CN101409585A - 无线安全消息模型 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线安全消息模型。具体说来，本发明提供降低在无线通信中的功率消耗和干扰。例如，在一个实施例中，提供了一种方法，其在接收机上利用第一接收机天线倾听射频(“RF”)行为。当没有检测到RF行为的时候，该接收机“接通”，并且传送一个命令。如果没有接收到对于该传输的应答，该接收机“关闭”。在时间期满之后，该接收机再次“接通”，并且在耦合到该接收机的第二天线上传送另一个命令。此后，如果没有接收到应答，该接收机再次“关闭”。本发明的实施例还包括包含类似于在以上描述的方法中的特征的其它的方法、计算机可读的介质、装置和系统。

Description

无线安全消息模型

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年9月10日申请的美国临时专利申请序列号60/971113的权益，其作为参考资料结合在此处。

技术领域

本发明的实施例通常涉及安全系统，尤其是，涉及用于降低键盘(keypad)功率消耗的方法、计算机可读介质、装置和系统。

背景技术

在无线安全系统中，当在无线发射机和无线接收机之间的射频(“RF”)信号强度是足够的时候，在系统的无线部件之间的消息碰撞(collision)是在系统的性能中最决定性和限制因素的一个。碰撞导致监控消息，有时报警消息会丢失，导致缓慢的系统响应并实际上限制系统中无线部件的数目。

在传感器中使用发射机和在主控制板上使用接收机的简单的无线安全系统不能检测到碰撞。因此，这些系统多次传送消息，从而提高带宽使用率，由于碰撞会增加消息错误的概率，降低电池寿命和降低系统响应时间。

因此，用于具有改善电池寿命的无线安全键盘在技术方面存在巨大的需要。

发明内容

本发明通常涉及安全系统，尤其是，涉及用于降低键盘功率消耗的方法、计算机可读介质、装置和系统。

例如，在一个实施例中，该方法使用被称为先听后讲(“LBT”)算法，其当某些其它的部件已在传送时防止传送的起动，从而，防止与其它的传送部件的消息碰撞。这也称为防撞(“CA”)。

在各种各样的实施例中，基于接收信号强度(“RSSI”)和在接收端上先前正确接收的消息的链接质量测量，算法动态地调整(即，提高或者降低)传输发出的功率电平。确认消息包含作为由接收端接收的信号质量的指示，通过其指示信号质量，该发送端调整其用于接下来传输的输出功率。

还提供了其它的实施例，其中计算机可读的介质、装置和系统执行由以上所述的方法列举的类似的特征。

附图说明

为了本发明以上列举的特征的方式可以详细地理解，

可以参考实施例拥有本发明的更多的特定的描述，以上简要地概述，其中一些在所附的附图中举例说明。但是，应该注意，因为本发明可以允许其它同样地有效的实施例，所附的附图仅仅举例说明本发明典型的实施例，并且因此不认为是限制其范围。

图1描述一个按照本公开的方面示范的安全键盘的实施例。

图2描述一个按照本公开的方面示范的方法的实施例。

图3描述另一个按照本公开的方面示范的方法的实施例。

图4描述一个按照本公开的方面的传输模型的实施例。

图5描述按照本公开的方面的计算机结构的高级方框图。

为了便于理解，这里可允许已经使用的相同的参考数字去指定相同的单元，也就是说为附图所共用。

具体实施方式

在下文的描述中，许多的特定细节被阐述，以便提供对本发明更加彻底的了解。但是，如对于那些本领域技术人员来说显而易见的，不脱离本发明的范围，可以产生使用不同的结构的各种各样的变化。在其它的例子中，没有描述公知的特点，以便避免使本发明难以理解。因此，本发明不认为局限于在说明书中示出的特定的说明性的实施例，并且所有这样的替换的实施例意欲包括在本发明的范围中。例如，在此处公开的方面被作为使用供发送命令(例如，从键盘到面板的按键按压)的“状态请求消息”的传送描述。但是，本公开不局限于发送状态请求消息。所描述的方法也不局限于键盘和IO设备。在各种各样的实施例中，在此处公开的材料可以利用该系统中的传感器和/或其它的无线部件。此外，当这样的部件仅仅具有单个天线，而不是使用两个天线的键盘的时候，本发明的各种各样的实施例利用天线1(参见图4和以下的描述)。

