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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Bereich der
Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine drahtlose Funkübertragung
von Sprach- und Dateninformation.
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Hintergrund
der Erfindung
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Zellulare Telefonsysteme haben als
effiziente Einrichtung zur mobilen Sprach- und Datenkommunikationen
weite Verbreitung gefunden. Während
frühe mobile
Einheiten groß und
komplex waren, hat eine Miniaturisierung die Bereitstellung von
Handeinheiten mit voller Funktionsfähigkeit ermöglicht, die dem Nutzer die Freiheit
geben, die Telefoneinheit ohne Verbindung mit dem Fahrzeug zu benutzen.
Unglücklicherweise
führte diese
Miniaturisierung dazu, daß tragbare
oder Handeinheiten für
die Verwendung in einem Fahrzeug weniger praktisch sind. Zum Beispiel
werden für
das Laden der Batterie, entfernte Antennenverbindungen, Sprach-
und Datenkommunikationen und, als wichtigstes, eine sogenannte "handlose" Bedienung eine physikalische
Verbindung mit der Telefoneinheit benötigt.
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Zur Lösung dieses Problems bieten
Hersteller zellularer Telefone Autoausrüstungen an, um die benötigten Merkmale
bereitzustellen. Diese Ausrüstungen
enthalten eine physikalische Hardware, um das Telefon im Fahrzeug
zu befestigen, einschließlich
einem Anschluß zur
Einrichtung einer elektrischen Verbindung mit dem Telefon und verschiedenen
Arten von entfernten Lautsprechern, Mikrofonen und externen Antennenverbindungen.
Die Lautsprecher und Mikrofone ermöglichen einen "handlosen" Betrieb, und die
externe Antennenverbindung verbessert den Empfang von RF-Signalen
in der hochmetallisierten Kraftfahrzeugumgebung. Diese Ausrüstungen
enthalten außerdem
komplexe elektronische Module, um der Telefoneinheit eine Vielzahl von
Batterielade- und Tonverstärkungsdiensten
bereitzustellen.
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Es gibt eine große Anzahl von Modellen zellularer
Telefone, und jede physikalische Verbindung und elektrische Schnittstelle
ist für
ein bestimmtes Modell eines Herstellers einzigartig. Es gibt viele
Beispiele für derzeit
verwendeter physikalischer Verbindungen. Demzufolge stellen Fahrzeugausrüstungen
in keinster Weise eine universelle Verbindung bereit und sind weder
physikalisch noch elektrisch untereinander austauschbar. Außerdem sind
die Benutzer, um diese Ausrüstungen
zu erhalten, auf Grund der großen
Vielfalt und der Herstellung dieser Ausrüstungen in relativ niedriger
Stückzahl
gezwungen, Preise zu zahlen, die mit denen weit komplexerer Telefoneinheiten
vergleichbar sind.
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Diese Situation führte zu Unannehmlichkeiten
für die
Benutzer zellularer Telefone und beeinflußte den Markt in Richtung neuer
Ausstattungen hin. Fuhrparknutzer können zum Beispiel keine universelle
Fahrzeugausrüstungsverbindung
für die
Vielzahl der Telefone, die sie erstehen, bereitstellen. Die Nutzer
sind gezwungen, ihre Investition in die Fahrzeugausrüstung abzuschreiben,
wenn sie neue Telefonmodelle kaufen. Diese Einschränkungen
haben verhindert, daß Geschäftsbereiche
wie zum Beispiel Fahrzeugvermietungsagenturen den Nutzern Einrichtungen
zur Verwendung ihrer Fahrzeugtelefone in gemieteten Fahrzeugen bereitstellen.
Außerdem
führten
die hohen Kosten dieser Fahrzeugausrüstungen dazu, daß viele
Nutzer Handeinheiten während
der Fahrt benutzen, ein Unsicherheitsfaktor, der zu einer erhöhten Beachtung
und Regulierung durch die Regierung führte.
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Zusätzlich führten neuere Fortschritte im
Bereich der Elektronik zu dem Wunsch, digitale Daten unter Verwendung eines
zellularen Telefones übertragen
und empfangen zu können.
Moderne Kommunikationsnetzwerke, insbesondere zellulare Funktelefonsysteme
bieten die Möglichkeit
von Weitverkehrsnetzen zum digitalen Datentransfer und zur digitalen
Steuerung. Zur Zeit erfolgt die Datenkommunikation herkömmlicherweise über analoge
Kanäle
mit (FM)-Telefonen vom Typ erweiterter mobiler Telefondienste (Advanced
Mobile Phone Service) CAMPS). Um digitale Information zu senden,
werden Modems zur Wandlung digitaler Signale in analoge Töne verwendet,
die durch das Telefon über
den normalen drahtlosen Funksprachkanal gesendet werden. AMPS-Telefone
enthalten außerdem
einen digitalen Kanal zum Senden und Empfangen von Befehls- und
Steuersignalen zu und von der Telefonschaltung. Derzeit ist jedoch
kein Ausgangsstift zum Übertragen digitaler
Information über
das Telefon hinaus vorgesehen.
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In vergangenen Jahren wurde der Fortschritt
im Bereich drahtloser privater Kommunikationen durch die begrenzte
Größe des zugeordneten
Funkspektrums behindert. Daraufhin entwickelte die Industrie kürzlich digitale
drahtlose Telefone, die das verfügbare
RF-Spektrum durch Packen von Daten einfacher teilen können. Digitale
drahtlose Telefone wie zum Beispiel Telefone mit Zeitvielfachzugriff
(TDMA) und Codevielfachzugriff (CDMA) können digitale Information mittels
ein spezielles digitales Daten-Zeitgetrenntlage-Verfahren durchleiten. CDMA und TDMA
benötigen
jedoch eine Bandbreitenkompression von Sprachsignalen, um das verfügbare RF-Spektrum
effizienter zu nutzen. Dieses wird typischerweise durch eine Form
von Sprachcodierungs/decodierungsmodul (oft als Vocoder bezeichnet)
erreicht, der die Anzahl Bits pro Sekunde, die zur Darstellung von
Sprachsignalen benötigt
werden, auf der Grundlage eines vorbestimmten Wissens über die
Arbeitsweise des Sprachgebietes (voice tract) systematisch verringert.
Durch Optimierung des Codierprozesses für Sprachsignale kann die übertragene
Bitrate von mehreren zehn Kilobit pro Sekunde auf einige Kilobit
pro Sekunde verringert werden, wodurch eine effizientere Nutzung
des verfügbaren
RF-Spektrums möglich
wird.
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Da die Vocoder besonders zum Betrieb
mit Sprachsignalen ausgelegt sind, können sie nicht mit Signalen
eines Modems, eines Faxes oder anderen Signalen, die keine Sprachcharakteristika
aufweisen, umgehen. Datensignale müssen auf eine andere Weise
gesendet werden, Idealerweise als digitale Signale. Weder die herkömmlichen
AMPS-Zellulartelefone noch die neuen Analog/TDMA-Zellulartelefone
mit Doppelmodus stellen derzeit einen digitalen Datenpfad in das
oder aus dem Telefon bereit.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer
Anzahl peripherer Vorrichtungen anzugeben, die digitale Daten mittels
RF-Signalen durch eine drahtlose Funkeinheit übertragen und empfangen können. Diese
Ausführungsform
kann mit der universellen Fahrzeugausrüstung verwendet werden, um
erweiterte Kommunikationsmöglichkeiten
in der Automobilumgebung bereitzustellen.
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Das Verfahren und die Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung sind jeweils in den Ansprüchen 1 und 8
definiert.
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Der normale Fachmann wird das Vorangehende
und weitere Aufgaben, Merkmale, Vorteile und Anwendungen der vorliegenden
Erfindung aus der folgenden detaillierteren Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen,
wie sie in den zugehörigen
Zeichnungen dargestellt sind, erkennen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es zeigen:
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1 und 1A jeweils ein derzeitiges
Zellulartelefon und eine typische Fahrzeugausrüstung,
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2A bis 2F Beispiele verschiedener
physikalischer Eingangs-/Ausgangs-Schnittstellen eines zellularen
Handtelefons,
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3 eine
Aufstellung der einem typischen Eingangs/Ausgangsverbinder für ein derzeitiges
Zellulartelefon zugeordneten elektrischen Funktionen,
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4 eine
beispielhafte Ausführungsform
eines mit der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Adapterkabels,
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5 ein
Blockdiagramm einer typischen zellularen Handtelefoneinheit,
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6A bis 6D ein Verfahren zur Ausführung eines
mit dieser Erfindung verwendeten codierten Adapterkabelverbinders,
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7 ein
Schema einer erfindungsgemäßen Ausführungsform
zur Identifizierung des Adapterschnittstellenverbinders,
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8 ein
teilweise Prinzipskizze einer anderen Ausführungsform zur Identifizierung
des Adapterkabels durch auswählbare
Widerstandseinrichtungen,
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9 eine
Aufstellung einer beispielhaften Verbindungszuweisungsvorschrift
zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung,
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10 einen
Aufbau einer Kabelverbindereinrichtung, die zur Anbringung an einem
Paneel, einem Armaturenbrett, einem Schott oder Ähnlichem geeignet ist,
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11 einen
anderen Aufbau einer Kabelverbindereinrichtung, die zur Anbringung
an einem Paneel geeignet ist,
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12 eine
Anordnung für
eine Kabelverbindereinrichtung als Ersatz für einen Fahrzeugzigarettenanzünder,
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13 einen
weiblichen Verbinder zur Aufnahme des in 4 gezeigten Kabels als Erweiterung,
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14 eine
universelle Fahrzeugausrüstungssteuerung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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15 eine
universelle Fahrzeugausrüstungssteuerung
einschließlich
peripherer Vorrichtungen gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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16 ein
Flussdiagramm, das den Betrieb einer Ausführungsform der in 15 gezeigten vorliegenden
Erfindung darstellt,
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17 ein
Flussdiagramm, das den Betrieb einer anderen Ausführungsform
der in 15 gezeigten vorliegenden
Erfindung darstellt.
