CN107111347B - 具有电力状态控制的可穿戴设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例提供了用于具有电力状态控制的可穿戴设备的技术及配置。在一个实例中，所述设备：功能模块，所述功能模块用于以第一电力状态或以不同于所述第一电力状态的第二电力状态操作；电源，所述电源与所述功能模块耦合，用于向所述功能模块提供操作电力；以及电力状态控制模块，所述电力状态控制模块与所述功能模块耦合，用于响应于输入而致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态。所述电力状态控制模块可包括电力生成设备，所述电力生成设备用于：独立于所述电源，响应于所述输入而生成电力；以及响应于所述所生成的电力而致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态。可描述和/或要求保护其他实施例。

Description

具有电力状态控制的可穿戴设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年12月11日提交的题为“WEARABLE DEVICE WITH POWER STATECONTROL(具有电力状态控制的可穿戴设备)”的第 14/567,581号美国专利申请的优先权，所述申请的全部公开通过引用以其全文结合在此。
技术领域
本公开的实施例总体上涉及传感器设备领域，且更具体来说，涉及具有电力状态控制的可穿戴设备，所述电力状态控制用于使所述可穿戴设备从一个电力状态转变到另一电力状态。
背景技术
现代可穿戴设备被预期为根据需要而工作，例如，可被预期为基本上立即且需要最少用户输入而“唤醒”(例如，从备用模式转变到操作模式)且开始操作。这些设备通常可能不使用机械开关来接通及关断电源(电池)，这是因为开关可能并非用户友好或可能不被现代工业设计预期支持。制造商通常依赖于用于提供“唤醒”命令的传感器。常见的解决方案可能是采用惯性传感器(加速度计)来在由所述传感器检测到移动时“唤醒”关联可穿戴设备。然而，惯性传感器可经设置成在特定重力阈值或加速度下触发。另外或替代地，这些传感器可由可穿戴设备的主微控制器以确定频率(例如，1HZ或更高)轮询以便接收移动检测结果。因此，旨在“唤醒”可穿戴设备的这些活动可能在备用模式中消耗大量电力，这可能对可穿戴设备及关联电源的备用使用寿命产生显著影响。
附图说明
结合附图，借助于以下详细描述将很容易理解实施例。为了方便本描述，相同的参考标号指代相同的结构元件。在附图的各图中通过举例而非通过限制的方式来展示实施例。
图1为根据本公开的一些实施例的例如具有电力状态控制的可穿戴设备的示例性装置的框图。
图2为根据一些实施例展示参考图1所描述的装置的电力状态控制模块的示例性实现的示意图。
图3到5根据一些实施例展示布置在可穿戴设备的壳体周围的示例性压电安排的示意图。
图6为根据一些实施例的用于制作具有电力状态控制的可穿戴设备的过程流程图。
图7为根据一些实施例的用于控制可穿戴设备从第一电力状态到第二电力状态的转变的过程流程图。
具体实施方式
本公开的实施例提供了用于具有电力状态控制的可穿戴设备的技术及配置。在一种情况中，所述设备可包含功能模块，所述功能模块用于以第一电力状态或以不同于所述第一电力状态的第二电力状态操作。所述设备可进一步包含电源，所述电源与所述功能模块耦合以用于向所述功能模块提供操作电力。所述设备可进一步包含电力状态控制模块，所述电力状态控制模块与所述功能模块耦合，用于响应于输入而致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态。所述电力状态控制模块可包括电力生成设备，所述电力生成设备用于：独立于所述电源，响应于所述输入而生成电力；以及响应于所述所生成的电力而致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态。
在以下详细说明中，参考形成本说明的一部分的附图，在附图中，相同的数字通篇指代相同的部件，并且在附图中，通过展示实施例的方式示出了可以实践的本公开的主题的实施例。应当理解，可以在不脱离本公开的范围的情况下利用其他实施例并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下详细描述不应被认为具有限制意义，并且实施例的范围由所附权利要求书及其等效物来限定。
为了本公开的目的，短语“A和/或B”意指(A)、(B)或(A和B)。为了本公开的目的，短语“A、B和/或C”意指(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A 和C)、(B和C)，或(A、B和C)。
本说明可能使用基于视角的描述，例如，顶部/底部、中/外、上方/下方，等等。此些描述仅用于方便论述且并不意欲将本文中所描述的实施例的应用局限于任何特定定向。
本说明可能使用短语“在实施例中(in an embodiment)”或“在多个实施例中(inembodiments)”，这些短语可以各自是指相同或不同的实施例中的一个或多个。此外，如关于本公开的实施例使用的术语“包括(comprising)”、“包含(including)”、“具有(having)”等是同义的。
