BRPI0713220B1 - Sistema de gerenciamento de energia - Google Patents

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Walter Fry
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Abstract

sistema de gerenciamento de energia. a presente invenção provê um sistema de gerenciamento de energia (12) para um dispositivo eletrônico (10) compreendendo uma pluralidade de meios transmissores (24a, 24b, 24c, 24d) e receptores (26a, 26b, 26c, 26d) e um módulo de gerenciamento de energia (13) que é configurado para seletivamente ajustar o status operacional do pelo menos um meio da pluralidade de meios transmissores (24a, 24b, 24c, 24d> e meios receptores (26a, 26b, 26c, 26d) com base em um sinal indicativo de pelo menos uma característica da rede sem-fio 27, a qual rede o dispositivo eletrônico 10 é associado.

Description

SISTEMA DE GERENCIAMENTO DE ENERGIA
Histórico da Invenção
Placas de Rede de Área Local Sem-fio (WLAN -Wireless Local Area Network) podem ser configuradas com múltiplas antenas suportando uma pluralidade de transmissores e receptores de freqüências de rádio para aumentar a taxa de transferência de dados e/ou a faixa na qual os sistemas podem receber transmitir dados. No entanto, o aumento na quantidade de transmissores e receptores RF aumenta o consumo de energia global do sistema, daí reduzindo a vida da batería.
Descrição Resumida dos Desenhos
A figura 1 é um diagrama de blocos de um dispositivo eletrônico, no qual uma configuração de um sistema de gerenciamento de energia é empregada vantajosamente, de acordo com a presente invenção; .
A figura 2A é um diagrama de fluxo ilustrando uma configuração de um sistema de gerenciamento de energia, de acordo com a presente invenção; e
A figura 2B é um diagrama de fluxo ilustrando outra configuração de um meio de gerenciamento de energia, de acordo com a presente invenção.
Descrição Detalhada dos Desenhos
As configurações preferidas da presente invenção e suas vantagens serão mais bem entendidas . fazendo referência às figuras 1 a 2c, onde os mesmos números nas diversas figuras se referenciam a partes correlatas e iguais.
A figura 1 é um diagrama de blocos de um dispositivo eletrônico 10, que vantajosamente emprega uma configuração de um sistema de gerenciamento de energia 12 de acordo com a presente invenção. O dispositivo eletrônico 10 pode compreender qualquer tipo de dispositivo eletrônico com capacidade sem-fio, tal como, mas não se limitando a, um dispositivo de computador, assistente pessoal digital, telefone celular, computador notebook, ou qualquer aparelho eletrônico quer portátil ou não-portátil. Na configuração mostrada na figura 1, o dispositivo eletrônico 10 compreende um módulo sem-fio 14, um processador 16, um sensor 18, uma interface de usuário 19, memória 20, e batería 21. Na configuração ilustrada na figura 1, o módulo sem-fio 14 compreende uma rede de área local sem-fio WLAN, um módulo de rádio (módulo de rádio WLAN 802.11) compreendendo uma multiplicidade de antenas 23a, 23b, 23c, 23d, no entanto, deve ser entendido que o módulo sem-fio 14 pode compreender outros tipos de módulos. Na configuração ilustrada na figura 1, o módulo sem-fio 14 compreende quatro antenas 23a, 23b, 23c, 23d, cada antena compreendendo um transmissor de rádio 24a, 24b, 24c, 24d e um receptor de rádio 26a, 26b, 26c, 26d respectivamente, para facilitar a conexão ou associação do dispositivo eletrônico 10 com uma rede de comunicação sem-fio 27. No entanto, deve ser entendido que também pode ser usada uma quantidade maior ou menor de antenas, e cada antena 23a, 23b, 23c, 23d pode compreender uma quantidade maior ou menor de transmissores 24 e receptores 26. Ademais, na figura 1, um único módulo de sem-fio 14 está ilustrado, no entanto, deve ser entendido que as configurações da invenção poderão ser usadas com múltiplos módulos sem-fio.
