专利名称：微处理设备控制系统及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种微处理控制系统及其使用方法。
背景技术：
尽管下面的描述几乎完全涉及ー种以智能电话形式的用于控制玩具的一个或多个功能的手持式微处理设备，但本领域技术人员应意识到的是，微处理设备可以是具有用于控制任何另外的电子设备的ー个或多个功能的适当的音频模块的任何电子设备。为了控制诸如机器人之类的玩具的目的，公知的是使用智能电话。电话和玩具之间的通信可以通过无线电波、红外线和/或类似的方式无线地进行。使用音频通道或插孔来将数据信号从电话发送到玩具以控制该玩具也是公知的。
发明内容
本发明的ー个目的是提供一种对另外的电子设备提供增强的控制的微处理设备控制系统。本发明另外的目的是提供ー种使用微处理设备控制系统的方法。本发明另外的目的是提供ー种包括增强的微处理设备控制系统的玩具装置。本发明另外的目的是提供ー种使用包括微处理设备控制系统的玩具装置的方法。根据本发明的第一方面，提供ー种微处理设备控制系统，所述系统包括微处理设备；以及，另外的电子设备，其可连接到所述微处理设备或者能够与所述微处理设备通信以允许所述微处理设备来控制所述另外的电子设备的ー个或多个功能，所述微处理设备包括音频连接模块和麦克风连接模块，所述音频连接模块布置成能够向所述另外的电子设备发射ー个或多个音频数据信号和控制数据信号，并且其中，所述麦克风连接模块布置成能够从所述另外的电子设备接收ー个或多个音频数据信号和控制数据信号，以允许从所述另外的电子设备到所述微处理设备的控制和/或反馈。因此，本发明的系统允许所述另外的电子设备和所述微处理设备之间使用与所述微处理设备相关联的音频和麦克风连接模块的双向通信以提供控制和反馈系统两者。微处理设备的麦克风连接模块尤其能够从所述另外的电子设备接收两种类型的数据信号音频数据信号和控制数据信号，从而允许麦克风连接模块既能以传统方式运作以接收音频数据，又以非传统方式运作以接收控制信号，以从所述另外的电子设备向微处理设备提供反馈。这与现有技术形成对比，现有技术受限于使用音频连接模块从微处理设备向另外的电子设备在单方向上提供音频数据和控制数据。通过提供本发明的控制和反馈系统，允许使用在微处理设备中提供的強大的硬件来控制连接到该微处理设备或者与该微处理设备通信的另外的电子设备，从而允许以较低的成本提供另外的电子设备并且能够快速容易地制造。优选地，所述微处理设备和/或另外的电子设备是手持式设备或者具有能够在用户的手中握持的尺寸。
优选地，所述控制数据信号是ー个或多个电子、数字和/或射频信号，其允许控制接收该信号的设备的ー个或多个功能。优选地，所述音频数据信号是ー个或多个在其中包含或传递音频数据的电子、数字和/或射频信号。优选地，所述音频连接模块包括至少ー个音频输出连接端ロ或通道。如果仅提供了一个音频输出连接端ロ或通道，可以使用时分方法以允许音频数据信号和控制数据信号两者从微处理设备发射到另外的电子设备。优选地，所述音频连接端ロ还提供至少ー个麦克风连接模块。例如，麦克风输入连接模块可以集成有音频连接端ロ。优选地，所述音频连接模块包括至少两个音频输出模块或通道以提供立体声音频输出，诸如左音频输出和右音频输出。音频输出模块或通道中的ー个典型地用于向另外的电子设备发送一个或多个数据或控制命令/信号。至少另ー个音频输出模块、通道或连接
