CN109150224B - 无线信号收发装置及其节能控制方法 - Google Patents

无线信号收发装置及其节能控制方法 Download PDF

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Abstract

一种无线信号收发装置，包含一RF收发器、一微控制器电性连接RF收发器、及一唤醒模块电性连接微控制器。其节能控制方法包含：令该RF收发器操作于第一睡眠模式；唤醒模块等待接收一RF无线信号；于接收RF无线信号后，判断RF无线信号是否载有一触发信号：若未载有触发信号，继续等待接收RF无线信号；若载有触发信号，则依据触发信号输出一唤醒信号至微控制器，使微控制器控制该RF收发器由第一睡眠模式转换为第一操作模式。藉此，避免RF收发器持续消耗电力，达到节能的效果。

Description

无线信号收发装置及其节能控制方法
技术领域
本发明与远程控制有关；特别是指一种可减少电力消耗的无线信号收发装置及其节能控制方法。
背景技术
现有的家庭器具上通常设置有一控制装置供用户手动调整控制家庭器具的动作。然而，用户欲调整或开闭家庭器具时，则必须走到家庭器具附近才能操控该控制装置达到调整或开闭的目的，而容易造成用户操作上的不便。
因此，为改善上述缺点，遂有业者研发一种一遥控器、以及一RF(RadioFrequency)控制模块与该控制装置连接，该遥控器用以产生载有控制信号的RF无线信号，而该RF控制模块接收到该RF无线信号后，便依据该RF无线信号中的控制信号控制该控制装置而达到调整或开闭家庭器具的目的。
现有的RF控制模块通常包括一RF收发器，用以接收及发送RF无线信号且在RF无线信号与电信号之间进行信号转换。为了让用户可以随时通过遥控器控制家庭器具，RF收发器必须持续维持在工作状态，以便随时可以接收遥控器传来的RF无线信号。然而，RF收发器维持在工作状态时，即使未接收到RF无线信号，RF收发器仍然会持续消耗一定的功率。特别是在电源有限的情况下(例如以电池作为电源)，若能减少RF收发器消耗的功率，当能延长电池的使用时间。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无线信号收发装置及其节能控制方法，可以减少电力的消耗
为达成上述目的，本发明提供的一种无线信号收发装置，包含一RF收发器、一微控制器与一唤醒模块，其中，该RF收发器电性连接天线且可操作于一第一操作模式与一第一睡眠模式的其中一者，其中，于该第一操作模式时，该RF收发器用以在RF无线信号与电信号之间进行信号转换，于该第一睡眠模式时，该RF收发器停止进行RF无线信号与电信号之间的信号转换；该微控制器，性连接该RF收发器，用以接收来自该RF收发器的电信号或传送电信号至该RF收发器，以及依据所接收的一唤醒信号控制该RF收发器由该第一睡眠模式转换为该第一操作模式；该唤醒模块电性连接天线，用以通过天线接收载有一触发信号的RF无线信号并转换为该唤醒信号，其中该唤醒模块所消耗的功率小于该RF收发器与该微控制器任一者所消耗的功率。
本发明提供的无线信号收发装置的节能控制方法，包含下列步骤：
A、令该RF收发器操作于该第一睡眠模式；
B、等待接收一RF无线信号；
C、于接收该RF无线信号后，判断该RF无线信号是否载有一触发信号：
若否，返回至步骤B；
若是，则依据该触发信号输出一唤醒信号至该微控制器，使该微控制器控制该RF收发器由该第一睡眠模式转换为该第一操作模式。
本发明的效果在于，藉由消耗功率较少的唤醒模块产生唤醒信号，以唤醒消耗功率较大的RF收发器，可以避免RF收发器持续消耗电力，达到节能的效果。
附图说明
图1为本发明一优选实施例的无线信号收发装置系统方块图。
图2为本发明上述优选实施例无线信号收发装置的唤醒模块方块图。
图3为一示意图，揭示唤醒滤波器累积讯发信号的电能并输出唤醒信号。
