CN108702725A - 功率模块和系统以及定位和减少其包冲突的方法 - Google Patents

Abstract

一种系统、方法和/或功率模块，用于定位一组分散的多个功率模块、节约所述多个功率模块的功率、减少提供给/来自所述多个功率模块的信息的包冲突和/或使所述多个功率模块同步。

Description

功率模块和系统以及定位和减少其包冲突的方法

相关申请

本申请主张于2015年12月3日提交的美国临时专利申请号US62/262643的优先权，其全部内容通过援引其整体并入全文。

背景技术

近来广泛的工程和开发工作已经产生了称为物联网(IoT)的体系架构。针对物联网，自身供电(self-powered)、全内置(fully-contained)的电子产品作为自主(autonomous)系统与其它电子设备进行通信。这代表了在其前身(有时称为人际网(Internet of People))上的进步，在其前身中电子产品通常能对人为输入作出响应。电子产品通常分散在彼此相距很远的地方，并且电子产品使用传感器随时采集数据。

能够被采集的一类有价值的数据是每个电子产品的位置。对于大功率和大型(form-factor)的电子产品(诸如智能手机或GPS导航装置)，电子产品通常使用GPS确定自己的位置，而后在本地显示器上显示位置。对于大功率和大型的电子器件(诸如GPS跟踪器装置)，电子产品通常使用GPS确定它自己的位置，而后通过附近的蜂窝电话网络报告其位置(例如在美国普遍使用基于GSM的数据网络)。

对于随时跟踪产品位置的产品的一限制因素可能是当今市场上的产品通常利用庞大而重的电池来需要大工作功率。大功率要求使产品与轻型、小型、低成本电子解决方案不兼容。此外，一体化(all-in-one)GPS定位模块不会将模块的位置报告给中央存储库(repository)，因此无法在外部跟踪一体化GPS模块的位置。特别是不可能使用一体化GPS定位模块来监测(monitor)多个功率模块的迁移模式，因为它们缺乏双向无线通信的能力。为了采集自身供电装置的分散分布式系统的定位数据，功率使得要求使用考虑确定位置和无线采集位置数据的组合操作的新技术受到限制。当今市场上的产品还没有为轻型、小型、低成本的电子模块提供这些功率限制的解决方案。

长距离低功耗无线协议在使无线连接的多个模块同步的精度低于包持续时间是无效的。为了更好地解决影响数千个功率模块的分布式组的独特功率挑战，其中模块的同步能帮助减少在装置等待RF信道空闲(clear)时浪费的功率，本领域的当前水平涉及执行先听后说(listen-before-speaking)的模块。如果模块由于范围内的多个其它模块而继续聆听(listening)，此功能会随着时间消耗大量功率。或者，如果模块没有等待，则模块传输的包(packet)可能会与其邻居发生冲突，造成被称为包冲突(packet collision)的现象。除了先听后说的功能之外，同步和调度(scheduling)数据传输不是使用长包持续时间(long packet durations)的长距离低功耗无线协议的标准功能。

对防止包冲突的策略有了新的需求，并且在功率受限模块(power-limitedmodule)的情况下，则甚至更需要改进一大组的分散的功率模块的功率管理(powermanagement)的策略。

发明内容

在一个方面，一种功率模块可包括：一微控制器；一数据通信组件，设置为使用一短距离低功耗的通信协议将数据发送至一相关的接收器并从所述相关的接收器接收数据；一全球定位系统(GPS)组件；以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件以及所述GPS组件中的每一个供电，其中，所述微控制器、所述数据通信组件和所述GPS组件设置为一起工作，以接收来自所述相关的接收器的一位置请求数据包并且对此作出响应而给所述相关的接收器提供一位置响应数据包以识别所述功率模块的位置。

在一个方面，一种功率模块可包括：一微控制器；一数据通信组件，其设置为使用一短距离低功耗的通信协议将数据发送至一相关的接收器且从所述相关的接收器接收数据；以及一电源，所述电源给所述微控制器和所述数据通信组件中的每一个供电，其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作以从一相关的接收器接收一唤醒数据包并对此作出响应、以一预定时间间隔给所述相关的接收器提供多个响应数据包。

在一个方面，设置多个功率模块，各功率模块包括一微控制器、一数据通信组件以及一实时时钟模块，各功率模块的实时时钟模块设置为与其它功率模块的实时时钟模块时间同步，其中，所述多个功率模块被分为所述多个功率模块的至少第一组和第二组，其中，所述多个功率模块的第一组设置为在一第一预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一个无线数据通信网关，而且其中，所述多个功率模块的第二组设置为在一第二预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一个无线数据通信网关，其中，所述第一预定时间段和所述第二预定时间段是不同的。

在一个方面，一种低碰撞无线数据通信的方法可包括：设置多个功率模块，各功率模块包括一微控制器、一数据通信组件、一实时时钟模块以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件和所述实时时钟模块中的每一个供电，各功率模块的实时时钟模块设置为与其它功率模块的实时时钟模块时间同步；设置至少一个无线数据通信；将所述多个功率模块分成所述多个模块的至少第一组和第二组；指定第一预定时间段和第二预定时间段，其中所述第一预定时间段不同于所述第二预定时间段；使用一短距离低功耗的通信协议在所述第一预定时间段期间将数据从所述多个模块的第一组上行链路到所述至少一个无线数据通信网关；以及使用所述短距离低功耗的通信协议在所述第二预定时间段期间将数据从所述多个模块的第二组上行链路到所述至少一个无线数据通信网关。

发明内容部分仅仅出于总结一些示例实施例的目的，以便提供对本发明的一些方面的基本理解。因此，应该理解的是，上述的示例实施例仅仅是示例，且不应被解释为以任何方式缩小本发明的范围或精神。从以下结合通过举例说明所述实施例的原理的附图进行的详细说明中，各种公开实施例的其他实施例、方面和优点将变得显而易见。

附图说明

图1是一示例的功率模块和该功率模块的示例元件的一框图。

图2是用于从该功率模块采集位置数据的一示例的系统和相关方法的一系统图。

图3是另一示例的功率模块和该功率模块的示例的元件的一框图。

图4是用于从该功率模块采集位置数据的另一示例的系统和相关方法的一系统图。

图5是用于确定功率模块的位置的示例RSSI图的一曲线图。

图6A和图6B分别是用于从功率模块采集位置数据的另一示例的一示例的系统600和流程图610。

图7是用于在传输窗口期间采集数据的一示例的逻辑的一流程图。

图8是另一示例的功率模块和该功率模块的示例的元件的一框图。

图9是用于使多个功率模块同步的一示例的系统和相关方法的一系统图。

图10是用于上行链路数据的一示例的系统和相关方法的一系统图。

图11是用于下行链路数据的一示例的系统和相关方法的一系统图。

图12是功率模块的一示例的计算装置的一框图。

具体实施方式

说明了一示例功率模块120以及用于定位功率模块120、节省(conserving)功率模块120的功率、减少提供给/来自多个功率模块120的信息(message)的包冲突和/或使多个功率模块120同步的系统和方法。

图1是一示例的功率模块120和功率模块120的示例元件的一框图。功率模块120可包括一微控制器140，微控制器140与能够无线发送和接收数据的一数据通信模块108和数据通信天线110连接。在一实施方式中，微控制器140是一低功耗微控制器。在一示例中，数据通信IC 108可以设置为采用长距离低功耗的通信协议(诸如长距离(Long Range,LoRa)或一长距离RF数据传输协议(诸如全球移动通信系统(GSM)或时分多址(TDMA)))发送和接收的数据。数据通信天线110可以实现为柔性PCB基板128上的一分立(discrete)的部分或印刷迹线。数据通信天线210可以是无源装置或有源装置。微控制器140可以被合并到数据通信IC 108中，或者微控制器140可以是与数据通信IC 108分离的一分立元件。示例的数据通信天线110包括但不限于以诸如平面倒F形天线(通常称为PIFA)或蛇曲形跟踪天线(meandering trace antenna)的构造的印刷电路板上的一迹线、芯片式天线(诸如Johanson Technology的2450AT42A100E)和/或一贴接(attached)的数据通信模块上的一迹线(诸如Link Labs的LL-RLP-20-915-SYM-A或SparkFun Electronics的WRL-13678)等。示例的数据通信模块108包括但不限于RF模块，RF模块包括数据通信天线110(例如，LinkLabs的LL-RLP-20-915-SYM-A或SparkFun Electronics的WRL-13678)。另外，数据通信IC108(例如Espressif ESP8266或Semtech SX1276)可以直接放置在基板128上。如果数据通信IC 108直接放置在基板128上，则它可能需要一辅助存储器模块(例如AdestoTechnologies的AT25SF041)来保存缓冲数据或配置数据。

功率模块120可包括电池(battery)和/或太阳能芯片(solar cell)144以提取(scavenge)可用能量来为功率模块120供电。电池或太阳能芯片144可包括但不限于纽扣电池(例如Energizer的CR2032)、超薄原电池(诸如FDK的CF042039(N))、印制在或贴接在基板128上的超薄电池(例如Enfucell的SoftBattery)、超薄充电电池(例如Imprint Energy的可定制的ZincPoly系列)、较大的聚合物袋式电池(例如来自PowerStream的商品(offering))以及可能是柔性的太阳能芯片。这些柔性的选择可包括来自Alta Devices的柔性的ELO基GaAs商品或来自PowerFilm的柔性硅(flexible silicon)商品。

功率模块120可包括回放和控制按钮148，以控制信息的回放(包括但不限于播放(play)、暂停、快进、倒回、下一条信息、打开或关闭)。功率模块120可包括用于存储信息的一音频播放和存储器集成电路(IC)112。在一实施方式中，音频播放和存储器IC 112包括一只读存储器(ROM)，其内容可以用一脉冲电压擦除和重新编程，通常被称为EEPROM。另外地或替代地，存储器可包括程序存储器、一高速缓冲存储器(cache)、随机存取存储器(RAM)、一闪速存储器、一硬盘驱动器等和/或其它类型的存储器。在一些实施方式中，音频播放和存储器IC 112可以存储当由微控制器140执行(例如，执行、翻译、解读等)时使微控制器140播放信息的指令(例如编译可执行程序指令、未编译的程序代码、其组合等)。另外地或替代地，音频播放和存储器IC 112可以设置为捕获一延长的持续信息(extended durationmessage)。音频播放和存储器IC 112可包括但不限于非易失性存储器模块(例如来自Atmel的AT24CM01-SSHM-B(EEPROM存储器类型))以及易失性存储器模块(例如Microchip的23K256-I/SN(SRAM存储器类型))。

功率模块120可包括一个或多个扬声器142，从而用户可以聆听信息。示例扬声器142可包括但不限于压电陶瓷商品(例如PUI Audio Inc.的APS2709S-T-R和/或Molex的PVDF印刷薄膜)。功率模块120例如还可包括一音频放大器IC 114，以减小微控制器输出上的负载和/或以过滤音频信号。音频放大器IC 114可包括但不限于来自Texas Instruments的LM48860TL/NOPB。功率模块120不限于信息的音频显示，且可包括其它模块，其它模块包括但不限于用于显示静态图像、动画帧和/或全速视频的视频显示模块。功率模块120例如还可包括一视频控制器IC，以从微控制器140解读视频信息并且将视频信息传递给显示器。一低功耗显示器可包括但不限于一分段电泳显示器(例如E-Ink Corporation的SC005221)、一像素化电泳显示器(诸如Molex印制的options)以及一棒规(bar gauge，诸如E-Ink Corporation的SC002221)等。一视频控制器IC可包括但不限于MicrochipTechnology的PIC24FJ128GC006-I/PT和Epson Electronics的S1C17F57F401100等。

功率模块120还可包括一GPS(全球定位系统)天线116和GPS IC 118。GPS天线116可以设置为从GPS卫星采集信号。GPS天线116可以是一无源装置或有源装置。GPS IC 118可以设置为从多个GPS卫星的一星座通过GPS天线116采集相关的GPS位置(纬度、经度、高度)和时间数据，以例如由微控制器140处理。GPS IC 118也可设置为将速度返回给微控制器140。GPS天线116可包括但不限于以诸如一平面倒F形天线(通常称为PIFA)或蛇曲形跟踪天线的构造的印刷电路板128上的一迹线以及一芯片式天线(例如Johanson Technology的1575AT43A0040E)等。GPS IC 118可包括但不限于Linx的RXM-GPS-RM-T(或称为RF接收器)。

功率模块120可包括更少的、附加的和/或替代的元件，包括但不限于一远程充电天线以及整流电路，以为电池144充电或为微控制器140供电。远程充电和整流电路可包括但不限于一分立元件，分立元件包括连接于基板128上的一组印刷迹线146的电阻器、电容器、电感器以及二极管。这些迹线146还可以被调谐，以获得所需的天线性能参数。

功率模块120例如可包括与每个板载IC或有源供电(actively powered)天线连接的元件(诸如场效应晶体管(例如MOSFET))，以便接通或断开那些部分的供电。

功率模块120例如可包括一传感器、传感器IC或传感器阵列300(例如图3)，以采集功率模块120位置处的数据。通过使用功率模块120上的传感器、传感器IC和/或传感器阵列300可以采集各种类型的数据(例如取决于所述模块上包含的传感器类型)。传感器的数据类型可包括但不限于温度、湿度、振动、机械冲击/跌落、电压、电流、磁场、电池健康状态(battery health)、位置、寿命、光(红外、紫外、可见)、射频(RF)信号强度、接近度(proximity)、电容(capacitance)、时间、模块被播放次数、按钮被按下的次数、声音、压力、力、重量、加速度、化学浓度、化学类型、溶液pH、气体浓度和/或气体类型等。传感器、传感器IC、传感器阵列300可包括多个传感器，这取决于功率模块120的构造。示例的部件包括但不限于Vishay的TSOP4136红外光电二极管、Lite-On的LTR-329ALS-01环境光传感器、Sensirion的SHT25温度和湿度传感器IC、Analog Devices的ADXL335MEMS加速度计、MurataElectronics的PKGS-00LDP1-R、PST Inc.的印刷硅热敏电阻阵列和/或Molex的印刷压力阵列等。

可包括在功率模块120中的传感器、传感器IC和/或传感器阵列的示例应用包括但不限于远程可更新的媒体模块、时变动画显示器、音频增强电子海报、透明篡改探测器、低能见度/伪装/良性(benign-appearance)外观电子传感器和致动器(actuators)、非明显的聆听装置、用于弯曲部件的包装(wrap-able)盒、可收缩的电子外壳、高空气动力学阻力物体(high aerodynamic drag objects)、高透明度物体(high transparency objects)(诸如窗口安装式传感器)、抬头显示(heads-up display)元件、具有多种音频信道的沉浸式音频应用、基于帽子或头盔的感应或致动(actuation)、交互式产品站(product stands)或标牌(signage)、人员交通监测、位置检测、看似无源媒介的非显而易见的使用监控、资产盗窃探测器、包裹跟踪、包裹健康状态监测、智能包装或打标签、牲畜跟踪、有声读物或小册子的使用、个体依赖的个性化信息传递、个人提醒装置、接近度标签、挡风玻璃安装电子元件、脉搏率感测、NFC数据读取补丁和/或土壤状况传感器等。

如果需要，则功率模块120还可包括一些元件，且如果需要，在一些实施方式中功率模块120可设置为具有蜂窝电话的全部功能。出于涉及本发明的各个方面的本发明的目的，功率模块120还可包括以下中的一个或多个：实时时钟电路304(例如图3)、基于微电子机械系统(MEMS)的加速度计306、电子指南针308、无线充电功能310和/或蓝牙智能通信模块312。微控制器140可以在休眠模式下正常运行以降低其功率消耗(power draw)。出于本发明的一些实施方式的目的，假定功率模块120定位的位置是未知的，并且功率模块120不正在移动。

功率模块120可以设置为远程编程，具有上行链路和下行链路数据传输能力。板载数据通信收发器使得在媒体模块已经投入使用后能够从媒体模块组采集数据，并且能在在传输范围内的独立的模块上或在所有模块组上重新编程媒体信息。

