專利名稱：用于紅外接口的藍牙適配器及相關的通信方法
技術領域：
本發明涉及藍牙通信技術，尤其涉及利用藍牙設備與具備紅外數據傳輸功能的紅外設備進行數據通信的裝置及方法。
當今銷售的許多家用電器配備有紅外線接收器，使得用戶能夠用紅外遙控器來控制象電視、錄像機這樣的家用電器。家用電器中采用的紅外通信是直接紅外通信，即點對點通信。
另外，在現有技術中存在著一種藍牙(Bluetooth)技術。“藍牙”是由愛立信公司、IBM公司、英特爾公司、諾基亞公司和東芝公司作為原始發起組織于1998年5月提出的一種無線技術標準。從那以后的短短兩年間，已經有超過1800家的公司加入到藍牙技術的特殊興趣組(SGI)之中。
具體地講，藍牙技術是一種工作在2.4GHz的ISM(工業-科學-醫用)頻段上的一種短距無線通訊技術。短距是指藍牙設備間的有效通信距離大約為10-100米，在最大發射功率為1mW(0dBm)時的有效通訊距離為10米，而在最大發射功率為100mW(20dBm)時的有效通訊距離為100米。藍牙的基本網絡結構是由一個主設備和最多七個從設備構成的微網(piconet)，若干微網可構成一個規模更大的散射網(scatternet)。藍牙技術使用時分多址(TDMA)，可支持至少一條異步數據通路和至多三條同步數據通路。總之，利用藍牙技術，可以將各種設備以低的成本按無線方式連接起來，在各種設備之間建立起無線信道，以便進行語音通信和數據通信。
與直接紅外技術相比，藍牙技術具有以下優點(1)360度的方向性，即不必直接看到；(2)較長的工作距離，從10米至100米；(3)通信信號可以透過墻壁；(4)支持一對多的連接；(5)不受背景光(如陽光)的影響。
因此，若將藍牙技術與紅外技術結合起來，將為傳統的紅外設備提供更加靈活的應用方式。
為實現上述目的，本發明提供一種用于紅外接口的藍牙適配器，其特征在于包括藍牙接口，用于經過射頻鏈路與藍牙設備交換數據流；協議變換單元，用于將來自藍牙設備的數據流調制為符合紅外標準的電子信號以及將發往藍牙設備的電子信號解調為數據流；用于與紅外設備交換電子信號的裝置；以及微處理器，用于對所述藍牙適配器的各個部件進行控制，使它們完成各自的功能。
本發明還提供一種在藍牙設備與紅外設備之間進行數據通信的方法，其特征在于包括以下步驟經過射頻鏈路從藍牙設備接收數據流；將收到的數據流調制為符合所述紅外設備的紅外標準的電子信號；以及將電子信號發送到紅外設備。
本發明的藍牙適配器是廉價的，但是能夠極大地增加傳統紅外設備的應用靈活性。例如，可以將本發明的藍牙適配器與家用電器的紅外接口連接，在藍牙通信協議與紅外通信協議之間進行轉換。因此，使得具備紅外接口的傳統紅外設備(例如，家用電器)可以與其他具備藍牙通信能力的設備進行交互，從而在不必改變紅外設備的情況下，使其分享藍牙技術的優點。
結合附圖對本發明進行詳細描述之后，本發明的上述和其他特征和優點將會更加明顯。附圖中，

圖1示意性地示出本發明的用于紅外接口的藍牙適配器與紅外設備的連接關系。
圖2示意性地示出本發明的用于紅外接口的藍牙適配器的邏輯結構圖。
圖3示意性地示出圖2中的藍牙接口的內部組成部分之間的關系；圖4是圖2中的藍牙接口與微處理器的一種連接方案；
圖5是圖2中的紅外接口與微處理器的一種連接方案；圖6是圖2中的服務和協議描述器的一種實現方案；圖7是本發明的在藍牙設備與紅外設備之間進行數據通信的方法的流程圖。
以下結合附圖詳述本發明的實施方式。
