CN106208307A - 无线通信装置及其能量管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信技术领域，公开了一种无线通信装置及用于该无线通信装置的能量管理方法，该无线通信装置包含：通信模块，用于执行所述无线通信装置的无线通信功能；能量收集器件，用于将非电能转化为电能；储能电池，用于储存所述电能；以及电池管理模块，用于利用所述储能电池所储存的电能给所述通信模块供电。通过本发明，既可保持了无线通信装置使用的可移动性，又可以延长无线通信装置的使用时长。

Description

无线通信装置及其能量管理方法

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体地，涉及一种无线通信装置及用于该无线通信装置的能量管理方法。

背景技术

随着物联网的发展，采用无线通信装置进行无线通信已经成为大部分物联网设备的趋势。目前，无线通信装置主要以直流电源作为其供电源，此类无线通信装置的典型代表为无线路由器、基站等等，还有一部分无线通信装置以储能电池作为其供电源，此类无线通信装置的典型代表为手机、ipad等等，另外还有部分无线通信装置可采用直流电源及储能电池作为其供电源，例如笔记本电脑，其在被接入直流电源时以该直流电源作为供电源，在其未被接入直流电源时以储能电池作为其供电源。

当采用直流电源供电时，一般需要AC-DC转换器，连接电源线，这样会导致无线通信装置的移动性就比较差；当采用电池供电时，由于电池容量有限，导致无线通信装置的使用时间较短。对此，能量收集技术成为了研究热点。亟须研制出一种带有能量收集技术的无线通信装置，以在保持无线通信装置移动性的同时，延长其工作时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种无线通信装置及用于该无线通信装置的能量管理方法，其既可保持了无线通信装置使用的可移动性，又可以延长无线通信装置的使用时长。

为了实现上述目的，本发明提供一种无线通信装置，该无线通信装置包含：通信模块，用于执行所述无线通信装置的无线通信功能；能量收集器件，用于将非电能转化为电能；储能电池，用于储存所述电能；以及电池管理模块，用于利用所述储能电池所储存的电能给所述通信模块供电。

可选的，所述非电能包含以下中的一者或多者：光能、热能、风能、声能、机械能以及电磁波能。

可选的，所述通信模块为以下中的一者或多者：Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块、红外模块、以及Z-wave模块。

可选的，所述能量收集器件用于检测所述非电能的等级；以及所述电池管理模块用于在所述非电能的等级大于一阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电，其中所述阈值与所述储能电池充电所需最低功耗有关。

可选的，所述电池管理模块还用于在所述储能电池的电荷量小于预设值且所述非电能的等级大于所述阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。

可选的，该无线通信装置还包含：温度传感器，用于检测所述储能电池的温度；所述电池管理模块用于在所述温度低于一预设温度值且所述非电能的等级大于所述阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。

相应的，本发明还提供一种用于无线通信装置的能量管理方法，该方法包括：收集非电能，并将该非电能转化为电能；将所述电能存储至储能电池；以及利用所述储能电池所储存的电能给所述无线通信装置的通信模块供电。

可选的，所述非电能包含以下中的一者或多者：光能、热能、风能、声能、机械能以及电磁波能。

可选的，所述通信模块为以下中的一者或多者：Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块、红外模块、以及Z-wave模块。

可选的，该方法还包括：检测所述非电能的等级；以及在所述非电能的等级大于一阈值的情况下，控制利用所述非电能给所述储能电池充电，其中所述阈值与所述储能电池充电所需最低功耗有关。

可选的，在所述储能电池的电荷量小于预设值且所述非电能的等级大于所述阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。

可选的，该方法还包括：检测所述储能电池的温度；以及在所述温度低于一预设温度值且所述非电能的等级大于所述阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。

通过上述技术方案可广泛利用自然界的其他能量来为所述储能电池充电，而无需依赖于电网资源，从而在保持所述无线通信装置移动性的同时，增加其工作时长。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一实施例提供的无线通信装置的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的无线通信装置的结构示意图；