图2是用于从功率模块120采集位置数据的一示例的系统400和相关方法的一系统图。在一实施方式中，一接收器440(有时被称为网关)可以通过使用作为长距离低功耗通信协议的LoRa来从分散组的多个功率受限的功率模块120采集位置数据。使用非常规定位技术的LoRa并不明显，因为包传输时间长。当与由一体化GPS装置呈现的到第一次定位时间(first fix times)的长时间结合时，同时运行LoRa和GPS可能会快速超过功率预算。结果，LoRa还没有实现定位应用作为报告分散组的多个功率受限的功率模块120的位置数据的手段。本文提出了功率有效策略以建立大型组的多个独立(self-contained)的功率模块120的位置。除了位置数据外，多种其它数据也可以被采集。从一组分散的功率模块120与位置同时能被采集的数据包括但不限于传感器数据、迭代计数器(诸如由按钮按压所定义的那些)、寿命信息(information)、模块健康状态数据以及对多个接收器的接收信号强度指示(RSSI)。在本发明中，提供了三种可用于确定功率模块120的位置的示例性的构造，使得构造确定在功率模块120和接收器440之间传输的数据的类型、数量和周期。最终的结果是为一个或多个功率模块120生成位置数据，从而通过从一个或多个接收器440采集数据来检索(retrievable)该数据。

功率模块120包括优选为低功耗的微控制器140以及GPS天线116和GPS IC 118。可知GPS组件使用大量的功率。在一实施方式中，可以使用太阳能芯片144或其它非功率限制的电源。GPS IC 118可以包含一低噪声放大器、RF滤波器(filters)和/或匹配电路，或者这些元件可以是分离的。数据通信IC 108和数据通信组件110能够无线发送和/或接收数据，例如，使用长距离低功耗的通信协议(例如长距离(LoRa))。微控制器140、电源、GPS组件和数据通信组件可以作为一内含电路组件(inclusive circuit assembly)的一部分相互关联，并且例如，作为一柔性印刷电路组件(FPCA)的一部分相互关联，从而可以实现与使用FPCA相关联的优势。

接收器440设置为使用长距离低功耗的通信协议向功率模块120发送数据和/或从功率模块120接收数据。出于本发明的目的，接收器440(或网关)可包括：一数据通信组件，其设置为使用与功率模块120的数据通信组件使用的相同的长距离低功耗的通信协议来发送和/或接收数据；板载存储器；以及采集和保存数据的功能。每个接收器440还可包括一GPS组件。各接收器440可以是自身供电的或外部供电的。虽然各接收器440可能不知道每个功率模块120的位置，但是所有接收器120采集的数据能反映完整的采集到的数据集。各接收器440还可以传输数据、ping功率模块120和/或命令功率模块120进行传输。取决于布置，接收器440可以位于固定位置或者可以安装于一移动的物体以变得可移动。

如果接收器440维持与一PC或一基于Web的后端服务器的链接，则由接收器440采集的数据可以被实时采集。这种接收器到读取器的链接(receiver-to-readout link)可以通过使用以太网上的有线连接、基于GSM蜂窝网络的无线连接或基于LoRa的无线连接与主基站442连接来实现。在后一种情况下，主基站442能够从接收器440的分布式网络在长距离内采集数据。

作为实时数据采集的替代方案，由接收器440采集的数据可通过在接收器440的板载(onboard)硬盘上生成日志文件进行本地检索。这样的日志文件记录了各种包信息，所述各种包信息包括但不限于：包接收时间；包数据有效载荷(payload)；包RSSI和定向(orientation)。使用有线以太网上的安全壳(SSH)连接或通过连接可以将日志文件导出到闪存驱动器。

针对系统400和相关方法，在一简单的布置中，大致如图2所示，功率模块120向接收器440报告数据。当功率模块120处于接收器440的范围内时，功率模块120接收来自接收器440的一个或多个位置请求数据包。当接收到一个或多个位置请求数据包时，功率模块120能：(a)从休眠模式(以节省功率)唤醒(从而位置请求数据包可被另外地称为“唤醒”数据包)；(b)打开GPS组件；(c)等待GPS组件以返回一位置；(d)向接收器440发送一个或多个位置响应数据包，其中一个或多个位置响应数据包包括功率模块120的GPS位置数据；以及(e)返回到休眠模式。应该理解的是，系统400和相关方法可包括一个或多个功率模块120以及一个或多个接收器440。

在系统400和相关方法中，接收器440可在位置上固定或可移动。如果接收器440是移动的，则接收器440可以移动地足够慢以避免离开功率模块120的传输范围。如果接收器440移动地太快，接收器440可能不能够接收到由功率模块120发送的一个或多个返回数据包。

针对系统400和相关方法，为了使功率模块120接收并响应由接收器440发送的一唤醒数据包，微控制器140周期性地将其数据通信组件打开为接收模式，以便聆听可能正由接收器440发送的任何的外部信号。如果没有信号存在，微控制器140返回到休眠状态以节省功率。

为了降低GPS组件的功率需求，由接收器440发送的一个或多个唤醒数据包可以将初始有限精度时间和位置估计传递给GPS组件。这些初始估计可以消除依赖GPS组件下载完整的GPS星座历书(constellation almanac)，其仅每约30秒广播一次。将GPS组件的启动时间从约30秒缩短到仅几秒钟以找到相关的卫星能降低返回一位置的功率需求。如果接收器440是移动的，则缩短功率模块120的响应时间还可以允许从像功率模块120一样的其它模块更快地恢复数据。

系统400和方法可以以不同形式的任何数量设置。

作为一第一示例，系统400和方法可以针对任何类型的资产跟踪应用使用。例如，功率模块120可以固定于待跟踪的资产(诸如位于仓库中的集装箱)。仓库也可以具有一接收器440，接收器440具有至少覆盖仓库占用的区域的范围。实际上，如果需要定位仓库中的集装箱，则接收器440可以将一唤醒数据包发送至与集装箱相关联的功率模块420，这可以使模块420从休眠模式唤醒、打开GPS组件、等待GPS组件返回集装箱在仓库内的精确位置、将一个或多个返回数据包发送至接收器440(其中一个或多个返回数据包包括GPS位置数据)以及返回到休眠模式。接收器440的监测然后能提供集装箱在仓库内的精确位置，而不会浪费时间和精力。在这种情况下，接收器440可优选地在位置上固定。

例如，功率模块120可以固定于待跟踪的资产(诸如位于城市内的车辆)。例如，功率模块120可以硬连线于车辆以接收来自车辆自身的功率，和/或功率模块120可以由来自与车辆不相关的一独立的电池的功率补充，从而在车辆功率不提供给功率模块120的情况下起到备用功率的作用。城市可以具有一个或多个接收器440，接收器440具有至少覆盖城市边界(confines)内的区域的范围。实际上，如果需要定位城市内的车辆，例如，车辆被盗，接收器440可以将一唤醒数据包发送至与被盗车辆相关联的功率模块120，唤醒数据包可以将功率模块120从休眠模式唤醒(假定被盗车辆处于一个或多个接收器440的范围内)，打开GPS组件，等待GPS组件返回被盗车辆在城市内的精确位置，将一个或多个返回数据包发送至一个或多个接收器440(其中一个或多个返回数据包包括GPS位置数据)并且返回到休眠模式。一个或多个接收器440的监测然后能提供被盗车辆在城市内的精确位置，而不会浪费时间和精力。一个或多个接收器440可以设置于城市的警务站，并且在位置上可以固定(例如在某种类型的塔上)或者可以是移动的(例如在由警务站控制的无人机上)。当然，应该理解的是，被盗车辆可以出了城市的一个或多个接收器440的范围，因此，设想相邻的多个城市都可以具有一个或多个接收器440，从而有效扩大系统400的工作范围。相邻的多个城市可以一起工作，以当在车辆警报被盗时全部由它们各自的接收器440发送唤醒数据包，且/或相邻的多个城市都可以一起工作以在预定日期和/或时间全部由它们各自的接收器440发送唤醒数据包。

作为一第二示例，系统400和方法可以针对任何类型的空投(air-drop)应用使用。例如，功率模块120可以固定于待空投在一目标区域中的一传单(leaflet)上。由于目标区域是需要一空投场景的区域，所以目标区域可能不具有位置上固定的一个或多个接收器440，使得一个或多个接收器440是移动的并且例如与无人机等相关联。实际上，如果需要或期望在空投完成后的某个时间点定位传单，则可以使一个或多个无人机(每个与一接收器440相关联)在目标区域上方飞行，各无人机将一唤醒数据包向传单形式的功率模块120发送，唤醒数据包可以使功率模块120从休眠模式唤醒、打开GPS组件、等待GPS组件返回传单在目标区域内的精确位置，将一个或多个返回数据包发送至接收器440(其中一个或多个返回数据包包括GPS位置数据)并且返回休眠模式。接收器440的监测然后可以提供传单的精确位置，从而提供传单是否已经从投送区域移动的信息，并且如果是，则提供传单已经移动到何处的信息。

图3是另一示例的功率模块和该功率模块的另一示例的元件的一框图。应该理解的是，如果需要，功率模块120还可以包括传感器300、按钮和/或致动器148、扬声器142、显示器302、实时时钟电路304、例如基于MEMS的加速度计306、电子指南针308、无线充电功能310和/或蓝牙智能通信模块312等。应该理解的是，系统400和相关方法可包括一个或多个功率模块120以及一个或多个接收器440。

图4是用于从功率模块120采集位置数据的另一示例的系统500和相关方法的一系统图。当功率模块120未设置有一板载GPS IC 118或GPS天线116时，系统500和相关方法提供定位一功率模块120的能力。系统500包括功率模块120。功率模块120包括一微控制器140，微控制器140优选为低功耗微控制器。功率模块120还包括一电源，电源优选地为一电池144。功率模块120还包括一数据通信组件，数据通信组件优选地包括一数据通信IC 108(或收发器)以及一相关的数据通信天线110。功率模块120的数据通信组件能够无线地发送和接收数据。数据通信组件使用一长距离低功耗的通信协议(例如长距离(LoRa))发送和/或接收数据。微控制器140可以被合并到数据通信模块中或者微控制器140可以是与数据通信模块分离的一分立元件。微控制器140、电源144和数据通信组件108、110优选地作为一内含电路组件的一部分而相互关联，并且更优选地作为上文所述的通用类型的一柔性印刷电路组件(FPCA)的一部分而相互关联，从而实现与使用一FPCA相关联的优势。

系统500还包括一无线数据通信网关或接收器440。接收器440设置为使用长距离低功耗的通信协议向功率模块120发送数据和/或接收来自功率模块120的数据，且因此具有与其相关联的一数据通信天线。在系统500中，不是功率模块120，而是接收器440可包括一GPS组件，GPS组件优选地包括一GPS模块以及一相关的GPS天线。在系统500和相关方法中，接收器440可以是移动的。当接收器440是移动的时，接收器440移动地足够慢以避免离开功率模块120的传输范围。如果接收器440移动地过快，接收器440可能不能够接收到由功率模块120发送的一个或多个响应数据包。

针对系统500和相关方法，在一简单的布置中，大致如图4所示，一功率模块120向一移动的接收器440报告数据。当功率模块120处于接收器440的范围内时，功率模块120能接收来自接收器440的一个或多个位置请求数据包。当接收到一个或多个位置请求数据包时，功率模块120能：(a)从休眠模式(以节省功率)唤醒(使得位置请求数据包可被另外地称为“唤醒”数据包)；(b)以一预定的时间间隔向接收器440发送多个响应数据包；以及(c)返回到休眠模式。在接收器440接收各响应数据包时，移动的接收器440将：(a)当移动的接收器440移动经过功率模块120时，针对每个接收到的响应数据包测量所接收到的信号强度指示(RSSI)(信号强度随与功率模块120相距的距离变化)；以及(b)通过使用包含在其内的GPS组件记录(note)在移动的接收器440接收到每个响应数据包的时刻时移动的接收器440的位置。GPS组件可以连续运行且记录(record)的GPS数据包括纬度、经度、高度以及速度数据。

通过经验或通过使用模型然后将测得的RSSI转换为估计距离，如通常三边测量所做的那样。将RSSI转换为距离估计的标准过程假设来自功率模块120的数据通信天线的LoRa辐射几乎是各向同性的，其中在所有方向上具有相等的功率辐射。这导致移动接收器440周围的与RSSI的特定值对应的一估计的圆/椭圆/球面/球体/椭圆体的距离。

为了校正(compensate)来自功率模块120的数据通信天线的各向异性辐射样式，可以在板载功率模块120上设置基于MEMS的加速度计306，且基于MEMS的加速度计306可以在接收到来自接收器440唤醒(或ping)数据包之后被激活。基于MEMS的加速度计306可以用于估计功率模块120相对地球表面的定向(orientation)，并且可以将定向数据作为响应数据包的一部分通信给接收器440，以便提高功率模块120的位置的准确度。

功率模块120还可以具有设置在板上的电子指南针308，以提供关于模块定向的信息。

在一实施例中，为了完成各向异性辐射样式的校准程序，从基于MEMS的加速度计306获得的数据可以与从电子指南针308获得的数据组合，并且该组合的数据也可以发送至接收器440。该组合的数据可以一单个的包传送或者在多个包上重复采集。为了减少手持振动对MEMS数据的影响，可以在延长的时间段内对基于MEMS的加速度计306的数据进行过滤(filtered)，使得返回单个的平均值。可以以类似的方式对来自电子指南针308的数据进行过滤。过滤可以由微控制器140或任何其它的合适的装置来执行。

为了进一步精确(refine)功率模块120对移动接收器440距离的估计，可以设置另外的移动接收器440，每个另外的移动接收器440具有与其相关的一数据通信天线110。或者，如果可行的话，移动接收器440可以设置有一第二数据通信天线，第二数据通信天线与第一数据通信天线110充分分离，以便能够区分由每个数据通信天线接收到的位置信号。在这样的多天线接收器节点系统中，每个接收天线的方向可被限制到特定的扇区，然而一单个主接收器系统可以包括一全向传输天线，以发起对来自功率模块120的传输的请求。

图5是用于确定功率模块的位置的示例RSSI图的一曲线图502。作为一示例，且大致如图5所示，通过使用至少两个扇区限制的接收器天线，可以打破接收器节点的从左侧到右侧的对称性。大致如图5所示，由接收器节点上的一右侧天线采集的系列包的RSSI值可以与接收器节点上的左侧天线上的那些值比较，并且最大的RSSI值应该表示功率模块120所在的扇区。可以增加另外的天线以进一步精确接收器440对功率模块120的距离估计，并且当多个扇区天线报告相同的RSSI值时，基本上起到平局决胜制(tie-breaker)的作用。应该理解的是，与电磁辐射的传播速度相比，接收器440的速度慢，所以多普勒效应可以是最小化的。

系统500和方法可以以不同方式的任何数量设置。作为一示例，系统500及方法可以针对任何类型的空投应用被使用。例如，功率模块120可以固定于待空投到一目标区域中的一传单上。由于目标区域是需要一空投场景的区域，所以目标区域可能不具有位置上固定的一个或多个接收器440，使得一个或多个接收器440优选地是移动的且优选地与无人机等相关联。另外，在大多数空投应用中，优选地保证来自功率模块120的低功率消耗，且因此，不使用GPS组件(其使用大量的相对的功率)的功率模块120对这种应用是理想的。

实际上，如果需要或期望在空投完成后的时间上的某个点定位功率模块120，则可以使一无人机(与一接收器440相关联)在目标区域上方飞行，将一唤醒数据包向传单形式的功率模块120发送，唤醒数据包可以使功率模块120从一休眠模式唤醒，以预定时间间隔向接收器440发送多个响应数据包，并且返回到休眠模式。当接收器440接收每个响应数据包时，无人机上的移动接收器440可以在移动的接收器440移动经过功率模块120时，针对每个接收到的响应数据包测量所接收到的响应数据包的接收信号强度指示(RSSI)，并且通过使用包含在其内的GPS组件记录在移动的接收器440接收到每个响应数据包的时刻时移动的接收器440的位置。针对每个接收到的响应数据包的RSSI数据然后可以转换为功率模块120相对于接收器440的一估计距离，如通常三边测量所做的那样。

与接收器440对照，功率模块120相对于接收器440的估计区域提供了3D区域。为了提供更具体的比较，例如，将3D区域分为两半(左侧扇区和右侧扇区之间)，可替代地使用接收器节点(无论多个接收器440各具有一单个天线还是一单个接收器440具有一对天线)。例如，在一对左右编队飞行的无人机的情况下，每个无人机都具有带一单个天线的一接收器440，如果处于左侧的无人机和相关的接收器440接收到比处于右侧的无人机和相关的接收器440更强的RSSI，则3D区域被分为两半且功率模块120处于左侧扇区中。

应该注意的是，如果接收器440未设置有GPS组件，则系统500和方法在系统500及方法能够提供功率模块120对接收器440的相对位置的范围内仍然能是有用的，尽管设想这样的系统500及方法可以在接收器440不移动而设置在一固定位置时提供益处。

