CN111656143B - 传感器装置及在传感器装置的功能状态之间转换的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种传感器装置，该传感器装置包括：接近传感器(10)；处理器(11)；无线通信模块(13)；以及存储器(14)。当传感器装置处于第一功能状态(20，20a，20b)并且接近传感器检测到该接近传感器的接近度的预定变化时，传感器装置被配置成：从无线通信未被激活的第一功能状态转换到无线通信模块被启用的第二功能状态(21)。接近传感器的接近度的预定变化是运输保护件的移除，所述运输保护件的移除包括接近传感器上方的金属带的移除，由此接近传感器能够基于感应感测来检测金属带的移除。

Description

传感器装置及在传感器装置的功能状态之间转换的方法

技术领域

本发明涉及传感器装置、用于基于接近度变化使传感器装置在功能状态之间转换的方法、计算机程序和计算机程序产品。

背景技术

传感器装置是包含一个或更多个传感器、处理器、存储器、电力和无线通信功能的自包含装置。这些传感器装置近来已经大幅度地减小了尺寸，并且在各种不同的使用中越来越受欢迎。例如，传感器装置可以使用所包括的接近传感器来检测诸如门或窗的屏障是打开的还是关闭的。

一旦传感器装置被制造，其就处于运输状态，在该运输状态下，所有或几乎所有部件都被关闭。以这种方式，传感器装置可以保持在运输状态并且保持电力，直到传感器装置被安装为止。在安装时，传感器装置需要从其运输状态转换并且为传感器装置的部件加电以允许配置和正常操作。

实现此转换的一种已知的解决方案是具有可以例如使用回形针通过壳体中的孔接触的重置按钮。然而，优选地，不需要如下物理的用户输入装置，所述物理的用户输入装置需要在壳体中打孔以及/或者操作不方便。

US 2017/0110911 A1公开了一种用于检测配对的线圈的方法。US2017/0160111A1公开了用于监测建筑结构的方法和系统。

发明内容

目的是提供一种改变传感器装置的功能状态的方式，所述方式导致传感器装置更加耐用和可靠。

根据第一方面，提供了一种传感器装置，所述传感器装置包括：接近传感器；处理器；无线通信模块；以及存储器。当传感器装置处于第一功能状态并且接近传感器检测到所述接近传感器的接近度的预定变化时，传感器装置被配置成：从无线通信未被激活的第一功能状态转换到无线通信模块被启用的第二功能状态。所述接近传感器的接近度的预定变化是运输保护件的移除，所述运输保护件的移除包括接近传感器上方的金属带的移除，由此接近传感器能够基于感应感测来检测金属带的移除。

运输保护件的移除可以包括从封装中移除传感器装置。

存储器可以存储在由处理器执行时使传感器装置进行以下操作的指令：当处于第二功能状态时，经由无线通信模块接收配置命令。

传感器装置可以包括完全包围所述传感器装置的壳体。

第一功能状态可以是运输状态，并且第二功能状态可以是配置状态。

根据第二方面，提供了一种用于在传感器装置的功能状态之间转换的方法，所述方法在包括接近传感器和无线通信模块的传感器装置中被执行。所述方法包括以下步骤：检测接近传感器的接近度的预定变化，其中，所述接近传感器的接近度的预定变化是运输保护件的移除，所述运输保护件的移除包括接近传感器上方的金属带的移除，由此接近传感器基于感应感测来检测金属带的移除；以及基于检测到接近传感器的接近度的预定变化，来执行从无线通信未被激活的第一功能状态到无线通信模块被启用的第二功能状态的转换。

运输保护件的移除可以包括从封装中移除传感器装置。

所述方法还可以包括以下步骤：当处于第二功能状态时，经由无线通信模块接收配置命令。

根据第三方面，提供了一种用于在传感器装置的功能状态之间转换的计算机程序。所述计算机程序包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在包括接近传感器和无线通信模块的传感器装置上运行时使传感器装置：检测接近传感器的接近度的预定变化，其中，接近传感器的接近度的预定变化是运输保护件的移除，所述运输保护件的移除包括接近传感器上方的金属带的移除，由此接近传感器基于感应感测来检测金属带的移除；以及基于检测到接近传感器的接近度的预定变化，来执行从无线通信未被激活的第一功能状态到无线通信模块被启用的第二功能状态的转换。

根据第四方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括根据第三方面所述的计算机程序和其上存储有所述计算机程序的计算机可读装置。