图1描述一个按照本公开的方面示范的安全键盘系统100的实施例。安全键盘系统100包括无线键盘102和控制面板108。该无线键盘102包括液晶显示器(“LCD”)(例如，双型信息显示器)104，和用户接口106(例如，图示为用于数据输入和/或响应选择的按钮)，线(lead line)110标定在键盘102和控制面板108之间的无线通信通路。

用户能够使用无线键盘102控制安全系统。但是，当无线键盘102没有在固定位置，或者接近于固定位置的时候，防止用户访问无线键盘上的特征(例如，防止用户启动(arming)该警报系统)。例如，当无线键盘102没有固定到键盘侧壁安装支架108上的时候，用户将不能访问与启动安全系统有关的特征。在此处公开的资料减少无线传送重试的数目，以便保存电池寿命和获得更加可靠的无线通信。代替传送消息，设备(例如，无线键盘102)倾听并确定是否存在由系统中某些其它无线部件正在进行的传输。如果在特定的时刻上另一个部件在传输，该设备将延迟其自己的传输，直到其他的部件传输结束(其典型地花费大约几毫秒)。

图2描述一个按照本公开的方面示范的方法200的实施例。图4描述一个按照在此处公开的方面在图2中描述的方法200的示范的应用。特别地，图4描述一个使用在图2中描述的示范的方法的时间线(timeline)400的实施例。图4还包括时间线400的图表符号解释方面。为了更容易的理解，读者被激励以同时地查看图2和4。

返回到图2，该方法200从步骤202开始，并且进行到步骤204。在步骤204，键盘102使用天线1402倾听来自任何其它部件(例如，其它的键盘或者传感器)(在此处也称为“先听后讲”(Listen Before Talk))的RF行为(也参见图4的键盘状态406)。该键盘102周期性地询问面板108关于该面板108的系统状态更新(即，确定是否该面板已经改变状态)。紧接着在键盘102确定没有RF行为之后，时间间隔“t4”开始。在询问之后，该方法200进行到步骤206。

在步骤206中，当检测到没有RF行为的时候，该键盘102使用天线1传送“更新请求”(Request for Update)消息给面板108。在步骤206中，在传输消息期间，键盘102的传输状态被在图4中的键盘状态408说明性地描述，并且面板108的传输状态被描述为面板状态410(当面板接收“更新请求”消息的时候)。此后，该方法200进行到步骤208。

在步骤208，该键盘102立即将其接收机“接通”以从面板108接收应答消息。在步骤208期间，在图4中，键盘状态414描述键盘102的状态。当键盘接收机被“接通”的时候，时间间隔“t1”被启动，并且开始用于键盘接收机被“接通”的预定的时间间隔。在时间间隔t1的一部分期间，由于在面板108中的处理，存在等待时间412。在等待时间412之后，当键盘的“更新请求”消息被接收的时候该面板108在其使用的相同的天线(例如，面板天线1(未示出))上传送应答消息。在传输应答消息期间，该面板108的状态是面板状态418。在第一时间间隔t1(在图4中描述为点“A”)期满时，该方法200进行到步骤210。

在步骤210，当在点A上没有收到来自面板108应答的时候，键盘102超时并将键盘接收机“关闭”。时间间隔“t2”以与具有小于应答消息(即，当键盘接收机被接通的时候)的持续时间的时间间隔t1大约相同的时间开始，并且在启动同样具有持续时间t1的后续时间间隔之前结束。此后，该方法200进行到步骤212。

该面板108使用任何一个天线多次(例如，两次)传送应答，因为面板108不知道键盘102是否正确地接收该应答消息。该键盘只须在接收到正确的应答之前倾听应答，而不需要重复传输给面板108。因此，在键盘102上节省了功率。

