CN1367962A - 便携式装置与通信终端之间的声音通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在便携式装置(1)、如钟表与通信终端(2)、如个人计算机或PC之间的通信系统,其特征在于:通信终端(2)至少包括发送携带信息的声音信号的装置(6);及便携式装置(1)至少包括用于处理数据的处理装置(14)与接收(8)及转换(12)装置,后者用于捕获所述声音信号及将该声音信号转换成用于被所述处理装置(14)处理的数据。

Description

便携式装置与通信终端之间的声音通信系统
本发明涉及在便携式装置、如钟表与通信终端、如个人计算机或PC之间的声音通信系统。
由以Biometrics公司名义的专利US 5,848,027公知了一种用于个人数据处理的系统。该系统譬如可控制一个运动员如赛跑运动员的成绩。它能记录跑步的日期及钟点，每跑道圈达到的时间，或由运动员完成的最后累计时间。该系统也能记录一些生理参数，如反映运动员在其体育运动期间作出的努力的心律或心电图(ECG)。然后所有这些信息通过声音通信发送给个人计算机，在其中这些数据被处理、分析，及最后显示在所述计算机的显示屏上。
上述Biometrics公司的系统允许在一个钟表中有利地记录个人数据，然后通过声波将这些数据传送给一个计算机，在那里数据被处理及分析。遗憾的是，该系统不是双向的。即它不能使信息从计算机传送到钟表，这就显著地限制了该Biometrics系统的可能应用。
此外已知道一些通信系统，在这些系统中数据在一个便携式物件及一个通信终端之间通过无线通信双向地交换。作为例子，可列举用于借助无线电频率的电波与个人计算机通信的电子笔记本。
当这种系统的一用户在其办公室时，该用户可在其计算机中编入他工作周的时间利用，然后将这些数据传送到他的袖珍笔记本中。当出差时，该用户可在任何时候查阅其笔记本以观看哪些是他必需作的及可自由支配的事情。在会议、约会期间则可带着它用于对以后的日期编排新的工作日程。然后用户可将该新的约会编入其电子笔记本，例如记下对方的身份及其电话号码。当回到他办公室后，用户可将这些新的数据从笔记本中传送到计算机中及安排他每日的时间利用。
已描述的是一种通过无线电频率的电波的无线通信系统。当然还可使用其它的无线通信系统，例如通过红外链路或感性链路。所有这些系统均能有利地建立一种双向通信，以便在便携式装置及通信终端之间交换信息。但是这些系统具有其缺点，即需要适合其所使用的无线链路类型的发射和/或接收装置，这些装置的成本及安装费用通常很高。
本发明的目的是克服上述问题及缺点并还在于提出一种在便携式装置及通信终端之间能可靠且廉价地进行无线通信的系统。
为此，本发明涉及在便携式装置、如钟表与通信终端、如个人计算机或PC之间的通信系统，其特征在于：通信终端至少包括发送携带信息的声音信号的装置；及便携式装置至少包括用于处理数据的处理装置及接收及转换装置，后者用于捕获所述声音信号及将该声音信号转换成用于被所述处理装置处理的数据。
由于这些特征，可以将数据编排到譬如一个个人计算机中，然后将这些数据通过声音链路传送到便携式装置如一个手表中。这样就获得了一种比现在公知的其它通信系统、如使用红外线及无线电频率通信的系统简单及廉价得多的通信系统。实际上，可在本发明的范围中使用的大部分通信终端不需要改变或对它增添适合于所使用无线链路类型的发送和/或接收部件。于是，当该通信终端是个人计算机时，可使用这种计算机现在通常装有的扬声器，用来向便携式装置发送声音信号。对此在计算机中导入一个程序就够了，该程序能使它调制声音信号，以使得该信号接着能被便携式装置解码。同样，当声音信号被无线电收音机或被电视机发送时，只要在其传播前确保将该信号及时地调制就够了，以使得该信号接着能被接收及转换成适合被便携式装置的处理装置处理的数据。