图3为本发明一实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法的流程图；

图4为本发明另一实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法的流程图；

图5为本发明再一实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法的流程图；以及

图6为本发明更进一步的实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法的流程图。

附图标记说明

10 通信模块 20 能量收集器件

30 储能电池 40 电池管理模块

50 温度传感器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1为本发明一实施例提供的无线通信装置的结构示意图。如图1所示，本发明一实施例提供了一种无线通信装置，该无线通信装置包含：通信模块10，用于执行所述无线通信装置的无线通信功能；能量收集器件20，用于将非电能转化为电能；储能电池30，用于储存所述电能，该储能电池例如可为镍镉(NiCd)电池、镍锌(NiZn)电池、镍氢(NiMH)电池、锂离子(Li-ion)电池、太阳能电池、燃料电池等；以及电池管理模块40，用于利用所述储能电池30所储存的电能给所述通信模块10供电。藉此，可广泛利用自然界的其他能量来为所述储能电池充电，而无需依赖于电网资源，从而在保持所述无线通信装置移动性的同时，增加其工作时长。本发明的该无线通信装置可适用于用户设备(UE)、移动站、固定或移动用户单元、寻呼机、蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、智能电话、便携式电脑、上网本、个人计算机、无线传感器、消费电子产品等等。

其中，所述非电能可包含以下中的一者或多者：光能、热能、风能、声能、机械能以及电磁波能。所述光能例如可为太阳光、环境光等；所述热能例如可为无线通信装置自身所散发的热量，亦可为其外部的人体、环境所散发的热量；所述风能例如可为自然界的风能，亦可为无线通信装置移动所产生的风能；所述声能例如可为所述无线通信装置自身所发出的声音，亦可为其所处环境内由其他设备、人体、或动物所产生的声音；所述机械能例如可为无线通信装置振动或移动所产生的动能；所述电磁波能例如可为空气中所传播的电磁波。所有可实现将上述非电能转换为电能的能量收集器件均可适用于此。例如，在收集的非电能为光能的情况下，所述能量收集器件可为光能收集器件，该光能收集器件包含大角度的光能收集透镜，结构紧凑，线路较短，损耗较低，可以以较低的功耗运行。

其中，所述通信模块可为以下中的一者或多者：Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块、红外模块、以及Z-wave模块。这些模块均为无线通信模块，当然本发明并不限于此，支持其他协议的无线通信模块亦可适用于此。

当然，所述无线通信装置还可包含其他元器件，例如处理器、收发信机、晶振、发射/接收元件、扬声器/麦克风、键盘、显示屏/触摸板、不可移除存储器、可移除存储器、全球定位系统(GPS)芯片组和其他外围设备等元器件，这些元器件与本发明的保护主旨并无较大的关联，故于此不再赘述。。

优选地，所述能量收集器件可检测所述非电能的等级，所述电池管理模块可在所述非电能的等级大于一阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电，其中所述阈值与所述储能电池充电所需最低功耗有关。藉此，可避免以过小的电能给所述储能电池充电，持续占用该储能电池的充电时间，却无法对该储能电池进行有效充电。

所述非电能等级的检测可直接对所述非电能进行检测，以光能为例，可直接检测光强，在光强低于预设值的情况下，认为其等级低于所述阈值，亦可将所述非电能转换为电能之后对该电能的大小进行检测，在该电能低于预设值的情况下，认为所述非电能的等级低于所述阈值。

为避免不必要的充电，所述电池管理模块还可在所述储能电池的电荷量小于预设值且所述非电能的等级大于所述阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。例如，在所述储能电池的电荷量低于50％的情况下，可控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电，在电荷量高于50％的情况下，可不必利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。

图2为本发明另一实施例提供的无线通信装置的结构示意图。与图1所示无线通信装置的不同之处在于，该图2所示的无线通信装置还包含：温度传感器，用于检测所述储能电池的温度，该温度传感器例如可为热电阻式温度传感器或热电偶式温度传感器。所述电池管理模块可在所述储能电池温度低于一预设温度值且所述非电能的等级大于所述阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。藉此，可避免在温度过高的情况下对储能电池充电而对该储能电池造成损害。

当然，所述电池管理模块除了考虑储能电池温度及所述非电能的等级之外，还可考虑所述储能电池的电荷量，即，在同时满足以下三个条件的情况下方控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电：1)储能电池的电荷量小于预设值；2)所述非电能的等级大于所述阈值；以及3)所述储能电池的温度低于一预设温度值。

图3为本发明一实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法的流程图。相应的，本发明一实施例还提供一种用于无线通信装置的能量管理方法，该方法包括：

步骤S110，收集非电能，并将该非电能转化为电能。该非电能可包含以下中的一者或多者：光能、热能、风能、机械能以及电磁波能。

步骤S120，将所述电能存储至储能电池。

步骤S130，利用所述储能电池所储存的电能给所述无线通信装置的通信模块供电。

藉此，可广泛利用自然界的其他能量来为所述储能电池充电，而无需依赖于电网资源，从而在保持所述无线通信装置移动性的同时，增加其工作时长。

图4为本发明另一实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法的流程图。如图4所示，本发明另一实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法包括：

