CN106462846B - 利用即用即付技术的太阳能照明 - Google Patents

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Abstract

公开了通过使用即用即付(PAYG)技术向消费者提供太阳能照明和电力的系统、设备和方法。PAYG技术允许消费者为包括照明单元的太阳能能量系统进行递增支付。可以通过智能电话进行支付。使用线缆连接智能电话的音频插口与照明单元的PV电力插口。在线缆上通过智能电话在服务提供者与照明单元之间传输包括关于激活、支付、使用和状态的数据的模拟AC信号。照明单元的电力插口还被用于连接到充电单元的太阳能面板和照明单元的电池。

Description

利用即用即付技术的太阳能照明
相关申请的交叉引用
本申请要求于2014年4月2日提交的美国临时专利申请号No.61/974288和于2014年11月20日提交的美国临时专利申请号No.62/082521的权益，其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及通过使用即用即付(pay-as-you-go,PAYG)技术向消费者提供照明和电力的设备和方法。特别地，PAYG设备可以包括便于与智能电话通信的线缆，其中智能电话由消费者操作，或者由管理多个消费者的交易的代理操作。
背景技术
超过15亿人缺乏对电的获取。全球人口的这一部分是离网(off-grid)的，并且被称为社会经济金字塔的底部。“金字塔的底部”包括超过40亿人，其将高达30％的家庭收入花费在昂贵的电池和低质量的、危险的基于燃料的光源(诸如煤油)上，以满足他们的能量需求。这些家庭中的家庭成员每夜吸入有毒的煤油烟。此外，儿童很难学习，因为他们依靠使用昏暗的煤油灯。
在这些市场中的许多离网家庭拥有一般被称为“功能电话(feature phone)”(例如，诺基亚的砖头电话(brick phones))的蜂窝电话，该电话不能运行第三方软件应用。离网的“金字塔的底部”的家庭成员可能行进几小时来从最近的电网电源为他们的消费电子设备(诸如蜂窝电话)充电，为此经常支付非常高的价格。分布的太阳能能量产品可以提供室内照明和电源以解决这一问题；然而，离网的“金字塔的底部”的消费者在一定时间内手头很少有足够的现金来一次直接以零售价购买他们自己的太阳能家庭系统。
传统的对于太阳能家庭能量系统的出租或现金收集计划已经被证明为成本太高或太困难而不能进行有效地规模化。移动货币平台的增长和遍布许多离网市场的广泛的蜂窝基础设施给出了使用即用即付(PAYG)技术利用这一基础设施来便宜并且安全地为大规模的太阳能家庭系统提供融资的机会。然而，通信支付的方法和对于PAYG电子设备的诊断数据趋于不安全和不可靠。相应地，存在对于一种利用即用即付定价结构为“金字塔的底部”的家庭提供照明和能量的安全的方式的需求。
移动货币支付系统是已知的。例如，美国专利公开No.2011/0270764描述了一种使用销售点设备和用户的蜂窝电话执行电子交易的系统。然而，这一申请没有描述消费者使用线缆将在能量设备或器具上的插口物理地连接到在移动电话上的音频插口用于转移数据，或用于能量设备的管理和监控。这一申请也没有描述消费者使用在能量设备上的相同的插口来接受太阳能面板插头或其它能量源，从而为在能量设备中的电池充电。此外，这一申请没有描述代理的网络，其可以便于多个消费者与服务提供者之间的交易。
发明内容
由于许多原因，在发展中国家为家庭提供对能量的获取是有问题的。首先，提供能量获取的最直接的方式是通过不需要大规模基础设施的离网设备。第二，在发展中国家的规模化的离网能量获取需要简单的消费者融资和高性能、高质量的太阳能能量产品。第三，由于在遥远的离网区域(一般称为“最后一英里(last mile)”)中进行分布的高成本，由此降低了利润率，所以规模化的离网能量获取经常是挑战性的。第四，能量服务提供者缺乏管理和监控离网太阳能能量产品的有效的方式。最后，太阳能能量产品缺乏可靠地接受电力并且与外部设备通信的简单的方式。
发明人开发了所公开的即用即付(PAYG)太阳能能量设备，可以通过使用线缆将其物理地连接到移动电话。公开的基于线缆的PAYG设备使用蜂窝网络或其它无线网络(例如，数据网络)将信息从服务提供者传输到运行第三方客户侧应用的智能电话，如安卓(ANDROID)智能电话。随后，通过线缆将数据从智能电话传输到太阳能能量设备。在一些实施例中，移动电话由消费者或服务多个消费者的代理操作。
消费者或代理使用智能电话为他们的太阳能能量设备“充值(top-up)”。充值过程是指进行支付以保持太阳能能量设备激活。虽然服务提供者可以使用装备有智能电话和线缆的代理来促进充值同步(“同步，sync”)，但一些实施例不需要代理。只要消费者可以使用运行客户侧应用的智能电话以访问服务提供者，消费者就可以使太阳能能量设备与服务提供者的后端系统同步，从而将支付信息应用到设备。随着智能电话变得越来越受欢迎，消费者可能可以使用他们自己的智能电话，或者他们可能可以使用邻居的智能电话，来为他们的太阳能能量设备充值。在一些实施例中，可以使客户侧应用通过常规的应用商店可用于公众下载，其中应用商店可以通过智能电话访问。
在一些实施例中，在服务提供者的后端系统和客户侧应用数据，与在智能电话上运行的客户侧应用和来自太阳能能量设备的数据之间存在关系；然而，这一关系可能不是一对一对应。相应地，可以在太阳能能量设备与后端系统之间的客户侧应用处操纵或调制这一数据。
基于线缆的PAYG可以实现以下任何过程，从而为太阳能能量设备充值：(1)消费者可以将太阳能能量设备携带到执行充值过程的代理处，这对于便携单元或者具有可移除的、便携的“充值箱”的固定的单元多半是可行的；(2)消费者可以有智能电话，并且可以通过从应用商店下载客户侧应用来使用电话执行充值过程，或者分销商可以将具有应用的智能手机与太阳能能量设备的成本捆绑；(3)漫游代理可以在消费者家庭的社区周围行进，以执行充值；或者(4)可以训练当地的MPESA(支付)代理作为充值代理，并且可以为其装备智能电话和线缆，以使得消费者可以从相同的代理进行MPESA支付和充值。
公开的PAYG太阳能能量设备可以以低的预付成本卖给消费者，并且可以随着时间在消费者消费能量时递增地为该太阳能能量设备付款(例如，预付的)，以向农村离网市场区段供应照明源和电源。使用公开的线缆将在太阳能能量设备上的插口连接到智能电话的音频插口导致安全并且可靠的双向通信，双向通信促进管理和监控。可以使用在太阳能能量设备上的相同的插口连接到太阳能面板，从而为在太阳能能量设备中的内部电池充电。此外，使用代理来管理多个太阳能能量设备可以帮助将使用扩展到不拥有支持第三方客户侧应用的智能电话的离网市场消费者。因此，代理可以装备有可以运行适当的客户侧应用的智能电话。
在一些实施例中，由服务提供者监控太阳能能量设备。每个太阳能能量设备可以通过另一个设备(诸如智能电话)在网络上与服务提供者通信。通过使用线缆，太阳能能量设备可以连接到由服务提供者或其他分销商操作的智能电话。太阳能能量设备与智能电话之间的通信可以包括被用于实行各种业务的模拟AC信号。代理可以被在地理上分散到区域中心(hub)。每个代理促进服务提供者与在特定的地理区域中的多个太阳能能量设备之间的通信。
