DE69728293T2

DE69728293T2 - Notruftelefon das automatisch eine fast leere Batterie signalisiert

Info

Publication number: DE69728293T2
Application number: DE69728293T
Authority: DE
Inventors: J. John HAYES
Original assignee: Ericsson Inc
Current assignee: Ericsson Inc
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2017-12-05
Also published as: KR100354995B1; WO1998025389A3; KR20000069309A; EP0956690A2; BR9713853A; JP3782830B2; MY117016A; EE9900214A; DE69728293D1; AU5598098A; EE04448B1; JP2001505746A; CN1115035C; PL185346B1; EP0956690B1; AU737750B2; WO1998025389A2; HK1026093A1; CN1245609A; US5726636A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die gegenwärtige Erfindung betrifft allgemein drahtlose Kommunikationsgeräte und insbesondere Batterie-Überwachungssysteme für drahtlose tragbare Telefone.
2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik
Tragbare zellulare Telefone stellen Funktelefonkommunikationen mit traditionellen (verdrahteten) Telefonen und anderen zellularen Telefonen zur Verfügung. Diese in der Hand gehaltenen zellularen Telefone werden durch kleine, wiederaufladbare Batterien mit Energie versorgt, die normalerweise eine begrenzte Anzahl von Stunden einer aktiven Anrufzeit zur Verfügung zu stellen. Wenn die Batterien einmal entladen sind, müssen sie neu geladen oder ausgetauscht werden, bevor das Telefon dazu verwendet werden kann, weitere Telefonanrufe zu tätigen. Während einige Typen von zellularen Telefonen durch größere Batterien mit Energie versorgt werden, z. B. Autobatterien, oder direkt in eine elektrische an der Wand befestigte Steckdose eingestöpselt werden, betrifft die vorliegende Erfindung zellulare Telefone, die durch Batterien mit Energie versorgt werden, die klein genug sind, um einen ortsveränderlichen Betrieb zur Verfügung zu stellen. Tatsächlich betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und eine Technik zum periodischen Überwachen der Menge an Ladung, die in der Batterie übrig bleibt, und zum Ausgeben von Warnungen bezüglich einer Entladung der Batterie, wenn es geeignet ist, während der Zeit, während welcher der Anwender das Telefon in einen "Aus"-Zustand versetzt hat.
Zellulare Telefone werden herkömmlich als tragbare Telefone verwendet, die durch den Anwender eingeschaltet werden, wenn der Anwender wünscht, einen Telefonanruf zu tätigen oder zu empfangen. Weiterhin kann das Telefon zu einem Wartezustand mit geringer Leistung schalten, wenn es in einem Standby-Zustand ist, um einen Telefonanruf zu empfangen, wie es im US-Patent Nr. 5,179,724 mit dem Titel "Conserving Power in Hand-Held Mobile Telephones During a Receiving Mode of Operation" beschrieben ist. Wartezustände mit niedriger Leistung mit Batterie-Überwachungsfunktionen sind auch für Anwendungen für nicht zellulare Telefone entwickelt worden, wie beispielsweise für Computer, wie es im US-Patent Nr. 5,600,282 mit dem Titel "Low Power Consumption Oscillator Circuit" und in der japanischen Patentveröffentlichung JA-0238933 gezeigt ist. Jedoch dann, wenn der Anwender keinen Telefonanruf tätigt und nicht erwartet, einen Anruf zu empfangen, wird das zellulare Telefon normalerweise ausgeschaltet, um die gespeicherte Ladung in der Batterie zu sparen. Durch Ausschalten des zellularen Telefons werden alle Energie verbrauchenden Komponenten des Telefons, einschließlich von Batteriesensoren heruntergefahren, wie es im US-Patent Nr. 5,570,025 gezeigt ist. Dies minimiert den elektrischen Strom, der aus der Batterie gezogen wird, und verlängert dadurch die Zeitperiode, für welche ein zellulares Telefon mit einer einzigen Batterieladung arbeiten kann. Demgemäß führen viele existierenden zellularen Telefone keine Funktionen durch, wenn sie ausgeschaltet sind.
Zellulare Telefone benachrichtigen dann, wenn sie in einem eingeschalteten Zustand sind, ihre Anwender, wenn eine restliche Batterieladung niedrig ist. Der Anwender wird über einen Batteriezustand mit niedriger Ladung genau vor der Zeit alarmiert, zu welcher das zellulare Telefon ein Arbeiten stoppt. Darüber hinaus haben die meisten aktuellen zellularen Telefone einen Alarm für eine niedrige Ladung als einen hörbaren "Piepton" oder als Nachricht auf einer Anzeige am Telefon implementiert, der bzw. die den Anwender diesbezüglich alarmiert, dass die Batterie neu geladen werden muss. Zum Bestimmen, dass die Batterie leer wird und zum Ausgeben des Alarms enthalten bestimmte zellulare Telefone eine elektronische Schaltung zum Überwachen des Ladezustands der Batterie und zum Ausgeben des Alarms, wenn die Ladung der Batterie unter einen bestimmten Pegel abfällt. Das zellulare Telefon muss mit Leistung versorgt werden, um die Programme auszuführen und die Schaltungen zum Überwachen der Batterie und zum Ausgeben des Alarms zu betreiben.