图4为一示意图，揭示唤醒滤波器累积控制信号的电能并输出高电位。
图5为本发明上述优选实施例无线信号收发装置的节能控制方法流程图。
【符号说明】
[本发明]
100 无线信号收发装置
10 RF收发器
20 微控制器
30 唤醒模块
32 噪声滤波器 34 带通滤波器 36 信号放大器
38 唤醒滤波器
200 天线
300 动作单元
Vth 预定电压
Hi 高电位
Lo 低电位
具体实施方式
为能更清楚地说明本发明，现举一优选实施例并配合图式详细说明如后。请参图1与图2所示，为本发明一优选实施例的无线信号收发装置100，无线信号收发装置100应用于一远程控制的家庭器具，且无线信号收发装置100电性连接一天线200、一动作单元300与一电源(图未示)，天线200接收RF无线信号，动作单元300依据控制信号进行对应的动作，依不同的家庭器具，动作单元300可为致冷器、电热器、燃烧器等。于本实施例中RF无线信号的一工作频段的中心频率为433MHz与315MHz的其中一者。无线信号收发装置100包括一RF收发器10、一微控制器20与一唤醒模块30，其中：
RF收发器10于本实施例中为射频集成电路(RFIC)，电性连接天线200且可操作于一第一操作模式与一第一睡眠模式的其中一者，于第一操作模式时，RF收发器10用以在RF无线信号与电信号之间进行信号转换，即通过天线200接收RF无线信号并转换为电信号或将电信号转换为RF无线信号后通过天线200发送，且RF收发器10于第一操作模式所消耗的功率为一第一消耗功率；于第一睡眠模式时，RF收发器10停止进行RF无线信号与电信号之间的信号转换，且RF收发器10所消耗的功率小于第一消耗功率。本实施列中，RF收发器10内建有睡眠控制电路(图未示)，在一段时间未动作则自动进入第一睡眠模式；在第一睡眠模式时，若受外部触发则转换为第一操作模式。
微控制器20电性连接RF收发器10及动作单元300，用以接收来自RF收发器10的电信号，以控制动作单元300动作，或依据动作单元300的状态传送对应的电信号至RF收发器10以转换为RF无线信号发送。此外，微控制器20依据其唤醒接脚所接收的一唤醒信号控制RF收发器10由第一睡眠模式转换为第一操作模式。本实施例中，微控制器20可操作于一第二操作模式与一第二睡眠模式的其中一者，于第二操作模式时，微控制器20进行前述的动作，且微控制器20于第二操作模式所消耗的功率为一第二消耗功率，第二消耗功率小于第一消耗功率。于第二睡眠模式时，微控制器20供接收唤醒信号，且不进行第二操作模式的动作，而于接收唤醒信号后，微控制器20转换为第二操作模式。微控制器20内建有睡眠控制电路(图未示)，在一段时间未动作则自动进入第二睡眠模式。本实施例中，微控制器20是采用反相脉波唤醒，亦即，脉波为高电位时微控制器20仍处于第二睡眠模式，脉波转为低电位且持续一段时间后微控制器20转为第二操作模式。如此一来，当外界噪声造成唤醒接脚收到正相脉波时，微控制器20不会误认为唤醒信号。
唤醒模块30电性连接天线200，用以通过天线200接收载有一触发信号的RF无线信号并转换为唤醒信号，唤醒模块30所消耗的功率为一第三消耗功率，第三消耗功率小于第一、第二消耗功率，优选者为第二消耗功率的0.1倍以下。本实施例中，唤醒模块30包含依序电性连接的一噪声滤波器32、一带通滤波器34、一信号放大器36与一唤醒滤波器38，其中，噪声滤波器32电性连接天线200，用以滤除由天线200传来的电信号中的高频噪声后输出，由于无线电波中含有多种频段的信号，例如无线网络常用的2.4G/5G频段，容易成为噪声而干扰RF无线信号，因此，藉由噪声滤波器32滤除高频噪声。带通滤波器34用以滤除噪声滤波器32传来的工作频段之外的电信号后输出，以保留工作频段的电信号。此时的电信号的振幅约为10mV以下，再利用信号放大器36放大电信号使振幅为30mV以上后输出。唤醒滤波器38具有一积分器(图未示)以累积信号放大器36输出的电信号的电能，且在累积电能的时间达到一预定时间，使累积的电压达到一预定电压后，输出唤醒信号。本实施例中，唤醒信号包括一脉波，脉波依时序的电位变化依序为高电位、低电位与高电位，即反相脉波。
