CN103959911B - 可适配的无线功率、照明和自动化系统 - Google Patents

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Abstract

一种功率控制单元(100)及其使用方法，其用于在控制器(20)和功率控制单元(100)之间使用无线通信链路改变至电气装置的电力供应。该功率控制单元(100)用于交替地使用非端对端通信标准或者诸如Wi‑Fi直接联结端对端通信标准与控制器(20)通信。

Description

可适配的无线功率、照明和自动化系统
技术领域
本发明涉及使用标准便携式设备控制家用和商业应用中的主功率、照明和自动化，这些标准便携式设备支持Wi-Fi，诸如智能电话、写字本、膝上型电脑/笔记本/上网本/超本计算机及类似物品，为利用这些设备之间的无线端对端通信链路或者无线局域网的系统担当个人控制器。
背景技术
用于把计算机连接至因特网以及共享诸如扫描仪和打印机之类的外围设备的家用无线局域网(WLAN)的增展创建了家庭自动化的现成框架。在大多数情况下，这些网络使用遵照IEEE802.11标准的无线技术、依据Wi-Fi联盟规范并且通常被称为“Wi-Fi”。诸如“基础设施Wi-Fi”、“Wi-Fi网络”、“传统Wi-Fi”等等之类的术语一般用来指接入点设备支持且遵照Wi-Fi联盟规范的无线局域网。为了便于参考，将使用术语“Wi-Fi WLAN”来描述这样的网络，不过将理解也可以使用其它术语。
常规的“Wi-Fi WLAN”典型地是基于存在被称为无线接入点或AP的特定控制设备的。这些设备为无线网络提供物理支持、在该网络的设备之间执行桥接和路由并且容许从该网络移除或添加设备。
在大多数情况下，家庭Wi-Fi WLAN还包括针对宽带因特网服务的至电话广域网(WAN)的有线或无线连接。连接至Wi-Fi WLAN的设备可以彼此通信并且经由为所有的通信担当网关的Wi-Fi WLAN接入点连接至因特网。
称为Wi-Fi直接联结的另一Wi-Fi联盟规范还可以用来以端对端或者1:1为基础无线地对设备进行连接。在使用Wi-Fi直接联结的情况下，不要求有Wi-FiWLAN接入点而是在这两个连接设备之间直接建立无线通信链路。为了便于参考，将使用Wi-Fi直接联结来描述利用端对端通信链路的本发明优选实施例，不过并不对本发明进行如此限制。仅作为示例，端对端通信可以使用诸如蓝牙之类的其它规范以及可以随着时间发展的其它规范来建立。
对于诸如控制功率和照明之类的家庭自动化应用而言，两种方法有优点也有缺点。具有因特网连接的Wi-Fi WLAN允许家庭自动化设备连接至因特网并且在世界上几乎任何地方都受到控制。
可以意识到，连接至因特网或者具有超出控制区域限制而延伸的其无线系统的WLAN系统对于外部攻击而言是开放的，或者正处于来自诸如黑客、政府和私人公司之类的第三方的监视。另外，由于所有的通信都通过单个无线接入点，所以此关键设备失效会致使整个家庭自动化系统不可操作。
虽然对于电气/电子设备的操作安全以及测试制度而言建立了良好的管制程序来确保商业产品满足这些需求，但是目前没有针对功能安全的。存在很多基于WLAN的家庭自动化系统受到第三方的危害的情况，以及包括个人视频镜头在内的私人数据被公布在因特网上或者在未经所有者允许的情况下被用于商业目的。
借助其无线端对端或1:1架构的Wi-Fi直接联结要求通信设备处于彼此合理范围之内，例如10-20米之内。可以意识到，此相对近的范围大大减小了受到来自第三方的外部攻击的机会，但是却不具有被远程控制的能力。
存在许多应用，其中，控制诸如在离家有一些距离时打开外面的照明器之类的低安全家庭自动化功能的能力可能是便利的，但是不是关键的功能。可替换地，存在诸如打开车库门之类的其它应用，这些应用也会是可能的，但是由于第三方侵入的风险的原因最好适宜本地而不是远程控制。
发明内容
在一个优选实施例中，本发明包括无线电频率(RF)放大器和切换电路、芯片上Wi-Fi系统(Wi-Fi SoC)、非易失性存储器和功率控制电路。RF放大器和切换电路可以包括若干组件和/或布置，其包括功率放大器、低噪声放大器、不平衡变换器、双工器、印刷电路板(PCB)和/或芯片天线，这取决于系统需求。
Wi-Fi SoC是高度集成的单芯片组件，其包括Wi-Fi无线电收发机、微控制器、用于连接至外部微控制器、电路和/或设备的系统支持功能和系统接口。非易失性存储器优选是当功率移除时能够保持其存储数据的读/写存储器。典型地，非易失性存储器属于称为“闪速存储器”的类型并且支持已知为串行外围接口总线或SPI总线等等数据传输连接和协议。
在优选实施例中，RF放大器和切换电路、Wi-Fi SoC和来自Wi-Fi控制模块的非易失性存储器形成Wi-Fi控制模块，它们担当可以并入任何数目的不同设备中的通信元件，为家庭、商业或商用应用调节和/或控制功率、照明器和自动化功能。Wi-Fi控制模块在外部远程控制器和在物理上执行功率、照明器和自动化功能的共置的功率控制电路之间提供无线通信链路。
功率控制电路可以直接受到Wi-Fi SoC微控制器的控制，或者功率控制电路可以包括单独的微计算机/微控制器，这取决于应用复杂性。
Wi-Fi控制模块优选能够执行利用不时修改的Wi-Fi联盟Wi-Fi wlan和Wi-Fi直接联结规范的无线通信功能。如本文所使用的，术语“Wi-Fi WLAN设备”指的是配置成支持Wi-Fi WLAN规范的设备。如本文所使用的，术语“Wi-Fi直接联结设备”指的是配置成支持不时修改的Wi-Fi直接联结规范的设备。Wi-Fi联盟指的是把“Wi-Fi WLAN”定义为“基于电气和电子工程(IEEE)802.11标准的无线局域网(WLAN)产品”，在本文中明确采用此定义。
个人控制器优选是通常称为支持Wi-Fi或Wi-Fi WLAN的智能电话的移动电话。如本文所使用的，“Wi-Fi WLAN”指的是IEEE802.11a/b/g/n/ac/ad规范和修改或扩展。个人控制器还可以支持Wi-Fi直接联结规范和诸如蓝牙之类的其它无线通信规范。个人控制器还优选配备有定位能力，该定位能力包括全球定位系统技术(GPS)和/或其它定位技术，诸如，仅举例来说，辅助GPS，合成GPS，小区ID，惯性传感器,蓝牙信标,地形传送机,以及使得该控制器能够确定其相对全球定位的地磁场技术。除非另外特别注明，将采用术语智能电话来描述个人控制器，不过本发明并不被如此限制。仅作为示例，个人控制器可以是任何便携式设备，其可以通过其它装置下载或安装应用程序，具有可以进行交互以控制应用程序的适合接口以便执行所需功能，具有定位能力，以及具有端对端通信能力以使得能够建立与功率控制单元的通信。这样的设备的示例包括智能电话、平板电脑、膝上型计算机和笔记本个人计算机。
还有用来实现无线链路的其它无线标准，诸如蓝牙、无线个域网(Zigbee)和近场通信(NFC)。具体地，应当注意到，大多数智能电话还支持NFC和蓝牙无线规范SIG类2.1+EDR及其后续版本。随着Wi-Fi直接联结的发展，NFC或者蓝牙还具有端对端无线通信方法并且可以用来在不改变如本文所描述的本发明独创性和功能的情况下为本发明的一些实施例提供相似的能力。
是便携式计算机的智能电话的功能以与大多数其它计算机相似的方式受到其操作系统的控制。结合了称为“App(应用)”的住留应用程序的操作系统响应于用户的命令来执行功能。通过把适当的命令输入至智能电话中，用户可以让该适当的App向Wi-Fi控制模块发送控制消息，其然后被传递至共置的功率控制电路以供解释和激活。
Wi-Fi控制模块是可以使用Wi-Fi直接联结和/或Wi-Fi WLAN形成与智能电话的通信链路的设备。可以意识到，当Wi-Fi控制模块连接至Wi-Fi WLAN时，也连接至该相同Wi-Fi WLAN的具有Wi-Fi能力的任何智能电话可以使用适当的App与Wi-Fi控制模块通信。以此方式，用户可以输入他们需要执行的命令并且经由Wi-Fi WLAN把该命令发送至该适当的Wi-Fi控制模块。在此情况下，智能电话可以处于Wi-Fi WLAN接入点附近，或者智能电话可以处于远程位置并且经由因特网与Wi-Fi WLAN接入点通信。
可以意识到，在没有Wi-Fi WLAN要求的情况下，作为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者进行操作的Wi-Fi控制模块可以直接与智能电话通信。在此情况下，如果个人控制器不使用Wi-Fi直接联结与功率控制设备通信的话，Wi-Fi控制模块作为Wi-Fi接入点出现；或者如果个人控制器使用Wi-Fi直接联结来通信，在Wi-Fi控制模块和个人控制器直接进行协商，功率控制设备和个人控制器中的哪个将担任Wi-Fi直接联结组拥有者角色并且建立端对端连接。在不需要任何其它设备的情况下，用户于是能够发送命令直接至所选择的Wi-Fi控制模块。在此情况下，Wi-Fi控制模块和智能电话彼此直接通信，但是仅在它们处于无线范围之内的情况下是如此。
功率控制设备或功率控制单元优选通过Wi-Fi控制模块和功率控制电路的组合来形成。功率控制电路依据经由智能电话的来自用户的指令，执行至附连的电气、电子或者照明装置和/或设备的电力的切换和/或调节。
数个功率控制电路优选置于相同位置并且执行用户控制功能。可以由Wi-Fi功率控制模块控制的功率控制电路的示例详细描述在PCT申请PCT/AU2011/00166中,该申请于2011年12月29日提交,题目是"Wireless Power,Light and Automation Control,",其全部公开内容通过引用结合于此。
可以意识到，在功率、照明器和自动化控制应用中，一些应用更适合于Wi-Fi WLAN配置,而另一些应用更适合于Wi-Fi直接联结配置。例如，如果一个应用要求Wi-Fi控制模块是Wi-Fi WLAN的一部分，而另一应用要求Wi-Fi控制模块提供Wi-Fi直接联结端对端连接，则可以看出这些功能一般会要求安装单个具体的控制设备。
本发明在一个优选实施例中提供了双模式、单无线电Wi-Fi控制模块，其在第一模式下可以提供至智能电话的Wi-Fi直接联结端对端连接，在第二模式下可以由用户配置以连接至Wi-Fi WLAN。如果该智能电话支持Wi-Fi直接联结，则该智能电话和Wi-Fi控制模块将就哪一个将是组拥有者与彼此进行协商。
功率控制单元优选把其Wi-Fi控制模块设定成初始采用Wi-Fi直接联结接入点/组参与者模式工作而不管其最终配置如何。由于Wi-Fi直接联结接入点/组参与者模式是端对端连接，所以一向Wi-Fi控制模块应用功率，它就能够被智能电话识别出来，并且就能够建立无线通信链路。一旦建立了链路，用户就能够激活在智能电话和Wi-Fi控制模块之间建立数据路径的智能电话App。使用智能电话App，用户可以设置Wi-Fi WLAN或Wi-Fi直接联结设备所要求的操作参数，对该设备进行命名，设置加密密钥，输入密码和任何其它需求。当此过程完成时，用户可以命令Wi-Fi控制模块在它自己将进行配置的时间“重新启动”以便仅识别在设置过程期间已经规定的参数。
如果Wi-Fi控制模块被配置成作为Wi-Fi直接联结设备进行操作，它会继续这样做。Wi-Fi控制模块仅连接至可以完全遵循其连接需求的智能电话以建立通信链路。
如果Wi-Fi控制模块被配置成作为Wi-Fi WLAN设备进行操作，则智能电话App会配置Wi-Fi控制模块以便与Wi-Fi WLAN连接。当“重新启动”该Wi-Fi控制模块时，在Wi-Fi WLAN上它会呈现为客户端设备并且仅可由也连接至该相同Wi-Fi WLAN的设备访问。
在任一模式下，一旦配置了Wi-Fi控制模块，该智能电话App就可以用来控制该设备的功能。在Wi-Fi WLAN模式下，智能电话App经由Wi-Fi WLAN接入点与所选Wi-Fi控制模块通信。在Wi-Fi直接联结模式下，智能电话App直接与所选Wi-Fi控制模块通信。