根据另一方面，本发明涉及上述类型的通信系统，其特征在于：便携式装置还包括转换及发送装置，用于将由所述便携式装置的所述处理装置提供的数据转换成携带信息的声音信号及用于发送该声音信号；及通信终端还包括用于处理数据的处理装置及接收和转换装置，用于接收由便携式装置发送的所述声音信号及将该声音信号转换成用于被所述通信终端的所述处理装置处理的数据。
由于该另一特征，可不仅从通信终端向便携式装置发送数据，而且可从便携式装置向信息终端发送数据，这就可增加根据本发明的通信系统可能的应用范围。
在阅读了以下对根据本发明的通信系统实施例的详细描述后将会更加清楚地了解本发明的其它特征及优点，这些例子仅是以纯说明性及非限制性方式并结合以下附图给出的，附图为：
-图1是实施根据本发明的在便携式装置及通信终端之间的通信系统的第一实施方案的概要示图；
-图2是实施根据本发明的通信系统的第二实施方案的概要示图；
-图3是实施根据本发明的通信系统的第三实施方案的概要示图；
-图4表示将声音信号转换成用于由便携式装置处理的数据的转换器的电路图；
-图5表示图4中电路两个点上电压电平相对时间的函数；
-图6表示当图4中电路作为声波接收器时该电路中两个点上电压电平相对时间的函数。
在本发明的意义上，“便携式装置”应被理解为这样的小尺寸的物件：-作为优选方式但不是限制性的-一种手表，它能捕获带有信息的声音信号及将该声音信号转换成能被处理装置处理的数据，以提取被声音信号携带的信息。根据本发明的一个附加特征，便携式装置还能发送带有信息的编码声音信号。
在本发明的意义上，“通信终端”应被理解为这样的装置：例如个人计算机，无线电收音机，电视机或可由电话访问的语音服务器，它们能够发送带有信息的声音信号。根据本发明的一个附加特征，该通信终端还能捕获带有信息的编码声音信号及将这些声音信号转换成能被处理装置处理的数据，以提取被声音信号携带的信息。
图1表示一个这样的便携式物件：例如一个手表，它总地用标号1指示；还表示一个这样的通信终端：例如一台个人计算机或PC，它总地用标号2指示。
根据本发明，通信终端2包括带有信息的声音信号的发射装置。在图1所示的例中，该装置表示为设在个人计算机内部的一个声卡4及一个或多个扬声器6的形式。
本发明的一个优点则在于，事实上它不需要改变计算机的结构或对它增添适用于所使用的无线链路类型的发射部件。对于本发明的实施，在计算机中导入一个程序就够了，该程序能使它调制声音信号，以使得该信号接着能被便携式装置1解码转换。
当通信终端2发送一个带有信息的声音信号时，该信号立即被便携式装置1的接收装置捕获。该接收装置是由一个电声转换器8构成，它起到一个话筒的作用及它使入射的声音信号典型地转换成一系列电信号，接着该电信号被便携式装置1的转换装置转换成用于被处理装置处理的数据，以便提取被声音信号携带的有用信息。在图1所示的例中，便携式装置1的转换装置包括：一个放大由电声转换器8产生的电信号的放大器10；及一个与信号放大器10相连接的解调器12，它用于解调由转换器8接收的声音信号及将该解调信号传送到一个微控制器14的输入端。该微控制器14构成便携式装置1的处理装置。由通信终端2发送的声音信号所携带的信息被解调器12解调及被微控制器14处理后可被存储在便携式装置1的一个存储器中和/或在一个显示装置18、如液晶显示器上显示。一个电池20，需要时为可充电的电池对便携式装置1提供电流。
在下面与上述单元相同的单元将用相同的标号表示。
