CN113841446A - 具有用于唤醒主无线电的辅无线电的控制装置 - Google Patents
具有用于唤醒主无线电的辅无线电的控制装置 Download PDFInfo
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Abstract
一种控制装置可包括:主无线电电路,所述主无线电电路用于经由天线接收射频信号;以及辅无线电电路,所述辅无线电电路用于在当前正由外部装置发射射频信号时唤醒所述主无线电电路。所述控制装置可包括控制电路,所述控制电路可联接到所述主无线电电路并且可控制所述主无线电电路进入休眠模式。所述辅无线电电路可产生指示当前正由所述外部装置发射射频信号的第一控制信号。所述控制电路可响应于所述辅无线电电路产生指示当前正由所述外部装置发射射频信号的所述第一控制信号而将所述主无线电电路从休眠模式唤醒。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年4月25日提交的美国临时专利申请No.62/838,362的权益,该临时专利申请的全部公开内容特此以引用方式并入。
背景技术
用户环境(诸如住宅或办公楼)例如可使用各种类型的负载控制系统来配置。照明控制系统可用于控制用户环境中的照明负载。电动窗帘控制系统可用于控制提供给用户环境的自然光。加热、通风和冷却(HVAC)系统可用于控制用户环境中的温度。每个负载控制系统可包括各种控制装置,包括控制源装置和控制目标装置。控制目标装置可从一个或多个控制源装置接收用于控制电气负载的消息(例如,数字消息),所述消息可包括负载控制指令。控制目标装置可以能够直接控制电气负载。控制源装置可以能够经由控制目标装置间接地控制电气负载。控制目标装置的示例可包括照明控制装置(例如,调光开关、电子开关、镇流器或发光二极管(LED)驱动器)、电动窗帘、温度控制装置(例如,恒温器)、插入式负载控制装置等。控制源装置的示例可包括遥控装置、占用传感器、日光传感器、温度传感器等。
发明内容
如本文所述,控制装置(例如,电池供电的控制装置,诸如电池供电的电动窗帘)可在休眠模式下操作以节省电力并且可周期性地醒来以确定控制装置是否正在从外部装置(例如,诸如遥控装置和/或系统控制器)接收射频信号。所述控制装置可包括:主无线电电路,所述主无线电电路用于经由天线接收射频信号;以及辅无线电电路,所述辅无线电电路用于在当前正由外部装置发射射频信号时唤醒主无线电电路。所述控制装置可包括控制电路,所述控制电路可联接到主无线电电路并且可控制主无线电电路进入休眠模式。辅无线电电路可产生指示当前正由外部装置发射射频信号的第一控制信号。所述控制电路可响应于辅无线电电路产生指示当前正由外部装置发射射频信号的第一控制信号而将主无线电电路从休眠模式唤醒。例如,辅无线电电路可以比主无线电电路消耗更少的功率,使得控制装置在辅无线电电路用于唤醒主无线电电路时比在控制装置仅包括主无线电电路时消耗更少的功率。
附图说明
图1是示例负载控制系统的图。
图2是具有用于唤醒主无线电电路的辅无线电电路的示例控制装置的框图。
图3示出图2的控制装置的示例波形。
图4是一个示例控制过程的流程图,所述示例控制过程可由控制装置的辅微处理器执行以周期性地唤醒辅无线电电路来确定目前是否正在发射射频信号。
图5是一个示例控制过程的流程图,所述示例控制过程可由控制装置的主微处理器执行以唤醒主无线电电路且接收射频信号。
具体实施方式
图1是用于控制从电源(未示出)(诸如交流(AC)电源或直流(DC)电源)输送到一个或多个电气负载的电力量的示例负载控制系统100的图。负载控制系统100可安装在建筑物的房间102中。负载控制系统100可包括多个控制装置,所述控制装置被配置为通过经由无线信号(例如,射频(RF)信号108)发射和接收消息(例如,数字消息)来彼此通信。替代地或另外地,负载控制系统100可包括联接到所述控制装置中的一者或多者以允许控制装置之间的通信的有线数字通信链路。负载控制系统100的控制装置可包括许多控制源装置(例如,可操作以响应于用户输入、占用/空置条件、测量光强度的变化等而发送数字消息的输入装置)和许多控制目标装置(例如,可操作以接收数字消息并且响应于接收到的数字消息而控制相应的电气负载的负载控制装置)。负载控制系统100的单个控制装置既可以作为控制源装置操作,也可以作为控制目标装置操作。
