从用户输入设备间断通信诊断信息的系统和方法

本发明涉及电子设备，诸如个人计算机、电视等，更具体说， 本发明涉及对这些设备提供用户输入的系统和方法。

诸如键盘、游戏杆和遥控器的用户输入设备用于为各种电子系 统诸如个人计算机、电视、录像机(VCR)、音频系统等提供用户输 入。键盘数据输入普遍用于数据处理系统，诸如台式和便携式个人 计算机，也可以用于诸如个人数字助手(PDA)、便携式智能通信器 (PIC)和万维网TV。其它的用户输入设备也许不包括这样的键盘， 但是可以包括类似键的机构，例如按钮、切换开关等。

诸如无线键盘的无线用户输入设备由于其便携性和灵活性正日 益普遍。由于无线用户输入设备通常用电池供电来增加其便携性， 因此这些设备易受在该设备中所用电池的能量存储能力的限制。因 此，通常希望给设备的用户提供监视无线用户输入设备中的电池状 态的能力。在电源监视之外，还可能希望监视用户输入设备的其它 特征以提供关于该设备的性能的诊断信息，例如故障信息或者关于 该设备运行的统计信息。

然而，常规用户输入设备通常设计为使生产成本为最小，从而 倾向于具有有限的诊断能力。虽然可以在用户输入设备上提供诊断 信息的视像显示诸如低电池LED指示器，但是由这样简单的显示器 提供的信息能力通常很有限。例如，这样的显示器一般不能提供更 详细的诊断信息，诸如键盘统计，故障频率等。在这种有限自诊断 能力之外，常规用户输入设备通常只能半双工通信，亦即只能从用 户输入设备给数据处理系统发送数据。因此，对数据处理系统来说 一般不能为执行更复杂的诊断分析而从用户输入设备请求信息。通 常不希望在用户输入设备中建立全双工通信能力以提供这种能力， 因为这可能显著增加设备的复杂性和成本。

根据上述，本发明的一个目的是提供为从用户输入设备通信诊 断信息的系统和方法，它们提供改进的能力以决定用户输入设备的 状态。

本发明的另一个目的是提供为从用户输入设备通信诊断信息的 系统和方法，它们可以使用半双工通信链路。

本发明的再一个目的是提供为监视用户输入设备中的电池的系 统和方法。

这些以及其它的目的、特征和优点按照本发明通过下面的用户 输入设备、系统和方法而提供，其中，诊断消息从用户输入设备向 接收器单元，例如个人计算机、PDA、TV、VCR等，间断传输，使得 每一诊断消息在前一诊断消息传输后经过一个预定间隔后传输。该 预定间隔例如可以定义为在某一诊断消息前次传输后经过的固定时 间段，或由预定事件出现例如在诊断消息前次传输后接收预定数目 的用户输入来定义。然后可以在接收器单元处理间断传输的诊断消 息来确定该用户输入设备的状态。可以响应接收用户输入诸如在用 户输入设备上的击键在用户输入设备上确定诊断信息，接着以诊断 消息传输。

本发明产生于下面的认识，即诊断信息可以从诸如无线键盘这 样的设备通过规律但间断地传输信息而传送。规律地自动传输诊断 信息可以给接收器单元提供增加的诊断信息流，无需请求接收器单 元从用户输入设备请求诊断信息。通过使用以主动提供的方式传输 的诊断信息可以在用户输入设备上使用更加成本高效的半双工通信 能力。通过限制信息传输为间断传输，可以较少功耗。

特别是，根据本发明，为给接收器单元通过通信媒介提供用户 输入的用户输入设备在该通信媒介中间断传输诊断消息，使得一个 诊断消息在前次诊断消息传输后经过一个预定间隔再传输。接收器 单元响应通信媒介被配置为接收传输的诊断消息，并处理接收到的 诊断消息来确定用户输入设备的状态。优选用户输入设备配置为从 该用户输入设备前次传输诊断消息后至少经过一个预定的固定时间 间隔和从该用户输入设备前次传输诊断消息后在该用户输入设备上 接收预定数目的用户输入后传输诊断消息。

根据本发明的实施例，用户输入设备包括确定诊断信息的诊断 信息确定设备，响应诊断信息确定设备的间断诊断消息传输设备， 用于在通信媒介中在从该用户输入设备前次传输一个诊断消息后至 少经过一个预定的固定时间间隔和从该用户输入设备前次传输诊断 消息后在该用户输入设备上接收预定数目的用户输入后间断传输相 应于被确定的诊断信息。该用户输入设备还可以包括接收用户输入 的用户输入接收设备，和响应用户输入接收设备的用户输入消息传 输设备，它用于在通信媒介中传输相应的用户输入消息。