在时间间隔t2(即，在步骤212上)之后，另一个时间间隔t1开始，并且键盘102将键盘接收机再次接通。跟随面板108的第一应答消息的传输，面板108使用面板的供选择的天线传送第二应答。在第二时间间隔t1开始之后不久，开始第二应答消息的传输。

在B点上，当再次没有从面板108接收到应答的时候，键盘102关闭其接收机，并且等待再试超时t4周期逝去。在超时t4之后，键盘102现在使用其天线2404传送第二“更新请求”消息。在键盘和面板之间完全数据传输序列中，图400说明性地描述无法接收对于最初的三个时刻(在点A或B上的点414)应答，和在最后的时刻416上成功接收应答。

当已经在C点上检测到应答消息的有效同步(例如，当接收机的消息地址和目的地匹配的时候)的时候，键盘接收机不关闭，而是继续去接收面板应答消息。

在D点上，已经接收到整个面板应答消息。关闭键盘102接收机，并且执行循环冗余校验以证实和接受证实该应答消息的消息内容。如果没有发现有效的CRC，超时t3最终放弃接收应答的尝试。该序列将每t4秒重复。

用于超时t4的实际值是4秒，其隐含平均来说面板将能够2秒后通知键盘有关在系统状态方面的变化。

在各种各样的实施例中，存在图2和4描述的系统中通信的多个键盘(例如，高达4个无线键盘)和多个I/O模块(例如，高达4个无线I/O模块)。注意无线户外的警报器和信标将围绕提及的I/O模块构成，声音和/或闪光的起动将最多晚4秒。

此外，在各种各样的实施例中，面板108有规则地改变天线，但是，在接收请求和应答的后续传输期间从不改变。

图3描述一个按照本公开的方面示范的用于动态的传输功率最佳化的方法300的实施例。更具体地说，在方法300中，该控制无线电面板模块108动态地控制键盘102和I/O模块(未示出)的传输功率电平。如以下更加详细地解释的，该控制无线电面板模块108在应答消息中返回单个比特，表示键盘102是否应该增加或者减少接下来传输的传输功率电平。在此处，传输功率电平是以dBm表示的。通常地，dBm在此处被使用和限定为是测量的功率参照1毫瓦(mW)的分贝(dB)表示的功率比的缩写。

当键盘102“接通”的时候，该方法300从步骤302开始，并且进行到步骤304。

在步骤304，该方法300询问这是否是键盘102的首次传输。当键盘102“接通”的时候，键盘向控制面板无线电模块108传送通信信号。在步骤302上，如果键盘102“接通”是第一次，那么没有先前的传输。在首次传输时，当键盘102(或者在该系统中其它的部件)接通的时候，没有关于键盘102(或者其它的部件)传送多大声的(即，如何强的)历史记录。如果这是由键盘102(或者其它的部件)进行的首次传输，那么在步骤304该询问是肯定的应答，并且该方法300进行到步骤306。

在步骤306，该传输电平设置为0dBm(制造厂设置)。从上电(power up)开始仅仅存在一个首次传输。从上电开始的传输将以0dBm的电平传送，并且以这个传输电平传送的消息可能失败(其可能对于控制面板无线电模块108去拾取消息并且发送确认来说不是足够的大声)。因为低的传输电平，该键盘102在首次上电时不能得到来自控制面板无线电模块108的确认。在步骤306之后，该方法300进行到并且在步骤322结束，这里设置该传输电平用于接下来的传输。

但是，如果在步骤304上该询问是否定地应答，该方法300进行到步骤308。当键盘102(或者其它的系统部件)已经预先上电(即，发送传输)的时候，在步骤304上该询问是否定地应答。

在步骤308上，该方法300询问传送(例如，由键盘102)的信号是否是重试。如果该询问是肯定的回答，该方法进行到步骤316。

在步骤316上，由键盘102传送的信号的传输电平增加到设备102的最大传输电平(说明性质地，该最大传输电平被描述和描绘为+12dBm)。此后，该方法300进行到并且在步骤322结束。