图6A和图6B分别是用于从功率模块120采集位置数据的另一示例的一示例的系统600和流程图610。像系统500和相关方法一样，系统600和相关方法定位一功率模块120的能够，无论功率模块120是否设置有一板载GPS组件。系统600及方法和系统500及方法之间的区别在于系统600及方法利用分布在一扩展区域上的多个接收器440以进一步精确定位功率模块120的能力。各接收器440的覆盖区域可以与附近的接收器440的覆盖区域重叠，以返回更准确的模块位置数据。多个接收器440可以是静止的或可以作为编队一起移动。

对于一功率模块120处于三个接收器440的范围内的情况，由所有三个接收器440采集到的RSSI数据可以用于三边测量，如通常用于蜂窝电话或其它无线通信装置的定位一样。如上所述，各向异性的模块天线辐射的影响可以由使用基于模块的加速度计和电子指南针装置校正。

对于一功率模块120处于三个或更多的接收器440的范围内的情况，RSSI映射可以用于定位功率模块120。为了使用LoRa执行RSSI映射，可以经验上预先确定针对一标准功率模块120的RSSI值的一预校准图。如图6A和图6B所示，该RSSI值映射可以用于固定一功率模块120相对于多个接收器440的编队的位置。通过将模块对编队的数据与由接收器440的网络采集的GPS数据结合，功率模块120的位置可以在由功率模块120传输的一单个数据下进行估计，这与系统500及方法所需的多个数据传输(响应数据包)相反。

虽然需要从所关注的功率模块120进行单个数据传输，但是被发送的包包括针对多个接收器440的全网络的RSSI数据。这个扩展的数据包可对应于一长线模块传输(longmodule transmission)，从而模块数据的一单个的ping对于确定模块位置所需的是完全的。结果，图6A和图6B中所示的示例可能涉及或可能不涉及从接收器440到功率模块120的ping包的传输。相反，可以将功率模块120初始化为在设定的时间段内从睡眠状态唤醒、检查一空闲的网络信道，然后发送包含其RSSI值表的包，并且返回到睡眠状态。对于限定在较小的区域内的多个极大体积的功率模块120而言，随着时间的推移分发多个模块包变得越来越有必要。因此，为了完全采集模块位置数据，可能需要接收器编队的多次飞行。

如果需要具体的功率模块120的位置数据，则网络中的多个接收器均可独立发送包含具体模块的包，以提示模块返回RSSI映射数据。对于多次飞行不能完整地采集每个功率模块120的位置数据的情况，单独的ping所关心的一个或多个功率模块120可用于与功率模块120和接收器网络之间的通信同步。

对于大量模块组位于一限定区域内的情况，包冲突可能是一个问题。如下面将进一步详细讨论的，为了减小包冲突，多个功率模块120可以自主选择仅在空闲的无线信道上传输。为了在试图从多个模块采集位置数据时进一步避免网络拥塞，如果仅满足特定的条件集合，则可以选择性地报告由一模块采集的RSSI表。例如，如果功率模块尚未被使用，则可认为位置数据较不重要，且功率模块120可不报告其RSSI数据或位置。在这种情况下，通过减少在给定时间下进行传输的模块的数量，可以使可用无线信道保持更多的空闲。

系统600及方法可以不同的方式的任何数量设置。作为一示例，系统600及方法可以针对任何类型的空投应用被使用。例如，功率模块120可以固定于待空投在一目标区域中的一传单上。由于目标区域是需要一空投场景的区域，所以目标区域可能不具有位置上固定的一个或多个接收器440，使得一个或多个接收器440优选地是移动的且优选地与无人机等相关联。另外，在大多数空投应用中，优选地保证来自功率模块120的低功率消耗，且因此，不使用GPS组件(其使用大量的相对的功率)的功率模块120对这种应用是理想的。

实际上，如果需要或期望在完成空投后的时间上的某个点定位功率模块120，则可以使多个无人机(每个无人机与一单独的接收器440相关联且总共至少三个(3))以编队在目标区域上方飞行。在一实施例中，无人机可以向传单形式的功率模块120发送一唤醒数据包，唤醒数据包可以将功率模块120从一休眠模式唤醒，向各接收器440发送一单个的响应数据包(单个的响应数据包可包括针对各接收器440的RSSI数据)，并且返回到休眠模式。RSSI映射然后可以用于找到功率模块120的位置。在另一实施例中，可以无需给多个无人机发送一唤醒数据包，而是可以在一设定的时间段内将功率模块120初始化以从睡眠状态唤醒，检查一空闲的网络信道，而后发送包含其RSSI值表的一包，并且返回到睡眠状态。RSSI映射然后可以用于找到功率模块120的位置。

实际上，如果在一目标区域中已经空投了数以千计的功率模块120(传单)，则可能需要识别一个或多个特定的功率模块120的位置。在这种情况下，多个接收器440可以设置为向要识别的一个或多个功率模块120发送一唤醒数据包以提示仅要识别的功率模块120返回RSSI映射数据。

实际上，为了避免网络拥塞，只有那些已经被激活以使得他们的媒体信息已经被播放的那些功率模块120(其中这些功率模块120是上文所述的通用类型的媒体模块)可以响应唤醒数据包和/或在预定时间进行传输(使得未被激活的那些功率模块可以保持在休眠模式)。

物联网是一新兴的概念，其中多个自主的功率限制装置可以在无人交互的情况下在非常大的分散区域无线地采集和传输数据。这些装置可能不处于其它无线装置的数据传输范围内，或者这些装置可能处于多个其它无线装置的范围内。未知和不断变化的无线装置生态系统推动了超出任何其它装置范围时可以保留自主装置功能的解决方案的需求，同时还确保当装置数量非常多时装置到装置的功能。

图7是用于在传输窗口期间采集数据的一示例的逻辑的一流程图，例如，从在一接收器440(例如网关)存在的情况下涉及传输的分散功率模块120上的传感器300。在信息到达接收器440后，信息被发送至一后端700，后端700可包括一因特网/网络702、服务器704以及数据库706。信息到达将数据保留的数据库706，直到一用户界面708对所采集的数据操作。用户界面708可包括一访问装置710(例如电话、平板电脑、计算机等)以及与访问装置710一起工作的一浏览器712。信息可以由一用户714浏览。

无线协议操控网络的媒体访问控制(MAC)层，然而MAC层设置为防止装置同时传输。这意味着如果网络上的其它装置正在传输，则想要传输的装置可能会在传输前等待长时间。如果多个装置同步并且编程为仅在指定窗口期间传输，则多个装置可以通过避免这种等待而节省电池功率。即使当使用Link Labs提供的SymphonyLink功能，装置也可以节省网络功耗，以使针对特定的窗口的功率模块120预同步。另外，一GPS模块IC 118和GPS天线116的使用允许如果由于任何原因功率模块120失去供电，则使功率模块120重新同步。

通过使多个包传输预同步的功率节省对于长的包持续时间、长距离、广域低功耗的无线网络可能是理想的。无线通信系统有大量的可调参数。示例参数包括在下表中：

无线通信参数	媒体模块系统示例的选项
		用户界面	Javascript/Ajax
后端	Amazon(AWS)
		数据采集网关	Link Labs网关
收发器	Link Labs模块
		协议	LoRa(LoRaWAN)
层堆栈	IEEE802.15.4
		数据速率	576比特/10秒
调制	FSK(CSS)
		拓扑	星型
范围	>4000英尺
		频率	915MHz

许多自报告装置使用长距离RF数据传输协议(诸如GSM或TDMA)来报告数据。这些协议旨在用于蜂窝电话，涉及非常短的包长度和传输范围，并且对于几公里范围是有效的。然而，这些协议需要许多大功率收发器塔的一紧密间隔网络，并且这些塔的安装和维护成本很高。相应地，对GSM和TDMA网络的非蜂窝电话装置访问限于那些系统的客户。

相比之下，一分布式网络的寿命成本可以通过使用一第三方网关收发器代替蜂窝塔并且通过使用对于长距离数据传输更友好的协议来降低，就是说在模块到网关收发器的可能的传输范围能超过十公里。数据速率更低、持续时间更长的基于包的RF通信协议可用于在这些延长的距离上采集数据，并且确保覆盖范围的需要的网关收发器更少。

RF传输范围的增加直接导致多个装置在每个网关收发器下可能出现显著更多的负载，并且当与包持续时间增加相结合时，使用这样的RF通信协议需要更成熟的解决方案来确保许多装置能够自主传输数据。

尽管术语TDMA对应于蜂窝电话目前广泛使用的一特定硬件标准和实施方式，但是可以在任何其它RF通信协议中实施时分多址方法。为了实施在最长可能范围内使用时多分址的系统，需要使所有正在传输的功率模块120和相关的接收器440(例如网关收发器)之间同步。以下是通过使用于分布式功率受限模块组的多个预调度传输窗口同步来实施时多分址RF通信的一种方式。

多个现代无线通信装置能被限制到一有限的RF信道组。这些信道被限定在多个设定的频率范围内，并且多个传输装置共享这些信道上的可用时间。对于长距离通信装置的情况，包持续时间通常非常长(通常最大可达2秒，但能甚至更长)，并且将功率模块120从正在试图同时无线地传输的其它功率模块120中识别出，例如，特别是在功率模块120是低功耗的情况下，可能是个问题。这样的多个功率模块120同时传输的事件称为包冲突。包冲突可能会导致数据损坏(data corruption)、浪费功率且浪费网络时间。

一简单的等待避免包冲突的解决方案对分散组的多个功率模块120可能是无效的。在将功率模块120从正在尝试传输的附近的功率模块120识别出的情况下，当场(veryact)的监测因运行长距离收发器所需的能量代表着功率消耗。此外，由于微控制器140正在等待而不是保持在节能休眠模式下的正常运行时间(uptime)，可能会有额外的功率损失。

另一个在功率模块120上使用实时时钟集成电路304的简单的解决方案由于间歇性电源故障的可能性而可能无效。例如，可以安装在功率模块120上的柔性电池144通常在大功率消耗后表现出开路电压暂时降低，并且在短时间之后开路电压返回到标称水平。或者，在由光伏电池(太阳能芯片)144供电的功率模块120的情况下，光伏电池144上的光强的波动也可能导致开路电压的显著降低。在这些功率下降时间期间，实时时钟集成电路304可能会丢失本地时间而且需要同步。

使该组的多个功率模块120同步可能很重要，因为整个分散的功率受限系统的能量利用率可以显著提高。通过确保同步，多个独立的功率模块120能具有确定的机会窗口以传输它们的数据包，同时减少与其它功率模块120传输的包发生冲突的机会，并且多个功率模块120能避免模块等待RF信道变空闲时长时间的活动。

为了使一分散系统的多个功率模块120同步，可以使用从GPS星座采集的时间数据，以使得该时间数据可用于重置位于功率模块120上的实时时钟电路304。

通过使该组的功率模块120同步，能优化整个组的功率模块120的数据吞吐量(data throughout)，而不会在延长的等待时间内由于接收无用的数据来浪费多个功率模块120的功率。

每个功率模块120可以在现场自主以预设时间间隔自行(itself)同步。这通过使用从板载GPS模块采集的GPS数据来进行板载实时时钟集成电路304的重置来实现。

此外，如果功率模块120不以预设时间间隔接收GPS信号，则功率模块120可以确认它不再与功率模块120组的剩余的同步。这种非同步的功率模块120当传输的包可能导致包冲突时可以自行选择以避免传输包。

多个同步的功率模块120使用确定的机会窗口来发送和接收，而不是连续监测可用的RF信道和自确定发送和接收的机会时间。通过消除连续监测可用RF信道的持续时间，多个同步的功率模块120能提高它们整体功率效率。

图8是另一示例的功率模块120和该功率模块的另一示例的元件的一框图。功率模块120可以包括各种特征，包括但不限于一印刷电路板128、一微控制器140、一功率受限的电能源(例如电池或太阳能芯片144)、一数据通信组件(例如数据通信IC 108和数据通信天线110)、一GPS模块(例如一GPS IC 118和GPS天线116)以及一实时时钟集成电路304。可以包括增加的或更少的元件而不限于本文所述的任何元件。印刷电路板128可以是刚性的或柔性的，但柔性的可能是优选地，以利用如上所述的FPCA提供的益处。

微控制器140(或逻辑控制器)能被编程以执行确定的行为、从传感器采集数据、向功率模块120上的集成电路发出命令并解读发送和/或接收的信息。微控制器140能够进入和退出低功耗休眠模式。示例的微控制器140包括Texas Instruments的MSP430型号(variants)。

所述功率受限的电能源可包括一个或多个电池(battery)和/或一个或多个太阳能芯片(solar cell)144。因此，一些功率模块120可包括可再生能源，而其它功率模块120则不包括。这些电源的一个特点是，由于能源消耗或产生的变化，所提供的能源随时间而改变。电池和/或太阳能芯片144可以是刚性的或柔性的。应该理解的是，术语太阳能芯片可与术语光伏电池互换使用。

数据通信IC 108和一相关的数据通信天线110能无线地发送和接收数据。例如，可以使用一长距离低功耗的通信协议(诸如LoRa)发送或接收该数据。数据通信模块可以由微控制器140打开和关闭以节省功率。数据通信天线110可以作为印刷电路板上的分立部件或印刷迹线来实现。数据通信天线110可以是一无源装置或一有源装置。微控制器140可以是独立的产品或可以合并到数据通信模块中。

实时时钟IC 304可以是一独立元件或包含在微控制器140内。实时时钟IC 304可以由微控制器140读取和/或重置。可以使用具有固定周期的一定时器来代替跟踪时间的流逝，并且在本发明中，使用微控制器140跟踪时间。

具有可再生电源(例如太阳能芯片)的一功率模块120可用于给GPS IC 118和相关的GPS天线116供电，因为已知这些元件在它们工作时使用大量的功率。GPS IC 118和相关的GPS天线116可以通过从GPS星座下载数据来确定本地时间。这些数据通常被称为历书。GPS IC 118和相关的GPS天线116可以通过微控制器140打开和关闭，以便在不使用时省电。GPS天线116可以作为印刷电路板上的分立部件或印刷迹线来实现。GPS天线116可以是无源装置或有源装置。

功率模块120可以不同的方式的任何数量设置。作为一示例，功率模块120可以用作一空投传单/小册子。对于空投的模块，模块的尺寸和重量的减小代表模块中包含的信息散布(disseminate)到更远的距离和更多的个体的能力。由于各种原因，空投传单/小册子通常也不会设置有可再生电源。

作为另一示例，功率模块120可以用作建筑物的结构健康状态监测模块，其中在建筑物的每个房间和/或窗户中可设有多个功率模块120中的一个。功率模块120可以设置为在一系统内工作，以打开/关闭房间内的灯光，以打开/关闭房间内的热量。作为一替代示例，功率模块120可以用于超市中的制冷系统，以在门打开时使灯在冷冻机中打开/关闭和/或在冷冻机中打开/关闭制冷系统。

图9是用于使多个功率模块同步的一示例的系统和相关方法的一系统图。系统900和方法能使多个功率模块120与一GPS星座950一起同步。例如，在系统900和方法中，整个组的多个功率模块120可以在任何给定时间更新它们的时间。由于星历(Ephemeris)数据的传输是每三十(30)秒发生一次的广播类型传输(它赋予空中的卫星的位置)，所以多个功率模块120可以全部同时或部分交叠地彻底独立地更新它们的本地时间。使用GPS的时间无关性作为同步事件意味着针对同步不需用数据通信IC 108上的正常运行时间。

GPS IC 118(例如由Linx Technologies的商业化的产品)是可以独立于微控制器140工作的一半自主元件。因此，GPS IC 118可以在通电后从GPS星座950自动搜索星历数据。GPS IC 118的当前状态可以通过使用国家海事电子协会(NMEA)标准通过通用异步接收器/发送器(UART)连接的微控制器来解析(parse)信息。任何任意卫星的星历数据都包含通用时间协调(UTC)时间和日期信息，精度可达毫秒，该数据可以由微控制器140读取和解释。多个数据信息可馈送到GPS IC 118中以减少找到星历数据的时间。所有卫星的历书数据(Almanac data)的采集对于确保准确的计时并不是必要的。

