CN105245686A - 一种操作移动设备的方法和移动设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种操作移动设备的方法，其中包含在移动设备中的温度传感器，在第一时间瞬间测量初始温度值，温度传感器在第二时间瞬间测量当前温度值；包含在移动设备中的处理单元，依靠初始温度值，当前温度值和至少另一个指示温度传感器上的移动设备元件的热量影响的值来计算移动设备周围的环境温度。

Description

一种操作移动设备的方法和移动设备

技术领域

本发明涉及一种操作移动设备的方法，进一步的，本发明涉及相应的移动设备。本发明涉及一种操作移动设备的方法，进一步的，本发明涉及相应的移动设备。

背景技术

现代的移动设备，例如智能电话，通常包含用于测量设备周围环境温度的温度传感器。然而，移动设备中的这种温度传感器应该尽可能的接近于需要测量温度的介质，也就是环境空气，以得到可靠的测量结果。然而，因为美观或者功能的原因，温度传感器设置在移动电话的本体的内部。不幸的是，在外壳或者外围内设置的温度传感器需要相对长的响应时间。也就是说，在嵌入的温度传感器精确的测量周围空气温度之前，需要相对大量的时间，例如15到40分钟。减少这样的响应时间是有所期望的。并且，给移动设备的用户提供移动设备周围的环境条件的指示也可能是被期望的。

发明内容

提供了一种操作移动设备的方法，其中包含在移动设备中的温度传感器，在第一时间瞬间测量初始温度值，该温度传感器在第二时间瞬间测量当前温度值；包含在移动设备中的处理单元，依靠初始温度值、当前温度值和至少另一个指示温度传感器上的移动设备元件的热量影响的值来计算移动设备周围的环境温度。

在一个或多个示范性的实施例中，处理单元依靠指示包括温度传感器的传感器组件的热量影响的另一个值来计算环境温度。

在一个或多个示范性的实施例中，处理单元依靠指示设置有传感器组件的印刷电路板的热量影响的另一个值来计算环境温度。

在一个或多个示范性的实施例中，处理单元依靠指示移动设备的外壳的热量影响的另一个值来计算环境温度。

在一个或多个示范性的实施例中，处理单元依靠指示温度传感器上不同的移动设备元件对热量影响的分别的贡献的比例来计算环境温度。

另外，还提供一种操作移动设备的方法，包括：温度传感器测量多个温度值；和处理单元通过以下步骤确定移动设备周围的环境条件：确定测量的温度值的变化率；比较该确定的变化率与多个不同的对应于预定环境条件的参考值；选择最接近于确定的变化率的参考值，和推断移动设备周围的环境条件和对应于所选择的参考值的预定环境条件是一样的。

在一个或多个示范性的实施例中，每个多个不同的参考值被包括在多个热量简况中的一个中。

在一个或多个示范性的实施例中，至少一个预定的环境条件对应于天气条件，和/或至少一个预定的环境条件对应于周围物质条件。

另外，还提供一种移动设备，包括：温度传感器，被安排为在第一时间瞬间，测量初始温度值和，在第二时间瞬间，测量当前温度值；处理单元，被安排为依靠初始温度值、当前温度值和至少另一个指示温度传感器上的移动设备元件的热量影响的值来计算移动设备周围的环境温度。

在一个或多个示范性的实施例中，处理单元被安排为依靠指示包括温度传感器的传感器组件的热量影响的另一个值来计算环境温度。

在一个或多个示范性的实施例中，处理单元被安排为依靠指示设置有传感器组件的印刷电路板的热量影响的另一个值来计算环境温度。

在一个或多个示范性的实施例中，处理单元被安排为依靠指示移动设备的外壳的热量影响的另一个值来计算环境温度。

在一个或多个示范性的实施例中，处理单元被安排为进一步依靠指示温度传感器上不同的移动设备元件对热量影响的分别的贡献的比例来计算环境温度。

另外，还提供一种移动设备，包括温度传感器和处理单元，其中：温度传感器，被安排为测量多个温度值；和处理单元，被安排为通过以下步骤确定移动设备周围的环境条件：确定测量的温度值的变化率；比较所确定的变化率与多个不同的对应于预定环境条件的参考值；选择最接近于确定的变化率的参考值，和推断移动设备周围的环境条件和对应于所选择的参考值的预定环境温度条件是一样的。

