CN1214161A - 供个人使用通信设备的对接和电接口 - Google Patents

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Abstract

用于物理支持和电使个人通信设备,如移动蜂窝式电话,与主电子***,如汽车的电子***,互接用的对接和电接口。利用该接口可使操作者使用主电子***的主控制器有选择地控制个人通信设备,免除接近并操作个人通信设备控制器的需要。

Description

供个人使用通信设备的对接和电接口
                       发明背景
发明的技术领域
本发明涉及电接口，并特别涉及便携移动蜂窝式电话与主电子***之间的对接(docking)和电接口。
相关技术的描述
个人使用的射频(RF)收发报机，如蜂窝式电话，的尺寸在持续减小。当这种减小发生时，人的某些接口部件(如，数字读出和袖珍键盘)的尺寸达到对这些部件的操作变得困难的程度，因而靠操作者读取在显示器上显示的信息和/或准确地操作电话机的按键和控制器需要格外的小心和注意。这种在尺寸的减小接近由某些部件的尺寸所确定的下限，这些部件与操作者手指和眼睛对于尺寸的限制有关。
综合有关蜂窝式电话等包括人的较小的接口部件的操作问题，是这些设备被日益用于在操作设备时不便于并难以集中注意力的情况。这种情况的一个主要的例子是在驾驶汽车时使用移动蜂窝式电话，转移驾驶汽车的注意力去操作电话是不合乎需要的。因为包括较小的交互式的人的接口部件，如显示器和袖珍键盘(keypad)，而从驾驶汽车那里转移更多的注意力只能使问题复杂化。因而，在持续减小个人使用的收发报机，如移动蜂窝式电话，的尺寸和在一些情况下这些设备的操作之间存在着日益紧张的状态。
以前已尝试去补救上述的紧张状态。例如，已研制供电话机用的较大的分开的袖珍键盘和显示装置来致力于解决这个问题。这些部件一般都装在打算给电话使用的一般地方(如，汽车里面)。尽管允许同时使电话在尺寸上减小和提供尺寸合适的交互式部件，这类现有技术设备仍有几个缺点。
首先，已发现分开的显示部件在汽车中难以读取和难以操作。另外，这种分开的部件的使用需要操作者从汽车的驾驶转移他或她的注意力到妥当地操作电话。最后，将分开的部件和设备添加到汽车的标准设备上，从各种审美的理由来说一般是不希望有的。这些人类的接口部件是除汽车的主电子***的人类的接口部件以外又额外包括的。如果个人使用的射频收发报机，如移动蜂窝式电话，能通过主电子***，如汽车中含有的标准电子设备，来操作并被控制，这将是有利的。
发明概述
本发明包含提供给个人使用的射频收发报机，如便携移动蜂窝式电话，与主电子***例如汽车的主电子***，之间的对接和电接口。
本发明的对接和电接口包括电话单元、控制单元、电源单元、音响单元、主数据单元、天线以及辅助单元。使用本发明的对接和电接口，便携移动蜂窝式电话可移动地放在电话单元的对接位置之内。对接和电接口的电话单元同时支持便携移动蜂窝式电话，通过电源单元为便携移动蜂窝式电话的电池充电，以及通过音响单元和主数据单元使主电子***与便携移动蜂窝式电话接合，以便使便携移动蜂窝式电话能用汽车内现有的人的接口控制器和显示器接收并传送信息。主电子***包括主控制器，主音响设备和总电源。主电子***各种部件的控制器不仅提供通过主数据装置对便携移动蜂窝式电话基本功能的控制，如发出和接收蜂窝式电话呼叫以及存储和检索经常使用的电话号码；而且还提供通过辅助单元对便携移动蜂窝式电话的扩展功能的控制，包括无限制的、短通信服务(SMS)，传真，声音邮件和应答服务。
本发明的对接和电接口的天线使对接的便携移动蜂窝式电话增强传送和接收能力。控制单元为对接和电接口的各种单元提供总体的控制和协调。