步骤S210，收集非电能，并将该非电能转化为电能。该非电能可包含以下中的一者或多者：光能、热能、风能、机械能以及电磁波能。

步骤S220，检测所述非电能的等级。该非电能等级的检测可直接对所述非电能进行检测，以光能为例，可直接检测光强，亦可将所述非电能转换为电能之后对该电能的大小进行检测，进而间接得到所述非电能的等级。

步骤S230，判断所述非电能的等级是否大于一阈值，该阈值与所述储能电池充电所需最低功耗有关。以光能为例，可直接检测光强，在光强低于预设值的情况下，认为其等级低于所述阈值，亦可将所述非电能转换为电能之后对该电能的大小进行检测，在该电能低于预设值的情况下，认为所述非电能的等级低于所述阈值。在所述非电能的等级大于一阈值的情况下，执行步骤S240，否则重新执行步骤S210。

步骤S240，控制利用所述非电能给所述储能电池充电。

步骤S250，利用所述储能电池所储存的电能给所述无线通信装置的通信模块供电。

该图4所示的实施例与图3所示实施例的不同之处在于，其进一步包含了步骤S220及S230，从而可避免以过小的电能给所述储能电池充电，持续占用该储能电池的充电时间，却无法对该储能电池进行有效充电。

图5为本发明再一实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法的流程图。如图5所示，本发明再一实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法包括：

步骤S310，收集非电能，并将该非电能转化为电能。该非电能可包含以下中的一者或多者：光能、热能、风能、机械能以及电磁波能。

步骤S320，检测所述非电能的等级。该非电能等级的检测可直接对所述非电能进行检测，以光能为例，可直接检测光强，亦可将所述非电能转换为电能之后对该电能的大小进行检测，进而间接得到所述非电能的等级。

步骤S330，判断所述非电能的等级是否大于一阈值，该阈值与所述储能电池充电所需最低功耗有关。以光能为例，可直接检测光强，在光强低于预设值的情况下，认为其等级低于所述阈值，亦可将所述非电能转换为电能之后对该电能的大小进行检测，在该电能低于预设值的情况下，认为所述非电能的等级低于所述阈值。在所述非电能的等级大于一阈值的情况下，执行步骤S340，否则重新执行步骤S310。

步骤S340，判断所述蓄电池的电荷量是否小于预设值，例如50％。在电荷量小于50％的情况下，执行步骤S350，否则重新执行步骤S310。

步骤S350，控制利用所述非电能给所述储能电池充电。

步骤S360，利用所述储能电池所储存的电能给所述无线通信装置的通信模块供电。

该图5所示的实施例与图4所示实施例的不同之处在于，其进一步考虑了储能电池自身电荷量这一因素，以避免比不必要的充电，即增加了步骤S340，在电荷量高于例如50％的情况下，可不必利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。

图6为本发明更进一步的实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法的流程图。如图6所示，本发明更进一步的实施例提供的用于无线通信装置的能量管理方法包括：

步骤S410，收集非电能，并将该非电能转化为电能。该非电能可包含以下中的一者或多者：光能、热能、风能、机械能以及电磁波能。

步骤S420，检测所述非电能的等级。该非电能等级的检测可直接对所述非电能进行检测，以光能为例，可直接检测光强，亦可将所述非电能转换为电能之后对该电能的大小进行检测，进而间接得到所述非电能的等级。

步骤S430，判断所述非电能的等级是否大于一阈值，该阈值与所述储能电池充电所需最低功耗有关。以光能为例，可直接检测光强，在光强低于预设值的情况下，认为其等级低于所述阈值，亦可将所述非电能转换为电能之后对该电能的大小进行检测，在该电能低于预设值的情况下，认为所述非电能的等级低于所述阈值。在所述非电能的等级大于一阈值的情况下，执行步骤S440，否则重新执行步骤S410。

