CN102474417B - 根据可编程的时隙将家庭网关设成待机状态和唤醒的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种将家庭网关设成待机状态和唤醒的方法，其特征在于：由网关存储时隙，并且在时隙的起点处将网关设成待机状态，在时隙的终点处将网关唤醒。本发明还涉及实现该方法的家庭网关。

Description

根据可编程的时隙将家庭网关设成待机状态和唤醒的方法
本发明涉及将家庭网关设成待机状态和唤醒的方法以及实现该方法的家庭网关。
家庭网关是使用户能够在家中通过互联网接收电视或VoIP(VoiceOverInternetProtocol)类型的服务的装置。因此，在已经将设备连接到家庭网关之后，用户可以访问互联网站、交换电子讯息、接收电视节目和/或电话。
为此，家庭网关必须保持连续活跃状态，特别是为了接收任何电话呼叫。虽然为了节能，用户可以关闭其家庭网关但是在下一次使用时用户将必须再次手动打开家庭网关，因而不允许他尤其是为了录制电视节目或发出电话呼叫而访问外部通信网络。
本发明所解决的问题包括减少家庭网关的耗电量。
为此，本发明涉及一种将家庭网关设成待机状态和唤醒的方法，其特征在于：由网关存储时隙，并且在时隙的起点处将网关设成待机状态，在时隙的终点处将网关唤醒。
从而用户可以编程随后存储在网关中的时隙，以表示用户不使用网关的时期和用户可能使用网关的时期。
根据一个实施方式，当网关被唤醒时，网关切换到标准耗电模式，当网关处于待机状态时，网关切换到低耗电模式。
根据一个实施方式，当网关切换到低耗电模式时，切断对网关的供电，并且当网关切换到标准耗电模式时，重建对网关的供电。
根据本发明的硬件方面，本发明涉及传统的家庭网关，其专门用于执行上述方法。此外，此网关是特别的，因为它包括由连接到电源但不同于主电源的电源供电的微处理器。
该网关优点之一在于：可以使用低耗电的微处理器，因为当网关运行在低耗电模式中时，微处理器仅使用少数的功能，另外的功能由主处理器实现。因此，当网关不需要被供电时，可以切断对网关的主处理器的供电，从而优化了网关的耗电量的减少。
通过阅读示例性实施方式的以下描述，本发明的上述和其它特征将变得更加清楚，所述描述是参照附图进行的，其中：
图1示出了根据本发明将家庭网关设成待机状态和唤醒的方法的各种实施方式；
图2示出图1的方法之一的变型；
图3示出了根据本发明的网关的内部结构的单元示图；以及
图4示出了在具有由网关存储的时隙PH的终点偏移的网关中的实施方式。
图1示出了根据本发明将家庭网关设成待机状态和唤醒的方法的各种实施方式。
根据这些实施方式，家庭网关以三种模式运行：ON(开)、SLEEP(睡眠)或OFF(关)。
在OFF和SLEEP模式中，网关以低耗电模式运行，就是说，不对主处理器、以及通常由网关使用的且在名为GW的单元(参见图3)下归在一起的其它接口进行供电。根据图3，电源POWER是断开的。
在ON模式中，网关以标准耗电模式运行，就是说GW单元由电源POWER进行供电。
当使用者进行手动操作N/F时网关从OFF模式切换到ON模式。例如，使用者短按或长按网关的启动/停止按钮(图3中的ON/OFF(开/关)按钮)。
当满足关闭条件OC时，网关从ON模式切换到OFF模式。
根据一个实施方式，当使用者进行手动操作时满足条件OC。例如，使用者长按网关的启动/停止按钮。
根据另一个实施方式，当在预定时间段中网关检测不到活动时，满足条件OC。
当使用者进行另一手动操作N/F_L时，网关从SLEEP模式切换到OFF模式。例如，使用者长按网关的启动/停止按钮。
当满足唤醒条件WC时，网关从SLEEP模式切换到ON模式。
根据一个实施方式，当使用者在网关上进行操作时，满足唤醒条件WC。例如，使用者短按或长按网关的启动/停止按钮。
根据另一个实施方式，当由网关之前存储的时隙PH结束时，满足唤醒条件WC。
例如，当网关切换到SLEEP模式时，对具有相同持续时间I的时间间隔进行计数的计数器NR被初始化为根据准确时间(例如GMT)、存储的时隙PH的起点和持续时间I计算的值NRMax。接着，当具有相同持续时间I的这些间隔时间的每一个期满时，计数器NR减一个单位。当计数器NR到零时，满足唤醒条件WC。
根据该方法的一个实施方式，如果在网关的接口上检测到活动，网关从其所处的模式切换到ON模式。此实施方式是特别有利的，因为可以抢占网关的运行，而不管网关在那个时候运行在哪种模式中。网关的接口之一的活动可以是检测到拿起电话送受话器或以太网连接的协商。
当满足设成待机状态的条件SC时，网关从ON模式切换到SLEEP模式。
根据另一个实施方式，当由网关存储的时隙PH开始时，满足条件SC。