本文中可以使用术语“与…耦合”及其衍生物。“耦合”可以意指以下中的一个或多个。“耦合”可以意指两个或更多个元件进行直接物理、电气或光学接触。然而，“耦合”也可以意指两个或更多个元件相互间接地接触，但仍然相互协作或交互，并且可以意指在被称为相互耦合的元件之间耦合或连接的一个或多个其他元件。
图1为根据本公开的一些实施例的示例性装置100的框图。在一些实施例中，装置100可包括根据本文中所描述的实施例配置有电力状态控制的可穿戴设备。
装置100(例如可穿戴设备)可经配置以提供各种不同功能。例如，可穿戴设备可提供与用户的活动(例如，步行、跑步、跳跃，等等)有关的数据的传感器测量。可穿戴设备可包含(但可不限于)可穿戴相机、智能手表、智能手链、智能眼镜、心率监测器、跟踪设备，等等。
在一些实施例中，装置100可包括壳体102，所述壳体由合适的刚性或半刚性材料制成，例如热塑性塑料、聚乙烯泡沫、栓皮、丙烯酸类、聚丙烯、复合碳化纤维或常用于此些目的的其他材料。装置100的壳体102可包含(例如，囊括)本文中所描述的装置100组件中的一些或全部组件。
装置100可包含功能模块104，所述功能模块经配置以实现并管理装置100 的多个功能中的一个。例如，功能模块104可与传感器单元180以通信方式耦合且经配置以控制(例如，管理及处理)由传感器单元180提供的读数。传感器单元180可包含可经配置以测量指示各种过程(例如，与用户相关联)的数据的一个或多个传感器(例如，传感器阵列)。在一些实施例中，装置100的至少功能模块104可集成于片上系统(SOC)130中。由功能模块104提供的功能可为(例如，但不限于)处理由传感器单元180提供的数据并将经处理的数据提供到用户(例如，在显示器(未示出)上)，和/或将数据提供到外部计算设备(未示出)以进行进一步处理。
功能模块104可经配置从而以至少两个电力状态操作：第一电力状态或不同于第一电力状态的第二电力状态。在实施例中，功能模块可包括两个或更多个组件，例如处理器、存储器(例如，可编程寄存器)、通信组件，等等(未示出)。
装置100的第一电力状态可对应于备用模式，在所述备用模式中功能模块 104的组件中的第一数目个(但非全部)组件可被通电。装置100的第二电力状态可对应于操作模式，在所述操作模式中功能模块104的组件中的第二数目个组件(相比于第一数目个组件共同消耗更多的电力)被通电。在实施例中，第二数目可不同于(例如，大于)第一数目。例如，功能模块104中的一些(但非全部)组件可能在备用模式中消耗电力。例如，当装置100并非完全操作(例如，处于备用模式中)时，可能需要功能模块中的可编程寄存器(未示出)保持所存储的信息。在操作模式中，功能模块104的至少处理器、存储器以及通信组件可被通电。
装置100可包含电源106(例如，电池)，所述电源与功能模块104耦合，用于根据第一电力状态或所述第二电力状态向功能模块104提供电力。在一些实施例中，电源106可经由电压生成模块108而与功能模块104耦合。电压生成模块108可经配置以将由电源106提供的电压转换成适合供SOC 130在第一电力状态或第二电力状态中使用的电压。例如，电源106可经配置以提供4.2V 的电压，而SOC 130可能分别需要1.8V或3.3V来以第一电力状态或第二电力状态操作。
装置100可进一步包含电力状态控制模块110，所述电力状态控制模块与功能模块104耦合，用于响应于输入140(例如，用户输入)而致使所述功能模块从第一电力状态转变到第二电力状态。电力状态控制模块110可包括电力生成设备112，所述电力生成设备响应于输入而生成电力，且将所生成的电力变换成用于使功能模块104从第一电力状态转变到第二电力状态的命令。
在一些实施例中，电力生成设备112可包括用于响应于输入(例如，用户输入，例如点击)而生成电荷的压电设备。
因此，输入可包括向电力生成设备112施加机械力(例如，压力或挠曲)。由电力生成设备112(例如，压电设备)生成的电荷量可与施加到构成压电设备的材料的压力或挠曲成正比例。例如，使用压电设备作为电力生成设备112 可实现向功能模块产生从第一电力状态转变到第二电力状态的命令可能需要的电力的生成及收获。
电力状态控制模块110可进一步包括整流电路114，所述整流电路与电力生成设备112耦合，用于整流并限制与由电力生成设备112生成的电荷相对应的电压。
电力状态控制模块110可进一步包括电力存储设备 116 (例如，电容器)，所述电力存储设备 与整流电路114耦合，用于以由整流电路114限制的电压存储电荷。
电力状态控制模块110可进一步包括电力状态控制接口118，所述电力状态控制接口与电力存储设备 116 耦合，用于基于由电力存储设备 116 存储的电荷而向与功能模块104相关联的电力管理单元120生成致使功能模块104从第一电力状态转变到第二电力状态的命令。所述命令可包含(例如)由电力管理单元120执行的一系列操作。电力管理单元120可根据所述一系列操作而致使 SOC 130从第一电力状态转变到第二电力状态，包含(例如)将命令提供到电压生成模块108以使SOC 130的第一电力状态所需的电压改变成SOC 130的第二电力状态所需的电压。
虽然图1将电力管理单元120及功能模块104展示为集成于SOC 130上，但所述图并不意欲为限制性，其他装置100组件也可集成于SOC 130上，但图 1中未示出。例如，电力状态控制接口118(或其部分)可集成于SOC 130上。在一些实施例中，在SOC过程支持的情况下，整流电路114及电力存储设备 116也可布置在SOC 130中。类似地，在一些实施例中，电压生成模块108可集成于SOC 130上。
