專利名稱：用戶使用記錄器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及得到關于可攜帶電子器件的使用特性的信息。
確定電子設備的使用特性的一種技術是把一個人置于具有設備的房間中并且觀察該人如何使用設備。在單向反射鏡后面的一個視頻攝象機能用來記錄觀察，并且該設備能連接到記入(logging)和其他類型的測量器件上，以記錄關于人使用設備的數(shù)據(jù)。
今天多種可攜帶器件由電池供電。電池有多種尺寸和類型。使用電池的設備類似地具有各種尺寸、形狀和功能。要想到，器件的操作模式影響電池壽命。如果對于這樣的器件能建立恒定類型的使用模型或諸模型，則有可能根據(jù)使來自電池的壽命最大的典型使用特性調節(jié)或修改電池的化學性質。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，用戶使用器件包括一種機械裝置，固定到一個用戶器件和一個與用戶器件一起使用的電池上；和一個電子記入器件，適于測量來自與用戶器件一起使用的電池的電壓和/或電流。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，一種確定對于電子器件的用戶使用特性的方法包括把一個電子器件分配給用戶，電子器件帶有固定到電子器件上的一個可攜帶用戶使用記錄器，可攜帶用戶使用記錄器允許用戶一般以其正常、打算的方式使用電子器件。用戶使用記錄器在電子器件由用戶使用的同時記錄器件的特性測量，并且時間間隔地把記錄的測量傳輸?shù)揭粋€分析器件以分析對于電子器件的使用模型。
對于這種手段的一個優(yōu)點在于，它使對于器件的用戶使用的測試過程的干涉最小。用戶使用記錄器使用戶明白，他們以他們正常使用器件的方式使用器件。這給出較準確和真實的數(shù)據(jù)，工程師或科學家能使用這些數(shù)據(jù)優(yōu)化電池化學性質。


圖1是包括用戶使用記錄器的一種電子電池操作器件的等角投影圖。
圖2是用戶使用記錄器的系統(tǒng)方塊圖。
圖3是用在圖2的用戶使用記錄器中的一個記入電路的方塊圖。
圖4是操作圖3的記入電路的軟件過程的流程圖。
圖5是用于用戶使用記入器的一種可選擇布置的圖。
現(xiàn)在參照圖1，使用記入單元或記錄器10聯(lián)接在一個電池組12與一個可攜帶電子電池操作器件14之間。電池操作器件14能是任何類型的器件，如包括可攜式攝像機(camcorders)和蜂窩或無線電話的用戶器件。在圖1中，一個蜂窩電話表示成經(jīng)下文的“用戶使用記錄器10”的使用記入單元或記錄器10聯(lián)接到該電話的電池組12上。用戶使用記錄器10設計成測量器件12和電池14的使用模型。用戶使用記錄器10能包含其自己的電池。用戶使用記錄器10布置成在器件12上的同時測量電壓、電流及溫度。
使用記錄器具有安裝到器件，例如蜂窩電話，上的機械部件(未表示)、和安裝到電池上的機械部件10a。這些部件復制在用戶使用記錄器10的任一側，從而電池12能固定到用戶使用記錄器10的一側上，而器件14能固定到用戶使用記錄器10的另一側上。用戶使用記錄器10建造成盡可能地薄，從而用戶使用記錄器10的存在不會顯著干擾器件12的用戶使用。
用戶使用記錄器10能安裝在各種類型的器件上。當安裝在蜂窩電話上時，蜂窩電話能測試用戶市場組，確定使用的典型特性。用戶使用記錄器10將采取措施，并且提供能分析的數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)能說明如何頻繁和多長時間使用器件。通過檢查大量這樣的數(shù)據(jù)，可能有可能獲得對于不同種類電子器件的使用模型。例如，數(shù)據(jù)分析能用來確定用戶是否連續(xù)地讓器件開著、或者他們是接通還是切斷它。對于蜂窩電話，數(shù)據(jù)能用來指示用戶講話5分鐘并且然后在一天大部分期間切斷電話等等。這種類型的信息一直非常難以得到。借助于這種數(shù)據(jù)，例如電池制造商根據(jù)期望使用模型能確定供具體用途之用的電池的化學性質。