附图说明

图1A显示了操作移动设备的方法的示范性的实施例；

图1B显示了相应的移动设备的示范性的实施例；

图2示出了应用这类移动设备的操作方法的效果；

图3示出了环境条件改变对温度改变的效果。

具体实施方式

图1A显示了操作移动设备的方法100的示范性的实施例。在步骤102中，包含在移动设备中的温度传感器，在第一时间瞬间，测量初始温度值；在步骤104，在第二时间瞬间，测量当前温度值。接下来，在步骤106，依靠初始温度值、当前温度值和至少另一个指示温度传感器上的移动设备元件的热量影响的值来计算移动设备周围的环境温度。例如，如下所解释的，还要考虑传感器组件、设有温度传感器组件的印刷电路板和移动设备的外壳的热量影响。可以由计算机程序来执行或控制该方法的步骤。以这样的方式，移动设备周围的环境温度接近于相对快的。

图1B显示了相应的移动设备108的示范性的实施例。该移动设备108可能包含印刷电路板110，例如在印刷电路板110上可能设有中央处理器(CPU)和连接到中央处理器112的温度传感器114。典型的，温度传感器是嵌入在传感器组件中的管芯。操作中，中央处理器112可能执行根据实施例的计算机程序。计算机程序可能是在中央处理器112的内部或外部。温度传感器114可能重复执行温度测量。中央处理器112可能与温度传感器114通信，以检索测量到的温度，并将它们存储在存储装置中，例如，它可能被用作执行计算的工作存储器。

环境温度的计算可能是基于牛顿冷却定律。根据牛顿冷却定律，物体的温度变化率与它自身的温度和环境温度之间的差异大小成正比。这可以通过公式来描述，其中，T_A是环境温度，T是物体当前的温度，k是常数：

$\frac{dT}{dt}=-k(T_A-T)$

展开该公式：

$\frac{dT}{dt}=-k(T_A-T)$

$\∫\frac{1}{T_A-T}dT=\∫(-k)dt$

ln(T_A-T)＝-kt+ln(c)

$\frac{T_A-T}{c}=e^{-kt}$

T_A-T＝ce^-kt

应用初始条件(O，T_O)，即物体在0时刻的初始温度T₀，给出了：

c＝T_A-T₀

T＝T_A-(T_A-T₀)e^-kt

因此，从牛顿冷却定律，得到了公式，确定了物体的当前温度T作为环境温度T_A、物体的初始温度T₀和时间的函数。在基于半导体的温度传感器的情况下，传感器组件(它的内部嵌入传感器管芯)和印刷电路板PCB(它上面设有传感器组件)可能会影响传感器管芯的温度。两个物体，即传感器组件和设置有传感器组件的PCB，经受由于环境空气的温度的变化导致的温度变化。

通过实验，发现热响应曲线可以通过Tsensor≈α(Tpackage)+β(Tpcb)来描述，其中Tsensor是传感器管芯的当前温度(即传感器测量的当前温度)，Tpackage是传感器组件的当前温度，Tpcb是设有传感器组件的印刷电路板的当前温度，因此，最终的公式可以改写为：

$Tsensor=\mathrm{\α}\[T_A-(T_A-T_0)e^{-k_{1}t}\]+\mathrm{\β}\[T_A-(T_A-T_0)e^{-k_{2}t}\]$

应该注意的是，传感器组件的初始温度假定与PCB的初始温度和传感器管芯的初始温度是一样的。也就是说，假定，在0时刻，传感器管芯，传感器组件和PCB具有温度值T₀。理想的，初始条件是温度是静态的，最好是边缘的过渡。在这样的状态，管芯、传感器组件和PCB的温度是大致相等的。任何已知的用于检测该初始条件的方法都可以应用到本发明中。非限制的，这样的方法包括，温度变化的定时取样，温度趋势检测技术和边缘检测技术。最终的，环境温度T_A可以用以下公式计算：

$T_A=\frac{Tsensor-T_0{e}^{-k_{2}t}+{\mathrm{\αT}}_0(e^{-k_{2}t}-e^{-k_{1}t})}{1-e^{-k_{2}t}+\mathrm{\α}(e^{-k_{2}t}-e^{-k_{1}t})}$