器典型地用于例如通过向另外的电子设备的扬声器发送语音输入或声波音频来向该另外的电子设备发送ー个或多个音频数据信号。优选地,所述麦克风连接模块包括至少ー个麦克风输入或通道。该麦克风输入或通道典型地用于接收从另外的电子设备发送到微处理设备的ー个或多个控制数据信号、音频声音信号和/或语音输入信号。优选地，如果提供了单个麦克风输入或通道，则所述输入或通道使用时分方法或手段来接收两种不同类型的数据信号(即，控制数据信号和音频数据信号)。这是基于将数据信号划分到不同的时隙并且通过相同的通道频率进行发送。因此，可以使用麦克风输入或通道中的不同时隙以允许将ー个或多个控制数据信号与一个或多个音频声音和/或语音输入信号一起从另外的电子设备发送到微处理设备。在一个实施例中，所述微处理设备包括插孔，该插孔包括至少三个通道两个音频通道和ー个麦克风通道。优选地，一个音频通道用于输出ー个或多个音频数据信号，ー个音频通道用于输出一个或多个控制信号，并且麦克风通道用于接收一个或多个音频和控制数据信号。在一个实施例中，所述微处理设备包括四个通道两个音频通道和两个麦克风通道。在该实施例中，在第一音频输出通道上从微处理设备向另外的电子设备发送控制数据信号，在第二音频输出通道上从微处理设备向另外的电子设备发送音频数据信号，在第一麦克风输入通道上从另外的电子设备向微处理设备发送控制数据信号，并且在第二麦克风输入通道上从另外的电子设备向微处理设备发送音频数据信号。优选地，所述另外的电子设备通过一个或多个电线，线缆，音频线缆，耳机线缆和/或类似物中任意ー个或任意的组合连接到微处理设备。例如，所述另外的电子设备可以通过耳机线缆连接到手持式设备。在一个实施例中，所述另外的电子设备可以通过无线通信方式进行通信，例如通过射频方式和/或类似的方式。微处理设备典型地包括软件(例如可下载的软件应用或“app”)以允许与所述另外的电子设备通信和/或控制所述另外的电子设备。微处理设备可以包括在其中包含微处理模块或微控制器模块(MCU)的任意装置，诸如智能电话、移动电话、个人数字助理(PDA)、掌上电脑、MP3播放器、Android电话、I-Phone 等。在优选的实施例中，微处理模块还包括因特网连接模块或WiFi、陀螺传感模块或陀螺传感器、加速測量模块或加速计、无线通信模块(诸如蓝牙)、导航模块(例如全球定位系统(GPS))、照相机模块、视频模块、移动电话通信模块等中的任意ー个或任意組合。所述另外的电子设备可以包括在其中包含微处理模块或微控制器模块(MCU)的任意设备。例如，电子设备可以是以电子玩具的形式。如果需要，所述微处理设备和另外的电子设备可以分别称为第一和第二电子和/或微处理设备。优选地，所述另外的电子设备包括ー个或多个输入/输出(IO)模块或引脚，以允许所述微处理设备或所述另外的电子设备的MCU控制ー个或多个外围设备，例如一个或多个电气或电子外围设备。例如，所述ー个或多个IO模块或引脚可以控制ー个或多个外围设
备的输出或输入，例如，在使用时用于驱动ー个或多个物体移动的运动的驱动模块、在使用时用于照亮ー个或多个物体的照明模块、在使用时用于感测ー个或多个物体的感测模块、在使用时用于允许ー个或多个物体的做动作的致动模块、用于发出音频数据的扬声器模块等中的任意ー个或任意组合。在一个实施例中，所述另外的电子设备是以玩具的形式。优选地，一个或多个外围设备是以玩具的一部分的形式提供的或者与玩具相关联，并且所述的另外的电子设备控制该ー个或多个外围设备。在一个实施例中，所述ー个或多个IO模块或引脚允许以ー个或多个电动机、发光ニ极管(LED)等的形式对外围设备的输出控制。在一个实施例中，所述ー个或多个IO模块或引脚允许对ー个或多个外围设备的输入控制，诸如麦克风、ー个或多个触摸传感器或按钮、按键等。麦克风可以用于允许所述另外的电子设备接收外部语音和/或音频数据信号，并且通过微处理设备的麦克风通道将相同的信号发送回手持式设备。在一个实施例中，所述控制系统包括单个微处理设备以及至少ー个另外的电子设备，所述微处理设备以及至少ー个另外的电子设备通常是单独的独立设备。优选地，这些设备中的一个或两者是手持式设备。例如，手持式设备可以是以智能电话的形式，并且所述另外的电子设备可以是以玩具的形式。智能电话的硬件用于控制玩具的ー个或多个功能。在另外的实施例中，所述控制系统包括两个或更多个微处理设备以及至少ー个另外的电子设备。优选地，这两个微处理设备为手持式设备。在该实施例中，优选地，所述微处理设备中的至少ー个微处理设备与所述至少ー个另外的电子设备相关联，或者是以所述至少ー个另外的电子设备的一部分的形式提供的。