因此，系统900中所包含的整个组的多个功率模块120能依赖于具有同步时间，其益处已经在上面讨论过，并在下面进一步详细讨论。因为功率模块120设置有可能遭受功率下降的电源而使得实时时钟IC可能会失去本地时间，所以多个功率模块120能够在所有功率模块120上同步时间是非常重要的。相反地，多个功率模块120虽然不依赖于可再生能源，但通常不需要在系统900或相关方法910中使用，因为时间可以被预先编程到功率模块120中，并且功率往往不下降，使得多个功率模块120不可能变得不同步。然而，如上所述，如果柔性电池144用于功率模块120，则柔性电池144可能在高功耗的时间段后表现出开路电压暂时降低，使得使用具有功率模块120的系统900和相关方法是有益的，但是GPS组件可以包括在功率模块120中。

图10是用于上行链路数据的一示例的系统1000和相关方法的一系统图。功率模块120能与一无线数据通信网关和/或接收器440通信。图11是用于下行链路数据的一示例的系统1000和相关方法的一系统图。在系统1000和方法中，通过使用一组同步的多个功率模块120来实现无线信道上的低碰撞数据通信。多个数据上行链路传输通常设置为对每个独立的功率模块120都是按顺序的(sequential)。多个数据下行链路传输通常设置为向传输范围内的整个组的多个功率模块120广播。

在系统1000和相关方法中，并且参照图10，一次只有有限数量的功率模块120向无线数据通信网关440传输上行链路数据。只有那些功率模块120上的微控制器140才会退出休眠模式且只有那些功率模块120上的数据通信模块108才会打开。在数万个功率模块120的情况下，这种同步水平使得从多个功率模块120读回(read back)数据成为可能。调度传输窗口对于板载功率限制负面影响最大传输功率的功率模块120是非常有用的。整个组的多个功率模块120能在任何给定时间更新它们的时间。由于星历数据的传输是每三十(30)秒发生一次的广播类型传输(其赋予空中的卫星的位置)，所以多个功率模块120可以全部同时或部分交叠地彻底独立地更新它们的本地时间。使用GPS的时间无关性作为同步事件意味着针对同步不需用数据通信IC 118上的正常运行时间。

在系统1000和相关方法中，并参照图11，所有同步的功率模块120正在聆听来自无线数据通信网关440的广播数据。调度没有功率模块120尝试传输的一窗口会改善电路的总体噪声，并确保更多功率模块120能够正确响应广播下行链路信息。

对于使用多个无线数据通信网关/接收器440的情况，可以多个相同的数据传输能被调度以达到分散的模块组内的最大数量的功率模块120。尽管所有功率模块120都聆听广播下行链路，但可能对功率模块120进行编程而以定制方式响应广播下行链路。更具体地，可能将特定的功率模块120或分小组(groups)的功率模块120作为目标来以期望的方式响应信息。例如，作为目标的功率模块120能继续聆听超出调度窗口的能跨越多个包长度的一更详细的信息。在这种情况下，如果只有特定的功率模块120作为一复杂的数据下行链路的目标，则非目标的功率模块120能将其接收时间限制到原始下行链路窗口并通过返回睡眠状态来节省功率。

因此，系统1000能提供一低碰撞无线数据通信系统和低碰撞无线数据通信方法。系统1000包括多个功率模块120，其中各功率模块120包括一微控制器140、一数据通信组件(例如数据通信IC 108和数据通信天线110)，一实时时钟模块304以及一电源(例如电池和/或太阳能芯片144)。电源能给微控制器140、数据通信组件以及实时时钟IC 304中的每一个供电。各功率模块120的实时时钟IC 304设置为与系统1000中的其它功率模块120的实时时钟IC 304时间同步。系统1000还包括至少一个无线数据通信网关440，无线数据通信网关440设置为使用一短距离低功耗的通信协议(例如LoRa)与各功率模块120通信。

在一些示例中，多个功率模块120被分成多个功率模块120的至少第一组和第二组，其中多个功率模块120的第一组设置为在一第一预定时间段期间将数据上行链路到至少一个无线数据通信网关440，而且其中多个模块的第二组设置为在一第二预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一个无线数据通信网关440，而且其中第一预定时间段不同于第二预定时间段。所述至少一个无线数据通信网关440也可以设置为在一第三预定时间段期间将数据下行链路到各功率模块，而且其中第三预定时间段不同于第一预定时间段和第二预定时间段。方法通常由系统1000提供的步骤进行。

如上所述，一包持续时间通常持续高达2秒，但在某些情况下和/或如果需要可以更长。然而，在一优选实施例和优选环境(circumstances)下，一包持续时间被认为不超过2秒。因此，上述的第一预定时间段、第二预定时间段以及第三预定时间段中的每一个至少与一包持续时间一样长，且在一更优选地实施例中，第一预定时间段、第二预定时间段和第三预定时间段中的每一个都比一包持续时间长。在一优选实施例中，这些预定时间段被选择为足够长以适应功率模块120上的实时时钟系统的不准确性。取决于系统1000应用的数据需求，这些预定时间段可被选择为适应来自多个功率模块120的多个顺序的包。在一优选实施例中，这些预定时间段还可被选择为适应在合理时间帧(timeframe)内接受来自所有功率模块120的包或将包递送至所有功率模块120，其中时间帧是基于应用需求而预先确定的。

系统1000和方法可以不同的方式的任何数量设置。作为一示例，系统1000和方法可以针对功率模块120使用，其中功率模块120是能够播放媒体信息的功率受限媒体模块，而且其中功率受限媒体功率模块120针对空投使用。例如，如果一组的例如100000个媒体功率模块120被空投到一目标区域中，被激活的各媒体功率模块120(例如媒体信息被播放)能将一数据上行链路发送到无线数据通信网关440。然而，如果例如100000个媒体功率模块120中的80000个被激活，则可能需要80000个媒体功率模块120的每一个同时传输无线数据通信网关440。相反，采用系统1000和方法，80000个媒体功率模块120各在其给无线数据通信网关440发送其数据时能具有其自己的不同的时间段。优选地，多组的媒体功率模块120可以设置为同时传输，而另外组的媒体功率模块120可以设置为以一个或多个不同的时间传输。

100000个媒体功率模块120还可以设置为传输它们的当前位置(如上所述)。在这种情况下，如果确定80000个被激活的媒体模块中的20000个全部现在位于目标区域内的一共同的(common)位置处，则无线数据通信网关440可以向所有100000个媒体模块广播一下行链路，以除了20000个被激活的媒体模块外进行断电，并且这些被激活的媒体模块应该继续被供电以接收另一个或多个包，所述另一个或多个包包括一个或多个新的媒体信息。这些新的媒体信息然后可以再次被激活。有利地，当无线数据通信网关440被调度为向功率模块120广播一下行链路时，各媒体功率模块120可知晓在一个或多个预定时间不向无线数据通信网关440传输数据。

提供了另一种系统和相关方法。在其基础上，所述系统和相关方法包括至少一个功率模块120以及至少一个无线数据通信网关或接收器440。所述至少一个功率模块120可包括上文类型确认的一微控制器以及一数据通信组件，并且微控制器可以被包括作为数据通信组件的一部分或可以设置作为一单独的分立元件。所述至少一个无线数据通信网关440也具有一微控制器或类似物以及一数据通信组件。在一些示例中，所述至少一个功率模块120和所述至少一个无线数据通信网关440中的数据通信组件能够执行以下中的至少一个：(a)将来自所述至少一个无线数据通信网关440的数据使用一长距离低功耗的通信协议(优选为LoRa)发送至所述至少一个功率模块120；(b)将来自所述至少一个功率模块120的数据使用一长距离低功耗的通信协议(优选为LoRa)发送至所述至少一个无线数据通信网关和/或接收器440；以及(c)使用一长距离低功耗的通信协议(优选为LoRa)在所述至少一个功率模块120和所述至少一个无线数据通信网关和/或接收器440之间来回地(back andforth)发送数据(即(a)和(b)的组合)。长距离低功耗的通信协议优选地具有从模块120到接收器440的能超过十公里的传输范围。

应该理解的是，在适当或期望的情况下，本文所述的任何一个模块120可包括或并入上文所述的关于模块120的任何一个或多个特征。

关于接收器440的定位，当接收器440位于地平面时，接收器440具有约0.5英里的范围。然而，接收器440的范围随接收器的位置440升离地面而呈指数增长。例如，当接收器440位于地平面上方100英尺时，接收器440的范围约五(5)英里，而当接收器440位于地平面上方200英尺时，接收器440的范围约十(10)英里。尽管接收器440可以设置在地平面上方超过200英尺的位置，但是这不优选，因为位置的增加也会使周围的噪声增加，这会影响到向接收器440和从接收器440的信号传输。清晰的视距传播(line of sight)扩大了接收器440的范围。

关于GPS组件的说明，应该理解的是，除了GPS星座以外，其它向模块和/或接收器提供时间和/或位置的手段也可以在可用的情况下被利用。例如，一系统和相关方法中的一个或多个接收器可以向该系统和相关方法中的每个模块提供时间信号。

一种功率模块可包括：一微控制器；一数据通信组件，其设置为使用一短距离低功耗的通信协议将数据发送至一相关的接收器并从所述相关的接收器接收数据；一全球定位系统(GPS)组件；以及一电源，所述电源向所述微控制器、所述数据通信组件以及所述GPS组件中的每一个供电，其中所述微控制器、所述数据通信组件以及所述GPS组件设置为一起工作，以接收来自所述相关的接收器的位置请求数据包并且对此作出响应而给所述相关的接收器提供一位置响应数据包以识别所述功率模块的位置。

图12是功率模块的一示例的计算装置1200的一框图。上述的系统和方法可以许多不同硬件、软件固件的组合或其任何组合的许多不同方式来实现。在一示例中，计算装置1200可以启用(enable)功率模块120的多个功能。可以理解的是，针对图12中所示的和所说明的部件、装置或元件不是强制性的，因此在某些实施例中可省略一些。另外，一些实施例还可包括除针对图12所示和所说明的那些外的不同部件、装置或元件。

在一些示例实施例中，计算装置1200可包括：处理电路1210，其设置为根据本文公开的一个或多个示例实施例来执行操作。在一些示例中，处理电路1210包括微控制器140或其它处理器。处理电路1210可以设置为执行和/或控制功率模块120的一个或多个功能。根据一个或多个示例实施例，处理电路1210可以设置为执行数据处理、应用程序执行和/或其它处理和管理服务。在一些实施例中，计算装置1200或其部分或元件(诸如处理电路1210)可包括由集成电路提供的一个或多个芯片组和/或其它元件。

在一些示例实施例中，处理电路1210可包括一处理器1212，且在一些实施例中，诸如图12所示，还可包括存储器1214。处理器1212可以各种形式来实施。例如，处理器1212可以实施为各种基于硬件的处理装置，诸如一微处理器、一协处理器(coprocessor)、一控制器或各种其它计算或处理装置，各种其它计算或处理装置包括集成电路(诸如例如一ASIC(应用特定的集成电路)、一FPGA(现场可编程门阵列)、其某些组合等)。尽管被示出为一单个处理器，但是可以理解的是，处理器1212可包括多个处理器。多个处理器可以可操作地彼此通信并且可以集体设置为执行本文所述的计算装置的一个或多个功能。在一些示例实施例中，处理器1212可以设置为执行可以存储在存储器1214中的指令或可以以其它方式访问处理器1212的指令。如此，无论是由硬件还是由硬件和软件的组合来设置，处理器1212都能够根据各种实施例执行操作，同时被相应设置。

在一些示例实施例中，存储器1214可包括一个或多个存储器装置。存储器1214可包括固定的和/或可移动的存储器装置。在一些实施例中，存储器1214可提供一非暂时性计算机可读存储介质，非暂时性计算机可读存储介质可存储可由处理器1212执行的计算机程序指令。就这一点而言，根据一个或多个示例实施例，存储器1214可以设置为存储用于使得计算装置被启动来执行各种功能的信息、数据、应用程序指令等。在一些实施例中，存储器1214可以与处理器1212、用户界面1216中的一个或多个进行通信，以用于在计算装置1200的元件之间传递信息。在一些示例中，用户界面1216包括回放和控制按钮148。

在一个方面，所述数据通信组件仅在接收到来自所述相关的接收器的一发送的位置请求数据包后才将一位置响应数据包发送至所述相关的接收器。

在一个方面，为了节省功率，所述功率模块在一休眠模式下正常运行且周期性地打开所述数据通信组件以聆听来自所述相关的接收器的信号。

在一个方面，所述电源是电池。

在一个方面，所述短距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

在一个方面，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

在一个方面，一种定位系统(location system)包括：至少一个功率模块，各功率模块包括一微控制器、一数据通信组件、一全球定位系统(GPS)组件以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件以及所述GPS组件中的每一个供电，其中所述微控制器、所述数据通信组件和所述GPS组件设置为一起工作；以及至少一个接收器，其设置为使用一短距离低功耗的通信协议与所述至少一个功率模块的数据通信组件通信，其中所述至少一个接收器设置为向所述至少一个功率模块发送一个或多个位置请求数据包，且响应接收所述一个或多个位置请求数据包，所述至少一个功率模块向所述至少一个接收器发送一个或多个位置响应数据包，其中所述一个或多个位置响应数据包包括至少一个功率模块的位置。

在一个方面，响应接收来自所述至少一个接收器的一个或多个位置请求数据包，所述至少一个功率模块能从休眠模式唤醒、打开所述GPS组件、等待所述GPS组件返回一位置、向所述至少一个接收器发送所述GPS位置数据并且返回到休眠模式。

在一个方面，所述一个或多个位置请求数据包包括要传递到所述GPS组件的初始时间和位置估计，由此消除对所述GPS组件下载一完整的GPS星座历书的需求，从而降低所述GPS组件的功率需求。

在一个方面，所述至少一个接收器在位置上固定。

在一个方面，所述至少一个接收器与一塔相关联。

在一个方面，所述至少一个接收器是移动的。

在一个方面，所述至少一个接收器与一无人机相关联。

在一个方面，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

在一个方面，所述至少一个接收器维持与一PC或一基于Web的后端服务器的链接，而且其中，由所述至少一个接收器接收的所述位置响应数据包被实时采集。

在一个方面，所述链接通过使用以太网上的一有线连接、基于GSM蜂窝网络的一无线连接以及基于LoRa的一无线连接的一种与主基站连接来实现，其中，所述主基站设置为从所述接收器的分布式网络在长距离内采集数据。

在一个方面，由所述至少一个接收器接收的所述位置响应数据包通过在所述至少一个接收器的一板载硬盘上生成一日志文件进行本地检索。

在一个方面，所述日志文件记录了关于所述位置响应数据包的各种信息，所述各种信息包括一个或多个包接收时间、包数据有效载荷、包RSSI以及定向。

在一个方面，所述日志文件设置为通过一USB闪存驱动器、有线以太网上的安全SSH连接的使用以及通过一Wi-Fi连接中的一种来导出。

在一个方面，一种定位一功率模块的方法可包括：设置一接收器，所述接收器设置为使用一短距离低功耗的通信协议与所述功率模块通信；从接收器将一位置请求数据包发送至与功率模块相关联的一数据通信组件；将来自位置请求数据包的信息从所述数据通信组件发送至与所述功率模块相关联的一微控制器；打开与所述功率模块相关联的一GPS组件；将来自位置请求数据包的信息从所述微控制器发送至所述GPS组件；使用所述GPS组件获得所述功率模块的位置；将一位置响应数据包从所述GPS组件发送至所述微控制器，其中，所述位置响应数据包包括所述功率模块的位置；关闭所述GPS组件；将所述位置响应数据包从所述微控制器发送至所述数据通信组件；以及将所述位置响应数据包发送至所述接收器。

在一个方面，所述数据通信组件仅在从所述接收器接收到包括一位置请求数据包的传输时才将一位置响应数据包发送至所述接收器。

在一个方面，在从所述接收器向所述数据通信组件发送所述位置请求数据包之前，周期性地将所述微控制器从一休眠模式唤醒并打开所述数据通信组件。

在一个方面，在将所述位置响应数据包发送至所述接收器之后，关闭所述数据通信组件并使所述微控制器返回到休眠模式。

在一个方面，所述位置请求数据包包括要传递到所述GPS组件的初始时间和位置估计，由此消除对所述GPS组件下载一完整的GPS星座历书的需要，从而降低所述GPS组件的功率需求。

在一个方面，一种功率模块可包括：一微控制器；一数据通信组件，其设置为使用一短距离低功耗的通信协议将数据发送至一相关的接收器且从所述相关的接收器接收数据；以及一电源，所述电源给所述微控制器和所述数据通信组件中的每一个供电，其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作以从一相关的接收器接收一唤醒数据包并对此作出响应，以一预定时间间隔给所述相关的接收器提供多个响应数据包。

