CN102227755A

CN102227755A - 用于对电子设备提供无线控制的系统和方法

Info

Publication number: CN102227755A
Application number: CN2009801472562A
Authority: CN
Inventors: 冯雷; 陈志刚; 杨代琴
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2009-11-19
Publication date: 2011-10-26
Also published as: JP2012510196A; US20110285514A1; EP2370961A1; JP5543482B2; WO2010061317A1; US9552721B2

Abstract

本发明提供用于对电子设备30提供无线控制的系统100。所述系统100包括控制站10和无线设备20。所述控制站10被配置成发送无线激励信号和无线控制命令。所述无线设备20包括激励器模块201和处理器模块210，其中所述激励器模块201被配置成从所述无线激励信号中收集功率并且随后将所述处理器模块210的状态从失活状态改变成活动状态，而且所述处理器模块210被配置成接收所述控制命令和根据所述控制命令来调节所述电子设备30的功能。本发明也提供方法和无线设备。

Description

用于对电子设备提供无线控制的系统和方法

技术领域

本发明一般涉及用于对电子设备提供控制的系统和方法，更准确地说涉及用于对这样的设备提供低功率无线控制的系统和方法。

背景技术

随着无线技术的快速发展以及对智能控制施加的巨大需求，越来越多的控制系统选择无线连接作为传送控制命令的方法。这样的控制系统被称为无线控制系统。例如，采用无线连接的中央控制的照明网络被广泛使用，并且无线控制系统允许用户无线地控制所述照明网络来显示不同的照明分布（图）（profile）。然而，为了保证所述照明网络接收无线控制命令并且迅速地起作用，所述照明网络中的无线设备需要永久地是活动的或者周期性地醒来，以便检测是否接收到命令。例如，如果上述中央控制的照明网络中的光源需要在1秒之内响应用户的命令，那么其相应的无线设备必须每秒醒来（一次）。通常，无线控制系统的无线设备在其醒来周期期间并没有获得任何命令。因此，这样的照明网络在能量方面是不太有效的。

发明内容

为了克服上述的缺陷，提供用于对电子设备提供低功率无线控制的系统和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种对电子设备提供无线控制的方法。这个方法包括以下步骤：向激励器模块提供无线激励信号；所述激励器模块从所述无线激励信号中收集功率；一旦所述激励器模块收集功率达到预设水平，则利用所述激励器模块将处理器模块的状态从失活（inactive）状态（不活动状态）改变到活动状态；当所述处理器模块处于其活动状态中时，向所述处理器模块提供无线控制命令；以及根据所述无线控制命令，利用所述处理器模块来调节所述电子设备的功能。

根据本发明的另一个方面，提供一种无线设备，其包括激励器模块和处理器模块。所述激励器模块被配置成从无线激励信号中收集功率并且随后将所述处理器模块的状态从失活状态改变成活动状态，而且所述处理器模块被配置成接收控制命令和根据所接收的控制命令来调节电子设备的功能。

根据本发明的又一个方面，提供一种用于对电子设备提供无线控制的系统。所述系统包括控制站和无线设备。所述控制站被配置成向所述无线设备发送无线激励信号和无线控制命令，所述无线设备包括激励器模块和处理器模块，其中所述激励器模块被配置成从所述无线激励信号中收集功率并且随后将所述处理器模块的状态从失活状态改变成活动状态。所述处理器模块被配置成接收所述控制命令并且根据接收到的控制命令来调节所述电子设备的功能。

当使用根据本发明的设备、系统和方法时，仅当所述控制命令被计划为发送并且实际上正在被发送时，所述无线设备的处理器模块才是活动的，并且所述激励器模块从所述无线激励信号中收集功率。因此，能够显著地降低能耗，这是因为当没有控制命令要处理时所述处理器模块被关闭或者处于休眠状态中。而且，未必需要无意义的轮询，而这种轮询对于现有技术中的无线设备的处理器模块是必需的，这是因为这样的模块应周期性地使它本身或者另一模块能够检测控制命令。

附图说明

根据以下结合附图对于各个实施例的详细描述，本发明的上述以及其他的目的和特征是清楚的，其中：

图1是根据本发明的系统的示意图；

图2显示根据本发明的系统的激励器模块的第一实施例；

图3显示根据本发明的系统的激励器模块的第二实施例；

图4是根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1显示根据本发明的实施例、用于对电子设备30提供无线控制的系统100。该系统100包括控制站10、无线设备20和电子设备30。该系统100适于采用控制站10和无线设备20，以便无线地控制该电子设备30，即，调节该电子设备30的功能，例如，控制该电子设备被开启或被关闭，或控制该电子设备来执行某个功能。