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GENAUE BESCHREIBUNG
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Die vorliegende Erfindung ist unten
zur genauen Beschreibung der Ausführungsform mit Betonung auf Automobilanwendungen
und -umgebungen beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf
die Anwendung für Automobilumgebungen
beschränkt,
sondern ist ebenso für
die Verwendung bei jeglicher Art von Umgebung einschließlich aller
Arten von Fahrzeugen, Traktoren, Lastkraftwagen, Booten oder Flugzeugen
gleichermaßen in
Gebäuden
wie anderswo, wo tragbare Einheiten eingesetzt werden, geeignet.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
unten mit Bezug auf ein tragbares Handzellulartelefon beschrieben ist,
kann die Erfindung selbstverständlich
auch mit beliebigem Einwege- oder
Zweiwege-Funk verwendet werden, der für den Betrieb mit jeglicher
Art von drahtlosem Funknetzwerk entwickelt ist. Derartige Netzwerke
können
analoge Mobilzellulartelefonnetzwerke (erweiterter Mobiltelefondienst
oder AMPS), Analog/Digital- Mobilzellulartelefonnetzwerke mit Doppelmodus,
rein digitale Mobilzellulartelefonnetzwerke oder andere Arten von Netzwerken,
die zellulare oder andere Technologien verwenden, einschließen. Andere
zellularähnliche
Dienste können
Privatkommunikationsnetzwerke (PCNs) und Satellitenbasierte Mobilfunknetzwerke
wie zum Beispiel diejenigen, die der FCC als Systeme der unteren
Erdumlaufbahn (LEO) vorgeschlagen wurden, einschließen. Andere
Arten von Funksystemen als diese Erfindungen betreffen geosynchrone
Satellitensysteme wie das von der amerikanischen Mobilsatellitengesellschaft
und Telestat Canada geplante System ebenso wie herkömmliche
Mobilerdfunksysteme, spezialisierte Mobilfunksysteme (SMR), die
zur digitalen Datenübertragung ausgelegt
sind, erweiterte SMR-Systeme und mit Träger-Mobildienste wie zum Beispiel Paging-Dienste,
das ARDIS-Netzwerk
von IBM/Motorola, RAM-Mobildaten (RAM Mobile Data) und andere kommerzielle
Funkdienste, sind aber nicht darauf beschränkt.
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Handzellulartelefone wie zum Beispiel
die in den 1 und 1A dargestellte Einheit 10 verwenden
eine große
Vielfalt physikalischer Schnittstellen. Es sind eine große Anzahl
an Modellen von Zellulartelefonen vorhanden, und jede physikalische
Verbindung und elektrische Schnittstelle ist für ein bestimmtes Modell eines Herstellers
einzigartig.
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Das Zellulartelefon 10 enthält ein typische
Gruppierung von Merkmalen für
derartige Vorrichtungen. Die Tastatur 12 ermöglicht das
Wählen
und andere Datenverarbeitungs/erzeugungsfunktionen. Ein Lautsprecher 14 ist
an einem Ende angeordnet, während
am anderen Ende ein Mikrofon/Lautsprecher 15 angeordnet ist.
Eine Flüssigkristallanzeige
(LCD) 16 stellt eine kompakte Darstellung begrenzter Information
für den
Nutzer bereit, während
der Schalter 18 für
die Ein-/Aus-Steuerung vorgesehen ist. Eine Batteriepackung 20 ist
am unteren Abschnitt des Telefons 10 angebracht und benötigt ein
periodisches Wiederaufladen, wenn die Einheit 10 mit der
Fahrzeugausrüstung 500 verbunden
ist. Das Telefon wird zur Loslösung
von der Gabel 510 durch einen Handknopf 21 freigegeben.
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Verbindungen mit der Fahrzeugausrüstung 500 werden
durch einen Stecker 22 an einem Ende der Einheit 10 eingerichtet.
Der besondere Verbinder der 1 ist
eine männ liche
Verbindung mit einem Mittelvorsprung 24, der an seinen
oberen und unteren Oberflächen
Felder elektrischer Kontakte aufweist. Zusätzlich ist ein koaxiales RF-Element 25 als
ein Abschnitt des Steckers 22 enthalten. Man beachte, daß nicht
jedes Zellulartelefon einen RF-Verbinder besitzt, obwohl einer als
Element 25 in dem gezeigten Beispiel enthalten ist. Bei
der herkömmlichen
Verwendung ist die Einheit 10 in der Gabel 510 der
Fahrzeugausrüstung
untergebracht, und der Stecker 22 ist mit einem komplementären Verbinder 25 der
Fahrzeugausrüstung 500 gekoppelt.
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Die 2A bis 2F zeigen eine Folge von
Beispielen von derzeit verwendeten physikalischen Verbindungen für Zellulartelefone.
Das heißt,
die 2A bis 2F zeigen typische Beispiele
von zylindrischen, rechtwinkligen, Federkontakt- und Plättchenverbindungen,
die in herkömmlichen
Zellulartelefoneinheiten, gewöhnlicherweise
in deren Basisplatte verwendet werden. Daraus ist ersichtlich, daß der breite
Bereich an Konfigurationen und physikalischen Größen eine allgemeine Verbindung
zur Fahrzeugausrüstung 500 oder Ähnlichem verhindert.
Es wird erwartet, daß derartige
Telefone sogar noch kleinere Verbinder verwenden werden, da die Einheiten
in Zukunft noch weiter miniaturisiert werden.
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Elektrische Schnittstellen zu den
verschiedenen Telefoneinheiten beinhalten noch mehr Probleme. Es gibt
zum Beispiel eine große
Variation unter den Batterietypen und Spannungen, die in den wiederaufladbaren Batteriepackungen,
die in den Telefoneinheiten angebracht sind, verwendet werden. Außerdem weisen
die elektrischen Telefonsignale eine große Vielfalt an Spannungspegeln
und Signalcodierschemen auf. Ein typisches Beispiel für diese
Funktionen, die den Stiften eines herkömmlichen Telefoneingangs-/Ausgangs-Verbinders 22 zugewiesen
sind, der Verbinderkontakte oder Stifte 31 bis 41 enthält, ist
in 3 gezeigt. Man beachte,
daß der
Verbinder 22 der 3 die
spezifischen Stiftfunktionszuweisungen für den in 1 gezeigten Verbinder
22 darstellen
kann, aber nicht muss. Während
es eine gewisse Menge an gemeinsamen Funktionen, die vielen Zellulartelefonen
zugeordnet sind, gibt, variiert die einem gegebenen Stift zugewiesene
spezielle Funktion oftmals ebenso wie die Anzahl der Funktionen,
die Anzahl der Stifte und deren physikalische Konfigurationen.
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Der Verbinder 22 ist mit
einem koaxialen Verbinder 41 gezeigt, um eine direkte Verbindung
zur RF-Verbindung bereitzustellen. Der Stift 31 wird zum
Laden der Batterie von dem fernen Adapter verwendet, während der
Stift 32 zum Erfassen des Vorhandenseins des fernen Adapters
und der Stift 33 zur digitalen Kommunikation mit dem fernen
Adapter verwendet werden. Der Stift 34 wird verwendet,
um dem fernen Adapter zu signalisieren, daß die Energieversorgung des
Telefons eingeschaltet ist. Der Stift 35 weist das Tonausgangssignal mit
niedrigem Pegel auf, um einen entfernten Lautsprecherverstärker anzusteuern.
Die Stifte 36 und 39 stellen interne Masseverbindungen
bereit. Der Stift 37 stellt das CPU-Taktsignal bereit,
der Stift 38 ist der Lokal/CPU-Kommunikationsanschluss,
und der Stift 39 wird zum Empfangen des Signals vom entfernten
Mikrofon verwendet.