圖1示意性地示出本發明的用于紅外接口的藍牙適配器與紅外設備的連接關系。圖1中，標號100代表本發明的用于紅外接口的藍牙適配器。該適配器中具有藍牙接口10和紅外接口30。標號200代表帶有紅外接口的傳統紅外設備，如家用電器。紅外接口30與紅外設備200中的紅外接口可以按照常規的紅外通信協議進行通信。藍牙接口10與具備藍牙通信功能的設備可以按照常規的藍牙通信協議進行通信。除了藍牙接口10和紅外接口30之外，藍牙適配器100還具有用于在藍牙通信協議與紅外通信協議之間進行協議轉換的裝置。
圖2示意性地示出本發明的用于紅外接口的藍牙適配器的邏輯結構圖。圖2中，標號10代表藍牙接口，標號20代表微處理器，標號30代表紅外接口，標號40代表服務和協議描述器，標號50代表協議變換單元。
藍牙接口10，用于實現藍牙規范中規定的藍牙硬件和藍牙固件。藍牙硬件包括一個模擬部分-藍牙無線電收發裝置，和一個數字部分-鏈接控制器。鏈接控制器執行基帶協議和其他低級鏈接例程。藍牙固件包括一個提供鏈接建立和控制能力的鏈接管理器，以及一個提供對藍牙基帶控制器和鏈接管理器的統一訪問方法的主機控制器接口。另外，藍牙接口10中，在主機系統和主機控制器接口固件之間可以有一個物理總線固件。藍牙接口10的內部組成部分之間的關系示意性地示于圖3。
利用藍牙接口10，主機系統(如圖2中的微處理器20)可以使用任何標準的硬件接口，比如UART、RS232、USB等等，以便采用統一的命令接口訪問藍牙硬件和固件功能。藍牙接口10與微處理器20的連接將在后文參照圖4進行舉例說明。但是圖4所示的例子構成對本發明的限制。
紅外接口30，用于將從微處理器20收到的電子信號轉換為紅外光信號，即紅外脈沖，并將其發送出去，以及將從其他具備紅外傳輸能力的設備收到的紅外光信號轉換為可由微處理器接受的電子信號。紅外接口30包括一個紅外收發機和一些分離的電子器件。紅外接口30與微處理器20的連接方式將在后文參照圖5進行描述。但是圖5所示的例子不構成對本發明的限制。
服務和協議描述器40用于存儲與藍牙適配器100有關的服務記錄，服務記錄描述與該適配器有關的服務特性。藍牙系統提供用于發現服務的機制。換言之，具備藍牙功能的設備，能夠發現在另一具備藍牙功能的設備上的可獲得的服務，并且確定那些可獲得的服務的特性。根據藍牙規范中定義的服務發現協議，藍牙適配器保存一個服務記錄列表。在圖2所示的實施方式中，與藍牙適配器100有關的服務記錄存儲在服務和協議描述器40中。
為了進一步說明服務和協議描述器40的作用，下面以普通紅外受控設備(如電視機，錄像機等)為例進行說明。用戶可通過相應的常規紅外遙控器對紅外受控設備進行操作。在藍牙適配器的服務和協議描述器40中存儲該常規紅外遙控器的描述信息，比如按鍵數目、按鍵名、按鍵簡要描述、每個按鍵的內部編碼等等。于是，藍牙適配器可作為常規紅外遙控器的代理。這樣，一個藍牙設備，作為一個虛擬遙控器，可以從藍牙適配器100獲得常規紅外遙控器的描述信息，然后根據這些描述信息在該藍牙設備(即虛擬遙控器)的屏幕上繪制常規紅外遙控器的面板。用戶可以點擊該面板上的按鍵。一旦用戶點擊了該面板上的一個按鍵，則該藍牙設備(即虛擬遙控器)將一個相應的代碼發送到藍牙適配器，以供進一步處理。
除了可以由藍牙系統的服務發現協議采用的與遙控器有關的描述之外，服務和協議描述器40還應該保存其他與內部使用有關的信息，比如與受控設備采用的紅外標準有關的描述。與紅外標準有關的信息包括功能(按鍵)代碼、前綴、后綴、開始和停止序列、一和零代碼等等。
服務和協議描述器40的一種實現方案將在下文中參照圖6進行描述。