在一个方面，所述数据通信组件仅在接收到来自所述相关的接收器的一被发送的唤醒数据包之后才将所述多个响应数据包发送至所述相关的接收器。

在一个方面，为了节省功率，所述功率模块在一休眠模式下正常运行且周期性地开启所述数据通信组件以聆听来自所述相关的接收器的信号。

在一个方面，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

在一个方面，一种定位系统可包括：一功率模块，所述功率模块包括一微控制器、一数据通信组件以及一电源，所述电源给所述微控制器和所述数据通信组件中的每一个供电，其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作；以及至少一个接收器，其设置为使用一短距离低功耗的通信协议与所述功率模块的所述数据通信组件通信，其中，所述至少一个接收器设置为将一个或多个唤醒数据包发送至所述功率模块，且响应接收所述一个或多个唤醒数据包，所述功率模块以一预定时间间隔将多个响应数据包发送至所述至少一个接收器，其中，所述至少一个接收器针对每一个被发送的响应数据包测量一相关的接收信号强度(RSSI)且将RSSI转换成一估计距离，以提供所述功率模块相对所述至少一个接收器所在的区域。

在一个方面，所述至少一个接收器包括一GPS组件，其中，当从所述功率模块接收所述多个响应数据包时，所述至少一个接收器针对每一个被发送的响应数据包测量一相关的RSSI且记录所述至少一个接收器在通过使用所述GPS组件接收到每一个响应数据包时所述至少一个接收器的位置。

在一个方面，所述功率模块还包括一基于MEMS的加速度计。

在一个方面，所述功率模块还包括一电子指南针。

在一个方面，所述至少一个接收器是移动的。

在一个方面，各接收器与一无人机相关联。

在一个方面，为了节省功率，所述功率模块在一休眠模式下正常运行且周期性地开启所述数据通信组件以聆听来自所述至少一个接收器的信号。

在一个方面，所述电源是电池。

在一个方面，所述短距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

在一个方面，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

在一个方面，设置一单个接收器，所述单个接收器具有与其相关的第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线中的每一个相对于彼此定位，使得所述第一天线和所述第二天线中的每一个能够接收所述多个响应数据包，并且由每一个天线测量的RSSI能够不同。

在一个方面，设置一对接收器，所述一对接收器各具有与其相关的一单个天线，各接收器相对于彼此定位，使得各接收器的天线能够接收所述多个响应数据包，并且由每一个天线测量的RSSI能够不同。

在一个方面，一种定位一功率模块的方法可包括：设置一第一接收器，其设置为使用一短距离低功耗的通信协议与所述功率模块通信；将一唤醒数据包从所述第一接收器发送至与功率模块相关联的一数据通信组件；将多个响应数据包以一预定时间间隔从与所述功率模块相关联的所述数据通信组件发送至所述第一接收器；测量相对所述功率模块的所述接收器处的针对每一个响应数据包的一接收信号强度指示(RSSI)；以及将所述RSSI转换为所述功率模块和所述接收器之间的一估计距离，从而定义所述功率模块相对所述接收器的一位置区域。

在一个方面，还在所述第一接收器接收到每一个响应数据包时获取所述接收器的GPS位置。

在一个方面，所述接收器是移动的。

在一个方面，所述接收器与一无人机相关联。

在一个方面，还校正来自所述功率模块的一天线的各向异性辐射样式。

在一个方面，所述校正步骤由与所述功率模块相关联的一基于MEMS的加速度计执行。

在一个方面，所述校正步骤由与所述功率模块相关联的一电子指南针执行。

在一个方面，所述第一接收器具有与其相关的第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线中的每一个天线相对于彼此定位，使得所述第一天线和所述第二天线中的每一个能接收所述多个响应数据包，并且由每一个天线测量的RSSI能够不同。

在一个方面，设置第一接收器和第二接收器，每个接收器具有与其相关的一单个天线，各接收器相对于彼此定位，使得各接收器的天线能够接收所述多个响应数据包，且由每一个天线测量的RSSI能够不同。

在一个方面，所述数据通信组件仅在从所述接收器接收到包括唤醒数据包的传输时才将所述多个响应数据包发送至所述接收器。

在一个方面，为了节省功率，所述功率模块在休眠模式下正常运行且周期性地开启所述数据通信组件以聆听来自所述第一接收器的信号。

在一个方面，所述电源是电池。

在一个方面，所述短距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

在一个方面，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

在一个方面，一种功率模块可包括：一微控制器；一数据通信组件，其设置为使用一短距离低功耗的通信协议将数据发送至多个相关的接收器；以及一电源，所述电源给所述微控制器和所述数据通信组件中的每一个供电，其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作以给所述多个相关的接收器中的每一个提供至少一个响应数据包。

在一个方面，所述数据通信组件设置为使用一短距离低功耗的通信协议从所述多个相关的接收器接收数据，而且其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作以接收来自所述多个相关的接收器的至少一个唤醒包。

在一个方面，为了节省功率，所述功率模块在一休眠模式下正常运行且周期性地开启所述数据通信组件以聆听来自所述多个相关的接收器的信号。

在一个方面，所述至少一个响应数据包包括针对各接收器的RSSI数据。

在一个方面，所述电源是一电池。

在一个方面，所述短距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

在一个方面，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

在一个方面，一种定位系统可包括：一功率模块，所述功率模块包括一微控制器、一数据通信组件以及一电源，所述电源给所述微控制器和所述数据通信组件中的每一个供电，其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作；以及至少三个接收器，各接收器设置为使用一短距离低功耗的通信协议与所述功率模块的数据通信组件通信，其中，所述功率模块设置为将一单个的响应数据包发送至各接收器，所述单个的响应数据包具有针对各接收器的RSSI数据，其中，所述功率模块的位置能基于所述RSSI数据和各接收器的位置确定。

在一个方面，各接收器的位置在各接收器在位置上固定时被预编程。

在一个方面，各接收器是移动的。

在一个方面，各接收器与一无人机相关联。

在一个方面，各接收器包括一GPS组件，其中，当从所述功率模块接收到RSSI数据时，至少一个接收器对各被发送的响应数据包测量一相关的RSSI且记录所述至少一个接收器在通过使用所述GPS组件接收到各响应数据包时所述至少一个接收器的位置。

在一个方面，所述电源是电池。

在一个方面，所述短距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

在一个方面，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

在一个方面，所述功率模块设置为响应由各接收器发送的一唤醒数据包将一单个的响应数据包发送至各接收器。

在一个方面，还包括多个功率模块。

在一个方面，各接收器能设置为将一唤醒数据包发送至所述多个功率模块的一个以上的功率模块。

在一个方面，各功率模块设置为自主选择为仅在空闲的无线信道上传输所述响应数据包。

在一个方面，各功率模块设置为只有满足一个或多个条件时才传输所述响应数据包。

在一个方面，所述功率模块是使一信息被播放的一媒体模块，而且其中所述需要满足的一条件是所述信息已被播放。

在一个方面，一种定位一功率模块的方法可包括：设置至少三个接收器，所述至少三个接收器设置为使用一短距离低功耗的通信协议与至少一个功率模块通信；确定各接收器的位置；将一响应数据包从与所述功率模块相关联的数据通信组件发送至各接收器，其中，各响应数据包具有针对各接收器的RSSI数据；以及基于所述RSSI数据计算所述功率模块的位置。

在一个方面，各接收器的位置在各接收器在位置上固定时被预编程。

在一个方面，还为各接收器设置一GPS组件；以及在各相应的接收器接收到所述响应数据包时使用所述GPS组件确定各接收器的位置。

在一个方面，所述接收器是移动的。

在一个方面，所述接收器与一无人机相关联。

在一个方面，还校正来自所述功率模块的一天线的各向异性辐射样式。

在一个方面，所述校正步骤由与所述功率模块相关联的一基于MEMS的加速度计执行。

在一个方面，所述校正步骤由与所述功率模块相关联的一电子指南针执行。

在一个方面，所述短距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

在一个方面，设置多个功率模块。

在一个方面，设置数以千计的功率模块。

在一个方面，设置数十万个的功率模块。

在一个方面，各接收器将一唤醒数据包发送至少于所述多个的功率模块。

在一个方面，各接收器将唤醒数据包发送至所述多个功率模块中的一单个的功率模块。

在一个方面，各功率模块自主选择为仅在空闲的无线信道上传输响应数据包。

在一个方面，各功率模块只有满足一个或多个条件时才传输响应数据包。

在一个方面，所述功率模块是使一信息被播放的一媒体模块，而且其中所述需要满足的条件是所述信息已被播放。

在一个方面，一种功率模块，所述功率模块包括：一微控制器；一数据通信组件，其设置为使用一短距离低功耗的通信协议将数据无线发送至一相关的接收器，且从所述相关的接收器接收数据；以及一实时时钟模块；以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件以及所述实时时钟模块中的每一个供电，其中，所述微控制器、所述数据通信组件和所述实时时钟模块设置为一起工作以在一预定时间段期间将一数据包发送至所述相关的接收器或从所述相关的接收器接收一数据包。

在一个方面，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

在一个方面，所述微控制器被编程为执行预定的行为，所述预定的行为包括从传感器采集数据、向形成所述功率模块的一部分的其它集成电路发出命令并解读发送的和/或接收的信息。

在一个方面，所述微控制器具有进入和退出一低功耗的休眠模式的能力。

在一个方面，所述电源是一个或多个电池。

在一个方面，所述一个或多个电池是柔性印刷电池。

在一个方面，所述数据通信组件包括一数据通信模块以及一相关的数据通信天线。

在一个方面，所述数据通信模块能由所述微控制器打开和关闭以节省功率。

在一个方面，所述数据通信天线实施为电路板上的一分立部件或一印刷迹线来实施。

在一个方面，所述数据通信天线是一无源装置或一有源装置。

在一个方面，所述实时时钟模块作为一分立部件实施或包含在所述微控制器内。

在一个方面，所述实时时钟模块能被所述微控制器读取和/或重置。

在一个方面，所述实时时钟模块是具有固定周期振荡器的用于跟踪时间的流逝的一定时器，而且其中，所述时间使用所述微控制器跟踪。

在一个方面，还包括一时间信号组件，其中，所述电源给所述时间信号组件供电。

在一个方面，所述时间信号组件是一GPS组件。

在一个方面，所述GPS组件包括一GPS模块以及一相关的GPS天线。

在一个方面，所述GPS模块能够通过从GPS星座下载数据确定本地时间。

在一个方面，所述GPS模块能被所述微控制器打开和关闭以省电。

在一个方面，所述GPS天线实施为一电路板上的一分立部件或一印刷迹线来实施。

在一个方面，所述GPS天线是一无源装置或一有源装置。

在一个方面，一种时间同步系统包括：一装置，其设置为广播时间信号；以及多个功率模块，各功率模块需要在预定时间执行操作，各功率模块具有一微控制器、一实时时钟模块、一时间信号组件以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述实时时钟模块以及所述时间信号组件中的每一个供电，其中，各功率模块的时间信号组件设置为从所述装置接收一个或多个广播的时间信号以确保所述实时时钟模块具有精确的时间，从而使各功率模块具有同步的时间，使得各功率模块能在它们各自的预定时间执行各自的操作。

在一个方面，所述装置是一GPS星座，而且其中，各功率模块的时间信号组件是一GPS组件。

在一个方面，还包括至少一个无线数据通信网关，而且其中，各功率模块具有一数据通信组件，所述数据通信组件设置为使用一短距离低功耗的通信协议将数据无线发送至所述至少一个无线数据通信网关并从所述至少一个无线数据通信网关接收数据，而且其中，由各功率模块执行的操作是向所述至少一个无线数据通信网关发送数据或从所述至少一个无线数据通信网关接收数据。

在一个方面，各功率模块设置为与其它功率模块完全独立、与其它功率模块同时或与其它功率模块部分重叠地从所述装置接收一个或多个广播的时间信号。

在一个方面，所述时间信号组件是一半自主元件，其与所述微控制器独立运行，使得所述时间信号组件在通电后能自动搜索所述广播的时间信号。

在一个方面，所述广播的时间信号是星历数据。

在一个方面，所述星历数据能被所述微控制器读取和解释。

在一个方面，数据信息能被馈送到所述时间信号组件中以减少找到星历数据的时间。

在一个方面，所述时间信号组件是一GPS组件，而且其中，所述装置是GPS星座。

在一个方面，所述电源是一可再生电源。

在一个方面，所述可再生电源是一个或多个太阳能芯片。

在一个方面，一种使一组功率模块时间同步的方法可包括：设置一组功率模块，各功率模块具有一微控制器、一实时时钟模块、一时间信号组件以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述实时时钟模块以及所述时间信号组件中的每一个供电；使各功率模块定位一装置，所述设置为广播时间信号；从所述装置接收一个或多个广播的时间信号以确保各功率模块具有精确的时间，从而确保各功率模块时间同步。

在一个方面，各功率模块需要在一预定时间执行操作，还使各功率模块在它们各自的预定时间执行它们各自的操作。

在一个方面，还包括至少一个无线数据通信网关，而且其中，各功率模块具有一数据通信组件，所述数据通信组件设置为使用一短距离低功耗的通信协议将数据无线地发送至所述至少一个无线数据通信网关并从所述至少一个无线数据通信网关接收数据，而且其中，由各功率模块执行的操作是将数据发送至所述至少一个无线数据通信网关或从所述至少一个无线数据通信网关接收数据。

在一个方面，所述装置是一GPS星座，而且其中，各功率模块的时间信号组件是一GPS组件。

在一个方面，各功率模块设置为与其它功率模块完全独立、与其它功率模块同时或与其它功率模块部分重叠地从所述装置接收一个或多个广播的时间信号

在一个方面，所述时间信号组件是一半自主元件，其与所述微控制器独立运行，使得所述时间信号组件在通电后能自动搜索所述广播的时间信号。

在一个方面，所述广播的时间信号是星历数据。

在一个方面，所述星历数据能被所述微控制器读取和解释。

在一个方面，数据信息能被馈送到所述时间信号组件中以减少找到星历数据的时间。

在一个方面，所述时间信号组件是一GPS组件，而且其中，所述装置是一GPS星座。

在一个方面，所述电源是一可再生电源。

在一个方面，所述可再生电源是一个或多个太阳能芯片。

在一个方面，一种系统包括多个功率模块，各模块包括一微控制器、一数据通信组件、一实时时钟模块以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件以及所述实时时钟模块中的每一个供电，各功率模块的实时时钟模块设置为与其它功率模块的实时时钟模块时间同步；至少一个无线数据通信网关，其设置为使用一短距离低功耗的通信协议与各功率模块通信，其中，所述多个功率模块被分为多个模块的至少第一组和第二组，其中，所述多个模块的第一组设置为在一第一预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一个无线数据通信网关，而且其中，所述多个模块的第二组设置为在一第二预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一个无线数据通信网关，其中，所述第一预定时间段和所述第二预定时间段是不同的。

在一个方面，至少一个无线数据通信网关设置为在一第三预定时间段期间将数据下行链路到各功率模块，其中，第三预定时间段不同于所述第一预定时间段和所述第二预定时间段中的每一个。

在一个方面，响应接收来自所述至少一个无线数据通信网关的下行链路数据，所述多个功率模块的一第一小组被指示在一第四预定时间段期间进一步接收来自所述至少一个无线数据通信网关的下行链路数据，而且所述多个功率模块的一第二小组未被指示在所述第四预定时间段期间进一步接收来自所述至少一个无线数据通信网关的下行链路数据，其中，所述第四预定时间段不同于所述第一预定时间段、所述第二预定时间段和所述第三预定时间段中的每一个。

在一个方面，所述多个功率模块的第一小组包括一个以上功率模块，且其中，所述多个功率模块的第二小组包括一个以上功率模块。

在一个方面，在所述第四预定时间段期间，所述多个功率模块的第二小组的微控制器进入一休眠模式且所述多个功率模块的第二小组的数据通信组件被断电。

在一个方面，所述多个功率模块的数量为数千个。

在一个方面，在所述第一预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第一预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

在一个方面，所述最大包持续时间为两秒。

在一个方面，所述第二预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第二预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

在一个方面，所述最大包持续时间为两秒。

在一个方面，在所述第三预定时间段期间的数据的各下行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，第三预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

在一个方面，所述最大包持续时间为两秒。

在一个方面，所述多个功率模块的数量为数千个。

在一个方面，在所述第一预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第一预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

在一个方面，所述最大包持续时间为两秒。

在一个方面，所述第二预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第二预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