对此，例如一旦存储的时隙PH的起点等于准确时间，知道此准确时间(例如GMT)的网关产生中断(条件SC)。
根据一个实施方式，当在预定时间段中检测不到网关的活动时，满足条件SC。
根据一个实施方式，当使用者在网关上进行操作时，满足条件SC。例如，使用者短按网关的启动/停止按钮。当满足设成待机状态的条件时，网关取消正在运行的计数器NR的数值减少，也就是说所满足的SC条件抢占(pre-empt)计数器NR。紧跟在该抢占之后可进行时隙和/或计数器NR的重新编程。
图2示出了图1的方法的实施方式之一的变型，除了将网关设成待机状态和唤醒之外，还可以管理所发生的任何主电源掉失，尤其当不恰当地切断干线(mains)、不期望地断开网关与电源、或者对网关的各个部件的分支电压供电的不足(分支供电控制功能)时。此外，当网关的主处理器GWP被锁定到它应该执行的方法的步骤中时，此变型可以管理网关的主处理器GWP的运行(参见图2)(这个功能称为看门狗)。
根据这种变型，网关以三种其它的低耗电模式运行：NOPOWER(无电)、STARTUP(启动)或GETTIME(获取时间)，并且将网关设计为存储临到网关不再被供电(主电源掉失)之前网关正在运行的模式。通过网关以名称SAVE保存此模式的值，因此该值可以是ON、OFF或SLEEP值，以表示网关分别运行在ON、OFF或SLEEP模式中。
一旦满足NO_DC条件，网关就从ON、OFF、SLEEP、GETTIME或STARTUP模式切换到NO_POWER模式。
根据一个实施方式，如果在干线上发生不恰当的切断或者如果不期望地断开网关与电源，则满足条件NO_DC。
在NO_POWER模式中检验网关是否被再次供电，当不再满足条件NO_DC(满足条件DC)时，网关从NO_POWER模式切换到STARTUP模式。
当满足不运行条件FC时，网关从GETTIME模式或从ON模式切换到STARTUP模式。
根据一个实施方式，当主处理器GWP被锁定在其应该执行的方法的步骤中时，满足条件FC。
根据一个实施方式，当对网关的各个部件的分支电压供电不足时，满足条件FC。
在STARTUP模式中，网关试图重新启动，并且如果网关设法这样做，如果满足条件O1则网关切换到ON模式、如果满足条件O2则网关切换到OFF模式以及如果满足条件O3网关切换到GETTIME模式。
根据一个实施方式，如果SAVE值等于ON则满足条件O1。
根据一个实施方式，当使用者在网关上进行操作时，满足条件O1。例如，使用者短按或长按网关的启动/停止按钮。
根据一个实施方式，如果SAVE值等于OFF且使用者没有在网关上进行手动操作时，满足条件O2。
根据一个实施方式，如果SAVE值等于SLEEP且使用者没有在网关上进行手动操作时，满足条件O3。
在GETTIME模式中，网关获得时间的准确值并且根据正在运行的时隙PH的终点、准确时间(例如GMT)和持续时间I来重新计算值NRMax。
然后计数器NR被初始化为NRMax(满足条件TS)，然后网关从GETTIME模式切换到SLEEP模式。
可以通过使用者在网关上的手动操作，例如通过按压启动/停止按钮，而抢占在GETTIME模式期间实施的操作。
根据一个实施方式，当使用者短按启动/停止按钮(条件N/F_S)时网关从GETTIME模式切换到ON模式，当使用者长按启动/停止按钮(条件N/F_L)时网关从GETTIME模式切换到OFF模式。
根据另一个特点，网关控制诸如LED的指示灯V，当网关处于SLEEP模式时指示灯V闪烁，当网关处于OFF模式时指示灯V关闭，当网关处于ON模式时指示灯V持续打开。
在图3中，示意性地示出了根据本发明的家庭网关。网关包括执行家庭网关传统功能的GW单元。GW单元具体包括主处理器GWP、存储器M、和用于根据各种协议(WiFi、ADSL、FXS、LAN、USB等)与家用电器、局部通信网中的遥控装置或者家用设施之外的设备进行通信的装置和其它接口。家庭网关还包括电源POWER，电源POWER的功能是为GW单元的部件和其它接口提供电力。当电源POWER通过由Vin表示的电压源供电时，家庭网关以标准的耗电模式运行，其中Vin通常为12V。当切断电源POWER时，家庭网关以低耗电模式运行。
网关还包括启动/停止按钮ON/OFF和诸如LED的指示灯V。
根据一个特性，网关包括微处理器MCU，由连接至电源Vin但不同于电源POWER的专用电源为微处理器MCU供电。因此可以与微处理器的供电无关地切断和重建GW单元的供电。
根据另一个特性，网关的存储器例如存储器M包括用于执行关于图1和2所描述的方法之一的程序指令。由微处理器MCU执行的这些指令需要与外部通信网络(未示出)中的遥控装置EQ、存储器M、主处理器GWP、ON/OFF按钮、指示灯V、电源POWER和网关的各个部件的分支电压供电交换信息。