存在这样的应用：它可能更可取的是具有同时或者并发地(并发连接)提供Wi-Fi WLAN和Wi-Fi直接连接这二者的功率控制模块。在具有这样的功率控制单元的情况下，用户可以容许第三方经由Wi-Fi直接联结连接控制功率控制单元的功能，但是不容许接入并发的Wi-Fi WLAN连接，因而防止了接入其它Wi-Fi设备。
本发明在另一优选实施例中提供了双模式、双无线电功率控制单元，其结合了两个Wi-Fi控制模块，其中每个模块均可以被用户配置成是Wi-Fi WLAN设备或者是Wi-Fi直接联结设备。双模式、双无线电功率控制单元能够提供同时的或并发的连接。
本发明在另一优选实施例中提供了可以借助于虚拟信道提供并发连接的双模式、单无线电Wi-Fi控制模块。用户可以把每个虚拟信道配置成呈现为Wi-FiWLAN设备或者Wi-Fi直接联结设备，其中每个连接均可以在相同或不同的物理信道上形成。创建虚拟信道的方法对于本领域技术人员而言已经知道，因此本文不对其进行描述。
本发明在再一优选实施例中为功率控制单元提供运行由运行在智能电话上的应用程序或产品App配置的排定的能力以便控制照明器，该排定规定了附连照明器的操作时间和调光，所述命令指令通过端对端通信链路从智能电话传输至功率控制单元。该产品App优选能够根据智能电话定位能力确定其全球定位并且基于具有夏令时校正的具体日落/日出和/或具有公共假期简档和特殊事件的营业时间和/或针对该具体位置(智能电话定位能力作为其当前全球位置报告的)的其它条件因素提供开/关时间的缺省排定。该缺省排定可以预存储在产品App中或者可以由产品App使用智能电话的蜂窝或Wi-Fi通信从远程服务器下载，其操作对于本领域技术人员而言是公知的。产品App将优选允许用户针对具体应用定制缺省排定，这包括对于照明器、一组照明器或者多组照明器而言单独地或者成组地调整的时间，并且可以包括在能够具有随着时间变化而变化的各种调光场景的情况下单独地或者成组地设置照明器调光级别的能力。
在另一优选实施例中，经由产品App要编制至功率控制单元中的排定可以通过预览模式来验证，其中产品App通过智能电话和功率控制单元之间的端对端通信链路控制功率控制单元的参数，这允许产品App在任何特定时间以与在视频记录仪上快进或倒回一电影一样的方式模拟所编制的排定。在一优选方面，产品App可以显示时间和与针对该时间所编制的参数相对应的照明器参数的动态图形表示以便标识在预览模式运行时照明器将如何反应。用户可以优选快进、倒回、播放和暂停预览模式以便进行任何必要调整，其在产品App中的编制的排定中动态更新。当已经进行了所有的编辑时，产品App优选把编制的排定传输至功率控制单元存储器以便在功率控制单元上本地地运行。
在另一优选实施例中，用户可以以步骤的形式允许预览模式，其中，时间周期被分成步骤段，用户能够从一个步骤至另一个步骤地进行此周期。
在另外优选实施例中，产品App可以通过促使存储在功率控制单元中的编制排定运行而不是实时的来执行预览模式。
功率控制单元可以具有采用一个切换器或者多个切换器形式的暴露人机接口，其可以允许用户在越控功率控制单元编制排定时关闭照明器、打开照明器，或者运行功率控制单元编制排定。仅举例说明提供了这些设置。将意识到，在不偏离本发明的范围的情况下，可以支持其它切换配置和功能。在一个优选实施例中，可能希望具有非暴露人机接口以便减小破坏的发生或者创建高度耐气候变化的单元。仅举例来说，功率控制单元的典型应用可以是自动控制美国奥斯丁(Austin TX)中的建筑物周围花园中的照明器。通过使用智能电话上的定位能力，产品App可以呈现具有具体针对美国奥斯丁的日出/日落的缺省排定。用户可以选择通过在上午1点至黎明把照明器变暗一半来定制缺省排定以便节约能量。用户于是可以以比实际时间快的速率预览该排定以确定该设置是否是合适的，并且当满意时使用智能电话和功率控制单元之间的端对端通信链路把此编制至功率控制单元中以便全自动化照明器。
可以意识到，Wi-Fi控制模块可以结合至许多种形式的功率、照明器和自动化控制系统和应用中，其中功率切换器、功率板、照明切换器、照明调光器和壁切换器是一些更通用的示例。
附图说明
图1是依据本发明一个优选实施的用在与彼此的Wi-Fi直接联结端对端通信链路中的且用在Wi-Fi WLAN中的智能电话控制器和功率控制单元的系统图示。
图2是图1的功率控制单元的框图。
图3是形成图1的功率控制单元的一部分的串行外围接口总线连接非易失存储器和微控制器的框图。
图4是依据本发明另一优选实施例的功率控制单元的框图。
图5是示出以Wi-Fi直接联结模式初始化的单信道功率控制单元的典型“上电”顺序的流程图。
图6是示出以Wi-Fi WLAN客户端模式初始化的单信道功率控制单元的典型“系统重启”顺序的流程图。
图7是示出双信道功率控制单元的典型“上电”顺序的流程图。
图8是示出双信道功率控制单元的典型“发现消息”顺序的流程图。
图9是示出以Wi-Fi WLAN客户端模式初始化的双信道功率控制单元的典型“系统重启”顺序的流程图。
图10是依据本发明另一优选实施例的双无线电Wi-Fi SoC的框图。
图11是依据本发明另一优选实施例的功率控制单元的功能元件的框图。
图12是图1的智能电话的系统图示以及其与位置服务、远程数据服务器和图11的控制多个照明器的功率控制单元的交互。
图13是示出针对与图11的功率控制单元的发现和通信而言用户和可加载到图1的智能电话上的应用程序之间事件序列的流程图。
图14A和14B是示出用户和可加载到图1的智能电话上的应用程序之间的事件序列以便把参数编制到图11的功率控制单元中的流程图。
图15A是依据本发明一个优选实施例的以预览模式运行在图1的智能电话上的产品app的图示，该智能电话使用与图11的功率控制单元的端对端通信链路来控制零售照明器。
图15B是图15A的智能电话屏幕的屏幕截图的展开视图。
图16是依据本发明再一优选实施例的功率控制单元的功能元件的框图，其示出在工作中连接至车库门开启器。
图17是运行在图1的智能电话上的产品app的图示，该智能电话使用与图16的功率控制单元的端对端通信链路来控制车库门。
图18是示出用户和可加载到图1的智能电话上的应用程序之间的事件序列以供与图16的功率控制单元的发现和通信的流程图。
具体实施方式
考虑到本文所公开的本发明的说明书和实践，对于本领域技术人员而言本发明的替代实施例将是显而易见的。目的是，该说明书和示例仅仅视作示例性的，其中本发明的真实范围和精神由随附的权利要求书来指示。
图1是具有作为网络控制单元或集线器的接入点10的典型Wi-Fi WLAN的系统图示。接入点10具有因特网连接12。示出了五个网络客户端无线连接至接入点10，不过网络客户端的数目仅受限于接入点10的能力。例如，该网络可以具有接入点10、网络客户端14(智能TV)、网络客户端16(计算机)和网络客户端18(打印机)。
智能电话20优选具有采用触敏图形屏形式的用户接口、用于存储产品App和相关联数据的存储器、系统处理器以及定位能力。定位能力优选包括用于通过卫星三角测量确定相对全球位置的技术，卫星三角测量可以遵照诸如美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯全球导航卫星系统(GOLNASS)、欧盟伽利略定位系统、中国指南针导航系统、印度区域导航卫星系统等等之类的规范。定位能力还可以包括用于基于辅助GPS，合成GPS、小区ID、惯性传感器、蓝牙信标、地形传送器、地磁场技术、或者在与卫星方法或者不与卫星方法的其任何组合来确定相对全球位置的技术。
在Wi-Fi WLAN上的通信经过接入点10。对于要经由Wi-Fi WLAN与彼此通信的智能电话和功率控制单元而言，它们惯常是同一网络的一部分。如图1中所示，智能电话20和功率控制单元100也是接入点10的网络客户端。对于要与功率控制单元100通信的智能电话20，它会与接入点10通信，而接入点会把来自智能电话20的任何消息传递到功率控制单元100。对于计算机16向功率控制单元100发送的任何消息也发生相同事情。相应地，可以看出：(1)对于该网络而言接入点10必须连续运行以便对通信可用；(2)该网络被限制为由网络客户端和接入点之间的最大无线电传输距离限定的区域。(3)网络需要接入端和至少一个网络客户端；以及(4)至少一个网络客户端必须能够配置和维护该接入点操作。
为了避免Wi-Fi WLAN固有约束中的一些约束，可以把功率控制单元100配置成建立与图1中所示的智能电话20的端对端通信链路，因而绕过了Wi-FiWLAN。在此情况下，端对端智能电话可以在不要求任何附加设备的服务的情况下直接无线连接至功率控制单元100。如果智能电话20也是Wi-Fi直接联结设备，它将与功率控制单元100协商以确定它们中的哪个将是组拥有者。如果允许接入点/组拥有者可以建立1：N连接以便例如在接入点/组拥有者是集线器的中心辐射型布置中一个以上客户端可以同时与组拥有者具有通信链路，
可替换地，接入点/组拥有者可以将其自己限制为1:1连接，在该种情况下，它一次将仅与一个端对端客户端建立通信链路。例如，在图1中，在端对端模式下运行时，功率控制单元100会优选与一个客户端——智能电话20通信。相应地，可以看出：(1)对于要建立端对端通信而言，不要求有诸如接入点10之类的第三设备；(2)通信链路可以是“按需”形成；以及(3)该智能电话20应当处于要建立通信链路的接入点/组参与者的无线电范围之内。
在本发明的一个优选实施例中，功率控制单元100优选通过在Wi-Fi WLAN客户端或者Wi-Fi直接联结接入点/组参与者直接切换角色进行操作。
本领域技术人员可以看出，智能电话控制器和功率控制单元之间的Wi-FiWLAN连接和Wi-Fi直接联结端对端连接这二者提供不同的功能。Wi-FiWLAN允许功率控制单元经由因特网受到智能电话的远程操控。可替换地，由于功率控制单元100仅可以在智能电话与其极接近时受到操控，所以依靠其受限范围的Wi-Fi直接联结端对端连接具有高的安全性。从每个特定应用的便利性和功能安全方面来考虑每个特定应用，可以容易地意识到远程或本地地操控功率控制单元的Wi-Fi直接联结方法和Wi-Fi WLAN的可适用性。
当功率控制单元100连接至Wi-Fi WLAN时，它作为网络客户端来操作并且所有的通信都经过网络接入点10。当功率控制单元100连接至智能电话20时，它作为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者来操作，并且通信是端对端的。显然的是，在Wi-Fi连接方面，作为客户端进行操作的功率控制单元100的功能不用于作为接入点/组参与者进行操作的功率控制单元100。
在本发明的另一优选实施例中，功率控制单元100优选作为单个设备进行操作，该单个设备能够作为Wi-Fi WLAN客户端或者Wi-Fi直接联结接入点/组参与者进行操作。
图2是双模式、单信道功率控制单元100的框图。功率控制单元100优选包括在工作中连接至功率控制电路104的Wi-Fi控制模块102。Wi-Fi控制模块102可以被配置为是Wi-Fi WLAN客户端或者是Wi-Fi直接链接接入点/组参与者，诸如图1中所示。Wi-Fi控制模块102优选具有三个主要功能单元：RF放大器和切换电路106、Wi-Fi SoC108和非易失性存储器110。
RF放大器和切换电路106可以包括若干组件和布置，其包括功率放大器、低噪声放大器、平衡-不平衡变换器、双工器、PCB或者芯片天线，仅列举一些。特定组件和布置将取决于特定系统需求。在这些组件的一定布置和功能对于本发明一个或多个实施例中的操作有用时，它们不是此实施例的主要关注点，并且本领域技术人员会很好地理解，因此不要求对RF放大器和切换电路106的详细说明。