根据本发明的另一方面，现在将结合图2来考虑便携式装置1向通信终端2的方向发送一个声音信号的情况。在该情况下，便携式装置1除上述装置外还包括转换及发送装置，用于将由便携式装置1的处理装置提供的数据转换成包含信息的调制声音信号及发送该信号。如图2所示，便携式装置1的转换装置包括一个调制电路22，它通过一个驱动电路24激励发送装置即起扬声器作用的电声转换器26。便携式装置1的处理装置、即微控制器14借助来自与所述微控制器14连接的存储器16的数据执行调制电路22的控制。
当便携式装置1发送一个包含信息的声音信号时，该信号立即被通信终端2的接收装置-这里为话筒28-捕获。接着该电信号被通信终端2的转换装置转换成用于被所述通信终端2的处理装置处理的数据。在该通信终端2为个人计算机或PC的情况下，该包含信息的声音信号的转换装置通常是由上述声卡4构成的，它能将由话筒28接收的声音信号转换成二进制数据，该数据被传送到个人计算机的微控制器(未示出)的输入端，以便对其解调及转换成信息，该信息可被存储在所述微控制器的存储器中。
在便携式装置1向个人计算机发送包含信息的声音信号的情况下，本发明的优点在于：事实上这里也不需要改变个人计算机或对它增添适合于所使用无线通信类型的部件。
根据本发明的另一优点，本发明得到了通过在便携式装置1及通信终端2之间借助声波双向通信的系统。这样一个系统在实施上要比其它的双向通信系统、如使用红外链路及射频链路的双向通信系统简单及廉价得多。此外，相对于使用声波但仅是从手表向PC单向方式通信的现有技术的系统来说，根据本发明的系统允许有更广泛的应用。
根据本发明的一个附加特征，便携式装置1的转换及发送装置与接收及转换装置仅使用同一个电声转换器30，它以可逆方式工作，即同时作为话筒及扬声器(见图3)。当电声转换器30作为接收方式工作时，在入射的声音信号作用下产生的电信号由放大器10放大及然后由解调器12解调。被解调器12解调的信号接着传送到微控制器14的输入端。相反地，当电声转换器30作为扬声器时，它由调制电路22通过驱动电路24激励。微控制器14借助来自与所述微控制器14连接的存储器16的数据执行调制电路22的控制。
现在可考虑电声转换器30的一个具体的实施形式，它涉及用作声波的接收器和/或发送器的一个压电振荡器，通常它用于在包括一个警报装置的表中用作声音发生器。也可考虑一个比较器电子电路，它被连接在压电振荡器的端子上及它在其输出端产生一个伪数字信号，该信号代表由振荡器捕获的入射声音信号及允许控制微控制器的工作。
图4表示一个电子转换器，它总地用标号32表示。如从图4看出的，上述电子转换器32通过将一个压电振荡器P的驱动电路34与一个比较电路36的连接构成，它的相应工作原理将在下面描述。
压电振荡器P的驱动电路34包括一个电路支路，其中一个线圈L及一个二极管D相串联，及电子R’与压电振荡器P并联在该支路上。
驱动电路34在其输入端子“a”上接收矩形波的控制脉冲“v”(图5的曲线A)。该信号经过一个电阻R施加给晶体管TR的基极。当晶体管TR被一个控制脉冲变为导通时，线圈L中将流过由电源+E供电的电流，而压电振荡器P的连接点“b”连接到驱动电路34的地。当在每个控制脉冲的后沿上使晶体管TR阻断时，集聚在线圈L中的所有能量转换到振荡器P的端子上，使它充电到一个大于电源电压+E的电压“v”(图5的曲线B)。当轮到振荡器P开始放电时，二极管D阻止电流返回。可以看到，在两个相继的控制脉冲信号之间，压电振荡器P还是可以局部地通过电阻R’放电。这样当不再有任何控制信号施加给晶体管TR及它由此处于闭锁状态时，振荡器P的端子上的电压逐渐回到其静止值+E。
