CN104969088A - 用于控制散布在收发机场中的多个移动收发机的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
一种方法,包括:提供主收发机(100),以及空间上遍布在收发机场(300)中的多个从收发机(201-250);执行设置例程,所述设置例程包括波浪例程,所述波浪例程包括:所述主收发机(100)传送级联标识命令给至少一个初始从收发机,其中所述标识命令存有用于在所述从收发机接收到所述标识命令之前的波浪周期期间没有实施对所述标识命令的重传的情况下,使所述从收发机不加选择地将所述标识命令的相同或经修改的副本短距离地重传给邻近的从收发机的指令,从而实现从收发机的行进中的波浪重传所述标识命令。
Description
发明领域
本发明涉及一种用于控制散布在收发机场中的多个移动收发机的方法。本发明还涉及一种系统。
背景
在流行音乐会中,一群人可能聚集在体育馆、公园或其它场所。为了娱乐他们自己,这些人可能例如一起制造人浪。为此,连续的一组组人可简单地起立和/或举起他们的手臂,并且在伸展到最大高度之后立即回复到它们原始的、通常的坐姿。
发明概述
通过使用本技术,可将群体娱乐带入到下一层次。每个个人可例如携带收发机,例如能够生成音频和/或视觉信号并且集成在徽章或腕带中的RF收发机,其中各个收发机可由远程控制器单独地但是以协作的方式来控制,以便在人群中生成经协调的音频和/或视觉效果。一个此类效果可以是可视的光波浪,该光波浪可通过指令连续的一组组收发机简单地点亮来创建;当然,其它更复杂的音频和/或视觉效果也是可能的。
然而,这一上下文中的问题在于,人群中的个人所佩戴的收发机的位置可能预先不知道,并且可能在时间上不是固定的。因此,即使个体收发机被指令执行某个动作,例如生成光或声音,也可能不能控制多个收发机以使得特定的空间图案被实现,这是因为个体收发机的位置可能是未知的并且易发生变化。
本发明的一个目的在于提供一种用于控制散布在收发机场中的多个移动收发机的方法,该方法允许确定收发机随时间变化的位置,并且允许对它们的协调控制。可选地,在收发机配备有音频和/或视觉装置的情况下,这可以使得可以实现空间的音频和/或视觉图案。
为此目的,本发明的一方面涉及一种方法。该方法可包括提供主收发机,以及提供空间上遍布在收发机场中的多个从收发机。每个从收发机可包括能够进行短距离传输和长距离传输中的至少一者的发射机;能够接收短距离传输和长距离传输两者的接收机;用于存储唯一标识码的存储器;以及操作地连接到所述发射机、接收机以及存储器、并且被配置成执行经由所述接收机接收的命令的处理单元。该方法可进一步包括执行设置例程,其中设置例程可包括波浪例程,所述波浪例程包括所述主收发机将级联标识命令传送给至少一个从收发机的步骤,其中所述标识命令存有在所述从收发机接收到所述标识命令之前的波浪周期期间没有实施对所述标识命令的重传的情况下,使所述从收发机不加选择地将所述标识命令的相同或经修改的副本短距离地重传给邻近的从收发机的指令,从而实现从收发机的行进中的波浪重传所述标识命令。
该方法还可包括执行动作例程,其中所述主收发机通过向所述从收发机中的至少一个从收发机发送动作命令来与所述至少一个从收发机进行交互,所述至少一个从收发机是因为其在所述收发机场内的位置而被选中的。
此处公开的方法的特征在于使用行进中的一波波从收发机来执行标识命令,以确定存在于所述收发机场内的所述从收发机的位置。这类行进中的波浪使得能够准确和快速地确定上述位置,并且动态地考虑进入和/或离开收发机场的从收发机。可被控制的从收发机的数量几乎是无限的。
在一个实施例中,标识码被从从收发机传送到主收发机,特别地使得主收发机能够处理这一信息以对从收发机的收发机场的位置进行绘图或估计。然而,这不是必须的。
例如,在替代实施例中,从收发机被配置成在执行设置例程期间/作为执行设置例程的结果而自己存储各自的唯一标识码或位置坐标。换言之,作为执行包括波浪例程的设置例程的结果,从收发机可被控制成知晓它们在收发机场/区域/空间中的位置(例如,2D的x、y坐标,或3D的x、y、z坐标)。具体地,从收发机可被配置成存储它们自己的位置(例如,2D的x、y坐标,或3D的x、y、z坐标),该位置简单地沿用自包括波浪例程的设置例程的执行,更具体地是在经修改的标识命令在接收机之间传送的情况下。上述位置可以是例如从收发机的估计的位置,或者共同的或不同的接收机位置。
根据进一步实施例,每个从收发机的存储器存有预定的唯一标识码。
根据进一步实施例,所述标识命令带有用于使所述从收发机执行以下操作的指令:
将其标识码远距离地传送给所述主收发机,以及
在特定时隙延迟之后,不加选择地将所述标识命令短距离地重传给邻近的从收发机;
并且其中所述波浪例程进一步包括:
所述主收发机在波浪表中记录在连续的时隙期间接收的标识码,所述时隙(T)中的每一个覆盖对应于所述时隙延迟的时间间隔。
优选地,所述标识命令的用于使所述从收发机将其标识码远距离地传送给所述主收发机的指令包括用于在特定的因从收发机而异的随机生成器延迟之后再这样做的指令。
根据进一步实施例,所述随机生成器延迟小于所述时隙延迟,并且其中所述时隙延迟小于所述波浪周期。
根据另一优选实施例,所述标识命令带有用于使所述从收发机执行以下操作的指令:
将接收到的标识命令的迭代次数存储在其存储器中作为其唯一标识码的一部分;
短距离地重传带有递增的迭代次数的标识命令。
在这种情况下,不要求从收发机将它们的标识码长距离地传送给主收发机。
例如,迭代次数可将相应的收发机与其在收发机场中的实际位置相关联(收发机已被告知或“知晓”其自己的场位置)。在这种情况下,主收发机可通过传送包括迭代次数或者与该迭代次数相关联的唯一信息的动作命令来控制从收发机。随后,已存储了该迭代次数的一个或多个从收发机可被配置成通过执行相应的(例如预编程的)动作来对接收该迭代次数或所述与该次数相关联的唯一信息作出响应。
根据进一步实施例,所述设置例程包括与不同的初始从收发机相关联的多个波浪例程。
例如,根据进一步实施例,收发机场可与两个相互垂直的几何轴(Lx、Ly)相关联。那么,所述设置例程可例如包括与不同的初始从收发机相关联的两个波浪例程,这两个波浪例程在执行所述级联标识命令期间实现具有各自基本上直的波阵面(wave front)的行进中的波浪,其中波阵面沿所述几何轴中的一个在相反方向上行进。