如图2中所示，Wi-Fi SoC108优选是主控制元件并且属于被称为芯片上系统(SoC)的集成电路组件的类别。Wi-Fi SoC108优选具有四个主要子系统：Wi-Fi无线电收发机112、系统支持功能114、微控制器115以及系统接口118。
Wi-Fi SoC108的Wi-Fi无线电收发机在微控制器115的控制下优选生成处于所需频率的无线电频率载波，并且用要通过无线通信链路传输到远程设备的数据对该载波进行调制。经调制载波经由传送连接(TX)120被发送至RF放大器和切换电路106，然后至天线122，在天线122它被无线传送至远程设备。通过天线122从远程设备接收到的经调制载波经由接收连接(RX)124从RF放大器和切换电路106被发送至Wi-Fi SoC108的Wi-Fi无线电收发机以便解调。然后由微控制器115处理所接收的数据。
Wi-Fi SoC108的系统支持功能114优选提供复合SoC组件的辅助功能，举例来说其可以包括优选特定于每个SoC设备的时钟生成和定时、协议引擎以及功率管理。优选也特定于每个SoC设备的系统接口118优选在Wi-Fi SoC108和诸如图2中所示的功率控制电路104、外部微控制器或者其它电路和/或设备之类的外部电路之间提供物理连接。由于本领域技术人员会理解系统支持功能和系统接口的操作因此不必要给出它们的详细解释。
Wi-Fi SoC108的内部程序/数据存储器优选是易失性的。优选提供非易失性存储器110在Wi-Fi控制模块102固件断电时存储Wi-Fi控制模块102固件。将意识到，在不脱离本发明的范围的情况下，一些SoC设备可以具有内部非易失性存储器，其可以代替非易失性存储器110。
为了完整起见示出了功率控制电路104，并且在它们不是Wi-Fi控制模块102的一部分时，它们优选是特定功率控制单元100的一部分。取决于Wi-Fi SoC108的微控制器115的能力和要由功率控制电路104执行的功能，Wi-Fi SoC108还可以直接执行控制功能，或者可以把附加外部微控制器或其它控制元件结合至功率控制电路104中以执行独立于Wi-Fi SoC108的功率控制功能。Wi-Fi SoC108和功率控制电路104之间的连接是通过互连125来实现的，其可以采用适当的形式以满足系统互连需求。对于理解本发明而言，不要求对功率控制电路104的功能和操作的详细描述。
在本发明的另一优选实施例中，Wi-Fi SoC108的Wi-Fi无线电收发机和微控制器可以是单独的，但是是连接的元件，并且对于要设计的其它功能架构而言是可能的是：在形式方面不同时它仍然处于本发明的范围之内。
在本发明的一个优选实施例中，非易失性存储器110是单独的组件并且属于称为“快速存储器”的类型，不过如果需要也可以使用其它兼容的存储器类型。非易失性存储器110优选通过工业标准串行外围接口总线或“SPI”总线128连接至Wi-Fi SoC108，不过也可以使用其它适合的总线或者连接布置和协议并且它们处于本发明的范围之内。
图3是示出经由SPI总线连接至非易失性存储器110的Wi-Fi SoC108的框图。Wi-Fi SoC108优选是主设备并且控制数据在SPI总线上的传输。非易失性存储器110优选是从设备并且对来自Wi-Fi SoC108的命令进行响应。Wi-Fi SoC108主SPI总线接口130和非易失性存储器从SPI总线接口132均优选包括四个数据连接：SCLK(串行时钟),MOSI(主输出,从输入),MISO(主输入,从输出)和SS(从选择)。对于本领域技术人员而言已经知道SPI总线的操作，因此本文不对其进行描述。在不偏离本发明的范围的情况下，可以使用用于在Wi-Fi SoC108和非易失性存储器110之间交换数据的其它数据传输模式来代替SPI总线。
当制造功率控制单元时，非易失性存储器110优选保持两个固件控制程序：一个用来把Wi-Fi SoC108作为Wi-Fi WLAN客户端进行操作，而另一个把Wi-FiSoC108作为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者进行操作。初始把非易失性存储器110的Wi-Fi模式选择标志设置为Wi-Fi直接联结模式，因此当应用了功率时，功率控制单元100初始化为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者。图5中示出了示例性“上电”顺序。
已经描述了功率控制单元的优选组件，现在将参考图5描述用于对功率控制单元进行上电的方法300。在步骤302中，首次向功率控制单元应用功率。在步骤304中，SoC微控制器运行来自其自己的只读存储器(ROM)或者外部存储器的小加载器程序。在步骤306中，加载器程序把系统初始化程序从非易失性存储器传输至SoC微控制器程序/数据RAM。在步骤308中，加载器程序把控制传递给初始化程序。在步骤310中，初始化程序检查Wi-Fi模式选择标志，该标志缺省被设置成采用Wi-Fi直接联结模式运行功率控制单元。在步骤312中，初始化程序把Wi-Fi直接联结应用固件从非易失性存储器传输至SoC微控制器程序/数据RAM。在步骤314中，初始化程序把控制传递给Wi-Fi直接联结应用固件。在步骤316中，Wi-Fi直接联结应用固件采用Wi-Fi直接联结模式运行Wi-Fi无线电收发机。在步骤318中，功率控制单元开始传送发现消息或者“进行查验”，其可以被无线范围内的智能电话看到。在步骤320中，“进行查验”用当它们首次上电时对于所有的功率控制单元而言共同的通用名字和ID地址，把功率控制单元标识为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者。在步骤322中，功率控制单元和智能电话可以建立通信链路，该通信链路可能受到或者可能未受到数据密码保护。将意识到，上面描述的步骤可以采用不同的次序来执行，在不偏离本发明的范围的情况下完全可以增加或者去掉或者改变某些步骤。
一旦功率控制单元上电了，用户就可以把智能电话屏幕上显示的功率控制单元的存在标识为新的Wi-Fi设备，其需要被个性化处理以便允许它与其它类似设备区别开。进行此的优选方法要求用户加载相关App(产品App)。功率控制单元优选包括针对每个智能电话操作系统而言如何进行的指令。该过程简单且类似于把任何其它App加载到智能电话上。
当启动产品App时，它将把功率控制单元标识为新的设备。这优选要求作为具体可选设备进行重新配置。在这点上，产品App优选允许用户确定新的功率控制单元是要保持Wi-Fi直接联结接入点/组参与者，还是连接至无线网络并且成为Wi-Fi WLAN客户端。
如果用户选择把新的功率控制单元作为Wi-Fi直接联结设备，则在智能电话上把此选择为所需选项。产品App然后使用作为输入接口的智能电话图形触屏带领用户通过一系列的数据输入。产品App还与运行在Wi-Fi SoC108的微控制器上的Wi-Fi直接联结应用程序通信并且把与智能电话的初始连接所使用的通用参数更新至把该功率控制单元限定为唯一Wi-Fi直接联结产品的特定参数。这些可以包括：(1)设定唯一的加密密钥，因此保护了功率控制单元和智能电话之间的所有数据传输；(2)把功率控制单元名设置为例如与诸如“功率切换”至“厨房TV”之类的产品名可辨别的唯一可容易识别的标识符；(3)设置功率控制单元的唯一Wi-Fi地址ID，因此它在自身权限方面成为一个单独的设备；以及(4)设置功率控制单元中用来建立与智能电话的安全链路的密码。
产品App优选在智能电话的存储器中维持一条这些特定参数的记录以供将来标识以及连接至该功率控制单元之用。
一旦完成设置过程，产品App优选命令“重新启动”功率控制单元Wi-Fi直接联结应用的固件。当应用固件重新启动时，功率控制单元将具有其自己的唯一Wi-Fi直接联结身份。被用来设置此身份的智能电话将能够自动进行连接，这是因为已经知道了这些新的特定参数。在用户每次选择该特定设备时，产品App可以用来与功率控制单元通信。
一旦已经配置了功率控制单元，如果用户知道对于该特定功率控制单元而言现在唯一的特定参数的话，则可以仅连接任何其它智能电话。如果第二智能电话搜索Wi-Fi接入点，则它将看到例如被标识为“厨房TV”的功率控制单元，该“厨房TV”具有“安全”的特性。要连接至它，用户将必须知道所分配的特定密码以便与特定功率控制单元通信，否则它将不能够建立通信链路。如果已知密码并且当需要时被输入到智能电话中，则将可以建立第二智能电话和该功率控制单元的通信链路。仍优选要求产品App控制该功率控制单元并且取决于应用的性质这可以具有附加安全需求。
如果用户把它选择为Wi-Fi WLAN客户端，而不是把新安装的功率控制单元配置为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者，则这被选择为所需选项并且产品App确定是否存在一个或多个Wi-Fi WLAN可用于要连接作为客户端的功率控制单元。产品App请求用户确认优选网络并且让用户输入网络密码，因此功率控制单元可以作为客户端连接至Wi-Fi WLAN。
产品App经由智能电话与运行在Wi-Fi SoC108上的Wi-Fi直接联结应用程序进行通信并且设定功率控制单元将需要用来把它自己建立为Wi-Fi WLAN客户端而不是Wi-Fi直接联结接入点/组参与者的参数。当已知并更新了所有的适当参数时，产品App命令功率控制单元作为Wi-Fi WLAN设备重新启动。这是与当首次向功率控制单元应用功率时的过程类似的过程。举例来说，图6示出了典型“系统重新启动”顺序。
参照图6，示出和描述了重新启动系统的方法400。在步骤402中，初始化程序检查Wi-Fi模式选择标志，该标志被设置成采用Wi-Fi WLAN模式运行功率控制单元。在步骤404中，初始化程序把Wi-Fi WLAN应用固件从非易失性存储器传输至SoC微控制器程序/数据RAM,并且设置功率控制单元作为Wi-FiWLAN客户端进行操作所需的任何参数或IEEE802.11规范。在步骤406中，初始化程序把控制传递给Wi-Fi WLAN应用固件。在步骤408中，Wi-Fi WLAN应用固件采用Wi-Fi WLAN模式运行Wi-Fi无线电收发机。在步骤410中，功率控制单元作为客户端连接至Wi-Fi WLAN并且经由Wi-Fi WLAN接入点仅可由智能电话产品app访问。在步骤412中，作为网络客户端运行的功率控制单元可以由其它智能电话控制，只有它们在相同Wi-Fi WLAN中作为客户端即可。将意识到，上面描述的步骤可以采用不同的次序来执行，在不偏离本发明的范围的情况下完全可以增加或者去掉或者改变某些步骤。
一旦功率控制单元被配置为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者或者Wi-FiWLAN客户端，它就优选继续采用此模式进行操作，即使它已经下电之后也是如此。每个模式的所有特定操作参数都存放在非易失性存储器110中并且在掉电的情况下还保持。当恢复功率时，Wi-Fi SoC108的微控制器采用与在去除功率之前正运行的模式相同的Wi-Fi模式进行上电，并且从非易失性存储器110恢复适当的固件和操作参数。
在本发明的另一优选实施例中，两个单独的Wi-Fi无线子系统所提供的双无线电支持双模式，这两个单独的Wi-Fi无线子系统可以同时操作并且如果需要可以提供独立且并发的Wi-Fi直接联结和Wi-Fi WLAN连接。
图4是双模式并发连接功率控制单元200的框图，其中无线子系统234被配置为是Wi-Fi直接联结接入点/组参与者而无线子系统236被配置为是Wi-FiWLAN客户端。每个无线子系统优选包括Wi-Fi控制模块，诸如上面所描述的Wi-Fi控制模块102以及针对特定配置的相关联Wi-Fi控制固件。
无线子系统234和236优选满足针对它们特定配置的Wi-Fi互连的IEEE802.11规范，并且优选会被配置为工厂缺省设置。