控制源装置可被配置为直接向控制目标装置发射数字消息。另外,负载控制系统100可包括系统控制器110(例如,中央处理器或负载控制器),所述系统控制器被配置为向和从控制装置(例如,控制源装置和/或控制目标装置)传送数字消息。例如,系统控制器110可被配置为从控制源装置接收数字消息并且响应于从控制源装置接收到的数字消息而向控制目标装置发射数字消息。
负载控制系统100可包括一个或多个负载控制装置,诸如用于控制照明负载122的调光开关120(例如,控制目标装置)。调光开关120可被配置为控制从AC电源输送到照明负载的电力量以调整照明负载的强度水平和/或颜色(例如,色温)。调光开关120可适于壁挂在标准电壁箱中。调光开关120还可包括桌面或插入式负载控制装置。调光开关120可包括拨动致动器(例如,按钮)和强度调整致动器(例如,翘板开关)。拨动致动器的致动(例如,连续致动)可拨动(例如,关闭和开启)照明负载122。强度调整致动器的上部部分或下部部分的致动可分别增加或减小输送到照明负载122的电力量,并且因此将接受性照明负载的强度从最小强度(例如,约1%)增加或减小到最大强度(例如,约100%)。调光开关120可包括多个视觉指示器,例如,发光二极管(LED),所述视觉指示器布置成线性阵列并且被点亮以提供对照明负载122的强度的反馈。壁挂式调光开关的示例在2017年6月13日发布的题为WIRELESS LOAD CONTROL DEVICE的美国专利申请公开No.9,679,696中更详细地描述,所述公开的全部公开内容特此通过引用并入。
调光开关120可包括用于对调光开关的电路供电的内部电源供应器。调光开关120可以是“双线”调光开关(例如,可不连接到AC电源的中性侧),并且电源供应器可被配置为使充电电流传导通过照明负载122以产生电源电压。另外,调光开关120可包括接地连接,并且可被配置为使电源供应器的充电电流传导通过所述接地连接。
调光开关120可被配置为经由RF信号108(例如,从系统控制器110)无线地接收数字消息并且响应于接收到的数字消息而控制照明负载122。被配置为发送和接收数字消息的调光开关和其他控制装置的示例在2018年8月7号发布的标题为LOW-POWER RADIO-FREQUENCY RECEIVER的共同转让的美国专利No.10,041,292和2019年4月23日发布的标题为LOAD CONTROL DEVICE HAVING INTERNET CONNECTIVITY的美国专利No.10,271,407中更详细地描述,以上各案的全部公开内容特此通过引用并入。
负载控制系统100可包括一个或多个位于远处的负载控制装置,诸如用于驱动LED光源132(例如,LED光引擎)的发光二极管(LED)驱动器130(例如,控制目标装置)。LED驱动器130可位于远处,例如,在LED光源132的照明灯具中或附近。LED驱动器130可被配置为经由RF信号108(例如,从系统控制器110)接收数字消息并且响应于接收到的数字消息来控制LED光源132。LED驱动器130可被配置为响应于接收到的数字消息来调整LED光源132的色温。负载控制系统100还可包括其他类型的位于远处的负载控制装置,诸如,例如用于驱动荧光灯的电子调光镇流器。
负载控制系统100可包括插入式负载控制装置140(例如,控制目标装置),用于控制插入式电气负载,例如,插入式照明负载(例如,诸如落地灯142或台灯)和/或器具(例如,诸如电视或计算机监视器)。例如,落地灯142可插入到插入式负载控制装置140中。插入式负载控制装置140可插入标准电源插座144中并且因此可串联联接在AC电源与插入式照明负载之间。插入式负载控制装置140可被配置为经由RF信号108(例如,从系统控制器110)接收数字消息并且响应于接收到的数字消息而开启和关闭或调整落地灯142的强度。