所述设置例程还可包括与不同的初始从收发机相关联的另两个波浪例程,这两个波浪例程在执行所述级联标识命令期间实现具有各自基本上直的波阵面的行进中的波浪,其中波阵面沿所述几何轴中的另一个在相反方向上行进。
根据进一步实施例,所述初始从收发机中的至少一个具有所述收发机场中的固定的、预定位置,例如在所述收发机场的周围附近或沿着周围分布。
根据进一步实施例,所述设置例程包括从收发机绘图例程,包括:
基于所获得的波浪表中的数据来编制所述从收发机在所述收发机场内的位置图。
例如,在所述多个波浪表中的每一个中在开始的多个连续时隙(T1、T2、T3、…)期间接收的标识码可在编制所述位置图时被丢弃。
可选地,所述主收发机可包括具有所述收发机场中的固定的、预定位置的多个收发机,该多个收发机优选地沿所述收发机场的周围分布。
根据非限制性实施例,所述从收发机进一步包括操作地连接到所述处理单元的视听通信装置,并且
其中所述动作例程包括:
主收发机确定期望的空间音频和/或视觉图案,并且传送动作命令给至少一个从收发机,所述至少一个从收发机是基于以下而被选中的:(i)所述空间音频和/或视觉图案,以及(ii)所编制的位置图或其标识码,从而在所述收发机场内实现所述期望的空间音频和/或视觉图案,其中所述动作命令存有用于使所述从收发机激活和/或停用所述音频和/或视觉通信装置的指令。
此外,根据本发明的一个方面,提供了一种系统,尤其是用于执行根据本发明的方法的系统,所述系统包括:
提供主收发机;
提供多个从收发机,所述多个从收发机被配置成空间上遍布在收发机场中,每个从收发机包括:
能够进行短距离传输和长距离传输中的至少一者的发射机;
能够接收短距离传输和长距离传输两者的接收机;
用于存储唯一标识码的存储器;以及
操作地连接到所述发射机、接收机以及存储器的处理单元,所述处理单元被配置成执行经由所述接收机接收的命令;
其中所述主收发机被配置成传送级联标识命令给至少一个初始从收发机,其中所述标识命令存有用于在所述从收发机接收到所述标识命令之前的波浪周期期间没有实施对所述标识命令的重传的情况下,使所述从收发机不加选择地将所述标识命令的相同或经修改的副本短距离地重传给邻近的从收发机的指令,从而实现从收发机的行进中的波浪重传所述标识命令。
可选地,所述主收发机和所述从收发机中的至少一个从收发机被配置成执行动作例程,其中所述主收发机通过向所述从收发机中的至少一个从收发机发送动作命令来与所述从收发机中的该至少一个从收发机进行交互,所述至少一个从收发机是因为其在所述收发机场内的位置而被选中的。
从以下的相似的说明和本发明的特定实施例中,同时一同参考附图,将更全面地理解本发明的这些和其它特征和优点,这些意图解说而不是限制本发明。
附图说明
图1是适用于执行根据本发明的方法的第一或第二基本实施例的系统的示意性俯视图,该系统包括主收发机和散布在收发机场附近的多个从收发机。
图2A-D示意性地解说了在波浪例程期间创建的波浪表,其中行进中的波浪基本上分别在正X方向、负X方向、正Y方向、以及负Y方向上行进通过收发机场。
图3示意性地解说了包括两个子位置图的位置图,一个子位置图用于从收发机的X坐标(图3A),另一子位置图用于从收发机的Y坐标(图3B)。
详细描述
图1示意性地解说了系统1,系统1包括主收发机100和多个从收发机201-250。从收发机201-250散布在此后被称为收发机场300的空间区域周围。
主收发机100可包括至少一个通常静止的或者位置固定的收发机,该收发机可优选地能够实现远距传输和短距传输两者,并且能够接收远距传输和短距传输两者。在主收发机100包括多个收发机(或者多个发射机和/或接收机)的情况下,收发机(或者发射机和/或接收机)可以是相互间隔开的,例如在收发机场300内或周围。主收发机100可进一步包括处理器和存储器,用于执行程序指令和处理数据,诸如与设置例程和动作例程有关的指令和数据,如以下所描述的。
在替代实施例中,主收发机100可以是移动/便携式收发机,例如可由单人无负担地携带的轻型收发机。例如,主收发机100可以例如被集成在徽章、腕带、标记、标签、手表、衣服、可佩戴计算机或电子眼镜(例如GoogleGlasstm)、或被附连到人(即由人握持或携带)或物体的任何其它人工制品,人或物体的位置可随时间变化,例如由于该人或物体进入、移动穿过、和/或离开收发机场300。
根据进一步实施例,主接收机可以是便携式电子消费产品(消费电子设备),例如电话、蜂窝手机(即移动或蜂窝电话)、移动计算机、膝上型计算机、平板计算机或这些设备的组合。主收发机100可包括例如用于控制设备100的用户接口,例如触摸屏、键盘、语音控制接口和/或不同类型的用户接口。
从收发机201-250可典型地是移动收发机。从收发机201-250可以被例如集成在徽章、腕带、标记、标签、手表、衣服、可佩戴计算机或电子眼镜(例如GoogleGlasstm)、或被附连到人(即由人握持或携带)或物体的任何其它人工制品,人或物体的位置可随时间变化,例如由于该人或物体进入、移动穿过、和/或离开收发机场300。
根据进一步实施例,从收发机201-250中的一个或多个(例如每一个从收发机201-250)可以是便携式电子消费产品,例如电话、蜂窝手机(即移动或蜂窝电话)、移动计算机、平板计算机、膝上型计算机、触摸平板或这些设备的组合。从收发机201-250可包括例如用于控制设备201-250的用户接口,例如触摸屏、键盘、语音控制接口和/或不同类型的用户接口。
然而,在一些实施例中,一个或多个从收发机201-250可以是空间上静止固定的,尤其是位于收发机场300内。
从收发机201-250可优选地包括能够实现远距离传输和短距离传输两者的发射机,以及能够接收远距离传输和短距离传输两者的接收机。另外,从收发机201-250可包括用于存储唯一标识码(即,在系统1的多个从收发机201-250中是实际上唯一的或者至少是稀有的标识码)的存储器,以及操作地连接到发射机、接收机以及存储器的处理单元,并且处理单元被配置成执行经由接收机接收的命令。从收发机201-250可进一步包括动作装置,诸如能够向环境提供音频和/或视觉信号的音频和/或视觉装置。在一个实施例中,动作装置可例如包括电声变换器,该电声变换器被配置成响应于可由处理单元提供的输入信号,更具体地响应于由接收机接收到动作命令,而生成声音。在另一实施例中,动作装置可包括一个或多个光源(例如(RGB)LED),该光源被配置成以一种或多种颜色发光,其中图案(光源以该图案来工作)可由处理单元控制,可能依赖于以及响应于由接收机所接收的动作命令。