步骤S440，判断所述蓄电池的电荷量是否小于预设值，例如50％。在电荷量小于50％的情况下，执行步骤S450，否则重新执行步骤S410。

步骤S450，检测所述储能电池的温度，例如可通过热电阻式温度传感器或热电偶式温度传感器进行检测。

步骤S460，判断所述储能电池温度是否低于一预设温度值，在低于该预设温度之的情况下，则执行步骤S470，否则执行步骤S410。

步骤S470，控制利用所述非电能给所述储能电池充电。

步骤S480，利用所述储能电池所储存的电能给所述无线通信装置的通信模块供电。

该图6所示的实施例与图5所示实施例的不同之处在于，其进一步考虑了储能电池的温度这一因素，以避免在温度过高的情况下对储能电池充电而对该储能电池造成损害。其增加了步骤S450及S460，在储能电池的温度高于60摄氏度的情况下，可不对所述储能电池充电。

需要说明的是，上述图4-6所示的用于无线通信装置的能量管理方法内所包含的步骤的执行顺序并非必须如流程图所示那样，对于储能电池的温度、非电能的等级、以及储能电池的电荷量这三个因素的考量及判断可并行进行、或可以以其他顺序进行，并不限于图中所示的顺序。另外，利用所述储能电池所储存的电能给所述无线通信装置的通信模块供电这一步骤亦可并行于其他步骤进行。

尽管以上以特定组合描述了特征和元件，但是本领域技术人员将会理解每个特征或元件可以单独使用或者与其它特征和元件的任何组合使用。此外，此处描述的技术可以在由计算机或处理器执行的计算机程序、软件或固件中实施，其中所述计算机程序、软件或固件被包含在计算机可读存储介质中。计算机可读介质的实例包括电子信号(通过有线或无线连接而传送)和计算机可读存储介质。关于计算机可读存储介质的实例包括但不局限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、寄存器、缓冲存储器、半导体存储设备、磁介质(例如内部硬盘和可移动磁盘)、磁光介质和CD-ROM光盘和数字多功能光盘(DVD)之类的光介质。与软件有关的处理器可以被用于实施在WTRU、UE、终端、基站、RNC或任何主计算机中使用的无线电频率收发信机。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (12)

1.一种无线通信装置，其特征在于，该无线通信装置包含：

通信模块，用于执行所述无线通信装置的无线通信功能；

能量收集器件，用于将非电能转化为电能；

储能电池，用于储存所述电能；以及

电池管理模块，用于利用所述储能电池所储存的电能给所述通信模块供电。

2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述非电能包含以下中的一者或多者：光能、热能、风能、声能、机械能以及电磁波能。

3.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，所述通信模块为以下中的一者或多者：Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块、红外模块、以及Z-wave模块。

4.根据权利要求1-3中任一项权利要求所述的无线通信装置，其特征在于，

所述能量收集器件用于检测所述非电能的等级；以及

所述电池管理模块用于在所述非电能的等级大于一阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电，其中所述阈值与所述储能电池充电所需最低功耗有关。

5.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，所述电池管理模块还用于在所述储能电池的电荷量小于预设值且所述非电能的等级大于所述阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。

6.根据权利要求4所述的无线通信装置，其特征在于，该无线通信装置还包含：

温度传感器，用于检测所述储能电池的温度；

所述电池管理模块用于在所述温度低于一预设温度值且所述非电能的等级大于所述阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。

7.一种用于无线通信装置的能量管理方法，其特征在于，该方法包括：

收集非电能，并将该非电能转化为电能；

将所述电能存储至储能电池；以及

利用所述储能电池所储存的电能给所述无线通信装置的通信模块供电。

8.根据权利要求7所述的能量管理方法，其特征在于，所述非电能包含以下中的一者或多者：光能、热能、风能、声能、机械能以及电磁波能。

9.根据权利要求7所述的能量管理方法，其特征在于，所述通信模块为以下中的一者或多者：Wi-Fi模块、蓝牙模块、Zigbee模块、红外模块、以及Z-wave模块。

10.根据权利要求7-9中任一项权利要求所述的能量管理方法，其特征在于，该方法还包括：

检测所述非电能的等级；以及

在所述非电能的等级大于一阈值的情况下，控制利用所述非电能给所述储能电池充电，其中所述阈值与所述储能电池充电所需最低功耗有关。

11.根据权利要求10所述的能量管理方法，其特征在于，在所述储能电池的电荷量小于预设值且所述非电能的等级大于所述阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。

12.根据权利要求10所述的能量管理方法，其特征在于，该方法还包括：

检测所述储能电池的温度；以及

在所述温度低于一预设温度值且所述非电能的等级大于所述阈值的情况下，控制利用所述能量收集器件所收集的非电能给所述储能电池充电。