附图简述
通过参照联系附图所作的详细说明，可对本发明的方法和装置有更完全的了解，其中：
图1是本发明对接和电接口的一个实施例的工作原理方框图；
图2是本发明对接和电接口的控制单元的方框图；
图3是本发明对接和电接口的控制单元的更详细的方框图；
图4是本发明对接和电接口的音响开关的方框图；
图5是本发明对接和电接口的电话单元的方框图；
图6是说明本发明对接和电接口的音响单元及控制单元与主电子***的音响设备相互作用的电路图。
附图详述
图1是对接和电接口1和个人通信设备10的方框图。对接和电接口1包含两个主要部件，控制单元12和电话单元22，以及四个其他任选的部件：(1)电源单元14；(2)音响单元16；(3)主数据单元18；以及(4)辅助单元20。如下面将详细描述的，每个上面被标记的单元与一个或多个其他单元和/或个人通信设备10相连接。
对接和电接口1的电话单元22为个人通信设备10提供物理支持并在电话单元22和个人通信设备10之间提供电接口。电话单元22包括支架(cradle)24，其形状被加工成可放开来使个人通信设备10被容纳并固定在对接和电接口1中。
如图5中所说明的，电话单元22在控制单元12和个人通信设备10之间提供电接口。这种电接口允许控制单元12与各种使用不同电源电压的个人通信设备同时使用。
个人通信设备10，如便携蜂窝式电话，包括电池26，供接收射频通信30用的天线28和连接器34。现在再参阅图5，电话单元22的接口凭借“电话检测”线36的传感，检测出在支架24中存在个人通信设备10。当正确的对接时，个人通信设备10关闭开关S1。电话单元22还对所有的插脚(pin)和供数字信号用的电压变换电路提供静电放电(“ESD”)保护，使得电话单元22适用于具有宽范围电源电压的个人通信设备10。对接和电接口1还包括天线38，以便当个人通信设备10与对接和电接口1对接时为个人通信设备提供远程的天线。如图2中所说明的，对接和电接口1的控制单元12与对接和电接口1的所有其他主要部件相连，并被再细分成数字电路部分40和模拟电路部分42。如图3中所说明的，数字电路部分40包括微控制器44，它能同时在数字电路部分40和电话单元22之间以及数字电路部分40和辅助单元20之间传送数据。微控制器44控制对接和电接口1与个人通信设备10及主电子***的接合及相互作用的操作。现在参阅图3中的字母标记，字母A表示在电话单元22和辅助单元20之间的声音连接线。字母B表示在辅助单元20和音响开关43之间的声音连接线。字母C表示在数字信号处理器(DSP)电路50和音响开关43之间的连接线。这些连接线在图4中进一步被说明。连线D标记音响开关43和微控制器44之间的信号。在这条连线上的信号决定进入电话单元22和从电话单元出来的声音是否应被传送至辅助单元20或音响单元16。
在微控制器44和***其他各种部件之间的逻辑信号通过连线E、F和G。供微控制器44用的电源电压通过连线H提供。供充电电路46用的控制输出通过连线I提供。当有源时，充电电路46处在低功率模式。连线J是供功率调节器48用的控制输出连线。当有源时，它使音响电路掉电。连线K是从电源装置14至功率调节器48的电源线。在优选的实施例中，它提供12伏给功率调节能48。连线L从电源装置14向充电电路46(如，滤波到12伏)供电。
从充电电路46至电话单元22的充电输出通过连线M传输。个人通信设备10通过连线M充电。连线N响DSP电路50供电并能凭借微控制器44切断(经由上述的连线J)。连线O表示在微控制器44和DSP电路50之间的控制通道。这个通道是串行的接口并且，在优选的实施例中，它包括六种信号：到达/发自部件的数据；到达/发自部件的帧同步；DSP传送请求中断；以及时钟信号。虽然描述了六种信号，但取决于所期望的DSP电路，任何合适数目的信号都能使用。最后，连线P表示从DSP电路50至音响设备16的音响连线。这个接口在图6中进一步详述。