Zellulare Telefone können viele Anwendungen haben, einschließlich einer Anwendung in einem Notfall zum Anrufen der Polizei, einer Ambulanz oder eines Abschleppwagens. Tatsächlich haben einige Anwender einen Wunsch zum Verstauen eines zellularen Telefons in ihrem Auto oder einem anderen Fahrzeug nur für Notsituationen geäußert. Beispielsweise können Eltern eines Auto fahrenden Teenagers ein zellulares Notruftelefon in ihrem Auto verstauen und ihrem Kind mitteilen, dass das Telefon nur in einem Notfall anzuwenden ist. Gleichermaßen kann ein Bergsteiger ein zellulares Telefon mit wenig Gewicht bei sich tragen, um in einem Notfall nach Rettung zu rufen. Zusätzlich können in Zukunft zellulare Notruftelefone auf den Markt gebracht werden, die eine einzige Funktion zum Anrufen einer vorbestimmten Notruf-Telefonnummer, z. B. zu Hause oder "911", haben, wenn sie eingeschaltet werden.
Wenn ein zellulares Telefon als Notruftelefon zu verwenden ist, dann ist es entscheidend, dass die Batterie ausreichend geladen ist, wenn das Telefon eingeschaltet wird und ein Anruf mit dem Telefon durchgeführt wird.
Batterien, die für zellulare Notruftelefone geeignet sind, müssen dazu fähig sein, für Monate untätig zu sein, ohne ausgetauscht oder neu geladen zu werden. Diese Batterien müssen ausreichenden elektrischen Strom zum Einschalten eines Telefons zuführen, und zum Zulassen, dass Anrufe vom Telefon übertragen werden, selbst nachdem sie für Monate untätig gewesen sind, wenn nicht für Jahre. Notrufbatterien werden ihre Ladung verlieren, wenn das Telefon für längere Zeitperioden im Ein-Zustand gelassen wird. Die Batterien können ihre Ladung auch verlieren, wenn das Telefon zu lang außer Betrieb ist, und zwar aufgrund der Eigenentladungseigenschaften von Batterien, oder dann, wenn das Telefon zulässt, dass die Ladung langsam aus den Batterien entweicht, oder wenn es einen Defekt bezüglich der Batterie gibt. In jedem dieser Fälle kann es sein, dass die Batterie dann nicht ausreichend geladen ist, wenn ein Notfall eintritt und das zellulare Telefon eingeschaltet wird, um nach Hilfe zu rufen. Der Ausfall eines Arbeitens eines zellularen Notruftelefons könnte eine Notfallsituation verschlimmern und verhindern, dass jemand, der Unterstützung benötigt, die Polizei oder eine Ambulanz oder eine andere Hilfe ruft. Demgemäß gibt es eine Notwendigkeit zum Sicherstellen, dass die Batterien, die zum Versorgen von zellularen Notruftelefonen mit Energie verwendet werden, ausreichende elektrische Energie gespeichert haben, um das Telefon nach langen Perioden von restlicher Untätigkeit mit Energie zu versorgen. Zusätzlich gibt es eine Notwendigkeit zum Sicherstellen, dass Batterien in einem zellularen Notruftelefon eine Warnung abgeben, wenn sie ihre Ladung verlieren.
Es ist im Stand der Technik bekannt, zellulare Telefone zur Verwendung in Notfall-Anrufstellen auf der Straße anzupassen. Wie es in den US-Patenten Nr. 4,788,711 und 5,377,256 beschrieben ist, sind zellulare Telefone permanent in Telefonanrufstellen bzw. Notrufsäulen auf der Straße angebracht und sind vorprogrammiert, um einen zentralen Abteilungsleiter für eine Polizeiabteilung oder eine andere Regierungsorganisation anzurufen. Ein Anbringen eines zellularen Telefons in einer Straßen-Notrufsäule ergibt nicht notwendigerweise Probleme mit Batterien, da diese permanent positionierten Telefone durch eine Energieleitung von einer Elektrizitätsfirma mit Energie versorgt werden können. Zusätzlich sind diese zellularen Notrufsäulen immer eingeschaltet, so dass sie durch den zentralen Abteilungsleiter überwacht werden können und regelmäßig selbst Wartungsfunktionen durchführen. Beispielsweise ist das zellulare Telefon vorprogrammiert, um den Abteilungsleiter regelmäßig und automatisch anzurufen und zu verifizieren, dass es richtig funktioniert, oder um über Schwierigkeiten zu berichten, die das Telefon bezüglich seiner Operationen erfasst hat. Wenn eine Ersatz- bzw. Hilfsbatterie im zellularen Telefon entladen wird, wird das aktive zellulare Telefon die niedrige Ladung bei der Batterie erfassen und das nächste Mal dem zentralen Abteilungsleiter über den niedrigen Batteriezustand berichten, zu welcher Zeit das Telefon einen Zustandsanruf automatisch durchführt. Jedoch bilden die Vorrichtung und die Verfahren, die für Notrufsäulen auf der Straße, die auf einem zellularen Telefon basieren, keinen Stand der Technik für die vorliegende Erfindung, weil die vorliegende Erfindung Batterietests und Warngebungsfunktionen durchführt, während das Telefon ausgeschaltet ist; die Notrufsäulen haben entweder keinen "Aus"-Zustand oder führen keine Funktion durch, während sie in einem "Aus"-Zustand sind.