建立无线连接的系统和方法

专利名称：建立无线连接的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及不同计算机装置之间的无线数据通信过程，更具体地说，本发明涉及在外围装置与计算机装置之间自动建立无线连接的方法和设备。
背景技术：
如今，一位用户利用其办公室内的几个计算机系统进行工作越来越普遍。根据当前技术，每个计算机系统利用其自己的外围装置控制光标在计算机显示屏幕上移动，例如有线鼠标装置或无线鼠标装置。其主要缺陷在于，在用户每次利用不同计算机系统进行工作时，他必须使用不同的外围装置，这样令人感到枯燥乏味、没有乐趣而且还要求复杂的操作过程。
因此，存在这样一种要求，即无论用户利用多少个计算机系统进行工作，仅使用唯一的外围装置。
使用不同外围装置产生的另一个问题是对不同外围装置的软件支持问题。事实上，当前，各种外围装置的每个制造商，例如国际商用机器公司(International Business Machines Corp.)在提供外围装置时，同时提供包括装置驱动程序的软盘，将此装置驱动程序由用户安装在计算机系统上。本发明提供了一种无需这种软盘，而自动安装外围装置的装置驱动程序的方法。
最后，本发明还涉及一种使用户便于在外围装置与多个计算机系统内选择的计算机系统之间建立无线连接的用户友好的系统和方法。

发明内容
根据本发明，提供了一种用于与智能装置建立无线连接的外围装置。该外围装置包括用于控制光标在智能装置的显示屏幕上移动的控制装置，并且该外围装置进一步包括·与该控制装置相连用于产生多个识别信号的装置，该识别信号至少包括用于识别与所述外围装置相关的装置驱动程序的装置驱动程序信号；以及·与该控制装置相连、根据所述多个识别信号分析从所述智能装置接收的至少一个确认信号的装置。
最好，在产生多个识别信号期间，用户操作第一激励装置，例如位于外围装置面板上的按钮。同样，在产生多个识别信号期间，用户还操作第二激励装置，例如与智能装置相连的键盘上的预定键。
在优选实施过程中，识别信号和确认信号是HDLC帧，HDLC帧具有用于确定帧类型的特定控制字段，即该帧是由外围装置发送的，还是由智能装置发送的，该帧是同步帧，还是异步帧，还是含有待下载到智能装置上的装置驱动程序的帧。
此外，根据本发明，提供了一种在具有多个智能装置的多计算机环境下，在外围装置与智能装置之间建立无线连接的系统。该系统部分包括在最好是鼠标装置的外围装置内，而且还包括在最好是计算机系统的智能装置内。该系统的特定程序使用户仅使用一个鼠标装置就可以利用任意智能装置进行工作。


图1示出其中根据本发明的无线外围装置可以与其中任何一台计算机相连的多计算机环境。
图2是根据本发明使用的无线鼠标机械部分的俯视图。
图3是根据本发明的无线鼠标电子实现的一个实施例的示意图。
图4是图3所示支持电路的详细示意图。
图5示出在根据本发明的鼠标与计算机系统之间交换的各HDLC帧的不同格式。
图6是示出鼠标装置待用程序各步骤的流程图。
图7是示出与同步/异步按钮相关的中断程序的各步骤的流程图。
图8是示出鼠标串行通信控制器中断程序各步骤的流程图。
图9-a、9-b、9-c示出红外PC串行通信控制器中断程序各步骤的流程图。
发明详述图1示出根据本发明的优选红外鼠标环境。一般的说，本发明包括在密集计算机环境下使外围装置通过无线通信连接到多个智能装置中所选择的装置的简便技术。选择的智能装置可以是固定装置或移动计算装置。在以下详细说明的实施例中，假定外围装置包括数据鼠标。然而，本技术领域内的技术人员应该认识到，在此描述的概念同样适用于其它类型的外围数据存储器或计算装置。在图1中，例如利用红外波12和14，将鼠标装置10无线连接到多个相邻计算机系统(16-2至16-n)中选择的计算机系统16。