在常规可穿戴设备中，电源可向可穿戴设备的电力状态控制模块(或具有类似功能的设备组件)连续地(甚至在备用模式中)提供电力以促进在需要时从备用模式转变到操作模式。
相比之下，在本文中所描述的实施例中，具有电力生成设备112的电力状态控制模块110可能够生成所要电平的电力以实现从备用模式到操作模式的转变。因此，本文中所描述的装置100的实施例可提供电源(电池)的省电并延长其寿命。
此外，经配置以响应于输入而生成电力的电力生成设备112的使用可消除对在常规可穿戴设备解决方案中使用的至少一些组件的需求。例如，在本文中所描述的实施例中可能并不需要在常规可穿戴设备中用于检测设备的运动并触发从备用模式到操作模式的转变的加速度计来响应于移动而生成输出以触发从备用模式到操作模式的转变。此外，在所描述的实施例中可能并不需要在常规解决方案中可由电源提供来周期性轮询加速度计的电力，此可引起额外省电。
图2为根据一些实施例展示参考图1所描述的装置的电力状态控制模块的示例性实现的示意图。如参考图1所论述，装置100的电力状态控制模块110 可包含电力生成设备112 、整流电路114、电力存储设备116以及电力状态控制接口118。
如上文所描述，电力生成设备112可包括经配置以响应于输入204而生成电荷(电压)的压电设备202。输入204可为(例如)压电设备202上的点击。由电力生成设备 112(例如，压电设备202)生成的电压信号可被传递到整流电路114。如所示出，整流电路114可实现为整流及电压限制电路206。在所展示的示例中，整流及电压限制电路206可包括与齐纳二极管D2串联的二极管 D1。随着由压电设备202供应的电压可能上升，二极管D1可正向传导且可在齐纳二极管D2上被限于所述齐纳二极管的击穿电压。
电力存储设备116可包括与整流及电压限制电路206耦合的电容器208。电容器208可跨齐纳二极管D2来放置，并且可存储由压电设备202供应的处于由齐纳二极管D2击穿电压限定的电压的电荷。二极管D1可相对于齐纳二极管D2击穿电压防止电容器208针对来自压电设备202的负瞬态放电。例如，如果齐纳二极管D2具有3V的击穿电压，那么二极管D1可在电压超过3V(加上D1正向传导电压)时传导。低于此阈值时，二极管D1可不传导，从而致使电容器208存储处于约3V电平的电荷。
存储在电容器208上的电荷可用作电力状态控制接口118的电源。在所展示的示例中，电力状态控制接口118可包括唤醒接口电路210。电路210可包含比较器212，所述比较器可从由电容器208提供的电源供电。电阻R1与电阻R2和R3串联以及与二极管D1串联的安排可确保直到在电力存储设备116 上建立了合适的电压电平才可能触发从第一电力状态转变到第二电力状态的命令(例如，唤醒命令)。更具体来说，跨电阻R2的电压可为Vs*R2/(Rl+R2)，其中Vs为跨齐纳二极管D2及电容器208的电压。跨正向偏压二极管D3的电压可为正向传导电压Vf。
因此，直到Vs*R2/(Rl+R2)＝Vf才可能触发比较器212。当比较器212触发时，其可以驱动推拉输出级214以产生用于与SOC 130对接的命令信号220，如参考图1所描述。
在一些实施例中，可部署额外电路(未示出)来感测输入(例如，点击) 的速率以便减少或消除功能模块104的意外唤醒的机会。此电路可实现为由电力存储设备供电的计数块，所述计数块的输出可用于闸控命令(例如，电压信号Vs)。
将了解，电力状态控制模块的示例实现经提供仅用于展示且并不限于本公开。可部署用于实现电力状态控制模块112的组件的不同电路。例如，齐纳二极管D2可被省略且峰值电压可存储在电容器208上。接着可将电压调节器连接到电容器208以生成用于为唤醒接口电路210供电的固定输出电压。
图3到5根据一些实施例展示布置在可穿戴设备的壳体周围的示例性压电安排的示意图。
图3为根据一些实施例展示压电安排300的示例性实施例的剖面的示意图。如所示出，压电设备302(传感器)可布置在可穿戴设备(未示出)内部，例如，在可穿戴设备的壳体304内部的刚性安装样板(former)306上。如所示出，压电设备302可放置在构成壳体304的半刚性材料正下方。例如，压电设备 302可包括单片式压电材料。
到压电设备302的输入可包括外部压力310(例如，呈点击的形式)，所述外部压力用于施加到壳体304在压电设备上方的部分312，用于经由壳体304 的半刚性材料转移到压电设备302，以便致使生成电荷。
图4为根据一些实施例展示压电安排400的示例性实施例的剖面的示意图。更具体来说，图4展示其中压电设备402(传感器)可安装在可穿戴设备 (未示出)的壳体404外部的示例。例如，压电设备402可包括单片式压电材料。
壳体404或压电设备402可放置在其上的壳体404的部分406可包括刚性材料。如所示出，压电设备402 可在壳体404外部布置在刚性材料上。
输入410可包括外部压力(例如，点击)，所述外部压力用于施加到压电设备402，以便致使生成电荷。图4展示压电设备402基本上嵌入在壳体404 内的示例性实施例。在一些实施例中，压电设备402可部分地嵌入在壳体404 中或附接到壳体404的表面408。压电设备402可覆盖有保护层(未示出)。
图5为根据一些实施例展示压电安排500的示例性实施例的剖面的示意图。更具体来说，图5展示其中压电设备502(传感器)可形成在可穿戴设备 (未示出)的壳体504的本体的至少部分506内部的示例。壳体504可包括对压力敏感的半刚性材料。输入510可包括外部压力，所述外部压力用于施加到壳体的本体的半刚性材料，用于致使压电设备挠曲，所述挠曲可引起电荷的生成。