在一些实施例中，初始地，消费者向代理支付预付成本(例如，定金(downpayment))以购买激活他或她的太阳能能量设备的“能量信用”。定金是消费者可以支付以带走太阳能设备的价格。在一些实施例中，服务提供者可以选择在定金中包括“免费周的能量”。此后，消费者可以购买他们使用的能量，使用的能量或者根据时间定价，或者根据使用定价。
在一些实施例中，消费者可以使用现有的移动货币基础设施来经由USSD、SMS、SIM应用工具箱(STK)或者任何其它协议向服务提供者发送电子支付。一旦服务提供者接收到支付，就可以使数据传输对消费者的移动电话可用。例如，通过使用线缆，消费者可以将他或她的移动电话连接到消费者的太阳能能量设备。数据通过线缆被传输到消费者的太阳能能量设备以提供能量信用。此外，例如，通过相同的线缆将关于诊断信息的数据从消费者的太阳能能量设备传输到消费者的移动电话。随后，从消费者的太阳能能量设备提供的数据可以通过蜂窝网络被传输到服务提供者。在一些实施例中，代理可以向许多消费者提供这些相同的服务。
具体地，消费者可以将线缆的一端连接到在太阳能能量设备上的插口。这一插口可以是2通道插口，与筒状连接器(barrel connector)相似。消费者可以将线缆的另一端连接到智能电话的音频插口。随后，消费者可以使用在智能电话上运行的客户侧应用来实行服务提供者与太阳能能量设备之间的交易。例如，这些交易包括激活太阳能能量设备和接受支付以保持设备激活。此外，可以使用在太阳能能量设备上的相同的插口来连接到太阳能面板，从而为在太阳能能量设备中的电池充电。
可以通过在智能电话与太阳能能量设备之间的线缆传输模拟AC信号。可以使用频移键控(Frequency-Shift Keying,FSK)技术来生成作为在AC信号中的离散的频率改变的信息的传输。在太阳能能量设备中的微处理器可以解码嵌入在AC信号中的数据，从而在一段时间内激活设备。在一些实施例中，在太阳能能量设备中的存储器储存使用和诊断数据。微处理器可以将使用和诊断数据编码成数据信号，通过使用连接到智能电话的线缆将该数据信号传输到服务提供者。
服务提供者可以基于从太阳能能量设备接收的数据来监控和追踪太阳能能量设备。可以将数据用于检修、维护和修复。在一些实施例中，数据可以包括通知代理关于检测到的问题的警报。例如，代理可以通过替换故障电池来检修太阳能能量设备。在一些实施例中，可以将警报作为SMS文本消息发送到与消费者的太阳能能量设备或账户号码相关联的代理。在一些实施例中，追踪的数据可以包括每天使用的次数、运行效率等。这一数据可以被用于基于典型的家庭使用设计未来的产品。此外，使用数据可以为获得碳信用计划的资格提供证明，因为太阳能能量设备代替了煤油设备。此外，偿付数据可以被用于建立无银行账户的消费者的信用历史，以使其能为更大的太阳能产品或其它使用得到额外的融资。
在一些实施例中，即用即付装置包括用于储存电力的电池，以及被配置为接收太阳能面板生成的电力并且促进即用即付装置与智能电话之间的双向通信的插口。接收的电力被储存在电池中。在一些实施例中，即用即付装置包括：放大器，其通过下压模拟信号的在第一电压阈值以下的区域以及抬高模拟信号的在第二电压阈值以上的区域，将从智能电话接收的模拟信号转换成多个数字脉冲；微控制器，其通过测量每个数字脉冲的宽度以确定比特值(bit value)，解码被编码为多个数字脉冲的数据；以及开关，其由微控制器控制，使由智能电话传输的信号在周期性的时间间隔期间衰减，其中智能电话通过麦克风通道检测该衰减，其中该麦克风通道连接到线缆的扬声器通道，该线缆连接到插口。
在一些实施例中，通过采用开关，在线缆的单个导体上传输双向通信，以便当开关在第一定位时容许在第一方向上的传输，并且当开关在第二定位时容许在第二方向上的传输。第一方向与第二方向相反。在一些实施例中，频移键控(FSK)调制被用于在第一方向上的传输，并且协同幅移键控(amplitude-shift keying，ASK)调制被用于在第二方向上的传输。
在一些实施例中，第一线缆被用于将即用即付装置连接到太阳能面板，并且第二线缆被用于将即用即付装置连接到智能电话。第一和第二线缆可以是不同的，或者是组合的。在一些实施例中，第二线缆包括第一端和第二端，其中第一端被配置为连接到即用即付装置的插口并且仅包括两个导体，而第二端被配置为连接到智能电话的音频插口并且包括三个或更多个导体。在一些实施例中，第一端是具有弹簧接触部的光伏插头(photovoltaicplug)。在一些实施例中，第二端是尖端-环-环-套筒(tip-ring-ring-sleeve，TRRS)连接器。
在一些实施例中，尖端导体电气连接到光伏插头的中心导体，两个环导体中的一个电气连接到光伏插头的外导体，并且套筒导体电气连接到光伏插头的中心导体。在一些实施例中，在套筒导体与中心导体之间插入电阻器。
在一些实施例中，即用即付装置还包括微处理器和电力模块，其中微处理器被配置为产生和解译模拟AC信号，用于通过连接到智能电话的第二线缆与提供者系统通信，电力模块被配置为向设备提供电力。设备包含照明单元或电气插座。在一些实施例中，即用即付装置还包括控制系统，其被配置为在利用使用信用被激活时，使能即用即付装置以监控即用即付装置的使用，追踪剩余的使用信用，以及在没有剩余的使用信用时禁用即用即付装置。在一些实施例中，即用即付装置被配置为使用在智能电话上的应用与提供者系统通信。
在一些实施例中，用于在移动电话与即用即付太阳能电力设备之间传送模拟AC信号的线缆包括第一连接端和第二连接端，其中第一连接端被配置为连接到即用即付太阳能电力设备的插口并且包括中心导体和外导体，而第二连接端被配置为连接到移动电话的音频插口并且包括两个或更多个导体。在一些实施例中，线缆的第二连接端是尖端-环-环-套筒连接器。在一些实施例中，线缆的第一连接端是具有弹簧接触部的光伏插头。
在一些实施例中，尖端导体电气连接到光伏插头的中心导体，两个环导体中的一个电气连接到光伏插头的外导体，并且套筒导体电气连接到光伏插头的中心导体。在一些实施例中，在套筒导体与中心导体之间插入电阻器。在一些实施例中，电阻器等于或大于3k欧姆。
在一些实施例中，使用混合线缆将即用即付装置连接到智能电话。在一些实施例中，混合线缆包括输入连接器，输入连接器包括用于传输第一信号的第一导电部件、用于传输第二信号或地信号的第二导电部件以及用于传输第二信号或地信号的第三导电部件。在一些实施例中，混合线缆包括输出连接器，输出连接器包括用于传输第一信号的第四导电部件和用于传输地信号的第五导电部件。在一些实施例中，混合线缆包括将第一导电部件电气连接到第四导电部件、将第一和第二导电部件电气连接到第五导电部件并且被配置为将地信号从第二或第三导电部件传输到第五导电部件的电路。
在一些实施例中，混合线缆的第二信号是麦克风信号。在一些实施例中，混合线缆的电路被配置为将第二信号作为第一信号的一部分传输。在混合线缆的一些实施例中，输入连接器还包括用于与第一导电部件一起传输差分信号的第六导电部件。
在混合线缆的一些实施例中，输入连接器包括尖端-环-环-套筒连接器。在一些实施例中，输出连接器是具有弹簧接触部的光伏插头。