系统16安装有图形用户界面软件，例如国际商用机器公司的IBM OS/2操作系统支持的图形用户界面软件。与硬布线连接各装置相比，利用红外波12和14使装置10的位置具有更大的自由度。还可以采用其它无线通信技术。例如，在需要时，也可以采用无线光通信链路或电磁波。所示的优选鼠标配置具有两个“点击”按钮18、一个“按”钮20以及鼠标球组件(未示出)。计算机系统16具有显示屏幕、键盘以及与鼠标装置10进行通信的辅助硬件22。正如以上简要说明的那样，本发明的显著优势在于，能够在具有多个互相邻近的计算系统(16-2至16-n)的密集计算环境下在鼠标装置与选择的计算系统之间建立无线连接。每个计算机系统(16、16-2至16-n)均包括由硬件电路和软件程序构成的特定器件22，它允许根据本发明在鼠标装置10与多个计算机系统之一之间自动建立无线连接。
图2示出根据本发明的鼠标装置10的一个优选实施例的机械部分示意图。此装置10具有内置装置，该内置装置用于控制安装在计算装置上的图形用户界面的指针。尽管在此结合鼠标对本发明进行了描述，但是上述概念并不局限于特定便携式结构。装置10含有诸如鼠标球24和鼠标按钮18的标准鼠标部件。对无线鼠标10附加红外(IR)通信装置26和按钮20。以下将参考图3进一步讨论这些部件。
图3示出鼠标装置10的内部电路30。电子电路30包括一组发光二极管(LED)26、红外LED驱动器32、红外LED接收器34以及无线通信支持电路36。支持电路36包含通信协议的最低硬件级，将参考图4做详细说明。
图4是图3所示支持电路36的详图。红外LED驱动器32和红外LED接收器34与复用器40相连。复用器40的一个数据输入端与鼠标硬件控制电路41相连，而复用器40的另一个数据输入端与串行通信控制器(SCC)42相连。不对鼠标硬件控制电路41做详细说明，因为它是标准红外装置，而且不属于本发明内容。SCC 42还与局部总线43相连，局部总线43上还连接了鼠标识别可编程只读存储器(PROM)44和微控制器45。微控制器45的控制I/O与复用器40的控制输入端相连。微控制器45具有两条中断线(INTP1、INTP2)，最高优先级中断线“INTP1”与SCC 42相连，最低优先级中断线“INTP2”与按钮20相连。微控制器45是标准市售部件，包括众所周知的随机存取存储器(RAM)装置和只读存储器(ROS)装置。ROS装置存储无线通信程序。鼠标识别PROM 44存储可以识别鼠标制造商的供应者识别模式以及鼠标的装置驱动程序。
希望利用要求的计算机系统(PC)进行工作的用户必须使该鼠标与该PC同步。为了实现同步，只要显示屏幕上的鼠标指针保持非活动的，他就必须按下并保持PC键盘上的一个预定键，同时按下位于鼠标装置10上的按钮20。在鼠标指针开始变为活动的时，例如观察到可移动时，用户停止按下PC键盘上的键和鼠标按钮。此后，用户在通常的无线环境下工作以在选择的计算机系统中开始进行任何应用。
在该优选实施例中选择字母键“S”为键盘上的预定同步键，运行在PC上的IR软件对该预定同步键进行分析，以下将参考图9对此做进一步说明。
希望使用同一个鼠标装置利用另一个PC进行工作的用户必须首先与现用的PC去同步，然后以上述方式开始与新选择的PC建立同步操作。为了实现去同步，只要显示屏幕上的鼠标指针是活动的，用户就必须按下并保持PC键盘上的一个预定键，同时按下位于鼠标装置10上的按钮20。在该优选实施例中选择字母键“D”为键盘上的预定去同步键，运行在PC上的IR软件对该预定去同步键进行分析，以下将参考图9对此做进一步说明。本技术领域内的技术人员应当明白可以选择键盘上的任何其它预定键用于同步操作和去同步操作。
鼠标装置与计算机系统之间的同步操作过程和去同步操作过程最好采用众所周知的HDLC帧，但是在本发明实质范围内，也可以采用其它协议。