图1中描绘的系统示意性地解说了提供在收发机场300内的固定位置处的若干个收发机251-254。在本发明的一个实施例中,尤其是以下要讨论的第一基本实施例中,这些收发机251-254可以是位置固定的(初始)从收发机。在另一实施例中,尤其是以下要讨论的第二基本实施例中,这些收发机251-254可被视为构成主收发机100的一部分。
主收发机100和从收发机201-254两者都可优选地是射频(RF)收发机,但设想了也可使用不同类型的收发机,例如光和/或声音收发机。
关于涉及实现和接收传输来使用的形容词术语“远程离”和“近距离”,应当注意到,可基于发射机侧的工作参数(例如发射功率)和接收机侧的工作参数(例如最小信号强度阈值的应用)两者来作出远距离传输和近距离传输之间的区分。例如,收发机的发射机可通过以低于实现远距离传输所用的发射功率的某个发射功率来实现传输的方式进行短距离传输。替代地或附加地,收发机的接收机可通过对传入的传输应用信号强度过滤器或信号强度阈值来接收短距离传输,以使得相对弱的接收(这被假定为源自远处)被丢弃而相对强的接收(这被假定为源自附近)被记录。在一个实施例中,收发机可附加地或替代地分别使用预定频率来进行短距离传输和远距离传输。具体地,远距离明显远于短距离,其中远距离可以是覆盖整个收发机场(具体来说是包括能达到的所有从收发机的场)的范围,而短距离可以是覆盖仅能够达到整个收发机场的一部分的范围。例如,根据一个非限制性实施例,短距离传输可基于蓝牙TM技术,例如低功耗蓝牙(BLE)技术。
收发机场300可以被构造为一个空间区域,从收发机201-250预期在系统1的工作期间遍布在该空间区域内。一般来说,收发机场300可被视为一个三维场,以使得可能需要三个独立的空间坐标系来确定从收发机201-250在收发机场300内的位置。然而,在许多实际应用中,收发机场300可被视为是一个二维场(例如,从收发机201-250散布在其上的一个楼面区域),以使得收发机在该收发机场内的位置可通过两个独立的空间坐标系来确定。收发机场300的三维或二维空间可具有任何适当的形状,例如三维盒状或二维矩形形状。在工作期间,移动的从收发机201-250可通常进入、移动穿过和/或离开收发机场300,使得从收发机在收发机场内的存在和位置可能随时间改变。
以下解说了根据本发明的方法的两个基本实施例。两个实施例的区别在于,第一基本实施例使用具有由主收发机在设置例程期间收集的预定标识码的从收发机201-250、251-254,而第二基本实施例使用具有最初在设置例程期间指派/确定的预定标识码的从收发机201-250。
现在参考图1-3,解说了根据本发明的方法的第一基本实施例。
在这一实施例中,在系统1开始工作之前,多个从收发机201-254中的每一个从收发机被分配一个相应的唯一标识码。该标识码(其可以被存储在相应从收发机201-254的存储器中)可例如在制造之际就被分配给从收发机,或者在选择将要用于系统1的多个收发机之际被编程到它们中。
图1解说了多个从收发机201-254如何散布在大致二维矩形的收发机场300周围,该收发机场具有任意单位的3.0乘3.0的尺寸。出于易于揭示的目的,用于指示从收发机201-254的附图标记对应于它们的标识码。从收发机201-250是移动收发机,因为它们各自的位置预期随时间而改变。另一方面,从收发机251-254的各自的位置是固定的。这些位置固定的从收发机可用作初始从收发机,即主收发机100在作为设置例程的一部分的各个波浪例程的开始时首先要寻址的从收发机。虽然不是必须使用位置固定的初始从收发机251-254,但是这样的从收发机可提供在期望方向上的行进波浪可被快速发起的优点,尤其是无需主收发机100首先标识和定位收发机场300内的合适位置处的初始移动从收发机201-250。
位置固定的初始从收发机251-254的位置被策略性地选取在矩形收发机场300的边的大约一半处。更具体地,收发机场300可与两个相互垂直的几何轴Lx、Ly相关联。轴Lx、Ly中的每一个可平行于收发机场300的两组各自互相相对的边300a-d延伸,并且这两个Lx、Ly可在收发机场300的几何中心处彼此相交,使得轴Lx、Ly中的每一个与收发机场的另两个各自相对的边在一半处相交。初始从收发机251-254可被放置在后面的这些交点处或附近。
当系统1开始工作时,它会首先执行设置例程。在设置例程期间,主收发机100可观察收发机场300内存在的从收发机201-254,并且确定反映它们各自在收发机场内的位置的相应的空间坐标。从收发机201-254在收发机场内的空间坐标随后以位置图的形式被存储在主收发机的存储器中,以供由动作例程使用,如以下描述的。
设置例程可包括波浪例程。在典型实施例中,设置例程可包括多个波浪例程,即待确定的每个维度或独立坐标至少一个波浪例程,并且在优选实施例中,设置例程可包括待确定的每个维度或独立坐标两个波浪例程。如以下将变得清楚的,每个维度两个波浪例程的使用使得能够以比每个维度一个波浪例程所可能达到的准确度更大的准确度来确定从收发机201-254的位置。例如,图1中示出的二维收发机场中的各个从收发机201-254的位置通过两个空间坐标来确定,这两个空间坐标可被称为X和Y。为了准确地确定各个从收发机201-254的X坐标,优选实施例可包括执行两个波浪例程。同样的方案适用于Y坐标的确定。相应地,可在执行设置例程期间执行四个波浪例程来准确地确定收发机场内存在的所有移动从收发机201-254的X和Y坐标。
波浪例程可能需要构造一个行进中的波浪,其中该行进中的波浪可通过主收发机100来发起,并且随后由从收发机201-254来维持。为了发起行进中的波浪,主收发机100可选择适当的初始从收发机,例如策略性地放置的并且位置固定的从收发机251-254,其在收发机场300中的存在是指定的,并且主收发机100发送级联标识命令给所述被选定的初始从收发机。标识命令可带有用于从收发机的指令:
i.将其标识码远距离地发送给主收发机,优选地在特定的因从收发机而异的随机发生器延迟trand_delay之后;以及
ii.优选地在特定时隙延迟ttime_slot_delay之后,并且优选地在从收发机接收标识命令之前的波浪周期twave_period期间没有实施此类标识命令重传的情况下,不加选择地将标识命令短距离地重传给邻近的从收发机,以便实现重传标识命令的从收发机的行进波浪。
通过重传标识命令来实现的过程可被阐述如下。
默认地,收发机场300中的从收发机201-254可被配置成监听递送给它们的远距离和长距离传送的命令两者。如果命令包括通过从收发机的预定的唯一标识码来具体标识从收发机的收件人字段,则命令可被感测为是递送给从收发机251-254,否则,如果命令不包括收件人字段或者是空的字段,在这种情况下,命令可被视为是不加选择地发送给所有的从收发机。由主收发机100传送给选定的初始从收发机251-254的初始标识命令可通常包括带有选定的初始从收发机的标识的收件人字段,使得只有该从收发机会通过执行该命令来最初地作出响应。
一旦初始从收发机251-254接收了标识命令,该从收发机就会通过将其标识码传送回主收发机100来执行该标识命令。将标识码传送回主收发机100可以是远距离传输,以确保到达主收发机。在标识命令是这样规定的情况下,将标识码传送回主收发机100可在特定的因从收发机而异的随机生成器延迟(例如,可由从收发机201-254基于其唯一标识码确定的延迟)之后实施。例如,具有标识码x的从收发机可在将其标识码传送回主收发机100之前等待x毫秒。在标识命令中包含使用因从收发机而异的随机生成器延迟的指令确保同时接收该标识命令的从收发机201-254不会同时将其标识码传送回主收发机100,同时传送可能导致传送之间的干扰,并且导致所传送的标识码中的一些或全部变为丢失。
初始从收发机251-254可进一步将该标识命令不加选择地重传给邻近的从收发机。由于邻近的从收发机的标识码是未知的(对于初始从收发机和主收发机而异都是未知的),因而初始从收发机可短距离地重传该标识命令以确保只到达邻近的从收发机。
在标识命令是这样规定的情况下,将标识命令重传给邻近的从收发机201-254可在特定的时隙延迟ttime_slot(例如,数百或数千毫秒级别的延迟)之后实施。时隙延迟可以是不变的,并且可由主收发机100在将标识命令传送给初始从收发机之际就已确定。在标识命令中包含使用时隙延迟的指令(尤其是当时隙延迟被选择为大于最大可能的因从收发机而异的随机生成器延迟时)可确保将标识命令重传给邻近的从收发机不会与将标识码传送给主收发机相干扰,并且更重要的是,使标识命令跨被实施的行进中的波浪的波阵面的传播同步。因此,使得主收发机100能够有序地将传送给它的标识码记录在波浪表中,如以下将描述的。
在标识命令是这样规定的情况下,将标识命令重传给邻近的从收发机可能遭受以下情况:在从收发机201-254接收标识命令之前的波浪周期twave_period期间没有实施这类标识命令重传。在标识命令中包含让标识命令的重传经历波浪周期的流逝的指令(尤其是当波浪周期被选择为大于时隙延迟,并且优选地大于重传标识命令的从收发机201-254的行进中的波浪到达收发机场300内存在的所有从收发机所花费的时间)可避免行进中的波浪的波阵面向后传播。波阵面的此类向后移动可能导致已经向主收发机标识了它们自己的从收发机201-254再次(并且一次又一次)传送它们的标识码,而这是无意义的。
显然,最初将标识命令传送给选定的初始从收发机251-254引发了从收发机的行进中的波浪(i)将它们的标识码传送给主收发机,以及(ii)重传该标识命令。当行进中的波浪传播通过收发机场300时,主收发机100可在波浪表中记录接收到的标识码(尤其是在连续的时隙期间),每个时隙可覆盖对应于标识命令中编码的时隙延迟的时间间隔。
以上描述的过程和波浪表的构成可参照图2A-2D来解说。
图2A解说了在第一波浪例程期间编制成的波浪表,在第一波浪例程中,行进中的波浪基本沿正X方向行进穿过收发机场300。行进中的波浪在t=0处由主收发机100发起,主收发机100发送标识命令给选定的初始从收发机253,该初始从收发机253位于收发机场300的左边300c的大约一半处(需要注意,选择该初始从收发机253是因为它预期将引起基本沿正X方向传播的行进中的波浪)。在接收标识命令的时隙延迟ttime_slot_delay内,该初始从收发机253将其标识码传送回主收发机100(以上讨论的指令(i)),主收发机100按其所接收的那样将其记录在第一时隙(即时隙T1)中,时隙T1覆盖从t=0到t=ttime_slot_delay的时间间隔。在时隙延迟ttime_slot_delay过去之后,该初始从收发机253将该标识命令不加选择地短距离重传给邻近的从收发机,如标识命令所指令的(以上讨论的指令(ii)),邻近的从收发机将其各自的标识码在下一时隙延迟内传送给主收发机100。如可从图2A的波浪表中看到的,在对应的第二时隙T2期间,主收发机100记录从收发机201、222、231、211、237、233和213的标识码。将这些标识码和图1作比较发现,这些标识码确实与邻近(即位置上相对靠近)初始从收发机253的从收发机相关联。在第二时隙延迟过去之后,即自从收发机201、222、231、211、237、233和213接收到标识命令起的延迟ttime_slot_delay之后,这些从收发机再次将标识命令不加选择地短距离重传给其邻近的从收发机。接收后一次重传的标识命令的、在接收该标识命令之前的波浪周期twave_period期间还没有将其标识码传送给主收发机的从收发机随后将它们的标识码传送给主收发机100,主收发机100按照如所接收的那样将它们记录在时隙T3内。如图2A的波浪表中所示,此处所谈论的从收发机是收发机235、250、210、217、202、218、229、241、223、216和226。可以理解的是,行进中的波浪的传播继续下去,直到收发机场300内存在的所有的从收发机都标识了它们自己,并且行进中的波浪完全达到了收发机场300的右边300d。