系统微控制器238经由电气连接240与每个无线子系统通信，所述电气连接240优选起到SPI总线的作用并且以高数据速率提供独立的数据传输和/或交换。将意识到，在不偏离本发明的范围的情况下可以使用其它数据传输布置来代替连接240。在本发明优选实施例中，系统微控制器238是系统主设备并且经由其固件控制程序，它监视无线子系统234、236和功率控制单元204这二者的功能操作。
如上面所注明的，功率控制电路204不是本发明此实施例的主要焦点，因而不需要对功率控制电路204的功能和操作的详细描述。
当制造了该功率控制单元并且打包准备好递送给端用户时，每个无线子系统的非易失性存储器中的固件控制程序优选遵照将在该功率控制单元中执行的任务。无线子系统234的固件可以把其Wi-Fi控制模块配置成遵照针对接入点/组参与者应用的Wi-Fi联盟的Wi-Fi直接联结规范。无线子系统236的固件可以把其Wi-Fi控制模块配置成遵照针对客户端应用的Wi-Fi联盟的Wi-Fi WLAN规范。
当向功率控制单元应用主功率时，优选两个无线子系统从它们各自非易失性存储器加载它们的固件控制程序，然后断电至睡眠模式直到系统微控制器238命令执行一个功能为止。
为了此示例的目的，假定无线子系统234和236结合了诸如图2中所示的Wi-Fi控制模块102之类的Wi-Fi控制模块。除了已经注明的以外，每个无线子系统优选是同样的并且支持SPI总线240以便与系统微控制器238通信。系统微控制器238是主SPI总线，并且使用SPI总线从选择控制能够选择性地且单独地控制无线子系统234和236的功能。举例来说，图7示出了典型“上电”顺序。
参照图7，示出和描述了用于对功率控制单元200进行上电的方法500。在步骤502中，向功率控制单元应用主功率。在步骤504中，第一无线控制模块把Wi-Fi直接联结应用固件从其非易失性存储器加载至其SoC微控制器程序/数据RAM。在步骤506中，第二无线控制模块把Wi-Fi应用固件从其非易失性存储器加载至其SoC微控制器程序/数据RAM。在步骤508中，第一无线控制模块把其自身配置为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者，然后断电至“睡眠”模式。在步骤510中，第二无线控制模块把其自身配置为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者，然后断电至“睡眠”模式。在步骤512中，系统微控制器运行来自其自己的非易失性存储器的控制程序并且假定功率控制单元的角色为主设备。将意识到，上面描述的步骤可以采用不同的次序来执行，在不偏离本发明的范围的情况下完全可以增加或者去掉或者改变某些步骤。将进一步意识到，如果需要可以同时并行地执行图7中所示的一个或多个步骤。
在初始化过程的这一点上，由于工厂缺省中没有预编制的功能因此功率控制电路优选是不活动的。由系统微控制器238作为系统主程序启动功率控制单元初始化。举例来说，图8示出了Wi-Fi直接联结模式下的典型“发现消息”顺序。
参照图8，示出和描述了用于典型“发现消息”顺序的方法600。在步骤602中，系统微控制器命令第一无线控制模块开始搜索用户。在步骤604中，第一无线控制模块采用Wi-Fi直接联结接入点/组参与者模式运行其Wi-Fi无线电收发机并且开始传送发现消息或者“查验”，其在范围内可被智能电话看到。在步骤606中，“查验”用当它们首次上电时对于所有的功率控制单元而言共同的通用名字和ID地址，把功率控制单元标识为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者。在步骤608中，功率控制单元和智能电话可以建立通信链路，该通信链路可能受到或者可能未受到数据加密保护。将意识到，上面描述的步骤可以采用不同的次序来执行，在不偏离本发明的范围的情况下完全可以增加或者去掉或者改变某些步骤。
可以意识到，在没有Wi-Fi WLAN的要求的情况下，作为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者进行操作的Wi-Fi控制模块可以直接与智能电话通信。在此情况下，Wi-Fi控制模块作为Wi-Fi接入点出现，如果个人控制器不使用Wi-Fi直接联结与功率控制单元通信的话；或者如果个人控制器使用Wi-Fi直接联结通信，则在Wi-Fi控制模块和个人控制器之间协商，功率控制单元和个人控制器中的哪个将担任Wi-Fi直接联结组拥有者角色并且建立端对端连接。在不需要任何其它设备的情况下，用户于是能够发送命令直接至所选择的Wi-Fi控制模块。在此情况下，Wi-Fi控制模块和智能电话与彼此直接通信，但是仅在它们处于无线范围之内的情况下是如此。进行此的优选方法具有用户加载相关产品App。功率控制单元优选包括针对每个智能电话操作系统而言如何进行的指令。该过程简单且类似于把任何其它App加载到智能电话上。
当安装并启动产品App时，它将把功率控制单元标识为需要被重新配置以便称为特定的可单独选择的设备的新设备。
在这一点上，产品App允许用户确定新功率控制单元是否要：(1)仅保持Wi-Fi直接联结接入点/组参与者；或者(2)连接至WLAN并且仅成为Wi-FiWLAN客户端；或者操作为同时是Wi-Fi直接联结接入点/组参与者和Wi-FiWLAN客户端的并发设备。
如果用户希望新功率控制单元是Wi-Fi直接联结设备，因此它和智能电话之间的通信仅通过直接端对端通信链路，在该智能电话上这被选择为所要求选项。产品App然后使用作为输入接口的智能电话图形触屏带领用户通过一系列的数据输入。产品App还与系统微控制器238的应用程序通信，其把与智能电话的初始连接所使用的通用参数更新至把该功率控制单元限定为唯一Wi-Fi直接联结产品的特定参数。这些可以包括：设定唯一的加密密钥，因此保护了功率控制单元和智能电话之间的所有数据传输；把功率控制单元名设置为例如来自诸如“功率切换”至“厨房TV”之类的产品名的唯一可容易识别的标识符；设置功率控制单元的唯一Wi-Fi地址ID，因此它在自身权限内成为一个独立的设备；设置功率控制单元中用来建立与智能电话的安全链路的密码。
产品App优选在智能电话存储器中维持一条这些具体参数的记录以供将来标识以及连接至该新特点功率控制单元之用。
一旦完成设置过程，产品App就命令功率控制单元系统微控制器238重新启动无线子系统234。当重新启动完成时，功率控制单元将具有其自己的唯一Wi-Fi直接联结身份。在每次用户选择此特定设备时被用来设置此身份的智能电话将能够自动进行连接，这是因为已经知道了这些新的特定参数。
一旦把功率控制单元配置为具体单元，就还可以连接任何其它智能电话，但是只有当用户知道对于该特定功率控制单元而言现在唯一的具体参数时才如此。把另一智能电话连接至双模式、双信道功率控制单元的过程优选与先前针对双模式、单信道功率控制单元所描述的过程相同。
如果用户希望功率控制单元是Wi-Fi WLAN客户端，而不是把新安装的功率控制单元配置为Wi-Fi直接联结接入点/组参与者，则此选项被选择为优选选择并且产品App确定是否存在一个或多个Wi-Fi WLAN可用于要连接作为客户端的功率控制单元。产品App请求用户确认优选网络并且让用户输入网络密码，因此功率控制单元可以作为客户端连接至Wi-Fi WLAN。
产品App经由Wi-Fi直接联结通信链路与系统微控制器238进行通信并且把参数设定为功率控制单元将需要用来把它自己建立为Wi-Fi WLAN客户端而不是Wi-Fi直接联结接入点/组参与者的参数。当已知并更新了所有的适当参数时，产品App命令功率控制单元系统微控制器238把无线子系统236初始化为Wi-Fi WLAN客户端。这是与当首次向功率控制单元应用功率时建立Wi-Fi直接连接的过程类似的过程。举例来说，图9示出了典型“系统重新启动”顺序。
参照图9，示出和描述了用于对功率控制单元200进行重新启动的方法700。在步骤702中，系统微控制器设定第二无线控制模块要作为Wi-Fi WLAN客户端操作所需的任何参数或IEEE802.11规范。在步骤704中，第二无线控制模块采用Wi-Fi WLAN模式运行其Wi-Fi无线电收发机。在步骤706中，功率控制单元作为客户端连接至Wi-Fi WLAN。在步骤708中，系统微控制器遵照Wi-FiWLAN客户端连接有效的产品App，然后命令第一无线控制模块断开Wi-Fi直接联结通信链路并且进入“睡眠”模式。在步骤710中，智能电话和功率控制单元之间的所有通信于是都经由Wi-Fi WLAN接入点来进行。将意识到，上面描述的步骤可以采用不同的次序来执行，在不偏离本发明的范围的情况下完全可以增加或者去掉或者改变某些步骤。
对于功率控制单元而言存在期望并发的Wi-Fi直接联结和Wi-Fi WLAN能力的应用。在此情况下，经由产品App，用户可以使得两个Wi-Fi模式能够保持有效，这允许使用任一种模式。同样地，经由产品App，用户可以选择使模式之一失效或者能够把Wi-Fi模式从Wi-Fi直接联结改变为Wi-Fi WLAN，或者按所需的反之亦然。
每次改变Wi-Fi模式时，当功率断开或者失败的情况下针对新模式的参数优选由系统微控制器238来保持。当恢复功率时，系统微控制器238采用与在去除功率之前先前进行操作的模式相同的Wi-Fi模式进行上电，并且从非易失性存储器恢复适当的操作参数。
将设想到，对于特定Wi-Fi模式可能不适合或者原始Wi-Fi WLAN可能不可用的不同应用而言，可能多次去除功率控制单元。产品App优选被配置成与功率控制单元进行通信并且命令它重新初始化至工厂缺省配置。在此情况下，丢失了被加载至功率控制单元中的所有用户定义的参数，并且当该单元接下来上电时，它将处于其工厂缺省状态，准备好接收用户定义的参数。
功率控制单元可以结合诸如按钮或者切换器之类的机械装置，用户可以激活它以在不使用智能电话或产品App的情况下促使功率控制单元重新初始化至工厂缺省配置。
前面的描述仅是举例说明，并且在不偏离本发明的范围的情况下可以相当大地进行改变。仅作为示例，可以对无线控制模块进行配置以供用于IEEE802.11标准之外的标准。功率控制单元可以包括仅单个无线控制模块，或者多个无线控制模块。这样的无线控制模块可以与形成功率控制单元的一部分的微控制器集成在一起，和/或通过诸如USB接口之类的接口连接至微控制器。将意识到，可以把功率控制单元配置成采用两种以上模式进行操作，无论单个地(一次一个)进行操作或者同时地进行操作。仅作为示例，可以把功率控制单元配置成采用诸如Wi-Fi直接联结之类的端对端通信模式进行操作、采用诸如Wi-FiWLAN之类的利用接入点的非端对端通信模式进行操作、或者采用端对端模式的某其它形式进行操作。
现在参考图10，依据本发明另一优选实施例示出了功率控制单元800。图10示出了把双模式、并发连接功率控制单元配置成与单Wi-Fi SoC一起操作，这基本上简化了功率控制单元的架构以及减小了其尺寸和费用。除了它具有包括两个Wi-Fi无线电收发机812a、812b之外，功率控制单元800类似于功率控制单元100。传送机TX连接820a、820b和接收机连接824a、824b把Wi-Fi SoC808连接至RF放大器和切换电路。类似地，连接825、828把Wi-Fi SoC808连接至功率控制电路和非易失性存储器。
将进一步意识到，单无线电Wi-Fi控制模块可以提供虚拟并发连接。用户可以把每个虚拟连接配置成呈现为Wi-Fi WLAN设备或者Wi-Fi直接联结设备，其中如果期望这样则可以在不同的物理信道上形成每个连接。例如，可以把图2中所示的Wi-Fi控制模块102配置为具有虚拟并发连接，因此Wi-Fi控制模块102可以采用端对端模式和WLAN模式这两者并发地进行操作。
还将意识到，在列举优选实施例的本发明的描述中参考的特定模块和子系统并不是把针对组件部分集成至一些或者甚至单个集成电路中的范围限制为实时的技术发展.