图5示出在根据本发明的鼠标与计算机装置之间交换的HDLC帧的各种不同格式。在图5的上部，线50、51和52示出由鼠标装置10发送到PC(16、16-i、16-n)的HDLC发送帧(XMT帧)。同样，下面的3条线53、54和55示出由PC(16、16-i、16-n)发送到鼠标装置10的HDLC接收帧(RCV帧)。
一般地说，HDLC帧包括起始标记(Fs)、控制字节(CNTL)、数据字节(V，Range)、两个循环冗余校验(CRC)字节以及结束标记(Fe)。本发明的一个特征在于，控制字节是每个帧的特征。它包括两个部分被称为确认位(ACK)的4个最高位和被称为命令位(CMD)的4个最低位。利用鼠标装置设置命令位(CMD)，而利用PC设置确认位(ACK)。
控制字节(CNTL)规定发送帧和接收帧的类型。在优选实施过程中，对3个帧一组的每个组定义3种帧，但是，显然，也可以定义不同数量的帧。
对于发送组，第一发送帧被称为同步帧(SYNC)。鼠标装置将控制字节设置为十六进制(hexa pattern)01(X’01’)。对于被称为去同步帧(DE-SYNC)的第二发送帧，鼠标装置将控制字节设置为十六进制04(X’04’)。对于被称为装置驱动程序帧(DD)的第三发送帧，鼠标装置将控制字节设置为十六进制02(X’02’)。
对于接收组，第一接收帧被称为PC同步确认帧(SYNC-PC-ACK)，PC将控制字节设置为十六进制11(X’11’)。对于被称为PC去同步确认帧(DE-SYNC-PC-ACK)的第二接收帧，鼠标装置将控制字节设置为十六进制44(X’44’)。对于被称为PC装置驱动程序确认帧(DD-PC-ACK)的第三接收帧，鼠标装置将控制字节设置为十六进制22(X’22’)。
在数据字节区域，第一字节“V”定义供应者标识号。由红外标准组织定义供应者标识号，并对供应者提供该供应者标识号。每个供应者具有唯一标识号。
其它数据字节取决于HDLC帧的类型。对于上述50、51、53和54帧，这些字节表示鼠标装置的地址，它们对于供应者生产的每种鼠标装置是唯一的。在优选实施例中，该地址由4个字节定义，这是可以寻址四十多亿个不同的鼠标的正确数量，但是在需要时，技术人员可以容易地确定另外的字节数量。
对于上述52和55帧，这些字节表示从鼠标装置下载到PC的鼠标装置的装置驱动程序。字节数量取决于制造商的装置驱动程序的开发。
现在，将参考图6说明鼠标装置的待用程序。此程序从通过接通加电开关(该图中未示出)来接通鼠标电源开始运行。在步骤60，微控制器45执行鼠标装置自测试过程。接着，模块62测试是否存在错误。如果存在故障(分支“是”)，则在步骤64接通可视错误LED(该图中未示出)，而在步骤66，微控制器45停止工作。如果测试装置中未发生故障(分支“否”)，则在步骤68，微控制器45执行公共通信协议层。诸如用户对按钮20的动作或者串行通信控制器42接收的状态之类的任何事件均使待用程序产生中断，从而进入相应事件处理过程。
复位会导致鼠标装置处于空闲(IDLE)状态。在用户按下按钮20时，微控制器45执行与同步/去同步按钮有关的中断程序的步骤，如图7所示。在方框700，将复用器设置到端口B，这意味着SCC 42与红外接口相连。在方框701，测试被称为“SYNC-MODE”的软件变量是否是活动的。因为鼠标装置的先前状态为IDLE，所以变量“SYNC-MODE”是非活动的，并且程序进到方框702，在方框702，发送同步帧50。接着，在方框704，处理过程保持预定时间间隔。在此时间间隔期间，执行串行通信控制器中断程序，将参考图8对此做进一步详细说明。
在该时间间隔结束时，在方框706，测试“SYNC-PC-ACK”软件变量是否是活动的。如果该变量是非活的，即如果所查询的PC还未对鼠标请求做出响应，则该程序回到发送帧(50)的方框702。