在混合线缆的一些实施例中，第一导电部件和第三导电部件电气连接到第四导电部件，并且第二导电部件直接电气连接到第五导电部件。在一些实施例中，第一电容器桥接第二与第三导电部件。在一些实施例中，在第一导电部件与第四导电部件之间插入第一电阻器，在第三导电部件与第四导电部件之间插入第二电容器，并且第二电阻器桥接第二与第三导电部件。在一些实施例中，第二电阻器等于或大于3k欧姆并且小于或等于10k欧姆；第一电容器等于或大于10微法(microFarad)并且小于或等于100微法；并且第二电容器等于或大于1纳法(nanoFarad)并且小于或等于10000纳法。
在一些实施例中，管理多个即用即付照明装置的方法包括在服务器处接收支付消息。支付消息从由代理操作的移动设备发送，其中代理从多个消费者收集多个支付。该方法包括将编码的数据消息从服务器传输到移动设备。编码的数据消息用于与多个消费者中的一个相关联的即用即付照明装置。该方法包括从移动设备接收数据消息。在一些实施例中，接收的数据消息包括通过使用线缆从照明装置中提取的数据，其中该线缆将移动设备的音频插口连接到照明装置的光伏插口。
在一些实施例中，该方法还包括将信息从移动设备传输到电子货币系统。该信息包括服务提供者标识信息、消费者账户和支付金额。该方法还包括授权从与代理或消费者相关联的账户扣除支付金额。
附图说明
图1是示出根据本发明的一些实施例的太阳能能量系统的组件的示意图。
图2是示出根据本发明的一些实施例的预销售注册过程的流程图。
图3是示出根据本发明的一些实施例的交付日注册过程的流程图。
图4是示出根据本发明的一些实施例的通过移动货币基础设施购买能量信用的过程的流程图。
图5是示出根据本发明的一些实施例的通过线缆链接的照明单元与智能电话的图。
图6是示出根据本发明的一些实施例的线缆的尺寸的图。
图7包括根据本发明的一些实施例的具有不同的电气连接配置的线缆的图。
图8是示出根据本发明的一些实施例的由太阳能能量设备处理模拟AC信号的图。
图9A是示出根据CTIA和OMTP标准配置的标准TRRS音频连接器的图。
图9B是混合线缆实现的图。
图10是示出用于差分信号传输的混合线缆实现的图。
具体实施方式
本文描述了通过使用即用即付(PAYG)技术为家庭提供太阳能照明和电力的系统、设备和方法。虽然太阳能系统的总购买价格对于发展中国家的多数家庭是负担不起的，但是他们可以负担得起随着时间进行小的支付。PAYG技术允许家庭在其使用其PAYG产品时递增地为照明和电力付款。
典型地，PAYG产品的各个消费者拥有蜂窝电话，该蜂窝电话不能与服务提供者(例如，“ANGAZA”)连接以激活并且进行定期支付。本文还公开了消费者使用移动电话促进消费者与服务提供者之间的交易的方法。在一些实施例中，在PAYG系统中使用的移动电话是可以运行第三方客户侧应用以便与服务提供者通信的智能电话。在一些实施例中，代理可以位于完全不同处，以便于数百消费者家庭与服务提供者之间的交易。代理可以使用在智能电话上的客户侧应用将不同的太阳能能量设备链接到服务提供者。作为中介，代理可以从太阳能能量设备收集聚合数据以及提供维护和修复设备的服务。
在智能电话与太阳能能量设备之间建立安全并且可靠的通信确保了有效的交易以激活设备。本文不是使用蜂窝电话和太阳能能量设备中的扬声器和麦克风来传送可听音，而是描述了具有第一端和第二端的线缆，其中第一端插入到在太阳能能量设备上的光伏(PV)插口中，而第二端插入到在智能电话上的音频插口中。基于线缆的PAYG利用智能电话的数据连接以用于到服务提供者的后端系统的双向通信，而其它PAYG设备需要向消费者的电话进行语音呼叫来播放可听音。这一配置在这些设备之间提供安全并且可靠的通信，因为被传输的信号较少地被周围的噪声或其它干扰影响。太阳能能量设备通过线缆从智能电话安全地接收能量信用。本文描述的系统、设备和方法允许消费者通过连接到智能电话的、安全并且可靠的线缆为太阳能能量设备进行递增的支付。
太阳能能量系统
图1示出太阳能能量系统100的组件，太阳能能量系统100包括照明单元102、太阳能充电单元104和架子106。可以通过将架子106的两端插入到照明单元102的相对侧中，由架子106悬挂照明单元102。这容许照明单元102在房间中旋转以及面向不同的角度。
照明单元102可以包括可以被用于为如移动电话、显示屏、扬声器和麦克风等外部设备充电的USB插口、双通道光伏(PV)插口、LED灯、可再充电电池。LED灯是优选的，因为其消耗极小的电力来照亮房间。在一些实施例中，使用荧光灯和白炽灯。照明单元102可以包括系统控制板，如在美国申请No.13/722197中详细描述的。系统控制板可以包括微控制器、充电电路系统、LED驱动设备和控制电路系统、移动电话充电电路系统、数据控制电路系统等。系统控制板实现本文描述的PAYG特征。
照明单元102可以包括可再充电电池，来为LED提供电力以产生光。在一些实施例中，从服务提供者购买的能量信用可以调整电池被充电的时间，或者调整来自连续充电的电池的输出。微控制器或微处理器可以控制包括管理组件的电池充电电路，其中管理组件指定电池何时被容许充电。例如，可以通过度过的日历时间调整使用，以使得消费者可以在给定的时间范围(例如，一周)内尽可能多地或尽可能少地使用照明单元，而在这一时间范围之后禁用照明单元。
照明单元102可以包括LED驱动模块，以控制由LED灯输出的光。例如，可选择的光输出设置控制施加到LED的电压的大小。完全充电的照明单元102可以在其最亮的设置上输出几小时的光，并且可以在其最低的设置上输出两倍的小时数的光。照明单元102可以被扩充为包括标准电力插座、USB端口、适配器或其组合，以容许用户将其它电气设备连接到照明单元102。在一些实施例中，LED灯由电力插座整体代替。
照明单元102可以提供不同的电池模式以优化效率和电力消耗。在一些实施例中，通过将电力限制在照明单元102的部分和/或将电力限制在时间段内来管理电池寿命。照明单元102可以使用LED、显示屏或扬声器来传送可用的能量信用和/或电池的当前充电水平。当这些特征的预定的阈值被超过时，照明单元102可以向消费者报警。警报可以以光的颜色和/或音频音被传送。显示屏可以提供诊断信息，用于由消费者或代理使用以服务照明单元102。
太阳能充电单元104包括具有太阳能电池的太阳能面板，其中太阳能电池从太阳捕捉能量，并且将其转换成电，该电用于为照明单元102的电池充电。线缆的一端连接到在太阳能充电单元104上的正端子和负端子，并且另一端连接到照明单元102的PV插口。在一些实施例中，线缆可以是具有相似的或不同的连接端的同轴电力连接器。在一些实施例中，太阳能面板可以被菊花链连在一起用于多个照明单元102，该多个照明单元102用于相同的家庭或较大的社区中心、学校以及商业。
A.能量信用
服务提供者可以操作基于云的后端系统，后端系统从消费者接收支付，将数据转移到设备以及从设备转移数据，编码以及解码来自AC信号的数据，建立包括能量信用和支付简档的消费者数据库，以及管理消费者信息。可以从不同的照明单元聚集数据，并且将其储存在后端系统。聚集的数据可以被用于分析，诸如计算关于照明单元的统计。后端系统还可以向代理发出退款以及提供通知。
后端软件可以将数据消息发送到照明单元102以及从照明单元102接收数据消息。消息可以被解码，并且可以使用与在照明单元102处使用的调制方案相同或不同的调制方案对其作用。从照明单元102接收的信息可以包括使用数据、维护和诊断数据、地理位置数据、消费者信息等。连接到后端系统的管理门户可以提供用户接口，以访问关于照明单元和支付的数据。门户还可以被用于管理照明单元库存、消费者信息以及允许基于照明单元序列号码的可定制的定价结构。