现在参考图11和12，依据本发明另一优选实施例示出了功率控制单元900。图11示出了优选实施例中的功率控制单元900。功率控制单元900具有无线通信收发机和控制器902、永久时钟日历904、功率控制电路906、具有嵌入存储器908的系统微控制器以及天线910。永久时钟日历904优选包括电池备用，其使得能够准确地计算真实时间，即使在发生主功率断供的情形时也能如此。
系统微控制器和智能电话之间的命令和响应通过无线通信收发机和控制器902以及天线910所支持的无线电频率无线链路来传送。取决于费用和期望操作功能，无线通信收发机和控制器902可以包括仅Wi-Fi无线电、仅蓝牙无线电、仅NFC无线电或者那些技术的组合。产品App可以与功率控制元件和在用户移动通过受控空间时无缝地提供最佳通信链路的无线电技术的任何混合进行通信。这会允许把受控空间约束至距控制器近似小的半径，或者至大的半径，该大的半径以用户配置和使用本发明优选实施例的方式为用户提供增加的灵活性。
当无线通信收发机和控制器902依据Wi-Fi直接联结规范进行操作时，它可以在不需要任何中间硬件的情况下以端对端为基础与支持Wi-Fi WLAN或者Wi-Fi直接联结的设备进行通信。无线通信收发机和控制器902优选被配置成依据Wi-Fi直接联结规范进行操作，以作为Wi-Fi直接联结组参与者和Wi-Fi直接联结接入点，这允许功率控制单元对于Wi-Fi WLAN来说在发现期间呈现为Wi-Fi接入点。在被发现作为Wi-Fi直接联结接入点之后，Wi-Fi直接联结设备能够与支持如不时修改的IEEE802.11规范的Wi-Fi WLAN设备进行端对端通信。在此情形下，Wi-Fi WLAN设备将从功率控制单元接收设备发现消息，好似是从Wi-Fi接入点接收设备发现消息似的，并且如果被功率控制单元授权则能够与智能电话建立通信链路。Wi-Fi直接联结设备和Wi-Fi WLAN设备之间建立通信链路的复杂事情定义在Wi-Fi联盟规范中并且对于通信系统协议领域的技术实践者而言会理解。
Wi-Fi直接联结具有数个优点，其简化了作为控制器操作的智能电话与功率控制单元之间的通信。显著的优点包括移动性和便携性，其中智能电话和功率控制单元仅需要处于彼此的无线电范围内以建立无线通信链路。Wi-Fi直接联结还使用Wi-Fi保护接入协议以及针对传输的消息的加密来提供安全的通信，这确保了该系统保持对适格设备的安全。最重要的是，Wi-Fi直接联结允许仅具有Wi-Fi WLAN的智能电话从事与功率控制单元的端对端数据交换，即使该智能电话Wi-Fi WLAN从来没有意图在支持按需端对端通信的情况下也是如此。
随着智能电话继续演进，新模型开始包括除了Wi-Fi WLAN之外的Wi-Fi直接联结。在本发明一个优选实施例中，其中功率控制单元接收对设备发现消息的Wi-Fi直接联结响应，智能电话和功率控制单元依据如不时修改的Wi-Fi联盟Wi-Fi直接联结规范将进行协商哪个设备将是组拥有者，并且将建立1:1或者端对端Wi-Fi直接联结通信链路。Wi-Fi直接联结规范运行任何Wi-Fi直接联结设备为组拥有者，并且取决于该设备的能量，协商过程确定最适合的设备来执行此角色。
系统微控制器908优选结合了固件程序，该固件程序限定了功率控制单元的操作和功能并且承担运行所有程序代码和系统元件的责任，这包括规定无线通信收发机和控制器902的操作、永久时钟日历904的询问以及功率控制电路906的操作。系统微控制器优选包括非易失性存储器来存储从产品App接收的任何程序数据。
在一个优选实施例中，功率控制电路906可以包括单个中继器，其被配置成以简单的开/关的方式改变功率至附连的照明器的供应。在另一优选实施例中，功率控制电路906可以包括数个中继器，其被配置成以简单的开/关的方式改变功率至不同的照明器或者成排的照明器的供应。在另一优选实施例中，功率控制电路906可以包括调光器控制。调光控制器被用来改变传输至附连的照明器的功率量，其具有允许如系统微控制器908所指示的在大概完全开至完全关之间来改变光输出。
调光器的优选功能是控制连接的单独照明器或者成排的照明器所发射的光的量。在功率控制电路906中在系统微控制器908的控制下使用调光器，来调节传输至附连的照明器的电气功率的量。由于呈现给调光器控制的电气负载可以是电阻的、电导的或电容的，这取决于照明器的类型和布置，调光器单元可以提供前沿和后沿调光。
系统微控制器908优选具有经由通信链路912与外部功率控制电路914通信的能力，在优选实施例中外部功率控制电路914是硬件接口。除了对于功率控制单元900而言是外部的之外，外部功率控制电路914优选执行与功率控制电路906相同类型的功能，这允许安装程序添加与可能需要的一样多的外部功率控制电路914来在不受嵌入功率控制电路906所支持的照明器数目限制的情况下控制任何特定安装的照明需要。功率控制电路914还可以具有针对这些功率控制电路906具有不同的能力。功率控制电路914可以包括数个中继器，其被配置成以简单的开/关的方式改变功率至不同的照明器或者成排的照明器916的供应。在另一优选实施例中，功率控制单元914可以包括调光器控制并且在如系统微控制器908所指示的在大概完全开至完全关之间调整光输出。系统微控制器908优选具有这样的能力，自动询问功率控制电路914的能力以便在产品App中为用户呈现适当的控制。如果系统微控制器不能够自动确定功率控制电路914的能力，则产品App将优选允许用户手动输入功率控制电路914的能力，因此产品App将仅暴露与功率控制电路914的能力相对应的控制。
功率控制单元900优选具有支持与系统微控制器908相接口的外部控制面板922的能力，这允许用户手动控制包括越控运行在功率控制单元900上的任何程序的功能。用户还可以用外部控制面板922来启动存储在功率控制单元中的任何程序。仅举例说明提供了这些设置。可以意识到，在不偏离本发明的范围的情况下，可以支持其它切换配置和功能。在一个优选实施例中，可能希望具有非暴露人机接口以便减小破坏的发生或者创建高度耐气候变化的单元。
功率控制单元900优选具有从外部传感器924接受数据的能力，系统微控制器908能够用来确定是否已经满足所编制的阈限以便执行一个或多个命令。仅举例说明，外部传感器924可以是测量周围光的传感器，其系统微控制器908的电平可以用作促使功率控制电路906开启和关闭一排照明器的阈限。
将意识到，在不偏离本发明的范围的情况下，可以采用许多方式来扩展上面所描述的系统。可以把功率控制电路914配置成控制诸如遮光物、百叶窗、闸门或者门之类的外部设备而不是照明器，这允许功率控制单元900依据所编制的排定来管理其它外部设备。
通信链路912优选由诸如低于1GHz无线电之类的无线链路来执行，而不是由硬件接口来执行。这样的扩展会要求添加支持无线电，其可能仅是传送机或者是传送机和接收机，这取决于功率控制电路914的需求。支持无线电可以由系统微控制器908来配置以在数个不同的载波频率下进行操作。可以把数据调制至那些载波频率上，因此远程功率控制电路汇总的可兼容无线电接收机能够接收到该编码的数据、对其进行解码和进行动作以便操作照明器或者诸如像车库门开启器、报警系统、闸和/或遮挡系统之类的设备。
支持无线电可能能够进行FSK,GFSK,MSK,OOK或者其它调制方法，并且能够在包括免许可工业科学和医学(ISM)频率在内的广的频率范围内进行操作，或者可以支持诸如Zigbee,Z-wave或等价体之类的具体专用标准。在这些规范适用于大多数无线传感网络、住宅和建筑自动控制、报警和安全系统以及工业监视和控制时，可能存在要求具有具体频率和调制规范的系统可兼容收发机的应用。在这些情形中，在本文所描述的实施例中可以提供具体的支持无线电。
在一个优选实施例中，功率控制单元900可能不包含任何嵌入功率控制电路而完全与外部功率控制电路相接口，这允许在具有或者不具有它们自己的调光能力的情况下安装自定义数目个电路以着手满足该应用的特定需求。
图12示出了经由GPS卫星30确定其位置的智能电话20，其访问远程数据服务器32并且与功率控制单元900通信以便配置和传输用于使多个照明器自动化的程序。参见图11，系统微控制器908优选结合了限定功率控制单元的操作和功能的固件。当首次向系统微控制器应用功率时，它优选确保了功率控制电路906和功率控制电路914是打开的并且没有功率被发送至附连的照明器或设备。系统微控制器908于是激活无线通信收发机和控制器902并且试图与附近的智能电话通信。
参见图11和12,当用户触动智能电话20的触敏图形屏22上的产品App图标时，智能电话的操作系统启动产品App。产品App激活智能电话20的无线通信收发机和控制，其请求无线范围内的任何功率控制单元的状态。功率控制单元900通过包括该功率控制单元的类型的消息对智能电话20作出响应。在配对过程期间的一个选项是为功率控制单元分配名字，因此它能够容易被用户识别。对于存在多个功率控制单元的更复杂布置而言这特别有用。
在能够与彼此进行通信之前，优选使用Wi-Fi直接联结接入点或组参与者配对过程以及Wi-Fi联盟所略述的规范对智能电话20和功率控制单元900进行配对。这仅需要进行一次，然后每次智能电话20处于功率控制单元900的无线范围内时，智能电话20就能够使用串行数据命令和响应的交换发起对话。相应地，智能电话20能够向功率控制单元900发送命令，在系统微控制器908和其固件的控制下功率控制单元900将执行那些命令。
可以把智能电话20配置成与配对的功率控制单元900建立无线链路，但是促使功率控制单元900执行其功能中的一个或多个的程序数据优选由产品App来生成。产品App优选确定智能电话20与功率控制单元900进行交换的命令和响应。
用户通过智能电话的触敏图形屏22激活和控制产品App。产品App可以预加载在具体设备上，或者可以通过无线网络、因特网和/或计算机从适当的服务器下载。产品App优选被设计成把用户经由智能电话的图形屏22输入的用户请求转换成具体的命令，该具体的命令通过智能电话20的传送机被传输至功率控制单元900，进而至该功率控制单元的无线通信和接收机控制902。
产品App优选将其控制接口呈现为图形屏22上的图形和文本的组合。图形屏22还优选是触敏的，这允许产品App向用户呈现选项的图形图示，然后通过确定用户通过触动图形屏如何以及在哪里进行响应来确定用户想要哪个选项。典型地产品App将通过用户触动图形屏上的图标来激活。操作系统将优选把产品App加载为当前操作app，因此用户可以进行针对配对的功率控制单元的指令。
在把触敏图形屏22用作智能电话和用户之间的接口中的重要考虑是针对不同语言能够改变图形呈现的便利性。在图标图像可以保持相同时，图形接口通过改变图形屏上显示的图形，允许例如诸如英语之类的字母语言的文本用例如诸如日语之类的象形语言来代替。该屏幕上呈现的下面功能优选通过触动而不是显示所使用的语言来对用户的选择进行响应。
对于用户而言产品App的优选主角色是作为接口，在功率控制单元900的控制下编制或修改包括规定功率控制电路所支持的操作时间和/或调光级别的排定数据在内的照明参数。可以意识到，在许多情形下，对于照明器而言依据重新发生的事件自动地运行可能是受欢迎的。此示例是每天夜晚在特定时间开启照明器，大多数常规任务，以及在早上再关闭，在黎明时的最通常的任务。针对诸如日出和日落或者营业时间之类的事件提供通用排定的能力的问题在于这些时间在每个位置是变化的，这取决于诸如季节、时区、经度、纬度、贸易法、宗教节日、公共假日等等之类的因素。
产品App优选向用户提供在缺省排定的辅助下对照明场景进行编制的能力。缺省排定优选包括基于具体日落/日出的开/关时间(具有夏时令校正)，具有公共假期简档的营业时间，宗教节日，特殊事件，特定于特定位置的其它参数，或者其组合，这些已经针对世界范围内的区域和时区进行了编译。
如果用户选择根据缺省排定进行工作，则产品App可以优选问用户是否要编制的照明是在室内、室外、商用、商业类型、私用、或者其组合以便提供最适合于用户的情形的缺省排定。可以意识到，在不偏离本发明的精神的情况下，可以提供不同的或者附加的参数来对更裁适的缺省排定进行编译。还可以意识到，产品App可以允许用户对缺省排定进行收费。
如果用户选择运行缺省排定，则产品App优选能够通过与智能电话相关联的操作系统的应用层访问定位数据。产品App访问定位数据的能力对于所有当前智能电话操作系统是共有的特征，本应用开发领域的技术人员会理解其机制。
如图12中所示，智能电话20的定位能力优选能够通过使用卫星30的GPS确定其全球位置。由于定位数据典型地是智能电话操作系统的核心服务，所有本发明不限于使用GPS，并且同样可以接受来自其它技术的定位数据，智能电话可以使用诸如，仅举例来说，辅助GPS、合成GPS、小区ID、惯性传感器、蓝牙信标、地形传送机、或者地磁场技术。如果由于某原因产品App不能够根据智能电话定位能力决定全球位置，则用户可以使用触屏接口手动将定位输入至产品App中。