压电设备502可包括由粗纤维复合材料(MFC)或高级聚合物结构产生的柔性压电传感器。MFC设备可具有所要厚度(例如，可能为超薄)且可能适合于囊括在通常用于制造可穿戴设备的材料中。例如，MFC设备可由具有压电性质的材料的纤维或股线建造。材料可嵌入在环氧基体中且涂覆有(例如)
Figure BDA0001293034300000081
薄皮。由于制造过程，MFC设备可为柔性的且可接合到或嵌入在其他材料中，所述其他材料可形成弯曲表面的部分或全部，例如图5中所展示的壳体504的本体506的部分。
参考图5所描述的实施例展示包括气泡形状部分506的壳体504的本体的结构。然而，本文中所描述的实施例可不限于壳体504的所展示的结构。在一些实施例中，壳体504的结构可为线性或可具有不同形状的曲率。
此外，图3到5中所展示的示例性组合件经呈现用于展示目的且并不限于本公开。可预期压电设备在可穿戴设备中的不同放置方式。例如，压电设备可嵌入在可穿戴设备的安装特征或约束特征(例如，皮带、夹子，等等)中且为输入(例如，如上文所描述的点击)接达。
除了参考图2到5所描述的实施例或替代参考图2到5所描述的实施例，电力生成设备(例如，图1的112)的示例性实现可包含能够响应于不同类型的输入而生成电荷的设备。
在一些实施例中，电力生成设备可包括由用于响应于输入(例如，敲击) 而生成电荷的材料(例如，毛皮或塑料)制成的设备。
在一些实施例中，电力生成设备可包括用于响应于热而生成电荷的设备。到此设备的输入可包括用于向设备提供热的保持(例如，在预定时间周期内)。例如，此设备可通过组合两种电异质材料(其可经不均匀加热)来形成。电力可由泽贝克或帕尔贴效应生成。此电力生成设备可嵌入在可穿戴设备的外部上或形成可穿戴设备外壳(壳体)的部分。
在一些实施例中，电力生成设备可包括用于响应于灯闪烁而生成电荷的设备。此设备可由光电池形成，其中电可由适当材料中的电子的光致激发而生成。此电力生成设备可嵌入在可穿戴设备的外部上或形成可穿戴设备外壳(壳体) 的部分。
在一些实施例中，电力生成设备可包括包含由铁磁材料制成的组件的设备，所述铁磁材料可移动通过线圈，所述设备用于响应于摇动或诱使铁磁组件移动通过线圈的其他类型的输入而生成电荷。
在一些实施例中，电力生成设备可包括生物电池，所述生物电池用于响应于将电解质跨生物电池的布置而生成电荷，其中，输入可包括用于将电解质(例如，薄皮的水分)递送到生物电池的触摸。
图6为根据一些实施例的用于制作具有电力状态控制的可穿戴设备的过程流程图600。设备可分别包含参考图1到5描述的装置100的组件，且将被相应地引用。
过程600可在框602处开始且包含将可穿戴设备(例如，100)的功能模块(例如，104)布置在可穿戴设备的壳体(例如，102)内部。如所描述，功能模块可以第一电力状态或第二电力状态操作。如所描述，功能模块(及可穿戴设备100的其他组件)可以SOC的形式提供。
在框604处，过程600可包含将可穿戴设备的电力状态控制模块(例如， 110)布置在壳体内部。布置可包含将电力状态控制模块的压电设备(例如， 302、402或502)放置在壳体的表面正下方或在所述壳体的所述表面上用于为输入(例如，310、410或510)可接达。
在框606处，过程600可包含在功能模块与电力状况控制模块之间提供通信连接(如参考图1所描述)以响应于到压电设备的输入而实现功能模块从第一电力状态到第二电力状态的转变。如所描述，输入(例如，点击)可致使压电设备提供致使功能模块从第一电力状态转变到第二电力状态的电信号。
在框608处，过程600可包含将电源(例如，106)(例如电池)布置在壳体中。
在框610处，过程600可包含在电池与功能模块之间提供通信连接(如参考图1所描述)以根据第一电力状态或所述第二电力状态向功能模块提供电力。
图7为根据一些实施例的用于控制可穿戴设备从第一电力状态到第二电力状态的转变的过程流程图700。设备可分别包含参考图1到5描述的装置100 的组件。过程700可由参考图1所描述的装置100(可穿戴设备)的电力状态控制模块110执行。
过程700可在框702处开始且包含接收用于使可穿戴设备从第一电力状态转变到不同于第一电力状态的第二电力状态的输入。如上文所描述，电力状态控制模块可包含参考图3到5所描述的电力生成设备，例如压电设备。输入可指示用于使可穿戴设备从第一电力状态转变到第二电力状态的用户意图。输入可包含由压电设备接收用于致使压电设备响应于输入而生成电荷的点击。
在一些实施例中，电力生成设备可选自能够响应于特定类型的输入(保持、敲击、摇动、触摸，等等)而生成电力的其他设备。
在框704处，过程700可包含独立于与可穿戴设备相关联的电源(例如，以第一电力状态及第二电力状态向可穿戴设备提供操作电力的电池)响应于输入而生成电力。
在区块706处，过程700可包含响应于所生成的电力而致使可穿戴设备从第一电力状态转变到第二电力状态。致使转变可包含响应于所生成的电力而生成到可穿戴设备的功能模块的使从第一电力状态转变到第二电力状态的命令。