在一个方面，所述最大包持续时间为两秒。

在一个方面，在所述第二预定时间段期间，所述多个功率模块的第一组的微控制器进入一休眠模式且所述多个功率模块的第一组的数据通信组件被断电。

在一个方面，在所述第一预定时间段期间，所述多个功率模块的第二组的微控制器进入一休眠模式而且所述多个功率模块的第二组的数据通信组件被断电。

在一个方面，各功率模块的微控制器是各功率模块的数据通信组件的一部分。

在一个方面，所述电源是一个或多个电池。

在一个方面，所述一个或多个电池是柔性印刷电池。

在一个方面，所述电源是一个或多个电池和一个或多个太阳能芯片。

在一个方面，所述电源是一个或多个太阳能芯片。

在一个方面，所述电源是一可再生电源。

在一个方面，所述短距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

在一个方面，所述至少一个无线数据通信网关在位置上固定。

在一个方面，所述至少一个无线数据通信网关是移动的。

在一个方面，各功率模块的实时时钟模块的时间同步发生在当各功率模块的微控制器被编程时。

在一个方面，各功率模块具有一时间信号组件，而且其中，各功率模块的实时时钟模块的时间同步由所述时间信号组件周期性地从广播时间信号的至少一个装置接收时间信号而发生。

在一个方面，各功率模块的时间信号组件是一GPS组件，而且其中，广播时间信号的所述至少一个装置是一GPS星座。

在一个方面，一种低碰撞无线数据通信的方法可包括：设置多个功率模块，各功率模块包括一微控制器、一数据通信组件、一实时时钟模块以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件和所述实时时钟模块中的每一个供电，各功率模块的实时时钟模块设置为与其它功率模块的实时时钟模块时间同步；设置至少一个无线数据通信；将所述多个功率模块分成所述多个模块的至少第一组和第二组；指定第一预定时间段和第二预定时间段，其中所述第一预定时间段不同于所述第二预定时间段；使用一短距离低功耗的通信协议在所述第一预定时间段期间将数据从所述多个模块的第一组上行链路到所述至少一个无线数据通信网关；以及使用所述短距离低功耗的通信协议在所述第二预定时间段期间将数据从所述多个模块的第二组上行链路到所述至少一个无线数据通信网关。

在一个方面，还指定一第三预定时间段，其中，所述第三预定时间段不同于所述第一预定时间段和所述第二预定时间段；以及使用所述短距离低功耗的通信协议在所述第三预定时间段期间将数据从所述至少一个无线数据通信网关下行链路到各功率模块。

在一个方面，还使所述多个功率模块的一第一小组在所述第三预定时间段期间响应接收到的下行链路的数据，以使用短距离低功耗的通信协议在一第四预定时间段期间进一步接收来自所述至少一个无线数据通信网关的下行链路的数据，其中，所述第四预定时间段不同于所述第一预定时间段、所述第二预定时间段和所述第三预定时间段中的每一个；以及使所述多个功率模块的一第二小组在所述第三预定时间段期间响应接收到的下行链路的数据，以在所述第四预定时间段期间不进一步接收来自所述至少一个无线数据通信网关的下行链路的数据。

在一个方面，所述多个功率模块的第一小组包括一个以上功率模块，且其中，所述多个功率模块的第二小组包括一个以上功率模块。

在一个方面，在所述第四预定时间段期间，所述多个功率模块的第二小组的微控制器进入一休眠模式且所述多个功率模块的第二小组的数据通信组件被断电。

在一个方面，所述多个功率模块的数量为数千个。

在一个方面，在所述第一预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第一预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

在一个方面，所述最大包持续时间为两秒。

在一个方面，所述第二预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第二预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

在一个方面，所述最大包持续时间为两秒。

在一个方面，在所述第三预定时间段期间的数据的各下行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，第三预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

在一个方面，所述最大包持续时间为两秒。

在一个方面，所述多个功率模块的数量为数千个。

在一个方面，在所述第一预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第一预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

在一个方面，所述最大包持续时间为两秒。

在一个方面，所述第二预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第二预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

在一个方面，所述最大包持续时间为两秒。

在一个方面，在所述第二预定时间段期间，所述多个功率模块的第一组的微控制器进入一休眠模式且所述多个功率模块的第一组的数据通信组件被断电。

在一个方面，在所述第一预定时间段期间，所述多个功率模块的第二组的微控制器进入一休眠模式而且所述多个功率模块的第二组的数据通信组件被断电。

在一个方面，各功率模块的微控制器是各功率模块的数据通信组件的一部分。

在一个方面，所述电源是一个或多个电池。

在一个方面，所述一个或多个电池是柔性印刷电池。

在一个方面，所述电源是一个或多个电池和一个或多个太阳能芯片。

在一个方面，所述电源是一个或多个太阳能芯片。

在一个方面，所述电源是一可再生电源。

在一个方面，所述短距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

在一个方面，所述至少一个无线数据通信网关在位置上固定。

在一个方面，所述至少一个无线数据通信网关是移动的。

在一个方面，各功率模块的实时时钟模块的时间同步发生在当各功率模块的微控制器被编程时。

在一个方面，各功率模块具有一时间信号组件，而且其中，各功率模块的实时时钟模块的时间同步由所述时间信号组件周期性地从广播时间信号的至少一个装置接收时间信号而发生。

在一个方面，各功率模块的时间信号组件是一GPS组件，而且其中，广播时间信号的所述至少一个装置是一GPS星座。

在一个方面，数据传输系统包括至少一个无线数据通信网关；以及至少一个功率模块，其中，所述至少一个无线数据通信网关设置为将数据发送至所述至少一个功率模块，和/或其中所述至少一个功率模块设置为将数据发送至所述至少一个无线数据通信网关，其中，所述数据的发送均使用一长距离低功耗的通信协议。

在一个方面，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

在一个方面，所述长距离低功耗的通信协议不包括GSM和CDMA。

在一个方面，设置多个功率模块，其中，各功率模块是一媒体模块，其中，各媒体模块包括一微控制器以及一数据通信组件，所述数据通信组件设置为从所述微控制器接收数据，所述数据通信组件设置为将数据发送至所述微控制器。

在一个方面，所述微控制器设置为在其内编程一媒体信息，而且其中，各媒体模块还包括一回放装置以及一启动(initiation)装置，所述回放装置设置为播放所述媒体信息，所述启动装置设置为使所述回放装置播放所述媒体信息。

在一个方面，所述至少一个功率模块包括一微控制器、一数据通信组件以及一全球定位系统(GPS)组件，其中，所述至少一个无线数据通信网关设置为将一个或多个位置请求数据包发送至所述至少一个功率模块，且响应接收所述一个或多个位置请求数据包，所述至少一个功率模块将一个或多个位置响应数据包发送至所述至少一个无线数据通信网关，其中，所述一个或多个位置响应数据包包括所述至少一个功率模块的位置。

在一个方面，响应接收来自所述至少一个无线数据通信网关的所述一个或多个位置请求数据包，所述至少一个功率模块能从一休眠模式唤醒、打开所述GPS组件、等待所述GPS组件返回一位置、将所述GPS位置数据发送至所述至少一个无线数据通信网关并返回所述休眠模式。

在一个方面，所述至少一个功率模块包括一微控制器以及一数据通信组件，其中，所述至少一个无线数据通信网关设置为将一个或多个唤醒数据包发送至所述至少一个功率模块，且响应接收所述一个或多个唤醒数据包，所述至少一个功率模块以一预定时间间隔将多个响应数据包发送至所述至少一个无线数据通信网关，其中，所述至少一个无线数据通信网关测量针对各被发送的响应数据包的一相关的接收信号强度(RSSI)且将所述RSSI转换为一估计距离，以提供所述至少一个功率模块相对所述至少一个无线数据通信网关所在的区域。

在一个方面，所述至少一个功率模块包括一微控制器以及一数据通信组件，其中，设置至少三个无线数据通信网关，而且其中，所述至少一个功率模块设置为将一单个的响应数据包发送至所述至少三个无线数据通信网关中的每一个，所述单个的响应数据包具有针对所述至少三个无线数据通信网关中的每一个的RSSI数据，其中，所述至少一个功率模块的位置能基于所述RSSI数据和各无线数据通信网关的位置确定。

在一个方面，设置多个功率模块，各功率模块包括一微控制器、一数据通信组件以及一实时时钟模块，各功率模块的实时时钟模块设置为与其它功率模块的实时时钟模块时间同步，其中，所述多个功率模块分成所述多个功率模块的至少第一组和第二组，其中，所述多个功率模块的第一组设置为在一第一预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一个无线数据通信网关，而且其中，所述多个功率模块的第二组设置为在一第二预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一个无线数据通信网关，其中，所述第一预定时间段和所述第二预定时间段是不同的。

在一个方面，至少一个无线数据通信网关设置为在一第三预定时间段期间将数据下行链路到各功率模块，其中，第三预定时间段不同于所述第一预定时间段和所述第二预定时间段中的每一个。

在一个方面，各功率模块的实时时钟模块的时间同步发生在当各功率模块的微控制器被编程时。

在一个方面，各功率模块具有一时间信号组件，而且其中，各功率模块的实时时钟模块的时间同步由所述时间信号组件周期性地从广播时间信号的至少一个装置接收时间信号而发生。

在一个方面，各功率模块的时间信号组件是一GPS组件，而且其中，广播时间信号的所述至少一个装置是一GPS星座。

在一个方面，所述至少一个功率模块包括一电源。

在一个方面，所述电源是一可再生电源。

在一个方面，是电源是一不可再生电源。

在一个方面，所述电源是一个或多个电池。

在一个方面，所述电源是一个或多个柔性电池。

在一个方面，所述电源是一个或多个太阳能芯片。

在一个方面，所述电源是一个或多个电池和一个或多个太阳能芯片的一组合。

在一个方面，一种数据传输的方法，所述方法包括步骤：设置至少一个无线数据通信网关；设置至少一个功率模块；使用一长距离低功耗的通信协议将数据从所述至少一个无线数据通信网关和所述至少一个功率模块中的一个发送至所述至少一个无线数据通信网关和所述至少一个功率模块中的另一个。

本文给出的公开内容以其优选实施例及示范性实施例说明了各个特征。本领域技术人员在阅读本公开内容后将作出处于随附权利要求的范围和精神内的许多其它的实施例、修改、以及变形。

Claims (234)

1.一种功率模块，包括：

一微控制器；

一数据通信组件，设置为使用一长距离低功耗的通信协议将数据发送至一相关的接收器并从所述相关的接收器接收数据；

一全球定位系统(GPS)组件；以及

一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件以及所述GPS组件中的每一个供电，

其中，所述微控制器、所述数据通信组件和所述GPS组件设置为一起工作，以接收来自所述相关的接收器的一位置请求数据包并且对此作出响应而给所述相关的接收器提供一位置响应数据包以识别所述功率模块的位置。

2.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述数据通信组件仅在接收到来自所述相关的接收器的一发送的位置请求数据包后才将一位置响应数据包发送至所述相关的接收器。

3.根据权利要求1所述的功率模块，其中，为了节省功率，所述功率模块在一休眠模式下正常运行且周期性地打开所述数据通信组件以聆听来自所述相关的接收器的信号。

4.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述电源是一电池。

5.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

6.根据权利要求1所述的功率模块，其中，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

7.一种定位系统，包括：

至少一个功率模块，各功率模块包括一微控制器、一数据通信组件、一全球定位系统(GPS)组件以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件以及所述GPS组件中的每一个供电，其中，所述微控制器、所述数据通信组件和所述GPS组件设置为一起工作；以及

至少一个接收器，其设置为使用一长距离低功耗的通信协议与所述至少一个功率模块的数据通信组件通信，

其中，所述至少一个接收器设置为向所述至少一个功率模块发送一个或多个位置请求数据包，且响应接收所述一个或多个位置请求数据包，所述至少一个功率模块向所述至少一个接收器发送一个或多个位置响应数据包，其中，所述一个或多个位置响应数据包包括所述至少一个功率模块的位置。

8.根据权利要求所述7的定位系统，其中，所述至少一个功率模块的数据通信组件仅在接收到来自所述至少一个接收器的一发送的位置请求数据包后才将所述位置响应数据包发送至所述至少一个接收器。

9.根据权利要求7所述的定位系统，其中，为了节省功率，所述至少一个功率模块在一休眠模式下正常运行且周期性地开启所述数据通信组件以聆听来自所述至少一个接收器的信号。

10.根据权利要求7所述的定位系统，其中，所述电源是一电池。

11.根据权利要求7所述的定位系统，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

12.根据权利要求7所述的定位系统，其中，响应接收来自所述至少一个接收器的所述一个或多个位置请求数据包，所述至少一个功率模块能从休眠模式唤醒、打开所述GPS组件、等待所述GPS组件返回一位置，向所述至少一个接收器发送GPS位置数据并且返回到休眠模式。

13.根据权利要求8所述的定位系统，其中，所述一个或多个位置请求数据包包括要传递到所述GPS组件的初始时间和位置估计，由此消除对所述GPS组件下载一完整的GPS星座历书的需求，从而降低所述GPS组件的功率需求。

14.根据权利要求7所述的定位系统，其中，所述至少一个接收器在位置上固定。

15.根据权利要求14所述的定位系统，其中，所述至少一个接收器与一塔相关联。

16.根据权利要求7所述的定位系统，其中，所述至少一个接收器是移动的。

17.根据权利要求16所述的定位系统，其中，所述至少一个接收器与一无人机相关联。

18.根据权利要求7所述的定位系统，其中，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

19.根据权利要求7所述的定位系统，其中，所述至少一个接收器维持与一PC或一基于Web的后端服务器的链接，而且其中，由所述至少一个接收器接收的位置响应数据包被实时采集。

20.根据权利要求19所述的定位系统，其中，所述链接通过使用以太网上的一有线连接、基于GSM蜂窝网络的一无线连接以及基于LoRa的一无线连接的一种与一主基站连接来实现，其中，所述主基站设置为从所述接收器的分布式网络在长距离内采集数据。

21.根据权利要求7所述的定位系统，其中，由所述至少一个接收器接收的所述位置响应数据包通过在所述至少一个接收器的一板载硬盘上生成一日志文件进行本地检索。

22.根据权利要求21所述的定位系统，其中，所述日志文件记录了关于所述位置响应数据包的各种信息，所述各种信息包括一个或多个包接收时间、包数据有效载荷、包RSSI以及定向。

23.根据权利要求21所述的定位系统，其中，所述日志文件设置为通过一USB闪存驱动器、有线以太网上的安全SSH连接的使用以及通过一Wi-Fi连接中的一种来导出。

24.一种定位一功率模块的方法，所述方法包括步骤：

设置一接收器，所述接收器设置为使用一长距离低功耗的通信协议与所述功率模块通信；

将一位置请求数据包从接收器发送至与功率模块相关联的一数据通信组件；

将来自所述位置请求数据包的信息从所述数据通信组件发送至与所述功率模块相关联的一微控制器；

打开与所述功率模块相关联的一GPS组件；

将来自所述位置请求数据包的信息从所述微控制器发送至所述GPS组件；

使用所述GPS组件获得所述功率模块的位置；

将一位置响应数据包从所述GPS组件发送至所述微控制器，其中，所述位置响应数据包包括所述功率模块的位置；

关闭GPS组件；

将所述位置响应数据包从所述微控制器发送至所述数据通信组件；以及

将所述位置响应数据包发送至所述接收器。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述数据通信组件仅在从所述接收器接收到包括一位置请求数据包的传输时才将一位置响应数据包发送至所述接收器。

26.根据权利要求24所述的方法，还包括步骤：

在从所述接收器向所述数据通信组件发送所述位置请求数据包之前，周期性地将所述微控制器从一休眠模式唤醒并打开所述数据通信组件。

27.根据权利要求24所述的方法，还包括步骤：

在将所述位置响应数据包发送至所述接收器之后，关闭所述数据通信组件并使所述微控制器返回到休眠模式。

28.根据权利要求24所述的方法，其中，所述功率模块由一电池供电。

29.根据权利要求24所述的方法，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

30.根据权利要求24所述的方法，其中，所述位置请求数据包包括要传递到所述GPS组件的初始时间和位置估计，由此消除对所述GPS组件下载一完整的GPS星座历书的需要，从而降低所述GPS组件的功率需求。

31.根据权利要求24所述的方法，其中，所述接收器在位置上固定。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述接收器与一塔相关联。

33.根据权利要求24所述的方法，其中，所述接收器是移动的。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述接收器与一无人机相关联。