现在来考虑比较电路36的功能。该比较电路包括由模拟-数字比较器组成的比较装置COMP。比较器COMP的一个输入端连接在与直流电源+E的连接点“c”上，而所述比较器COMP的另一个输入端连接在驱动电路34的输出点“b”上，也就是说，连接在压电振荡器P及晶体管TR之间的连接点上。如上面所指出的，当晶体管TR的基极上未施加控制信号时，振荡器P为静止状态及它端子上的电压等于电源电压+E(图6的曲线B)。在此状态下，压电振荡器P不再用作声音发生器，相反地，而是用作声波接收器。这样，在入射声波的作用下，振荡器P的端子上的电压开始高于及低于静止电压+E地振荡，如图6中的曲线B所示。接着比较器COMP将振荡器P产生的电压与其参考电压相比较，该参考电压为驱动电路34的电源电压+E。每当压电振荡器P产生的电压超过参考电压+E时，比较器COMP在其输出端“d”产生一个脉冲信号(图6中曲线D)。也可以将声音信号转换成伪数字电信号。然后使用伪数字电信号来控制一个微处理器MP，如以本申请人名义提交的申请系列号为99115319.8的欧洲专利申请中详细描述的。

Claims (9)

1.在便携式装置、如钟表与通信终端、如个人计算机或PC之间的通信系统，其特征在于：通信终端(2)至少包括发送携带信息的声音信号的装置；及便携式装置(1)至少包括用于处理数据的处理装置及接收及转换装置，后者用于捕获所述声音信号及将该声音信号转换成用于被所述处理装置处理的数据。
2.根据权利要求1的通信系统，其特征在于：便携式装置(1)还包括转换及发送装置，用于将由所述便携式装置(1)的所述处理装置提供的数据转换成携带信息的声音信号及用于发送该声音信号；及通信终端(2)还包括用于处理数据的处理装置及及接收及转换装置，用于接收由便携式装置(1)发送的所述声音信号及将该声音信号转换成用于被所述通信终端(2)的所述处理装置处理的数据。
3.根据以上权利要求中任一项的通信系统，其特征在于：便携式装置(1)的接收及转换装置包括一个电声转换器(8)。
4.根据权利要求2或3中任一项的通信系统，其特征在于：便携式装置(1)的转换及发送装置包括一个电声转换器2b。
5.根据权利要求2至4中任一项的通信系统，其特征在于：便携式装置(1)的转换及发送装置及便携式装置(1)的接收及转换装置使用同一个电声转换器(30)。
6.根据权利要求3至5中任一项的通信系统，其特征在于，便携式装置(1)的接收装置包括：一个放大由电声转换器(8)产生的电信号的放大器(10)；及一个解调器(12)，它与信号放大器(10)相连接及用于解调由电声转换器(8)接收的声音信号并将解调信号传送到一个微控制器(14)的输入端，该微控制器构成所述便携式装置(1)的处理装置，由通信终端(2)发送的声音信号所携带的信息被解调器(12)解调及被微控制器(14)处理后被存储在与所述微控制器(14)相连接的存储器(16)中。
7.根据权利要求4至6中任一项的通信系统，其特征在于：便携式装置(1)的转换装置包括一个调制电路(22)，它通过一个驱动电路(24)激励电声转换器(26)；便携式装置(1)的处理装置包括微控制器(14)，它借助来自与所述微控制器(14)连接的存储器(16)的数据执行对调制电路(22)的控制。
8.根据以上权利要求中任一项的通信系统，其特征在于：便携式装置(1)的接收及转换装置包括一个声音发生电路，它装有构成声音信号接收装置的压电振荡器(P)。
9.根据权利要求8的通信系统，其特征在于：便携式装置(1)的接收及转换装置还包括一个比较装置(COMP)，用于将接收声音信号时由压电振荡器(P)产生的电压与一个参考电压(+E)相比较，该比较装置(COMP)产生一个代表被所述声音信号携带的信息的电信号。
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