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Die innere Architektur einer typischen
AMPS-Handtelefoneinheit
ist in 5 in Form eines
Blockdiagramms gezeigt, wobei weitere Einzelheiten der Verbindungen
mit den inneren Blockfunktionen des Telefons mit dem oben beschriebenen
Eingangs-/Ausgangs-Verbinder 22 dargestellt sind. Die peripheren
Elemente der 5 entsprechen
ihren Gegenstücken
der 1. Man beachte,
daß der
Lautsprecher 15A vom Mikrofon 15B getrennt ist,
aber beide am Ende der Einheit 10 untergebracht sind. Dieses
dient dazu zu verhindern, dass der Klingelton direkt am Ohr des
Nutzers erzeugt wird. Die Funkkarte 42 enthält die Komponenten
zur Handhabung der Funkfrequenzsignale, wohingegen ein Computer
einschließlich
einer herkömmlichen
CPU mit seinen Eingangs/Ausgangs-Schnittstellen in der Karte 44 enthalten
ist. Die CPU der Karte 44 handhabt alle Host-Funktionen,
die den gezeigten Komponenten zugeordnet sind.
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Es ist möglich, ein auf einen Kunden
zugeschnittenes Adapterkabel zu entwickeln, das intern konfiguriert
ist, um Verbindungen zwischen den verschiedenen Verbindungslehren
längs der
Leitungen der in 2 gezeigten Beispiel
umzusetzen. Die vorliegende Erfindung erwägt teilweise die Gestaltung
eines Adapterkabels mit einer universellen Schnittstelle als gemeinsamer
Verbinder an einem Ende, wobei aber das Kabel mit einem geeigneten
Verbinder am anderen Ende versehen ist, um an einem speziellen Verbinder
befestigt zu werden, der für
eine andere Kontaktzuweisungslehre konfiguriert ist. Zur Erreichung
dieses Ziels werden zwei Probleme gelöst. Erstens wird ein geeigneter
Verbinder entwickelt, so daß eine
beliebige Telefoneinheit unabhängig
von der elektrischen Schnittstelle untergebracht wird. Zweitens
werden Einrichtungen bereitgestellt, die genau bestimmen, welche
Telefoneinheit mit dem Adapterkabel verbunden ist, so daß die elektronische Schnittstelle
richtig an das Telefon angepaßt
werden kann.
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Ein geeigneter Verbinder muss verschiedenen
einander widersprechenden Anforderungen begegnen. Ein annehmbares
Verbindersystem muss mit niedrigen Kosten verbunden sein, eine Vielzahl
von Anbringungsanordnungen erlauben und Charakteristika aufweisen,
die für
seine beabsichtigte Betriebsumgebung wie zum Beispiel für die Verwendung
nicht nur in Automobilen sondern auch in Fahrzeugen, Booten, Lastkraftwagen,
Flugzeugen, Zügen,
Traktoren, Wohnungen und so weiter geeignet sein. Oftmals verlangt
die Betriebsumgebung eine Abschirmung des Kabels und des Verbinders
als Schutz gegen ein Interferieren mit einer anderen Einrichtung,
die interferenzsignalempfindlich ist, und um das Telefonsystem vor
Interferenzsignalen zu schützen.
Ein derartiges Verbinder- und Adapterkabelsystem ist in 4 gezeigt und unten beschrieben.
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Ein universeller Verbinder 45 ist
entsprechend einer vorbestimmten Zuweisung von Stiftfunktionen aufgebaut.
Am gegenüberliegenden
Ende eines Kabels 46 ist ein Verbinder 48 zur
Befestigung an ein spezielles Zellulartelefon wie zum Beispiel eines
der in den 2A–2F dargestellten vorgesehen.
Die Leiter innerhalb des Kabels 46 sind in den Steckern 46 und 48 verbunden,
so daß die
Stiftfunktionen in Übereinstimmung
gebracht sind. Wie es unten genauer beschrieben wird, kann der Verbinder 45 eine
Anordnung zur Bereitstellung eines Signals für die am Stecker 45 angebrachte
verwendete Vorrichtung enthalten, wobei das Signal dekodiert wird,
um die Art des in dem Verbinder 48 am anderen Ende des
Kabels 46 eingesteckten Zellulartelefons zu identifizieren.
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Ein Beispiel für einen geeigneten Verbinder
zur Bereitstellung einer Standardschnittstellenverbindung für zum Beispiel
das Kabel der 4 ist
in 9 dargestellt. Dieser
Verbinder ist vorzugsweise an einem Paneel befestigt und besteht
aus einer Schutzhaube 90, die einen rechtwinkligen Mittelblock 100 aus
einem isolierenden Material mit parallelen Kontaktreihen schützt. Jede
Reihe besitzt vorzugsweise acht goldplattierte, im wesentlichen
flache Kontakte 91–98 und 101–108.
Diese Kontakte sind zur Bildung von Miniaturblattfedern die einen
Druck mit den Kontakten des Paarungsverbinders bereitstellen, leicht
konvex ausgebildet. Somit ist die Schnittstelle zu den Paarungsverbindern
so ausgebildet, daß sie
sich während
der Einführung
mittels einer selbstwischenden Tätigkeit
selbst reinigen. Dieses ist eine besonders wichtige Erwägung bei
Automobilanwendungen.
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Man beachte, daß, falls gewünscht, die
Haube 90 eine Abschirmung gegen äußere Signale, die mit den Kabelsignalen
interferieren, oder umgekehrt gegen Signale im Kabel 46,
die mit anderen Einrichtungen interferieren, bereitstellen.
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Dieses wird durch elektrisches Verbinden
der Haube 90 mit einer RF-Abschirmung mit Hülse, die
den Hauptkörper
des Kabels 46 einhüllt,
und einer ähnlichen
Abschirmungshaube am gegenüberliegenden
Endverbinder 48 ermöglicht.
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Die Kontaktstifte 91–98 und 101–108 sind
längs jeder
Seite des Blockes 100 in einem Feld angeordnet, wobei der
röhrenförmige koaxiale
Funkfrequenz(RF)-Verbinder 99 mit einem Abstand zu einem
Ende angeordnet ist. Ein derartiger typischer Verbinder 99 besitzt
einen Durchmesser von 0,10 Inch mit annehmbaren Funkfrequenzcharakteristika
wie zum Beispiel ein zur Anbringung an einem Koaxialkabel geeignetes
geringes Stehwellenverhältnis
bei Frequenzen von 800 bis 900 MHz. Verbindungen zu den Kontakten
werden herkömmlicherweise
durch Löten,
Crimpen oder Ähnlichem
hergestellt. Der Mittelblock 100 und der RF-Verbinder 99 sind
zum Schutz vor physikalischer Beschädigung in einem rechtwinkligen
Gehäuse 90 eingeschnitten.
Der Paarungsverbinder besitzt die selben Charakteristika, wobei
das Gehäuse
zur Bereitstellung einer Spannungsentlastung des Schutzkabels und
eines Verschließmechanismus
ausgelegt ist, um einen sicheren Eingriff bereitzustellen, aber
eine leichte Entfernung zu ermöglichen.
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Wenn der Verbinder 45 der 4 entsprechend 9 ausgelegt ist, wohingegen
der Verbinder 48 am gegenüberliegenden Ende des Kabels 46 entsprechend
der Lehre der 3 konfiguriert
ist, verbinden die Leiter durch das Kabel 46 die Stifte
an jedem Stecker, die vergleichbare Funktionen haben. Ein Koaxialkabel
würde somit
den RF-Stecker 25 mit dem RF-Stecker 99 koppeln.
Die Leiter würden
außerdem
den Batteriestift 31 mit dem Ladestift 101 verbinden,
beide Stifte 36 und 39 mit dem Massestift 91,
den Taktgeberstift 37 mit dem Stift 96, den Stift 35 mit
dem Stift 92 und den Stift 40 mit dem Stift 94.
Außerdem
ist der Stift 34 mit dem Stift 103 verbunden,
während
der Stift 32 mit dem Stift 102 verbunden ist.
Schließlich
ist der Stift 33 mit dem Stift 97 gekoppelt, während der
Stift 38 ebenso wie der Stift 35 zum Stift 95 führt.
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Wenn einer der Massen an den Stiften 36 und 39 der 3 Signalmassen anstatt Gestellmassen
sind, kann dieser spezielle Stift mit dem Stift 104 verbunden
sein. In dem durch 9 eingerichteten
Standard werden die als P1–P4
identifizierten Stifte 105–108 zu Zwecken der
Identifikation der Vorrichtung verwendet, wie es genauer in den 6, 7 und 8 beschrieben ist. Man beachte,
daß der
Verbinder der 9 einen Batterietemperatursensoreingangsanschluss 98 aufweist.