对接和电接口1的微控制器44的优选实施例包含两个能以115.2kbits/s的速率同时传输数据(在图3E和F连线处说明)的通用异步收发器(“UART”)和两个能以9.6 kbits/s的速率传输数据(在图3中G和O连线处说明)的串行输入/输出端(“SIO”)(软件或硬件)，16KB的只读存储器(ROM)和1KB的随机存取存储器(RAM)。
在数字电路部分40内的充电电路46连接电源单元14和电话单元22，并且在对接时从电源单元14向个人通信设备10提供恒定的电流源。如果需要，充电电路46在功率被提供给电话单元22以前能变换从电源14接收到的功率。功率调节器48位于电源单元14和微控制器44之间，并将功率分配到对接和电接口1以及个人通信设备10的所有其他单元。受微控制器44的控制，功率调节器48将使对接和电接口1不使用的单元和电路掉电。
模拟电路部分42连接电话单元22，辅助单元20和音响单元16，通过数字信号处理器(“DSP”)50和它的模拟-数字转换器(如，编码译码器(CODEC))52，为对接和电接口1提供噪音消除、声音识别、扬声器回声消除及网络回声消除。模拟电路部分42通过一串行通道被微控制器控制，允许DSP的内部设置(如，回声消除开/关)被改变。虽然DSP50和编码译码器52被看作在模拟电路部分42之内在这里被描述，但应注意如果需要，DSP50和编码译码器52能被标准的音频放大器和内装的语音转换算法所代替或保留在个人通信设备10之中。
现在参阅图4，那里显示了电话单元22分别与辅助单元22连接或是与音响单元16连接的电路的方框图。这种连接支持个人通信设备10的声音并由微控制器44控制。微控制器44监测辅助单元20的逻辑输入信号(图5)和来自电话单元22和其他单元的串行通道，并交换到移动站的声音(ATMS)信号和作为响应的来自移动站的声音(AFMS)信号。参考信号，接地声音信号(“AGND”)，连接到对接和电接口1中所有模拟电路。如果音响开关43将电话单元22连接到辅助单元20，音响连线都通过微控制器44而无改变。而然，如果音响开关43将电话单元22连接到音响单元16，声音信号都通过包含免提算法程序的DSP电路50。
再参阅图1和图2，电源单元14与主电源54，如汽车电池，以及对接和电接口1的各种单元相连。电源单元14滤掉来自主电源54的发电机噪音和尖峰信号。
对接和电接口1的音响单元16用作对接和电接口1与汽车的主音响设备56，如音响***，收音机，磁带播放器，CD播放器等，之间的接口。现在参阅图6，图中所示为音响单元16和主音响设备56之间电路的优选实施例。音响设备16调节AFMS_DSP信号的信号电平与主音响设备56的相一致，以便个人通信设备10能使用主音响设备56的扬声器60，如同使用它自己的一样。信号在传送至主音响设备56的扬声器60以前被引导通过立体声扬声器放大器58。音响单元16也调节由主电子***到DSP声音输入信号ATMS_DSP所提供的来自话筒62的话筒信号。话筒62最好是由主电子***制造商的工厂安装，并允许个人通信设备10被“免提”使用。供话筒62用的放大器64最好尽可能靠近话筒62以使信噪比最小，并且被屏蔽以使来自约100-3000MHz之间RF的干扰可能性减至最小。
当AFMS_DSP被驱动以允许个人通信设备10利用主音响设备56的扬声器60时，主音响设备56(如，收音机，CD唱机，等)利用优选的电路(图6)在开关S2处自动抑制噪声。