通常，除非本文中另有明确地定义，否则权利要求中使用的所有术语应该根据它们在技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确地说明，否则对“一个(a)/一个(an)/该元件、设备、部件、装置、步骤等”的所有提及应该被开放地解释为指代元件、设备、部件、装置、步骤等中的至少一个实例。除非明确地说明，否则不必以公开的确切顺序来执行本文中公开的任何方法的步骤。

附图说明

现在参照附图通过示例的方式来描述本发明，在附图中：

图1是示出可以应用本文中提出的实施方式的环境的示意图；

图2是示出图1的传感器装置的示意图，其中示出了传感器装置的壳体；

图3是示出根据一种实施方式的图1和图2的传感器装置的部件的示意图；

图4A至图4B是示出图1至图3的传感器装置的功能状态的状态图；

图5是示出用于在传感器装置的功能状态之间转换的方法的实施方式的流程图；以及

图6示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品的一个示例。

具体实施方式

现在将在下文中参照附图更全面地描述本发明，在附图中，示出了本发明的某些实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文中阐述的实施方式；而是，这些实施方式通过示例的方式被提供，使得本公开内容将是全面且完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明的范围。在整个描述中，相同的附图标记指代相同的要素。

本文中提出的实施方式基于如下认知：可以使用传感器装置的接近传感器来实现关于传感器装置的状态转换。通过提供接近传感器的接近度的预定变化，例如用于假定配置状态，提供了用于控制状态转换的方便、省电且用户友好的方式。接近传感器被设置在传感器装置的壳体的外壳内部，由此可以设置全包围的壳体，同时仍然允许传感器装置的外部控制件控制其功能状态。

图1是示出可以应用本文中提出的实施方式的环境的示意图。

可以例如是窗、门、橱柜正面、抽屉、大门等的屏障4可以被操纵为处于打开状态或关闭状态。可选地，使用锁5选择性地控制打开屏障4的能力。设置相对结构6以允许屏障5被保持在关闭状态。在相对结构6中或附接至相对结构6，设置了一个或更多个传感器装置1。该传感器装置1或每个传感器装置1包括一个或更多个环境传感器，例如以检测屏障4的存在，以从而确定屏障4是打开的还是关闭的。

图2是示出图1的传感器装置的示意图，其中传感器装置的壳体被看见。

传感器装置1可以被制造得非常小，约为10mm x 10mm x 3mm。其他尺寸也是可能的。传感器装置1包含在其壳体15内部的所有部件(参见图3和以下文字)。在本文中提出的实施方式中，传感器装置的接近传感器的接近环境的预定变化被用来控制传感器装置的功能状态。以这种方式，壳体可以被设置成使得该壳体完全包围传感器装置1。因此，外壳中不存在例如如现有技术中设置的用于诸如按钮等的部件的孔眼。因为壳体既防止物理性损害又防止诸如水等的环境问题，因此完全包围的壳体15提供优异的耐用性和可靠性。

图3是示出根据一种实施方式的图1和图2的传感器装置的部件的示意图。使用能够执行存储在存储器14中的软件指令18的适当的中央处理单元(CPU)、多处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)中的一个或更多个的任何组合来设置处理器11，因此存储器14可以是计算机程序产品。可替选地，可以使用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等来实现处理器11。处理器11可以被配置成执行以下参照图5描述的方法。

存储器14可以是随机存取存储器(RAM)和/或只读存储器(ROM)的任何组合。存储器14还包括如下持久性存储装置，所述持久性存储装置例如可以是固态存储器、磁性存储器和光学存储器中的任何单独的一个或固态存储器、磁性存储器和光学存储器的组合。

还设置了用于在处理器11中执行软件指令期间读取和/或存储数据的数据存储器16。数据存储器16可以是RAM和/或ROM的任何组合。

传感器装置1还包括用于与其他外部实体进行无线电通信的无线通信模块13。无线通信模块13可以支持任何适当的无线协议，例如，蓝牙或蓝牙低功耗(BLE)、ZigBee、IEEE802.11x标准(也被称为WiFi)中的任何标准等。

可以使用一个或更多个接近传感器10来获得关于传感器装置1的环境的信息。例如，环境传感器10可以是可以检测在传感器装置1附近的物体的存在的接近传感器。可选地，接近传感器10基于感应感测，由此检测金属的存在。例如，这允许接近传感器检测金属带的移除。金属带可以形成用于传感器装置的运输保护件的一部分。可替选地或另外地，接近传感器基于磁场检测。