Dieser ist für
die Anpassung an Zellulartelefone vorgesehen, die einen derartigen
Sensorausgang enthalten, obwohl der Verbinder der 3 diese Funktion nicht enthält. Wenn
die an dem Stecker 90 angebrachte Steuervorrichtung die
Modelltypidentifikation über
die Anschlüsse 105–108 erfassen
würde,
würde sie
merken, daß das
hier verwendete Telefonmodell kein Batterietemperaturerfassungssignal
aufweist und den Stift 98 ignorieren. Andernfalls paßt die Steuerung
ihre Verbindungen und Haltefunktionen für die Anschlüsse 91–98 und 101–104 an,
um vollständig
mit dem Telefon zu kooperieren, das über geeignete Leiter mit dem
anderen Ende des Kabels vom Verbinder 90 verbunden ist.
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10 zeigt
einen Verbinder 120, eine einschnappende Version einer
Schottbefestigung, der mit dem Adapterkabel gepaart ist. Eine Trimmfase 121,
die von der Vorderseite des Paneels in einem rechtwinkligen Ausschnitt
installiert ist, bildet eine Vorderpaneelanbringungsoberfläche. Wie
es allgemeine Praxis ist, ermöglichen
ausgeformte Klammern wie zum Beispiel 122-Legierung eine
leichte Einführung,
aber auch eine Ausdehnung und Verriegelung gegen die hintere Oberfläche des
Paneels, die den Verbinderkörper
zurückhält, während ein
Bereich der Paneeldicke eingebracht wird. Diese und die folgende
Version sind für
eine Installation für
eine Originalausstattung in einem Fahrzeug nützlich.
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Der Aufbau 125 der 11 ähnelt dem der 10, ist aber ausgelegt für entweder
eine vordere oder eine hintere Einführung eines Verbinders 126.
Eine Fasenanordnung 128 enthält zum Beispiel Schnappanbringungszurückhaltungsklemmen
wie zum Beispiel die mit 129 bezeichneten, um ähnlich den
Clips der 10 die Anordnung 128 in
einer Paneelöffnung
wie oben beschrieben zurückzuhalten.
Die Anordnung 128 dient als Aufnahme für den Verbinderkörper 126,
der in diesem Beispiel auf den oberen und unteren Oberflächen Schnappzungen
wie zum Beispiel die mit 130 bezeichneten aufweist, die in entsprechende
Schlitze wie zum Beispiel die Schlitze 131 und 132 in
der Fasenanordnung 128 eingreifen. In einigen Fällen, in
denen das Kabel zum Beispiel permanent an einem elektronischen Modul
befestigt ist, ist eine hintere Anbringung wünschenswert. Viele Variationen
dieser und der vorherigen Anbringungsweisen sind möglich, um
eine leichtere Installation zu ermöglichen und geringere Herstellungskosten
zu verursachen. Es ist zum Beispiel möglich, die Fase mit Instrumententafelformeliminations-
oder modifizierungselementen des Anbringungsverfahrens zu integrieren.
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12 stellt
einen Verbinder 110 dar, der mit dem Adapterkabel gepaart
ist. Diese Version ist in einem Gehäuse 112 untergebracht,
das identisch zum herkömmlichen
Fahrzeugzigarettenanzünderaufbau
entworfen ist, der näherungsweise
einen Durchmesser von 7/8 Inch besitzt. Es kann Einrichtungen zur
Befestigung am Paneel wie zum Beispiel eine Rückhalteausstanzung 115 und
eine Positionierungsnut 116 enthalten, insbesondere wenn
es entfernbar ist. Eine Anbringung ist durch Ersetzen des vorhandenen
Anzünderaufbaus ohne
permanente Veränderung
am Fahrzeug möglich.
Falls notwendig, kann der Originalanzünderaufbau später erneut
installiert werden, um den Originalzustand des Fahrzeugs wiederherzustellen.
Diese Version ist für eine
nachträglich
installierbare Ausrüstung
verwendbar.
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13 ist
ein Paarungskabelende für
das Adapterkabel, das verwendet wird, wenn ein Verlängerungskabel
bereitgestellt werden soll oder um eine Vielzahl von Anbringungsweisen
zu ermöglichen,
mit denen der Verbinder oder Kabelkörper direkt angebracht werden
kann. Das heißt,
der Verbinder 75 ist am Kabel 76 angebracht, das
dem Kabel 46 der 4 entspricht.
Der Verbinder am anderen Ende des Kabels 76, obwohl in 13 nicht gezeigt, ist der
selbe wie der Verbinder 45 der 4. Weibliche Aufnahmeverbinderelemente 77 und 78 sind
somit kompatibel zur Anbringung an einem männlichen Verbinder, der genauso
wie der Stecker 45 aufgebaut ist.
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Eine Ausführungsform zur Bestimmung des
Erstellens und Ausformens des Telefons verwendet einen Kabeladapter,
um sich selbst dem Elektronikmodul gegenüber zu identifizieren. Dieses
wird in den Konfigurationen der 6A–6D durch eine Anzahl von
Stiften erreicht, die am Prozessor oder am gemeinsamen Ende des
Kabelverbinders für
die Verwendung als Programmiervorrichtung reserviert sind. Eine
elektrisch leitende Struktur 50, die mehrere physikalisch
und elektrisch verbundene Stifte 51–55 enthält, ist
in den Verbinderkörper 58 eingeführt und
wird durch diesen zurückgehalten,
wie es in 6B zu sehen
ist. Eine kurze Verbindungsleitung 56 erstreckt sich oberhalb
der Rippe oder Schulter 57 oberhalb des Verbinderkörpers 58,
wenn der Verbinder 50 darin eingeführt ist. Diese Verbindungen
sind vorzugsweise in einem Binärmuster
angeklemmt, um die Identifikationsdaten für den Prozessor zu erzeugen,
so dass dieser den Typ des am anderen Ende angebrachten Zellulartelefons
bestimmen kann.
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Wenn die Verbindung 54 zum
Beispiel wie gezeigt als Lücke 59 in 6C angeklemmt ist, ist die
resultierende Schaltung zum Stift 54 geöffnet. Somit spiegelt die Erfassung
des elektrischen Stromes der Stifte 51–55 in 6D den Zustand der offenen
Schaltung des Stiftes 54 wieder.
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Der Verbinderkörper 58 enthält herkömmliche
bekannte Einrichtungen (nicht gezeigt) zum Zurückhalten des Endes des geklemmten
Kontaktes in seiner Position, um zu verhindern, das er herausfällt oder
zurück in
den Verbinderkörper
gleitet, wenn die Verbinder gekoppelt sind.
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Wenn der Stift 55 als gemeinsamer
Bus betrachtet wird und mit dem gemeinsam Empfänger 60 der Schaltung
wie in 7 verbunden ist,
kann die Dekodierlogikschaltung 66 mittels eines Widerstandsnetzes 70,
das mit der Versorgungsspannung 72 der digitalen Logik
verbunden ist, eine Spannung an den Paarungsverbinder 60 anlegen.
Für dieses
Beispiel wird angenommen, dass der Stift 51 das signifikanteste
Bit und in der Abfolge der Stift 54 das am wenigsten signifikante
Bit darstellt. Somit ist das digitale Muster 0001 am Paarungsverbinder 60 durch
die Decodierlogik 66 erfassbar. Die Konfiguration des Verbinders 50 ermöglicht dadurch
eine Erfassung von insgesamt 16 oder 32, wenn die Systemmasse (91 oder 104)
verwendet wird, unterschiedlichen Identifikationscodes. Die Verwendung
zusätzlicher
Verbinderstifte kann im wesentlichen die Anzahl verfügbarer einzigartiger
Codes erhöhen.
Falls gewünscht
ist es möglich,
die digitalen oder analogen Identifikationscodes am Zellulartelefon
oder dessen Verbinder zu erzeugen. Dafür ist jedoch eine Schaltungskomplexität notwendig,
und es werden zusätzliche
Verbinder durch das Kabel benötigt,
was wie hier beschrieben durch Unterbringung der Codeerzeugung im
universellen Verbinder vermieden wird.
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In einer typischen Systemkonfiguration
bildet ein Computer einen Teil des Host-Aufbaus, obwohl verdrahtete
Steuereinheiten oder andere Kombinationen elektronischer Elemente
auch annehmbar sind. Die Steuereinheit oder der Computer speichert
eine Folge von Datenblöcken
in einem Speicher oder einer anderen Datenspeichervorrichtung, wobei
jeder Block für
den Betrieb durch den universellen Verbinder in einem speziellen
Typ von Zellulartelefon die zur Steue rung der universellen Verbinderschnittstellenschaltungen
notwendigen Anweisungen enthält.
Die Datenblöcke
können
jeweils aus der Datenspeichervorrichtung entsprechend dem Identifikationscode,
der dem Rechner am universellen Verbinder präsentiert wird, erlangt werden.
Die Steuervorrichtung verwendet die erlangten Daten, um einen kompatiblen
Satz von Schaltern, Spannungspegeln, Signalpfaden etc. an der universellen
Verbinderschnittstelle des Host-Systems einzurichten, um mit der durch
die Identifikationsdaten spezifizierten Art von Zellulartelefon
zu arbeiten. Das System wird gleichfalls gesteuert, um danach einen
normalen Betrieb mit dem angebrachten Zellulartelefon herzustellen.