如果该变量是活动的，则处理过程进到方框708，在方框708，将装置驱动程序帧(52)发送到相应的PC。
接着，在方框710，处理过程保持预定时间间隔。在该时间间隔结束时，在方框712，测试“DD-PC-ACK”软件变量是否是活动的。如果该变量是非活动的，则该程序回到方框708，在方框708再一次发送帧52。
如果该变量是活动的(分支“是”)，则处理过程进到方框714，在方框714，将软件变量SYNC-MODE设置为活动的。在方框715，将复用器设置到端口A，这意味着，鼠标硬件控制器与红外接口相连，并且处理过程退出此程序。
回到方框701，在SYNC-MODE变量是活动的时，处理过程进到方框716，在方框716，发送去同步帧5l接着，在方框718，处理过程保持预定时间间隔。在该预定时间间隔结束时，在方框720，测试“ DE-SYNC-PC-ACK”软件变量是否是活动的。如果该变量是非活动的，则该程序回到方框716，直到活动PC发出活动“DE-SYNC-PC-ACK”帧。在这种情况下(方框720的分支“是”)，处理过程进到方框722，在方框722，将软件变量SYNC-MODE设置为非活动的。在方框715，将复用器设置到端口A，这意味着鼠标硬件控制器41与红外接口相连，而且同步过程退出该程序。
图8是示出位于鼠标装置内的串行通信控制器42的中断程序各步骤的流程图。每次在串行通信控制器发送或接收帧时，执行该处理过程。在方框800，微控制器45读取中断控制寄存器的内容。在方框802，确定中断信号(INTP1)的来源。在分支“是”，中断源是发送过程结束，而且处理过程退出该程序。在分支“否”，中断源对应于收到PC发送的帧，并以步骤804继续此处理过程，在步骤804，校验收到的帧是否是PC同步确认帧(53)。如果是，则处理过程进到步骤816，在步骤816，将软件变量SYNC-PC-ACK设置为活动的，而且处理过程退出该程序。如果不是，则处理过程进到步骤806，在步骤806，校验收到的帧是否是PC装置驱动程序确认帧(55)。如果是，则处理过程进到步骤814，在步骤814，将软件变量DD-PC-ACK设置为活动的，而且处理过程退出该程序。如果不是，则处理过程进到步骤808，在步骤808，校验收到的帧是否是PC去同步确认帧(54)。如果是，则处理过程进到步骤812，在步骤812，将软件变量DE-SYNC-PC-ACK设置为活动的，而且处理过程退出该程序。如果不是，则处理过程进到步骤810，在步骤810，对错误接收的帧进行处理，然后处理过程退出该程序。
请注意，可以不改变该程序的功能，而以另一种顺序执行步骤804、806和808。
图9-a、9-b和9-c示出根据本发明的红外PC串行通信控制器的中断程序流程图的一个实施例。每次在PC串行通信控制器发送或接收帧时，执行此处理过程。
在图9-a所示的方框900，PC的处理器读取中断控制寄存器的内容以确定中断信号的来源。方框902的分支“是”确定接收中断，而分支“否”确定发送中断。在分支“是”，处理过程进到步骤904以校验是否从鼠标装置收到50类型的同步帧。如果是，则在方框906，启动定时器，从而在定时器到时时，使未选择的各PC退出该程序。接着，根据超时判定方框908，处理过程。退出该程序(分支“是”)，或者跳转到方框910，在方框910，对用户的键盘输入进行校验。如果用户按下“S”键，则处理过程进到步骤912，否则处理过程回到步骤908。应该注意，在此阶段，用户必须输入“S”键以使鼠标装置与选择的计算机系统同步。在方框912，复位定时器，而且在方框914，PC串行通信控制器将PC同步确认帧(53)发送到鼠标装置。接着，在方框916，置位软件变量PC同步(SYNC-PC)，最后，该程序结束。