仅当检测到接近传感器的接近度的特定的预定变化时，接近传感器10才例如通过向处理器11发送唤醒信号来向传感器装置的其余部分提供唤醒信号。然后，处理器11可以根据对关于电力使用的性能的需求将传感器装置的其他部件设置为适当的状态。这可以使传感器装置1改变其功能状态，例如，这可以使传感器装置1改变为配置状态或操作状态(参见图4A至图4B)。

传感器装置1还包括也被壳体包围的电池19。电池19为传感器装置1的所有电气部件和电子部件供电。由于传感器装置1的低功耗，电池19可以在数年左右的很长时间内为传感器装置1供电。因此，电池可以是既不可更换又不可充电的一次性电池。由于电池的类型是从生产中已知的，因此可以以可靠的方式执行电池状态确定(例如，电荷水平)。

省略了传感器装置1的其他部件，以免模糊本文中提出的概念。

图4A至图4B是示出图1至图3的传感器装置1的功能状态的状态图。首先，将描述图4A中所示的实施方式，在图4A中，存在三种功能状态20、21、22。在由传感器装置提供的功能的类型方面，每种功能状态与其他功能状态不同。只要至少存在运输状态和另一状态，就可以存在更多或更少的功能状态。

在运输状态20下，传感器装置处于活动减少的状态，以防止任何无线电传输并且节省电力。需要响应的唯一部件是接近传感器，并且可选地，处理器的部分或全部被周期性地激活，以便轮询以检测接近传感器的接近度的预定变化。轮询间隔可以非常长、几秒钟或甚至几分钟，以使在处于运输状态时的功耗最小化。如果在两个轮询实例之间检测到变化就足够了。

可选地，在运输状态20下，传感器装置能够检测粗心和粗暴的处理。

在配置状态21下，传感器装置可以例如使用BLE与另一装置进行配对。系统接口能够可用于传感器装置的配置以及信息收集以进行故障排除，例如检查与网关的通信链路等。在配置状态21下，可以例如通过BLE使用无线通信来配置传感器装置。例如，可以使用智能手机、平板计算机、膝上型计算机或台式计算机来通过无线接口将配置命令发送至传感器装置。

在操作状态22下，传感器装置处于正常操作状态，并且根据其编程和配置的功能来与其环境进行通信并且感测其环境。

当处于运输状态20时，当传感器装置检测到该传感器装置的接近度的预定变化时，传感器装置可以转换25至配置状态21。此外，还可以使传感器装置通过检测该传感器装置的接近度的预定变化而从运输状态20转换30至操作状态22。

当处于配置状态21时，传感器装置可以例如在执行简短的配置和/或存储时间戳之后——在其后应该假定运输状态——通过从外部装置接收适当的命令来转换26到运输状态20。由于无线接口可用于配置状态21，因此可以使用无线接口来发送命令。可选地，如果在超时时段内没有发生配置，则会发生到运输状态20的转换26。这允许例如制造商将传感器装置安装在屏障结构(例如，窗和窗框或者门和门框)中而不配置传感器装置，此后传感器装置返回到低电力运输状态20。一旦屏障结构被安装，就可以例如通过重复地打开和关闭屏障来触发到配置状态21的转换25。在那时，一旦屏障结构被安装，就可以配置传感器装置。类似地，可以将命令传输至传感器装置，从而使传感器装置从配置状态21转换27至操作状态。

当处于操作状态22时，传感器装置可以通过接收来自外部装置的适当的命令而转换29到运输状态20。由于无线接口可用于操作状态22，因此可以使用无线接口来发送命令。类似地，可以将命令传输至传感器装置，从而使传感器装置从操作状态22转换28到配置状态21。

应当注意，只要实现了从运输状态到配置状态21的转换25以及从配置状态21到操作状态22的转换27，就不需要实现在此提到的所有转换。

现在参照图4B，图4B与图4A类似，因此将仅描述与图4A相比较而言新的特征或修改的特征。

在此，存在第一运输状态20a和第二运输状态20b。从运输状态20a、20b到配置状态21的转换分别被分成第一转换25a和第二转换25b。从配置状态21到运输状态20a、20b的转换分别被分成第一转换26a和第二转换26b。

从运输状态20a、20b到操作状态22的转换分别被分成第一转换30a和第二转换30b。从操作状态22到运输状态20a、20b的转换分别被分成第一转换29a和第二转换29b。

