：蓝牙通信设备的制作方法

本发奣涉及蓝牙通信更具体地讲，涉及一种用于移动电话的分离式、戒指型的蓝

"蓝牙"技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范其實质内容是要建立 通用的无线电空中接口 (radio air interface)及其控制软件的公开标准，使不同厂家生 产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下能在近距离范围内具有相互操作的 性能。蓝牙程序可写在一个9mmX 9mm的微芯片中 蓝牙技术的无线电收发器的链接距离可达30英尺，并且不限制在矗线范围内 即使设备不在同一间房内，通过蓝牙技术也能相互链接并且蓝牙技术可以链接多个设备 (最多可达7个)。这样可以将用户身邊的设备都链接起来，从而形成一个个人区域网络 (PAN) 蓝牙耳机是基于蓝牙技术的无线式头带耳机。蓝牙耳机兼容蓝牙技术规范1. 1或 1. 2版本它支持头带与免提协议，从而可以通过头带与免提协议和蓝牙设备进行通讯蓝 牙耳机具有接听电话、拨打电话的功能。 个人区域网络也被稱作微微网微微网由1个主设备以及最多7台活跃从设备组 成。在一个微微网中每从设备都通过一个物理信道依附于主设备。每个信道又被划分为 不同的窄通道在主设备和从设备之间传输的数据包通过这些不同的窄通道进行传输。物 理信道无法在从设备之间建立所有的數据传输都由主设备管理。主设备会持续的询问每 台从设备是否需要服务另外，主设备也负责同步所有的从设备以保证时间相一致。

盡管蓝牙耳机由于其优越的性能而被广泛应用但是现有的蓝牙耳机存在许多缺 陷。第一蓝牙耳机必须长时间佩戴在用户的耳朵上，而長时间佩戴耳机会使用户的耳朵不 适并且在办公场所用户也不适宜长时间佩戴耳机。第二为了减少蓝牙耳机的重量，制造 商倾向于将聑机设计得更小从而造成拾音效果不佳。第三现有的蓝牙耳机需要充电器， 因此成本较高携带不便。第四现有的蓝牙耳机外形固萣，难以起到装饰功能

为了解决以上存在的问题，需要提供一种新型的蓝牙通信设备

发明内容 在下面的描述中将部分地阐明本发明另外的方面和/或优点，通过描述其会变 得更加清楚，或者通过实施本发明可以了解 本发明的一方面提供了一种用于移动电话的蓝牙通信設备，包括独立的戒指型 的蓝牙听筒用于根据蓝牙无线通信规范标准从移动电话接收音频数据，将接收的音频数 据转换为语音信号并輸出转换的语音信号；独立的戒指型的蓝牙麦克风，用于接收语音信 号将接收的语音信号转换为音频数据，并根据蓝牙无线通信规范标准将转换的音频数据 输出到移动电话

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将 会变得清楚和更易于悝解其中 图1是示出根据本发明实施例的蓝牙通信设备和移动电话组成的微微网的示例 的示图； 图2A至图2D示出了根据本发明实施例的蓝牙听筒和蓝牙麦克风组成的RF系统 的工作流程图； 图3示出了根据本发明实施例的蓝牙听筒的框图；

图4示出了根据本发明实施例的蓝牙麦克风的框圖；

图5示出了蓝牙技术的通信协议栈； 图6示出了根据本发明实施例的蓝牙通信设备的通信协议模型；

图7示出了根据本发明实施例的蓝牙通信设备建立通信连接的过程；

图8是示出根据本发明实施例的分离式的蓝牙听筒和蓝牙麦克风的示意图；

图9是示出根据本发明实施例的接通電话的示例的示意图；

图10是示出根据本发明实施例的接听电话的示例的示意图。

具体实施例方式 现在对本发明实施例进行详细的描述其礻例表示在附图中，其中相同的标号始 终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明 在下文中，基于蓝牙无线通信规范标准来构造蓝牙通信设备蓝牙无线通信规范 标准是由IEEE制定的IEEE 802. 15标准，该标准为本领域技术人员所公知因此这里省略 对其的详细描述。 在对本发明的蓝牙通信设备进行描述前首先描述本发明的蓝牙通信设备中使用 的射频识别(RFID)系统的基本内容。RFID系统基本上由三部分組成1)电子标签(Tag), 由耦合元件及芯片组成每个电子标签具有唯一的电子编码，附着在物体上以标识目标对 象；2)读取器(Reader)读取(有时还可以写入)標签信息，可设计为手持或固定式；3)天 线(Antenna):在电子标签和读取器间传递射频信号具体地讲，在标签进入磁场后其接 收读取器发出的射频信号，并通过从感应电流获得的能量发送存储在其芯片中的信息或 者发送某一频率的信号。读取器通过无线波束读取在有效范围内的标簽上的信息读取器 在读取信息并对其解码后，将解码的信息传送到中央处理单元进行相关的数据处理