其中，k1是指示传感器组件的热力学性质的常数，k2是指示其次重要的影响的热力学性质的常数，即PCB，α＝1-β。常数反映了传感器组件和传感器管芯对于传感器管芯温度(Tsensor)的影响的各自的贡献的比例。

发明人通过实验发现近似环境温度减少了响应时间。系数k1、k2和可能足够描述移动设备外壳内的温度传感器的热学特性。为了校准该方法，用于移动设备，系数k1，k2和可能通过实验来确定。这可能通过以下步骤来实现：第一，温度值可能被测量和记录在日志文件中，然后，可以确定和曲线拟合来找到系数k1、k2和的标称值。确定了k1和k2的标称值后，可以在k2上加一些自由度。K2的标称值可能是通过估计来校准的，例如，通过估计它作为k2的标称值的百分数，或者通过进一步的实验，例如把极端的导热系数导入移动电话。

应该注意的是，对传感器管芯的温度(Tsensor)的进一步影响也应该纳入考虑。例如，本领域的技术人员应该知道，有可能的，考虑移动设备的外壳对传感器管芯的影响，另外还有传感器组件的影响和PCB的影响。在那种情况下，传感器管芯(Tsensor)的当前温度可能是通过来表示，上述用于计算环境温度(T_A)的公式可能相应的修改。

图2示出了应用这类移动设备的操作方法的效果。在这例子中，环境温度突然从40降到25。上面的线显示了该温度传感器测量的”原始“的温度值。下面的线202显示了估计的环境温度，即根据前面揭露的方法计算的环境温度。该图显示了得到估计结果比对应于新环境温度的原始温度值早了将近2500秒。

根据一个或多个示范性的实施例，可能定义多个热量简况，每个热量简况对应于预定的环境条件，并包括用于温度值变化率的参考值。并且，移动设备周围的环境条件可能通过以下步骤确定：多个测量的温度值的变化率可能与参考值做比较。然后，选择最接近于该测量温度的变化率的参考值。然后，可以选择包括该参考值的热量简况。最后，可以推断移动设备周围的环境条件和对应于所选择的的参考值的预定环境温度条件是一样的。这些步骤可能通过处理单元再一次的来执行，例如，通过执行计算机程序来执行所述步骤。以这样的方式，该移动设备可能指示用户移动设备周围存在什么样的环境条件。

根据本发明的实施例，具有嵌入的温度传感器的设备的温度变化率可以通过一组常数来描述。这样的一组常数可能定义设备的热简况。热量简况可能是基于至少三个常数：k1和k2。不同的热量简况可能对应于不同的环境条件，例如天气条件或者周围的物质条件。例如，在静止空气中，设备可能是通过特定的一组常数来描述的。当环境改变的时候，例如由于对流或者金属的表面的邻近，设备可能由不同的常数组来描述，即不同的温度变化率。根据本发明的实施例，因此，包括用于温度变化的参考值的热量简况可以被确定。基于测量的温度值的温度变化率，可能与这些参考值进行比较，为了找到上述的最接近的匹配。多个热量简况可能被定义，例如，一个用于空气对流，一个用于金属表面接近，一个用于木表面接近，另一个用于在手中握住设备。在示范性的说明中，例如，可以保留短的历史温度。然后，温度改变的历史可能与通过不同热量常数组描述的曲线相匹配，或者，使用温度值的历史，曲线的热量常数可能被计算或与一组预先校准的常数相比较，该预先校准的常数最好的显示了影响温度读取的环境条件。

图3示出了环境条件改变对温度改变的效果。环境条件，例如风(更高的空气对流)最好的由低常数值k2代表，这会导致较短的响应时间，即在温度传感器测量的原始温度值匹配于实际的新的环境温度之前，花费相对少的时间。当物体接近于金属表面(高热传导)，系数k2可能具有中间值，响应时间是中等的。当物体是在例如包里，其阻止了对流，系数k2可能具有相对高的值，则响应时间较长。

应该理解的是，上述实施例用不同的物体来描述。特别的是，一些实施例用方法权利要求描述，一些实施例用装置权利要求描述。然而，本领域的技术人员应该知道，属于一个类型的主题的也可能与不同类型主题的相关的特征相结合，特别是可以将方法权利要求与装置权利要求的特征相结合。