35.根据权利要求24所述的方法，其中，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

36.一种功率模块，包括：

一微控制器；

一数据通信组件，其设置为使用一长距离低功耗的通信协议将数据发送至一相关的接收器且从所述相关的接收器接收数据；以及

一电源，所述电源给所述微控制器和所述数据通信组件中的每一个供电，

其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作以从一相关的接收器接收一唤醒数据包并对此作出响应、以一预定时间间隔给所述相关的接收器提供多个响应数据包。

37.根据权利要求36所述的功率模块，其中，所述数据通信组件仅在接收到来自所述相关的接收器的一被发送的唤醒数据包之后才将所述多个响应数据包发送至所述相关的接收器。

38.根据权利要求36所述的功率模块，其中，为了节省功率，所述功率模块在一休眠模式下正常运行且周期性地开启所述数据通信组件以聆听来自所述相关的接收器的信号。

39.根据权利要求36所述的功率模块，其中，所述电源是一电池。

40.根据权利要求36所述的功率模块，其中，所述长距离、低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

41.根据权利要求36所述的功率模块，其中，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

42.一种定位系统，包括：

一功率模块，所述功率模块包括一微控制器、一数据通信组件以及一电源，所述电源给所述微控制器和所述数据通信组件中的每一个供电，其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作；以及

至少一个接收器，其设置为使用一长距离低功耗的通信协议与所述功率模块的数据通信组件通信，

其中，所述至少一个接收器设置为将一个或多个唤醒数据包发送至所述功率模块，且响应接收所述一个或多个唤醒数据包，所述功率模块以一预定时间间隔将多个响应数据包发送至所述至少一个接收器，其中，所述至少一个接收器针对每一个被发送的响应数据包测量一相关的接收信号强度(RSSI)且将RSSI转换成一估计距离，以提供所述功率模块相对所述至少一个接收器所在的区域。

43.根据权利要求42所述的定位系统，所述至少一个接收器在位置上固定。

44.根据权利要求42所述的定位系统，其中，所述至少一个接收器包括一GPS组件，其中，当从所述功率模块接收所述多个响应数据包时，所述至少一个接收器针对每一个被发送的响应数据包测量一相关的RSSI且记录所述至少一个接收器在通过使用所述GPS组件接收到每一个响应数据包时所述至少一个接收器的位置。

45.根据权利要求44所述的定位系统，其中，所述功率模块还包括一基于MEMS的加速度计。

46.根据权利要求44所述的定位系统，其中，所述功率模块还包括一电子指南针。

47.根据权利要求44所述的定位系统，其中，所述至少一个接收器是移动的。

48.根据权利要求47所述的定位系统，其中，各接收器与一无人机相关联。

49.根据权利要求44所述的定位系统，其中，为了节省功率，所述功率模块在一休眠模式下正常运行且周期性地开启所述数据通信组件以聆听来自所述至少一个接收器的信号。

50.根据权利要求44所述的定位系统，其中，所述电源是一电池。

51.根据权利要求44所述的定位系统，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

52.根据权利要求44所述的定位系统，其中，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

53.根据权利要求44所述的定位系统，其中，设置一单个接收器，所述单个接收器具有与其相关的第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线中的每一个相对于彼此定位，使得所述第一天线和所述第二天线中的每一个将接收所述多个响应数据包，并且由每一个天线测量的RSSI将不同。

54.根据权利要求44所述的定位系统，其中，设置一对接收器，所述一对接收器各具有与其相关的一单个天线，各接收器相对于彼此定位，使得各接收器的天线将接收所述多个响应数据包，并且由每一个天线测量的RSSI将不同。

55.一种定位一功率模块的方法，所述方法包括步骤：

设置一第一接收器，所述第一接收器设置为使用一长距离低功耗的通信协议与所述功率模块通信；

将一唤醒数据包从所述第一接收器发送至与一功率模块相关联的一数据通信组件；

将多个响应数据包以一预定时间间隔从与所述功率模块相关联的所述数据通信组件发送至所述第一接收器；

测量相对所述功率模块的所述第一接收器处的针对每一个响应数据包的一接收信号强度指示(RSSI)；以及

将所述RSSI转换为所述功率模块和所述第一接收器之间的一估计距离，从而定义所述功率模块相对所述接收器的位置区域。

56.根据权利要求55所述的方法，其中，所述第一接收器在位置上固定。

57.根据权利要求55所述的方法，还包括步骤：

进一步在所述第一接收器接收到每一个响应数据包时获取所述第一接收器的GPS位置。

58.根据权利要求57所述的方法，其中，所述第一接收器是移动的。

59.根据权利要求58所述的方法，其中，所述第一接收器与一无人机相关联。

60.根据权利要求57所述的方法，还包括步骤：

校正来自所述功率模块的一天线的各向异性辐射样式。

61.根据权利要求60所述的方法，其中，所述校正步骤由与所述功率模块相关联的一基于MEMS的加速度计执行。

62.根据权利要求60所述的方法，其中，所述校正步骤由与所述功率模块相关联的一电子指南针执行。

63.根据权利要求57所述的方法，其中，所述第一接收器具有与其相关的第一天线和第二天线，所述第一天线和所述第二天线中的每一个天线相对于彼此定位，使得所述第一天线和所述第二天线中的每一个将接收所述多个响应数据包，并且由每一个天线测量的RSSI将不同。

64.根据权利要求57所述的方法，其中，设置第一接收器和第二接收器，每个接收器具有与其相关的一单个天线，各接收器相对于彼此定位，使得各接收器的天线将接收所述多个响应数据包，且由每一个天线测量的RSSI将不同。

65.根据权利要求57所述的方法，其中，所述数据通信组件仅在从所述第一接收器接收到包括所述唤醒数据包的传输才将所述多个响应数据包发送至所述第一接收器。

66.根据权利要求57所述的方法，其中，为了节省功率，所述功率模块在一休眠模式下正常运行且周期性地开启所述数据通信组件以聆听来自所述第一接收器的信号。

67.根据权利要求57所述的方法，其中，所述电源是一电池。

68.根据权利要求57所述的方法，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

69.根据权利要求57所述的方法，其中，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

70.一种功率模块，包括：

一微控制器；

一数据通信组件，其设置为使用一长距离低功耗的通信协议将数据发送至多个相关的接收器；以及

一电源，所述电源给所述微控制器和所述数据通信组件中的每一个供电，

其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作以给所述多个相关的接收器中的每一个提供至少一个响应数据包。

71.根据权利要求70所述的功率模块，其中，所述数据通信组件设置为使用一长距离低功耗的通信协议从所述多个相关的接收器接收数据，而且其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作以接收来自所述多个相关的接收器的至少一个唤醒包。

72.根据权利要求71所述的功率模块，其中，为了节省功率，所述功率模块在一休眠模式下正常运行且周期性地开启所述数据通信组件以聆听来自所述多个相关的接收器的信号。

73.根据权利要求70所述的功率模块，其中，所述至少一个响应数据包包括针对各接收器的RSSI数据。

74.根据权利要求70的一种功率模块，其中，所述电源是一电池。

75.根据权利要求70的一种功率模块，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

76.根据权利要求70的一种功率模块，其中，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

77.一种定位系统，包括：

一功率模块，所述功率模块包括一微控制器、一数据通信组件以及一电源，所述电源给所述微控制器和所述数据通信组件中的每一个供电，其中，所述微控制器和所述数据通信组件设置为一起工作；以及

至少三个接收器，各接收器设置为使用一长距离低功耗的通信协议与所述功率模块的数据通信组件通信，

其中，所述功率模块设置为将一单个的响应数据包发送至各接收器，所述单个的响应数据包具有针对各接收器的RSSI数据，其中，所述功率模块的位置能基于所述RSSI数据和各接收器的位置确定。

78.根据权利要求77所述的定位系统，其中，各接收器的位置在各接收器在位置上固定时被预编程。

79.根据权利要求77所述的定位系统，其中，各接收器是移动的。

80.根据权利要求79所述的定位系统，其中，各接收器与一无人机相关联。

81.根据权利要求79所述的定位系统，其中，各接收器包括一GPS组件，其中，当从所述功率模块接收到所述RSSI数据时，至少一个接收器对各被发送的响应数据包测量一相关的RSSI且记录所述至少一个接收器在通过使用所述GPS组件接收到各响应数据包时所述至少一个接收器的位置。

82.根据权利要求77所述的定位系统，其中，所述电源是一电池。

83.根据权利要求77所述的定位系统，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

84.根据权利要求77所述的定位系统，其中，所述微控制器设置作为所述数据通信组件的一部分。

85.根据权利要求77所述的定位系统，其中，所述功率模块设置为响应由各接收器发送的一唤醒数据包将一单个的响应数据包发送至各接收器。

86.根据权利要求77所述的定位系统，还包括多个功率模块。

87.根据权利要求86所述的定位系统，其中，各接收器能设置为将一唤醒数据包发送至所述多个功率模块的一个以上的功率模块。

88.根据权利要求86所述的定位系统，其中，各功率模块设置为自主选择为仅在空闲的无线信道上传输所述响应数据包。

89.根据权利要求86所述的定位系统，其中，各功率模块设置为只有满足一个或多个条件时才传输所述响应数据包。

90.根据权利要求89所述的定位系统，其中，所述功率模块是使一信息被播放的一媒体模块，而且其中所述需要满足的一条件是所述信息被播放。

91.一种定位一功率模块的方法，所述方法包括步骤：

设置至少三个接收器，所述至少三个接收器设置为使用一长距离低功耗的通信协议与至少一个功率模块通信；

确定各接收器的位置；

将一响应数据包从与所述功率模块相关联的数据通信组件发送至各接收器，其中，各响应数据包具有针对各接收器的RSSI数据；以及

基于所述RSSI数据计算所述功率模块的位置。

92.根据权利要求91所述的方法，其中，各接收器的位置在各接收器在位置上固定时被预编程。

93.根据权利要求91所述的方法，还包括步骤：

为各接收器设置一GPS组件；以及

在各相应的接收器接收到所述响应数据包时使用所述GPS组件确定各接收器的位置。

94.根据权利要求93所述的方法，其中，所述接收器是移动的。

95.根据权利要求94所述的方法，其中，所述接收器与一无人机相关联。

96.根据权利要求91所述的方法，还包括步骤：

校正来自所述功率模块的一天线的各向异性辐射样式。

97.根据权利要求96所述的方法，其中，所述校正步骤由与所述功率模块相关联的一基于MEMS的加速度计执行。

98.根据权利要求96所述的方法，其中，所述校正步骤由与所述功率模块相关联的一电子指南针执行。

99.根据权利要求93所述的方法，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

100.根据权利要求93所述的方法，其中，设置多个功率模块。

101.根据权利要求100所述的方法，其中，设置数以千计的功率模块。

102.根据权利要求101所述的方法，其中，设置数十万个的功率模块。

103.根据权利要求100所述的方法，其中，各接收器将一唤醒数据包发送至少于所述多个的功率模块。

104.根据权利要求103所述的方法，其中，各接收器将所述唤醒数据包发送至所述多个功率模块中的一单个的功率模块。

105.根据权利要求100所述的方法，其中，各功率模块自主选择为仅在空闲的无线信道上传输所述响应数据包。

106.根据权利要求100所述的方法，其中，各功率模块只有满足一个或多个条件时才传输所述响应数据包。

107.根据权利要求106所述的方法，其中，所述功率模块是使一信息被播放的一媒体模块，而且其中所述需要满足的一条件是所述信息被播放。

108.一种功率模块，所述功率模块包括：

一微控制器；

一数据通信组件，其设置为使用一长距离低功耗的通信协议将数据无线发送至一相关的接收器且从所述相关的接收器接收数据；以及

一实时时钟模块；以及

一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件以及所述实时时钟模块中的每一个供电，

其中，所述微控制器、所述数据通信组件和所述实时时钟模块设置为一起工作以在一预定时间段期间将一数据包发送至所述相关的接收器或从所述相关的接收器接收一数据包。

109.根据权利要求108所述的功率模块，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

110.根据权利要求108所述的功率模块，其中，所述微控制器被编程为执行预定的行为，所述预定的行为包括从传感器(300)采集数据、向形成所述功率模块的一部分的其它集成电路发出命令并解读发送的和/或接收的信息。

111.根据权利要求108所述的功率模块，其中，所述微控制器具有进入和退出一低功耗的休眠模式的能力。

112.根据权利要求108所述的功率模块，其中，所述电源是一个或多个电池。

113.根据权利要求112所述的功率模块，其中，所述一个或多个电池是柔性印刷电池。

114.根据权利要求108所述的功率模块，其中，所述数据通信组件包括一数据通信模块以及一相关的数据通信天线。

115.根据权利要求114所述的功率模块，其中，所述数据通信模块能由所述微控制器打开和关闭以节省功率。

116.根据权利要求114所述的功率模块，其中，所述数据通信天线实施为电路板上的一分立部件或一印刷迹线来实施。

117.根据权利要求114所述的功率模块，其中，所述数据通信天线是一无源装置或一有源装置。

118.根据权利要求108所述的功率模块，其中，所述实时时钟模块作为一分立部件实施或包含在所述微控制器内。

119.根据权利要求108所述的功率模块，其中，所述实时时钟模块能被所述微控制器读取和/或重置。

120.根据权利要求108所述的功率模块，其中，所述实时时钟模块是具有固定周期振荡器的用于跟踪时间的流逝的一定时器，而且其中，所述时间使用所述微控制器跟踪。

121.根据权利要求108所述的功率模块，还包括一时间信号组件，其中，所述电源给所述时间信号组件供电。

122.根据权利要求121所述的功率模块，其中，所述时间信号组件是一GPS组件。

123.根据权利要求122所述的功率模块，其中，所述GPS组件包括一GPS模块以及一相关的GPS天线。

124.根据权利要求123所述的功率模块，其中，所述GPS模块能够通过从GPS星座下载数据确定本地时间。

125.根据权利要求123所述的功率模块，其中，所述GPS模块能被所述微控制器打开和关闭以省电。

126.根据权利要求123所述的功率模块，其中，所述GPS天线实施为一电路板上的一分立部件或一印刷迹线来实施。

127.根据权利要求123所述的功率模块，其中，所述GPS天线是一无源装置或一有源装置。

128.一种时间同步系统，包括：

一装置，其设置为广播时间信号；以及

多个功率模块，各功率模块需要在一预定时间执行操作，各功率模块具有一微控制器、一实时时钟模块、一时间信号组件以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述实时时钟模块以及所述时间信号组件中的每一个供电，

其中，各功率模块的时间信号组件设置为从所述装置接收一个或多个广播的时间信号以确保所述实时时钟模块具有精确的时间，从而使各功率模块具有同步的时间，使得各功率模块能在它们各自的预定时间执行各自的操作。

129.根据权利要求128所述的时间同步系统，其中，所述装置是一GPS星座，而且其中，各功率模块的时间信号组件是一GPS组件。

130.根据权利要求128所述的时间同步系统，还包括至少一个无线数据通信网关，而且其中，各功率模块具有一数据通信组件，所述数据通信组件设置为使用一长距离低功耗的通信协议将数据无线发送至所述至少一个无线数据通信网关且从所述至少一个无线数据通信网关接收数据，而且其中，由各功率模块执行的操作是向所述至少一个无线数据通信网关发送数据或从所述至少一个无线数据通信网关接收数据。

131.根据权利要求128所述的时间同步系统，其中，各功率模块设置为与其它功率模块完全独立、与所述其它功率模块同时或部分重叠地从所述装置接收一个或多个广播的时间信号。

132.根据权利要求128所述的时间同步系统，其中，所述时间信号组件是一半自主元件，其与所述微控制器独立运行，使得所述时间信号组件在通电后将自动搜索所述广播的时间信号。

133.根据权利要求132所述的时间同步系统，其中，所述广播的时间信号是星历数据。

134.根据权利要求133所述的时间同步系统，其中，所述星历数据能被所述微控制器读取和解释。

135.根据权利要求133所述的时间同步系统，其中，数据信息能被馈送到所述时间信号组件中以减少找到星历数据的时间。

136.根据权利要求133所述的时间同步系统，其中，所述时间信号组件是一GPS组件，而且其中所述装置是GPS星座。

137.根据权利要求128所述的时间同步系统，其中，所述电源是一可再生电源。

138.根据权利要求137所述的时间同步系统，其中，所述可再生电源是一个或多个太阳能芯片。

139.一种使一组功率模块时间同步的方法，所述方法包括步骤：

设置一组功率模块，各功率模块具有一微控制器、一实时时钟模块、一时间信号组件以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述实时时钟模块以及所述时间信号组件中的每一个供电；

