(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リナックス（登録商標）、アンドロイド（登録商標）のような組み込み式操作システムを使ってブルートゥース（登録商標）スレーブ設備の機能を実現する操作システムにおいて、 
組み込み式操作システムをインストールしているモバイル端末と、 
少なくともブルートゥーススレーブ設備モードで実行できるブルートゥースモジュールと、 
前記ブルートゥースモジュールと前記モバイル端末との間に繋がっているインターフェースモジュールとを含み、 
前記モバイル端末は前記インターフェースモジュールを介して、前記ブルートゥースモジュールを実行させることを特徴とする組み込み式操作システムを使ってブルートゥーススレーブ設備の機能を実現する操作システムであって、
前記ブルートゥースモジュールは 
コントロールユニットと、 
前記コントロールユニットに繋がるブルートゥース発信・受信ユニットと、 
それぞれ前記コントロールユニットと前記インターフェースモジュールとに繋がる外部インタフェースユニットと、 
前記ブルートゥース発信・受信ユニットに繋がるブルートゥースアンテナとを含み、 
前記コントロールユニットは前記外部インタフェースユニットを通して前記モバイル端末に繋がり、また、前記モバイル端末からの指令により、前記ブルートゥース発信・受信ユニットをコントロールし、前記外部インターフェースユニットを通して前記モバイル端末と通信させ、
前記コントロールユニットは第一メモリーユニットと第二メモリーユニットとを含み、 
前記第一メモリーユニットは完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックを記憶するものであり、 
前記完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックは前記ブルートゥース発信・受信ユニットの発信と受信を制御するものであり、 
前記第二メモリーユニットはインターフェースのプロトコルスタックを記憶するものであり、 
前記インターフェースのプロトコルスタックは前記ブルートゥースモジュールと前記モバイル端末との通信に用いられるものであり、 
前記モバイル端末には、前記組み込み式操作システムのドライバープログラムが含まれ、前記ドライバープログラムは前記モバイル端末の前記操作システム内部で運行し、アプリケーションからの請求を受信して、ニーズをデータパケットにして前記インターフェースモジュールにより前記ブルートゥースモジュールに転送し、もしくは、前記ブルートゥースモジュールからの通知を受信し、具体的な状態についての情報を前記モバイル端末で運行している上層のアプリケーションに転送するものである。 
【請求項２】
前記外部インタフェースユニットおよび前記インターフェースモジュールはシリアルインターフェースであることを特徴とする請求項1に記載の操作システム。 
【請求項３】
前記シリアルインターフェースは非同期シリアルインターフェース、或いはシリアル外部インターフェース、或いは内蔵集積回路（インター インテグレーテッド サーキット，I2C）、或いはシリアル快速入力/出力インターフェースであることを特徴とする請求項2に記載の操作システム。 
【請求項４】
組み込み式操作システムはアンドロイド（登録商標）もしくはリナックス（登録商標）であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の操作システム。 
【請求項５】
組み込み式操作システムを使ってブルートゥーススレーブ設備の機能を実現する操作方法において、以下のステップを含み、すなわち 
ステップ1：少なくともブルートゥーススレーブ設備モードで実行できる、完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックを備えるブルートゥースモジュールを提供し、 
ステップ2：インターフェースモジュールにより、前記ブルートゥースモジュールをモバイル端末に繋げ、 
ステップ3：前記モバイル端末は前記ブルートゥースモジュールを駆動して、前記ブルートゥースモジュール自身のブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックにより実行し、 
ステップ4：前記ブルートゥースモジュールは前記インターフェースモジュールを通して、前記モバイル端末とデータ通信をすることを特徴とする方法であって、
前記ブルートゥースモジュールは 
コントロールユニットと、 
前記コントロールユニットに繋がるブルートゥース発信・受信ユニットと、 