例如，閃光燈中電池的使用與蜂窩電話中的使用相差很大。在閃光燈中的電池可能見到連續(xù)使用；而在電話中的使用可能是不同的。因為使用模型的差別，電池的化學性質是重要的，以對于不同的用途優(yōu)化電池或者甚至提供對于相同器件用途為期望使用模型優(yōu)化的定制電池。
現(xiàn)在參照圖2，器件電池組14一側連接到用戶使用記錄器10上，而另一側連接到器件12例如蜂窩電話上。用戶使用記錄器10包括一塊包含電氣連接的接觸板22，以把電池組14經(jīng)用戶使用記錄器10以及電路24連接到器件12上，以檢測和測量電壓、溫度和電流。接觸板22能包含一個檢測電阻器(未表示)。檢測電阻器能連接在電池與器件之間，從而來自電池的電流流經(jīng)電阻器，并且產(chǎn)生一個測量以得到電流讀數(shù)的電壓降。電阻器具有非常低的電阻值以使跨過電阻器的電壓降最小。
用戶使用記錄器10也包括一塊記入板24。記入板24包括一個把電壓、溫度及電流的模擬測量轉換成數(shù)字測量的基于微處理器的記入系統(tǒng)?；谖⑻幚砥鞯挠浫胂到y(tǒng)也存儲測量。用戶使用記錄器10也包括一個電池26，從而用戶使用記錄器10自供電。用戶使用記錄器10也帶有一個接口。接口能是一個串行接口，例如一個RS-232接口28。當希望從用戶使用記錄器檢索信息時，微處理器能經(jīng)接口28把數(shù)據(jù)下載到一個計算機29中以進行數(shù)據(jù)分析處理，并且確定器件12的使用模式。
記入板24連接到接觸板22上，并且接收與電池電壓、電池的引出電流及溫度相對應的模擬信號。記入板24也能配置成檢測可充電電池，并且能測量在重新充電期間進入電池的電流。用戶使用記錄器10包括一個溫度傳感器，以檢測用戶使用記錄器10、電池14和器件12在其中操作的環(huán)境溫度。溫度條件可能影響電池化學性質。記入板24將抽樣電壓和電流，并且確定器件12所處于的狀態(tài)。在蜂窩電話的情況下，蜂窩電話能處于“通話模式”、“備用”、或“斷”狀態(tài)。而且電池甚至不固定到器件12上，并也能檢測狀態(tài)。
現(xiàn)在參照圖3，記入板24包括一個微控制器30、一個實時時鐘32、一個模數(shù)轉換器34、及記錄數(shù)據(jù)的電可擦除存儲器36。微控制器30也包括程序存儲器49，程序存儲器49包括一個記入過程50(圖4)。記入板24也包括一個電池39和功率調節(jié)38。微控制器30、實時時鐘31、及電可擦除存儲器36經(jīng)一條總線32聯(lián)接。在該實施例中，微控制器30包括一個串行接口28和A/D轉換器。A/D轉換器34聯(lián)接到一個接口-例如把溫度T、電壓V及電流I傳感器連接到A/D轉換器34上的信號調節(jié)電路33-。記入板24能是一種改進的、或買到的電路板，如一塊Scott EdwardsElectronics Sierra Vista，AZ 85636-0160 BS2 Data Collection ProtoBoard數(shù)據(jù)記入板。