Na configuração mostrada na figura 1, a memória 20 compreende um módulo de gerenciamento de energia 13 e banco de dados 28. O módulo de gerenciamento de energia 13 pode compreender hardware, software, firmware, ou uma combinação destes. Na figura 1, o módulo de gerenciamento de energia 13 é ilustrado armazenado na memória 20 para ser acessado e/ou executado pelo processador 16. No entanto, deve ser entendido que o módulo de gerenciamento de energia 13 pode ser armazenado de outras maneiras. O módulo de gerenciamento de energia 13 é usado para processar sinais detectados pelo sensor 18 para seletivamente operar (ligar/desligar transmissores 24 e/ou receptores 26) para baixar o consumo de energia do dispositivo eletrônico 10. Por exemplo, sinais de comunicação (voz/dados) são transferidos e/ou roteados entre o dispositivo eletrônico 10 e a rede 27 (por exemplo, torres, pontos de acesso, ou outros elementos de comunicação). Com base nas características da rede 27 que está comunicat ivamente conectada ao dispositivo eletrônico 10 (i.e. potência de sinal, largura de banda, e/ou taxa de transferência de dados etc.) o módulo de gerenciamento de energia 13 é usado para seletivamente baixar o consumo de energia do dispositivo eletrônico 10.
Na configuração ilustrada na figura 1, o banco de dados 28 compreende dados detectados 30 e dados relacionais 32. Os dados detectados 30 compreendem as informações associadas a sinais coletados e/ou as informações que de alguma forma foram recebidos pelo sensor 18, tal como dados de largura de banda 34 (a quantidade dos dados capaz de passar ao longo de um canal de comunicação) , dados de potência de sinal 36 (potência de um sinal semfio associado a um particular ponto de acesso) , e dados de status de energia 38 do dispositivo eletrônico 10 (se o dispositivo eletrônico 10 estiver sendo energizado por batería ou uma outra fonte). Os dados relacionais 32 compreendem informações associadas a valores de sinal conhecidos ou pré-determinados que são usados para determinar dados detectados 30 para determinar a utilização de transmissores 24 e receptores 26 sem-fio (se todos transmissores 24 e receptores 26 forem necessários ou se alguns dos transmissores 24 e/ou receptores 26 puderem ser desligados baixar o consumo de energia do dispositivo eletrônico 10) . Por exemplo, o dado relacionai 32 compreende valores de potência de sinal conhecidos e/ou pré-determinados para operar transmissor 24 e receptor 26 com uma única antena 23a, 23b, 23c, 23d para WLAN 802.llg. Assim, por exemplo, se o dado de potência de sinal 3 6 for maior que o valor de potência de sinal armazenado no dado relacionai 32 para operar uma particular quantidade de transmissores 24 e receptores 26 para um WLAN 802.llg, o módulo de gerenciamento de energia 13 se comunica ou de alguma forma interfaceia com o processador 16 e/ou módulo(s) de gerenciamento de energia 14, para reduzir a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 para baixar o consumo de energia, enquanto mantém o desempenho de comunicação sem-fio.
Na configuração ilustrada na figura 1, o sistema 12 é dinamicamente reativo a mudanças na rede disponível e/ou conectada 27, (i.e., passando de um ponto de acesso para outro e/ou relativo a um pondo de acesso), mudanças na fonte de energia, (batería, rede) , mudanças no nível de energia de batería, vida estimada, etc.. Em operação, o dado detectado 30 é comparado ao dado relacionai 32 pelo módulo de gerenciamento de energia 12 para determinar se todos ou apenas uma porção da quantidade de transmissores 24 e receptores 26 disponíveis deve ser utilizada. Se o dado detectado 30 cair fora de uma prédeterminada faixa de valor indicada pelo dado relacionai 32 para operar uma pré-determinada quantidade particular de transmissores 24 e receptores 26, o módulo de gerenciamento de energia 13 transmite ou gera interrupção de software ou outro sinal para ligar/ desligar pelo menos um transmissor 24 ou receptor 2 6 para uma ou mais antenas 23a, 23b, 23c, 23d. Por exemplo, se o sensor detecta um valor de largura de banda de 11 Mbps, e o módulo sem-fio 14 estiver configurado para operar em 108 Mbps (i.e., quatro transmissores 24 e quatro receptores 26) , o módulo de gerenciamento de energia 13 gera e transmite um sinal para o processador 16 e/ou módulo(s) sem-fio 11 desligar pelo menos um dispositivo eletrônico 10, (i.e., em virtude de a operação do receptor 26 e/ou transmissor 24 adicional prover um pequeno e/ou não-apreciável aumento de desempenho de comunicação sem-fio). Preferivelmente, o módulo de gerenciamento de energia 13 é configurado para automaticamente e seletivamente operar transmissores 24 e receptores 26 via interface 19. Por exemplo, em resposta ao aviso de haver uma condição de batería esgotada (mostrando um ícone ou uma outra indicação de status de batería), o módulo de gerenciamento de energia 13 é configurado de modo a permitir que o usuário desligue seletivamente uma certa quantidade de transmissores 24 e receptores 26 para prolongar a vida da batería. .