该控制站10包括第一处理器（P1）101、第一无线模块（W1）102、第二无线模块（W2）103、用户接口（UI）104和/或存储器（M）105。第一处理器101经由用户接口104从用户或者从其中事先存储控制命令的本地存储器105接收这些控制命令。如果该电子设备30是例如LED灯，那么这些控制命令可以是将从LED灯发出的光调暗/调亮的请求，或者是改变从LED灯发出的光的颜色的请求，或者是开启或关闭LED灯的请求。第一处理器101经由第一无线模块102向无线设备20发送控制命令。第一处理器101也被配置成生成激励信号，其中所述激励信号将在第一处理器101发送这些控制命令之前经由第二无线模块103向无线设备20进行发送。可选择地，所述激励信号是射频信号。在一些实施例中，所述激励信号可以是没有任何有意义信息的哑（dummy）射频信号。在一些其他的实施例中，所述激励信号可以包括一些有意义的信息，例如，轮询消息。在下文，将描述所述激励信号的功能。

可选择地，第一无线模块102和第二无线模块103可以被组合成一个模块，这意味着：控制命令和激励信号二者能够经由单个无线模块进行发送。

无线设备20包括激励器模块（EM）201和处理器模块210，其中所述处理器模块210包括第二处理器（P2）202和第三无线模块（W3）203。激励器模块201被配置成从输入的激励信号中获取功率，其中所述激励信号经由第二无线模块103来自控制站10的第一处理器101。激励器模块201经由其接收天线204来获取功率，其中所述接收天线204可以从其接收的激励信号中感应（induce）电流。当激励器模块201收集到足够的功率时，该激励器模块201进一步被配置成将第二处理器202的状态从失活状态改变到活动状态。例如，在一个实施例中，激励器模块201可以接通第二处理器202，这导致第二处理器202从断电模式进入通电模式。作为选择，在另一个实施例中，激励器模块201可以生成被施加给第二处理器202的中断信号，以便将其从休眠模式中唤醒。

一旦第二处理器202进入活动状态，它将允许第三无线模块203检测和接收来自控制站10的第一处理器101并且经由第一无线模块102发送的控制命令。当第三无线模块203接收到所述控制命令时，它将所述控制命令发送到第二处理器202。第二处理器202分析所接收的控制命令并且进一步基于所述控制命令向电子设备30输出控制信号。

如图1所示，第三无线模块203与激励器模块201共享接收天线204，并且它们可以工作在相同的频带中。作为选择，激励器模块201也可以使用独特的频带并且具有独立的接收天线。

可选择地，电子设备30可以包括驱动电路301和主体302。驱动电路301适于在来自第二处理器202的控制信号的控制下工作，以便驱动主体302来实现各种功能。

作为选择，电子设备30可以是照明设备，例如，白炽灯或诸如HID灯之类的荧光灯或者诸如LED灯之类的固态照明设备或者各种灯的组合。在照明设备上的无线控制例如包括开启/关闭以及调节从所述照明设备发出的光的亮度和/或颜色。

电子设备30也可以是消费电子产品，诸如TV、电炊具等。该电子设备也可以是无线可植入保健监测设备。至于TV，所述无线控制例如包括开启/关闭、改变频道、调节图像的亮度等等。

假定：选择照明设备作为电子设备30。该照明设备30可以包括驱动电路301和光源302。驱动电路301适于在来自第二处理器202的控制信号的控制下工作，并且将来自电源（未示出）的可控功率提供给光源302。该照明设备30因而能够根据来自控制站10的控制命令进行控制，以发出不同亮度或颜色的光。

作为选择，该系统100可以包括多个无线设备20和多个电子设备30。每个无线设备20被配置成无线地接收来自控制站10的控制命令并且随后控制其相应的电子设备30。无线受控的电子设备网络因而被形成，这允许用户同时无线地控制多个电子设备30，例如，在无线受控的照明网络中包含的多个LED，以便同时显示各种照明分布（图）。

图2显示根据本发明的系统100的激励器模块201的一个实施例。在该激励器模块201中，包括变压器T1和电容器C1的能量收获单元被采用并被连接到接收天线204。变压器T1的初级绕组被连接到接收天线204，而变压器T1的次级绕组被连接到电容器C1。与T1的次级绕组一起，电容器C1作为高选择性的带通滤波器起作用并且用于使能量收获单元检测和接收仅仅激励信号的载波频率。因此，将从能量收获单元的输出端中产生交变极性电压。