给定收发机场300的尺寸以及行进中的波浪沿正X方向穿过它所花费的时间,图2A的波浪表可被构造以提供关于从收发机201-254的X坐标的信息。例如,图2A揭示了行进中的波浪从收发机场300的左边300c行进到右边300d要花费七个时隙ttime_slot_delay的周期(七个时隙,因为行进中的波浪在第一个时隙T1期间并没有实际传播,而仅在之后的七个时隙T2-T8期间传播)。七分之一对应于收发机场的X尺寸的约14%,即对应于(1/7)*3.0≈0.43的空间间隔。因此,图2A的波浪表的列T2中列出的从收发机可具有在0-0.43范围中的估计的X坐标,而列T3中列出的从收发机可具有在0.43-0.86范围中的估计的X坐标,依此类推。
显然,从收发机201-250的Y坐标的估计可以与估计它们的X坐标差不多相同的方式来获得,具体来说,通过生成沿正Y方向而不是正X方向行进的行进中的波浪来实现。为此,主接收机100可通过将标识命令发送给选定的初始从收发机(诸如初始从收发机251)来发起第二个波浪例程,该选定的初始从收发机可预期引起基本上沿正Y方向传播的行进中的波浪。图2C中示出了在此类第二个波浪例程期间记录的波浪表。
如以上所讨论的,行进中的波浪可由单个初始从收发机(例如,初始从收发机253或251)来引发。在这种情况下,行进中的波浪的波阵面(即在某个时隙T期间将它们的标识码传送给主收发机100并且将标识命令重传给它们的邻居的所有从收发机201-254)可最初是相对弯曲或无序的,而随着行进中的波浪传播和发展,逐渐变直。这一现象(这可以在图1中通过每次将图2A-B的各个波浪表中的各个连续的时隙T中列出的所有从收发机201-254互连来可视化)可被用来增加收发机场300内的各个从收发机201-254的位置可被确定的准确性。这是因为构成大致直的波阵面的从收发机201-254在空间中是基本上对齐的。因此,期间形成大致直的波阵面的从收发机201-254的标识码被记录的波浪表时隙T可被链接到比期间形成大致弯的波阵面的从收发机201-254的标识码被记录的的时隙T更窄的空间坐标范围(或多个更窄的空间坐标范围)(在后一种情况下,坐标值的可能的变化或分布更大)。因此,可通过向来自与大致直的波阵面有关的时隙T的数据赋予比来自与不直的波阵面有关的时隙T的数据更多的权重来改善X和Y坐标的估计。
作为实际的经验法则,如果时隙T覆盖波浪周期(即行进中的波浪行进穿过收发机场所花费的周期)的后一半中的时间跨度,则时隙T可被视为与基本上直的波阵面有关。或者换种说法,波浪表的后一半/左手侧中的时隙T(即图2A中的T5-T8)可一般被视为与具有基本上线性的波阵面的已发展的行进中的波浪有关。因此,根据以上提到的经验法则,X和/或Y坐标的准确估计的计算可优选地基于来自波浪表的后一半而不是前一半的数据,设置例程可优选地包括多个波浪例程,更具体地,待确定的每个维度或独立空间坐标X、Y上的两个波浪例程。与单个维度(例如X维度或Y维度)相关联的两个波浪例程可优选地涉及以相反方向传播的行进中的波浪,使得与单个维度相关联的两个结果得到的波浪表包括基本互补的第二半。
例如,与X维度相关联的两个波浪例程可优选地涉及分别沿正X方向和负X方向传播的行进中的波浪。如以上已可见的,沿正X方向(即从收发机场300的左边300c到其右边300d)传播的行进中的波浪可通过首先发送标识命令给初始从收发机253(位于左边300c的大约一半处)来发起。类似的,沿负X方向(即从收发机场300的右边300d到其左边300c)传播的行进中的波浪可通过首先发送标识命令给初始从收发机254(位于右边300d的大约一半处)来发起。同样,沿正Y方向和负Y方向传播的行进中的波浪可通过分别首先发送标识命令给初始从收发机251和254来发起。总的来说,旨在在图1中解说的情形中确定从收发机201-250的X和Y坐标的准确估计的设置例程因而可包括四个波浪例程,每个波浪例程可得到单个波浪表。图2A、2C、2B和2D中分别示出了与沿正X方向、正Y方向、负X方向以及负Y方向传播的行进中的波浪相关联的四个波浪表。
为了获得从收发机201-250的X坐标的准确估计,图2A和2B中示出的波浪表的数据可被组合。在这一组合中,来自时隙T1-T4中的数据(假定为与不直的波阵面有关)可被分配一个比可被分配给来自时隙T5-T8中的数据(假定为与直的波阵面有关)的权重因子小的权重因子。时隙T1-T4中的数据可例如被分配权重因子0.45,而时隙T5-T8中的数据可例如被分配权重因子1.55。随后可计算这两个表中的数据的加权平均。
例如,从收发机30的估计的X坐标可如下计算。在图2A的波浪表中,从收发机230的标识码被记录在时隙T7中。如以上所讨论的,图2A中的时隙T7可与从(7-2)*(1/7)*3.0到(7-1)*(1/7)*3.0的X坐标范围相关联,即从约2.14到2.57,因此具有约(2.14+2.57)/2=2.35的平均X坐标,并且具有加权因子1.55。在图2B的波浪表中,从收发机230的标识码被记录在时隙T2中。这一时隙T2可与从3.0-((2-1)*(1/6)*3)到3.0-((2-2)*(1/6)*3.0)的X坐标范围相关联,即从约2.5到3,因此具有约(2.5+3)/2=2.75的平均X坐标,并且具有加权因子0.55。从收发机230的加权平均X坐标因此可计算为(1.55*2.35+0.45*2.75)/2=4.88/2=2.44。其它从收发机201-229、231-254的X坐标的估计也可以同样方式根据图2A和2B的波浪表来计算,并且从收发机201-250的Y坐标的估计也可以类似方式根据图2C和2D的波浪表来计算。
根据计算出的估计,可构造位置图,具体来说是在构成设置例程的一部分的从收发机绘图例程期间构造位置图。在这一上下文中,位置图可被构造为将从收发机201-254的标识码与这些收发机的各自的(估计的)空间坐标相关(和/或反过来)的任何数据结构。位置图可优选地被设置成使得特定的空间坐标范围直接链接到具有该范围内的空间坐标的从收发机的标识码。参照图3示出的示例位置图,其包括两个子位置图,一个子位置图用于从收发机的X坐标(图3A),另一子位置图用于从收发机的Y坐标(图3B)。从图3的位置图可以容易地发现,在(X,Y)坐标范围(0.90-1.20,1.20-1.50)内存在两个从收发机,即从收发机216和223。