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Viele Anwender eines zellularen Telefons kaufen Telefone zu Sicherheitsanwendungen und insbesondere zur primären Verwendung in Notfallsituationen. Diese Telefone sollten billig sein und eine lange Batterielebensdauer haben. Ein Sicherheitstelefon (das auch Notruf- bzw. Notfalltelefon genannt wird) wird am wahrscheinlichsten Akkumulatoren oder einen anderen Batterietyp enthalten, der eine lange Lebensdauer zeigt. Obwohl ein Sicherheitstelefon selten verwendet wird, ist es wichtig, dass es einen Anruf erfolgreich tätigt, wenn es eingeschaltet wird, weil es in Notfallsituationen verwendet wird. Viele Anforderungen müssen erfüllt werden, damit ein Anruf erfolgreich getätigt wird, von welchen eine eine adäquate Batteriekapazität ist. Jedoch deshalb, weil ein Sicherheitstelefon wahrscheinlich dort gelagert wird, wo es nicht zu sehen ist, und selten verwendet wird, kann der Anwender vergessen, die Batterien auszutauschen oder neu zu laden, wenn es nötig ist. Existierende zellulare Telefone enthalten Warnungen bezüglich einer niedrigen Batterieladung, aber sie sind ungeeignet für Sicherheitstelefone, weil die Warnungen nur auftreten, nachdem der Anwender das Telefon eingeschaltet hat. Keine Batterietests oder Warnungen treten auf, während das Telefon ausgeschaltet ist.
Das zellulare Telefon enthält einen Zeitgeber für niedrige Energie, welcher läuft, wenn das Telefon in einem Aus-Zustand ist. Der Zeitgeber "weckt" einen Prozessor (versorgt ihn mit Energie bzw. schaltet ihn ein) im Telefon in einem vorbestimmten Intervall (beispielsweise einmal pro Tag oder einmal pro Woche). Nach jedem zeitgebergesteuerten "Wecken" führt der Prozessor einen Test zum Abschätzen einer übrigen Batteriekapazität durch. Dies kann durch Messen einer Batteriespannung mit einer Last an der Batterie oder anderen herkömmlichen Batterieladungs-Überwachungstechniken durchgeführt werden. Wenn die Batteriekapazität adäquat ist, schaltet der Telefonprozessor aus und wird der Zeitgeber neu gestartet. Wenn die Batteriekapazität niedrig ist, wird eine Warnung ausgegeben.
Die Warnung kann aus einem automatischen Anruf eines zellularen Telefons zu einer vorbestimmten Nummer (die in das Telefon durch den Anwender oder den Träger über das Tastenfeld und/oder ein System-Anschlussstück geladen ist) und anderen herkömmlichen Warnungen, wie beispielsweise Pieptönen, einer Anzeige, etc., durch das Telefon. Wenn ein Warnungsanruf platziert wird, kann die angerufene Nummer die Festnetznummer des Anwenders, eine andere zellulare Nummer oder eine Trägernummer sein. Wenn der Anruf einmal aufgebaut ist, kann die "Warnung" aus einem Ton, einer Kombination von Tönen, einer Sprachnachricht (die eine Sprachsynthese im Telefon erfordert) oder Daten bestehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm für ein zellulares Telefon;
2 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Batterie-Überwachungsschaltung, die mit einer Mikrosteuerung eines zellularen Telefons gekoppelt ist; und
3A und 3B sind Ablaufdiagramme der Software, die durch die Mikrosteuerung zum Überwachen des Batterie-Ladepegels, zum Ausgeben von Warnungen bezüglich einer niedrigen Batterieladung und zum Steuern des Empfängers verwendet wird.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt ein Blockdiagramm eines in der Hand gehaltenen mobilen zellularen Telefons 100 dar, das zur vorliegenden Erfindung gehört. Obwohl sie insbesondere zur Anwendung in kleinen in der Hand gehaltenen tragbaren Telefonen geeignet sind, sind die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auf irgendeinen Typ von batteriebetriebenem drahtlosen Kommunikationsgerät anwendbar, bei welchem eine Reduzierung eines Leistungsverbrauchs bzw. Energieverbrauchs erwünscht ist. Die Komponenten des zellularen Telefons sind herkömmlich, außer bezüglich der Batterie-Überwachungsschaltung, die selbst dann aktiv ist, wenn das Telefon ausgeschaltet ist.
Das zellulare Telefon 100 der vorliegenden Erfindung enthält einen Transceiver 112 mit einem Sender 114 und einem Empfänger 116, die an eine gemeinsame Antenne 118 gekoppelt sind. Die Sender- und Empfängerschaltungen 114, 116 werden durch eine Mikrosteuerung 120 gesteuert, die eine einer Vielzahl von allgemein verfügbaren Mikrosteuerungen sein kann. Audiosignale zur Übertragung bzw. zum Senden bzw. Audiosignale, die empfangen worden sind, laufen durch die Audio-Verarbeitungsschaltung 122. Die Audio-Verarbeitungsschaltung 122 wandelt die empfangenen Audiosignale in Signale um, die für den Lautsprecher 124 geeignet sind, und wandelt die elektrischen Signale vom Mikrofon 126 in Signale um, die für die Senderschaltung 114 geeignet sind. Zusätzlich können die Audio-Verarbeitungsschaltungen 122 synthetische Sprachsignale, wie beispielsweise "Warnung bezüglich einer niedrigen Batterieladung", von einem Sprachgenerator 128 empfangen, der durch die Mikrosteuerung 120 gesteuert wird.