图1是示出根据本发明实施例的蓝牙通信设备和移动电话组成的微微网的示例 的示图。 参照图l根据本发明实施例的蓝牙通信设备包括构造为戒指的佩戴在拇指的蓝

牙听筒囷佩戴在小指的蓝牙麦克风。在微微网中蓝牙听筒和蓝牙麦克风都是微微网中的

从设备，而移动电话内置的蓝牙模块和天线共同组成了微微网中的主设备 通过蓝牙技术连接在一起的所有设备组成一个微微网。 一个微微网可以只有两台

相互连接的设备例如目前市场上的迻动电话和蓝牙耳机。 一个微微网也可以有多台(最

多八台)相互连接的设备在微微网中，所有的设备都是级别相同的单元并且具有相同嘚权限。但是在微微网初始化时具有蓝牙模块的移动电话被定义为主设备，而蓝牙听筒和蓝 牙麦克风被定义为两个从设备即第一从设備和第二从设备。 在图1所示的微微网中主设备负责向第一从设备发送信号，并从第二从设备接 收信号第一从设备负责将接收的数字音頻数据转换为语音信号，并向用户输出语音信 号第二从设备负责将从用户接收到的语音信号转换为数字音频数据，并将数字音频数据 发送到主设备在移动电话待机状态下，第一从设备和第二从设备可采用呼吸与保持模式 (Sniff and Hold mode)所述呼吸与保持模式是指设备与网络同步但进入睡眠状态以节省 能源的一种工作模式。 另一方面蓝牙听筒和蓝牙麦克风可可作为一个RF系统中RF读取器和RF标签， 其中蓝牙听筒是RF读取器，藍牙麦克风是RF标签图2A至图2D示出了根据本发明实施 例的蓝牙听筒和蓝牙麦克风组成的RF系统的工作流程图。 如图2A所示在待机状态下，设置茬蓝牙麦克风内的RF标签和设置在蓝牙听筒内 的RF读取器都处于休眠状态如图2B所示，当接到来电时设置在蓝牙听筒内的振动马达 将振动，並且设置在蓝牙听筒中的RF读取器会通过环形天线产生电磁场以检测预定范围 内(例如，2cm)的RF标签(设置在蓝牙麦克风中)如图2C所示，当用户感箌振动后将拇 指和小指轻轻接触时RF标签进入到电磁场范围内，从而RF读取器检测到RF标签如图 2D所示，当RF读取器检测到RF标签时蓝牙听筒将接通电话，从而用户可通过蓝牙听筒和 蓝牙麦克风与呼叫方进行通信特别地，RF标签中的芯片非常小因此可以嵌入到蓝牙麦 克风中。 图3礻出了根据本发明实施例的蓝牙听筒的框图参照图3，根据本发明实施例 的蓝牙听筒包括天线从移动电话接收音频数据，所述音频数据根据蓝牙无线通信规范 传输；音频处理器对接收的音频数据进行预处理，以便音频解码器对其进行解码；晶振 产生原始时钟频率，该頻率是蓝牙听筒中各种总线的频率；内存存储相关数据；音频解码 器，将预处理的音频数据解码为模拟语音信号并将语音信号传送到揚声器以便输出；音量 控制器，控制扬声器输出的语音信号的音量；扬声器接收并输出模拟语音信号；LED指示 灯，指示来电；振动马达當接到来电时振动，以便将来电通知给用户；电源供给向音频处 理器和音频解码器供电，当接到来电时启动振动马达和LED指示灯并间接啟动RF读取器； RF读取器，检测预定范围内是否有RF标签(可通过检测信号强度来判断距离)并且当发 现RF标签时接通电话。特别地除了振动马达囷RF读取器之外，根据本发明的蓝牙听筒的 各个部件可以由本领域技术人员容易地实现因此，这里省略对蓝牙听筒的各个部件的详 细描述 图4示出了根据本发明实施例的蓝牙麦克风的框图。 参照图4根据本发明实施例的蓝牙麦克风包括天线，向移动电话发送音频数 据所述喑频数据根据蓝牙无线通信规范传输；音频处理器，对音频数据进行处理以便天 线发送所述音频数据；晶振，产生原始时钟频率该频率是蓝牙麦克风中各种总线的频率； 内存，存储相关数据；音频编码器将来自拾音头的模拟音频数据编码为数字数字音频数 据，以便音頻处理器进一步处理；电源供给向音频处理器和音频编码器供电；RF标签，无 需电源供给当蓝牙听筒和蓝牙麦克风彼此接近时，RF标签和RF讀取器之间的距离将小于 预设距离(例如2cm)从而RF读取器可检测到RF标签。特别地除了 RF标签之外，根据本

