[发明专利]自由成形的单向网络

说明书

本发明涉及一种利用自由空间中的电磁辐射的单向或单信道通信网络。这种单向网络可用于记录对诸如动作、提问或激励等提示的群响应；尤其是那些需要在分钟为单位的时间跨度上完成登记所有的响应。

已经提出了许多种网络系统。其中大多路不是无线的，由于购买和安装电线或光纤电缆的费用，所以这种有线的系统实现起来花费很大。而且，它们极难搬运在另一地方使用。这些无线系统还有一些缺点或限制。例如，美国专利5566022所描述的系统利用自由空间的红外(IR)发送，但，由于它在连接到网络的单元之间要有进行来回或多信道通信，所以它不是单信道系统。由于每个发射机必须还是接收机，所以多信道系统的费用将比单信道大。而且必须跟踪所有收发信机的状态，所以导致复杂化。

美国专利4377870所描述的另一个无线系统使用了单向射频(RF)发送，但发送的消息不是单频率的，不是编码信号，且不附有发送者ID。使用多频率发送的系统的花费比使用一个频率的花费要大。而且，在信号上不附带ID，系统利用局限于轮询功能。另一种无线系统是红外遥控器，在消费电子产品和打开和锁闭汽车门中使用。它是单信道通信，但它不是网络，因为它仅是一个发射机和一个接收机的组合。

本发明的目的在于提供一种自由成形的单向网络(FON)，简单的设计降低了产品的成本，并且便于使用和携带。一种自由成形的单向网络是单信道通信网络系统，在这种系统中，网络参与者传输的消息仅流入到中央接收机，而且网络可以由参与者任意组合来组成。

因此，根据本发明提供的自由成形单向网络包含：

多个网络参与者的无线发射机，每个所述发射机适于响应于诸如动作、提问或激励等提示，以编码辐射信号的短脉串形式在自由空间上以单频率或窄带频率发射短消息；

中央无线接收机，检测发射机发射的消息；

对这些消息进行译码和数字化的装置；

中央处理装置，接收、存储和分析经译码和数字化的消息；以及

向发送者确认收到他或她发送的消息的装置。

这样，提供了一种利用在自由空间内的固定单频率或窄带频率的电磁辐射信号的单向或单信道通信网络，它包含多个发射机和一个中央接收机，其中把每个消息编码成波串。在一较佳实施方式中，每个信号可以附带有发送者标识符(ID)。中央接收机可以一个单元或者是级联连接的多个单元，检测自由空间内的消息，并把它们发送到中央处理单元(CPU)对消息进行处理。

在一较佳实施例中，可以在每个发射机上设置一小显示板，以显示要发送的消息以及在预定时间内发送消息的尝试次数。该系统可以包括中央显示板，确认手段可以包含在中央显示屏上改变特征符号(例如颜色)，使发送者能看见，确认已经收到消息，并且显示屏上的每个符号可以显示从相应的发射机在预定时间内接收到消息的次数。

即使发射机包括了ID标记，CPU装置仍可以提供一选项，根据该系统的应用场合(例如，教育性的或仅仅为轮询)，忽略该标记，或者保留。

该系统的自由成形方面归因于ID编码发射的便携性，它可以对发射机任意组合，形成通信网络的发射机，也可以用多种组合形成多个网络。

多个发射机(T)和一个接收机(R)包含有FON硬件。每个发射机T具有集成电路(IC)和安装在便携盒内的射线发射器。IC芯片的存储单元存储用户ID号和简单的消息。当用户按下发射机T键盘的一个按钮时，把该消息写到发射机T的存储器上，并把附带标记的消息以辐射波串的短脉冲串的形式在自由空间内发射。如果需要，发射机T可以装备有显示屏，以显示要发送的消息和发送消息的尝试次数。接收机由类似的集成电路组成，但它具有辐线检测器而不是辐线发射器。它接收多个发射机T发射的附带标记的消息，以接收到的顺序对它们进行译码，并把数字形式的消息发送到CPU，以进行分析和存储。FON一个重要的较佳特点是向特定发送者回送已收到消息的确认信号，这可以是简单地改变中央显示屏上相应的标记块。由于发送者可以一次以上地尝试发送消息，所以增加的确认是把接收到消息的次数与标记块一起显示。