服务提供者可以向消费者发出用于照明单元102的购买的能量信用。能量信用被用于激活照明单元102，并且能量信用的用尽可以禁用照明单元102。消费者可以在照明单元102的整个寿命过程中周期性地购买能量信用，以维持系统激活。在一些实施例中，购买足够的能量信用可以维持照明单元102无限期地激活。在一些实施例中，基于向注册的代理或经销商的现金支付，或对物理的刮刮卡(scratch card)的购买，能量支付可以被登记在后端中。
通过智能电话或其它设备(诸如功能电话、膝上型计算机或平板计算机)与服务提供者的服务器在网络上通信，照明单元102的系统控制板可以实现PAYG技术。微控制器可以使用任何音频带或非音频带编码方案来实现PAYG，诸如文本消息发送。智能电话或其它设备与服务提供者服务器之间的通信可以在包括蜂窝、POTS、因特网、VoIP等网络的组合上实行。
系统控制板可以包括存储器(诸如EEPROM)以收集、登记和储存关于照明单元102的信息，包括能量信用和消费信息。数据可以在线缆上通过双向通信被转移到智能电话，并且随后被从照明单元102擦除或修改，从而为附加的数据储存提供空间。数据可以被自动地从智能电话转移到服务提供者，并且数据对代理可以是透明的。收集的数据还可以包括温度、效率、电池状态、时钟数据、使用数据和使用的亮度设置。
太阳能系统100可以计量消费的能量，诸如用于照明消费的能量或作为电力插座消费的能量，以及在使用时间段内消费的能量。不同类型的计量提供不同的方式来基于不同的定价方案销售照明系统。
B.注册过程
图2是示出注册过程的预销售200的流程图。在一些实施例中，服务提供者的代理为多个消费者完成步骤202和204。代理可以使用智能电话来与服务提供者通信，建立消费者账户，以及为消费者维护账户。
在步骤202中，账户可以被分配给消费者。代理可以记录消费者信息，包括姓名和联系信息。电话号码可以与消费者账户相关联。电话号码可以属于消费者或代理。多个消费者账户可以与一个代理相关联。
在步骤204中，消费者通过移动货币基础设施向服务提供者(例如，“ANGAZA”)服务器支付定金(“down payment”)。代理可以使用在智能电话上的客户侧应用，或者被使能进行SMS文本消息传送的常规蜂窝电话。在一些实施例中，使用GSM使能服务终端(kiosk)或GSM使能设备代替智能电话来管理多个消费者。在使用现有的移动货币基础设施发送移动货币支付时，代理可以输入支付账单(PayBill)号码(即，服务提供者的商业参考号码)和货币的金额。这一信息通过蜂窝网络或其它无线网络被发送到服务提供者。在一些实施例中，从代理的支付账单(PayBill)账户代表消费者进行定金支付或后续的能量支付。意图将能量支付应用到的特定设备可以由在销售点处被分配给消费者的唯一的消费者账户号码标示。这一账户号码可以是在移动货币交易过程期间的输入。在一些实施例中，服务提供者向代理支付实行这些交易的费用，或者代理可以直接从消费者获得补偿。
图3是示出注册过程的交付日步骤300的流程图。在步骤302中，消费者或代理可以在照明单元102的背部的标签上指定的字段中写入账户信息(包括账户号码)。在步骤304中，代理帮助消费者完成PAYG消费者卡，该卡由代理保留，从而促进用于消费者的未来的支付交易。在一些实施例中，服务提供者可以包括与每个单元一起的“潜在的(latent)”账户号码，其中该账户号码在产品工厂处被预分配，以使得消费者在销售点处使用这一账户号码。在一些实施例中，服务提供者可以在销售点处动态地分配账户号码。在步骤306中，使用线缆将代理的智能电话连接到消费者的照明单元102。线缆的一端连接到在电话上的音频插口，并且另一端连接到在照明单元102上的PV插口。
在一些实施例中，支付被存入服务提供者的移动货币账户中，并且支付收据和/或确认消息被传输到代理的和/或消费者的移动电话。确认消息可以在智能电话应用上被呈现和/或作为SMS文本被接收，并且可以指示对消费者的账户进行了成功的能量支付。
服务提供者的服务器可以包括后端软件，后端软件确认移动货币支付的收集并且启动用于消费者拥有的太阳能能量系统100的能量信用的转移。在一些实施例中，服务提供者通过智能电话上的音频插口将这一数据作为模拟AC信号发送。消费者在智能电话与照明单元102之间连接线缆以传输能量信用。来自服务提供者的第一消息可以激活照明单元102持续与购买的能量信用对应的一段时间。在相同的连接期间，智能电话可以从照明单元102接收回使用和诊断信息，并且随后将这一信息发送到服务提供者的服务器。
注册过程可以在服务提供者处的数据库中登记电话号码、移动货币账户与照明系统之间的离散的配对。在一些实施例中，代理的智能电话与照明单元序列号码之间的配对由服务提供者储存为一对一匹配。在一些实施例中，电话号码不与照明单元配对。这允许消费者使用多个代理来实行与服务提供者的交易。代理可以键入照明单元账户号码来经由移动货币账户为消费者进行支付。在一些实施例中，作为双向通信的部分，通过智能电话，将标识信息从照明单元102传输到服务提供者。
在一些实施例中，“充值”过程是两步过程。消费者可以在任何时间通过使用现有的由当地电信操作的移动货币平台发送移动货币支付。在已经执行了“同步”过程之后，消费者的太阳能能量设备可以确定已经进行了支付。同步过程包括使用线缆将照明单元102连接到运行客户侧应用的智能电话。同步过程可以创建物理的通道，通过该通道，支付信息被传送到照明单元102，从照明单元102上的内部储存装置收集使用/诊断数据，并且使用蜂窝网络或在智能电话上的数据连接将全部数据与服务提供者的后端系统通信。可以使用智能电话的连接通过国家的蜂窝数据网络或无线数据网络转移信息。随后，在智能电话上运行的客户侧应用将从服务提供者的服务器接收的、通过网络发送的数据编码成模拟AC信号，该模拟AC信号通过线缆被传输到照明单元102。
通过智能电话，消费者或代理可以使用在智能电话上运行的客户侧应用来促进照明单元102与服务提供者的服务器之间的通信。电话可以提示消费者关于完成过程所需要的步骤，或者在线缆被插入之后该过程可以被自动地完成。例如，在步骤308中，代理将消费者的账户号码、姓名和相关联的电话号码键入到应用中。通过电话从服务提供者接收消息，以确认收到电子支付。于是，例如，消费者会以130KSH的保证金接收一周的照明。在步骤310中，代理可以教导消费者如何操作照明系统100。这可以包括如何每天用太阳能充电单元104为照明单元102充电，如何按压按钮以使照明单元102输出光，以及如何通过访问代理来发送预先安排的支付。
可以使用包括账户、账户号码、硬件ID等的组合的销售点的各种实施例实现PAYG系统。账户是一组概述特定的照明单元的财务情况的细节，包括偿付的状态和定价信息。例如，可以以不同的方式将账户分组，以反映特定的销售通道。例如，在发生代替的情况下，账户可以不被永久地绑定到照明单元，并且可以从一个照明单元分离并且与另一个照明单元相关联。如果账户被转移到不同的照明单元，全部的偿付信息被保存并且被应用到其它照明单元。账户号码是唯一地识别账户的号码或字母序列。账户号码可以与在服务提供者的后端系统上的账户配对。账户号码可以被用在面向消费者的材料中，以使得消费者可以识别其自身并且将支付发送到正确的账户。硬件ID是在生产点处被分配到照明单元的唯一的识别码，并且可以被永久地仅与那一特定的照明单元配对。