根据本发明的一个实施例，诊断信息确定设备包括响应用户输 入接收设备的设备，用于响应用户输入的接收确定诊断信息。该用 户输入接收设备可以包括多个键，而诊断信息确定设备可以包括响 应多个键的设备，用于响应多个键中的一个键上的键击确定诊断信 息。间断诊断消息传输设备可以包括响应诊断信息确定设备的设备， 用于存储相应于被确定的诊断信息的诊断信息，和响应存储设备和 多个键的设备，用于在通信媒介中从该用户输入设备前次传输诊断 消息后至少经过一个预定的固定时间间隔和从该用户输入设备前次 传输诊断消息后在多个键上执行预定数目的键击后传输诊断消息。 用户输入消息传输设备和诊断消息传输设备可以包括一个电路，诸 如普通微控制器，它响应用户输入和响应在多个键上执行的键击从 低功耗备用方式转移到高功耗工作方式和在用户输入和诊断消息被 传输后转移到备用方式。间断诊断消息传输设备和用户输入消息传 输设备也可以包括红外线发射器。

根据本发明的方法，诊断信息从用户输入设备通信，该用户输 入设备配置为通过间断地从用户输入设备传输诊断消息而给接收器 单元通信用户输入，其中诊断消息从该用户输入设备在前次传输诊 断消息后经过一个预定的固定时间间隔后传输。诊断消息可以在从 用户输入设备前次传输一个诊断消息后至少经过一个预定的固定时 间间隔和从该用户输入设备前次传输一个诊断消息后在该用户输入 设备上接收预定数目的用户输入后传输。

根据本发明的另一方面，诊断信息可以响应用户输入的接收和 所传输的相应诊断信息消息确定。用户输入设备可以包括多个键， 诊断信息可以响应在多个键中的某个键上执行的键击来确定。在某 诊断消息传输前，相应于被确定的诊断信息的诊断信息可以存储在 用户输入设备中。相应于存储的诊断信息的诊断消息在从该用户输 入设备前次传输一个诊断消息后至少经过一个预定的固定时间间隔 和从该用户输入设备前次传输某诊断消息后在多个键上执行预定数 目的键击后传输。所传输的诊断消息可被接收和处理以确定用户输 入设备的状态。从而提供改进的诊断系统和方法。

已经叙述了本发明的一些目的和优点，从下面的详细说明书并 参考附图可以更充分理解其它的目的和优点，附图中：

图1表示本发明可以在其中实现的一个用户输入设备和个人数 字助手(PDA)；

图2是说明按照本发明的系统的一个实施例的略图；

图3是按照本发明的系统的一个实施例的略图；

图4和5是流程图，说明根据本发明的一个方面通信诊断信息 的操作。

下面参考表示本发明的实施例的附图更完整地说明本发明。熟 悉本技术领域的人理解，本发明可以以许多不同方式实现，而不应 理解为限制在这里叙述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使 这一公开彻底和完全，并将对熟悉本技术领域的人完全传达本发明 的范围。在附图中，相同的数字始终表示相同的元件。

图1表示一个用户输入设备，例如一个无线键盘10，它用于给 接收器单元诸如个人数字助手(PDA)20提供用户输入。键盘10可 以通过一条红外线链路25连接到PDA20。红外线链路通信的部件可 能存在但没有表示，诸如位于键盘10和PDA20中的发射器和接收器， 它们对熟悉本技术领域的人所公知，不需在这里详细讨论。熟悉本 技术领域的人理解，虽然这里的讨论涉及红外线键盘应用，但是本 发明的系统和方法也可应用于其它系统，诸如有线键盘和使用无线 电频率的无线键盘、光或其它通信技术。还理解，本发明可应用于 除键盘之外的其它用户输入设备，诸如键板、数字转换器、光笔、 条形码阅读器、光学字符阅读器、鼠标类设备、遥控器等。熟悉本 技术领域的人将理解，本发明可应用于除PDA外的接收器单元，诸 如个人计算机、顶置盒、TV、VCR等。

图2提供按照本发明的系统的一个实施例的原理表示，它包括 用户输入设备210，它通过通信媒介220与接收器单元230通信。特 别是，用户输入设备210包括从用户接收用户输入的用户输入接收 设备212。响应用户输入接收设备212，用户输入消息传输设备214 在通信媒介220中传输相应的用户输入消息。诊断信息确定设备216 也响应用户输入接收设备212确定关于用户输入设备210的诊断信 息，诸如电池功率水平、用户输入统计等，其在下面详述。间断诊 断消息传输设备218以间断方式传输相应于所确定的诊断信息的诊 断消息，亦即在从用户输入设备210前次传输诊断消息后经过一个 预定间隔后传输该诊断消息。该预定间隔例如可以由某固定时间间 隔或在用户输入设备210上接收的用户输入数目定义。