举例而言，请配合图3，当输入至唤醒滤波器38的电信号具有预定时间为1ms的触发信号时，唤醒滤波器38持续累积电能，当累积电能的时间达到预定时间(1ms)，且累积的电压达到预定电压Vth时，唤醒滤波器38输出唤醒信号，使微控制器20转换为第二操作模式。本实施例中，唤醒信号的脉波中的低电位Lo持续的时间同为预定时间(1ms)，但不以此为限，亦可依需求调整。请配合图4，当输入至唤醒滤波器38的电信号具有控制信号(即非触发信号)由于控制信号持续的时间(以20μs为例)远小于预定时间(1ms)，因此，唤醒滤波器38只累积了20μs的电能，累积的电压未达到预定电压Vth，因此，唤醒滤波器38输出高电位Hi，使微控制器20仍处于第二睡眠模式。
在后现就本实施例的无线信号收发装置100的节能控制方法说明，其包含图5所示的下列步骤。
步骤S01，令RF收发器10操作于第一睡眠模式及微控制器20操作于第二睡眠模式。本实施例中是预先设定以RF收发器10及微控制器20各自的睡眠控制电路使RF收发器10及微控制器20各自进入第一、第二睡眠模式。
步骤S02，唤醒模块30等待接收由外部的一电子装置传来的RF无线信号。若未收到RF无线信号，则无线信号收发装置100处于节能的状态。
步骤S03，唤醒模块30于接收RF无线信号后，判断RF无线信号是否载有触发信号：
若否，则返回步骤S02继续等待接收RF无线信号；
若是，则依据触发信号输出唤醒信号至微控制器20，使微控制器20控制RF收发器10由第一睡眠模式转换为第一操作模式。
本实施例中，步骤S03中是以RF无线信号转换为电信号后所累积的电能，来作为有无触发信号的判断基准。前述图3所表示，唤醒滤波器38累积电信号的电能，且在累积电能的时间达到预定时间，使累积的电压达到预定电压Vth后输出唤醒信号，因此，电子装置发送的RF无线信号中所载的触发信号所持续的时间必须不小于预定时间，才足够使唤醒模块30累积电能的时间达到预定时间，以判断为载有触发信号并输出唤醒信号。若为非触发信号(图4参照)，则唤醒模块30仍输出高电位Hi，亦即忽略所收到的RF无线信号。
微控制器20收到唤醒信号后，微控制器20转换为第二操作模式，并控制RF收发器10由第一睡眠模式转换为第一操作模式，并且供接收来自RF收发器10的电信号或传送电信号至RF收发器10。
至此家庭器具即可通过无线信号收发装置100收发控制信号进行正常的动作。
而后还可包括步骤S04，其中，微控制器20通过睡眠控制电路自我判断持续一第一空闲时间未接收来自RF收发器10的电信号或未传送电信号至RF收发器10时，微控制器20转换为第二睡眠模式。RF收发器10通过睡眠控制电路自我判断持续一第二空闲时间未接收RF无线信号时，RF收发器10转换为第一睡眠模式，其中第二空闲时间大于第一空闲时间。藉此，使无线信号收发装置100又再度处于节能的状态。
实际上，也可设计步骤S04中微控制器进入第二睡眠模式后且RF收发器未进入第一睡眠模式前，微控制器收到来自RF收发器的电信号后，则又转换为第二操作模式。
实际上，无线信号收发装置100及节能控制方法在节能时也可不让微控制器20进入第二睡眠模式，只让RF收发器10进入第一睡眠模式
据上所述，本发明的无线信号收发装置100，藉由消耗功率较少的唤醒模块30产生唤醒信号，以唤醒消耗功率较大的RF收发器10，可以避免RF收发器10持续消耗电力，达到节能的效果。特别是所使用的电源为电池时，更能延长电池的使用时间。
以上所述仅为本发明优选可行实施例而已，但凡应用本发明说明书及权利要求保护范围所为的等效变化，理应包含在本发明的专利范围内。