返回到步骤308。如果在步骤308上产生否定的确定(即，该传输尝试不是重试)，该方法300进行到步骤310。

在步骤310上，该方法300询问在先前的面板的应答消息中从控制面板无线电模块108接收的信号强度指示标记(flag)是否表示由键盘102传送的传输信号的功率电平应该增加。在步骤310上如果该询问是肯定的回答，该方法300进行到步骤314。但是，如果在步骤310上该询问是否定地回答，该方法300进行到步骤312。

返回到步骤310，当在步骤314上做出肯定的确定，该方法300进行到步骤314。在步骤314上，该方法300询问该键盘102的传输电平是否已经是其最大传输电平。仅仅为了说明性的目的，步骤314被描述和描绘为具有+12dBm的最大值。如果该键盘已经处于其最大传输电平，那么在步骤314上该询问是肯定的回答，并且进行到步骤322。

但是，在步骤314上如果该询问是否定地回答，该方法300进行到步骤320。在步骤320上，赋予键盘102的传输电平递增地增加(例如，提高大约+0.5dBm)。此后，该方法300进行到步骤322。

返回到步骤310。在步骤310上如果产生否定的确定(即，在来自控制面板无线电模块108的应答消息中的单个比特不表示传输电平应提高)，该方法300进行到步骤312。步骤312询问键盘102的传输电平是否处于其最小传输电平(例如，-20dBm)。说明性地，图3将键盘102的最小传输电平描绘为-20dBm。但是，该描绘仅仅是为了说明性的目的，并且无论如何不意欲限制本发明的范围。

在步骤312上如果该询问是肯定的回答，那么该传输电平不能进一步降低。同样的，一旦在步骤312上是肯定的确定，该方法300进行到步骤322。

但是，在步骤312上如果该询问是否定地回答，那么该键盘102的传输电平不处于其最小传输电平，并且可以降低。同样的，一旦在步骤312上是否定的确定，该方法300进行到步骤318。

在步骤318上，赋予键盘102的传输电平递增的减少(例如，大约0.5dBm的递增的减少)。此后，该方法300进行到并且在步骤322结束。

图5描绘作为适用于在执行该方法时使用的电子电路的一部分的控制器500的实施例的高级的方框图，以及在附图2、3和4中说明和描述的模型。图5中的控制器500包括处理器506和用于存储控制程序510等等的存储器508。此外，该存储器508还可以存储传输功率电平管理模块(如以上关于图3解释的)，和/或消息模型模块(如以上关于图2和4解释的)。该处理器506与常规的支持电路404(诸如电源供给、时钟电路、高速缓存等等)以及辅助执行存储在该存储器508中软件程序的电路配合。因而，期待在此处论述的一些处理步骤可以在硬件内作为软件处理执行，例如作为与处理器506配合以执行各种各样的步骤的电路。该控制器500还包含输入-输出电路502，其在与控制器500通信的各种各样的功能元件之间形成接口。

尽管图5的控制器500描绘为通用计算机，其被编程以执行按照本发明的各种各样的控制功能，本发明可以以硬件实现，例如，作为专用的集成电路(ASIC)。因而，在此处描述的处理步骤意欲概括地解释为是相等地由软件、硬件或者其组合执行的。

虽然上文指向本发明的实施例，本发明其它的和更多不脱离其基本范围的实施例可以设计，并且其范围是由以下的权利要求确定的。

Claims (4)

1.一种方法，包括：

在接收机上利用第一接收机天线倾听射频(“RF”)行为；

当没有检测到RF行为的时候传送命令；

在所述传送之后将所述接收机“接通”；

当所述接收机没有接收到应答的时候，将所述接收机“关闭”；

将所述接收机“接通”以接收所述应答；

当没有接收到应答的时候，在第二设备天线上传送另一个命令；和

当利用所述第二天线没有接收到应答的时候，将所述接收机“关闭”。

2.根据权利要求1的方法，其中所述接收机包括安全设备，并且所述命令包括“更新请求”。

3.一种方法，包括：

确定设备是否第一次“接通”；和

传送由接收的功率电平指示标记表示的功率电平。

4.根据权利要求3的方法，其中所述功率电平指示标记表示降低所述功率电平大约5分贝和提高所述功率电平大约5分贝中的一个。

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