在一些实施例中，在照明单元离开生产工厂之前，账户号码可以与在服务提供者的后端系统上的特定硬件ID相关联(即，潜在的账户号码)。在生产工厂处，可以将标签放置在照明单元外壳与包装上，以标识这一账户号码配对。
在一些实施例中，在智能电话上运行的客户侧应用可以含有登录提示，以使消费者或代理能运行客户侧应用。登录信息与在服务提供者的后端系统上的特定账户相关联。例如，代理的登录信息可以与由分销商在服务提供者的后端系统上创建的特定账户绑定。这一账户可以与特定的能量定价信息相关联。任何通过使用该代理的登入信息的客户侧应用连接到后端系统的照明单元可以使用这一定价信息。
在一些实施例中，在销售点处，可以用线缆将照明单元102连接到智能电话。在连接时，基于登入到客户侧应用的用户，该照明单元的潜在的账户号码可以被配对到在服务提供者的后端系统中的账户。
在一些实施例中，照明单元可以离开生产工厂而没有潜在的账户号码。账户号码可以由代理在向终端消费者的销售过程期间生成。代理可以通过向服务提供者的后端系统发送含有特定于代理的代码的SMS消息来生成账户号码，或者通过经由在智能电话上运行的客户侧应用生成账户号码。在前一情况中，后端系统基于哪一账户与特定于代理的代码相关联，以适当的账户号码回复SMS消息。随后，代理可以通过将账户号码打字到在应用中的键入字段中，将这一账户号码键入到客户侧应用中，并且一旦线缆将智能电话同步到照明单元102，该账户号码就被绑定到照明单元ID。在后一情况中，一旦线缆在智能电话与照明单元102之间连接，服务提供者的后端系统就可以自动地检测账户号码是否与特定的照明单元配对。如果不存在配对，客户侧应用可以自动地提示服务提供者的后端系统经由线缆将新的账户号码绑定到这一照明单元。可以基于与应用登入信息配对的账户自动地生成这一账户号码。
在一些实施例中，照明单元可以离开生产工厂而没有潜在的账户号码。在销售之前，后端系统可以为特定的代理生成特定的账户号码的集合，并且可以将这些账户号码作为打印的列表提供给代理。当代理进行销售和/或接受对于产品的预定时，代理可以通过键入在打印的列表上的信息将特定的账户号码分配给消费者。随后，销售代理可以通过将账户号码键入到客户侧应用中并且经由线缆将照明单元102连接到智能电话，将账户号码配对到被提供给正确的消费者的照明单元的硬件ID。
在一些实施例中，销售代理可以主要位于中心点(例如，学校)处，并且在消费者将他们的照明单元带到中心位置时，使用智能电话来经由客户侧应用向消费者的照明单元添加钱。
在一些实施例中，销售代理可以以一定的计划在地理区域之间行进，或者对消费者执行门到门访问，从而使用在智能电话上的客户侧应用将钱添加到消费者的照明单元。
在一些实施例中，可以将具有客户侧应用的智能电话和线缆与太阳能能量系统捆绑在一起，以使得消费者可以经由在他们自己的智能电话上的客户侧应用将钱添加到他们自己的照明单元。
在一些实施例中，可以使客户侧应用经由公开的常规的应用商店广泛地可用，以使得在社区中拥有智能电话的任何人均可以将钱添加到照明单元。
在一些实施例中，消费者可以通过移动货币平台为来自他们的照明单元的能量付款。可以在看到代理之前进行这些支付。钱可以被记入在后端系统中，并且不论代理何时经由客户侧应用和线缆转移支付数据，钱均可以被施加到照明单元。
在一些实施例中，消费者可以通过使用现金为来自他们的照明单元的能量付款。消费者可以把现金交给代理，代理然后通过专用的现金键入系统将现金金额键入到客户侧应用中。现金金额可以在后端系统中被记入到消费者的账户号码，并且支付数据经由客户侧应用和线缆被传输到照明单元。
在一些实施例中，消费者可以具有为定金支付任何的金额，或者仅支付固定的预定的金额的灵活性。在服务提供者的后端系统上的账户可以具有与其相关联的特定的定金金额。还没有被注册的任何照明，并且该照明被连接到运行客户侧应用的智能电话，在其第一次连接到这一智能电话时，可以自动地将该定金应用到照明单元，其中该客户侧应用具有与有固定的定金的账户相关联的登入信息。在同一时间从许多消费者收集现金定金的批量预销售期间，这一方法可以使现金收集和单元注册过程精简化。
图4是示出通过移动货币基础设施(诸如肯尼亚的MPESA)购买能量信用的具体过程400的流程图。在一些实施例中，通过通信或消息传送协议(诸如USSD、SMS文本消息传送、SIM应用工具箱(STK)等)进行支付。如以上详述的，消费者通过将资金从他们自己的或代理的移动货币账户转移，将用于能量信用的移动货币支付发送到服务提供者。用于能量的现金支付还可以经由SMS或者通过在智能电话上的应用上的输入字段被登记，以便被储存在服务提供者的后端系统上。这些现金支付可以以如先前描述的相同的方式被应用到照明单元102。
在步骤402中，代理可以通过打开在智能电话上运行的客户侧应用，通过智能电话启动电子支付。在步骤404中，代理可以键入对应于服务提供者的商业号码。在步骤406中，代理可以键入他或她的照明单元102账户号码。在步骤408中，可以键入支付金额。在步骤410中，发送者可以键入授权交易的pin。于是，支付金额可以被存入服务提供者的移动货币账户中。在步骤412中，可以由智能电话接收交易确认收据。在一些实施例中，代理接收作为SMS文本的收据。在一些实施例中，只要在交易过程期间键入了照明单元102的唯一账户号码以识别应该应用支付的地方，就可以从任何电话或从任何移动货币账户发送移动货币支付。
服务提供者的后端软件系统可以确认电子支付的收集，并且可以将数据发送到与消费者相关联的电话号码。在一些实施例中，数据被编码为模拟AC信号。线缆被用于将数据传输到照明单元102。在一些实施例中，数据包括激活信息和/或能量信用。服务提供者在一段时间内激活照明系统100并且从其收集使用和诊断数据。照明单元102可以追踪能量信用使用并且在能量信用被用尽时自动地禁用，除非购买了额外的能量信用。
C.线缆
图5是示出由线缆504链接的照明单元102和智能电话502的图500。数据线缆504将音频端506连接到智能电话502的插口508，并且将光伏(PV)端510连接到照明单元102的太阳能插口512。由此，太阳能插口512仅使用两个通道(导体)来服务至少两个目标。第一个目标是连接照明单元102与太阳能充电单元104，从而为照明单元102的电池充电。第二个目标是连接照明单元102与智能电话502，从而通过操作智能电话502在照明单元102与服务提供者之间传送数据。在一些实施例中，相同的线缆504可以被用于这两个目标，或不同的线缆可以被使用。
图6是示出根据一些实施例的线缆504的尺寸的图。图6中示出的实施例包括音频端506和PV端510。音频端506连接到智能电话502的插口508，并且PV端510连接到照明单元102的太阳能插口512。线缆504的尺寸不限定于在图6中示出的尺寸。线缆504可以在照明单元102与智能电话502之间提供接口，从而传送由任一设备处理的模拟AC信号，以管理和控制照明单元102操作的方式。
图7是示出线缆504的各种示例的电气连接的配置的图。线缆504的PV端506可以包括被配置为插入到照明单元102的太阳能插口512中的连接器。在一些实施例中，PV端506包括两个通道，诸如中心导体和外导体。导体经由非导电材料隔离。在一些实施例中，中心导体形成正连接，并且外导体形成负连接或地。在一些实施例中，线缆504的PV端506是具有弹簧接触部的DC插头，其具有3.5mm的外直径和1.35mm的中心销(center pin)。