A figura 2 é um diagrama de fluxo ilustrando uma configuração de um método de gerenciamento de energia, de acordo com a presente invenção. Na configuração ilustrada na figura 2a, o método se inicia no bloco 40, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 monitora os dados detectados 30 adquiridos e/ou de alguma forma detectados por sensor 18. Por exemplo, na configuração ilustrada na figura 2a, o módulo de gerenciamento de energia 13 monitora a potência de sinal de comunicação sem-fio. No bloco 42, a informação de potência de sinal detectada pelo sensor 18 fica na memória 20, como dado de potência de sinal 36. No bloco 44, o módulo de gerenciamento de energia 13 analisa o dado de potência de sinal 3 6 usando o dado relacionai 32 para determinar se a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 em operação deve aumentar ou diminuir, com base na quantidade de transmissores 24 e receptores 26 correntemente em operação (i.e. reduzindo a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 operando em velocidades de conexão não-reduzidas, etc.). No bloco de decisão 46, o módulo de gerenciamento de energia 13 determina se o dado de potência de sinal 36 é maior que um prédeterminado limite, como definido pelo dado relacionai 32 para os transmissores 24 e receptores 26 correntemente em operação, de modo que o dispositivo eletrônico 10 possa ser operado usando uma quantidade menor de transmissores 24 e receptores 26. Se a potência de sinal for maior que um pré-determinado limite, o método segue para o bloco 48, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 envia um sinal ao processador 16 e/ou módulo(s) sem-fio 14 para diminuir a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 em operação (i.e. desliga pelo menos um transmissor 24 ou receptor 26) . O método segue para o bloco 40, sendo que o módulo de gerenciamento de energia 13 continua monitorando os dados detectados 30.
Se a potência de sinal não for maior que um prédeterminado limite para transmissores 24 e receptores 26 correntemente em operação, como definido pelo dado relacionai 32, o método segue do bloco 46 para o bloco de decisão 49, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 determina se o dado de potência de sinal 3 6 é menor que um pré-determinado limite, como definido pelo dado relacionai 32 para transmissores 24 e receptores 26 correntemente em operação. Se o dado de potência de sinal 36 for menor que um pré-determinado limite, o método segue para o bloco 50, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 gera e transmite um sinal ao processador 16 e/ou ao módulo sem-fio 14 para ligar um ou mais transmissores 24 e receptores 26 adicionais. O método segue para o bloco 40, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 continua monitorando o dado detectado 30. Se o dado de potência de sinal 3 6 não for menor que um pré-determinado limite no bloco de decisão 49, o método segue para o bloco 40, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 continua monitorando dados detectados 30 (não se fazendo nenhuma mudança na quantidade de transmissores 24 e receptores 26 correntemente em operação).