可由以下示例进一步展示本文中所描述的实施例。示例1为一种具有电力状态控制的装置，所述装置包括：功能模块，所述功能模块用于以第一电力状态或以不同于所述第一电力状态的第二电力状态操作；电源，所述电源与所述功能模块耦合以用于向所述功能模块提供操作电力；以及电力状态控制模块，所述电力状态控制模块与所述功能模块耦合，用于响应于输入而致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态，其中，所述电力状态控制模块包括电力生成设备，所述电力生成设备用于：独立于所述电源，响应于所述输入而生成电力；以及响应于所述所生成的电力而致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态。
示例2可包含如示例1所述的主题，其中，所述装置包括可穿戴设备。
示例3可包含如示例2所述的主题，其中，所述电力生成设备包括用于响应于所述输入而生成电荷的压电设备。
示例4可包含如示例3所述的主题，其中，所述可穿戴设备包括壳体，所述壳体用于至少容纳所述功能模块和所述电力状态控制模块。
示例5可包含如示例4所述的主题，其中，所述壳体包括半刚性材料，其中，所述压电设备在所述壳体内部布置在所述半刚性材料正下方的刚性样板上，其中，所述输入包括外部压力，所述外部压力用于施加到所述壳体的在所述压电设备上方的部分，用于经由所述壳体的所述半刚性材料转移到所述压电设备，以便致使生成所述电荷。
示例6可包含如示例4所述的主题，其中，所述壳体包括刚性材料，其中，所述压电设备在所述壳体外部布置在所述刚性材料上，其中，所述输入包括外部压力，所述外部压力用于施加到所述压电设备，以便致使生成所述电荷。
示例7可包含如示例4所述的主题，其中，所述压电设备为柔性压电传感器，其中，所述壳体包括半刚性材料，其中，所述压电设备布置在所述壳体的本体内部，其中，所述输入包括外部压力，所述外部压力用于施加到所述壳体的所述本体的所述半刚性材料，以便致使所述压电设备挠曲，所述挠曲引起所述电荷的生成。
示例8可包含如示例3所述的主题，其中，所述压电设备嵌入在所述可穿戴设备的安装特征或约束特征中，为所述输入可接达。
示例9可包含如示例3所述的主题，其中，压电设备由以下各项之一形成：单片式压电材料或粗纤维复合材料，其中，所述输入包括点击。
示例10可包含如示例1所述的主题，其中，所述所生成的电力包括电荷，其中，所述电力生成设备选自以下各项之一：包括用于响应于所述输入而生成所述电荷的材料的设备，其中，所述输入包括敲击；用于响应于热而生成所述电荷的设备，其中，所述输入包括用于向所述设备提供所述热的保持；用于响应于所述输入而生成所述电荷的设备，其中，所述输入包括灯闪烁；包含可移动通过线圈的铁磁材料的设备，所述设备用于响应于所述输入而生成所述电荷，其中，所述输入包括摇动；或者生物电池，所述生物电池用于响应于电解质跨所述生物电池的布置而生成所述电荷，其中，所述输入包括用于将所述电解质递送到所述生物电池的触摸。
示例11可包含如示例1所述的主题，其中，所述电源用于根据所述第一电力状态或所述第二电力状态向所述功能模块提供所述操作电力。
示例12可包含如示例1所述的主题，其中，所述所生成的电力包括电荷，其中，所述电力状态控制模块进一步包括：整流电路，所述整流电路与所述电力生成设备耦合，用于限制与由所述电力生成设备生成的所述电荷相对应的电压；电力存储设备 ，所述电力存储设备 与所述整流电路耦合，用于以由所述整流电路限制的所述电压存储所述电荷；以及电力状态控制接口，所述电力状态控制接口与所述电力存储设备 耦合，用于基于由所述电力存储设备 存储的所述电荷向所述功能模块生成从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态的命令。
示例13可包含如示例1到12所述的主题，其中，所述功能模块包括两个或更多个组件，其中，所述第一电力状态对应于备用模式，在所述备用模式中，所述功能模块的所述组件中的第一数目个组件被通电，并且其中，所述第二电力状态对应于操作模式，在所述操作模式中，所述功能模块的所述组件中的第二数目个组件被通电，其中，所述第二数目大于所述第一数目。
示例14可包含如示例13所述的主题，其中，所述功能模块包括片上系统 (SOC)。
示例15为一种可穿戴设备，包括：壳体；功能模块，所述功能模块布置在所述壳体中，其中，所述功能模块用于以第一电力状态或以不同于所述第一电力状态的第二电力状态操作；电源，所述电源布置在所述壳体中并且耦合到所述功能模块用于向所述功能模块提供操作电力；以及电力状态控制模块，所述电力状态控制模块基本上布置在所述壳体中且与所述功能模块耦合，用于响应于输入而致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态，其中，所述电力状态控制模块包括电力生成设备，所述电力生成设备用于：独立于所述电源，响应于所述输入而生成电力；以及响应于所述所生成的电力而致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态。
示例16可包含如示例15所述的主题，其中，所述电源包括用于根据所述第一电力状态或所述第二电力状态向所述功能模块提供所述操作电力的电池。
示例17可包含如示例15所述的主题，其中，所述功能模块包括片上系统 (SOC)。
示例18可包含如示例15所述的主题，其中，所述压电设备布置在所述壳体的表面正下方或在所述壳体的所述表面上且为所述输入可接达，其中，所述输入包括用于分别施加到所述表面的在所述压电设备正上方的区域或施加到所述压电设备的点击。
示例19可包含如示例15所述的主题，其中，所述壳体包括由半刚性材料制成的表面，其中，所述壳体的至少一部分包括基本上弯曲形状，其中，所述压电设备包括放置在所述壳体的所述弯曲形状部分内部的柔性压电传感器。