一旦根据智能定位能力或者用户输入，产品App优选确定了其全球定位，它就将验证缺省排定是否可用。缺省排定可以预存储在子产品App中或者可以由产品App从远程服务器32下载。如果针对该定位缺省排定不可用，则产品App将优选向用户提供缺省排定可用的下一个最近的位置。如果下一个最近的位置不适合于该用户，则产品App将优选允许该用户手动输入所有的参数。
在需要下载缺省排定的情形下，智能电话的无线通信收发机和控制可以使用智能电话的蜂窝或Wi-Fi通信来访问远程服务器32以及把缺省排定传输至产品App中。
产品App将优选允许用户针对具体应用定制和操控缺省排定的参数，这包括对于照明器、一组照明器或者多组照明器而言单独地或者成组地排定和调整的时间，并且可以包括在能够具有随着时间变化而变化的各种调光场景的情况下单独地或者成组地设置照明器调光级别的能力。
在对照明参数和排定进行编制期间，智能电话20优选与功率控制单元900维持有效的端对端链路，这允许产品App向系统微控制器908发送命令，促使它调整功率控制电路，因此用户能够预览在照明方面产品App在原来位置如何调整的。产品App优选允许用户通过智能电话触屏选择照明事件已经被编制至产品App中的不同时间段，产品App向系统微控制器908发送命令促使它针对已经在对应时间段被编制的所有参数来调整功率控制电路，以便预览照明场景，从而验证是否需要进行任何调整。
当用户在产品App中完成编制时，使用智能电话20和功率控制电路之间的端对端链路的产品App将把程序数据传输至功率控制单元900，以便由系统微控制器908在执行用户在产品App中编制的排定和参数过程中运行，对自动化照明场景有效。
再次参考图11，由于功率控制单元上的缺省排定和其它功能是时间依赖的，所以功率控制单元900优选包括永久时钟日历904，系统微控制器908使用它来维持高度准确的内部时钟日历。永久时钟日历904优选包括电池功率备份，其允许它在主功率断供的情况下继续运行。在成功建立端对端通信链路方面，系统微控制器908优选从产品App请求当前时钟日历数据以便验证永久时钟日历904与用户的智能电话同步操作。系统微控制器908优选具有基于来自产品App的时钟日历数据设置永久时钟日历904的当前时间和日期的能力，以确保与用户的智能电话的无缝同步性。
已经描述了功率控制单元900的优选组件,现在将参考图13和14描述优选使用方法.图13是方法1000的流程图,该方法1000包括依据用户的指令,用户所采取的用来发现和打开与功率控制单元的通信的动作。这样的动作优选通过触动产品App针对该特定功率控制单元所呈现的可用选项运送至功率控制单元。参照图13，在步骤1002中，用户接通智能电话并且智能电话操作系统在其图形屏上显示若干图标。用户可能必须对显示器进行滚动或翻页以定位产品App的图标，这取决于智能电话的操作系统。一旦定位到图标，在步骤1004中，用户触动产品App图标并且产品App激活。在步骤1006中，产品App检验以查看无线电是否有效，如果无效则请求用户把它开启。在一些实现方式中，产品App可能自动开启无线电。一旦开启了，在步骤1008中产品App就扫描其无线电频率，在无线通信范围内寻找功率控制单元。如果在步骤1010中没有检测到功率控制单元，则产品App进行至步骤1012并且告知用户。在步骤1014中，如果检测到一个或多个功率控制单元，则产品App确定它们的名字和类型并把此信息在智能电话的图形屏上显示给用户。在步骤1016中如果用户选择了所显示的功率控制单元的图标之一，则在步骤1018中产品App于是显示用于在智能电话和功率控制单元之间建立端对端通信链路的任何先决条件，其正确完成将建立端对端链路。这样的先决条件可以包括密码或者其它安全测量量。如果智能电话和功率控制单元先前已经建立了端对端链路，则用于建立新链路的协议可以自动交换并且在步骤1016用户选择功率控制单元时建立了链路。
将意识到，上面描述的步骤可以采用不同的次序来执行，在不偏离本发明的范围的情况下完全可以增加或者去掉或者改变某些步骤。
图14A和14B是方法1100的流程图,该方法1100包括用户和智能电话、以及智能电话和功率控制单元之间的动作、命令和响应以便通过自动化照明场景对功率控制单元进行编制。在一个优选实施例中，在用户进行过每一个编制步骤时产品App优选动态地存储所有的用户编辑。在步骤1102中，智能电话和功率控制单元建立端对端通信链路。在步骤1104中，功率控制单元向产品App报告功率控制单元能够执行的功能，产品App于是向用户显示可用的选项。在步骤1106中,用户通过智能电话触屏能够选择他们希望设置或编辑的参数。选择特定参数将优选在智能电话触屏上暴露调整该参数所必要的控件。可以由产品App定义为定位独立的若干参数在于相关联的缺省排定可能对于辅助该参数的编制有效。仅举例来说，这可以是产品App提供缺省排定以编制照明开和关时间。
如果用户选择的功能未被产品App定义为定位依赖的，则在步骤1108中在智能电话触屏上将向用户呈现对所选参数进行调整所必要的控件。仅举例来说，对于未被系统微控制器自动检测到的外部功率控制电路而言这可以手动配置产品App。一旦用户完成了对所选择参数的调整，在步骤1110中产品App就问用户他们是否希望执行任何其它任务。如果用户选择肯定的，则在步骤1104产品App将把主控制屏回返给所选的功率控制单元。
如果在步骤1106用户选择了产品App定义为定位依赖的参数，则产品App将在步骤1112在智能电话上访问定位能力以确定其全球位置。在步骤1114中，产品App将查实它根据智能电话定位能力是否能够确定其全球位置。如果产品App不能确定其全球位置，或者如果不知道当前位置，则在步骤1116产品App将优选允许用户手动输入他们的当前定位或者手动从缺省排定数据可用的下一个最近定位的列表中进行选择。
如果在步骤1114用户的位置可以由产品App确定，或者用户已经手动输入了定位，则在步骤1116产品App可以问用户关于正使用怎样的照明的若干参数，并且将检查以查看对于在智能电话上本地存储的产品App数据库中用户的全球位置和应用而言缺省排定是否可用。可以向用户询问的参数的示例可以包括照明是否安装在零售店环境、室内环境、商业环境、内部环境或外部环境、或者其任何组合。如果在智能电话上本地存储的产品App数据库中缺省排定不可用，则在步骤1120产品App将使用智能电话蜂窝或者Wi-Fi通信访问存储在远程服务器上的外部数据库，并且在步骤1124将针对缺省排定搜索用户的全球位置和应用。如果在步骤1124针对用户的全球位置和应用未能找到缺省排定，则产品App将在步骤1126把此报告给用户并且允许他们手动输入参数。当在步骤1126用户完成了参数改变时，在步骤1127中产品App将询问用户他们是否希望执行任何其它任务。如果用户选择肯定的，则在步骤1104产品App将把主控制屏回返给所选的功率控制单元。如果用户不具有他们希望执行的任何其它任务，则在步骤1134产品App将优选问用户他们是否希望预览他们已经编制的东西。
如果在步骤1118或步骤1124针对用户的全球位置已经找到了缺省排定，则在步骤1128产品App将在智能电话触屏上向用户呈现缺省排定参数。在步骤1130，用户优选具有接受如所呈现的缺省排定的能力，依据他们的需求深入编辑缺省排定，或者在不使用该缺省排定的情况下选择继续进行编制。
当在步骤1130用户完成了参数改变时，在步骤1132中产品App将问用户他们是否希望执行任何其它任务。如果用户选择肯定的，则在步骤1104产品App将把主控制屏回返给所选的功率控制单元。如果用户不具有他们希望执行的任何其它任务，则在步骤134产品App将优选问用户他们是否希望预览他们已经编制的东西。在步骤1110用户不具有他们希望继续执行的任何其它步骤时，产品App将类似地移动至步骤1134。
参照图11和14B,如果用户选择预览他们已经编程的东西,产品App优选在步骤1136进入预览模式并且使用打开与功率控制单元900的端对端通信链路，以便直接控制系统微控制器908调整照明以对在用户选择预览的特定时间会出现的场景进行复制，这允许用户验证所有的参数，即使程序正在功率控制单元900上运行也是如此。控制系统微控制器的产品App还可以优选通过允许用户预览开始和结束时间之间的照明场景来复制照明场景随着时间的改变，其中产品App促使系统微控制器908以比实际时间更快地改变所有的参数，以便允许用户以快速向前格式预览场景并且验证如所期望的参数改变。在步骤1138产品App优选问用户他们是否希望对编制进行任何改变。如果用户选择肯定的，则把他们带到步骤1130，在步骤1130可以编辑缺省排定的参数。将意识到，在此阶段用户还可以希望改变与缺省排定不相关的参数，在此情况下优选向用户给出进入到步骤1104的选项以便修改与功率控制单元900相关联的任何参数。
如果在步骤1134用户不想预览该程序，或者在步骤1138如果用户在预览之后不希望进行任何程序改变，则在步骤1140产品App将编译用户的编制并且试图经由智能电话20和功率控制单元900之间的端对端通信链路把程序数据传送至功率控制单元。产品App将请求功率控制单元确认已经收到了程序数据。
在步骤1142，产品App优选分析功率控制单元对产品App试图传送程序数据的响应。在步骤1144，如果功率控制单元未确认成功收到程序数据，则产品App将显示传送可能未完成并且等待用户的进一步指示的消息。在步骤1146，如果功率控制单元400确认了成功收到程序数据，则产品App将显示传送完成并且等待用户的进一步指示的消息。
将意识到，上面描述的步骤可以采用不同的次序来执行，在不偏离本发明的范围的情况下完全可以增加或者去掉或者改变某些步骤。
现在参考图15A和15B，依据本发明另一优选实施例示出了功率控制单元1200。图15A示出了功率控制单元1200用在零售环境中以示范本发明的不同优选方面之间的交互。可以意识到,通过依据时刻和交易时间有效地对照明器进行控制,零售商店60的照明自动化可能是既便利又省功率。仅举例来说,零售商店60位于公共街道上而不是购物场内部,因此它相应地暴露在日光下。对于连接至功率控制单元1200的六个总照明区而言，零售商店60具有外部横幅照明1202、主内部照明器1204、内部聚光照明器1206、外部招牌照明器1208、内部特征照明器1212以及前显示照明器1214，功率控制单元1200具有适合于独立地运行所有六个区的功率控制电路。
在六个照明区中每一个的排定场景中，应当考虑三个变量。第一变量是影响诸如主内部照明器1204、内部聚光照明器1206和内部特征照明器1212之类的内部照明器的排定的开始时间或营业时间。如本文所使用的，“营业时间”是指工作日中营业单位在一场所进行经营的那些小时，其中，以该场所为工作地点的大多数其雇员出现在该场所，或者工作日中营业单元对公众开放的那些小时。第二变量是典型地影响诸如外部横幅照明1202和外部招牌照明1208之类的外部照明器的排定的自然光的效果。还有一些应用，其中，诸如前显示照明器1214之类的照明的排定可能同样地受到开始时间和日光这二者的影响。第三可能变量是在调整照明级别是有利的或期望的那些情况中调光器设置的应用。
结合多个照明器所使用的用户和智能电话以及智能电话和功率控制单元之间的示例性动作、命令和响应流可以采取下列形式。智能电话20与功率控制单元1200建立端对端链路。产品App针对功率控制单元的能力和数目对功率控制单元1200进行询问，由此限定了单独区域的数目和类型。产品App的用户具有手动输入照明区数目和/或限定区能力的能力。
用户通过产品App可以选择对作为一组的外部横幅照明1202和外部招牌照明器1208的开/关时间进行编制，从而对该该两个区域应用相同的排定。已经把开/关时间限定为位置依赖的参数的产品App问用户针对外部横幅照明1202和外部招牌照明器1208是否他们想要使用缺省排定。如果用户选择肯定的，则产品App可以请求用户定义所述照明器是用于内部应用还是外部应用。如果用户选择外部选项，则产品App在智能电话20上访问定位服务，确定其全球位置，确认针对全球位置和应用的缺省排定已经本地地存储在产品App数据库中并且为缺省排定加载与针对该全球位置的实际日出和日落时间相对应的开/关时间，包括季节和夏令时调整。仅作为示例，用户在不希望进行任何编辑的情况下接受缺省排定。可以意识到，针对跟踪实际日出和日落时间的外面照明器的复杂自动化编制可以使用智能电话采用几个简单步骤进行编译。