而且，应该理解，图是示意性的。在不同的图中，相似或相同的元件使用相同的参考符号。而且，应当理解的是，提供说明性的实施例，本领域技术人员知晓的惯用技术本文不一定描述。应该理解的是，在工程或设计项目中，应该做许多具体执行决定，以达到开发者特体的目的，受到系统相关或商业先关的约束。并且，应该理解的是，研发计划可能是旷日持久的，并且对于普通技术人员不是设计、制造的常规事业。

最后的，应当理解的是，本领域技术人员将能设计权利要求范围内的许多替换的实施例。在权利要求中，任何括号内的参考符号将不会限制权利要求。词语“包含”或者“包括”并不排除权利要求未列举的元件或步骤。词语包含或者包括并不排除权利要求未列举的元件或步骤。权利要求中的方法可以通过包括一些明确元件的硬件来实现和/或通过合适的程序处理器来实现。在包含一些装置的设备权利要求中，一些设备可以结合在一个硬件上。不同的独立权利要求引用的特定的方法并不代表不可以结合这些方法。

参考符号列表

100操作移动设备的方法

102测量初始温度值

104测量当前温度值

106计算环境温度

108移动设备

110印刷电路板

112中央处理器

114温度传感器

200测量的温度值

202计算环境温度

Claims (14)

1.一种操作移动设备的方法，包括：

包含在移动设备中的温度传感器，在第一时间瞬间，测量初始温度值；

该温度传感器在第二时间瞬间，测量当前温度值；

包含在移动设备中的处理单元，依靠初始温度值、当前温度值和至少另一个指示温度传感器上的移动设备元件的热量影响的值来计算移动设备周围的环境温度。

2.如权利要求1所述的方法，所述处理单元依靠指示包括温度传感器的传感器组件的热量影响的另一个值来计算环境温度。

3.如权利要求2所述的方法，所述处理单元依靠指示设置有传感器组件的印刷电路板的热量影响的另一个值来计算环境温度。

4.如前述任一项权利要求所述的方法，所述处理单元依靠指示移动设备的外壳的热量影响的另一个值来计算环境温度。

5.如前述任一项权利要求所述的方法，所述处理单元依靠指示温度传感器上不同的移动设备元件对热量影响的分别的贡献的比例来计算环境温度。

6.一种操作移动设备的方法，包括：

温度传感器测量多个温度值；和

处理单元通过以下步骤确定移动设备周围的环境条件：

确定测量的温度值的变化率；

比较该确定的变化率与多个不同的对应于预定环境条件的参考值；

选择最接近于确定的变化率的参考值，和

推断移动设备周围的环境条件和对应于所选择的参考值的预定环境条件是一样的。

7.如权利要求6所述的方法，每个多个不同的参考值被包括在多个热量简况中的一个中。

8.如权利要求6或7所述的方法，其中，至少一个预定的环境条件对应于天气条件，和/或至少一个预定的环境条件对应于周围物质条件。

9.一种移动设备，包括：

温度传感器，被安排为在第一时间瞬间，测量初始温度值和，在第二时间瞬间，测量当前温度值；

处理单元，被安排为依靠初始温度值、当前温度值和至少另一个指示温度传感器上的移动设备元件的热量影响的值来计算移动设备周围的环境温度。

10.如权利要求9所述的移动设备，所述处理单元被安排为依靠指示包括温度传感器的传感器组件的热量影响的另一个值来计算环境温度。

11.如权利要求10所述的移动设备，所述处理单元被安排为依靠指示设置有传感器组件的印刷电路板的热量影响的另一个值来计算环境温度。

12.如权利要求9到11任一项所述的移动设备，所述处理单元被安排为依靠指示移动设备的外壳的热量影响的另一个值来计算环境温度。

13.如权利要求9到12任一项所述的移动设备，所述处理单元被安排为进一步依靠指示温度传感器上不同的移动设备元件对热量影响的分别的贡献的比例来计算环境温度。

14.一种移动设备，包括温度传感器和处理单元，其中：

温度传感器，被安排为测量多个温度值；和

处理单元，被安排为通过以下步骤确定移动设备周围的环境条件：

确定测量的温度值的变化率；

比较所确定的变化率与多个不同的对应于预定环境条件的参考值；

选择最接近于确定的变化率的参考值，和

推断移动设备周围的环境条件和对应于所选择的参考值的预定环境温度条件是一样的。