Die Mikrosteuerung 120 steuert auch die Anzeige 130 für das zellulare Telefon und empfängt Eingangssignale vom Telefon-Tastenfeld 132. Beispielsweise kann das Tastenfeld zum Eingeben einer Telefonnummer bzw. von Telefonnummern verwendet werden, die bei einer Speicherstelle zu speichern ist bzw. sind, die einer Anwender-Einstellinformationsstelle 134 zugeteilt ist, und zwar in einem nichtflüchtigen Speicher 136, der zur Mikrosteuerung gehört. Ausführbare Programmanweisungen können auch bei einer Stelle 135 eines nichtflüchtigen Speichers gespeichert werden. Die Mikrosteuerung kann auch auf einen flüchtigen Speicher 138 als temporäre Speicherstelle zugreifen.
Elektrischer Strom zum Betreiben der Komponenten des zellularen Telefons wird durch eine Batterie 140, wie z. B. eine Alkali-Batterie bzw. einen Akkumulator, geliefert. Die Batterie ist an die meisten Komponenten des Telefons über einen Schalter 142 angeschlossen. Ein Regler 218, der an die Batterie angeschlossen ist, liefert eine einheitliche Spannung (Vcc) zu den anderen elektrischen Komponenten im Telefon, außer zu den Testschaltungen. Wenn der Schalter offen (AUS) ist, ist die Batterie von den anderen Komponenten des Telefons getrennt, mit der Ausnahme der Testschaltung 148, die immer an die Batterie gekoppelt ist. Zusätzlich zu der Batterie kann Energie zu dem Telefon durch einen Transformator 144 geliefert werden, der an Ladeanschlüsse 146 am Telefon anschließt. Der Transformator kann auch verwendet werden, um die Batterie neu zu laden, wenn eine wiederaufladbare Batterie verwendet wird.
Die Batterie-Testschaltung ist in 2 gezeigt und wird in den folgenden Absätzen beschrieben. Für diese Schaltungsbeschreibung bezieht sich "eingestellt" oder "hoch" auf einen logischen Pegel, der der höhere von zwei gültigen digitalen Ausgabezuständen ist, und bezieht sich "rückgesetzt" oder "niedrig" auf einen logischen Pegel, der der niedrigere von zwei gültigen digitalen Ausgabezuständen ist.
Die Batterie-Testschaltung 148 überwacht den Ladepegel der Batterie 140 durch Anlegen einer Last an die Batterie und darauf folgendes Messen einer Batteriespannung. Eine Last wird an der Batterie durch Einschalten von Schaltungen innerhalb des Telefons angeordnet. Die Testschaltung gibt einen digitalen Wert entsprechend der Batteriespannung aus, welcher wiederum den Ladezustand der Batterie darstellt. Die Spannungspegelausgabe von der Batterie 140 wird an einen Analog/Digital-(A/D-)Wandler 206 angelegt, der die Spannungspegeleingabe von der Batterie zu einer Ausgabe eines digitalen Werts auf einem Bus 208 vom Wandler zur Mikrosteuerung 120 transformiert. Die Mikrosteuerung vergleicht den digitalen Wert, der einen Batterieladepegel darstellt, mit einem vorbestimmten Wert, der in einem nichtflüchtigen Speicher 136 [1] gespeichert ist, um festzustellen, ob der Ladepegel der Batterie ausreichend ist, um das Telefon mit Energie zu versorgen und eine drahtlose Notrufkommunikation auszuführen. Wenn der Batterieladepegel unter dem vorbestimmten Pegel ist, initiiert die Mikrosteuerung eine Alarmsequenz.