示例20可包含如示例15到19中任一项所述的主题，其中，所述压电设备嵌入在所述可穿戴设备的安装特征或约束特征中，为所述输入可接达。
示例21为一种用于制作具有电力状态控制的可穿戴设备的方法，所述方法包括：将可穿戴设备的功能模块布置在所述可穿戴设备的壳体内部，其中，所述功能模块能以第一电力状态或以第二电力状态操作；将所述可穿戴设备的电力状态控制模块布置在所述壳体内部，所述布置包含将所述电力状态控制模块的压电设备放置在所述壳体的表面正下方或在所述壳体的所述表面上，用于为输入可接达；以及在所述功能模块与所述电力状态控制模块之间提供通信连接，用于响应于到所述压电设备的所述输入而实现所述功能模块从所述第一电力状态到所述第二电力状态的转变，从而致使所述压电设备独立于与所述可穿戴设备相关联的电源生成致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态的电力。
示例22可包含如示例21所述的主题，其中，所述电源包括电池，其中，所述方法进一步包括：将所述电池布置在所述壳体中；以及在所述电池与所述功能模块之间提供通信连接，用于根据所述第一电力状态或所述第二电力状态向所述功能模块提供操作电力。
示例23可包含如示例21到22中任一项所述的主题，进一步包括：以片上系统(SOC)的形式提供所述功能模块。
示例24为一种用于控制可穿戴设备从第一电力状态到第二电力状态的转变的方法，所述方法包括：由可穿戴设备的电力状态控制模块接收指示用于使所述可穿戴设备从第一电力状态转变到不同于所述第一电力状态的第二电力状态的用户意图的输入；由所述电力状态控制模块独立于与所述可穿戴设备相关联的电源响应于所述输入而生成电力；以及由所述电力状态控制模块响应于所述所生成的电力而致使所述可穿戴设备从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态。
示例25可包含如示例24所述的主题，其中，所述电力状态控制模块包含压电设备，其中，接收输入包含由所述电力状态控制模块接收用于致使所述压电设备生成电荷的点击，其中，致使所述可穿戴设备从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态包含由所述电力状态控制模块生成用于使所述穿戴设备的功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态的命令。
以对理解要求保护的主题最有帮助的方式将各种操作依次描述为多个分立操作。然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作一定依赖于顺序。使用任何合适的硬件和/或软件以便根据期望来配置，可以将本公开的实施例实现到系统中。
虽然已经为了描述的目的本文展示和描述了某些实施例，但可以在不脱离本公开的范围的情况下用适合于实现相同目的的各种各样的替代和/或等效实施例或实现来代替所示出和描述的实施例。本申请旨在覆盖本文所讨论的实施例的任何修改或变化。因此，显然希望本文中所描述的实施例仅由权利要求书及其等效物限制。

Claims (27)

1.一种具有电力状态控制的装置，所述装置包括：
功能模块，所述功能模块用于以第一电力状态或以不同于所述第一电力状态的第二电力状态操作；以及
电力状态控制模块，所述电力状态控制模块与所述功能模块耦合，用于响应于输入而致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态，
其中，所述电力状态控制模块包括：
电力生成设备，所述电力生成设备用于响应于所述输入而生成电荷；
整流电路，与所述电力生成设备耦合，所述整流电路用于限制与所述电荷相对应的电压；
电容器，与所述整流电路耦合，所述电容器用于以受限制的电压电平来存储电荷；以及
电力状态控制接口，与所述电容器耦合，其中，所述电力状态控制接口在响应于电荷的存储而在所述电容器上建立了电压电平之后用于生成使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态的命令；
其中，所述整流电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与所述电容器并联地设置，所述第一二极管用于在所述电容器上建立所述电压，所述第二二极管与所述第一二极管串联地设置，所述第二二极管具有与要在所述电容器上建立的所述电压电平对应的击穿电压，
其中，所述电力状态控制接口包括由所述电容器供电的比较器并包括电阻器的布置，其中，电阻器中的至少一个电阻器与所述第一二极管串联地设置，用于使所述比较器在已在所述电容器上建立了所述电压电平时触发所述命令，并且
其中，由所述电容供电的计数器进一步被部署以感测所述输入的速率，其中，所述计数器的输出用于闸控所述电容器上的电压。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括可穿戴设备。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述电力生成设备包括用于响应于所述输入而生成电荷的压电设备。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述可穿戴设备包括壳体，所述壳体用于至少容纳所述功能模块和所述电力状态控制模块。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述壳体包括半刚性材料，其中，所述压电设备在所述壳体内部布置在所述半刚性材料正下方的刚性样板上，其中，所述输入包括外部压力，所述外部压力用于施加到所述壳体的在所述压电设备上方的部分，用于经由所述壳体的所述半刚性材料转移到所述压电设备，以便致使生成所述电荷。