Das System ist bereit zum Arbeiten, wann immer ein Zellulartelefon
mit einem Ende eines Kabels verbunden ist, wobei das andere Ende
am universellen Verbindereingangsanschluss des Host-Systems angebracht
ist.
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Bei einem typischen Betrieb tastet
die Dekodiervorrichtung in dem Host-Aufbau die Stiftverbindungen des
universellen Verbinders 50, die als Quelle der Codesignale
zur Identifikation der Art des Verbinders und/oder am anderen Ende
des Kabels vorhandenen Telefons bestimmt sind, ab. Der Prozessor
führt dieses durch
Dekodieren der binären
Identifikationszahl an diesen Stiften durch. Der Prozessor identifiziert
die Art des Telefons tatsächlich über das
Suchen in einer Tabelle. Wenn der Typ des Zellulartelefons bestimmt
ist, etabliert der Prozessor anschließend die notwendigen Schnittstellenspannungen,
Signalprotokolle und Verbindungen, damit die Basiseinheit mit dem
Telefon auf eine geeignete Weise, die kompatibel zum Typ des angebrachten Telefons
ist, kommunizieren kann.
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Eine weitere Ausführungsform zur Bereitstellung
einer Kodierung ist in 8 gezeigt.
In dieser Ausführungsform
stellt ein Analog/Digital-Wandler (A/D) 80 der Leitung 81 eine
Bezugsspannung (Vref) bereit, die an die Paarungsverbinderstifte 82 und 83 angelegt
wird. Die Spannung erzeugt einen Strom, der durch die Schaltung,
die aus einem Widerstand 84 (Rprog) und dem Widerstand 85 (RFixed)
in einer Halbbrückenkonfiguration
besteht und eine Spannung am Stift 87, der mit dem Signaleingang
des A/D-Wandlers 80 verbunden ist, bereitstellt, fließt. Ein
6-Bit-A/D-Wandler kann 64 mögliche Binärcodes für die Logik 86 bereitstellen.
Der Wert für
jeden Rprog-Widerstand 84 wird aus der folgenden Gleichung
berechnet: Vout*RFixed/(Vref-Vout). Ein Beispiel für diese
Berechnung ist in der Tabelle I des Anhangs gezeigt, wobei Rprog
eine Liste von programmierten Widerstandswerten ist, die einzigartig
einen der 64 möglichen
Eingangsspannungen für
den D/A-Wandler 80 bestimmen, was zu eindeutigen Binärausgangscodes
führt.
RFixed ist der Halbbrücken-Kalibrierwiderstand 85,
und Vref liegt an der Leitung 81 an. In der Tabelle I beträgt Vref
5,0 Volt, RFix beträgt
100 kOhm, "Hex" ist eine hexadezimale
Adresse und die Rprog-Ausdrücke
wie zum Beispiel "1.43
E + 03" bedeutet einen
Widerstandswert, der als 1430 Ohm berechnet ist.
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Eine noch andere Version der zuvor
diskutierten Vorrichtungen und Verfahren besteht darin, mehrere Programmierwiderstände, deren
eines Ende gemeinsam mit Vref verbunden ist, und eine ähnliche
Anzahl von A/D-Wandlern zu verwenden. Dadurch kann eine größere Anzahl
an Identifikationsbits bereitgestellt oder die Verwendung von kostengünstigeren
A/D-Wandlern mit weniger Wandlungsbits ermöglicht werden.
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Die vorangehende Beschreibung eines
universellen Verbinders für
eine Zellulartelefonschnittstelle findet sich in der gleichzeitig
anhängigen
US-Patentanmeldung Nr. 07/773,840.
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Wie oben beschrieben kann das universelle
Verbinderkabel verwendet werden, um ein beliebiges Zellulartelefon
mit einer richtig formatierten Fahrzeugausrüstung zu verbinden. Es ist
wichtig, dass die mit dem Telefon verbundene Fahr zeugausrüstung betrieben
werden kann, um seine Betriebsvorgänge in Abhängigkeit von dem verwendeten
Modell des Zellulartelefons anzupassen. Eine typische Fahrzeugausrüstung enthält zum Beispiel
eine Einrichtung zur Energieversorgung eines Zellulartelefons über die
Fahrzeugbatterie. Unterschiedliche Typen von Zellulartelefonen benötigen jedoch
unterschiedliche Gleichspannungspegel für ihren Betrieb. Daher muß die Fahrzeugausrüstung in
der Lage sein, die Höhe
der angelegten Spannung entsprechend den besonderen Bedürfnissen
des mit ihm verbundenen Zellulartelefons anzupassen, um dem Zellulartelefon über die
Fahrzeugbatterie effektiv Energie zuzuführen. Eine Bereitstellung einer
zu niedrigen oder zu hohen Spannung für ein bestimmtes Zellulartelefon
kann zu einer Fehlfunktion des Zellulartelefons oder einer dauerhaften
Beschädigung
desselben führen.
Es müssen
andere ähnliche
Variationen der Spezifikationen unterschiedlicher Zellulartelefone
berücksichtigt
werden, um eine universelle adaptierbare Fahrzeugausrüstung zu
entwickeln.
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Dementsprechend stellt 14 eine universelle Fahrzeugausrüstung dar.
Das zellulare Funktelefon 10 ist mit einer Fahrzeugausrüstungssteuerung 200 über ein
Verbindungskabel 46 wie zuvor beschrieben verbunden. Das
Zellulartelefon 10 kann ein beliebiges analoges oder digitales
Modell eines Zellulartelefons sein. Der Fahrzeugausrüstungsverbinder 204 ist
vorgesehen, um eine Paarungsverbindung mit einem universellen Verbinder 45 wie
zum Beispiel der in den 7-9 dargestellte einzugehen.
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Wenn das Zellulartelefon 10 anfänglich mit
einer Fahrzeugausrüstungsteuerung 200 verbunden
wird, tastet die Identifikationslogik 224 die Stifte des
Universalverbinders 45 durch den Fahrzeugausrüstungsverbinder 204 ab,
um das Modell des Zellulartelefons zu bestimmen. Zwei Prozesse zur
Bestimmung des Modells des Zellulartelefons 10 durch Abtasten
eines universellen Verbinders 45 sind oben mit Bezug auf
die 7 und 8 genauer ausgeführt. Durch
Abtasten der Stifte des universellen Verbinders 45 empfängt die
Identifikationslogik 224 das Modell des Zellulartelefons 10 betreffende
kodierte Information, die dem Mikroprozessor 208 zugeführt wird.
Der Mikroprozessor 208 durchsucht anschließend Daten
in einer Tabelle, die in einem nichtflüchtigen Speicher 212 gespeichert
ist. Der nicht flüchtige
Speicher 212 weist vorzugsweise ein Flash-RAM auf und enthält Daten,
die die kodierte Information die von der Identifikationslogik 224 empfangen
wird, mit Daten verbindet, die die Spezifikationen des besonderen
Modells des Zellulartelefons 10 betreffen. Im Besonderen
besitzen unterschiedliche Modelle von Zellulartelefonen unterschiedliche
Anforderungen bezüglich
der Höhe
der zum Betrieb notwendigen Gleichspannung, des Stromes zum Laden
der Batterie, des Tonpegels zum Senden und Empfangen, etc. Der Mikroprozessor 208 muß in der
Lage sein, diesen verschiedenen Tonspezifikationen zu genügen, wenn
die Fahrzeugausrüstungssteuerung 200 mit
einem beliebigen Modell eines Zellulartelefons 10 betrieben
wird. Somit wird der nicht flüchtige
Speicher 212 mit all den notwendigen Spezifikationen für jedes
Modell derzeit verfügbarer
Zellulartelefone versehen. Zusätzlich
werden ein Anschluß 220 und
eine Speicherlogik 216 zur Programmierung des nicht flüchtigen
Speichers 212 bereitgestellt, wenn neue Modelle von Zellulartelefonen
verfügbar
sind. Der Anschluß 220 ist
vorzugsweise ein RJ-11-Verbinder, und die Speicherlogik 216 weist
vorzugsweise eine Speicherunterstützungsschaltung zur Bereitstellung
von Programmierspannungen und Taktsignalen auf. Eine Zusammenfassung
einiger dieser Spezifikationen, an die sich die Fahrzeugausrüstungssteuerung 200 anpassen
kann, ist unten gegeben.
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Eine der Hauptfunktionen einer Fahrzeugausrüstung ist
es, eine Vorrichtung zur Energieversorgung eines zellularen Handtelefons
durch die Fahrzeugbatterie bereitzustellen, wodurch die Ladung der
internen Telefonbatterie aufrechterhalten wird. Wie oben erläutert, hängt jedoch
der Pegel der benötigten
Gleichspannung von dem Modell des Zellulartelefons 10 ab.