参阅图1，主数据装置18是电压电平变换电路，并在主控制器66的显示器(如，液晶显示器)和输入设备(如，键盘，袖珍键盘)与对接和电接口1之间起缓冲器作用。例如，如果电源装置14提供12伏电源，但控制单元12只需要3-5伏电源，则主数据装置18就提供适当的变换电路。包括在主电子***的主控制器66中的字母数字键(如，供汽车立体声***或在汽车驾驶盘上用的按钮)和操作个人通信设备10需要的字母数字键都通过主数据装置18被对接和电接口1所使用。当个人通信设备10在使用时，这些键和按钮控制个人通信设备10的所有功能和特性，而不是控制主电子***的功能和特性。
辅助单元20被用于对接和电接口1与辅助部件的连接，通常辅助部件直接连接到个人通信设备10，如个人计算机等等。
在优选的实施例中，对接和电接口1被装在交通工具，如汽车中。对接和电接口1适宜于放置在仪表盘中或在交通工具的控制台下，在交通工具操作者易达到的范围之内。支架24可放开来安放个人通信设备10。当个人通信设备10，如便携移动蜂窝式电话，被安放在支架24内时，电话单元22关闭开关S1(图5)，并且个人通信设备10被对接和电接口1的控制单元12所检测。
当对接时，通过电源单元14向个人通信设备10的电池26充电。电源单元14从汽车的主电源54(如，电池)接受功率，并在通过电话单元22提供个通信设备10功率之前如果需要变换这些功率。另外，个人通信设备10在对接时凭借使用对接和电接口1的天线38具有增强发射和接收的好处。
当个人通信设备10对接进入对接和电接口1时，要使用个人通信设备10(如接入一个电话)，操作者通过主数据单元18用汽车的主控制器66(如，收音机上按钮，驾驶盘上开关，车上计算机，等)去驱动个人通信设备10。操作者或者能启动个人通信设备10的“免提”选择或者用汽车的标准控制器接通电话并从支架拾取个人通信设备10进行通话。使用“免提”选择，操作者只需启动个人通信设备(如，拨电话号码)而不必从对接和电接口1的支架24中取下个人通信设备。
甚至在个人通信设备10被从支架24上取下进行通话的场合，操作者仍有不必读出并拨并个人通信设备10比较小的按钮和袖珍键盘而启动个人通信设备10(如，拨电话号码)的选择，因而允许操作者保持他或她的注意力集中在交通工具的驾驶，而不是在个人通信设备10的操作上。
主音响设备56的扬声器(即，汽车的立体声***)由个人通信设备10使用，以便操作者通过交通工具的扬声器60听见拨号声、对话等。开关S2充当噪声抑制开关，并能使主音响设备56中音频放大器被音响单元16使用。
优选的是，整个电话的通话用免提选择进行，从而使交通工具的操作者能保持他或她的注意力牢牢地集中在交通工具的驾驶。另外，交通工具主电子设备的适当大小的键和开关使操作者能轻易地并安全地操作个人通信设备10，而不出现对个人通信设备10的物理尺寸的附加的限制。
虽然本发明的装置的优选实施例已在附图中说明，并且已在前面的详述中加以描述，应理解本发明不局限于所公开的实施例，在不违背下列权利要求所陈述和规定的本发明精神的情况下，可以进行多种调整、改进和变换。

Claims (21)

1．用于接合个人通信设备与带有主控制器的主电子***的对接和电接口，该对接和电接口包含：
在对接位置中有选择地支撑该个人通信设备的支架；以及
用于将该个人通信设备与该主电子***电互连，以使主电子***的主控制器有选择地控制个人通信设备的装置。
2．权利要求1的接口，其中主电子***进一步包括电源，而个人通信设备进一步包括电池，该接口另外还包括使主电子***的电源与个人通信设备电互连，并使个人通信设备的电池充电的装置。
3．权利要求1的接口，其中主电子***进一步包括天线，该接口另外还包括使主电子***的天线与个人通信设备电互连，并向个人通信设备提供无线数据接收和发送的装置。