協議變換單元50，用于將從其他藍牙設備收到的功能代碼/命令轉換為相應的電子信號。電子信號最終由紅外接口30轉換為紅外脈沖。因此，協議變換單元50可以實現藍牙規范中所規定的某些軟件協議組，比如服務發現協議(SDP)，它使得在適配器中保存的服務描述可由其他藍牙設備發現和檢索。另外，協議變換單元50可以實現紅外協議，該協議將數據流調制為電子信號，或將電子信號解調為數據流。
協議變換單元50可以用保存在非易失性存儲器比如閃速存儲器、只讀存儲器中的軟件實現。協議變換單元50的一種實現方案與圖6所示的服務和協議描述器的實現方案類似。
微處理器20，對上述各部件進行控制，使其完成各自的工作。
在圖1和圖2中雖然示出藍牙適配器100中設置了紅外接口30，但是本領域內普通技術人員顯然可以設想到，可以將微處理器20的有關信號線直接與受控設備中微處理器的信號線相連，從而將微處理器20輸出的電子信號直接傳送到受控設備中。這樣，則可省略藍牙適配器100中的紅外接口30。
下面結合圖4對圖2中的藍牙接口10與微處理器20之間的連接進行描述。如圖4所示，藍牙接口10采用標準的UART物理總線與微處理器20交互。微處理器20采用I/O端口來啟動或禁止藍牙接口10的工作。這里采用了標準的四線UART端口向藍牙接口10發送命令，或者從藍牙接口10接收數據/事件。命令/數據/事件包的格式在藍牙規范的主機控制器接口功能定義中有所限定。
下面結合圖5對圖2中的紅外接口30與微處理器20之間的連接進行描述。如圖5所示，紅外接口30具有一個關機(SD)輸入信號端口，該端口用于啟動/禁止整個紅外接口30的工作。紅外接口30還具有一個IRTX輸入信號端口，該端口用于從微處理器2接收電子信號。紅外接口30還具有一個IRRX輸出信號端口，該端口用于向微處理器20發送電子信號。
下面結合圖6對圖2中的服務和協議描述器40的一種實現方案進行描述。如圖6所示，服務和協議描述器40可以借助一個閃速存儲器來實現，在閃速存儲器中存儲了服務和協議描述器40應該存儲的各種信息。當然，服務和協議描述器40也可以借助其他非易失性存儲器(如只讀存儲器等)來實現。
如在前文所述，協議變換單元50也可以借助非易失性存儲器來實現，其結構類似于圖6，不再贅述。
圖7是本發明的在藍牙設備與紅外設備之間進行數據通信的方法的流程圖。在步驟701，數據通信開始。在步驟702，經過射頻鏈路從藍牙設備接收數據流。在步驟703，將收到的數據流調制為符合紅外設備的紅外標準的電子信號。在步驟704，向紅外設備發送電子信號。在此值得說明的是，可以利用直接電纜連接將電子信號發送到紅外設備微處理器的信號線上。另一種方式是，將電子信號轉換為紅外脈沖，向紅外設備發射這些紅外脈沖，就象常規紅外遙控器那樣。在步驟705判斷是否終止數據通信。若判斷結果為否，則轉到步驟702。若判斷結果為是，則進行到步驟706。在步驟706，過程結束。
圖7中僅描述了從藍牙設備向紅外設備傳遞數據的過程。但是，對于本領域內普通技術人員而言，從紅外設備向藍牙設備傳遞數據的過程與圖7所示的過程正好相反，即從紅外設備接收紅外脈沖，或直接從紅外設備的微處理器接收電子信號；將電子信號解調為數據流；將數據流經過射頻鏈路發送到藍牙設備。
本發明的藍牙適配器和數據通信方法，具有多種用途。作為一種非常方便的用途是，可以構造一種藍牙遙控器，可用來對常規紅外受控設備(例如電視機、錄像機等)進行遙控。
事先將與多個受控設備遙控器有關的描述信息以及與多個受控設備采用的紅外標準有關的描述信息加載到藍牙適配器的閃速存儲器中。該閃速存儲器與微處理器配合構成圖2中所示的服務和協議描述器40。