Die Testschaltung 148 enthält den Zeitgeberzähler 202, einen Oszillator 210, den Analog/Digital-(A/D-)Wandler 206 und Widerstände R₂ und R₃. Extern von der Testschaltung 148, aber dieser zugeordnet, sind Dioden D1–D5, andere Widerstände (R1), Schalter (Sn), ein Regler 218, eine Spannungsklemme 220, die Batterie 140 und die Mikrosteuerung 120. Der Oszillator 210 liefert ein Taktsignal, das durch den Zähler 202 verwendet wird, um die Schlafperioden (ausgeschaltete Perioden) des zellularen Telefons zeitlich abzustimmen, und insbesondere die Perioden zwischen Ereignissen für ein Wecken der Mikrosteuerung. Der Zähler 202 hat eine Takteingabe vom Oszillator, eine Lasteingabe 203 von der Mikrosteuerung 120 und eine Ausgabe zum Batterieschalter (S₁) 142. Der Zähler 202 kann aus einer Reihe von stufenförmigen Flip-Flops bestehen, und zwar mit einer Stufe pro Zählerbit, oder kann irgendeine andere herkömmliche Zählschaltung sein. Jeder Taktpuls vom Oszillator 210 veranlasst, dass der Zählerwert um Eins niedriger wird. Wenn der Zählerwert gleich Null ist, treten zwei Aktionen innerhalb des Zählers auf: (1) die Taktpulse vom Oszillator werden davon abgehalten, den Zähler zu takten, um dadurch den Zählprozess zu stoppen, und (2) die Ausgabe des Zählers wird eingestellt, um den Schalter S₁ 142 zu schließen. Dies veranlasst, dass eine Batterieleistung an die Mikrosteuerung und andere Telefonschaltungen angelegt wird. Wenn der Zähler in Betrieb ist und einen Zählwert von nicht Null hat, ist die Zählerausgabe zum Schalter S₁ 142 niedrig. Die Lasteingabe 203 von der Mikrosteuerung 120 hält dann, wenn sie hoch ist, den Zählprozess ab und lädt den Zähler 202 mit einem vorbestimmten Wert von nicht Null (einem Initialisierungswert), der einer vorbestimmten Schlafperiode entspricht. Der Zähler 202 arbeitet (zählt), wenn die Lasteingabe 203 niedrig ist und der Zählerwert nicht gleich Null ist. Nachdem sich die Lasteingabe 203 von hoch zu niedrig ändert, basiert die für den Zähler 202 zum Erreichen von Null erforderliche Zeit auf einem vorbestimmten Wert, der in den Zähler 202 geladen ist, und der Frequenz des Oszillators 210. Diese Werte können ausgewählt werden, um eine Auszeitperiode von einem Tag bis zu einer Woche oder einer anderen Periode, die in einen Speicher gespeichert ist, zu erzeugen.
Der A/D-Wandler 206 hat (wie dies auch der Oszillator 210 und der Zähler 202 tut) eine analoge Spannungseingabe direkt von der Batterie 140, die durch den Schalter S₁ nicht trennbar ist. Der Wandler hat einen Freigabeeingang 212 und einen digitalen Ausgang 213 zu einer Busleitung 208. Der A/D-Wandlerprozess erzeugt einen digitalen Wert, der proportional zu dem analogen Spannungspegel von der Batterie oder auf andere Weise für diesen repräsentativ ist. Der Wandler 206 wird während des Weckprozesses freigegeben, der initiiert wird, wenn der Zähler 202 eine Leistung zu der Mikrosteuerung über den Schalter S₁ einschaltet. Wenn der Freigabeeingang 212 des Wandlers 206 hoch ist, wird eine Spannungsumwandlung durchgeführt und wird ein digitaler Wert zur Mikrosteuerung gesendet. Die Umwandlung erfolgt dann, wenn die anderen Telefonschaltungen mit Energie versorgt werden, so dass die Batteriespannung mit einer an die Batterie angelegten Last gemessen wird. Wenn der Freigabeeingang des Wandlers 206 niedrig ist, werden keine Umwandlungen durchgeführt und existiert kein Spannungspegel am digitalen Ausgang 213.
Der Schalter 1 (S₁) 142 führt dann, wenn er geschlossen ist, Energie zur Mikrosteuerung 120 und anderen Telefonschaltungen 240, außer zu der Testschaltung 148, die eine Batterieleistung unabhängig von den Schaltern empfängt. Der Schalter S₁ wird durch eine Steuerspannung V_CNTL aktiviert. Wenn die Steuerspannung V_CNTL niedrig ist, ist der Schalter S₁ offen. Wenn die Steuerspannung hoch ist, ist der Schalter S₁ geschlossen. Ein Schalter S₂ entspricht einer Anwender-Einschalttaste und ist normalerweise offen. Sie wird vom Anwender gedrückt, um das Telefon ein- und auszuschalten. Dioden (D₁, D₂ und D₃) und ein Widerstand R₁ werden als "logisches ODER"-Gatter 250 verwendet [1], das den Schalter S₁ aktiviert, wenn 1) die Taste S₂ gedrückt ist, 2) der Zähler 202 ein hohes Freigabesignal ausgibt oder 3) wenn die Mikrosteuerung die Ausgabe zu D₃ einstellt. Wann immer die Anode der Dioden D₁, D₂ oder D₃ auf hoch eingestellt sind, wird die Steuerspannung an den Schalter S₁ angelegt, um den Schalter zu schließen.
Das vereinfachte Ablaufdiagramm 300 der 3A und 3B zeigt die Logik der Programmanweisungen, die in einem Speicher 135 gespeichert sind, und die zum Steuern der Batterie-Überwachungsfunktionen nötig sind. Wenn der Anwender den Schalter S₂ drückt (der eine Taste oder ein Tastenfeld 132 sein kann), wird eine Batteriespannung an die Anode der Diode D₂ angelegt, was veranlasst, dass die Steuerspannung zu S₁ hoch ist. Dieser Zustand schließt den Schalter S₁, um dadurch eine Batteriespannung an den Regler 218 anzulegen. Der Regler legt eine geregelte Spannung an die Mikrosteuerung 120 und andere Telefonschaltungen 214 an. Wenn die Mikrosteuerung ihre Ausführung des Programms beginnt, testet sie die Ausgabe V_CLMP der Klemme 220, um zu bestimmen, ob der Schalter S₂ geschlossen ist (was ein Einschalten bzw. ein Versorgen mit Energie anzeigt, das durch einen Anwendereingabeschritt 304 veranlasst wird). Wenn die Klemmenspannung hoch ist, was anzeigt, dass der Anwenderschalter S₂ geschlossen ist, dann stellt die Mikrosteuerung die Anode der Diode D₃ auf hoch ein. Dies stellt eine zweite Quelle eines Stroms für R1 zur Verfügung, um V_CNTL auf hoch zu halten (um den Schalter S₁ zu schließen), und um ein Anlegen von Leistung an das Telefon fortzuführen. Dieses Einstellen der Diode D₃ in einem Schritt 306 "speichert" das Telefon in einem EIN-Zustand "zwischen", was zulässt, dass der Anwender den Schalter S₂ freigibt und das Telefon noch eingeschaltet lässt. Die Mikrosteuerungsausgabe zur Diode D₃ bleibt hoch, bis der Anwender das Telefon ausschaltet oder sich das Telefon automatisch ausschaltet.