回到步骤904，参考图9-b，如果收到的帧不是同步帧，则方框918校验该帧是否是装置驱动程序帧(52)。如果是，则在步骤920，该处理过程安装并激活收到的装置驱动程序。在方框922，PC串行通信控制器将PC装置驱动程序确认帧(55)发送到鼠标装置。接着，在方框924，置位软件变量PC装置驱动程序(DD-PC)，最后，该程序结束。
回到步骤918，如果收到的帧不是装置驱动程序帧，则在方框926校验该帧是否是去同步帧(51)。如果是，则在方框928，启动定时器，从而在定时器到时时，使未选择的各PC退出该程序。接着，根据超时判定方框930，处理过程退出该程序(分支“是”)，或者跳转到方框932，在方框932，对用户的键盘输入进行校验。如果用户按下“D”键，则处理过程进到步骤934，否则处理过程回到步骤930。应该注意，在此阶段，用户必须输入“D”键以使鼠标装置与选择的计算机系统去同步。在方框934，复位定时器，而且在方框936，PC串行通信控制器将PC去同步确认帧(54)发送到鼠标装置。接着，在方框938，置位软件变量PC去同步(DE-SYNC-PC)，最后，该程序结束。
回到步骤926，如果收到的帧不是去同步帧(分支“否”)，则该程序结束，而且系统进入公共无线通信协议进行接收，正如上述图6中的方框68所确定的那样。
回到方框902，参考图9-c，分支“否”确定发送中断。处理过程进到步骤940以校验53类型的PC同步确认帧是否已被发送到鼠标装置。如果是，则在步骤942复位软件变量SYNC-PC，而且该程序结束。如果不是，则处理过程进到步骤944以校验55类型的PC装置驱动程序确认帧是否已被发送到鼠标装置。如果是，则在步骤946复位软件变量DD-PC，而且该程序结束。如果不是，则处理过程进到步骤948以校验54类型的PC去同步确认帧是否已被发送到鼠标装置。如果是，则在步骤950，复位软件变量DE-SYNC-PC，而且该程序结束。如果不是，则该程序结束，而且系统进入公共无线通信协议进行发送，正如上述图6中的方框68所确定的那样。
尽管附图中示出了本发明的特定实施例，而且在以上详细说明中对该特定实施例进行了说明，但是，应当理解本发明并不局限于在此描述的特定实施例，而且在不脱离本发明的范围内，可以对本发明进行各种重新排列、修改和替换。所附权利要求试图包括所有这些修改。
权利要求
1.一种用于与智能装置建立无线连接的外围装置10，该外围装置包括用于控制光标在智能装置的显示屏幕上移动的控制装置(26、32、34、41)，该外围装置进一步包括·与该控制装置相连用于产生多个识别信号的装置(20、40、42、43、44、45)，所述识别信号至少包括用于识别与所述外围装置相关的装置驱动程序的装置驱动程序信号；以及·与该控制装置相连、根据所述多个识别信号分析从所述智能装置接收的至少一个确认信号、并将所述外围装置设置为活动无线模式的装置(20、40、42、43、44、45)。
2.根据权利要求1所述的外围装置，其中生成装置包括在产生多个识别信号期间由用户操作的第一激励装置(20)。
3.根据权利要求2所述的外围装置，其中第一激励装置是位于外围装置外部的按钮。
4.根据权利要求1至3所述的外围装置，其中外围装置是无线鼠标装置(10)。
5.根据权利要求1至4其中任何一项所述的外围装置，其中生成装置进一步包括用于根据预定顺序产生多个识别信号的装置。
6.根据权利要求5所述的外围装置，其中第一生成识别信号是同步信号。
7.根据权利要求1至6其中任何一项所述的外围装置，其中用于分析确认信号的装置进一步包括用于将外围装置设置到与接收的确认信号相对应的状态的装置。
8.根据权利要求1至7其中任何一项所述的外围装置，其中确认信号至少包括表示智能装置已经存储了外围装置的装置驱动程序的装置驱动程序确认信号。
9.根据权利要求1至8其中任何一项所述的外围装置，其中智能装置包括用于处理从所述无线外围装置接收的多个识别信号的装置(S键、D键、22)。