それぞれ前記コントロールユニットと前記インターフェースモジュールとに繋がる外部インタフェースユニットと、 
前記ブルートゥース発信・受信ユニットに繋がるブルートゥースアンテナとを含み、 
前記コントロールユニットは前記外部インタフェースユニットを通して前記モバイル端末に繋がり、また、前記モバイル端末からの指令により、前記ブルートゥース発信・受信ユニットをコントロールし、前記外部インターフェースユニットを通して前記モバイル端末と通信させ、 
前記コントロールユニットは第一メモリーユニットと第二メモリーユニットとを含み、 
前記第一メモリーユニットは完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックを記憶するものであり、 
前記完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックは前記ブルートゥース発信・受信ユニットの発信と受信を制御するものであり、 
前記第二メモリーユニットはインターフェースのプロトコルスタックを記憶するものであり、 
前記インターフェースのプロトコルスタックは前記ブルートゥースモジュールと前記モバイル端末との通信に用いられるものであり、 
前記モバイル端末には、前記組み込み式操作システムのドライバープログラムが含まれ、前記ドライバープログラムは前記モバイル端末の前記操作システム内部で運行し、アプリケーションからの請求を受信して、ニーズをデータパケットにして前記インターフェースモジュールにより前記ブルートゥースモジュールに転送し、もしくは、前記ブルートゥースモジュールからの通知を受信し、具体的な状態についての情報を前記モバイル端末で運行している上層のアプリケーションに転送するものである。 
【請求項６】
前記インターフェースモジュールはシリアルインターフェースであることを特徴とする請求項5に記載の方法。 
【請求項７】
前記モバイル端末はアンドロイド操作システムもしくはリナックス操作システムを使うことを特徴とする請求項6に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信技術領域に関し、特に組み込み式操作システムを使ってブルートゥース（登録商標）スレーブ設備の機能を実現する操作システムと方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
無線通信技術の発展と市場規模の拡大に従い、ブルートゥース技術はより広く応用されている。スマホや、家電や、センサーネットワークや、家庭用ロボットなど、様々な応用と設備においてブルートゥース技術は広く応用されている。
【０００３】
ブルートゥース技術は、短距離無線転送技術の一つであり、スマホ、コンピューター、センサー、ないしロボットなどの異なる設備もしくは同じ種類の設備の間の通信問題が解決できる。ブルートゥースのプロトコル（Protocol）と規範（プロフィール；Profile）は、ブルートゥース技術を構成する重要な部分である。その中では、ブルートゥースのプロトコルは他のシステム（プロトコル）との通信方式を定義し、シグナルのタイミングと通信データのメカニズムとを述べ、ブルートゥース規範はある応用と具体的な情景に対して、これらの情景において採用すべくプロトコルおよび各プロトコルの間の仕事順位を規定し、設備の間のインタラクティブ操作性を維持している。ブルートゥースの規範の多数では、設備をマスター設備とスレーブ設備との二つのキャラクターに分けている。例えば、オーディオ伝送モデルを実現するブルートゥースオーディオ配布プロフィール（Advanced Audio Distribution Profile、略称A2DP）は、設備をマスター設備（SRC）とスレーブ設備（SNK）に分けている。その中では、オーディオストリームの発信者がSRCで、受信者がSNKである。現在、全てのスマホやパッドなどはA2DPに従い、マスター設備（SRC）にされている。つまり、IOSもしくはアンドロイド（登録商標）知的なオペレーティングシステムに基づいたこれらの設備は、みんなシステム自身にあるブルートゥースプロトコルスタックを利用して規範に定義されたマスター設備を実現する。アンドロイドをインストールしている設備を例とすれば、プロトコルスタックがブルーズ（Bluz）であれ、ブルードロイド（Bluedroid）であれ、すべてのプロトコルスタックソフトウェアはブルートゥースに関わる複数のプロフィールを実現した。その構造は図1に示すようにした。
【０００４】