由于从收发机201-254可能具有随时间变化的位置,可能期望周期性地(重新)执行设置例程以便在系统1的工作期间使位置图保持最新。
一旦主收发机100构造了(最新的)位置图,它就可发起动作例程。在动作例程期间,主收发机100可选择(收发机场300内存在的)至少一个从收发机,并且向其不加选择地、通常远距离地传送动作命令。动作命令可带有使从收发机激活动作装置的指令。例如,在从收发机201-254配备有音频和/或视觉装置的情况下,动作命令可带有用于使寻址到的从收发机201-254的处理单元让音频装置生成声音的指令,例如某个音调的声音和/或持续某个时长的声音,和/或让视觉装置发光的指令,例如可能按照特定亮度图案的某种颜色或某些颜色的光,并且持续某个时长。
显然,根据位置图中的信息,主收发机100可发送动作命令给因为其在收发机场300中的位置而被选中的从收发机201-254。因此,主收发机100可选中某个时间/空间图案的从收发机201-254,并且发送动作命令给这些被选中的从收发机以创建想要的静态或动态效果。主收发机100可例如通过以增加的空间X坐标顺序地传送动作命令给从收发机201-254来实现从收发机场300的左边到右边行进的动态声音或光波浪。替代地,主收发机100可将收发机场中的从收发机201-254视为视频屏幕的各像素,并因此将整个(视频)图像投射在收发机场300上。在从收发机配备有音频装置的情况下,(视频)图像可伴有声音。
第二实施例
在以上描述的第一基本实施例中,从收发机201-254配备有预定的标识码,该标识码可由主收发机100在设置例程期间收集并整理在波浪表中,并且随后链接到收发机场300内的空间位置。在该示例中,优选的是,从收发机将它们的标识码传送给主收发机100。
然而,并不必要让从收发机201-254在系统1开始工作之前就被分配一个相应的唯一标识码。实际上,可能优选的是,在设置例程期间,首先分配与位置有关的标识码给从收发机201-250,以减少由从收发机实施的耗费功率的传送的次数。这就是以下要描述的本发明的第二、替代基本实施例中会发生的。在该示例中,从收发机不将标识码传送给主收发机。
当配置成根据第二基本实施例工作的系统1开始工作时,它同样可首先执行设置例程。该设置例程可通常由主收发机100发起,但与以上描述的第一基本实施例不同,主收发机100可不观察收发机场300中存在的从收发机201-250(的标识码)。替代地,系统1可发起一个或多个波浪例程,在该波浪例程中,对应于与位置有关的坐标或者空间坐标的标识码被分配给相应的从收发机201-250。换言之,每个分配的标识码可反映各个收发机201-254在收发机场300内的空间位置。例如,在收发机场是x维度的情况下,标识码可包括x坐标;因此对于二维收发机场,可包括两个坐标,依此类推。分配给从收发机201-250的标识码可以被存储在它们各自的存储器中,以供之后在动作例程中使用,动作例程与以上关于第一基本实施例描述的动作例程类似。
如上所述的,设置例程可包括波浪例程。在典型实施例中,设置例程可包括多个波浪例程,即待分配给每个从收发机201-250作为其标识码的一部分的每个维度或独立坐标至少一个波浪例程,并且在优选实施例中,设置例程可包括待分配给每个从收发机201-250作为其标识码的一部分的每个维度或独立坐标两个波浪例程。类似于第一基本实施例,每个维度两个波浪例程的使用使得能够以比每个维度一个波浪例程所可能达到的准确度更大的准确度来确定为从收发机201-250分配与位置有关的标识码。总得来说,在设置例程包括每个维度n个波浪例程的情况下,从收发机的标识码可包括每个维度n个坐标槽。例如,在设置例程包括每个维度两个波浪例程并且收发机场300是二维的以使得场内的位置通过两个坐标x、y来确定的情况下,标识码可包括四个坐标槽x1、x2、y1、y2。同一维度的不同坐标槽(例如x维度的槽x1、x2以及y维度的槽y1、y2)可用于存储替代的坐标值,其中的一个坐标值可最终被用作为实际的、优选的值。需要注意的是,第二基本实施例中的每个维度使用多个坐标槽类似于第一基本实施例中的每个维度使用多个波浪表。
每个波浪例程可能需要构造一个行进中的波浪,其中该行进中的波浪可通过主收发机100来发起,并且随后由从收发机201-250来维持。为了发起行进中的波浪,主收发机100可让其固定的、策略性地放置的收发机251-254中的相应的一个收发机不加选择地短距离发送级联标识命令给邻近的从收发机201-250。标识命令可带有用于使从收发机执行以下操作的指令:
i.将接收到的标识命令的迭代次数存储在其存储器中(的坐标槽中)作为其唯一标识码的一部分;以及
ii.优选地在从收发机201-254接收标识命令之前的波浪周期twave_period期间没有实施这类标识命令重传的情况下,将带有递增的迭代次数的标识命令不加选择地短距离地重传给邻近的从收发机,以便实现重传标识命令的从收发机的行进波浪。
通过传输标识命令来实现的过程可被阐述如下。
一旦从收发机201-254接收到标识命令,其就通过将接收到的命令的迭代次数存储在存储器中的坐标槽中作为其唯一标识码的一部分来执行该标识命令。标识命令的迭代次数可反映标识命令已被重传的次数;因此,主收发机100可通常传送带有迭代次数0的标识命令。随后,从收发机可准备具有递增的迭代次数(例如标识命令接收机的迭代次数+1)的标识命令的经修改的副本,并且将该经修改的副本不加选择地重传给邻近的从收发机。在标识命令这样规定的情况下,标识命令的重传可在特定的、可选地因从收发机而异的随机生成器延迟之后来实施。
显然,主收发机100执行的标识命令的初始传送引发从收发机的行进中的波浪重传该标识命令,其中在每次重传之际,标识命令的迭代次数被递增。因此,随着行进中的波浪的行进,递增的迭代次数被分配给从收发机201-254的标识码的坐标槽。