接收器单元230包括用户输入消息接收设备232，用于接收来自 通信媒介220传输的用户输入消息。所接收的用户输入消息通常被 进一步处理，例如为在接收器单元230上驻留的应用程序例如计算 机程序提供输入。接收器单元230还包括诊断消息接收设备234，用 于接收来自通信媒介220传输的诊断消息。然后由诊断消息处理设 备236处理所接收的诊断消息以确定用户输入设备210的状态。

在用户输入设备210和接收器单元230中实现的设备可以包括 一些通用电子部件，熟悉本技术领域的人对其操作十分了解。例如， 用户输入设备210可以采用TV和VCR普通使用的遥控器的形式，而 用户输入接收设备包括由多个键组成的小键盘，以及响应对键板执 行的键击产生信号的电子电路。用户输入接收设备212和用户输入 传输设备214还可以例如包括诸如普通微控制器的电子电路，它处 理响应用户输入产生的信号和产生为从用户输入设备210传输的相 应用户输入消息。微控制器也可以用于实现诊断信息确定设备216 和间断诊断消息传输设备218。例如，微控制器可以监视由在用户输 入设备210内的电路产生的各种诊断信号和由其产生相应诊断消息。 用户输入消息传输设备214和间断诊断消息传输设备218可以包括 无线发射器电路诸如红外线发射器或射频(RF)发射器，以及有线 传输设备诸如传输线驱动器。熟悉本技术领域的人理解，结合在用 户输入设备210中的设备通常可以使用专用硬件诸如数字和模拟电 路、应用特定的电路(ASIC)等、在数据处理硬件上运行的软件或 固件、或其组合来实现。

相似地，接收器单元230，例如TV、VCR，可以包括通用部件， 其配置为接收和处理传输的用户输入和诊断消息。用户输入消息接 收设备232和诊断消息接收设备234可以包括无线接收电路诸如红 外线或RF接收器电路，以及适应从有线通信媒介诸如缓冲器电路接 收信号的电路。诊断消息处理设备可以包括例如微处理器或微控制 器、显示器和可以用于处理接收到的诊断消息和从其确定用户输入 设备210的状态的其它部件。熟悉本技术领域的人将理解，结合在 接收器单元230中的设备通常可以使用专用硬件诸如数字和模拟电 路、应用特定的电路(ASIC)等、在数据处理硬件上运行的软件或 固件、或其组合来实现。

图3表示本发明的一个例示实施例，具体说，包括无线键盘310 的一个系统，该键盘通过经由空中通信媒介320建立的一条红外线 通信链路与个人数字助手(PDA)330通信。无线键盘330包括响应 多个键312的键盘扫描矩阵311，它响应在多个键312上执行的键击 产生信号。该信号供给微控制器313，其依次产生相应于所产生的信 号的用户输入消息。例如，微控制器313可以产生包括一个键码集 的某键码的消息，该键码集映射特定的键击为特定的二进制值。所 示无线键盘也包括电池314，它给微控制器313和在无线键盘310中 的其它元件提供电力。电池状态监视电路例如比较电池314上当前 电压与一参考电压的比较器电路监视电池314并给微控制器313发 送诊断信息。

微控制器313从该诊断信息产生相应诊断消息并把该诊断消息 存储在例如板上存储器或外部存储器，诸如RAM。微控制器313例如 可以产生和存储包括用于通信键击的键码集中一个代码的诊断消 息。红外线发射器316响应微控制器313在通信媒介320中传输表 示该用户输入和诊断消息的红外线信号。例如，红外线发射器316 可以包括红外线光发射二极管(LED)或者相似设备，它们可以由微 控制器313产生的信号调制来传输消息。

所产生的红外线信号可以在PDA330上从通信媒介320由红外线 接收器331接收，例如包括光三极管或光二极管的电路，它响应红 外线幅射解调该红外线信号接收用户输入和诊断消息。然后在中央 处理单元(CPU)332例如微处理器中处理由接收到的信号表示的用 户输入和诊断消息。CPU332可以处理接收到的诊断消息来确定无线 键盘的状态，例如电池314的状态。所确定的状态例如可以依次显 示在包含在PDA330中的显示器333上。

对于图3所示实施例，这一状态涉及用于给用户输入设备310 供电的电池314的状态。然而，熟悉本技术领域的人理解，该诊断 信息可以包括诊断设施的其它信息，诸如关于特定键击的数目和频 率的统计信息，特定键的出错条件等。该诊断信息可以传达到接收 器单元330，单独或结合使用来确定有关用户输入设备310的操作的 其它状态信息。