在遙控時，將藍牙適配器的紅外端口面對受控設備的紅外端口，或者將兩個紅外端口安裝在一起，保證每個紅外端口處于另一個紅外端口的工作范圍內。
用來操作紅外設備的藍牙遙控器，一旦進入藍牙適配器的射頻范圍，即可發現藍牙適配器的存在。然后，利用藍牙系統的服務發現協議，將藍牙適配器閃速存儲器中保存的與遙控器有關的描述信息傳送到藍牙遙控器中。之后，藍牙遙控器根據上述與遙控器有關的描述信息，在其顯示屏幕上繪制一個遙控器。用戶于是可以通過藍牙設備來操作紅外設備。
一旦用戶點擊了顯示屏幕上的一個按鍵，則經過藍牙數據鏈路，將該按鍵的按鍵代碼發送到藍牙適配器。藍牙適配器然后將該內部使用的按鍵代碼變換為符合紅外標準的功能(按鍵)代碼。接著，藍牙適配器調用紅外協議實現例程，將該功能代碼調制為電子信號。這種電子信號包括起始序列、前綴、功能代碼、后綴以及停止序列。最后，這些電子信號由紅外接口轉換為相應的紅外光脈沖。按照傳統方式，紅外光脈沖使得受控設備執行相應的動作。
雖然已經示出和詳細描述了本發明的較佳實施方式，但是應當認識到可以對本發明做出各種變化和修改而不脫離權利要求書的范圍。
權利要求
1.一種用于紅外接口的藍牙適配器，其特征在于包括藍牙接口，用于經過射頻鏈路與藍牙設備交換數據流；協議變換單元，用于將來自藍牙設備的數據流調制為符合紅外標準的電子信號以及將發往藍牙設備的電子信號解調為數據流；用于與紅外設備交換電子信號的裝置；以及微處理器，用于對所述藍牙適配器的各個部件進行控制，使它們完成各自的功能。
2.根據權利要求1的藍牙適配器，其特征在于用于與紅外設備交換電子信號的裝置包括紅外接口，用于將來自協議變換單元的電子信號轉換為紅外脈沖后發往紅外設備，以及從紅外設備接收紅外脈沖并轉換為電子信號。
3.根據權利要求1的藍牙適配器，其特征在于用于與紅外設備交換電子信號的裝置包括至少一條與紅外設備微處理器信號線連接的接線。
4.根據權利要求1至3中任一項的藍牙適配器，其特征在于還包括服務描述器，用于存儲至少一條對所述藍牙適配器提供的各項服務進行描述的服務記錄。
5.根據權利要求1至3中任一項的藍牙適配器，其特征在于還包括協議描述器，用于存儲與至少一個紅外設備采用的紅外標準有關的信息。
6.一種在藍牙設備與紅外設備之間進行數據通信的方法，其特征在于包括以下步驟經過射頻鏈路從藍牙設備接收數據流；將收到的數據流調制為符合所述紅外設備的紅外標準的電子信號；以及將電子信號發送到紅外設備。
7.根據權利要求6的方法，其特征在于將電子信號發送到紅外設備的步驟包括以下步驟將電子信號轉換為紅外脈沖；向紅外設備發送所述紅外脈沖。
8.根據權利要求6的方法，其特征在于將電子信號發送到紅外設備的步驟包括將電子信號直接發送到紅外設備微處理器的信號線上。
9.根據權利要求6至8中任一項的方法，其特征在于從藍牙設備收到的數據流中包括對紅外設備的遙控代碼。
全文摘要
一種用于紅外接口的藍牙適配器,其特征在于包括:藍牙接口,用于經過射頻鏈路與藍牙設備交換數據流;協議變換單元,用于將來自藍牙設備的數據流調制為符合紅外標準的電子信號以及將發往藍牙設備的電子信號解調為數據流;用于與紅外設備交換電子信號的裝置;以及微處理器,用于對所述藍牙適配器的各個部件進行控制,使它們完成各自的功能。
文檔編號H04L12/56GK1377144SQ01111790
公開日2002年10月30日 申請日期2001年3月28日 優先權日2001年3月28日
發明者傅榮耀, 宋松 申請人:國際商業機器公司