此外，存在从第一运输状态20a到第二运输状态20b的转换31以及从第二运输状态20b到第一运输状态20a的转换32。

从第一运输状态20a到第二运输状态20b的转换31的机制可以不同于从第二运输状态20b到配置状态21的转换25b。例如，从第一运输状态20a到第二运输状态20b的转换31可以由于非磁性的(可选地仍然是金属的)运输保护件的移除而发生，从第二运输状态20b到配置状态21的转换24b可以由于磁性的运输保护件的移除而发生(反之亦然)。在另一实施方式中，一个转换涉及纸板封装的移除，另一个转换涉及金属带的移除。

例如，第一运输状态20a可以对应于处于未安装状态的传感器装置的运输状态，而第二运输状态20b可以对应于当包括传感器装置的屏障结构被运输时。以这种方式，可以将不同状态之间的转换记录在存储器中，以用于物流移动的高级统计分析。

可选地，当假定第二运输状态20b时，传感器装置可以在特定时段内通过无线接口来接收数据，从而允许例如制造商将诸如安装日期等的数据存储在传感器装置中。

图5是示出用于在传感器装置例如上述图1至图3的传感器装置的功能状态之间转换的方法的实施方式的流程图。传感器装置包括至少一个环境传感器(诸如接近传感器)和无线通信模块。

在检测接近度变化步骤40中，传感器装置检测接近传感器的接近度的预定变化。接近传感器的接近度的预定变化是运输保护件更具体地是在接近传感器上方的金属带的移除，可选地，接近传感器的接近度的预定变化是从封装中移除传感器装置。由接近传感器基于感应感测来检测金属带的移除。在一种实施方式中，运输保护件是包含传感器装置的外壳(例如，箱)，其中箱可以是防止箱外部的环境的任何变化影响接近传感器的材料(例如，金属)。在一种实施方式中，接近传感器可以检测例如10mm的特定范围内的材料。在这种情况下，运输保护件可以是例如纸板箱，该纸板箱确保接近传感器位于箱内，该纸板箱确保接近传感器与箱的外部至少相距与特定范围相对应的距离(可选地包括安全裕度)。

在执行状态转换步骤42中，传感器装置基于检测到接近传感器的接近度的预定变化来执行从第一功能状态到第二功能状态的转换。如上面所说明的，在第一功能转态下，无线通信未被激活。在第二功能状态下，无线通信模块被启用。第一功能状态可以是运输状态，并且第二功能状态可以是配置状态或操作状态。转换可以涉及：发送唤醒信号，以将传感器装置的一个或更多个部件从睡眠状态唤醒。

在可选的接收配置命令步骤44中，传感器装置经由无线通信模块来接收配置命令。仅当传感器装置处于第二功能状态时才执行此步骤。

图6示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品90的一个示例。在此计算机可读装置上，可以存储计算机程序91，该计算机程序可以使处理器执行根据本文中描述的实施方式的方法。在此示例中，计算机程序产品是光盘，例如CD(致密光盘)或DVD(数字多功能光盘)或蓝光光盘。如以上所说明的，计算机程序产品也可以以装置的诸如图3的计算机程序产品14的存储器来实施。尽管在此将计算机程序91示意性地示出为所描绘的光盘上的轨道，但是可以以适合于诸如可移除固态存储器的计算机程序产品例如通用串行总线(USB)驱动的任何方式来存储计算机程序。

现在在此以下是用罗马数字列举的从另一个角度的实施方式的列表。

i.一种传感器装置，包括：

接近传感器；

处理器；

无线通信模块；以及

存储器；

其中，当所述传感器装置处于第一功能状态并且所述接近传感器检测到所述接近传感器的接近度的预定变化时，所述传感器装置被配置成：从无线通信未被激活的第一功能状态转换到无线通信模块被启用的第二功能状态。

ii.根据实施方式i所述的传感器装置，其中，所述接近传感器的接近度的预定变化是运输保护件的移除。

iii.根据实施方式ii所述的传感器装置，其中，所述运输保护件的移除包括所述接近传感器上方的金属带的移除。

iv.根据实施方式ii或iii所述的传感器装置，其中，所述运输保护件的移除包括从封装中移除所述传感器装置。

v.根据前述实施方式中任一项所述的传感器装置，其中，所述存储器存储在由所述处理器执行时使所述传感器装置进行以下操作的指令：当处于所述第二功能状态时，经由所述无线通信模块接收配置命令。