Folglich ist die Fahrzeugausrüstungssteuerung 200 mit
einer Energieversorgungsregelung 228 versehen. Die Energieversorgungsregelung 228 weist
eine elektronische Spannungsregelung auf, die zwischen die Fahrzeugbatterie
und das Zellulartelefon 10 geschaltet ist. Die meisten
Fahrzeuge sind mit einer Batterie mit einer Nennspannung von 12
Volt versehen. Diese Spannung ist für ein typisches Zellulartelefon
zu hoch. Somit verringert die Energieversorgungsregelung 228 die
Höhe der
dem Zellulartelefon 10 zugeführten Spannung. Der spezielle
Spannungspegel, der durch die Energieversorgungsregelung 228 an
das Zellulartelefon 10 angelegt wird, hängt von dem Modell des Zellulartelefons 10 ab
und ist im nicht flüchtigen
Speicher 212 gespeichert.
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Ähnlich
kann die Fahrzeugausrüstungsteuerung 200 verwendet
werden, um die interne Batterie eines Zellulartelefons 10 zu
laden, während
das Zellulartelefon 10 an der Fahrzeugausrüstung angebracht
ist. Die Batterieladeregelung 232 entnimmt außerdem durch
den Verbinder 260 Energie von der Autobatterie. Die Batterieladeregelung 232 stellt
vorzugsweise durch das Verbindungskabel 46 einen konstanten
Strom für
die interne Batteriepackung 20 des Zellulartelefons 10 bereit.
Um zu gewährleisten,
dass die Batteriepackung 20 nicht überladen wird, wird der Strom
für die
Batteriepackung 20 begrenzt, wenn der Batterielader 232 bestimmt,
dass eine Schwellenspannung erreicht wurde. Der Pegel des konstanten
Stromes und der Pegel der Schwellenspannung sind variabel und abhängig von
den gespeicherten Spezifikationen für das spezielle Modell des
Zellulartelefons 10. Zusätzlich kann ein Temperatursensor 234 vorgesehen
sein, um die Umgebungstemperatur in der Nähe des Telefons zu messen (der
Sensor kann in der Gabel der Fahrzeugausrüstung angeordnet sein, wo das
Zellulartelefon 10 sitzt). Wenn die Umgebungstemperatur
eine vorbestimmte Schwelle überschreitet,
hört die
Batterieladeregelung 223 auf, einen Strom für die interne
Batteriepackung 20 bereitzustellen, wodurch eine mögliche Beschädigung der
Batteriepackung 20 oder des Zellulartelefons 10 vermieden wird.
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Wie zuvor erwähnt enthalten, nicht alle Zellulartelefone
eine RF-Verbindung 25 wie sie in 3 gezeigt ist. Die vorliegende Erfindung
stellt einen RF-Schalter 240 bereit, der allen Zellulartelefonen
einschließlich
denen, die keine RF-Verbindung 25 aufweisen, ermöglicht,
unter Verwendung einer externen Antenne Informationen zu senden
und zu empfangen. Der Mikroprozessor 208 empfängt Daten
vom nicht flüchtigen
Speicher 212, die anzeigen, ob das bestimmte Modell des
Zellulartelefons 10 (identifiziert durch die Identifikationslogik 134)
einen RF-Verbinder 25 enthält. Wenn dieses so ist, setzt
der Mikroprozessor 208 den RF-Schalter 240 zur
direkten Verbindung des RF-Verbinders 25 durch das Koaxialkabel 242 mit
der externen Antennenverbindung 248. Wenn das Zellulartelefon 10 keinen
RF-Verbinder enthält,
setzt der Mikroprozessor den RF-Schalter zur passiven Kopplung der
Zellulartelefonantenne 19 mit der Antennenschleife 244,
die direkt mit der externen Antennenverbindung 248 verbunden
ist.
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Die Fahrzeugausrüstungssteuerung 200 enthält außerdem eine
Schaltung zur Anpassung einer Fahrzeugsausrüstungslautsprecheranwendung
an die Bedürfnisse
eines beliebigen Zellulartelefons 10. Die Tonschnittstelle 236 enthält einen
einstellbaren Verstärker
für verschiedene
Tonpegel von Sprachsignalen, die von und zu jeweiligen Mikrofon-
und Lautsprecherverbindungen 252 und 248 gesendet
und empfangen werden. Wiederum empfängt der Mikroprozessor 208 Spezifikationen
vom nicht flüchtigen
Speicher 212, die geeignete Sende- und Empfangstonpegel
für das
identifizierte Zellulartelefon 10 betreffen. Danach stellt
der Mikroprozessor 208 die Verstärkung der Signale, die in jeder
Richtung durch die Tonschnittstelle 236 gelangen, geeignet
ein.
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Der nicht flüchtige Speicher 212 stellt
außerdem
dem Mikroprozessor 208 Information zur Verfügung, wie
die Signale vom und formatierte Signale zum identifizierten Zellulartelefon 10 zu
interpretieren sind. Wenn zum Beispiel das Zellulartelefon 10 zuerst
mit einer Fahrzeugausrüstungssteuerung 200 verbunden
wird, sendet der Mikroprozessor 208 ein Signal zum Zellulartelefon 10,
womit bestätigt
wird, dass das Zellulartelefon 10 nun mit einer Fahrzeugausrüstung 200 verbunden
ist. Dieses bewirkt, dass das Zellulartelefon 10 sein eigenes Mikrofon
und seinen eigenen Lautsprecher nicht nutzt, so dass die Fahrzeugausrüstung ihren
eigenen handlosen Betrieb durchführen
kann.
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In einer anderen Ausführungsform
kann die Fahrzeugsausrüstungssteuerung 200 außerdem zur
Steuerung der Übertragung
von Daten zu und von einer Anzahl peripherer Vorrichtungen über eine
Luftverbindung, die durch das Zellulartelefon 10 bereitgestellt
wird, verwendet werden. Wie in 15 dargestellt,
ist die Fahrzeugsausrüstungssteuerung 200 mit
einer Buslogik 268 versehen, um den Bus 280, mit
dem mehrere periphere Vorrichtungen verbunden sind, zu steuern.
Der Busverbinder 276 verbindet den Bus 280 mit
der Buslogik 268. Eine Datenspeichervorrichtung 264,
die ein Plattenlaufwerk oder eine Halbleiterspeichervorrichtung
aufweisen kann, ist vorgesehen, um Information, die zwischen den
peripheren Vorrichtungen und dem Zellulartelefon 10 ausgetauscht
wird, zwischen zu speichern. Die Datenspeichervorrichtung 264 kann
insbesondere nützlich
sein, beim Anpassen der Geschwindigkeit des Busses 280 und
der durch das Zellulartelefon bereitgestellten RF-Luftverbindung.
Typischerweise wird der Bus 280, mit einer viel höheren Baudrate
als die RF-Luftverbindung betrieben. Es ist daher vorteilhaft, wenn
Daten über
die RF-Luftverbindung empfangen werden, sämtliche Daten in der Speichervorrichtung 264 zu
speichern, bis die gesamte Übertragung
empfangen ist. Die Daten können
dann über
den Bus 280 in einem kontinuierlichen Strom und mit der
Betriebsgeschwindigkeit des Busses
280 zu der geeigneten
peripheren Vorrichtung gesendet werden. Auf diese Weise wird der
Bus 280 nicht durch die geringere Baudrate der RF-Luftverbindung
behindert, und periphere Vorrichtungen können über den Bus 280 kommunizieren,
während
Daten über
die RF-Luftverbindung empfangen und in der Speichervorrichtung 264 zwischengespeichert
werden.
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Der Bus 280 kann ein paralleler
Bus (zum Beispiel Standard IEEE-488 oder SCSI) oder ein geeigneter serieller
Bus (wie zum Beispiel einer, der dem EIA-RS-425-Standard genügt) sein.
Ebenso könnte
eine serielle Faseroptikstruktur verwendet werden. Der Bus 280 ermöglicht es
vorzugsweise, dass jede der peripheren Vorrichtungen mit diesem
verbunden werden können,
um mit jeder anderen peripheren Vorrichtung zu kommunizieren. Der
Bus 280 stellt außerdem
eine Einrichtung für
jede periphere Vorrichtung bereit, um Daten durch die Fahrzeugausrüstungssteuerung 200 an
das Zellulartelefon 10 zu senden, um den peripheren Vorrichtungen zu
ermöglichen, über RF-Signale
mit entfernten Vorrichtungen zu kommunizieren.
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Der Betrieb dieser Ausführungsform
der Erfindung hängt
nicht davon ab, ob das Zellulartelefon 10 ein herkömmliches
AMPS- Telefon oder ein Telefon neuerer Architektur wie zum Beispiel
TDMA oder CDMA aufweist. Somit wird die folgende Beschreibung des
Betriebes dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ohne Bezug auf ein besonderes Modell
des Zellulartelefons 10 erläutert. Es wird angemerkt, dass
unabhängig
von dem verwendeten Modell des Zellulartelefons 10 dieses
verändert
werden muss, um einen Datenpfad für digitale Daten durch den
Verbinder 48 bereitzustellen. Zusätzlich wird für die Zwecke
der folgenden Erläuterung
angenommen, dass das Zellulartelefon 10 eine Schaltung
zum Packen und Entpacken digitaler Daten, die vom Zellulartelefon 10 übertragen
und empfangen werden, enthält.