しかし、図1のように、操作システムメーカーがインテリジェント設備の応用性に対する予測が足りないゆえ、組み込み式リナックス（登録商標）、アンドロイドなどの組み込み式操作システムのブルートゥースのプロトコルスタックにおける多数のプロフィール（HFP、A2DP、AVRCPなど）はスレーブ設備機能を備えていない。現在、世界中組み込み式操作システムをインストールしているインテリジェント設備、つまりスマホ、タブレットPC、スマートテレビ、スマート家電などは、これらの規範におけるマスター設備の機能しか実行できない。これらのインテリジェント設備におけるブルートゥース設備は、基本的なブルートゥースプロトコルしか含まなく、上位層のプロトコルと規範は直接に操作システムで実現する。しかし、ロボット技術の発展とともに、リナックス、アンドロイドのような組み込み式操作システムをインストールしているロボットにとっては、A2DP、HFP、AVRCPのような規範のスレーブ設備機能が必要とされる。ゆえに、業界において、組み込み式操作システムに基づき、関連するブルートゥースの規範のスレーブ設備機能を実現できる技術と方法が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在の組み込み式操作システムでブルートゥーススレーブ設備機能を実現できない問題を解決するため、本発明は組み込み式操作システムを使ってブルートゥーススレーブ設備の機能を実現する操作システムと方法を提出する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の技術方案は以下の通りである。
【０００７】
本発明の組み込み式操作システムを使ってブルートゥーススレーブ設備の機能を実現する操作システムは、
組み込み式操作システムをインストールしているモバイル端末と、
少なくともブルートゥーススレーブ設備モードで実行できるブルートゥースモジュールと、
前記ブルートゥースモジュールに前記モバイル端末を連接するインターフェースモジュールとを含み、
前記モバイル端末は前記インターフェースモジュールにより、前記ブルートゥースモジュールを実行させる。
【０００８】
好ましいのは、前記ブルートゥースモジュールは
コントロールユニットと、
前記コントロールユニットに繋がるブルートゥース発信・受信ユニットと、
それぞれ前記コントロールユニットと前記インターフェースモジュールとに繋がる外部インタフェースユニットと、
前記ブルートゥース発信・受信ユニットに繋がるブルートゥースアンテナとを含み、
前記コントロールユニットは前記外部インタフェースユニットを通して前記モバイル端末に繋がり、また、前記モバイル端末からの指令により、前記ブルートゥース発信・受信ユニットをコントロールし、前記外部インターフェースユニットを通して前記モバイル端末と通信させる。
【０００９】
好ましいのは、前記コントロールユニットは第一メモリーユニットと第二メモリーユニットとを含み、
前記第一メモリーユニットは完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックを記憶するものであり、
前記完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックは前記ブルートゥース発信・受信ユニットの発信と受信を制御するものであり、
前記第二メモリーユニットはインターフェースのプロトコルスタックを記憶するものであり、
前記インターフェースのプロトコルスタックは前記ブルートゥースモジュールと前記モバイル端末との通信に用いられるものである。
【００１０】
好ましいのは、前記外部インタフェースユニットおよび前記インターフェースモジュールはシリアルインターフェースである。
【００１１】
好ましいのは、前記シリアルインターフェースは非同期シリアルインターフェース、或いはシリアル外部インターフェース、或いは内部集成バス、或いはシリアル快速入力/出力インターフェースである。
【００１２】
好ましいのは、組み込み式操作システムはアンドロイドもしくはリナックスである。
【００１３】
本発明の組み込み式操作システムを使ってブルートゥーススレーブ設備の機能を実現する操作方法において、以下のステップを含み、すなわち
ステップ1：少なくともブルートゥーススレーブ設備モードで実行できる、完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックを備えるブルートゥースモジュールを提供し、
ステップ2：インターフェーススモジュールにより、前記ブルートゥースモジュールをモバイル端末に繋げ、
ステップ3：前記モバイル端末は前記ブルートゥースモジュールを駆動して、前記ブルートゥースモジュール自身のブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックにより実行し、