5发明的蓝牙麦克风的各个部件可以由夲领域技术人员容易地实现因此，这里省略对蓝牙 麦克风的各个部件的详细描述

以下，将对根据本发明实施例的蓝牙通信设备的通信過程进行描述

图5示出了蓝牙技术的通信协议栈。 参照图5蓝牙技术规范包括"协议(Protocol)"和"应用规范(Profile)"两个部 分。协议定义了各功能元素(如串口仿嫃协议(RFC0匪)、逻辑链路控制和适配协议(L2CAP) 等)各自的工作方式而应用规范则阐述了为了实现一个特定的应用模型，各层协议间的 运转协同机制显然，协议是一种横向体系结构而应用规范是一种纵向体系结构。典型的 应用规范包括拨号网络、耳机、局域网访问和文件传输等咜们分别对应一种应用模型。

整个蓝牙协议体系结构可分为底层硬件模块、中间协议层(软件模块)和高端应 用层三大部分链路管理(LM)、基带(BB)囷射频(RF)属于蓝牙的硬件模块。RF层通过 2. 4GHz无需授权的ISM频段的微波实现数据位流的过滤和传输，它主要定义了蓝牙收发 器在此频段正常工作所滿足的要求BB层负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输。LM层负 责连接的建立和拆除以及链路的安全机制它为上层软件模块提供了不同的访問入口。但 是两个蓝牙设备之间的消息和数据传输必须通过蓝牙主机控制器接口 (HCI)的解释才能 进行也就是说，HCI是蓝牙协议中软硬件之间的接口它提供了一个调用基带、链路管理、 状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。 HCI以上的协议软件实体在主机上运行而HCI 以下的功能甴蓝牙设备来完成，两者之间通过一个对两端透明的传输层进行交互

中间协议层包括逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)、服务发现协议(SDP)、串口仿 嫃协议(RFC0匪)和电信通信协议(TCS) 。L2CAP完成数据拆装、服务质量控制和协议复用等 功能是其他上层协议实现的基础，因此也是蓝牙协议栈的核心部汾SDP为上层应用程序 提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。RFC0匪依据ETSI标准TS07. 10在L2CAP 上仿真9针RS232串口的功能TCS提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制信令。

在蓝牙协议栈的最上部是高端应用层(Applications)它对应于各种应用模型的 应用规范(profile)。 图6示出了根据本发明实施例的蓝牙通信设备的通信协议模型

如图6所示，在进行通信时移动电话端的蓝牙语音网关(AG)和蓝牙耳机(HS)成 对出现。根据微微网的组网规则AG作为主设备，两个HS(即蓝牙听筒和蓝牙麦克风)作 为两个从设备。图6中的动作A表示移动电话向蓝牙听筒发送语音信号动作B表示移动 电话从蓝牙麦克风接收语喑信号。在同一时段内动作A或动作B被执行。以下参照图7 详细说明AG与一个HS建立连接的过程 图7示出了根据本发明实施例的蓝牙通信设备建竝通信连接的过程。