例如，两个或更多个手持式微处理设备可以是以智能电话的形式，并且所述另外的电子设备可以是以玩具的形式。智能电话中的一个可以形成玩具的一部分(智能电话/玩具组合)，并且其它的智能电话可以被用作该智能电话/玩具组合的无线遥控设备。优选地，所述两个或更多个微处理设备包括有线或无线通信模块以允许这些微处理设备之间的通信。优选地，所述无线通信模块包括射频模块。优选地，所述至少ー个另外的电子设备具有与相同的设备相关联的定位模块，以允许在使用时对其使用的第一微处理设备或微处理设备中的一个进行定位。定位模块可以包括一个或多个凹槽，孔洞，空腔，夹子，连接模块等中的任意ー个或任意組合。在一个实施例中，所述另外的电子设备可以是以玩具、机器人、玩偶等形式。根据本发明的第二方面，提供了包括微处理设备控制系统的玩具装置。该控制系统可以包括至少ー个微处理设备以及至少ー个另外的电子设备。优选地，所述玩具装置包括至少ー个玩具组件，并且所述至少一个另外的电子设备是玩具组件或者与该玩具组件的一部分相关联、在该玩具组件的一部分上提供或者是以该玩具组件的一部分的形式。根据本发明的第三方面，提供了ー种使用微处理设备控制系统的方法，所述系统包括微处理设备，以及可连接到所述微处理设备或能够与所述微处理设备通信的另外的电子设备，所述微处理设备包括音频连接模块和麦克风连接模块，并且其中，所述方法包括以
下步骤使用所述音频连接模块来向所述另外的电子设备发射ー个或多个音频数据信号和控制数据信号，以允许所述微处理设备控制所述另外的电子设备的ー个或多个功能；以及，使用所述麦克风连接模块来接收来自所述另外的电子设备的ー个或多个音频数据信号和控制数据信号，以允许从所述另外的电子设备到所述微处理设备的控制和/或反馈。根据本发明另外的方面，提供了ー种使用包括微处理设备控制系统的玩具装置的方法。尽管描述涉及配置成接收音频和控制数据信号两者的音频连接模块和麦克风连接模块。但应意识到的是，音频连接模块和麦克风连接模块中的每ー个的这种模块能够接收/发送这两种类型的信号，而并不是这两种类型信号必须在相同的时间通过所述连接模块进行接收/发送。
现在将參照附图来描述本发明的实施例，其中图I是示出根据本发明的第一实施例，智能电话和另外的电子设备之间的主要连接的简化框图；图2是图I中示出的组件的示意图；图3是示出根据本发明的第二实施例，第一和第二智能电话以及以机器人形式的另外的电子设备之间的主要连接的简化框图；图4是图3中示出的组件的示意图；以及图5示出了图1-2中示出的实施例的具体示例。
具体实施例方式參照图I和2，示出了根据本发明的实施例，用于允许使用以智能电话2的形式的手持式微处理设备的硬件和软件来控制电子设备12的一个或多个功能的控制系统。智能电话2具有以音频插孔4的形式的音频和麦克风连接模块，音频插孔4包括三个通道右音频输出通道6、左音频输出通道8和麦克风输入通道10。左音频通道或右音频通道6、8中的一个用于向设备12发送ー个或多个数据命令信号以用于控制所述设备的ー个或多个功能。左音频通道或右音频通道6、8中的另ー个用于向设备12发送ー个或多个音频和/或语音数据信号。麦克风输入通道10用于接收来自设备12的一个或多个音频和/或语音数据信号连同来自设备12的ー个或多个控制数据信号。时分方法用于通过麦克风输入通道10发射控制数据信号和音频/语音数据信号两者。电子设备12包括右音频通道输入模块14、左音频通道输入模块16和麦克风输出模块18。这些输入/输出模块与包括MCU 22的集成电路(IC)板20通信。IC板20包括用于控制与电子设备12相关联的ー个或多个外围设备的多个IO引脚。例如，IO引脚23可以用于从IC输出ー个或多个数据信号以用于控制扬声器24、一个或多个电动机或LED 26。IO引脚28可以用于输入来自ー个或多个触摸传感器30或麦克风32的一个或多个数据信号。来自麦克风32的音频信号可以由IC 20使用时分方法34进行处理，以便将ー个或多个数据信号通过麦克风通道10发送回智能电话2。例如，电子装置可以是以如图5所示的泰迪熊36的形式。泰迪熊具有身体部分38、头部40、手臂42和腿44。外围设备嵌入在泰迪熊中并且包括在熊36的耳朵48中提供的麦克风46、与熊36的眼睛52相关联的电动机50、在熊36的身体部分38中提供的扬声