6.如权利要求4所述的装置，其中，所述壳体包括刚性材料，其中，所述压电设备在所述壳体外部布置在所述刚性材料上，其中，所述输入包括外部压力，所述外部压力用于施加到所述压电设备，以便致使生成所述电荷。
7.如权利要求4所述的装置，其中，所述压电设备为柔性压电传感器，其中，所述壳体包括半刚性材料，其中，所述压电设备布置在所述壳体的本体内部，其中，所述输入包括外部压力，所述外部压力用于施加到所述壳体的所述本体的所述半刚性材料，以便致使所述压电设备挠曲，所述挠曲引起所述电荷的生成。
8.如权利要求3所述的装置，其中，所述压电设备嵌入在所述可穿戴设备的安装特征或约束特征中，为所述输入可接达。
9.如权利要求3所述的装置，其中，压电设备由以下各项之一形成：单片式压电材料或粗纤维复合材料，其中，所述输入包括点击。
10.如权利要求1所述的装置，其中，所述电力生成设备选自以下各项之一：
包括用于响应于所述输入而生成所述电荷的材料的设备，其中，所述输入包括敲击；
用于响应于热而生成所述电荷的设备，其中，所述输入包括用于向所述设备提供所述热的保持；
用于响应于所述输入而生成所述电荷的设备，其中所述输入包括灯闪烁；
包含可移动通过线圈的铁磁材料的设备，所述设备用于响应于所述输入而生成所述电荷，其中，所述输入包括摇动；或者
生物电池，所述生物电池用于响应于电解质跨所述生物电池的布置而生成所述电荷，其中，所述输入包括用于将所述电解质递送到所述生物电池的触摸。
11.如权利要求1所述的装置，进一步包括电源，所述电源用于根据所述第一电力状态或所述第二电力状态向所述功能模块提供操作电力。
12.如权利要求1所述的装置，其中，所述电力状态控制模块进一步包括：
整流电路，所述整流电路与所述电力生成设备耦合，用于限制与由所述电力生成设备生成的所述电荷相对应的电压；
电荷存储设备，所述电荷存储设备与所述整流电路耦合，用于以由所述整流电路限制的电压存储所述电荷；以及
电力状态控制接口，所述电力状态控制接口与所述电荷存储设备耦合，用于基于由所述电荷存储设备存储的所述电荷向所述功能模块生成从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态的命令。
13.如权利要求1到12中任一项所述的装置，其中，所述功能模块包括两个或更多个组件，其中，所述第一电力状态对应于备用模式，在所述备用模式中，所述功能模块的所述组件中的第一数目个组件被通电，并且其中，所述第二电力状态对应于操作模式，在所述操作模式中，所述功能模块的所述组件中的第二数目个组件被通电，其中，所述第二数目大于所述第一数目。
14.如权利要求13所述的装置，其中所述功能模块包括片上系统(SOC)。
15.一种可穿戴设备，包括：
壳体；
功能模块，所述功能模块布置在所述壳体中，其中，所述功能模块用于以第一电力状态或以不同于所述第一电力状态的第二电力状态操作；以及
电力状态控制模块，所述电力状态控制模块基本上布置在所述壳体中并且与所述功能模块耦合，用于响应于输入而致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态，
其中，所述电力状态控制模块包括：
电力生成设备，用于响应于所述输入而生成电荷；
整流电路，与所述电力生成设备耦合，所述整流电路用于限制与所述电荷相对应的电压；
电容器，与所述整流电路耦合，所述电容器用于以受限制的电压电平来存储电荷；以及
电力状态控制接口，与所述电容器耦合，其中，所述电力状态控制接口在响应于电荷的存储而在所述电容器上建立了电压电平之后用于生成使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态的命令；
其中，所述整流电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与所述电容器并联地设置，所述第一二极管用于在所述电容器上建立所述电压，所述第二二极管与所述第一二极管串联地设置，所述第二二极管具有与要在所述电容器上建立的所述电压电平对应的击穿电压
其中，所述电力状态控制接口包括由所述电容器供电的比较器并包括电阻器的布置，其中，电阻器中的至少一个电阻器与所述第一二极管串联地设置，用于使所述比较器在已在所述电容器上建立了所述电压电平时触发所述命令，并且
其中，由所述电容供电的计数器进一步被部署以感测所述输入的速率，其中，所述计数器的输出用于闸控所述电容器上的电压。
16.如权利要求15所述的可穿戴设备，进一步包括用于根据所述第一电力状态或所述第二电力状态向所述功能模块提供所述操作电力的电池。
17.如权利要求15所述的可穿戴设备，其中，所述功能模块包括片上系统(SOC)。
18.如权利要求15所述的可穿戴设备，其中，压电设备布置在所述壳体的表面正下方或在所述壳体的所述表面上且为所述输入可接达，其中，所述输入包括用于分别施加到所述表面的在所述压电设备正上方的区域或施加到所述压电设备的点击。
19.如权利要求15所述的可穿戴设备，其中，所述壳体包括由半刚性材料制成的表面，其中，所述壳体的至少一部分包括基本上弯曲形状，其中，压电设备包括放置在所述壳体的所述弯曲形状部分内部的柔性压电传感器。