ステップ4：前記ブルートゥースモジュールは前記インターフェースモジュールを通して、前記モバイル端末とデータ通信をする。
【００１４】
好ましいのは、前記インターフェースモジュールはシリアルインターフェースである。
【００１５】
好ましいのは、前記モバイル端末はアンドロイド操作システムもしくはリナックス操作システムを使う。
【００１６】
上記の技術方案もメリットは、以下の通りとなる。
【００１７】
上記の技術案は上記のシステムと方法を使うため、現在よく使われているブルートゥースプロトコルスタックのソフトウェアを操作システムにまとめる方法と異なり、上記のシステムと方法は、外部ハードウエアを利用することでブルートゥースプロトコルスタックを実施して処理し、そして、ソフトウェア/ハードウエアインターフェース規範によりモバイル端末に必要なブルートゥース規範、及びマスター・スレーブ設備を含む全部のブルートゥースプロトコルスタックを組み込み式操作システムと関連させ、したがって、既存の組み込み式操作システムのソースコードを変換しない前提に、当操作システムにブルートゥーススレーブ設備のサポート機能を付加することができる。同時に、本発明は操作システムとカップリングせず、移植可能性がある。ワンセットのブルートゥースプロトコルスタックを完成すれば、他の組み込み式操作システムに移植することも簡単である。さらに、ソースコードが利用不可能なクローズドソース操作システムでも、ブルートゥースプロトコルスタックの拡張はオペレーティングシステムのインターフェースとサービスによる影響を受けなくなり、全システムの拡張可能性と適応性を向上できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図1は既存技術におけるブルートゥースプロトコルスタックの構成図である。
【図２】図2は本発明のシステムの原理図である。
【図３】図3は本発明のインターフェースモジュールのソフトウェア/ハードウエア（S/H）インターフェース規範で構築される四層モデルの構造図である。
【図４】図4はアンドロイド操作システムに基づく実施例のドライバーフレーム図である。
【図５】図5は本発明の方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面と具体的な実施例に基づいて本発明を詳しく説明する。
【実施例】
【００２０】
図2に示した通り、本発明の技術案は、組み込み式操作システムを使ってブルートゥーススレーブ設備の機能を実現する操作システムを提供する。そのシステムは、組み込み操作システムをインストールしているモバイル端末1、少なくともブルートゥーススレーブ設備モードで運行できるブルートゥースモジュール2、ブルートゥースモジュール2とモバイル端末1を繋げるためのインターフェースモジュール3とを含み、前記モバイル端末1は前記インターフェースモジュール3により、前記ブルートゥースモジュール2を運行させる。
【００２１】
上記の技術案は、少なくとも一つのブルートゥーススレーブ設備モードで運行できるブルートゥースモジュール2を外部に設けることにより、モバイル端末1をスレーブ設備モードで外部ブルートゥースマスター設備と通信させ、ブルートゥースモジュール2はインターフェースモジュール3を通してモバイル端末1と通信させる、モバイル端末1はブルートゥースモジュール2を運行させる。
【００２２】
上記の技術案に基づき、また、ブルートゥースモジュール2は、コントロールユニット21、コントロールユニット21に繋がるブルートゥース発信・受信ユニット22、それぞれコントロールユニット21とインターフェースモジュール3に繋がる外部インタフェースユニット23、ブルートゥース発信・受信ユニット22に繋がるブルートゥースアンテナ24を含む。
【００２３】
コントロールユニット21は外部インターフェースユニット23を通してモバイル端末1に繋がり、また、モバイル端末からの指令で、ブルートゥース発信・受信ユニット22をコントロールし、外部インターフェースユニット23を通してモバイル端末1と通信する。同時に、ブルートゥース発信・受信ユニット22がコントロールユニット21に従って、ブルートゥーススレーブ設備のモードで外部ブルートゥースマスター設備と通信する。ブルートゥースアンテナ24は無線通信信号を発信・受信することに用いられる。
【００２４】
上記の技術案に基づき、コントロールユニット21は第一メモリーユニット211と第二メモリーユニット212とを含み、