存储器M存储至少一个时隙PH。使用者例如通过网关的接口或者从遥控装置对这个时隙PH进行编程，然后使用者将时隙PH传输到家庭网关，家庭网关将时隙PH存储在存储器M中。
微处理器MCU管理计数器NR和根据计数器NR的值产生条件WC，如之前说明的。
根据一个实施方式，主处理器GWP获得时隙PH的起点和持续时间I，以计算值NRMax，然后将它发送给微处理器MCU。
根据一个实施方式，存储器M存储持续时间I。
根据一个实施方式，网关包括用于在诸如存储器M的存储器中存储以下模式的装置，其中主电源掉失之前网关正运行在该模式(SAVE值)中。
微处理器MCU连接到电源POWER，以向电源POWER发送控制其输出值的二进制信号s。当信号s为0时，电源POWER的输出也是0，并且不给GW单元供电。当信号s为1时，电源POWER的输出也是1，并且给GW单元供电。
微处理器MCU连接到网关的主供电线，以检测干线的任何不恰当的切断或网关与电源的不期望的断开。
例如，如果此电压小于11.1V(检测切断的阈值)，微处理器产生低电平的信号DG，因此向主处理器GWP表明电源掉失。当电压大于11.1V(充足的所需电压)时，微处理器产生高电平的信号DG，因此向主处理器GWP表明网关连接到充足的电源(致命故障功能(dyinggaspfunction))。根据图3的实施例，“mon12V”表示的输入是微处理器的输入，微处理器通过可以将阈值例如从11.1V降为0.6V的电阻桥而获得电压。
微处理器MCU连接到为网关的某些部件提供分支电压的一条乃至几条线路上，以检测分支电压值的不足(lack)。
在图3中，微处理器MCU控制三个分支电压，微处理器通过电阻桥在表示为“mon5V”、“mon3.3V”、“mon1.8V”的输入上获得分支电压。然后微处理器被设计为对这些输入端提供的每个电压与阈值进行比较，因此检测对网关的各个部件的分支电压供电的不足。
微处理器被设计为定期向主处理器GWP发送特定信号(具有“是否运行”的类型的信号)，以确定主处理器GWP是否被锁定在它应该执行的方法的步骤中。如果确实如此，微处理器MCU向主处理器GWP发送重新初始化信号POR(上电复位)。
微处理器还连接至指示灯V，以控制其如之前所述地运行。
微处理器MCU连接到ON/OFF按钮，以在使用者按压该按钮时获得信号。
根据一个实施方式，微处理器MCU被设计为区分在ON/OFF按钮上的长按与短按。例如，当此按压的持续时间小于3.5s时，ON/OFF按钮上的按压被视为短按，当按压的持续时间超过3.5s时，视为长按。
根据一个实施方式，主处理器通过检测通信接口的活动或不活动来检测网关的新的活动或不活动。
根据一个实施方式，网关从其获得准确时间的遥控装置EQ是NTP服务器。例如可以通过ADSL会话获得准确值。
因此，图3中的网关使用户能够将网关编程为当用户不计划使用网关(例如夜间)时设成待机状态，还可以再次唤醒网关(原则上在早晨)。因此，一旦网关被唤醒，网关就向接入服务器(也称为宽带服务器)发送请求，以经由外部通信网络在家用电器与设备项之间建立新的通信会话。
因此，根据本发明的网关在接入服务器层引发了请求共存的问题，因为用户具有在他们的网关上编写相同的唤醒时间(例如上午7点)的风险。因此，该请求共存具有导致接入服务器崩溃因此阻止基于这些接入服务器的所有用户与网络连接的风险。
为了克服这个问题，在给定时间窗A上随机地散布时隙PH的起点。因此，当此方法首次借助所存的时隙PH的终点时，这个时间值被偏移随机值。然后，存储因此修改的时隙PH的新的终点，然后每当该方法需要知道时隙PH的终点时，该方法就引用此修改值。
图4给出了示出在具有由网关存储的时隙PH的终点的此偏移的网关中的实施方式的示图。
这里从通信网络NET中的设备项中获得时间窗A。例如，这个时间窗A由接入提供商提供，因此接入提供商可以改变时间窗A的大小来控制他的接入服务器的容量。存储器存储该时间窗A。当主处理器GWP获得网关所存时隙PH的终点f1时，主处理器GWP也获得时间窗A。在这个值被发送给微处理器MCU之前，通过随机值修改(f2)。
通过由主处理器GWP执行的伪随机函数，在网关中实现时隙PH的结束时间的此随机偏移。

Claims (15)