vi.根据前述实施方式中任一项所述的传感器装置，其中，所述传感器装置包括完全包围所述传感器装置的壳体。

vii.根据前述实施方式中任一项所述的传感器装置，其中，所述第一功能状态是运输状态，并且所述第二功能状态是配置状态。

viii.一种用于在传感器装置的功能状态之间转换的方法，所述方法在包括接近传感器和无线通信模块的传感器装置中被执行，所述方法包括以下步骤：

检测所述接近传感器的接近度的预定变化；以及

基于检测到所述接近传感器的接近度的预定变化，来执行从无线通信未被激活的第一功能状态到无线通信模块被启用的第二功能状态的转换。

ix.根据实施方式viii所述的方法，其中，所述接近传感器的接近度的预定变化是运输保护件的移除。

x.根据实施方式ix所述的方法，其中，所述运输保护件的移除包括所述接近传感器上方的金属带的移除。

xi.根据实施方式ix或x所述的方法，其中，所述运输保护件的移除包括从封装中移除所述传感器装置。

xii.根据实施方式viii至xi中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

当处于所述第二功能状态时，经由所述无线通信模块接收配置命令。

xiii.一种用于在传感器装置的功能状态之间转换的计算机程序，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在包括接近传感器和无线通信模块的传感器装置上运行时使所述传感器装置：

检测所述接近传感器的接近度的预定变化；以及

基于检测到所述接近传感器的接近度的预定变化，来执行从无线通信未被激活的第一功能状态到无线通信模块被启用的第二功能状态的转换。

xiv.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括根据实施方式xiii所述的计算机程序和其上存储有所述计算机程序的计算机可读装置。

以上主要参考一些实施方式描述了本发明。然而，如本领域技术人员容易理解的，在如由所附专利权利要求所限定的本发明的范围内，除了以上公开的实施方式以外的其他实施方式同样是可能的。

Claims (9)

1.一种传感器装置(1)，包括：

接近传感器(10)；

处理器(11)；

无线通信模块(13)；以及

存储器(14)；

其中，当所述传感器装置处于第一功能状态(20，20a，20b)并且所述接近传感器(10)检测到所述接近传感器的接近度的预定变化时，所述传感器装置(1)被配置成：从无线通信未被激活的第一功能状态(20，20a，20b)转换到无线通信模块被启用的第二功能状态(21)；

其中，所述接近传感器的接近度的预定变化是运输保护件的移除，所述运输保护件的移除包括所述接近传感器上方的金属带的移除，由此所述接近传感器(10)能够基于感应感测来检测所述金属带的移除。

2.根据权利要求1所述的传感器装置(1)，其中，所述运输保护件的移除包括从封装中移除所述传感器装置。

3.根据前述权利要求中任一项所述的传感器装置(1)，其中，所述存储器(14)存储在由所述处理器执行时使所述传感器装置(1)进行以下操作的指令(18)：当处于所述第二功能状态时，经由所述无线通信模块(13)接收配置命令。

4.根据权利要求1所述的传感器装置(1)，其中，所述传感器装置包括完全包围所述传感器装置(1)的壳体(15)。

5.根据权利要求1所述的传感器装置(1)，其中，所述第一功能状态(20)是运输状态，并且所述第二功能状态(21)是配置状态。

6.一种用于在传感器装置(1)的功能状态之间转换的方法，所述方法在包括接近传感器(10)和无线通信模块(13)的传感器装置(1)中被执行，所述方法包括以下步骤：

检测所述接近传感器(10)的接近度的预定变化，其中，所述接近传感器的接近度的预定变化是运输保护件的移除，所述运输保护件的移除包括所述接近传感器上方的金属带的移除，由此所述接近传感器(10)基于感应感测来检测所述金属带的移除；以及

基于检测到所述接近传感器(10)的接近度的预定变化，来执行从无线通信未被激活的第一功能状态(20)到无线通信模块被启用的第二功能状态(21)的转换。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述运输保护件的移除包括从封装中移除所述传感器装置。

8.根据权利要求6至7中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

当处于所述第二功能状态时，经由所述无线通信模块(13)接收配置命令。

9.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机程序(18，91)，所述计算机程序(18，91)用于在传感器装置(1)的功能状态之间转换，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在包括接近传感器(10)和无线通信模块(13)的传感器装置(1)上运行时使所述传感器装置(1)：

检测所述接近传感器(10)的接近度的预定变化，其中，所述接近传感器的接近度的预定变化是运输保护件的移除，所述运输保护件的移除包括所述接近传感器上方的金属带的移除，由此所述接近传感器(10)基于感应感测来检测所述金属带的移除；以及

基于检测到所述接近传感器(10)的接近度的预定变化，来执行从无线通信未被激活的第一功能状态(20)到无线通信模块被启用的第二功能状态(21)的转换。

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