在一些实施例中，智能电话502被布线为左通道-右通道-地-麦克风(LeftChannel-Right Channel-Ground-Mic)。这一配置对于许多智能电话是普遍的。以替代的配置(左通道-右通道-麦克风-地，Left Channel-Right Channel-Mic-Ground)布线的智能电话是Tecno P3S。一些智能电话可能需要“换向器”适配器，“换向器”适配器会将这最后两个管脚(pin)换向，以使得它们与相同的线缆504配置可兼容。
线缆504的音频端506包括被配置为插入到智能电话502的插口508中的连接器。例如，音频端506是4导体音频插头，其包括围绕连接器的中心轴延伸并且在套筒部件与尖端部件之间横向分开的导体。在图7中，导体被标示为A、B、C和D。在一些实施例中，音频端506具有3.5mm的最外直径和26.6mm的长度。
在图7中示出线缆504的布线配置1、2和3的实施例。根据选择1，音频端506的导体A可以被连接到PV端506的中心正导体。音频端506的导体B可以不被连接到PV端506的中心导体或外导体。音频端506的导体C可以被连接到PV端506的外导体。最后，音频端506的导体D可以被连接到PV端506的中心导体。在一些实施例中，在音频端506的导体A与D之间插入电阻器，与线缆504的PV端506尽可能地接近。在一些实施例中，可以使用4.7k欧姆电阻器。在一些实施例中，可以使用任何具有高电阻的电阻器，该电阻通常大于3k欧姆。在一些实施例中，可以使用在100pF到5nF的范围中的电容器代替电阻器。使用电阻器或电容器可以避免干扰一般的耳机信号传送机构和/或可以为麦克风信号水平提供一些衰减和/或补偿在音频硬件输出阻抗中的差异和/或补偿在电阻上的TX FET中的差异。在第二个实施例(选择2)中，电阻器在连接到D之前与A串联。这一替代的设计可以最小化在不同的智能电话之间的输出阻抗中的差异。根据第三个实施例(选择3)，作为选择2的修改版本，有与麦克风导体在一条线路中的电容器。这消除了当耳机按钮被按压时麦克风线路错误地解释通过线缆进行的模拟AC信号通信的可能性。
系统500可以提供通过照明单元102与智能电话502之间的线缆504的双向通信，从而传输由照明单元102收集的数据并且从服务提供者接收数据以管理照明单元102。照明单元102可以与服务提供者通过链接到智能电话502的网络通信。照明单元102的控制者可以包括用于管理被编码为AC信号的数据的收发器。使用线缆504消除了对呈现在照明单元102与智能电话502之间传输的信号的扬声器和麦克风的需求。此外，使用线缆504减小了或可以消除对区别音频背景噪声和数据信号的噪声降低电路系统的需求。
图8是示出由照明单元102处理的、来自智能电话502的模拟AC信号的图。电气图800示出线缆504的音频端506为尖端-环-环-套筒(TRRS)音频线缆。尖端可以是在第一通道上的扬声器信号导体，并且对应于图7的导体A。第一环可以与尖端导体相邻，并且对应于图7的导体B。第一环可以是保持未连接的扬声器信号导体。第二环可以与第一环相邻，并且对应于图7的导体C。第二环可以是地信号导体。套筒可以与第二环相邻，并且对应于图7的导体D。套筒可以是麦克风信号导体。
可以通过在扬声器通道上的尖端导体将模拟AC信号802传输到照明单元102。耦合电容器可以作用于将来自太阳能充电单元104的直流(DC)PV输入与来自智能电话502的模拟AC信号分开。这允许用插入到太阳能插口512中的太阳能充电单元104为照明单元102的电池充电。可以使用相同的太阳能插口512接收传输的模拟AC信号，因为照明单元102内的耦合电容器可以仅容许模拟AC信号传到微控制器单元(MCU)808。
照明单元102中的低功率放大器/比较器804可以将接收的模拟AC信号转换成数字信号806。在一些实施例中，放大器/比较器804通过将模拟AC信号的在一个电压以下的区域下压到地(即，零伏)以及将在一个电压以上的区域抬高到系统电压(例如，3V)，将模拟AC信号(例如，正弦波)转换成数字信号(例如，方脉冲波)。
通过在频域中的分析或者通过一些其它分析方法，MCU 808通过测量在包括多个脉冲的消息中的每个数字脉冲的宽度来解码接收的消息。每个脉冲可以对应于一个比特，并且每个脉冲宽度(与频率相关)可以确定比特值，诸如0或1。相应地，MCU 808或其它硬件可以解调、验证并且作用于由服务提供者的后端软件或智能电话的软件发送的消息。消息可以被编码为模拟AC信号，如由在智能电话502上的客户侧应用确定的。相似地，MCU 808可以编码消息，用于传输到智能电话502和/或服务提供者的后端软件。
在一些实施例中，通信方案使通过两个导体能同时双向通信。第一路径可以采用在第一方向上的频移键控(FSK)调制，并且第二路径可以采用在第二方向上的协同幅移键控(ASK)调制。在一些实施例中，第二方向与第一方向相反。相应地，两个方案可以被同时采用，也就是，从侧(slave side)会调制消息信号本身，而不是专用于回复的载体信号。
在一些实施例中，线缆504具有单个导体，可用于照明单元102与智能电话502之间的双向通信，因为第二导体绑定到电气地。在智能电话502上的客户侧应用可能无法关闭扬声器通道，使得照明单元102可以将扬声器通道用于将数据传输到智能电话502。这一缺点通过使用MCU 808的固件来控制用于切换(toggle)开关810的特定时间间隔而被克服。在开关810被切换为闭合的间隔期间，通过将由智能电话502生成的模拟AC信号重导向到地，可以将能量从模拟AC信号中移除。这一低能量间隔模式可以由智能电话502通过音频插口506的麦克风通道检测，其中麦克风通道连接到线缆504内的扬声器通道，以听到扬声器通道。
在一些实施例中，从MCU 808传输的数字信号控制连接在模拟AC信号与地之间的数字开关810(例如，FET)，数字开关810可以被建立在音频端506的第二个环与MCU 808之间。当数字开关810闭合时，其使由智能电话502生成的载体信号衰减。电话检测这些衰减的区域，其以有计划的模式发生，从而将信息传递回智能电话502。
在一些实施例中，MCU 808包括安全机构以锁住存储器防止读和写。特别地，MCU808的固件逻辑器控制在MCU 808上的允许MCU 808的再编程的特定比特。有意地控制这一比特，防止了MCU 808的再编程，从而阻止有人侵入照明单元102以接收免费的能量信用。
照明单元102可以在不同的模式下操作，该不同的模式包括非激活的关(OFF)模式和激活的通信模式(Communication Mode)。将线缆504连接到智能电话502可以自动地使能照明单元102中的通信模式以容许与其它设备的通信。相应地，这一模式节约处理电力和电池寿命。在一些实施例中，通过使用在照明单元102上的或者在智能电话502的应用上的开关，手动地使能通信模式。
数据信号可以对应于包括报头、主体等的消息。用于将消息编码成数据信号的调制方案可以包括FSK、ASK、PSK或其任何组合(例如，QAM)。在一些实施例中，消息可以包括其它信息，诸如授权代码和其它防范欺诈特征，如在相关的美国申请No.13/722197中详细描述的，其全部内容通过引用并入本文。