20.如权利要求15到19中任一项所述的可穿戴设备，其中，压电设备嵌入在所述可穿戴设备的安装特征或约束特征中，为所述输入可接达。
21.一种用于制作具有电力状态控制的可穿戴设备的方法，所述方法包括：
将可穿戴设备的功能模块布置在所述可穿戴设备的壳体内部，其中，所述功能模块能以第一电力状态或以第二电力状态操作；
将所述可穿戴设备的电力状态控制模块布置在所述壳体内部，其中所述电力状态控制模块包括：
压电设备，用于响应于输入而生成电荷；
整流电路，与所述压电设备耦合，所述整流电路用于限制与所述电荷相对应的电压；
电容器，与所述整流电路耦合，所述电容器用于以受限制的电压电平来存储电荷；以及
电力状态控制接口，与所述电容器耦合，其中，所述电力状态控制接口在响应于电荷的存储而在所述电容器上建立了电压电平之后用于生成使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态的命令，
其中，所述整流电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与所述电容器并联地设置，所述第一二极管用于在所述电容器上建立所述电压，所述第二二极管与所述第一二极管串联地设置，所述第二二极管具有与要在所述电容器上建立的所述电压电平对应的击穿电压，
其中，所述电力状态控制接口包括由所述电容器供电的比较器并包括电阻器的布置，其中，电阻器中的至少一个电阻器与所述第一二极管串联地设置，用于使所述比较器在已在所述电容器上建立了所述电压电平时触发所述命令，并且
其中，由所述电容供电的计数器进一步被部署以感测所述输入的速率，其中，所述计数器的输出用于闸控所述电容器上的电压
其中，所述布置包含将所述压电设备放置在所述壳体的表面正下方或在所述壳体的所述表面上，用于为输入可接达；以及
在所述功能模块与所述电力状态控制模块之间提供通信连接，用于响应于到所述压电设备的所述输入而实现所述功能模块从所述第一电力状态到所述第二电力状态的转变，从而致使所述压电设备独立于与所述可穿戴设备相关联的电源来生成致使所述功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态的电力。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述电源包括电池，其中所述方法进一步包括：
将所述电池布置在所述壳体中；以及
在所述电池与所述功能模块之间提供通信连接，用于根据所述第一电力状态或所述第二电力状态向所述功能模块提供操作电力。
23.如权利要求21到22中任一项所述的方法，进一步包括：以片上系统(SOC)的形式提供所述功能模块。
24.一种用于控制可穿戴设备从第一电力状态到第二电力状态的转变的方法，所述方法包括：
由可穿戴设备的电力状态控制模块接收指示用于使所述可穿戴设备从第一电力状态转变到不同于所述第一电力状态的第二电力状态的用户意图的输入；
由所述电力状态控制模块独立于与所述可穿戴设备相关联的电源、响应于所述输入而生成电力；以及
由所述电力状态控制模块响应于所生成的电力而致使所述可穿戴设备从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态，
其中，所述电力状态控制模块包括：
电力生成设备，用于响应于所述输入而生成电荷；
整流电路，与所述电力生成设备耦合，所述整流电路用于限制与所述电荷相对应的电压；
电容器，与所述整流电路耦合，所述电容器用于以受限制的电压电平来存储电荷；以及
电力状态控制接口，与所述电容器耦合，其中，所述电力状态控制接口在响应于电荷的存储而在所述电容器上建立了电压电平之后用于生成使所述可穿戴设备的功能模块从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态的命令，
其中，所述整流电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管与所述电容器并联地设置，所述第一二极管用于在所述电容器上建立所述电压，所述第二二极管与所述第一二极管串联地设置，所述第二二极管具有与要在所述电容器上建立的所述电压电平对应的击穿电压，
其中，所述电力状态控制接口包括由所述电容器供电的比较器并包括电阻器的布置，其中，电阻器中的至少一个电阻器与所述第一二极管串联地设置，用于使所述比较器在已在所述电容器上建立了所述电压电平时触发所述命令，并且
其中，由所述电容供电的计数器进一步被部署以感测所述输入的速率，其中，所述计数器的输出用于闸控所述电容器上的电压。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述电力状态控制模块包含压电设备，其中接收输入包含：由所述电力状态控制模块接收用于致使所述压电设备生成电荷的点击，
其中致使所述可穿戴设备从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态包含：由所述电力状态控制模块用于向所述穿戴设备的功能模块生成从所述第一电力状态转变到所述第二电力状态的命令。
26.一种机器可读介质，包括多条指令，所述多条指令当被执行时使计算设备执行如权利要求21-25中的任一项所述的方法。
27.一种具有电力状态控制的设备，包括用于执行如权利要求为21-25中的任一项所述的方法的装置。
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