Claims (7)

1.一种无线信号收发装置，用以连接一天线，包含：
一RF收发器，电性连接天线且可操作于一第一操作模式与一第一睡眠模式的其中一者，其中，于该第一操作模式时，该RF收发器用以在RF无线信号与电信号之间进行信号转换，于该第一睡眠模式时，该RF收发器停止进行RF无线信号与电信号之间的信号转换；
一微控制器，电性连接该RF收发器，用以接收来自该RF收发器的电信号或传送电信号至该RF收发器，以及依据所接收的一唤醒信号控制该RF收发器由该第一睡眠模式转换为该第一操作模式；
一唤醒模块，电性连接天线，用以通过天线接收载有一触发信号的RF无线信号并转换为该唤醒信号，其中该唤醒模块所消耗的功率小于该RF收发器与该微控制器任一者所消耗的功率；
其中该触发信号持续一预定时间；其中该唤醒模块持续累积天线输出的电信号中的电能，且在累积电能的时间达到该预定时间后，输出该唤醒信号；
该唤醒信号包括一脉波，该脉波依时序的电位变化依序为高电位、低电位与高电位，该微控制器于低电位时，控制该RF收发器由该第一睡眠模式转换为该第一操作模式。
2.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其中，RF无线信号的一工作频段的中心频率为433MHz与315MHz的其中一者；其中该唤醒模块包含依序电性连接的一噪声滤波器、一带通滤波器、一信号放大器与一唤醒滤波器，其中，该噪声滤波器电性连接天线，用以滤除由天线传来的电信号中的高频噪声后输出；该带通滤波器用以滤除该噪声滤波器传来的该工作频段之外的电信号后输出；该信号放大器用以放大来自该带通滤波器的电信号后输出；该唤醒滤波器用以累积该信号放大器输出的电信号的电能，且在累积电能的时间达到该预定时间后，输出该唤醒信号。
3.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其中该微控制器可操作于一第二操作模式与一第二睡眠模式的其中一者，于该第二睡眠模式时，该微控制器供接收该唤醒信号，且于接收该唤醒信号后，该微控制器转换为该第二操作模式，并控制该RF收发器由该第一睡眠模式转换为该第一操作模式及供接收来自该RF收发器的电信号或传送电信号至该RF收发器。
4.一种无线信号收发装置的节能控制方法，其中该无线信号收发装置包括一RF收发器，其可操作于一第一操作模式与一第一睡眠模式的其中一者，其中，于该第一操作模式时，该RF收发器用以在RF无线信号与电信号之间进行信号转换，于该第一睡眠模式时，该RF收发器停止进行RF无线信号与电信号之间的信号转换；一微控制器，电性连接该RF收发器，用以接收来自该RF收发器的电信号或传送电信号至该RF收发器，以及依据所接收的一唤醒信号控制该RF收发器由该第一睡眠模式转换为该第一操作模式；该节能控制方法包含下列步骤：
A、令该RF收发器操作于该第一睡眠模式；
B、等待接收一RF无线信号；
C、于接收该RF无线信号后，判断该RF无线信号是否载有一触发信号：
若否，返回至步骤B；
若是，则依据该触发信号输出一唤醒信号至该微控制器，使该微控制器控制该RF收发器由该第一睡眠模式转换为该第一操作模式；
其中该触发信号持续一预定时间；其中步骤C是将该RF信号转换为电信号，并持续累积电信号中的电能且在累积电能的时间达到该预定时间后，判断为载有该触发信号且输出该唤醒信号；
该唤醒信号包括一脉波，该脉波依时序的电位变化依序为高电位、低电位与高电位，该微控制器于低电位时控制该RF收发器由该第一睡眠模式转换为该第一操作模式。
5.如权利要求4所述的无线信号收发装置的节能控制方法，其中该微控制器可操作于一第二操作模式与一第二睡眠模式的其中一者，于该第二睡眠模式时，该微控制器供接收该唤醒信号，且于接收该唤醒信号后，该微控制器转换为该第二操作模式，并控制该RF收发器由该第一睡眠模式转换为该第一操作模式及供接收来自该RF收发器的电信号或传送电信号至该RF收发器；其中，于步骤A中，包含令该微控制器操作于该第二睡眠模式；步骤C中输出该唤醒信号使该微控制器操作于第二操作模式。
6.如权利要求5所述的无线信号收发装置的节能控制方法，其中步骤C之后包含，于该微控制器持续一第一空闲时间未接收来自该RF收发器的电信号或未传送电信号至该RF收发器时，该微控制器转换为该第二睡眠模式。
7.如权利要求6所述的无线信号收发装置的节能控制方法，其中步骤C之后包含，于该RF收发器持续一第二空闲时间未接收该RF无线信号时，该RF收发器转换为该第一睡眠模式，其中第二空闲时间大于第一空闲时间。
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