Wenn das Telefon durch den Anwender eingeschaltet wurde (wie es durch die Mikrosteuerung über die Klemmenausgabe erfasst wird), verzweigt eine Programmausführung zu einer Gruppe von Anweisungen, die eine Funktionalität zur Verfügung stellen, die durch den Anwender für einen normalen zellularen Telefondienst erforderlich ist. Diese Funktionalität (die durch einen Schritt 308 dargestellt ist) ist herkömmlich und gehört nicht zu dieser Erfindung.
In einem Schritt 310 wird die Mikrosteuerungsausgabe zur Diode D₄ eingestellt, um den Zähler von einem Zählen abzuhalten und um ihn mit einem Initialisierungswert zu laden. Zusätzlich kann durch Einstellen der Ausgabe zur Diode D₅ auf einer Leitung 230 die Mikrosteuerung auch eine Batteriespannung durch Freigeben des A/D-Wandlers überwachen, um einen digitalen Wert der Batteriespannung auf einem Bus (einer Leitung) 208 auszugeben. Zum Ausschalten des Telefons drückt der Anwender wieder den Schalter S₂, was durch die Mikrosteuerung durch Überwachen der Ausgabe der Klemme erfasst wird. Nach einem Erfassen, dass der Schalter S₂ geschlossen ist, setzt die Mikrosteuerung die Ausgabe zur Diode D₃ zurück, und zwar auf der Leitung 231, um zu veranlassen, dass sich der Schalter S₁ öffnet, und um die Leistung von der Mikrosteuerung und anderen Telefonschaltungen 214 zu trennen.
Nachdem die Mikrosteuerung nicht mehr mit Energie versorgt wird, wird die Eingabe zur Diode D₄ niedrig, um zu ermöglichen, dass der Zähler 202 ein Zählen beginnt. Auf gleiche Weise lässt die Mikrosteuerung ohne Energie zu, dass die Eingabe zur Diode D₅ niedrig wird, und sperrt den A/D-Wandler 206. Während das Telefon in einem Aus-Zustand ist, bestimmt der Zähler die Schlafperiode bezüglich der Zeit. Wenn der Zählwert von Null (0) erreicht wird, stoppt der Zählprozess und wird die Zählerausgabe eingestellt. Mit dieser Ausgabeeinstellung wird eine Spannung angelegt, um zu veranlassen, dass sich der Schalter S₁ schließt. Dies legt eine Batteriespannung an den Regler an, der eine Leistung an die Mikrosteuerung anlegt. Wenn die Mikrosteuerung eine Anweisung auszuführen beginnt, d. h. aufwacht, testet sie zuerst die Ausgabe der Klemme 220, um zu bestimmen, ob der Schalter S₂ geschlossen ist (was ein Einschalten anzeigt, das durch eine Anwendereingabe veranlasst ist – siehe Schritt 304). Für diesen Fall ist der Schalter S₂ nicht geschlossen, weil eine Leistung durch die Testschaltung und nicht den Anwender angelegt wurde. Die Mikrosteuerung stellt dann die Ausgabe zur Diode D₃ ein, was eine zweite Quelle eines Stroms zur Verfügung stellt, um das Schließen des Schalters S₁ beizubehalten. Diese Aktion "verzögert" das Telefon in einem EIN-Zustand in einem Schritt 312. Die Mikrosteuerungsausgabe zur Diode D₃ bleibt hoch, während der Batterietest durchgeführt wird, um sicherzustellen, dass die Mikrosteuerung und andere Telefonschaltungen während des Batterietests mit Energie versorgt werden.
Nachdem die Mikrosteuerung durch die Testschaltung eingeschaltet worden ist, stellt die Mikrosteuerung zur Ausgabe zur Diode D₄ auf einer Leitung 232 ein, um den Zähler erneut mit einem Zeitgeber-Startwert zu initialisieren, und zwar in einem Schritt 314. Das durch die Mikrosteuerung angelegte Ladesignal hält auch den Zähler ab, während die Mikrosteuerung mit Leistung versorgt ist.