Vorzugsweise ist der digitale Kanal unabhängig von dem verwendeten Zellulartelefon
mit Verbindungen zu zugeordneten Stiften am Verbinder 48 versehen,
so dass digitale Daten über
das Verbindungskabel 46 übertragen werden können.
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In Betrieb kann das Zellulartelefon 10 RF-Signale,
die Daten enthalten, die eine der peripheren Vorrichtungen adressieren,
empfangen. Die Daten gelangen über
das Verbindungskabel 46 zum Mikroprozessor 208.
Der Mikroprozessor 208 formatiert die Daten entsprechend
den Bedürfnissen
der peripheren Vorrichtung, an die die Daten adressiert sind. Die
Daten werden danach entweder zwischengespeichert oder direkt durch den
Busverbinder 276 der geeigneten peripheren Vorrichtung
des einen Busses 280 zugeführt.
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Die Fahrzeugausrüstungssteuerung 200 weißt außerdem eine
Schaltung auf, die es ermöglicht,
dass dieser Prozess umgekehrt wird, um es einer beliebigen peripheren
Vorrichtung zu ermöglichen,
unter Verwendung von RF- Signalen Daten durch die Fahrzeugausrüstungsteuerung 200 und
das Zellulartelefon 10 und aus dem Fahrzeug heraus zu senden.
Dementsprechend ist ein digitaler Duplex-Pfad zwischen dem Bus 280 und dem
Zellulartelefon 10 vorgesehen, um eine Übertragung der digitalen Information
durch die Fahrzeugausrichtungssteuerung 200 in jede Richtung
zu ermöglichen.
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Eine Zusammenfassung des Betriebes
dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist in den 16 und 17 dargestellt. Man beachte,
dass das Flussdiagram der 16 beginnt,
nachdem das Telefon an der Fahrzeugausrichtungssteuerung 200 angebracht
und von dieser identifiziert wurde. Das Zellulartelefon 10 empfängt am Block 300 RF-Signale über eine
RF-Luftverbindung und entscheidet intern, ob die RF-Signale Sprachband-
oder Daten/Steuerinformationen enthalten (Block 304). Wenn
eine Sprachbandinformation erfasst wird, wird sie durch das Telefon
zu dessen Tonausgangsleitung 35 und anschließend durch
das Verbindungskabel 46 zur Tonschnittstelle 236 geleitet.
Die Tonschnittstelle 236 überträgt dann die Sprach bandinformation
an ihre Lautsprecherverbindung oder den Ausgangsanschluß 220.
Am Anschluß 220 kann
ein Faxgerät oder
Modem angebracht sein. Da herkömmliche
Faxgeräte
interne Modems enthalten, um digitale in analoge Signale umzuwandeln,
kann ein mit dem Anschluß 220 verbundenes
Faxgerät
analoge Daten durch die Tonschnittstelle 236 und durch
das Zellulartelefon 10 unter Verwendung des Sprachkanals
senden.
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Wenn die in den RF-Signalen enthaltene
Informationen digitale Daten sind, werden die Daten durch das Verbindungskabel 46 zum
Mikroprozessor 208 geleitet. Im Block 316 bestimmt
der Mikroprozessor 208, ob die Daten an eine der peripheren
Vorrichtungen, die am Bus 280 angebracht sind, adressiert
sind. Wenn die Daten an keine periphere Vorrichtung adressiert sind,
bestimmt der Mikroprozessor 208 (Block 317) ob
die Daten an ihn selbst adressiert sind. Wenn dieses so ist, übersetzt
der Mikroprozessor 208 die Daten und richtet sich nach
diesen (320). Die an den Mikroprozessor 208 über RF-Signale
adressierten Daten- und Steuerinformationen können Informationen enthalten,
um den Mikroprozessor erneut entfernt zu programmieren oder die gesamte
oder einen Teil einer gewünschten
Routine anzufordern und zu starten. Wenn die Daten nicht an den Mikroprozessor 208 oder
eine der peripheren Vorrichtungen adressiert sind, wird eine vorbestimmte
Fehlerroutine gestartet (Block 318).
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Wenn die Daten an eine periphere
Vorrichtung am Bus 280 adressiert sind, bestimmt der Mikroprozessor 208,
welche Vorrichtung die Daten zu empfangen hat und führt eine Überprüfung durch,
um zu gewährleisten,
dass die Daten für
die spezielle periphere Vorrichtung richtig formatiert sind (Block 324).
Wenn nicht, kann der Mikroprozessor 208 die Daten vor ihrer Übertragung
geeignet formatieren. Im Block 328 überprüft der Mikroprozessor 208 die
Buslogik 268, um zu bestimmen, ob der Bus 280 belegt
ist (die Buslogik 268 bestimmt vorzugsweise, welche Vorrichtung
entsprechend ei ner vorbestimmten Prioritätshierarchie den Bus 280 steuert).
Wenn dieses so ist, werden die Daten in der Datenspeichervorrichtung 264 im
Block 332 zwischengespeichert. Die Buslogik 268 kann
eine Schaltung zum Zurücksetzen
des Busses 280 enthalten, wenn der Bus 280 von
einer einzigen Vorrichtung länger
als eine voreingestellte Zeitdauer monopolisiert wurde. Im Block 333 bestimmt
die Buslogik 268, ob der Bus 280 länger als
die voreingestellte "Pausen"- Zeitdauer monopolisiert
wurde. Wenn nicht, überprüft sie erneut,
um zu sehen, ob der Bus belegt ist. Dieser Prozess wird so lange
durchgeführt,
bis entweder der Bus 280 frei oder durch die Buslogik 268 nach
dem Ablauf der Pause zurückgesetzt wird
(Block 334). Wenn der Bus freigegeben ist, überträgt der Mikroprozessor 208 die
Daten an die geeignete periphere Vorrichtung (336).
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Die vorbestimmte Prioritätshierarchie,
die von der Buslogik 268 verwendet wird um zu entscheiden, welche
im Wettbewerb stehende Vorrichtung die Steuerung des Busses 280 übernehmen
sollte, ist variabel in Abhängigkeit
von den vorhandenen peripheren Vorrichtungen und den Anwendungen,
für die
sie verwendet werden. Es ist zum Beispiel ein Drucker und ein Unfall-
und Notrufmeldealarm (AENA) mit dem Bus 280 verbunden.
Wenn der AENA versucht, die Meldung eines Unfalls über die
RF-Luftverbindung an Notfallteams zu senden, wobei gleichzeitig
eine Meldung an den Drucker geleitet wird, kann die Buslogik 268 programmiert werden,
um dem AENA die Priorität
zu geben. In weniger extremen Situationen kann die Priorität durch
eine Rotationshierarchie oder andere Mittel bestimmt werden.
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17 stellt
den Betrieb der vorliegenden Erfindung für den Fall dar, in dem die
durch RF-Signale zu übertragenden
Daten von einer der peripheren Vorrichtungen am Bus 280 kommen.
Eine der peripheren Vorrichtungen erzeugt Daten (400),
die an eine andere Vorrichtung adressiert sind. Die periphere Einrichtung
sendet Datenüberprüfungen um
zu se hen, ob der Bus 280 frei ist (404), und wenn
nicht, muss die Vorrichtung warten, um ihre Daten an den Bus zu
legen (405). Die Buslogik 268 bestimmt wiederum, ob die
voreingestellte Pause abgelaufen ist (406) und setzt den
Bus (407) zurück,
wenn die Pause abgelaufen ist. Wenn der Bus 280 frei ist,
entweder auf natürliche
Weise oder durch ein Zurücksetzen
des Busses, werden die zu sendenden Daten an den Bus 280 gelegt.
Wenn die Daten an dem Bus anliegen, bestimmt jede an dem Bus 280 angebrachte Vorrichtung
(einschließlich
dem Mikroprozessor 208), ob die Daten an sie adressiert
sind (410). Wenn dieses so ist, erhält die adressierte Vorrichtung
diese Daten vom Bus 280. Wenn die Daten nicht an eine der
peripheren Vorrichtungen am Bus 280 adressiert sind, werden
sie zum Mikroprozessor 208 (412) weitergeleitet.
Der Mikroprozessor 208 bestimmt (414), ob die
Daten über
eine RF-Luftverbindung an eine entfernte Vorrichtung zu senden sind.
Wenn nicht, startet der Mikroprozessor eine vorbestimmte Fehlerroutine
(415). Wenn der Mikroprozessor 208 aus der Adresse
bestimmt, dass die Daten über
RF-Signale an eine entfernte Vorrichtung zu senden sind, führt er eine Überprüfung durch
um zu sehen, ob der digitale Kanal des Zellulartelefons 10 verwendet
wird (416). Wenn der Kanal belegt ist, werden die Daten
in einer Datenspeichervorrichtung 264 zwischengespeichert,
bis der digitale Kanal frei ist (420). Danach initiiert
der Mikroprozessor 208 über
den digitalen Kanal des Zellulartelefons 10 eine Verbindung
zur entfernten Vorrichtung (424). Die Daten werden mittels RF-Signale
durch das Telefon an die geeignete entfernte Vorrichtung übertragen
(428).