事实上,包括多个波浪例程的设置例程可涉及以下步骤。例如,假设收发机场300是二维的,并且设置例程包括每个维度两个波浪例程。在设置例程期间可执行总共四个波浪例程。如以上描述的第一基本实施例中一样,每个波浪例程可与某个方向上的行进中的波浪相关联。换言之,第一、第二、第三和第四波浪例程可分别经由主收发机100的策略性放置的收发机253、251、254、252来发起,并因此涉及分别基本上沿正X方向、正Y方向、负X方向和负Y方向行进通过收发机场300的行进中的波浪。显然,发起波浪例程的顺序本身不重要,只要该顺序是确定的并且对于从收发机201-254而言是已知的,因此这些从收发机可按照对应的顺序用迭代次数来填充它们的标识码中的坐标槽。按照所描述的波浪例程的顺序(例如坐标槽可被填充的顺序)可以是x1、y1、x2、y2,从而使得坐标槽x1存有与沿正X方向行进的行进中的波浪有关的迭代次数,而坐标槽x2存有与沿负X方向行进的行进中的波浪有关的迭代次数,依此类推。
当设置例程的全部四个波浪例程都已被执行时,从收发机的标识码的所有坐标槽被填充。每个标识码现在包括每个维度上两个迭代次数/坐标值。应当注意到,每个维度上的这两个迭代次数/坐标值可典型地是彼此的补充,因为它们可与沿相反方向行进的行进中的波浪相关联。以与第一基本实施例中每个维度上使用多个波浪表差不多相同的方式,与基本上直的波阵面相关联的迭代次数/坐标值可以是最准确的。
为了确保使用与基本上直的波阵面相关联的迭代次数/坐标值,主收发机100可在波浪例程完成之际确定在每个维度上分配的最大迭代次数/坐标值。这些最大迭代次数可容易地对主收发机100可用,因为其收发机251-254可能位于收发机场300的边300a-d处,在这些地方行进中的波浪到达尽头。例如,收发机254可接收到由从收发机201-254在沿正X方向的行进中的波浪期间传送的标识命令的最后一次重传。因此,为X维度分配的最大迭代次数/坐标值可为主收发机所知。这同样适用于Y方向。主收发机100可因此传送命令给所有的从收发机201-250以确定针对每个相应的维度所记录的迭代次数/坐标值中的哪一个是实际上最大的,并且对于各个维度,忽略低于为各个维度确定的最大迭代次数/坐标值的一半的坐标值(从而考虑到每个维度上不同迭代次数/坐标值的互补本质),以便仅使用与行进中的波浪的后一半相关联的那些迭代次数/坐标值,即波浪被推定为具有直的波阵面的那一半。在完成波浪例程之际主收发机100不知晓最大迭代次数的情况下,主收发机可估计它们,或者例如不加选择地传送命令给从收发机201-254以将它们当前的标识码传送给主收发机100,以使得主收发机100能够根据接收到的标识码来确定最大迭代次数。
一旦所有的从收发机201-250已因此被分配了与位置有关的标识码,并且主收发机100知晓了每个维度的最大坐标值,主收发机100就可发起与以上参照第一基本实施例描述的类似的方式发起动作例程。例如,在与X和Y维度相关联的最大迭代次数分别为p和q的情况下,p x q个从收发机201-250的场是可用的。具有标识码(x,y)=(0,0)的从收发机可在收发机场300的第一角落中找到,而具有标识码(x,y)=(p,q)的从收发机可在收发机场300的第二、相对的角落中找到。因此,主收发机100可不加选择地传送动作命令给因为其在收发机场300内的位置而被选中的从收发机中的每一个。
虽然本发明具有如上所述的人群娱乐领域中的应用,但本发明显然不限于此。例如,另一应用包括出于物流或安全性原因(例如防盗)而对库存物体的追踪,其中被追踪的物体用从收发机来标记。
例如,本发明可被用于绘制或估计以上提及的从收发机在可包括这类收发机的任何区域或空间(例如,超市、商店、店铺、仓库等)中的位置。不要求动作命令由所述主收发机传送给从收发机。例如,在主收发机已获得与一个或多个从收发机的位置或估计的位置有关的信息的情况下,主收发机可被配置成将一个或多个动作命令发送给可选的动作设备(例如,信息提供者、显示器、声音生成器或诸如此类),该动作设备可位于各个收发机处或附近或内部。
尽管以上已经部分地参考附图描述了本发明的各说明性实施例,但可以理解,本发明不限于这些实施例。通过对附图、公开内容以及所附权利要求的研究,本领域普通技术人员在实施所要求保护的发明时可理解和实现所公开实施例的其他变型。贯穿本说明书,对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在本说明书通篇的多个位置中的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现不一定全部指向同一实施例。而且,具体特征、结构、或特性可以任何合适的方式在一个或多个实施例中组合。
附图标记列表
1 由主收发机和从收发机组成的系统
100 主收发机
201-250 移动从收发机201-250
251-254 初始的、位置固定的从收发机251-154(第一基本实施例);构成主收发机100的一部分的位置固定的收发机(第二基本实施例)
300 收发机场
300a,b,c,d 收发机场的第一/下边(a)、第二/上边(b)、第三/左边(c)以及第四/右边(d)
t 时钟时间
trand_delay 因从收发机而异的随机生成器延迟
ttime_slot_delay 时隙延迟
twave_period 波浪周期
T 时隙
T1,2,3,... 时隙编号1、2、3、…;TQ覆盖自t=(Q-1)*ttime_slot_delay和t=Q*ttime_slot_delay以来的时间间隔
Claims (19)
1.一种方法,包括:
提供主收发机(100);
提供空间上遍布在收发机场(300)中的多个从收发机(201-250),每个从收发机包括:
能够进行短距离传输和长距离传输中的至少一者的发射机;
能够接收短距离传输和长距离传输两者的接收机;
用于存储唯一标识码的存储器;以及
操作地连接到所述发射机、所述接收机以及所述存储器的处理单元,所述处理单元被配置成执行经由所述接收机接收的命令;
执行设置例程,所述设置例程包括波浪例程,所述波浪例程包括:
所述主收发机(100)传送级联标识命令给至少一个初始从收发机,其中所述标识命令存有用于在所述从收发机接收到所述标识命令之前的波浪周期期间没有实施对所述标识命令的重传的情况下,使所述从收发机不加选择地将所述标识命令的相同或经修改的副本短距离地重传给邻近的从收发机的指令,从而实现从收发机的行进中的波浪重传所述标识命令。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,每个从收发机的存储器存有预定的唯一标识码。