微控制器控制通過模數(shù)轉換器的數(shù)據(jù)記入。微控制器計算來自電池的電壓和電流，保持當前時間，及確定環(huán)境溫度。微控制器把該信息記錄在一個數(shù)據(jù)存儲器36中，例如電可擦除存儲器內。微控制器也控制記錄數(shù)據(jù)的下載，例如經(jīng)接口28把數(shù)據(jù)傳送到個人計算機。
為了節(jié)省內存空間，微控制器在固定時間段例如每五秒下能進行基于時間的抽樣、測量及計算參數(shù)。微控制器能記錄電壓、電流及溫度。另一種節(jié)省更多內存的記錄數(shù)據(jù)方法是進行基于事件的取樣。微處理器根據(jù)接收事件確定器件處于什么模式中。一旦微處理器確定事件發(fā)生，微控制器就記錄該事件何時發(fā)生、事件的特性，例如從“斷”模式至“備用”的轉變等。微控制器記錄該信息、以及電壓、電流、時間、及溫度。用戶使用記錄器10產(chǎn)生帶有時間標記和模式標記的離散記錄。這允許一個小量內存放置在記入板24上而減小物理空間和功率要求，同時允許在擴展時間段期間記錄。
現(xiàn)在參照圖4，表示一個過程50，過程50存儲在程序存儲器例如49中以控制微控制器的操作。在微控制器30通電時，它經(jīng)歷一個初始化過程52。初始化過程52能進行各種例行程序，如清理寄存器等。在初始化52之后，軟件進入一種菜單模式54等待來自接口的命令。過程50作為一種根據(jù)從接口42接收的命令操作的菜單驅動命令類型而設置。這使微控制器能完成諸如開始記入操作、設置實時時鐘、校準電子器件等之類的功能。
校準模式60用來設置電壓基準、對電路進行調節(jié)、設置配置變量62如取多少樣本等。這允許相同基本記入算法用于不同用途，允許根據(jù)用途的改進。
在記入模式66中，微處理器當它不記入數(shù)據(jù)時將進入睡眠狀態(tài)，即低功率模式。它將從低功率模式醒來，從接口28尋找新命令或確定是否要進行測量。就是說，微控制器根據(jù)時間引導定期地接通，例如每5秒醒來，每10秒尋找一次新命令或進行一次測量。如果沒有命令，則它切斷本身。如果已經(jīng)處于抽樣模式中，則它抽樣在在模數(shù)轉換器處的值，以獲得數(shù)據(jù)以測量器件的電流和電壓并且確定66b-器件例如攜式攝像機是否進入了不同操作模式。微控制器使得跨過電池的電壓和跨過檢測電阻器的電壓的測量給出一個電流讀數(shù)。
微控制器能由這兩種測量確定66c-器件12是否處于相同模式中。如果它處于相同模式中-66a，則微控制器將返回睡眠，即返回初始記入模式狀態(tài)66。如果它處于一種新模式中-66e，則微控制器根據(jù)某些存儲參數(shù)確定新模式-66b。微控制器將產(chǎn)生一種規(guī)定新模式、電壓、電流、時間及溫度的記錄-66f，并且把把該記錄存儲在存儲器中-66g。
在校準和配置期間裝載的數(shù)據(jù)部分可以是記入軟件能用來確定是否已經(jīng)進入不同模式的閾值和級。這是希望的，因為一些蜂窩電話具有非常嘈雜的電流圖案，從而用戶使用記錄器可能必須取樣多次，并且平均這些樣本以確定器件12處于什么模式。
過程50也包括一種下載模式70。下載模式經(jīng)來自接口28的命令進入。它使用戶使用器件10把在存儲器36中的所有數(shù)據(jù)記錄下載到一個諸如計算機29(圖3)之類的分析器件。因而，在一個事件驅動過程中，如果模式已經(jīng)改變，則一旦微控制器已經(jīng)取樣電壓、電流及溫度，并且確定模式，微控制器就把該信息存儲在存儲器36中。如果模式?jīng)]有改變，則微控制器返回睡眠，并且將繼續(xù)在該循環(huán)中，直到來自接口28的例如一個RS232型接口的命令使它返回菜單模式。在事件驅動模式中，微控制器僅使信息存儲在存儲器中，并且當器件改變模式時進行記錄。可替換地，記入能以正常間隔發(fā)生，例如基于時間的抽樣。