用户通过产品App选择对再作为一组的主内部照明器1204、内部聚光照明器1206和内部特征照明器1212的开/关时间进行编制，由此优选向所有区域应用相同的排定。已经把开/关时间限定为位置依赖的参数的产品App问用户针主内部照明器1204、内部聚光照明器1206和内部特征照明器1212是否他们想要使用缺省排定。如果用户选择肯定的，则产品App可以请求用户定义所述照明器是用于内部应用还是外部应用。在用户选择内部选项时,已知内部照明器可以用在商业、零售或家用应用中，产品App可以进一步让用户限定使用类型。在用户选择零售的情况下，产品App在智能电话20上访问定位服务，确定其全球位置，确认针对全球位置和应用的缺省排定已经本地地存储在产品App数据库中并且为缺省排定加载与针对该全球位置的实际日出和日落时间相对应的开/关时间，包括季节和夏令时调整。用户可以任选地决定对缺省排定进行编辑以针对若干公共假期调整照明器的操作时间。可以意识到，采用仅几个简单步骤，可以快速地对针对跟踪实际零售时间的内部照明器的复杂编制进行编译和编辑。
用户通过产品App可以为前显示照明器1214编制开/关时间。已经把开/关时间限定为位置依赖的参数的产品App问用户针对前显示照明器1214是否他们想要使用缺省排定。仅举例说明，用户选择手动对时间进行编制。前显示照明器1214可以包括调光器能力。对于具有调光器能力的任何照明器，用户优选能够在产品App中设定调光器级别，包括具有对应级别的该调光器的开始时间，以及具有同样或不同级别的该调光器的结束时间。在开始时调光器级别不同于结束时调光器级别时，功率控制单元1200优选在选定时间段内递增地调整调光级别以便从开始级别变化至结束级别。
参照图15B，在用户完成编辑所有参数之后，用户可以选择进入预览模式。在预览模式下，产品App优选显示一屏，该屏向用户可视地示出针对各个区域的核心参数的选择以及那些参数的状态。仅举例说明，产品App屏1218示出预览模式显示，包括时钟1220、计数器1222、要预览的日子1224、有效区域1226、所选区域1228、针对所选区域的照明器设置1230、针对所选区域的调光器状态1232、针对所选区域的调光器开始级别1234、针对所选区域的调光器结束级别1236、如所选择的开始或结束的调光器级别条1238、预览开始选择器1240、预览结束时间选择器1242、预览运行/停止按钮1244、编辑按钮1246以及加载按钮1248。
优选地，预览屏提供了参数及它们的状态的简明图形用户接口。用户优选通过智能电话触屏能够用预览开始时间选择器1240设置他们希望开始预览的时间。用户用预览结束时间选择器1242选择他们希望结束预览的时间。这限定了然后图形地呈现在时钟1220中的预览时间。在此阶段，产品App优选对用户的程序编制运行比较分析以观看在所选预览时间段内是否已经针对一周中的不同日子设置了不同的场景。在用户已经针对一周中的不同日子编译了不同的场景的情形下，预览屏将优选向用户提供从共享公共编制的不同日子组中选择要预览日子部分1224的能力。
在已经限定了预览时间段之后，产品App优选显示针对预览时间段的开始的参数，包括把计数器1222更新至预览时间段的开始时间。有效区域1226是处理与功率控制单元相关联的所有区域，高亮那些在预览时间段开始时有效的区域。通过触动所选区域1228参数，用户可以选择特定区域、共享公共编制的那些区域的区域组以查看有效参数并且动态地调整针对所选区域的照明器设置1230、针对所选区域的调光器状态1232、针对所选区域的调光器开始级别1234、针对所选区域的调光器结束级别1236、以及在预览时间段如所选择的开始或结束的调光器级别条1238。对于那些不具有调光器能力的区域，产品App将优选针对所选区域在调光器状态1232中把调光器设置为“关”并且不允许它激活。
用户通过触动运行/停止按钮1244启动预览时间段。当预览开始时，产品App优选使用与功率控制单元1200的端对端链路，促使功率控制电路在产品App的控制下，依据用户选择为预览时间段的那些时间所编制的参数，以比实际时间快地操作。计数器1222将比实际时间快地运行以为事件发生的时间提供高度准确的参考。用户可以任选地触动计数器1222并且手动输入时间，这促使预览模式跳到该时间并且相应地更新屏幕上的所有参数。用户可以在预览运行时在任何阶段通过触动运行/停止按钮1244来暂停预览。将意识到，可以包括与具有针对播放/暂停、倒回和快进的图标和能力的DVD播放器类似的传输控制，这允许用户以相似的方式控制预览时间段的运行。
在预览期间，对于用户而言可能变得显而易见的是，可能需要比所暴露的预览模式控制提供的编辑更深入的编辑。编辑按钮1246允许用户中止预览模式并向用户返回功率控制单元1200的主控制屏以便对任何参数进行编辑。在用户完成检验具体预览时间段之后，他们可以限定新的预览时间段以便检验预览模式下的多个场景。
如果用户满意所有的参数，则按下加载按钮1248将促使产品App编译所有的编制数据并且使用端对端连接把此传输至功率控制单元1200，在功率控制单元1200该程序于是将能够在不与智能电话或产品App的任何交互的情况下本地地运行。
如果在任何阶段功率控制单元未能执行如所期望的任何功能，则用户可以优选通过产品App促使功率控制单元运行自我诊断并且报告任何错误或者向产品App发回以供用户查阅。为了提供直接来自产品App的技术支持的目的，产品App可以优选准备以供传输至外部方的报告，或者通过使用电子邮件、短消息服务、或者智能电话所支持的任何其它通信方法。
将意识到，上面描述的步骤可以采用不同的次序来执行，在不偏离本发明的范围的情况下完全可以增加或者去掉或者改变某些步骤。
将意识到，通过把某控制和程序功能直接结合至与建筑物接线集成在一起的微控制器中可以省去个人控制器。在代替或者除了图形用户接口之外使用个人控制器的情况下，可以把个人控制器配置成具有声音激活的系统，其依据用户的声音命令输入数据。本领域技术人员会对与声音激活的技术相关联的细节有更好地理解。
可以在各种环境下使用本发明的各个方法。仅作为示例，街道等一般依赖各个照明传感器来开启和关闭每个照明器。这些照明传感器常常会损坏，或者照明器烧坏了。政府工作者经常不得不依赖市民报告烧坏的照明器，或者支付政府工作者费用以在下班之后对照明器进行检查。在一个优选实施例中，本发明容许功率控制单元安装在每个照明器固定装置中。在这样的布置下，政府工作者可以单独地或共同地测试成组的照明器而不管在什么时候。这样的系统有很多优点。
现在参考图16和17，依据本发明另一优选实施例示出了功率控制单元1300。图16示出了描绘功率控制单元1300的功能元件的优选实施例的框图,功率控制单元1300优选具有无线通信收发机和控制器1302、具有嵌入存储器的系统微控制器1304、具有有线端子1316的功率控制电路1306、以及天线1310。
系统微控制器1304和智能电话之间的命令和响应通过无线通信收发机和控制器1302以及天线1310所支持的无线电频率无线链路来传送。取决于费用和期望操作功能，无线通信收发机和控制器1302可以包括仅Wi-Fi无线电、仅蓝牙无线电、仅NFC无线电或者那些技术的任何组合。产品App可以用功率控制元件和在用户移动通过或者进入受控空间时无缝地提供最佳通信链路的无线电技术的任何混合进行通信。这允许把受控空间约束至距控制器近似小的半径，或者至大的半径，该大的半径以用户配置和使用本发明优选实施例的方式为用户提供增加的灵活性。
参照图16，当无线通信收发机和控制器1302依据Wi-Fi直接联结规范进行操作时，它可以在不需要任何中间硬件的情况下以端对端为基础与支持Wi-FiWLAN或者Wi-Fi直接联结的设备进行通信。无线通信收发机和控制器1302优选被配置成作为Wi-Fi直接联结组参与者和Wi-Fi直接联结接入点进行操作，这允许功率控制单元1300在发现期间呈现为Wi-Fi WLAN设备。在被发现作为Wi-Fi直接联结接入点之后，Wi-Fi直接联结设备能够与支持如不时修改的IEEE802.11规范的Wi-Fi WLAN设备进行端对端通信。在此情形下，Wi-Fi WLAN设备将从功率控制单元接收设备发现消息，好似是从Wi-Fi接入点接收设备发现消息似的，并且如果被功率控制单元授权则能够与智能电话建立通信链路。在Wi-Fi直接联结设备和Wi-Fi WLAN设备之间建立通信链路的复杂事情和过程定义在Wi-Fi联盟规范中并且对于通信系统协议领域的技术实践者而言会理解。
系统微控制器1304优选结合了固件程序，该固件程序限定了功率控制单元的操作和功能并且承担运行所有程序代码和系统元件的责任，这包括规定无线通信收发机和控制器1302的操作以及功率控制电路1306的操作。系统微控制器1304可以优选包括非易失性存储器来存储从产品App接收的任何程序数据。
参照图16，在一个优选实施例中，功率控制电路1306可以包括切换器，其被配置成改变至附连的车库门或闸机构1314的功率供应以执行简单的开/关操作。连接至有线端子1316的电气连线优选连接至车库门/闸机构1314的按钮端1308。按钮端1308对于大多数车库门机构而言是共有特征，并且允许外部切换器1312的连接，外部切换器1312可以用来在不使用无线遥控器的情况下手动激活车库门机构。通过功率控制电路1306，功率控制单元1300优选能够复制外部切换器1312的命令，并且通过连接至按钮端1308能够激活车库门/闸机构1314，即使车库门/闸机构已经接收到了来自外部切换器1312的命令的情况下也是如此。按钮端1308通常能够适应来自功率控制单元和外部切换器这二者的线，因此在控制车库门/闸机构1314过程中保留了外部切换器1312或者无线遥控器的操作。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不偏离本发明的精神的情况下此连接方法的变体是可能的。仅举例来说，功率控制电路1306可以具有附加的有线端子，其允许外部切换器连接至功率控制单元1300，因此来自有线端子1316的仅一套线连接至按钮端1308。来自这样的外部切换器的命令可以通过功率控制电路1306传递至按钮端1308。
在另一优选实施例中，功率控制电路1306可以包括若干中继器和多个有线端子，其被配置成改变至多个车库门或闸机构的功率供应。
在另一优选实施例中，功率控制单元1300可以优选具有支持外部切换器的能力，该外部切换器允许用户使无线通信收发机和控制器1302失效或者有效。用户可以利用此来在度假时容易地将功率控制单元置于“停止”模式以便防止任何无线通信。可以意识到，在不偏离本发明的范围的情况下，可以支持其它切换配置和功能。在另一优选实施例中，可能希望具有非暴露人机接口以便减小破坏的发生或者创建高度耐气候变化的单元。
在另一优选实施例中，功率控制单元1300可以支持来自连接至该功率控制单元的NFC读取器的数据的输入，无线地传送至功率控制单元，或者嵌入在该功率控制单元中的NFC读取器的数据的输入。系统微控制器1304可以优选配置成解释来自NFC读取器的数据以确定它应当促使功率控制电路打开还是关闭车库门或闸。在一些优选实施例中，对于系统微控制器1304可能更可取的是使用来自NFC阅读器的数据配置无线通信收发机和控制器1302，或者与特定个人控制器建立端对端连接。
在另一实施例中，对于功率控制电路1306可能更可取的是定位在功率控制单元1300外部，其中功率控制单元1300使用诸如低于1GHz无线电之类的链路而不是硬件接口无线地控制功率控制电路1306。使用此机制，单功率控制单元可能具有在受控区域中控制一个或多个车库门和/或闸机构的能力。此扩展优选利用支持无线电以补充功率控制单元1300。支持无线电可以仅是发送机，或者是发送机和接收机，这取决于功率控制电路1306的应用。支持无线电可以由系统微控制器1304来配置以在数个不同的载波频率下进行操作。可以把数据调制至那些载波频率上，因此通过远程功率控制电路中的可兼容无线电接收机可以接收到编码的数据、并且对其进行解码和采取动作，远程功率控制电路然后执行命令。
支持无线电可能能够是FSK,GFSK,MSK,OOK或者其它调制方法，并且能够在包括免许可工业科学和医学(ISM)频率在内的广的频率范围内进行操作，或者可以支持诸如Zigbee,Z-wave之类的具体专用标准。在这些规范适用于大多数无线传感网络、住宅和建筑自动控制、报警和安全系统以及工业监视和控制时，可能存在要求具有具体频率和调制规范的系统可兼容收发机的应用。在这些情形中，在本文所描述的实施例中可以提供具体的支持无线电。