10.根据上述权利要求所述的外围装置，其中处理装置进一步包括在产生多个识别信号期间由用户操作的第二激励装置(S键、D键)。
11.根据上述权利要求所述的外围装置，其中第二激励装置是与所述智能装置相连的键盘上的预定键盘键。
12.根据上述权利要求所述的外围装置，其中处理装置进一步包括根据从所述无线外围装置接收的第一识别信号，选择特定程序的装置，以及用于产生至少一个确认信号的装置。
13.根据权利要求1至12其中任何一项所述的外围装置，该外围装置进一步包括一旦所述外围装置至少收到多个确认信号之一，向用户指出的装置。
14.根据上述权利要求所述的外围装置，其中向用户指出的是所述智能装置显示屏幕上的光标是活动的或非活动的。
15.根据权利要求1至14其中任何一项所述的外围装置，其中所述智能装置是计算机系统。
16.根据权利要求1至15其中任何一项所述的外围装置，其中多个识别信号是包括用于确定各识别帧的控制数据流的HDLC帧形式。
17.根据权利要求1至16其中任何一项所述的外围装置，其中多个确认信号是包括用于确定各确认帧的控制数据流的HDLC帧形式。
18.一种在具有多个智能装置的多计算机环境下，在外围装置与多个智能装置之一之间建立无线连接的系统。该系统包括·至少一个具有根据权利要求1至17其中任何一项所述装置的外围装置，以及·至少一个具有根据权利要求1至17其中任何一项所述装置的智能装置。
19.一种在外围装置与多个智能装置至少之一之间建立无线连接的方法，该方法包括步骤·外围装置产生多个识别信号，所述识别信号至少包括用于识别与所述无线外围装置相关的装置驱动程序的装置驱动程序信号，·至少一个智能装置根据多个识别信号产生至少一个确认信号，以及·在外围装置内对至少一个确认信号进行分析以将该外围装置设置为无线活动模式。
20.根据权利要求19所述的方法，该方法进一步包括第一步骤·操作与所述外围装置相连的第一激励装置，以及·同时，操作与多个智能装置至少其中之一相连的第二激励装置。
21.根据权利要求20所述的方法，其中第一激励装置是位于外围装置的外部的按钮。
22.根据权利要求21所述的方法，其中第二激励装置是多个智能装置至少其中之一的键盘上的预定键盘键。
23.根据权利要求19至22所述的方法，其中所述外围装置是无线鼠标装置(10)。
24.根据权利要求19至23所述的方法，其中产生多个识别信号的步骤进一步包括产生第一同步信号的步骤。
25.根据权利要求19至24所述的方法，其中对至少一个确认信号进行分析的步骤进一步包括将外围装置寄存器设置到与接收的确认信号相对应的状态的步骤。
26.根据权利要求19至25所述的方法，其中产生至少一个确认信号的步骤进一步包括将装置驱动程序地址存储在至少一个智能装置的存储区内的步骤。
27.根据权利要求19至26所述的方法，该方法进一步包括一旦所述外围装置收到多个确认信号至少其中之一，通知用户的步骤。
28.根据权利要求19至27所述的方法，其中至少一个智能装置是计算机系统。
29.根据权利要求19至28所述的方法，其中多个识别信号是包括用于确定各识别帧的控制数据流的HDLC帧形式。
30.根据权利要求19至29所述的方法，其中多个确认信号是包括用于确定各确认帧的控制数据流的HDLC帧形式。
全文摘要
本发明公开了一种在具有多个智能装置的多计算机环境下，在外围装置与多个智能装置之一之间建立无线连接的系统。该系统部分包括在最好是鼠标装置的外围装置内，而且还包括在最好是计算机系统的智能装置内。该系统的特定程序使用户仅使用一个鼠标装置就可以利用任意智能装置进行工作。
文档编号G06F3/038GK1441926SQ01812676
公开日2003年9月10日 申请日期2001年6月26日 优先权日2000年7月13日
发明者阿雷恩·博那扬, 帕特里克·米歇尔, 吉勒斯·陶博尔 申请人:国际商业机器公司