Der Batterietest wird durch die Mikrosteuerung zuerst durch ein Einschalten anderer Telefonschaltungen (um eine Last an die Batterie anzulegen) in einem Schritt 316 durchgeführt. Die Batteriespannung zeigt, während sie unter einer bekannten Last ist, eine übrige Batteriekapazität an. Die Mikrosteuerung belastet die Batterie durch Steuern von internen Schaltungen, sich einzuschalten, oder durch Anlegen von Leistung an ausgewählte Telefonschaltungen, wie beispielsweise eine Logik, eine Audioverarbeitung, einen Speicher, einen DSP, einen Empfänger oder Senderschaltungen. Die Einrichtung zum Steuern einer Leistung an die Schaltungen wird weit verbreitet zum Ausführen von "Schlaf"-Moden verwendet, die eine Batteriekapazität während normalen Moden eines Betriebs aufbewahren bzw. bewahren und ist im Stand der Technik wohlbekannt. Alternativ dazu könnte das Telefon eine Last (einen Widerstand) und einen Schalter ausdrücklich zum Belasten der Batterie für Testzwecke enthalten, wobei der Schalter durch die Mikrosteuerung zum Durchführen eines Tests gesteuert wird.
Die Mikrosteuerung gibt den A/D-Wandler 206 durch Einstellen einer Diode D₅ in einen Schritt 318 frei. Die Mikrosteuerung vergleicht die digitale Darstellung des Batteriespannungspegels, der vom A/D-Wandler empfangen wird, mit einem gespeicherten Schwellen-Batteriepegel in einem Schritt 320. Wenn der Batteriewertevergleich anzeigt, dass eine Batteriekapazität adäquat ist, setzt die Mikrosteuerung die Eingabe zur Diode D₃ zurück, um den Schalter S₁ zu öffnen und um das Telefon auszuschalten, und zwar in einem Schritt 322. Wenn die Mikrosteuerung bestimmt, dass der Batterieladepegel nicht adäquat ist, dann können. Batteriewarnungen stattfinden. Wie es in 3B gezeigt ist, kann das Programm dann, wenn das Programm 300 bestimmt, Warnungen bezüglich einer zu niedrigen Batterieladung auszugeben, eine Reihe von visuellen, hörbaren und drahtlosen Warnungen initiieren. In einem Schritt 324 bestimmt das Programm, ob das Telefon eingestellt ist (Einstellungen werden beispielsweise bei einer Speicherstelle 134 gespeichert), um eine sichtbare Warnung bezüglich einer niedrigen Batterieladung auszugeben, und dann, wenn es so eingestellt ist, wird eine sichtbare Warnung auf der Anzeige 130 in einem Schritt 326 erscheinen. Gleichermaßen bestimmt die Mikrosteuerung in Schritten 328 und 332, ob das Telefon eingestellt ist, um hörbare und drahtlose (Telefonanruf) Warnungen auszugeben. Wenn sie freigegeben ist, wird die Mikrosteuerung veranlassen, dass eine Warnung von dem Telefon erklingt, und zwar in einem Schritt 300, und/oder für die Senderschaltung 140, eine Warnung zu senden, wie z. B. eine synthetische Sprachwarnung, zu einer vorbestimmten Telefonnummer in einem Schritt 334.
Am Ende des Batterietests (und, wenn es geeignet ist, von irgendwelchen Warnungen) wird das Telefon im Schritt 3223 oder 336 ausgeschaltet, indem die Ausgabe zur Diode D₃ rückgesetzt wird, was den Schalter S₁ öffnet. Wenn der Schalter S₁ geöffnet wird, empfängt die Mikrosteuerung keine Leistung vom Regler mehr. Nachdem die Mikrosteuerung nicht mehr mit Energie versorgt wird, wird die Eingabe zur Diode D₄ niedrig, was veranlasst, dass die Lasteingabe zum Zähler auf der Leitung 232 niedrig ist. Dies ermöglicht, dass der Zähler 202 arbeitet, was mit dem in den Zähler geladenen Initialisierungswert beginnt, während die Lasteingabe hoch war. Ebenso wird mit der Eingabe zur Diode D₅ auf einer Leitung 230, die niedrig ist, der A/D-Wandler gesperrt, einschließlich der Ausgangssignale des A/D-Wandlers. Dies stellt sicher, dass keine Ausgangssignale vom A/D-Wandler an die Mikrosteuerung angelegt werden, die nicht mit Energie versorgt wird.
Ein spezieller Fall enthält ein Einbauen einer Batterie im zellularen Telefon ab seinem Anfangszustand, in welchem es keine Batterie hat. Für diesen Fall wird die Testschaltung durch die Batterie mit Leistung versorgt und der Zähler 202 in der Testschaltung 148 nimmt einen Zufallswert an. Somit wird das Zeitintervall zwischen einem Batterieeinbau und einem ersten Batterietest zufällig (entsprechend einem Bereich von Werten von Null (Batterietest, der direkt initiiert wird, nachdem eine Batterie eingebaut ist) bis zu einer Zeitperiode sein, die dem maximalen Zählerwert entspricht). Darauf folgende Batterietests werden pro dem erwünschten Intervall zeitmäßig bestimmt sein, wie es oben beschrieben ist. Wenn es erwünscht ist, könnte die Testschaltung konfiguriert sein, um den Zähler mit einem vorbestimmten Wert bei einem Batterieeinbau zu laden, um ein bekanntes Zeitintervall zwischen einem Batterieeinbau und einem ersten Test sicherzustellen. Jedoch wird gedacht, dass dies Kosten hinzufügt, ohne viel davon zu haben, und ist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel nicht enthalten.