在一些实施例中，照明单元102的硬件或固件追踪并且在存储器中储存使用和输出数据。数据可以被转回后端软件并且随后在照明单元102中被擦除，或者被无限期地储存在此，用于在之后的日期访问。
D.混合线缆
以上在图7和8中说明的线缆的一些实施例被设计以利用在左扬声器通道-右扬声器通道-地-麦克风配置下的尖端-环-环-套筒(TRRS)音频线缆连接器连接到客户设备(例如消费者的智能电话)，其中该配置符合一般被称为CTIA的标准。然而，不是所有客户设备均符合这一标准。另一个被普遍地使用的音频线缆连接标准，一般被称为OMTP，其交换在TRRS连接器上的地与麦克风连接，用于左扬声器通道-右扬声器通道-麦克风-地配置。在一些实施例中，以上描述的线缆被设计为利用在OMTP配置下的TRRS音频线缆连接器连接到客户设备。在具有仅符合其中一个标准的线缆的情况下，具有符合另一个标准的客户设备的用户需要获得并且使用单独的转换连接器，其中该转换连接器交换麦克风与地连接以从CTIA转换到OMTP，或反之。
可以使用混合线缆将符合CTIA和OMTP的客户设备连接到双线接口，诸如以上描述的PAYG使能产品的双线接口。在一些实施例中，通过电气耦合地与麦克风信号，混合线缆使能相同的双线通信方案，使得不管地和麦克风导体的方位，来自客户设备的扬声器信号均参考于相同的地信号。可以通过用电容器桥接地与麦克风导体来实现地与麦克风信号的电气耦合。电容器的大小可以被调整以确保两个通道在音频频率处电气连接。以这一方式，从在参考于客户设备地的扬声器通道上的客户设备接收的信号与跨双线连接传输的信号近似相同。
在一定的实施例中，混合线缆使相同的麦克风信号能传输到客户设备，而不管地-麦克风配置。此外，因为客户设备可以检测在麦克风通道上的负荷以确定麦克风信号存在并且因而使能信号的记录，可以在麦克风与地导体之间添加电阻器，客户设备将其解译为麦克风的存在。在一定的实施例中，混合线缆包括桥接地与麦克风导体的电容器以及在麦克风与地导体之间的电阻器。
图9A是混合线缆实现的一个实施例的图。使用混合线缆900将能够使用集成或辅助TRRS音频插口进行音频重放和记录的设备901连接到PAYG使能产品902(例如，图1中示出的照明单元102)。蜂窝电话和智能电话是这样的设备901的一般的、非限定的示例。
在图9A中图示的实施例中，在与设备901中的音频TRRS插口的连接点处，混合线缆900的四个导体925、935、945和955端接在插入到设备901的音频插口中的标准TRRS音频连接器中。在图9B中说明了根据CTIA和OMTP标准配置的标准TRRS音频连接器。在线缆900中携带的信号被限定，由此实现了音频插口标准设备901。在图9B中说明的CTIA和OMTP标准概述如下：
-导体925携带左通道音频输出(CTIA和OMTP)
-导体935携带右通道音频输出(CTIA和OMTP)
-导体945携带地(CTIA)或麦克风输入(OMTP)
-导体955携带麦克风输入(CTIA)或地(OMTP)
参考图9A，导体925被用于将携带数据的音频信号从设备901传输到PAYG使能产品902。PAYG使能产品902具有在本说明书的其它地方描述的内部信号处理电路系统，其不依赖于线缆900的实现。电阻器911将导体925与“基于线缆的PAYG信号母线”930分隔，母线930被用于双向信号传输的“一根线(one wire)”通信方案。通过提供导体925与母线930之间的电气分隔的水平，电阻器911允许在PAYG使能产品902中的电路系统将信号更有效地发送到母线930上。在某些实施例中，电阻器911小于或等于100欧姆。
在母线930上的信号被电气参考于“PAYG产品地”931。物理地，从线缆900中的母线930和PAYG产品地931到PAYG使能产品902的连接可以使用双导体终端制成，双导体终端可以采取筒状插口的形式，其中母线930连接到筒状插口的尖端，并且PAYG产品地931连接到筒状插口的套筒。
在线缆900中，电阻器910连接导体945与955。设备901将电阻器910解译为记录设备或麦克风存在的信号。这确保了设备901会合适地使能内部记录硬件，以使得在线缆900中的音频信号被记录用于分析。在一些实施例中，电阻器910的大小可以优选为3.3k欧姆到9.1k欧姆，依赖于对麦克风存在检测的需要。设备901将记录在导体945或955上的来自麦克风输入的音频数据，依赖于设备901实现哪一音频标准。
电容器920连接导体945与955。在一些实施例中，电容器920具有大的电容值，确保导体945和955在音频频率处电气连接。在一些实施例中，电容器920的大小优选为10微法与100微法之间。从设备901到PAYG使能产品902的信号通过导体925发送出，该信号在参考于设备901地的电压处，其中设备901地在导体945或955上，依赖于设备901实现CTIA还是OMTP标准。电容器920确保不管使用CTIA还是OMTP，通过母线930到达PAYG使能产品902的、参考于PAYG产品地931的信号的电压，与在导体925上发送出的、参考设备901地(依赖于标准，导体945或955)的电压近似相同。在允许线缆与CTIA和OMTP设备两者一起使用的方面，电容器920是重要的组件。
电容器921以相对于母线信号频率的高阻抗将导体955连接到基于线缆的PAYG信号母线930。在一些实施例中，电容器921的大小在0.1与10000纳法之间。在一些实施例中，电容器921的大小优选为近似为1纳法。电气地，这允许存在于母线930上的信号的非常小的比例到达导体955并且随后在导体945或955上被耦合到设备901的麦克风输入中。由于电容器920的存在，导体945和955彼此电气相等。
典型地，导体935携带立体声音频信号的右通道，并且不被用于图9A中示出的“基于混合线缆的PAYG”通信线缆配置。然而，在一些实施例中，导体935可以被用作与导体925组合的差分信号传送线路。差分信号传送允许电气地利用在两个配对的线上发送的两个互补的信号对信息的传输。在相应的信号之间的差中含有信息。因为外部的干扰(电磁噪声)趋于一起影响两个线，并且信息仅由线之间的差发送，与仅使用一个线和不配对的参考(地)相比，该技术提高对电磁噪声的抗性。差分信号传送允许较大的电压被施加到PAYG使能产品902，或者用于向PAYG使能产品902提供足够的电压从而将小量的电荷插入到电池中的目标，或者用于使在需要噪音敏感性的场景中设备901与PAYG使能产品902之间能进行差分数据信号传送的目标。在这些场景中，导体945和955可以连接或可以不被连接，但是从导体935到PAYG使能产品902进行了电气连接。在一些实施例中，在音频频率处具有低阻抗的电容器(1微法到100微法)可以被与导体925和935放置在一条线路中，并且麦克风检测电阻器可以连接导体945和955。在通过耦合电容器之后，来自925的信号会进入“PAYG信号母线”930，并且来自935的信号会连接到“PAYG产品地”931。此外，导体945和955可以分别连接到“PAYG信号母线”930和“PAYG产品地”931。这一配置允许具有OMTP或CTIA音频插口引脚的客户设备记录来自“PAYG信号母线”930的信号。