A figura 2b é um diagrama de fluxo ilustrando outra configuração do método de gerenciamento de energia, de acordo com a presente invenção. Na configuração ilustrada na figura 2b, a capacidade da rede sem-fio é monitorada e analisada, de modo a determinar e/ou de alguma forma ajustar o status operacional dos transmissores 24 e receptores 26 (i.e. se a rede opera com uma largura de banda mais larga, ou com uma largura de banda mais estreita, etc.) . Por exemplo, o método se inicia no bloco 52, onde o sensor 18 detecta um sinal indicativo da largura de banda da rede sem-fio, a qual rede o dispositivo eletrônico 10 está comunicativamente acoplado. No bloco 54, o sinal de largura de banda detectado é armazenado na memória como dado de largura de banda 34. No bloco 56, o módulo de gerenciamento de energia 13 analisa o dado de largura de banda 34 relativo ao dado relacionai 32 para determinar se uma quantidade maior ou menor de transmissores 24 e receptores 2 6 deve ser operada, com base nos transmissores 24 e receptores 26 correntemente em operação. No bloco de decisão 58, o módulo de gerenciamento de energia 13 compara o dado de largura de banda 3 2 com o dado relacionai 3 2 para os transmissores 24 e receptores 26 correntemente em operação, para determinar se a largura de banda detectada 34 é mais estreita que um pré-determinado valor ou limite. Por exemplo, se um ponto de acesso em uma rede sem-fio for capaz apenas de um desempenho máximo de 11 Mbps (ponto de acesso 802.11b) , mas o dispositivo 10 é capaz de 108 Mbps, pode ser reduzida a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 em operação, que produz uma pequena ou mesmo nenhuma apreciável redução de desempenho de comunicação sem-fio. Portanto, no bloco 60, se o dado detectado de largura de banda 34 for menor que um pré-determinado limite, o módulo de gerenciamento de energia 13 desliga, ou faz desligar, pelo menos um transmissor 24 e/ou receptor 26 para baixar o consumo de energia no dispositivo eletrônico 10. O método segue para o bloco 52, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 continua monitorando os dados detectados 30. Se o dado de largura de banda detectado 34 não for menor que um limite pré-determinado no bloco de decisão 58, o método segue para o bloco de decisão 61, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 determina se o dado de largura de banda é maior que um pré-determinado limite, com base nos transmissores 24 e receptores 26 correntemente em operação. Se o dado de largura de banda 34 for maior que um pré-determinado limite, o método segue para o bloco 62, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 gera e transmite um sinal para o processador 16 e/ou módulo sem-fio 14 para ligar um ou mais transmissores 24 e receptores 26 adicionais. O método segue para o bloco 52, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 continua monitorando dados de detectados 30. Se o dado de largura de banda 34 não for maior que um pré-determinado limite no bloco de decisão 61, o método segue para o bloco 52, onde o módulo de gerenciamento de energia 13 continua monitorando dados detectados 30 (i.e., não se fazendo nenhuma mudança na quantidade de transmissores 24 e receptores 26 correntemente em operação).
A figura 2c é um diagrama de fluxo ilustrando outra configuração de método de gerenciamento de energia, de acordo com a presente invenção. Na configuração ilustrada na figura 2c, o dispositivo eletrônico 10 pode ser configurado para operar, de modo que o módulo de gerenciamento de energia 13 analise e/ou ajuste o consumo de energia do dispositivo eletrônico 10, ajustando o nível de desempenho e/ou consumo de energia do módulo sem-fio 14, com base no nível de energia da batería 21. Assim, quando o nível de energia da batería 21 estiver baixo, o consumo de energia do módulo sem-fio 14 pode ser reduzido para aumentar a vida útil da batería 21. Por exemplo, se o nível de energia da batería 21 for menor que um pré-determinado limite (por exemplo, 10%, 15%, 20% do nível de energia máximo disponível) é desejável reduzir a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 em operação (operando com um nível de desempenho reduzido) para estender o tempo de utilização do dispositivo eletrônico que usa esta batería 21. Portanto, em operação, se o dispositivo eletrônico 10 estiver sendo energizado pela batería 21, o sistema 12 monitora o nível de energia da batería 21, como indicado no bloco 64. No bloco de decisão 66, se for determinado que o nível de energia da bateria está abaixo de um pré-determinado limite, o módulo de gerenciamento de energia 13 reduz o consumo de energia do(s) módulo(s) sem-fio 14, reduzindo a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 em operação, para permitir um uso mais extenso e prolongado do módulo sem-fio 14 (com um nível de desempenho mais baixo) como indicado no bloco 68. Se for determinado que a bateria 21 não se encontra abaixo de pré-determinado limite, o método segue para o bloco 64, onde o nível de energia da bateria 21 continua sendo monitorado. Também deve ser entendido que em algumas configurações da invenção, o módulo de gerenciamento de energia 13 é configurado para seletivamente aumentar a energia disponível (por substituição, recarga, e/ou conexão a uma rede externa). Assim, as configurações da invenção são dinamicamente reativas à quantidade de energia disponível para o dispositivo eletrônico 10.
Em adição ao monitoramento do nível de energia de bateria, deve ser entendido que o sistema pode ser configurável pelo usuário, de modo que se o dispositivo eletrônico estiver usando uma bateria 21, o usuário pode reduzir manualmente a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 (por exemplo, operando com um nível baixo de desempenho) , e estender a vida útil da bateria 21.