Ein zweiter spezieller Fall enthält einen Anwenderversuch, das Telefon einzuschalten, während ein durch einen Zähler initiierter Batterietest gerade durchgeführt wird. Weil ein Anwender den Schalter S₂ während eines durch einen Zähler initiierten Batterietests drücken kann, wird die Ausgabe der Klemme 220 während des Tests kontinuierlich abgetastet. Wenn die Mikrosteuerung erfasst, dass der Schalter S₂ gedrückt worden ist, wird der durch den Zähler initiierte Batterietest beendet und wird das zellulare Telefon vollständig für den Anwender eingeschaltet, und ein normaler Anwenderbetrieb erfolgt, welcher hörbare und sichtbare Warnungen bezüglich einer niedrigen Batterieladung enthalten kann.

Claims

Drahtlose Kommunikationsvorrichtung (100), die in einer Vielzahl von Zuständen betreibbar ist, die einen ausgeschalteten Zustand (322) und einen Batterie-Prüfzustand (316, 318) enthalten, wobei die Vorrichtung folgendes enthält: eine Batterie (140) mit einem Ladepegel zum Zuführen von elektrischer Energie zur Vorrichtung; eine Batterieladepegel-Überwachungsschaltung (206, 148), die mit der Batterie gekoppelt ist, zum Erzeugen eines Batterieladepegelsignals proportional zum Batterieladepegel; und einen Prozessor (120), der mit der Batterieladepegel-Überwachungsschaltung gekoppelt ist, zum Erfassen des Batterieladepegelsignals, wenn ein Zeitgeberzähler (202) veranlasst hat, dass die Vorrichtung in einen Batterie-Prüfzustand eintritt, und zum Erzeugen eines Alarmsignals, wenn das Batterieladepegelsignal unter einem vorbestimmten Pegel ist, wobei die drahtlose Kommunikationsvorrichtung gekennzeichnet ist durch: einen Zeitgeberzähler (202), der mit der Batterie gekoppelt ist und in dem ausgeschalteten Zustand betreibbar ist, zum Veranlassen (312), dass die Vorrichtung in den Batterie-Prüfzustand eintritt, wenn eine vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist, während welcher die Vorrichtung im ausgeschalteten Zustand ist, und wobei eine Erzeugung des Alarmsignals ein Versorgen einer Kommunikationsschaltung in der Vorrichtung mit Energie enthält, um eine automatische drahtlose Kommunikation zu einer vorausgewählten Telefonnummer aufzubauen, um eine Warnung (334) bezüglich einer niedrigen Batterieladung zu senden.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin Kommunikationsschaltungen (116, 122) aufweist, die während des Batterie-Prüfzustands mit Energie versorgt sind.
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Batterieladepegel-Überwachungsschaltung (206) während des ausgeschalteten Zustands gesperrt ist (322).
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Zeitgeberzähler (202) während des Batterie-Prüfzustands gesperrt und neu initialisiert wird (314).
Drahtlose Kommunikationsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ein zellulares Telefon mit einer Senderschaltung (114), einer Antenne (118) und einer Schaltung (122) für eine synthetische Stimme, die durch den Prozessor (120) steuerbar ist, ist, und das Alarmsignal ein Senden einer zellularen Telefonkommunikation über die Senderschaltung und die Antenne zu einer Telefonnummer enthält, die in einem Speicher (136) gespeichert ist, der auf den Prozessor zugreifen kann, und während der Kommunikation ein Veranlassen, dass die Schaltung für eine synthetische Stimme eine Warnung bezüglich einer niedrigen Batterieleistung mit einer synthetischen Stimme sendet.
Verfahren zum automatischen Erzeugen einer Warnung bezüglich einer niedrigen Batterieleistung in einer drahtlosen Kommunikationsvorrichtung (100), die in einer Vielzahl von Zuständen betreibbar ist, die einen ausgeschalteten Zustand (322) und einen Batterie-Prüfzustand (316, 318) enthalten, und die eine Batterie (140) zum Zuführen elektrischer Energie hat, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist. a. während die Vorrichtung im ausgeschalteten Zustand ist, Betreiben eines Zeitgebers in der Vorrichtung, um eine vorbestimmte Zeitperiode zu messen, während welcher die Vorrichtung in einem ausgeschalteten Zustand bleibt; b. Veranlassen, dass die Vorrichtung in den Batterie-Prüfzustand eintritt, nachdem die vorbestimmte Zeitperiode verstrichen ist; c. Erfassen des Ladepegels der Batterie und Erzeugen eines Batterieladepegelsignals proportional zum Ladepegel der Batterie; und d. Erzeugen eines Alarmsignals, wenn die Batterieladung unter einen vorbestimmten Pegel abgefallen ist, und Aufbauen einer drahtlosen Kommunikation zu einer vorausgewählten Telefonnummer, um das Alarmsignal zu senden, und e. nach dem Schritt (c), wenn die Batterieladung über dem vorbestimmten Pegel ist, Abschalten von Energie von einer oder mehreren Schaltungen, von dem Prozessor und der Überwachungsschaltung und Zurückspringen zum Schritt (a).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt (c) weiterhin durch Anlegen einer elektrischen Last an die Batterie (316) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Warnung bezüglich einer niedrigen Batterieleistung eine verbale Warnung (330) enthält.