前記第一メモリーユニットは完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックを記憶するものであり、完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックは前記ブルートゥース発信・受信ユニットの発信と受信を制御するものであり、
前記第二メモリーユニット212はインターフェースのプロトコルスタックを記憶するものであり、インターフェースのプロトコルスタックはブルートゥースモジュール2とモバイル端末1との通信に用いられるものである。
【００２５】
もっと好ましい実施例では、コントロールユニット21は電力消費の低いマイクロコントローラで構成できる。ブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックはC言語によりマイクロコントローラにて開発する。マイクロコントローラのメモリー空間で第一メモリーユニット211を構成する。さらに、外部インターフェースユニット23のドライバープログラムおよびインターフェースプロトコルスタックを記憶できる第二メモリーユニット212もマイクロコントローラのメモリー空間に形成される。
【００２６】
ブルートゥースモジュール2はブルートゥース発信・受信ユニット22のブルートゥースアンテナ24を通して、ブルートゥースデータパケットを受信し、コントロールユニット21のプロトコルスタック処理により有効なデータをモバイル端末1に送り、もしくはモバイル端末1からデータを受信してブルートゥースデータパケットにして、ブルートゥース発信・受信ユニット22に転送し、ブルートゥースアンテナ24を経由して発信する。
【００２７】
上記の技術案に基づき、外部インターフェースユニット23およびインターフェースモジュール3はシリアルインターフェースにされた。好ましい実施例として、外部インターフェースユニット23は、非同期シリアルインターフェース（Universal Asynchronous Receiver and Transmitter，UART）、或いはシリアル外部インターフェース（Serial Peripheral Interface，SPI）、或いは内蔵集積回路（Inter-Integrated Circuit，I2C）、或いはシリアル快速入力/出力インターフェース（Serial Rapid Input Output，SRIO）を採用できる。
【００２８】
上記の技術案では、インターフェースモジュール3のソフトウェア/ハードウエア（S/H）インターフェース規範はブルートゥースモジュール2とモバイル端末1を繋ぐ橋であり、当該規範はハードウエアでは通信インターフェースを採用し、ソフトウエアでは通信プロトコルスタックを一つ層に採用する。また、当該プロトコルスタックはブルートゥースモジュール2とモバイル端末1の間のデータパケットのフォーマットと伝送順位を定義する。図3に示した通り、当該プロトコルスタックは四層に分けられる。それぞれは応用層、伝送層、データリンク層、物理層となる。応用層は直接にアプリケーションにサービスを提供する。具体的に言えば、ある具体的なブルートゥースプロフィールアプリケーションに向けて作ったデータパケットのフォーマットと順位規範である。伝送層はデータ転送とコントロールを管理し、信頼できる端末から端末までのデータ交換機能を提供する。データリンク層は上層ユーザーに透明なデータ伝送サービスを提供する。物理層はデータ伝送に必要な物理的なリンクの建立、維持、取り除きを規定し、従って機械的な、デジタルな、機能的な、規範的な特性を提供する。好ましい実施例では、インターフェースモジュール3をモバイル端末1に設置し、またモバイル端末のハードウエアとソフトウエアで構成する。
【００２９】
上記の技術案に基づき、モバイル端末1には、組み込み式操作システムのドライバープログラムが含まれる。当該ドライバープログラムはモバイル端末1の操作システム内部で運行し、アプリケーションからの請求を受信して、ニーズをデータパケットにしてインターフェースモジュール3によりブルートゥースモジュール2に転送し、もしくは、ブルートゥースモジュール2からの通知を受信し、具体的な状態についての情報をモバイル端末1で運行している上層のアプリケーションに転送する。
【００３０】
好ましい実施例では、アンドロイド組み込み式操作システムに基づくインテリジェントなロボットにブルートゥース電話をかける機能及びブルートゥースで音楽を再生する機能を備えさせるため、まず、ユーザーは携帯電話を使って当該ロボットとブルートゥースでペアリングして、そして、ユーザーはロボットとインタラクションして、ブルートゥースで電話をかけ、もしくは音楽を再生する命令をロボットに出す。この時に、ロボットはブルートゥース規範A2DP、HFP、AVRCPのスレーブ設備機能を有しなければいけない。