因而，微控制器能配置成在每個時間間隔處記錄，即基于時間的抽樣，或者僅記錄在模式改變時的信息，即基于事件抽樣。可能希望記入板使用兩種技術操作?；跁r間的抽樣用來得到一些初始數(shù)據(jù)，并且一旦理解一個特定器件如何工件，即需要什么種類的平均和閾值，微控制器就能切換到基于事件的處理。
除測量電壓、電流及溫度之外，其他測量是可能的，如通過聯(lián)接一個濕度傳感器測量濕度，或通過把一個運動傳感器聯(lián)接到信號調節(jié)電路33上測量運動。對于某些類型的器件，有益的可能是確定加速是否發(fā)生在器件中。攜式攝像機制造商可能想知道用戶能保持攜式攝像機穩(wěn)定多長時間，以便把穩(wěn)定特性設計到攜式攝像機中。
關于設計用戶使用記錄器的一種考慮是使用戶使用記錄器的電池壽命最大。在攜式攝像機的情況下，攜式攝像機可能使用得不頻繁。在下載數(shù)據(jù)與使用用戶使用記錄器之間可能有一個非常長的時間段。如果數(shù)據(jù)記入器連續(xù)地甚至以5秒的速度運行，則從電池抽取一定量的功率。因此，一種手段例如通過采用一個觸發(fā)數(shù)據(jù)記錄器開始記錄的傾斜開關(例如汞開關或擺式開關)檢測攜式攝像機何時運動，并且如果沒有事件，則用戶使用記錄器返回一種功率節(jié)省模式。
現(xiàn)在參照圖5，表示用戶使用記錄器10′的另一個選擇實施例。當電池12′布置在用戶器件14′的一個電池腔室14a中時，能使用記錄器10′的該實施例。記錄器10′包括一個插入在一對電池終端15a、15b之一與器件14′的電子電路(未表示)之間的接觸板22′。它也包括附著或包括到器件14′中的記入板24。
要理解，盡管聯(lián)系其詳細描述已經(jīng)描述了本發(fā)明，上述描述打算表明而不是限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明由附屬權利要求書的范圍定義。其他方面、優(yōu)點、及改進在如下權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種用戶使用器件包括一個機體，包括固定到一個用戶器件和一個與該用戶器件一起使用的電池上的機械裝置，所述機體裝有一個電子記入器件，適于測量來自與用戶器件一起使用的電池的電壓和/或電流。
2.根據(jù)權利要求1所述的用戶使用器件，其中機械裝置布置在一個殼體中，該殼體固定在用戶器件與同用戶器件一起使用的電池之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的用戶器件，其中殼體包括電子記入器件。
4.根據(jù)權利要求1所述的用戶器件，其中機械裝置是布置成從在用戶器件的電池腔室中的電池抽樣電流和電壓的一塊接觸板。
5.根據(jù)權利要求3所述的用戶使用器件，其中殼體適用于固定到一個蜂窩電話上。
6.根據(jù)權利要求5所述的用戶使用器件，其中機械裝置包括一個第一機械裝置，連接到蜂窩電話的一個后側部分上；和一個第二機械裝置，固定在電池上，從而機體布置在蜂窩電話與電池之間。
7.根據(jù)權利要求1所述的用戶使用器件，其中記入器件包括一個可變存儲器；和一個微控制器，計算來自電池的電壓和電流測量，并且把該測量存儲在可變存儲器中。
8.根據(jù)權利要求7所述的用戶使用器件，其中記入器件進一步包括一個實時時鐘；并且其中微控制器保持當前時間和和把當前時間分配給所述測量。
9.根據(jù)權利要求7所述的用戶使用器件，其中微控制器進一步控制存儲數(shù)據(jù)至分析器件的下載。