器54、在熊36的身体部分38中提供的LED 56、以及在熊36的手臂42中提供按钮或触摸传感器58。麦克风46能够记录语音和/或音频数据，并将这些数据发送给通过耳机线60连接到熊36的智能电话2。电动机50能够在接收到的来自智能电话2的控制信号后驱动熊的眼睛的运动。扬声器54能够播放由熊36所处理的和/或通过耳机线60的音频通道从电话2发送到熊36的音频和/或语音数据。LED能够在接收到来自智能电话2的控制信号时在照明和非照明状态下切換。触摸传感器58能够检测到用户触摸熊36的手臂42并且将该数据发送给电话2。在一个例子中，软件应用在电话2上运行以允许熊36和电话2之间的连接。通过按压熊上的按钮58，熊36可以从“待机”或“未使用”的状态激活到“激活”或“使用中”的状态。来自按钮58的数据信号被发送到电话2。然后，电话2将数据信号发送回熊36，致使熊通过熊36中的扬声器54播放音频消息,例如“早上好”。用户可以对着熊36的麦克风46讲话并且回复“早上好”。该音频数据被记录并且通过麦克风通道发送给电话2。电话2中的语音识别模块处理该话语，并且随后通过语音通道将控制数据发送回熊以打开LED 56，并且使用电动机50来移动眼睛52。应意识到的是，游戏能够在用户、熊和电话之间以任何适当的方式继续进行。參照图3和4，示出了根据本发明的第二实施例，与玩具装置一起使用的控制系统。该玩具装置是以包括第一智能电话104的机器狗102以及第二智能电话106的形式，其中，第一智能电话104形成狗102的一部分的第一智能电话104并且用于允许使用智能电话104的硬件和软件来控制机器狗的ー个或多个功能，并且第二智能电话106用于允许远程控制第一智能电话104和/或狗102。狗102包括具有身体部分108 (其具有从该身体部分向外伸出的腿110)、头部112和尾巴114。每条腿110具有两个可移动的接合部分以提供腿的整体或部分的移动。电动机116与每个可移动接合部分相关联，以在使用时驱动腿部相对于身体部分的运动。ー个或多个触摸传感器118与狗的每条腿110相关联，以在使用时检测用户和/或ー个或多个物体接触到狗的腿。在狗的头部112中提供了以凹槽形式的定位模块(未示出)，以用于在使用时定位第一智能电话104。在身体部分108中提供了扬声器120，以在使用时允许从其中播放音频数据和声音。狗102还包括与第一实施例中所描述的类型相似的IC板20。IC 20通过有线连接以与第一实施例中IC 20与智能电话2之间的通信相类似的方式来与智能电话104通信。因此，第一智能电话104具有以音频插孔4的形式的音频和麦克风连接模块，音频插孔4包括三个通道右音频输出通道6、左音频输出通道8以及麦克风输入通道10。左音频通道或右音频通道6、8中的ー个用于向狗102的IC 20发送ー个或多个数据命令信号，以控制狗的ー个或多个功能，诸如驱动电动机的运动、点亮LED等。左音频通道或右音频通道6、8中的另ー个用于向狗102的IC 20发送ー个或多个音频和/或语音数据信号，诸如用于通过狗上的扬声器发声。麦克风输入通道10用于接收来自狗的IC 20的一个或多个音频和/或语音数据信号，连同来自狗的IC 20的ー个或多个控制数据信号。时分方法用于允许通过麦克风输入通道10发送控制数据信号和音频/语音数据信号两者。狗102的IC 20包括如前面所述的右音频通道输入模块14、左音频通道输入模块