4．权利要求1的接口，其中主电子***进一步包括话筒，该接口另外还包括使主电子***的话筒与个人通信设备电互连，以向个人通信设备提供数据的免提传送的装置。
5．权利要求1的接口，其中主电子***进一步包括音响设备，该接口另外还包括使主电子***的音响设备与个人通信设备电互连，以向个人通信设备提供由个人通信设备所接收的数据免提监测的装置。
6．权利要求1的接口，其中主电子***进一步包括电源、天线、话筒和音响设备，而个人通信设备另外还包括电池，该接口进一步包括使个人通信设备与主电子***电互连的装置，使电源与个人通信设备电互连的装置，使天线与个人通信设备电互连的装置、使话筒与个人通信设备电互连的装置以及使音响设备与个人通信设备电互连的装置。
7．权利要求6的接口，其中使该个人通信设备与该主电子***电互连的装置被连到一控制器并受其控制。
8．权利要求1的接口，其中个人通信设备是蜂窝式电话。
9．权利要求1的接口，其中主电子***是交通工具。
10．权利要求9的接口，其中交通工具是汽车。
11．供带有电池的个人通信设备与带有天线、话筒、主控制器、电源及音响设备的主电子***接合用的对接和电接口，该对接和电接口包括：
在对接位置有选择地支撑该个人通信设备的装置；
供该个人通信设备与该主电子***电互连，以使主电子***的主控制器有选择地控制个人通信设备的装置；
供主电子***的电源与个人通信设备电互连，并使个人通信设备的电池充电的装置；
供主电子***的天线与个人通信设备电互连，以向个人通信设备提供数据无线接收和发送的装置；
供主电子***的话筒与个人通信设备电互连，以向个人通信设备提供声音的免提传送的装置；以及
供主电子***的音响设备与个人通信设备电互连，以向个人通信设备提供由个人通信设备所接收的数据的免提监测的装置。
12．权利要求11的接口，其中供该个人通信设备与该主电子***电互连用的装置、供电源电互连的装置、供天线电互连的装置、供话筒电互连的装置以及供音响设备电互连的装置都连接到控制单元并受其控制。
13．权利要求12的接口，其中控制单元包括数字电路和模拟电路。
14．权利要求12的接口，其中个人通信设备是蜂窝式电话。
15．权利要求12的接口，其中主电子***是交通工具。
16．权利要求15的接口，其中交通工具是汽车。
17．供带有电池的个人通信设备与带有天线、话筒、主控制器、电源、至少一种辅助部件与音响设备的主电子***接合用的对接和电接口，该对接和电接口包括：
在对接位置上有选择地支撑个人通信设备的支架：
使个人通信设备与主电子***电互连的电话单元；
使主电子***的电源与个人通信设备的电池电互连的电源单元，该电源单元使个人通信设备的电池充电；
使主电子***的音响设备与个人通信设备电互连的音响单元，该音响单元向个人通信设备提供由个人通信设备所接收的数据的免提监测；
使主电子***的主控制器与个人通信设备电互连，以通过主控制器有选择地控制个人通信设备的主数据单元；
使主电子***的至少一个辅助部件与个人通信设备电互连，为个人通信设备备置辅助性能的辅助单元；以及
与对接和电接口的该电话单元、该电源单元、该音响单元、该主数据单元及该辅助单元电互连的控制单元，该控制单元监测并控制上述单元的功能。
18．权利要求17的接口，进一步包括供主电子***的天线与个人通信设备电互连，向个人通信设备提供无线数据接收和传送的装置。
19．权利要求17的接口，其中至少一种辅助部件是能接收、处理并存储数据的微型计算机。
20．权利要求17的接口，其中个人通信设备是蜂窝式电话。
21．权利要求17的接口，其中主电子***是交通工具。
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