图10是被配置用于差分信号传送的混合线缆实现的一个实施例的图。在这一实施例中，可以在线缆1002的导体1025和1035中携带差分信号。在一些实施例中，电容器1011和1012大于0.1微法并且小于250微法，大于0.1微法并且小于220微法，并且电容器1013和1020大于100皮法并且小于1000微法。在一些实施例中，电容器1011和1012优选为大于1微法并且小于220微法，并且电容器1013和1020优选为大于1000皮法并且小于100微法。当输出信号的DC分量可以被电容器1011和1012阻挡时，在导体1025和1035中携带的音频信号可以被传输到导体1030和1031。依赖于设备901使用的音频标准(OMTP或CTIA)，导体1045和1055可以被连接到地或麦克风输入，相对于设备901内的音频电路系统。在这一特定的实施例中，该地不被直接传输到PAYG产品900并且电容器1013和1020可以确保PAYG使能产品902看到的差分信号的一半会被记录在设备901的麦克风输入中。在一些实施例中，电阻器1010大于2k欧姆并且小于20k欧姆，以确保设备901麦克风检测电路系统被激活。在一些实施例中，电阻器1010优选为大于3k欧姆并且小于10k欧姆，以确保设备901麦克风检测电路系统被激活。
本文描述的实施例不是可能的配置或使用的穷尽的代表。本领域技术人员会理解，这些构思可以被施加到额外的系统、设备和方法。呈现以上描述以使本领域技术人员能制造和使用本发明，并且以上描述在特定的应用及其需要的上下文中提供。对于本领域技术人员，对优选的实施例的各种修改是容易地显而易见的，并且本文限定的一般的原则可以被应用到其它实施例和应用，而不偏离本发明的精神和范围。
例如，在一些实施例中，线缆、电气设计和软件的不同组合可以容许移动设备与PAYG硬件通信。在一些实施例中，可以使用通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)线缆、连接器、插口和相关联的协议。在一些实施例中，在移动设备与PAYG硬件之间，可以用短范围无线通信的方法(诸如蓝牙)代替线缆。于是，本发明不意图被限定为示出的实施例，而是应符合与本文公开的原则和特征一致的最宽的范围。最后，在本申请中参考的专利和公开的整个公开通过引用并入本文。

Claims (14)

1.一种管理多个即用即付装置的方法，包括：
在服务器处接收支付消息，其中所述支付消息从移动设备发送；
将编码的数据消息从所述服务器传输到所述移动设备，其中所述编码的数据消息用于即用即付装置；以及
在服务器处从所述移动设备接收数据消息，其中接收的数据消息包括使用连接到移动设备的线缆从即用即付装置提取的数据；
其中所述即用即付装置包括：
插口，所述插口被配置为接收太阳能面板生成的电力，并且促进所述即用即付装置与移动设备之间的双向通信；和
放大器，所述放大器通过下压从所述移动设备接收的模拟信号的在第一电压阈值以下的区域以及抬高所述模拟信号的在第二电压阈值以上的区域，将所述模拟信号转换成多个数字脉冲，其中微控制器通过测量数字脉冲的宽度以确定比特值，来解码从服务器传输到移动设备的所述编码的数据消息；
开关，由所述微控制器控制，以使得由所述移动设备传输的信号在周期性的时间间隔期间衰减，其中所述移动设备通过麦克风通道检测所述衰减，所述麦克风通道连接到线缆的扬声器通道，所述线缆连接到所述即用即付装置的所述插口。
2.根据权利要求1所述的管理多个即用即付装置的方法，其中：
所述移动设备由从多个消费者收集多个支付的代理操作；和
所述即用即付装置与所述多个消费者中的一个消费者相关联。
3.根据权利要求2所述的管理多个即用即付装置的方法，还包括：
从所述移动设备向电子货币系统传输信息，其中所述信息包括服务提供者标识信息、消费者账户和支付金额；以及
授权从与所述代理或消费者相关联的账户扣除所述支付金额。
4.根据权利要求1所述的管理多个即用即付装置的方法，其中通过采用所述开关容许在所述开关处于第一定位时在第一方向上的传输以及容许在所述开关处于第二定位时在第二方向上的传输，所述双向通信通过所述线缆的单个导体被传输，所述第一方向与所述第二方向相反。
5.根据权利要求4所述的管理多个即用即付装置的方法，其中频移键控(FSK)调制被用于在所述第一方向上的传输，并且协同幅移键控(ASK)调制被用于在所述第二方向上的传输。
6.根据权利要求1所述的管理多个即用即付装置的方法，其中第一线缆被用于将所述即用即付装置连接到所述太阳能面板，并且第二线缆被用于将所述即用即付装置连接到所述移动设备，所述第一线缆和所述第二线缆是不同的或组合的。
7.根据权利要求6所述的管理多个即用即付装置的方法，其中所述第二线缆包括：
第一端，被配置为连接到所述即用即付装置的所述插口，并且仅包括两个导体；以及
第二端，被配置为连接到所述移动设备的音频插口，并且包括三个或更多个导体。
8.根据权利要求7所述的管理多个即用即付装置的方法，其中所述第一端是具有弹簧接触部的光伏插头。
9.根据权利要求8所述的管理多个即用即付装置的方法，其中所述第二端是尖端-环-环-套筒(TRRS)连接器。
10.根据权利要求9所述的管理多个即用即付装置的方法，其中尖端导体电气连接到所述光伏插头的中心导体，两个环导体中的一个环导体电气连接到所述光伏插头的外导体，并且套筒导体电气连接到所述光伏插头的所述中心导体。
11.根据权利要求10所述的管理多个即用即付装置的方法，其中电阻器被插入在所述套筒导体与所述中心导体之间。
12.根据权利要求6所述的管理多个即用即付装置的方法，其中所述即用即付装置包括：
微处理器，被配置为产生和解译用于通过连接到所述移动设备的所述第二线缆与服务器进行通信的模拟AC信号；以及
电力模块，被配置为向设备提供电力，其中所述设备包括照明单元或电气插座。
13.根据权利要求12所述的管理多个即用即付装置的方法，其中所述即用即付装置被配置为使用所述移动设备上的应用与提供者系统通信。
14.一种管理多个即用即付装置的系统，包括：
一个或多个处理器；
存储器；和
一个或多个程序，其中所述一个或多个程序存储在存储器中，并被配置为由一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于如下的指令：
接收从移动设备发送的支付消息；
将编码的数据消息传输到所述移动设备，其中所述编码的数据消息用于即用即付装置；以及
从所述移动设备接收数据消息，其中接收的数据消息包括使用连接到移动设备的线缆从即用即付装置提取的数据；
其中所述即用即付装置包括：
插口，所述插口被配置为接收太阳能面板生成的电力，并且促进所述即用即付装置与移动设备之间的双向通信；和
放大器，所述放大器通过下压从所述移动设备接收的模拟信号的在第一电压阈值以下的区域以及抬高所述模拟信号的在第二电压阈值以上的区域，将所述模拟信号转换成多个数字脉冲，其中微控制器通过测量数字脉冲的宽度以确定比特值，来解码从服务器传输到移动设备的所述编码的数据消息；
开关，由所述微控制器控制，以使得由所述移动设备传输的信号在周期性的时间间隔期间衰减，其中所述移动设备通过麦克风通道检测所述衰减，所述麦克风通道连接到线缆的扬声器通道，所述线缆连接到所述即用即付装置的所述插口。
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