16以及麦克风输出模块18。IC 20的IO引脚控制数据信号的输出以便控制在狗的腿110中提供的电动机116，并且控制来自扬声器120的音频声音的输出。IC 20的IO引脚还控制来自在狗的腿110中提供的触摸传感器118的数据信号以及来自麦克风122的音频信号的输入。来自麦克风32的音频信号由IC 20使用时分方法34进行处理，以用于通过麦克风通道10将ー个或多个数据信号发送回智能电话104。第一智能电话104还包括用于为电话记录音频数据126的外部麦克风124 ;用于为电话捕捉图像数据130的照相机128 ;用于收集IO数据132的模块；以及，以WIFI连接134的形式的因特网连接模块，其允许与第二智能电话106进行音频和/或语音数据的发送和/或接收。第二智能电话106可以具有与在第一智能电话104中描述的相类似的硬件特征。在该实施例中，第二智能电话106通过WIFI连接136与第一智能电话104通信，以提供对第一智能电话104和狗110的远程控制。特别地，电话106可以用于远程控制机器狗102的电动机功能。应意识到的是，狗的任意功能都可以由第一或第二智能电话来控制。软件应用可以被下载到第一和第二智能电话104、106和/或在第一和第二智能电话104、106中提供，以在使用时允许电话之间的通信而不需要外部的无线路由器(即，在第ニ智能电话106上启用个人热点功能)。这允许控制智能电话106的用户完全远程地控制狗102的功能。狗102将音频和/或视频数据以流式传送到第二智能电话106，使得该电话的用户能够确定狗102是否移动、移动的方向、移动速度等。电话106的用户可以通过在电话106上提供的外部麦克风138向第一电话104发出语音命令,并且通过照相机140向第一电话104发送图像数据。语音命令可以流式传送并且通过在狗102上提供的扬声器120输出。智能电话104可以形成为狗102的整合部分，可以可拆卸地连接到狗102或者可以通过连接模块连接到狗。当未使用智能电话104与狗102通信时，智能电话104可以作为传统的电话使用。在第一和第二智能电话上提供的照相机可以用于使用已知的图像处理手段来检测相对的电话的位置和/或移动。
权利要求
1.一种微处理设备控制系统，所述系统包括微处理设备；以及另外的电子设备，其中，所述另外的电子设备可连接到所述微处理设备或者能够与所述微处理设备通信以允许所述微处理设备控制所述另外的电子设备的一个或多个功能，所述微处理设备包括音频连接模块和麦克风连接模块，所述音频连接模块配置成能够向所述另外的电子设备发送一个或多个音频数据信号和控制数据信号，并且其中，所述麦克风连接模块配置成能够接收来自所述另外的电子设备的一个或多个音频数据信号和控制数据信号，用于允许从所述另外的电子设备到所述微处理设备的控制和/或反馈。
2.根据权利要求I所述的系统，其中，所述微处理设备和/或所述另外的电子设备是手持式设备和/或具有允许用户在使用时将其握在该用户手中的尺寸。
3.根据权利要求I所述的系统，其中，所述音频连接模块包括至少一个音频连接端口或通道和/或所述麦克风连接模块包括至少一个麦克风连接端口或通道。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，如果提供了单个音频连接端口或通道和/或单个麦克风连接端口或通道，则使用时分方法以允许分别从所述微处理设备向所述另外的电子设备和/或从所述另外的电子设备向所述微处理设备发送音频数据信号和控制数据信号两者。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述音频连接端口包括所述至少一个麦克风输入连接模块和/或所述音频连接端口与所述麦克风输入连接模块集成在一起。
6.根据权利要求3所述的系统，其中，如果提供了两个或更多个音频输出模块或通道用于立体声音频输出，则所述音频输出模块或通道中的一个能够用于向所述另外的电子设备发送一个或多个数据或控制信号，所述至少其它的音频输出模块或通道能够用于向所述另外的电子设备发送一个或多个音频数据信号。