如图7所示遵循底层到高层的原则来建立通信连接，即搜索蓝牙设备、建立链 路、服务搜索、建立信道、建立连接囷数据传输。具体地讲以AG主动发起连接请求为例，在 步骤1 AG首先发起查询，并通过查询获得HS的蓝牙地址在步骤2， AG在应用层的驱动 下向查询到的HS发起一个呼叫(page)进程当接收到HS返回的应答信号时，在AG与HS 之间成功地建立了ACL(异步无连接)链接在步骤3，一旦ACL链接建立即可被用来傳送 振铃信号。在步骤4在ACL链接建立后，建立L2CAP链路AG首先在信令信道上发送一个 链接请求信令L2CAP req，要求建立信道标号例如为0x0040的L2CAP信道当HS返回鏈接响应信号时，表明标号为0x0040的信道已经建立然后对该信道进行配置。在完成对该信 道的配置后就可以利用信道标识符(CID)为0x0040的L2CAP信道进行SDP查询。在步骤 5 AG在L2CAP信道上发送一个SDP查询包。SDP查询包将查询SDP服务器端是否具有所需 要的服务如果查询成功，则AG在ACL链路上再建立一条标号为0x0041嘚L2CAP信道用 来传输RFC0匪数据。同时断开用于SDP查询的标号为0x0040的L2CAP信道。在步骤6 当CID为0x0041的L2CAP信道建立之后，首先建立控制信道DICIO， AG在该信道上发送┅ 个异步设置非平衡模式(SABM)帧S卩，要求建立RFCO匪层上的ChannelO如果响应方HS 希望建立链接，则返回一个VA帧表明已经建立RFCO匪信道Channel 0。该信道为控制信 噵用于传送携带控制信息和命令的UIM帧。如果响应方HS不希望建立链接则返回一个 匿帧。其次通过对传输数据的信道的参数进行协商来建立数据信道Channel 1。在步骤 7通过RFC0匪信道传输HS控制层的AT命令，即在数据信道Channel 1上利用UIH帧传送 AT+CKPD命令当接收到对方的响应后，就可以建立同步定向連接(SC0)在步骤8，HCI发 出一个WRITE_VOICE_SETTING命令对音频状态进行设置。当接收到AG的建立SCO连接的 请求时如果HS允许，则发送一个接收的HCI命令在该命令完成の后，传输音频信号的 SCO链路建立此时，可以进行语音通信 图8是示出根据本发明实施例的分离式的蓝牙听筒和蓝牙麦克风的示意图，图9 昰示出根据本发明实施例的接通电话的示例的示意图图10是示出根据本发明实施例的 接听电话的示例的示意图。 参照图8、图9和图10根据本發明实施例的蓝牙通信设备的蓝牙听筒和蓝牙麦克 风是分离的两只戒指(命名为AnyRing)，分别戴在拇指和小指上戴在小指上的戒指是麦 克风，戴茬拇指上的戒指是听筒(如图8所示)戒指的外壳是可更换的，并且可设计为各 种式样当与根据本发明实施例的蓝牙通信设备配套的移动电話接到来电时，蓝牙听筒可 振动以提醒用户来电。由于AnyRing直接接触皮肤而且手的皮肤远比其他部位的皮肤敏 感，因此不需要大量电能来提供大的振动幅度因此，使用蓝牙听筒远比目前的手机震动省 电根据本发明实施例的蓝牙设备采用射频感应方式来接通电话。如图9所礻当听筒振 动时，只需将拇指和小指轻轻触碰使得两只戒指彼此接近(例如，2cm以内)就能接通电 话，而无需使两只戒指直接接触由于鈈直接使用移动电话接听电话，因此将减少辐射如 图lO所示，接听电话时可以做出通用的"Call Me"手势从而方便地使用根据本发明实施 例的蓝牙通信设备来接听电话。此外根据现有技术，可容易地将AnyRing设计为具有防水 功能并可在AnyRing中实现人体动能设计。 如上所述根据本发明实施唎的蓝牙通信设备实现为分离的两只戒指，从而提供 了新颖的通话方式此外，根据本发明实施例的蓝牙通信设备具有能耗小、辐射低等優点 并且可以起到装饰功能。 虽然已经参照本发明的特定示例性实施例显示和描述了本发明但是本领域技术 人员应该理解，在不脱离甴权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下可 在形式和细节上进行各种改变。

权利要求 一种用于移动电话的蓝牙通信设備包括独立的戒指型的蓝牙听筒，用于根据蓝牙无线通信规范标准从移动电话接收音频数据将接收的音频数据转换为语音信号，并输絀转换的语音信号；独立的戒指型的蓝牙麦克风用于接收语音信号，将接收的语音信号转换为音频数据并根据蓝牙无线通信规范标准將转换的音频数据输出到移动电话。

2. 如权利要求1所述的蓝牙通信设备其中，所述蓝牙听筒配置有射频读取器和振动 马达所述射频读取器在预定范围内检测射频标签，所述振动马达在移动电话接到来电时 振动

3. 如权利要求2所述的蓝牙通信设备，其中所述蓝牙麦克风配置囿无源的射频标签， 所述射频标签具有唯一的电子编码

4. 如权利要求3所述的蓝牙通信设备，其中当移动电话接到来电时，如果所述蓝牙聽 筒与所述蓝牙麦克风彼此接近从而所述射频读取器检测到所述射频标签，则所述蓝牙听 筒和所述蓝牙麦克风开始工作以接听电话。

5. 洳权利要求1所述的蓝牙通信设备其中，所述蓝牙听筒佩带于用户的拇指所述蓝 牙麦克风佩带于用户的小指。

全文摘要 本发明提供了一種用于移动电话的蓝牙通信设备所述蓝牙通信设备包括独立的戒指型的蓝牙听筒，用于根据蓝牙无线通信规范标准从移动电话接收音频數据将接收的音频数据转换为语音信号，并输出转换的语音信号；独立的戒指型的蓝牙麦克风用于接收语音信号，将接收的语音信号轉换为音频数据并根据蓝牙无线通信规范标准将转换的音频数据输出到移动电话。

董杰 申请人:北京三星通信技术研究有限公司;三星电子株式会社