将意识到，在不偏离本发明的范围的情况下，可以采用许多方式来扩展上面所描述的系统。功率控制单元可以完全集成至车库门和/闸机构中。功率控制电路1306可以配置成控制诸如百叶窗和遮光器之类的设备而不是车库门和闸，这允许功率控制单元1300使用智能电话控制一系列产品。
将意识到，单个智能电话可以与多个功率控制单元一起使用。因而，可以意识到，单个智能电话可以用来控制无限的不同车库门或闸，呈现的任务对于每个车库门或闸机构而言典型地要求专用遥控器。
还将意识到，单个功率控制单元可以与多个智能电话一起使用。因而，可以使用多个智能电话来控制相同车库门或闸，对于希望控制车库门或闸机构的每个用户，呈现的任务典型地要求专用遥控器。
图17示出了依据本发明一个优选实施例的产品App1400运行在智能电话20上的图形表示，其使用与功率控制单元1300的端对端通信链路来控制安装在车库70中的车库门。当用户触动智能电话20的触敏图形屏22上的产品App图标时，智能电话的操作系统启动产品App1400。产品App优选激活智能电话20的无线通信收发机和控制，这在无线范围内搜索任何功率控制单元。车库70中的功率控制单元1300优选用包括功率控制单元的(由产品App在1404处显示的)名字的消息向智能电话20作出响应。在配置期间的一个选项是为功率控制单元分配名字，因此它能够容易被用户识别。对于存在多个功率控制单元的更复杂布置而言这特别有用。
在能够与彼此进行通信之前，优选使用Wi-Fi直接联结接入点或组参与者配对过程以及Wi-Fi联盟所略述的规范对智能电话20和功率控制单元1300进行配对。这仅需要进行一次，然后每次智能电话20处于功率控制单元1300的无线范围内时，智能电话20就能够使用串行数据命令和响应的交换发起对话。在建立了端对端通信链路之后，智能电话20能够向功率控制单元1300发送命令，在系统微控制器1304及其固件的控制下功率控制单元900将执行那些命令。
可以把智能电话20配置成与配对的功率控制单元1300建立无线链路，但是促使功率控制单元1300执行其功能中的一个或多个的程序数据优选由产品App来生成。产品App优选确定智能电话20与功率控制单元1300进行交换的命令和响应。
用户通过智能电话的触敏图形屏22优选激活和控制产品App。产品App可以预加载在具体设备上，或者可以通过无线网络、因特网或计算机从适当的服务器下载。
参照图16和17,产品App优选被设计成把用户经由智能电话的图形屏22输入的用户请求转换成具体的命令，该具体的命令通过智能电话20的传送机被传输至功率控制单元1300，进而至该功率控制单元1300的无线通信收发机和控制器1302。产品App1400优选将其控制接口呈现为图形屏22上的图形和文本的组合。
如图17中所示,产品App1400优选显示被配置成与在它们自己的单独小区1402中与之进行通信的所有功率控制单元，这允许产品App针对多个功率控制单元起到无线接口的作用。图标或彩色照明器1406优选提供了产品App是否能够与范围内的特定功率控制单元通信的可视指示。触动功率控制单元名字1404优选促使产品App1400建立与该小区1402相关联的功率控制单元的有效端对端链路。如果成功建立了端对端连接，则彩色图标1406可以显示新的颜色以指示与该特定功率控制单元的有效端对端连接。触动按钮1408优选向功率控制单元1300发送命令，这促使它控制车库门70。
将意识到，上面描述的步骤可以采用不同的次序来执行，在不偏离本发明的范围的情况下完全可以增加或者去掉或者改变某些步骤。仅举例说明，按钮1408可以促使产品App1400建立与按钮1408相关联的功率控制单元的端对端无线链路，然后以单序列发送与按钮1408相关联的控制数据，而不是要求在按下按钮1408之前已经建立了与相关联的功率控制单元的端对端通信链路。
已经描述了功率控制单元1300的优选组件,现在将参考图18描述优选使用方法.图18是方法1500的流程图,该方法1000包括依据用户的指令,用户所采取的用来发现和打开与功率控制单元的通信的动作。这样的动作优选通过触动产品App针对该特定功率控制单元所呈现的可用选项运送至功率控制单元。参照图18，在步骤1502中，用户接通智能电话并且智能电话操作系统在其图形屏上显示若干图标。用户可能必须对显示器进行滚动或翻页以并定位产品App的图标，这取决于智能电话的操作系统和用户偏好。一旦定位到图标，在步骤1504中，用户触动产品App图标并且产品App激活。在步骤506中，产品App检验以查看无线电是否有效，如果无效则请求用户把它开启。在一些实现方式中，产品App可能自动开启无线电。一旦开启了，在步骤1508中产品App就扫描其无线电频率，在无线通信范围内寻找功率控制单元。如果在步骤1510中没有检测到功率控制单元，则产品App进行至步骤1512并且告知用户。在步骤1514中，如果检测到一个或多个功率控制单元，如果产品App和功率控制单元先前未协商端对端链路，否则将更新功率控制单元小区1402(图17)的状态图标1406以标识处于范围内的那些功率控制单元，从而针对先前在产品App中已经配置的功率控制单元形成端对端通信链路，则产品App将优选向用户提供增加和配置新的功率控制单元的选项。
在步骤1516中如果用户选择了具有图标的所显示功率控制单元之一，这指示该功率控制单元处于范围内以形成端对端通信链路，则在步骤1518中产品App将优选显示用于在智能电话和所选功率控制单元之间建立端对端通信链路的任何先决条件，其正确完成将建立端对端链路。这样的先决条件可以包括可以是端对端标准或产品app或功率控制单元中的附加安全层的一部分的密码或其它安全措施。如果智能电话和功率控制单元先前已经建立了端对端链路，则用于建立新链路的协议可以自动交换并且在步骤1516用户选择了他们的优选功率控制单元时建立了链路。如果在步骤1518未能成功建立与所选功率控制单元的通信链路，则产品App将优选通知用户该链路未能建立，于是产品App将针对步骤1508优选缺省。
参照图17和18，如果在步骤1516未选择功率控制单元，则产品App将继续显示功率控制单元的状态图标1406。产品App可以继续轮询或者间断地轮询以更新任何配对的功率控制单元的状态，这使得用户能够与智能电话一起物理移动并且动态更新针对每个功率控制单元的状态图标。
如果在步骤1518建立了端对端通信链路，则在步骤1520产品App可以优选通过功率控制单元可以报告回产品App的任何具体功能按钮或设置来更新产品小区1402。仅举例说明，这可以优选包括打开/关闭功能按钮和图标，或者标识适用于该特定功率控制单元的可编程参数或错误情形或其它条件的消息。如果自用户最后一次与所选功率控制单元交互对它的配置或操作参数未进行改变，则它可以优选是针对该单元在产品App中没有可视改变。
在步骤1522中，如果用户针对该有效功率控制单元选择了特定功能，则产品App移动至步骤1524并且向该功率控制单元传输该功能命令。在步骤1526中，产品App检查来自该功率控制单元的响应，并且如果没有接收到，则在步骤1528通知用户并等待下一个命令。如果该功率控制单元确认已经执行了该功能，则在步骤1503产品App告知用户所请求的功能执行了，于是等待下一个命令。
将意识到，上面描述的步骤可以采用不同的次序来执行，在不偏离本发明的范围的情况下完全可以增加或者去掉或者改变某些步骤。仅举例说明，如果在产品App中配置了仅一个功率控制单元，则如果该功率控制单元处于无线范围内则产品App可以自动建立端对端链路。仅举另一示例，按钮1408可以促使产品App1400建立与按钮140相关联的功率控制单元的端对端无线链路，然后在一系列的所有步骤中发送与按钮1408相关联的控制数据，而不是要求在按下按钮1408之前已经建立了与相关联的功率控制单元的端对端通信链路。
如果在任何阶段功率控制单元未能执行如所期望的任何功能，则用户可以优选通过产品App促使功率控制单元运行自我诊断并且报告任何错误或者向产品App发回以供用户查阅。为了提供直接来自产品App的技术支持的目的，产品App可以优选准备以供传输至外部方的报告，或者通过使用电子邮件、短消息服务、或者智能电话所支持的任何其它通信方法。功率控制单元还可以优选保持关于何时以及谁激活了功率控制单元的记录，这可以报告给产品App。
产品App可以优选包括声音识别模式，藉此用户说“开门”并且产品App处理该声音命令以建立与该声音命令相关联的功率控制单元的端对端通信链路，然后向该功率控制单元发送“开门”指令。将意识到，功率控制单元的声音识别和激活可以集成至操作系统的单独的软件应用或核心服务中，这允许通过运行比仅产品App提供的服务更广的服务的软件或核心组件来对功率控制单元进行声音控制。
将意识到,通过下面可以省略个人控制器:把某些控制和程序功能直接结合至被集成至车辆中的微控制器中,该车辆可以受触动用户接口/按钮/声音激活和/或其组合控制。在代替或者除了图形用户接口之外使用个人控制器的情况下，可以把个人控制器配置成具有声音激活的系统，其依据用户的声音命令输入数据。本领域技术人员会对与声音激活的技术相关联的细节有更好地理解。
在不偏离本发明的范围的情况下，在适当时，相对于一个实施例描述的特征可以适用于其它实施例，或者可以与其它实施例的特征进行组合或者互换。
考虑到本文所公开的本发明的说明书和实践，对于本领域技术人员而言本发明的其它实施例将是显而易见的。目的是，该说明书和示例仅仅视作示例性的，其中本发明的真实范围和精神由随附的权利要求书来指示。

Claims (12)

1.一种功率控制设备，其用于控制电气装置，通过与个人控制器的无线通信链路以便控制至所述电气装置的电力供应，所述个人控制器具有处理器、用户接口和无线通信收发机，所述设备包括：
无线控制模块，其用于操作与所述个人控制器之间的无线通信，所述无线控制模块包括天线、无线接口电路、无线电收发机和微控制器，所述微控制器采用第一模式进行配置以便操作所述无线控制模块使用端对端通信标准与所述个人控制器通信，所述微控制采用第二模式进行配置以操作所述无线控制模块使用端对端通信标准与WLAN中的网络接入点通信；所述微控制器被配置成在接收到来自所述个人控制器的关于所述无线电收发机要以第二模式操作的指令时从第一模式改变至第二模式，以及
功率控制电路，其被配置为至少部分基于所述个人控制器通过所述无线控制模块传送的指令来改变至所述电气装置的电力供应。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述无线控制模块用来模拟网络接入点以便与所述个人控制器通信。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述微控制器被配置成当首次建立与所述个人控制器的链路时采用第一模式与所述个人控制器通信。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述微控制器被配置成直接控制所述功率控制电路以改变至所述电气装置的电力供应。
5.如权利要求1所述的设备，还包括第二微控制器，所述第二微控制器被配置成向所述功率控制电路发出命令以改变至所述电气装置的电力供应。
6.如权利要求1所述的设备，其中，所述微控制器被配置成采用第一模式操作所述无线电收发机使用Wi-Fi直接联结与所述个人控制器通信。
7.如权利要求1所述的设备，其中，所述微控制器被配置成采用第二模式操作所述无线电收发机使用WLAN与所述个人控制器通信。
8.如权利要求1所述的设备，其中，所述微控制器被配置成执行来自应用程序的命令以把所述功率控制设备的操作从第一模式改变至第二模式。
9.一种用于远程控制电气装置以控制至所述电气装置的电力供应的方法，所述方法包括：
在个人控制器和功率控制设备之间采用第一通信模式发起安全双向端对端无线通信链路，所述功率控制设备控制至所述电气装置的电力供应；
在所述功率控制设备接收指令以便执行下面任一个步骤：
在所述功率控制设备和所述个人控制器之间维持所述第一通信模式；或者利用非端对端通信链路改变至所述功率控制设备和所述个人控制器之间的第二通信模式；
在所述功率控制设备使用所述通信模式之一接收来自所述个人控制器的命令以改变至所述电气装置的电力供应；以及
依据所述命令改变至所述电气装置的电力供应。
10.如权利要求9所述的方法，其中，当操作在所述第一通信模式下时所述功率控制设备常常发送发现消息以发起与所述个人控制器的接触。
11.如权利要求9所述的方法，其中，所述第二通信模式使用WLAN。
12.如权利要求9所述的方法，其中，在所述功率控制设备和所述个人控制器之间维持所述第一通信模式，进一步包括否决所述个人控制器通过所述功率控制设备访问WLAN。
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