Deve ser entendido que, no método representado nas figuras 2a a 2c, vários aspectos e/ou funções poderão ser combinados, de modo que, por exemplo, o módulo de gerenciamento de energia 13 analise e/ou de alguma forma utilize sinais múltiplos (potência de sinal, largura de banda de rede, e/ou estado de energia do dispositivo 10) para determinar se é necessário ajustar a quantidade de transmissores 24 e receptores 26. Por exemplo, quando se determina que o dado de largura de banda detectado 34 é alto, então a quantidade de transmissores 24 e receptores 2 6 é aumentada para usar, de modo pleno, a rede conectada 27, mas quando se determina que o dispositivo eletrônico 10 opera com uma batería com baixo nível de energia, o módulo de gerenciamento de energia 13 se comunica e/ou interfaceia o processador 16 e/ou módulo(s) sem-fio 13 para reduzir a quantidade de transmissores 24 e receptores 26, e consequentemente baixar o consumo de energia do dispositivo eletrônico e, por conseguinte, prolongar a utilização da batería. Deve ser entendido que várias políticas poderão ser automaticamente e/ou manualmente configuradas para ajustar a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 em operação.
Assim, as configurações da presente invenção proveem um módulo de gerenciamento de energia 13, configurado para baixar o consumo de energia de um dispositivo eletrônico 10, com base em uma variedade de características da rede 27, a qual rede o dispositivo eletrônico 10 está conectado, e/ou em vários parâmetros de operação do próprio dispositivo 10. Por exemplo, com base em uma variedade de características da rede 27, a qual rede o dispositivo eletrônico 10 está conectado e/ou em vários parâmetros de operação do próprio dispositivo 10, o módulo de gerenciamento de energia 13 ajusta automaticamente a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 em operação do dispositivo eletrônico 10. Adicionalmente, as configurações da presente invenção permitem ajustar manualmente a quantidade de transmissores 24 e receptores 26 em operação, para prover um baixo consumo de energia.

Claims (4)

REIVINDICAÇÕES
1. Sistema de gerenciamento de energia (12) de um dispositivo eletrônico (10) caracterizado pelo fato de compreender:
uma pluralidade de transmissores (24a, 24b, 24c, 24d) e receptores (26a, 26b, 26c, 26d) sem fio; e um módulo de gerenciamento de energia (13) configurado para seletivamente ajustar o status operacional de pelo menos um da pluralidade de transmissores (24a, 24b, 24c, 24d) e receptores (26a, 26b, 26c, 26d) sem-fio com base em um sinal indicativo de pelo menos uma característica de uma rede sem-fio (27) a qual o dispositivo eletrônico (10) é associado, em que o sinal é indicativo de uma potência de sinal de comunicação sem-fio, em que o sinal é indicativo de um valor de largura de banda de comunicação sem-fio, e em que o módulo de gerenciamento de energia (13) é configurado para aumentar seletivamente pelo menos um de uma quantidade de transmissores (24a, 24b, 24c, 24d) e receptores (26a, 26b, 26c, 26d) sem-fio em operação se o sinal indica que a potência de sinal de comunicação sem-fio está abaixo de um limiar predeterminado e/ou que a largura de banda de comunicação sem-fio está acima de um limiar predeterminado.
2/2
26b, 26c, 26d) com base em um nível de energia da fonte de energia suprida para o dispositivo eletrônico (10).
2. Sistema (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o modulo de gerenciamento de energia (13) ser dinamicamente reativo a mudanças nas características do sistema de rede (27).
3. Sistema (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o módulo de gerenciamento de energia (13) ser configurado ainda para seletivamente ajustar o status operacional de pelo menos um meio da pluralidade de meios transmissores (24a, 24b, 24c, 24d) e meios receptores (26a,
Petição 870190065903, de 12/07/2019, pág. 8/9
4. Sistema (12), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o módulo de gerenciamento de energia 5 (13) ser ainda configurado de modo a ajustar o status operacional de pelo menos um meio da pluralidade de meios transmissores (24a, 24b, 24c, 24d) e meios receptores (26a, 26b, 26c, 26d) com base em dados fornecidos por usuário.
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