3.如权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述标识命令带有用于使所述从收发机执行以下操作的指令:
将其标识码远距离地传送给所述主收发机(100),以及
在特定时隙延迟之后,不加选择地将所述标识命令短距离地重传给邻近的从收发机;
并且其中所述波浪例程进一步包括:
所述主收发机在波浪表中记录在连续的时隙期间接收到的标识码,所述时隙(T)中的每一个覆盖对应于所述时隙延迟的时间间隔。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述标识命令的用于使所述从收发机将其标识码远距离地传送给所述主收发机的指令包括用于在特定的因从收发机而异的随机生成器延迟之后再这样做的指令。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述随机生成器延迟小于所述时隙延迟,并且其中所述时隙延迟小于所述波浪周期。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述标识命令带有用于使所述从收发机执行以下操作的指令:
将接收到的标识命令的迭代次数存储在其存储器中作为其唯一标识码的一部分;
短距离地重传带有递增的迭代次数的标识命令,而不远距离地重传其标识码。
7.如权利要求1-6中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述设置例程包括与不同的初始从收发机相关联的多个波浪例程。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述收发机场(300)与两个相互垂直的几何轴(Lx、Ly)相关联,以及
其中所述设置例程包括与不同的初始从收发机相关联的两个波浪例程,这两个波浪例程在执行所述级联标识命令期间实现具有各自基本上直的波阵面的行进中的波浪,其中所述波阵面沿所述几何轴中的一个在相反方向上行进。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述设置例程包括与不同的初始从收发机相关联的另两个波浪例程,这两个波浪例程在执行所述级联标识命令期间实现具有各自基本上直的波阵面的行进中的波浪,其中所述波阵面沿所述几何轴中的另一个在相反方向上行进。
10.如权利要求7-9中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述初始的从收发机中的至少一个具有所述收发机场(300)中的固定的、预定位置,优选地沿所述收发机场的周围分布。
11.如权利要求7-10中任一项所述的方法,其特征在于,所述设置例程进一步包括从收发机绘图例程,所述从收发机绘图例程包括:
基于所获得的波浪表中的数据来编制所述从收发机在所述收发机场(300)内的位置图。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,在所述多个波浪表中的每一个中的开始的多个连续时隙(T1、T2、T3、…)期间接收的标识码在编制所述位置图时被丢弃。
13.如权利要求7-9中的任意一项所述的方法,其特征在于,所述主收发机(100)包括具有所述收发机场(300)中的固定的、预定位置的多个收发机(251-254),优选地沿所述收发机场的周围分布。
14.如前述权利要求中的任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
执行动作例程,其中所述主收发机(100)通过向所述从收发机(201-250)中的至少一个从收发机发送动作命令来与所述从收发机(201-250)中的所述至少一个从收发机进行交互,所述至少一个从收发机是因为其在所述收发机场(300)内的位置而被选中的。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述从收发机进一步包括操作地连接到所述处理单元的视听通信装置,并且
其中所述动作例程包括:
主收发机(100)确定期望的空间音频和/或视觉图案,并且传送动作命令给至少一个从收发机,所述至少一个从收发机是基于以下而被选中的:(i)所述空间音频和/或视觉图案,以及(ii)所编制的位置图或其标识码,从而在所述收发机场内实现所述期望的空间音频和/或视觉图案,其中所述动作命令存有用于使所述从收发机激活和/或停用所述音频和/或视觉通信装置的指令。
16.一种系统,尤其是执行如前述权利要求中的任一项所述的方法的系统,所述系统包括:
主收发机(100);
多个从收发机(201-250),所述多个从收发机(201-250)被配置成空间上遍布在收发机场(300)中,每个从收发机包括:
能够进行短距离传输和长距离传输中的至少一者的发射机;
能够接收短距离传输和长距离传输两者的接收机;
用于存储唯一标识码的存储器;以及
操作地连接到所述发射机、所述接收机以及所述存储器的处理单元,所述处理单元被配置成执行经由所述接收机接收的命令;
其中所述主收发机(100)被配置成传送级联标识命令给至少一个初始从收发机,其中所述标识命令存有用于在所述从收发机接收到所述标识命令之前的波浪周期期间没有实施对所述标识命令的重传的情况下,使所述从收发机不加选择地将所述标识命令的相同或经修改的副本短距离地重传给邻近的从收发机的指令,从而实现从收发机的行进中的波浪重传所述标识命令。
17.如权利要求16所述的系统,其特征在于,所述主收发机和所述从收发机中的至少一个从收发机被配置成执行动作例程,其中所述主收发机(100)通过向所述从收发机(201-250)中的至少一个从收发机发送动作命令来与所述从收发机(201-250)中的所述至少一个从收发机进行交互,所述至少一个从收发机是因为其在所述收发机场(300)内的位置而被选中的。
18.如权利要求16或17所述的系统,其特征在于,所述主收发机是消费电子设备。
19.如权利要求16-18中任意一项所述的系统,其特征在于,所述从收发机是消费电子设备。
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