7.根据权利要求3所述的系统，其中，所述微处理设备包括插孔，所述插孔具有至少三个通道两个音频通道和一个麦克风通道，其中一个音频通道能够向所述另外的电子设备发送一个或多个音频数据信号，另一个音频通道能够向所述另外的电子设备发送一个或多个控制数据信号，并且所述麦克风通道用于接收从所述另外的电子设备到所述微处理设备的一个或多个音频和控制数据信号；或者所述微处理设备包括四个通道两个音频通道和两个麦克风通道，其中通过一个音频通道从所述微处理设备向所述另外的电子设备发送一个或多个音频数据信号，通过另一个音频通道从所述微处理设备向所述另外的电子设备发送一个或多个控制数据信号，通过一个麦克风通道从所述另外的电子设备向所述微处理设备发送一个或多个音频数据信号，并且通过另一个麦克风通道从所述另外的电子设备向所述微处理设备发送一个或多个控制数据信号。
8.根据权利要求I所述的系统，其中，所述另外的电子设备通过一条或多条线缆、电线、耳机线或音频线中的任意一者或任意组合连接到所述微处理设备。
9.根据权利要求I所述的系统，其中，所述微处理设备是智能电话、移动电话、个人数字助理(PDA)、掌上电脑、MP3播放器、Android电话或I-phone中的任意一者，和/或包括因特网连接模块、WiFi、陀螺传感模块、加速测量模块、无线通信模块、导航模块、照相机模块、视频模块或移动电话通信模块中的任意一者或任意组合。
10.根据权利要求I所述的系统，其中，所述另外的电子设备包括一个或多个输入/输出(IO)模块，用于允许所述另外的电子设备的微处理模块控制一个或多个电气或电子外围设备。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述一个或多个电气或电子外围设备包括驱动模块、照明模块、感测模块、致动模块、扬声器模块、一个或多个电动机、发光二极管(LED)、麦克风、触摸传感器或者激励按钮中的任意一者或任意组合。
12.根据权利要求I所述的系统，其中，所述另外的电子设备具有玩具、机器人或玩偶的形式。
13.根据权利要求I所述的系统，其中，提供了两个或更多个微处理设备以及至少一个另外的电子设备，并且其中，所述两个或更多个微处理设备中的至少一个微处理设备与所述至少一个另外的电子设备相关联、构成所述至少一个另外的电子设备的一部分、或者在所述至少一个另外的电子设备中提供。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述至少一个另外的电子设备包括定位模块或者一个或多个凹槽、孔洞、空腔、夹子或连接模块中的任意一者或任意组合，用于允许使用时对与其相关的所述微处理模块中的一个进行定位。
15.一种使用微处理设备控制系统的方法，所述系统包括微处理设备以及另外的电子设备，所述另外的电子设备可连接到所述微处理设备或能够与所述微处理设备通信，所述微处理设备包括音频连接模块和麦克风连接模块，并且其中，所述方法包括以下步骤使用所述音频连接模块来向所述另外的电子设备发射一个或多个音频数据信号和控制数据信号，以允许所述微处理设备控制所述另外的电子设备的一个或多个功能；以及使用所述麦克风连接模块来接收来自所述另外的电子设备的一个或多个音频数据信号和控制数据信号，用于允许从所述另外的电子设备到所述微处理设备的控制和/或反馈。
全文摘要
提供一种微处理设备控制系统。该系统包括微处理设备和另外的电子设备，所述另外的电子设备可连接到所述微处理设备或者能够与所述微处理设备通信以允许所述微处理设备来控制所述另外的电子设备的一个或多个功能。所述微处理设备包括音频连接模块和麦克风连接模块。所述音频连接模块配置成能够向所述另外的电子设备发射一个或多个音频数据信号和控制数据信号。所述麦克风连接模块配置成能够从所述另外的电子设备接收一个或多个音频数据信号和控制数据信号，以允许从所述另外的电子设备到所述微处理设备的控制和/或反馈。
文档编号G05B19/04GK102854806SQ20121028100
公开日2013年1月2日 申请日期2012年6月27日 优先权日2011年6月27日
发明者Y·M·K·何 申请人:承德国际香港有限公司