1.将家庭网关设成待机状态和唤醒的方法，通过所述家庭网关存储时隙，在所述时隙的起点处将所述家庭网关设成待机状态，并且在所述时隙的终点处将所述家庭网关唤醒，在存储的时间窗上随机地偏移所述时隙的起点，其特征在于，从通信网络中的设备项获得所述时间窗，然后将因此修改的所述时隙的新的终点进行存储，并且然后每当所述方法需要知道所述时隙的终点时，所述方法引用所述因此修改的所述时隙的新的终点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，当所述家庭网关被唤醒时，所述家庭网关切换到称作“开”模式的标准耗电模式，并且当所述家庭网关处于待机状态时，所述家庭网关切换到称作“睡眠”模式的低耗电模式。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，当所述家庭网关切换到“睡眠”模式时，切断对所述家庭网关的供电，并且当所述家庭网关切换到“开”模式时，重建此供电。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，当使用者在所述家庭网关上实施操作时、当所述时隙结束时或者如果在所述家庭网关的接口上检测到活动，所述家庭网关切换到“开”模式；当时隙开始时、当所述使用者在所述家庭网关上实施操作时或者当在预定时间段中检测不到所述家庭网关的活动时，所述家庭网关切换到“睡眠”模式。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述家庭网关能够切换到三种其它的低耗电模式：一种称作“无电”模式，在该模式中检验所述家庭网关是否被供电；另一种称为“启动”模式，在该模式中所述家庭网关重启；以及再一种称为“获取时间”模式，在该模式中获得准确时间，并且所述家庭网关存储就在主电源掉失之前所述家庭网关正在运行的模式的值。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，如果不恰当地切断主供电线或者如果不期望地断开所述家庭网关与电源，那么所述家庭网关从“开”、“睡眠”、“获取时间”或“启动”模式切换到“无电”模式；当所述主供电线未被切断时并且当所述家庭网关连接到电源时，所述家庭网关从“无电”模式切换到“启动”模式；当所述家庭网关的主处理器被锁定在其应该执行的方法的步骤中时或者当所述家庭网关的各个部件的分支电压供电发生故障时，所述家庭网关从“获取时间”模式或从“开”模式切换到“启动”模式。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，如果所存储的模式的值等于“开”或当使用者对所述家庭网关进行操作时，所述家庭网关从“启动”模式切换到“开”模式；如果所存储的模式的值等于“睡眠”并且所述使用者没有在所述家庭网关上进行手动操作时，所述家庭网关从“启动”模式切换到“获取时间”模式；以及当所述使用者短按启动/停止按钮时，所述家庭网关从“获取时间”模式切换到“开”模式。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，所述家庭网关控制指示灯，当所述家庭网关处于“睡眠”模式时，所述指示灯闪烁，当所述家庭网关处于“开”模式时，所述指示灯连续地保持打开。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，从遥控装置获得准确的时间。
10.一种家庭网关，包括：
通过所述家庭网关存储时隙的装置；
在所述时隙的起点处将所述家庭网关设成待机状态并且在所述时隙的终点处将所述家庭网关唤醒的装置；
在存储的时间窗上随机地偏移所述时隙的起点的装置，
其特征在于，所述家庭网关还包括：
从通信网络中的设备项获得所述时间窗的装置；
将因此修改的所述时隙的新的终点进行存储的装置；以及
每当所述设备需要知道所述时隙的终点时引用所述因此修改的所述时隙的新的终点的装置。
11.根据权利要求10所述的家庭网关，其中，包含在所述家庭网关内的存储器存储在主电源掉失之前所述家庭网关正在运行的模式的值。
12.根据权利要求10所述的家庭网关，其中，包含在所述家庭网关内的微处理器连接到所述家庭网关的主供电线，以检测所述主供电线的不适当的切断或所述家庭网关与电源的不期望的断开，所述主供电线连接至电压源并且用于为所述设备的部件和其他接口供电。
13.根据权利要求10所述的家庭网关，其中，包含在所述家庭网关内的微处理器连接到向所述家庭网关的一些部件提供分支电压的一条乃至几条线路，以检测分支电压值的不足。
14.根据权利要求10所述的家庭网关，其中，所述家庭网关的微处理器被设计为定期向所述家庭网关的主处理器发送特定信号以确定所述主处理器是否被锁定在它应该执行的处理的步骤中，并且如果是这样，则所述微处理器被设计为向所述主处理器发送重新初始化信号。
15.根据权利要求10所述的家庭网关，其中，包含在所述家庭网关内的微处理器被设计为区分启动/停止按钮上的长按与短按。
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