在其他的实施例中，能量收获单元可以被配置成具有不同的特定拓扑结构，只要它具有能量收获功能即可，而所述能量收获功能可以众所周知地用于无线地从射频识别（RFID）读取器中接收功率的无源RFID标签中。

包括第二处理器202和第三无线模块203的处理器模块210被设计成在没有控制命令需要由无线设备20接收和处理的情况下处于休眠模式中。除了能量收获单元之外，该激励模块201因此被配置成进一步包括中断生成单元，用于生成中断信号，以便将处理器模块210从休眠模式中唤醒。

可选择地，中断生成单元包括二极管D1和电容器C2。从交变极性电压中产生的电流首先穿过（通过）只在一个方向传导电流的二极管D1，并且然后电容器C2用来存储最后得到的电流且从其输出电流中平滑掉（消除）波动。来自电容器C2的输出电压被用作将经由第二处理器202的外部中断管脚（INT）被馈送给第二处理器202的中断信号。

一旦激励器模块201中的收获模块收集足够的功率/能量达到预设水平，那么来自电容器C2的输出电压就处于相对高的电平上。因而，第二处理器202的外部中断管脚（INT）被设置为高。因此，第二处理器202被触发成活动的并且能够对控制站10进行响应。

可选择地，控制站10可以在它发送控制命令之前经由第三无线模块203及其接收天线向第二处理器202发送轮询消息。在一些实施例中，所述轮询消息可以被嵌入到激励信号中。如果所述轮询消息请求第二处理器202接收控制命令，一旦第二处理器202准备好接收这样的控制命令，第二处理器202就将返回确认消息。此后，控制站10和无线设备20执行正常的控制过程（程序）。否则，第二处理器202和（第三）无线模块203直接返回到休眠模式。

当所有的控制过程完成时，第二处理器202和（第三）无线模块203为了省电的目的而回到休眠模式。可替换地，控制站10可以发送辅助命令来请求第二处理器202和（第三）无线模块203返回到休眠模式，或者所述控制命令包括这样的辅助命令来请求第二处理器202和（第三）无线模块203返回到休眠模式。

图3显示根据本发明的系统100的激励器模块201的另一个实施例。包括第二处理器202和第三无线模块203的处理器模块210被设计成在没有控制命令需要由无线设备20接收和处理的情况下处于断电模式中。除了能量收获单元之外，激励器模块201因此被配置成进一步包括用于开启/关闭处理器模块210的电子开关单元。能量收获单元可以通过以上的描述来参看。电子开关单元包括二极管D1、电容器C2和电子开关Q1。电子开关Q1工作在由电容器C2提供的电压上。可替换地，电子开关Q1可以被选择为晶体管。

图3显示作为晶体管电路的电子开关Q1的一个实施例。第二处理器202的通用输入/输出（GPIO）管脚连接到晶体管Q1的基极端。同时，晶体管Q1的基极端连接到电容器C2的输出端，并且晶体管Q1的集电极端连接到外部电源（Vs），同时晶体管Q1的发射极端连接到第二处理器202的电源管脚。一旦能量收获单元收集到足够的功率以便利用由电容器C2提供的电压而使得晶体管Q1导通，该晶体管Q1就将被接通，并因此，外部电源随后向第二处理器202供电（供给功率）。同时，第二处理器202将这个GPIO设置为高，以便维持第二处理器202由外部电源供电，因此晶体管Q1将保持第二处理器202的功率而无激励信号。第二处理器202因而被接通并且被转换到通电模式中。随后，第二处理器202遵循如上所述的相同的轮询和确认过程。当所有的控制过程完成时，第二处理器202完全关闭。因此，无线设备20的处理器模块210返回到其原始状态，即，断电模式。

图4是根据本发明的方法400的流程图。这个方法400意在对电子设备提供无线控制，并且现在将结合上述的系统100来描述。

根据一个实施例，该方法400包括步骤402，在步骤402中由控制站10向无线设备20的激励器模块201提供无线激励信号。该方法400也包括步骤404，在步骤404中激励器模块201从无线激励信号中收集功率。一旦激励器模块201已获得足够的功率，它就将无线设备20的处理器模块210（其包括第二处理器202和第三无线模块203）的状态从失活状态改变成活动状态（步骤406）。当处理器模块210处于其活动状态中时，控制站10将向处理器模块210发送无线控制命令，其中该处理器模块210将接收所述控制命令（步骤408）。该方法400进一步包括步骤410，在步骤410中处理器模块210根据所述无线控制命令来调节电子设备30的功能。

