其特征在于便攜式裝置(1)還包括轉換及發(fā)送裝置，用于將由所述便攜式裝置(1)的所述處理裝置提供的數(shù)據(jù)轉換成攜帶信息的聲音信號及用于發(fā)送該聲音信號；及通信終端(2)還包括用于處理數(shù)據(jù)的處理裝置及及接收及轉換裝置，用于接收由便攜式裝置(1)發(fā)送的所述聲音信號及將該聲音信號轉換成用于被所述通信終端(2)的所述處理裝置處理的數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)以上權利要求中任一項的通信系統(tǒng)，其特征在于便攜式裝置(1)的接收及轉換裝置包括一個電聲轉換器(8)。
4.根據(jù)權利要求2或3中任一項的通信系統(tǒng)，其特征在于便攜式裝置(1)的轉換及發(fā)送裝置包括一個電聲轉換器2b。
5.根據(jù)權利要求2至4中任一項的通信系統(tǒng)，其特征在于便攜式裝置(1)的轉換及發(fā)送裝置及便攜式裝置(1)的接收及轉換裝置使用同一個電聲轉換器(30)。
6.根據(jù)權利要求3至5中任一項的通信系統(tǒng)，其特征在于，便攜式裝置(1)的接收裝置包括一個放大由電聲轉換器(8)產生的電信號的放大器(10)；及一個解調器(12)，它與信號放大器(10)相連接及用于解調由電聲轉換器(8)接收的聲音信號并將解調信號傳送到一個微控制器(14)的輸入端，該微控制器構成所述便攜式裝置(1)的處理裝置，由通信終端(2)發(fā)送的聲音信號所攜帶的信息被解調器(12)解調及被微控制器(14)處理后被存儲在與所述微控制器(14)相連接的存儲器(16)中。
7.根據(jù)權利要求4至6中任一項的通信系統(tǒng)，其特征在于便攜式裝置(1)的轉換裝置包括一個調制電路(22)，它通過一個驅動電路(24)激勵電聲轉換器(26)；便攜式裝置(1)的處理裝置包括微控制器(14)，它借助來自與所述微控制器(14)連接的存儲器(16)的數(shù)據(jù)執(zhí)行對調制電路(22)的控制。
8.根據(jù)以上權利要求中任一項的通信系統(tǒng)，其特征在于便攜式裝置(1)的接收及轉換裝置包括一個聲音發(fā)生電路，它裝有構成聲音信號接收裝置的壓電振蕩器(P)。
9.根據(jù)權利要求8的通信系統(tǒng)，其特征在于便攜式裝置(1)的接收及轉換裝置還包括一個比較裝置(COMP)，用于將接收聲音信號時由壓電振蕩器(P)產生的電壓與一個參考電壓(+E)相比較，該比較裝置(COMP)產生一個代表被所述聲音信號攜帶的信息的電信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及在便攜式裝置(1)、如鐘表與通信終端(2)、如個人計算機或PC之間的通信系統(tǒng),其特征在于:通信終端(2)至少包括發(fā)送攜帶信息的聲音信號的裝置(6);及便攜式裝置(1)至少包括用于處理數(shù)據(jù)的處理裝置(14)與接收(8)及轉換(12)裝置,后者用于捕獲所述聲音信號及將該聲音信號轉換成用于被所述處理裝置(14)處理的數(shù)據(jù)。
文檔編號G04G21/00GK1367962SQ99816923
公開日2002年9月4日 申請日期1999年11月26日 優(yōu)先權日1999年8月3日
發(fā)明者E·弗羅伊里, F·布隆德奧, D·巴拉斯, P·A·梅斯特 申請人:Eta草圖制造公司