使各功率模块定位一装置，所述装置设置为广播时间信号；

从所述装置接收一个或多个所述广播的时间信号以确保各功率模块具有精确的时间，从而确保各功率模块时间同步。

140.根据权利要求139所述的方法，其中，各功率模块需要在一预定时间执行操作，所述方法还包括步骤：使各功率模块在它们各自的预定时间执行它们各自的操作。

141.根据权利要求140所述的方法，还包括至少一个无线数据通信网关，而且其中，各功率模块具有一数据通信组件，所述数据通信组件设置为使用一长距离低功耗的通信协议将数据无线地发送至所述至少一个无线数据通信网关且从所述至少一个无线数据通信网关接收数据，而且其中，由各功率模块执行的操作是将数据发送至所述至少一个无无线数据通信网关或从所述至少一个无无线数据通信网关接收数据。

142.根据权利要求139所述的方法，其中，所述装置是一GPS星座，而且其中，各功率模块的时间信号组件是一GPS组件。

143.根据权利要求139所述的方法，其中，各功率模块设置为与其它功率模块完全独立、与所述其它功率模块同时或部分重叠地从所述装置接收一个或多个广播的时间信号。

144.根据权利要求139所述的方法，其中，所述时间信号组件是一半自主元件，其与所述微控制器独立运行，使得所述时间信号组件在通电后将自动搜索所述广播的时间信号。

145.根据权利要求144所述的方法，其中，所述广播的时间信号是星历数据。

146.根据权利要求145所述的方法，其中，所述星历数据能被所述微控制器读取和解释。

147.根据权利要求145所述的方法，其中，数据信息能被馈送到所述时间信号组件中以减少找到星历数据的时间。

148.根据权利要求145所述的方法，其中，所述时间信号组件是一GPS组件，而且其中所述装置是GPS星座。

149.根据权利要求139所述的方法，其中，所述电源是一可再生电源。

150.根据权利要求149所述的方法，其中，所述可再生电源是一个或多个太阳能芯片。

151.一种低碰撞无线数据通信系统，所述系统包括：

多个功率模块，各模块包括一微控制器、一数据通信组件、一实时时钟模块以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件以及所述实时时钟模块中的每一个供电，各功率模块的实时时钟模块设置为与其它功率模块的实时时钟模块时间同步；至少一个无线数据通信网关，其设置为使用一长距离低功耗的通信协议与各功率模块通信，其中，所述多个功率模块被分为所述多个模块的至少第一组和第二组，其中，所述多个模块的第一组设置为在一第一预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一个无线数据通信网关，而且其中，所述多个模块的第二组设置为在一第二预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一无线数据通信网关，其中，所述第一预定时间段和所述第二预定时间段是不同的。

152.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述至少一个无线数据通信网关设置为在一第三预定时间段期间将数据下行链路到各功率模块，其中，所述第三预定时间段不同于所述第一预定时间段和所述第二预定时间段中的每一个。

153.根据权利要求152所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，响应接收来自所述至少一个无线数据通信网关的所述下行链路数据，所述多个功率模块的一第一小组被指示在一第四预定时间段期间进一步接收来自所述至少一个无线数据通信网关的下行链路数据，且所述多个功率模块的一第二小组未被指示在所述第四预定时间段期间进一步接收来自所述至少一个无线数据通信网关的下行链路数据，其中，所述第四预定时间段不同于所述第一预定时间段、所述第二预定时间段和所述第三预定时间段中的每一个。

154.根据权利要求153所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述多个功率模块的第一小组包括一个以上的功率模块，而且其中，所述多个功率模块的第二小组包括一个以上的功率模块。

155.根据权利要求153所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，在所述第四预定时间段期间，所述多个功率模块的第二小组的微控制器进入一休眠模式且所述多个功率模块的第二小组的数据通信组件被断电。

156.根据权利要求152所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述多个功率模块的数量为数千个。

157.根据权利要求152所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，在所述第一预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第一预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

158.根据权利要求157所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述最大包持续时间为两秒。

159.根据权利要求152所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述第二预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第二预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

160.根据权利要求159所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述最大包持续时间为两秒。

161.根据权利要求152所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，在所述第三预定时间段期间的数据的各下行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第三预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

162.根据权利要求161所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述最大包持续时间为两秒。

163.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述多个功率模块的数量为数千个。

164.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，在所述第一预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第一预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

165.根据权利要求164所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述最大包持续时间为两秒。

166.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述第二预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第二预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

167.根据权利要求166所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述最大包持续时间为两秒。

168.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，在所述第二预定时间段期间，所述多个功率模块的第一组的微控制器进入一休眠模式且所述多个功率模块的第一组的数据通信组件被断电。

169.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，在所述第一预定时间段期间，所述多个功率模块的第二组的微控制器进入一休眠模式且所述多个功率模块的第二组的数据通信组件被断电。

170.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，各功率模块的微控制器是各功率模块的数据通信组件的一部分。

171.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述电源是一个或多个电池。

172.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述一个或多个电池是柔性印刷电池。

173.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述电源是一个或多个电池和一个或多个太阳能芯片。

174.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述电源是一个或多个太阳能芯片。

175.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述电源是一可再生电源。

176.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

177.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述至少一个无线数据通信网关在位置上固定。

178.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，所述至少一个无线数据通信网关是移动的。

179.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，各功率模块的实时时钟模块的时间同步发生在当各功率模块的微控制器被编程时。

180.根据权利要求151所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，各功率模块具有一时间信号组件，而且其中，各功率模块的实时时钟模块的时间同步由所述时间信号组件周期性地从广播时间信号的至少一个装置接收时间信号而发生。

181.根据权利要求180所述的低碰撞无线数据通信系统，其中，各功率模块的时间信号组件是一GPS组件，而且其中，广播时间信号的所述至少一个装置是一GPS星座。

182.一种低碰撞无线数据通信的方法，所述方法包括：

设置多个功率模块，各功率模块包括一微控制器、一数据通信组件、一实时时钟模块以及一电源，所述电源给所述微控制器、所述数据通信组件和所述实时时钟模块中的每一个供电，各功率模块的实时时钟模块设置为与其它功率模块的实时时钟模块时间同步；

设置至少一个无线数据通信网关；

将所述多个功率模块分成所述多个模块的至少第一组和第二组；

指定第一预定时间段和第二预定时间段，其中所述第一预定时间段不同于所述第二预定时间段；

使用一长距离低功耗的通信协议在所述第一预定时间段期间将数据从所述多个模块的第一组上行链路到所述至少一个无线数据通信网关；以及

使用所述长距离低功耗的通信协议在所述第二预定时间段期间将数据从所述多个模块的第二组上行链路到所述至少一个无线数据通信网关。

183.根据权利要求182所述的方法，还包括步骤：

指定一第三预定时间段，其中，所述第三预定时间段不同于所述第一预定时间段和第二预定时间段；以及

使用所述长距离低功耗的通信协议在所述第三预定时间段期间将数据从所述至少一个无线数据通信网关下行链路到各功率模块。

184.根据权利要求183所述的方法，还包括步骤：

使所述多个功率模块的一第一小组在所述第三预定时间段期间响应接收到的下行链路的数据，以使用所述长距离低功耗的通信协议在一第四预定时间段期间进一步接收来自所述至少一个无线数据通信网关的下行链路的数据，其中，所述第四预定时间段不同于所述第一预定时间段、所述第二预定时间段和所述第三预定时间段中的每一个；以及

使所述多个功率模块的一第二小组在所述第三预定时间段期间响应接收到的下行链路的数据，以在所述第四预定时间段期间不进一步接收来自所述至少一个无线数据通信网关的下行链路的数据。

185.根据权利要求184所述的方法，其中，所述多个功率模块的第一小组包括一个以上的功率模块，而且其中，所述多个功率模块的第二小组包括一个以上的功率模块。

186.根据权利要求184所述的方法，其中，在所述第四预定时间段期间，所述多个功率模块的第二小组的微控制器进入一休眠模式且所述多个功率模块的第二小组的数据通信组件被断电。

187.根据权利要求183所述的方法，其中，所述多个功率模块的数量为数千个。

188.根据权利要求183所述的方法，其中，在所述第一预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第一预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

189.根据权利要求188所述的方法，其中，所述最大包持续时间为两秒。

190.根据权利要求183所述的方法，其中，所述第二预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第二预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

191.根据权利要求190所述的方法，其中，所述最大包持续时间为两秒。

192.根据权利要求183所述的方法，其中，在所述第三预定时间段期间的数据的各下行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第三预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

193.根据权利要求192所述的方法，其中，所述最大包持续时间为两秒。

194.根据权利要求182所述的方法，其中，所述多个功率模块的数量为数千个。

195.根据权利要求182所述的方法，其中，在所述第一预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第一预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

196.根据权利要求195所述的方法，其中，所述最大包持续时间为两秒。

197.根据权利要求182所述的方法，其中，所述第二预定时间段期间的数据的各上行链路被定义为具有最大包持续时间，而且其中，所述第二预定时间段至少与所述最大包持续时间一样长。

198.根据权利要求197所述的方法，其中，所述最大包持续时间为两秒。

199.根据权利要求182所述的方法，其中，在所述第二预定时间段期间，所述多个功率模块的第一组的微控制器进入一休眠模式且所述多个功率模块的第一组的数据通信组件被断电。

200.根据权利要求182所述的方法，其中，在所述第一预定时间段期间，所述多个功率模块的第二组的微控制器进入一休眠模式且所述多个功率模块的第二组的数据通信组件被断电。

201.根据权利要求182所述的方法，其中，各功率模块的微控制器是各功率模块的数据通信组件的一部分。

202.根据权利要求182所述的方法，其中，所述电源是一个或多个电池。

203.根据权利要求202所述的方法，其中，所述一个或多个电池是柔性印刷电池。

204.根据权利要求182所述的方法，其中，所述电源是一个或多个电池和一个或多个太阳能芯片。

205.根据权利要求182所述的方法，其中，所述电源是一个或多个太阳能芯片。

206.根据权利要求182所述的方法，其中，所述电源是一可再生电源。

207.根据权利要求182所述的方法，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

208.根据权利要求182所述的方法，其中，所述至少一个无线数据通信网关在位置上固定。

209.根据权利要求182所述的方法，其中，所述至少一个无线数据通信网关是移动的。

210.根据权利要求182所述的方法，其中，各功率模块的实时时钟模块的时间同步发生在当各功率模块的微控制器被编程时。

211.根据权利要求182所述的方法，其中，各功率模块具有一时间信号组件，而且其中，各功率模块的实时时钟模块的时间同步由所述时间信号组件周期性地从广播时间信号的至少一个装置接收时间信号而发生。

212.根据权利要求211所述的方法，其中，各功率模块的时间信号组件是一GPS组件，而且其中，广播时间信号的所述至少一个装置是一GPS星座。

213.一种数据传输系统，所述数据传输系统包括：

至少一个无线数据通信网关；以及

至少一个功率模块，

其中，至少所述一个无线数据通信网关设置为将数据发送至所述至少一个功率模块，和/或其中所述至少一个功率模块设置为将数据发送至所述至少一个无线数据通信网关，其中，所述数据的发送均使用一长距离低功耗的通信协议。

214.根据权利要求213所述的数据传输系统，其中，所述长距离低功耗的通信协议是长距离(LoRa)。

215.根据权利要求213所述的数据传输系统，其中，所述长距离低功耗的通信协议不包括GSM和CDMA。

216.根据权利要求213所述的数据传输系统，其中，设置多个功率模块，其中，各功率模块是一媒体模块，其中，所述各媒体模块包括一微控制器以及一数据通信组件，所述数据通信组件设置为从所述微控制器接收数据，所述数据通信组件设置为将数据发送至所述微控制器。

217.根据权利要求216所述的数据传输系统，其中，所述微控制器设置为在其内编程一媒体信息，而且其中，各媒体模块还包括一回放装置以及一启动装置，所述回放装置设置为播放所述媒体信息，所述启动装置设置为使所述回放装置播放所述媒体信息。

218.根据权利要求213所述的数据传输系统，其中，所述至少一个功率模块包括一微控制器、一数据通信组件以及一全球定位系统(GPS)组件，其中，所述至少一个无线数据通信网关设置为将一个或多个位置请求数据包发送至所述至少一个功率模块，且响应接收所述一个或多个位置请求数据包，所述至少一个功率模块将一个或多个位置响应数据包发送至所述至少一个无线数据通信网关，其中，所述一个或多个位置响应数据包包括所述至少一个功率模块的位置。

219.根据权利要求218所述的数据传输系统，其中，响应接收来自所述至少一个无线数据通信网关的所述一个或多个位置请求数据包，所述至少一个功率模块将从一休眠模式唤醒、打开所述GPS组件、等待所述GPS组件返回一位置、将所述GPS位置数据发送至所述至少一个无线数据通信网关并且返回所述休眠模式。

220.根据权利要求213所述的数据传输系统，其中，所述至少一个功率模块包括一微控制器以及一数据通信组件，其中，所述至少一个无线数据通信网关设置为将一个或多个唤醒数据包发送至所述至少一个功率模块，且响应接收所述一个或多个唤醒数据包，所述至少一个功率模块以一预定时间间隔将多个响应数据包发送至所述至少一个无线数据通信网关，其中，所述至少一个无线数据通信网关测量针对各被发送的响应数据包的一相关的接收信号强度(RSSI)且将所述RSSI转换为一估计距离，以提供所述至少一个功率模块相对所述至少一个无线数据通信网关所在的区域。

221.根据权利要求213所述的数据传输系统，其中，所述至少一个功率模块包括一微控制器以及一数据通信组件，其中，设置至少三个无线数据通信网关，而且其中，所述至少一个功率模块设置为将一单个的响应数据包发送至所述至少三个无线数据通信网关中的每一个，所述单个的响应数据包具有针对所述至少三个无线数据通信网关中的每一个的RSSI数据，其中，所述至少一个功率模块的位置能基于所述RSSI数据和各无线数据通信网关的位置确定。

222.根据权利要求213所述的数据传输系统，其中，设置多个功率模块，各功率模块包括一微控制器、一数据通信组件以及一实时时钟模块，各功率模块的实时时钟模块设置为与其它功率模块的实时时钟模块时间同步，其中，所述多个功率模块被分为所述多个功率模块的至少第一组和第二组，其中，所述多个功率模块的第一组设置为在一第一预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一个无线数据通信网关，而且其中，所述多个功率模块的第二组设置为在一第二预定时间段期间将数据上行链路到所述至少一个无线数据通信网关，其中，所述第一预定时间段和所述第二预定时间段是不同的。

223.根据权利要求222所述的数据传输系统，其中，所述至少一个无线数据通信网关设置为在一第三预定时间段期间将数据下行链路到各功率模块，其中，所述第三预定时间段不同于所述第一预定时间段和所述第二预定时间段中的每一个。

224.根据权利要求222所述的数据传输系统，其中，各功率模块的实时时钟模块的时间同步发生在当各功率模块的微控制器被编程时。

225.根据权利要求222所述的数据传输系统，其中，各功率模块具有一时间信号组件，而且其中，各功率模块的实时时钟模块的时间同步由所述时间信号组件周期性地从广播时间信号的至少一个装置接收时间信号而发生。

226.根据权利要求225所述的数据传输系统，其中，各功率模块的时间信号组件是一GPS组件，而且其中，广播时间信号的所述至少一个装置是一GPS星座。

227.根据权利要求213所述的数据传输系统，其中，所述至少一个功率模块包括一电源。

228.根据权利要求227所述的数据传输系统，其中，所述电源是一可再生电源。

229.根据权利要求227所述的数据传输系统，其中，所述电源是一不可再生电源。

230.根据权利要求227所述的数据传输系统，其中，所述电源是一个或多个电池。

231.根据权利要求227所述的数据传输系统，其中，所述电源是一个或多个柔性电池。

232.根据权利要求227所述的数据传输系统，其中，所述电源是一个或多个太阳能芯片。

233.根据权利要求227所述的数据传输系统，其中，所述电源是一个或多个电池和一个或多个太阳能芯片的组合。

234.一种数据传输的方法，所述方法包括步骤：

设置至少一个无线数据通信网关；

设置至少一个功率模块；

使用一长距离低功耗的通信协议将数据从所述至少一个无线数据通信网关和所述至少一个功率模块中的一个发送至所述至少一个无线数据通信网关和所述至少一个功率模块中的另一个。