在一个实施例中，在步骤404中，激励器模块201从利用无线激励信号在天线中感应的电流中接收功率。

在一个实施例中，在步骤406中，激励器模块201开启处理器模块210，以便处理器模块210从断电模式改变到通电模式。在另一个实施例中，在步骤406中，激励器模块201提供中断信号，以便将处理器模块210从休眠模式中唤醒。

在另一个实施例中，电子设备包括照明设备，并且步骤410包括调节从所述照明设备中发出的光的亮度和/或颜色。

在进一步实施例中，该方法也包括以下步骤412：在处理器模块210已根据无线控制命令完成对电子设备30的控制之后，该处理器模块210返回到其失活状态。

上述的实施例仅仅是本发明的优选实施例，而非限制实施例。本领域技术人员在实践所要求保护的发明时、根据对附图、本公开内容以及所附的权利要求书的研究将理解和实现所公开的实施例的其他变型。这些变型也应当被认为是落入本发明的范围之内。在权利要求书和说明书中，动词“包括”及其动词变形的使用并不排除其他的元素或步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”并不排除复数。

Claims

1.一种对电子设备提供无线控制的方法，所述方法包括以下步骤：

- 向激励器模块提供无线激励信号；

- 所述激励器模块从所述无线激励信号中收集功率；

- 在所述激励器模块收集功率达到预设水平时，利用所述激励器模块将处理器模块的状态从失活状态改变成活动状态；

- 当所述处理器模块处于其活动状态中时，向所述处理器模块提供无线控制命令；以及

- 根据所述无线控制命令，利用所述处理器模块来调节所述电子设备的功能。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述收集功率的步骤包括：所述激励器模块从利用所述无线激励信号在天线中感应的电流中接收功率。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述改变处理器模块的状态的步骤包括：经由所述激励器模块来开启所述处理器模块。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述改变处理器模块的状态的步骤包括：经由所述激励器模块，提供中断信号，以便将所述处理器模块从休眠模式中唤醒。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述电子设备包括照明设备，并且所述调节的步骤包括：调节从所述照明设备发出的光的亮度和/或颜色。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：

- 在所述处理器模块根据所述无线控制命令完成对所述电子设备的调节之后，所述处理器模块返回到其失活状态。

7.一种无线设备（20），包括激励器模块（201）和处理器模块（210），其中所述激励器模块（201）被配置成从无线激励信号中收集功率并且随后将所述处理器模块（210）的状态从失活状态改变成活动状态，而且所述处理器模块（210）被配置成接收控制命令和根据所接收的控制命令来调节电子设备的功能。

8.根据权利要求7所述的无线设备，其中所述激励器模块（201）包括能量收获单元和电子开关单元，所述能量收获单元被配置成从所述无线激励信号中收集功率并且向所述电子开关单元提供所述功率，所述电子开关单元被配置成开启/关闭所述处理器模块（210）。

9.根据权利要求7所述的无线设备，其中所述激励器模块（201）包括能量收获单元和中断生成单元，所述能量收获单元被配置成从所述无线激励信号中收集功率并且向所述中断生成单元提供所述功率，所述中断生成单元被配置成生成中断信号，以便将所述处理器模块（210）从休眠模式中唤醒。

10.一种用于对电子设备（30）提供无线控制的系统（100），包括：

- 控制站（10），被配置成发送无线激励信号和无线控制命令；以及

-无线设备（20），包括激励器模块（201）和处理器模块（210），其中所述激励器模块（201）被配置成从所述无线激励信号中收集功率并且随后将所述处理器模块（210）的状态从失活状态改变成活动状态，而且所述处理器模块（210）被配置成接收所述控制命令和根据所述控制命令来调节所述电子设备的功能。

11.根据权利要求10所述的系统，其中所述电子设备（30）包括照明设备，并且所述处理器模块（210）被配置成调节从所述照明设备发出的光的亮度和/或颜色。

12.根据权利要求10所述的系统，其中所述激励器模块（201）包括能量收获单元和电子开关单元，所述能量收获单元被配置成从所述无线激励信号中收集功率并且向所述电子开关单元提供所述功率，所述电子开关单元被配置成开启/关闭所述处理器模块（210）。

13.根据权利要求10所述的系统，其中所述激励器模块（201）包括能量收获单元和中断生成单元，所述能量收获单元被配置成从所述无线激励信号中收集功率并且向所述中断生成单元提供所述功率，所述中断生成单元被配置成生成中断信号，以便将所述处理器模块（210）从休眠模式中唤醒。

14.根据权利要求10所述的系统，其中所述激励信号是射频信号。