【００３１】
現在、既存のアンドロイド組み込み式操作システムにはスレーブ設備機能が備わっていない。本発明のシステムを採用した後、当該ロボットは上記の技術案のモバイル端末1の具体的な実施例で、この時、アンドロイドの原生のブルートゥースプロトコルスタックを使わず、ブルートゥースモジュール2のプロトコルスタックを使うことになる。ブルートゥースモジュール2のプロトコルスタックは、完全なA2DP、HFP、AVRCPブルートゥーススレーブ設備機能を含む。この時、シリアルインターフェース（即ちインターフェースモジュール3の実施例）をモバイル端末1とブルートゥースモジュール2との通信インターフェースとして扱い、図4に示すように、アンドロイドに基づくドライバプログラムとサービスを実現する。こうすれば、ロボットはブルートゥースで電話をかけたり、音楽を再生したりする機能を実現できる。
【００３２】
また、電話を掛けることを例として、その流れを説明する。まず、ユーザーはロボットに電話をかける命令を出す。ロボットは命令を受信して、アプリケーションを稼働させる。アプリケーションは命令の内容を図3のモデルで指定されるデータパケットにして、そしてデータパケットをブルートゥースモジュール2に転送する。ブルートゥースモジュール2はパケットを解かして、ブルートゥースプロトコルスタックを通して、HFPに規定される電話をかけるフローを実行して、したがって、ブルートゥースで電話をかける機能を実現する。
【００３３】
好ましい実施例では、組み込み式操作システムはアンドロイドでもリナックスでもよい。
【００３４】
本発明の技術案は、また組み込み式操作システムを使ってブルートゥーススレーブ設備の機能を実現する操作方法を含む。図5に示したように、以下のステップを含む。
ステップ1、少なくともブルートゥーススレーブ設備モードで実行できる、完全なブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックを備えるブルートゥースモジュールを提供する。
ステップ2、インターフェースモジュールを通して、前記ブルートゥースモジュールをモバイル端末に繋げる。
ステップ3、前記モバイル端末は前記ブルートゥースモジュールを駆動し、前記ブルートゥースモジュール自身のブルートゥーススレーブ設備機能のプロトコルスタックに従って実行する。
ステップ4、前記ブルートゥースモジュールは前記インターフェースモジュールを通して、前記モバイル端末とデータ通信を行う。
【００３５】
上記の技術案に基づいて、本方法では、前記インターフェースモジュールはシリアルインターフェースでもよい。
【００３６】
本方法では、前記モバイル端末はアンドロイド操作システムもしくはリナックス操作システムを使ってもいい。
【００３７】
以上の説明したように、上記のシステムを使うことにより、本発明は現在よく使われているブルートゥースプロトコルスタックのソフトウェアを操作システムに集積する方法と異なり、外部ハードウエアを利用することによりブルートゥースプロトコルスタックを実行して処理し、そしてS/Hインターフェースにより、モバイル端末に必要なブルートゥース規範、及びマスター・スレーブ設備を含む全部の完全のブルートゥースプロトコルスタックをモバイル端末の組み込み式操作システムと関連させ、したがって、現有の操作システムのソースコードを変換しないことを前提に、当該操作システムにブルートゥーススレーブ設備のサポート機能を加えることができる。同時に、本発明の技術案は操作システムにカップリングせず、移植可能性がある。ワンセットのブルートゥースプロトコルスタックを完成させた後、他の組み込み操作システムに移植することも簡単である。さらに、ソースコードが利用不可能なクローズド操作システムでもよく、ブルートゥースプロトコルスタックの拡張が操作システムとサービスによる影響を受けなくなり、全システムの拡張可能性と適応性を向上できるようになる。
【００３８】
以上の説明は、本発明の好ましい実施例でしかなく、本発明の実施方法と保護範囲は上記の実施例に限らない。本発明の明細書および図面に示した内容を取り替えることによる新たな方案でも、本発明の保護範囲に入れるものである。
【図１】
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【図２】
0006526238.tif 000003
【図３】
0006526238.tif 000004
【図４】
0006526238.tif 000005
【図５】
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