10.根據(jù)權利要求7所述的用戶使用器件，其中微控制器進行基于時間的抽樣，以測量和計算電流和電壓值。
11.根據(jù)權利要求7所述的用戶使用器件，其中微控制器進行基于事件的抽樣。
12.根據(jù)權利要求11所述的用戶使用器件，其中進行基于事件的抽樣，微控制器根據(jù)接收事件確定器件的操作模式。
13.根據(jù)權利要求12所述的用戶使用器件，其中微控制器記錄事件的特征、及電壓、電流和/或時間。
14.根據(jù)權利要求12所述的用戶使用器件，其中微控制器產(chǎn)生帶有時間標記和模式標記的離散記錄。
15.根據(jù)權利要求12所述的用戶使用器件，其中微控制器產(chǎn)生帶有時間標記和模式標記的離散記錄及電池的測量量度。
16.根據(jù)權利要求12所述的用戶使用器件，其中記入器件進一步包括一個電池，向用戶使用器件提供功率。
17.根據(jù)權利要求1所述的用戶使用器件，其中機體適于固定到蜂窩電話上，并且機體帶有一個連接到蜂窩電話后側部分上的第一機械裝置和一個固定到電池上的第二機械裝置，從而機體布置在蜂窩電話與電池之間；并且記入器件包括一個電可變存儲器；一個實時時鐘；一個溫度傳感器；一個模數(shù)轉換器，從實時時鐘、溫度傳感器及電池組抽樣數(shù)值；及一個微控制器，計算來自電池的電壓和電流測量，并且把測量結果以及時間和溫度值存儲在存儲器中。
18.一種確定對于電子器件的用戶使用特性的方法，包括把一個電子器件分配給用戶，電子器件帶有固定到電子器件上的一個可攜帶用戶使用記錄器，可攜帶用戶使用記錄器允許用戶以其正常、打算的方式使用電子器件；并且用戶使用記錄器在電子器件由用戶使用的同時記錄器件的特性測量；并且在時間間隔上把記錄的測量傳輸?shù)揭粋€分析器件，以分析對于電子器件的使用模型。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中電子器件是蜂窩電話，并且用戶使用器件固定在蜂窩電話與由蜂窩電話使用的電池組之間。
20.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中分配進一步包括把多個這樣的電子器件分配給用戶，使電子器件的每一個帶有一個可攜帶用戶使用記錄器和一個固定到電子器件上的電池。
21.根據(jù)權利要求20所述的方法，其中記錄進一步包括確定電池組的電壓和在電子器件的使用期間從電池組抽取的電流。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中記錄進一步包括對于電壓和電流的每次記錄測量記錄時間標記。
23.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中記錄進一步包括確定電子器件的操作模式；并且對于電壓和電流的每次記錄測量記錄模式標記和時間標記。
全文摘要
描述了一種用戶使用記錄器和一種對于電子器件確定用戶使用特性的方法。用戶使用記錄器包括一塊接觸板和一塊記入板。帶有用戶使用記錄器的電子器件分配到用戶。對于帶有一個固定的可攜帶用戶使用記錄器的電子器件,可攜帶用戶使用記錄器允許用戶把電子器件一般用在其正常、希望模式中。用戶使用記錄器在電子器件由用戶使用的同時,記錄器件特性的測量結果。在某一時刻,把記錄的測量結果傳送到一個分析器件以分析用于電子器件的使用模式。
文檔編號G01R31/36GK1346444SQ00806165
公開日2002年4月24日 申請日期2000年4月10日 優(yōu)先權日1999年4月12日
發(fā)明者馬克·卡克普羅伊克茲, 杰弗里·S·修斯, 小保羅·W·丹德利, 戴維·N·克雷恩, 阿爾文·H·泰勒 申請人:吉萊特公司