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Man beachte, dass, mit der Ausnahme,
wenn ein mit dem Anschluss 220 verbundenes Faxgerät oder Modem
verwendet wird, zur Übertragung
oder zum Empfang von Daten über
den Sprachkanal, während
Daten durch das Zellulartelefon 10 empfangen oder übertragen
werden, das Telefon gleichzeitig zur Sprachkommunikation verwendet
werden kann, wenn es durch das RF-Luftverbindungsprotokoll unterstützt wird.
Man beachte außerdem,
dass der Mikroprozessor 208 Multitasking-Fähigkeiten aufweisen sollte,
um alle oben erläuterten synchronen
Aufgaben in Einklang zu bringen.
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Wie in 15 gezeigt
stellen einige der peripheren Vorrichtungen, die mit dem Bus 280 verbunden sein
können,
einen globalen Positionsbestimmungs-Empfänger (GPS) 284, eine
Anzeigeeinheit 288 und einen Kompaktdisklesespeicher (CD-ROM) 292 dar.
In einer Anwendung der vorliegenden Erfindung kann die Fahrzeugsausrüstungssteuerung 200 das
Zellulartelefon 10 verwenden, um Datenkommunikationen zwischen
den peripheren Vorrichtungen am Bus 280 mit einem Abteilungsleiter
(dispatcher) bei einer Lieferungsdienstgesellschaft bereitzustellen.
Wenn zum Beispiel der Abteilungsleiter den Ort eines seiner Fahrzeuge,
das mit der Fahrzeugausrüstungssteuerung 200,
dem Zellulartelefon 10 und sämtlichen der gezeigten peripheren
Vorrichtungen ausgerüstet
ist, zu wissen wünscht,
sendet er eine digitale Anfrage mittels RF-Signale an das Zellulartelefon 10,
um nach dem Ort des Fahrzeugs zu fragen. Diese Anfrage wird durch
das Verbindungskabel 46 zum Mikroprozessor 208 übertragen.
Der Mikroprozessor 208 interpretiert die Anfrage und sendet über den Bus 280 einen
Befehl an den GPS-Empfänger 284 mit
der Nachfrage nach der Position des Fahrzeugs. Der GPS-Empfänger 284 antwortet
durch Legen der Positionsdaten an den Bus 280, von wo aus
sie zum Mikroprozessor 208, durch das Verbindungskabel 46 zum
Zellulartelefon 10 und mittels RF-Signale zurück zum Abteilungsleiter übertragen
werden. In einer anderen Ausführungsform
wird ein Echtzeittakt 272 verwendet, um einen Befehl vom
Mikroprozessor 208 an den GPS-Empfänger 284 zu initiieren,
mit dem in regelmäßigen Zeitintervallen
die an den Abteilungsleiter über
RF-Signale zu sendende Positionsinformation angefordert wird. Auf
diese Weise kann der Abteilungsleiter Information über die
Position jedes seiner Fahrzeuge empfangen, ohne den Kontakt initiieren
zu müssen.
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Nach Empfang der Positionsdaten kann
der Abteilungsleiter bestimmen, dass sich das Fahrzeug in großer Nähe zu einer
anderen Aufnahmestelle befindet. Der Abteilungsleiter sendet eine
andere Nachricht mit einer Information, die die neue Aufnahmestelle
betrifft, an die als Anzeigeeinheit 388 beschriebene Einrichtung.
Die Anzeigeeinheit 288 antwortet durch Senden einer getrennten
Nachricht über
den Bus 280 an den CD-ROM 292 mit der Anforderung
einer Karteninformation. Der CD-ROM 292 antwortet durch
Senden von Kartendaten für
die gewünschte
neue Aufnahmestelle zur Anzeigeeinheit 288. Die Anzeigeeinheit 288 zeigt dann
die Karteninformation und die in der Nachricht enthaltene Textinformation
vom Abteilungsleiter, die die genaue Stelle des aufzunehmenden Paketes
betrifft, an.
-
In anderen Anwendungen der vorliegenden
Erfindung können
am Bus 280 angebrachte periphere Vorrichtungen ein Fahrzeugüberwachungssystem
(VMS), ein Sicherheitssystem, einen Drucker, einen Unfall- und Notfallmeldungsalarm
(AENA), ein synthetisiertes Sprachsystem (SSS), ein Spracherkennungssystem,
einen Computer und einen persönlichen
digitalen Assistenten (PDA) enthalten. Alle diese am Bus 280 angebrachten peripheren
Vorrichtungen sind in der Lage, Information zu und von anderen peripheren
Vorrichtungen am Bus 280 und zu und von entfernten Vorrichtungen
unter Verwendung von RF-Signalen zu senden und/oder zu empfangen.
-
In der vorliegenden Erfindung kann
zum Beispiel eine Navigationspositioniervorrichtung wie zum Beispiel
ein GPS-Empfänger 284 in
Kombination mit jedem der folgenden Systeme oder Einrichtungen verwendet werden.
- 1. Ein VMS, um eine Fahrzeugvertretung zu alarmieren,
wenn das Fahrzeug eine Panne hat. Das VMS stellt eine diagnostische
Information bezüglich
der Fahrzeugmotorbedingung bereit, und der GPS-Empfänger stellt
eine Information bezüglich
der Position des Fahrzeugs bereit. Die Fahrzeugver tretung kann dann ein
Straßendienstfahrzeug
zur genauen Stelle der Panne des Fahrzeugs mit geeigneten Teilen
für die
Reparatur schicken.
- 2. Ein Sicherheitssystem zur Initiierung eines Anrufes an einen
Sicherheitsüberwachungsdienst,
wenn in das Fahrzeug eingebrochen wird. Der GPS-Empfänger stellt
dann dem Sicherheitsdienst die genaue Stelle des Fahrzeugs bereit.
- 3. Ein AENA zur Initiierung eines Anrufes an eine Notfallgruppe über das
Zellulartelefon durch Detonation eines Airbags oder andere Gesundheitsnotfallvorrichtungen.
Der GPS-Empfänger
ermöglicht
dann der Notfallbesatzung, die Stelle des Unfalls zu bestimmen.
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Zusätzlich kann das Anzeigegerät 288 in
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um elektronische Nachrichten
(mail messages), die durch das Zellulartelefon 10 empfangen
werden, anzuzeigen. Außerdem
kann das Anzeigegerät 288 in
Kombination mit einem VMS verwendet werden, um einen Zustandsbericht hinsichtlich
der Fahrzeugbedingung graphisch oder mit Text anzuzeigen. Das Anzeigegerät 288 kann
zusätzlich
verwendet werden, um den Bildschirm eines PDA oder eines tragbaren
Computers zu erweitern, der außerdem
am Bus 280 als periphere Vorrichtung angebracht sein kann.
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Ein mit dem Bus 280 verbundenes
VMS kann in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, um eine
diagnostische Information einem Computer mitzuteilen, der außerdem zur
Anzeige oder Analyse am Bus 280 angebracht ist. Ein VMS
kann es außerdem
einem Dienstzentrum ermöglichen,
diagnostische Tests auf einen entfernten Fahrzeugcomputer herunterzuladen
und auf diesem ablaufen zu lassen. Zusätzlich kann ein VMS mit einem
SSS am Bus 280 verbunden sein, um Warnungen oder Fehler
beim Fahrzeugbetrieb an den Fahrer auszugeben.
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Ein am Bus 280 angebrachter
PDA kann als ein Vermittler zum Wählen des Zellulartelefons 10 oder zum
Empfangen und Senden einer elektronischen Nachricht verwendet werden.
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Außerdem kann ein digitales Faxgerät am Bus 280 verwendet
werden (im Gegensatz zu herkömmlichen
analogen Faxgeräten,
die am Anschluss 220 wie oben beschrieben angeschlossen
werden).
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Es kann ein synthetisiertes Sprachsystem
(und/oder ein Spracherkennungssystem) verwendet werden, um eine
oder alle der peripheren Vorrichtungen am Bus 280 zu steuern
und um Daten von einer der peripheren Vorrichtungen an den Fahrer
zu übermitteln.
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Zusätzlich kann ein AENA in Kombination
mit einem VMS am Bus 280 verwendet werden, um die Bauart,
das Modell, die Farbe und die Lizenzplattennummer zusammen mit dem
Notfallsignal zur genaueren Identifikation an 911 zu senden.
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Außerdem kann ein Drucker mit
dem Bus 280 verbunden sein und Informationen von jeder
der am Bus 280 angebrachten peripheren Vorrichtungen oder
direkt von durch das Zellulartelefon 10 empfangenen RF-Signalen
zu empfangen.
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