根据本发明，诊断消息从用户输入设备这样间断传输，即一个 诊断消息在前次诊断消息传输后经过一个预定间隔后传输。这种诊 断消息对接收器单元的间断报告允许用户输入设备在规律的基础上 自动提供诊断信息，无需请求用户执行特殊的键击或一系列键击， 和不需使用过度的电量。相应地，“预定间隔”可以要么定义为固定 时间间隔，或者由预定事件定义的间隔，例如，在前次传输诊断消 息后在用户输入设备上接收预定数目的用户输入。

图4和5所示流程图表示执行按照本发明的这种诊断通信的方 法和装置(系统)。将会理解，在该流程图表示中的每一方框和在该 流程图表示中的方框组合可以用计算机程序指令实现，这些指令可 以加载到计算机或者其它可编程数据处理装置中以产生一个机器， 使得在计算机或其它可编程数据处理装置上运行的指令产生为实现 在流程图方框或多个方框中说明的功能的设备。计算机程序指令也 可以加载到计算机或其它可编程数据处理装置以产生一系列操作步 骤，这些步骤在该计算机或其它可编程装置上执行以产生计算机实 现的处理，使得在该计算机或其它可编程装置上执行的指令提供为 实现在流程图的一个方框或多个方框内说明的功能的步骤。相应地， 流程图表示中的方框支持为执行所说明的功能的设备的组合和为执 行所说明的功能的步骤的组合。还可以理解，在该流程图表示中的 每一方框和在该流程图表示中的方框组合可以用基于专用硬件的计 算机系统实现，该计算机系统执行说明的功能或步骤，或者用专用 硬件和计算机指令的组合实现。

图4说明为从用户输入设备间断传输诊断信息的示例操作(框 400)。在用户输入设备上接收用户输入，例如键击(方框405)。作 为响应，用户输入设备判断是否存储有诊断消息和当时等待向接收 器单元传输(框410)。如果不，则用户输入设备确定为诊断信息， 诸如电池电平(方框415)。在这一点，用户输入设备可以执行基本 分析，诸如该诊断信息是否指示需要向接收器单元通信的问题(框 420)；然而，熟悉本技术领域的人的理解，用户输入设备也可以简 单的确定该诊断信息并准备它与接收器单元通信。如果不希望通信 该诊断信息，则该设备可以返回备用方式，等待另一用户输入(方 框405)。

然而，如果要通信该诊断信息，则用户输入设备产生并存储相 应于所确定的诊断信息的诊断消息(方框425)。如果用户输入设备 已存储有诊断消息并在等待传输，则该用户输入设备然后判断在前 次诊断消息传输后是否已接收预定数目的用户输入，例如键击(框 430)。如果尚未接收预定数目的键击，则用户输入设备可以判断在 前次诊断消息传输后是否经过一个固定时间间隔(框435)，如果是， 则传输存储的消息(方框440)。如果未经过该固定时间间隔，则用 户输入设备等待新的用户输入(方框405)。如果在前次诊断消息传 输后已经过该固定时间间隔或者已接收到预定数目的键击，则传输 存储的诊断消息(方框440)。优选在相应于所接收的用户输入的用 户输入消息传输后立即传输存储的诊断消息。

图5表示为在接收单元接收和处理消息的示例操作(框500)。 接收一个消息(方框505)。接着接收单元判断所接收到的消息是用 户输入消息还是诊断消息(框510)。如果该消息是用户输入消息， 则将其传送到合适的应用程序为进一步处理(方框515)。如果接收 到的消息是诊断消息，则将其处理以确定用户输入设备的状态(方 框520)。

熟悉本技术领域的人将理解，图4和5所示示例操作的变化也 落入本发明的范围。所示操作或许特别有优点，例如对于包括诸如 微控制器的电路的用户输入设备，它能够在低电耗“备用”方式和 高电耗“活动”方式之间转换。执行框410-440的功能的电路响应 用户输入的接收(方框405)转变到工作方式以便执行框410-440 的操作，以及为产生和传输相应于所接收的用户输入的用户输入消 息需要的操作，然后可以转变回备用方式以保存电力。优选所存储 的诊断消息的传输(方框440)在从所接收的用户输入产生的用户输 入消息传输前或后立即发生，允许该电路更快返回备用方式。在另 一变体中，可以不与用户输入的接收和相应用户输入消息的传输同 步来确定诊断信息或传输诊断消息。例如，可以简单的周期确定诊 断信息和在预定时间间隔期间传输一次相应的诊断消息，所谓预定 间隔根据固定时间或根据接收预定数目的用户输入定义。

在附图和说明书中，公开了本发明的典型的实施例，虽然使用 了特别的术语，但是它们只用于一般的和说明的意义上，并不为了 限制，本发明的范围在后面的权利要求中叙述。