替代地或另外地,负载控制系统100可包括可控插座(例如,控制目标装置),用于控制插入所述插座中的插入式电气负载。负载控制系统100可包括能够从系统控制器110接收无线信号108的一个或多个负载控制装置或器具,诸如扬声器146(例如,音频/视觉或对讲系统的部分),所述负载控制装置或器具能够产生可听声音,诸如警报、音乐、对讲功能等。
负载控制系统100可包括用于控制进入房间102的日光量的一个或多个日光控制装置,例如,电动床上用品150(例如,控制目标装置),诸如电动蜂窝帘或卷帘。每个电动窗帘150可包括在相应窗前面从顶轨154悬挂下来的窗帘织物152。每个电动窗帘150还可以包括位于顶轨154内部的电机驱动单元155,用于升高和降低窗帘织物152以控制进入房间102的日光量。电动窗帘150的电机驱动单元155可被配置为经由RF信号108(例如,从系统控制器110)接收数字消息并且响应于接收到的数字消息而调整相应窗帘织物152的位置。每个电动窗帘150的电机驱动单元155可以是电池供电的或者可以联接到外部的交流(AC)或直流(DC)电源。另外,电动窗帘150可包括内部存储元件,诸如超级电容器和/或可再充电电池,并且可被配置为经由电源总线从DC电源对内部存储元件充电(例如,涓流充电)(例如,通过经由电源总线吸取少量电流)。负载控制系统100可包括其他类型的日光控制装置,诸如,例如蜂窝帘、帏帐、罗马帘、百叶帘、波斯帘、百褶帘、张紧卷帘系统、电致变色或智能窗,和/或其他合适的日光控制装置。电池供电的电动窗帘的示例在2019年12月3日发布的标题为MOTORIZED WINDOW TREATMENT的美国专利No.10,494,864中更详细地描述,所述专利的全部公开内容特此通过引用并入。
负载控制系统100可包括用于控制房间102中的室温的一个或多个温度控制装置,例如,恒温器160(例如,控制目标装置)。恒温器160可经由控制链路(例如,模拟控制链路或有线数字通信链路)联接到加热、通风和空调(HVAC)系统162。恒温器160可被配置为与HVAC系统162的控制器无线通信数字消息。恒温器160可包括用于测量房间102的室温的温度传感器并且可控制HVAC系统162以将房间中的温度调整到设定点温度。负载控制系统100可包括位于房间102中的用于测量室温的一个或多个无线温度传感器(未示出)。例如,恒温器160和无线温度传感器可以是电池供电的。HVAC系统162可被配置为响应于从恒温器160接收到的控制信号而打开和关闭压缩机以冷却房间102并且打开和关闭加热源以加热房间。HVAC系统162可被配置为响应于从恒温器160接收到的控制信号而打开和关闭HVAC系统的风扇。恒温器160和/或HVAC系统162可被配置为控制一个或多个可控风门以控制房间102中的气流。
负载控制系统100可包括一种或多种其他类型的负载控制装置(例如,控制目标装置),诸如,例如,包括调光器电路和白炽灯或卤素灯的旋入式灯具;包括镇流器和紧凑型荧光灯的旋入式灯具;包括LED驱动器和LED光源的旋入式灯具;用于打开和关闭器具的电子开关、可控断路器或其他开关装置;用于控制一个或多个插入式负载的插入式负载控制装置、可控电插座或可控电源板;用于控制马达负载的马达控制单元,诸如吊扇或排气扇;用于控制电动窗帘或投影屏幕的驱动单元;电动内部或外部百叶窗;用于加热和/或冷却系统的恒温器;用于控制HAVC系统的设定点温度的温度控制装置;空调;压缩机;电动踢脚线加热器控制器;可控阻尼器;可变风量控制器;新鲜空气进气控制器;通风控制器;用于散热器和辐射供暖系统的液压阀;湿度控制单元;加湿器;除湿机;热水器;锅炉控制器;泳池泵;冰箱;冰柜;电视或计算机显示器;摄像机;音频系统或放大器;电梯;电源供应器;发电机;充电器,诸如电动车充电器;和替代能量控制器。
负载控制系统100可包括一个或多个输入装置(例如,控制源装置),诸如遥控装置170、占用传感器172和/或日光传感器174。输入装置可以是固定的或可移动的输入装置。遥控装置170、占用传感器172和/或日光传感器174可以是被配置为经由RF信号108向系统控制器110(例如,直接向系统控制器)发射数字消息的无线控制装置(例如,RF发射器)。系统控制器110可被配置为响应于从遥控装置170、占用传感器172和/或日光传感器174接收到的数字消息向负载控制装置(例如,调光开关120、LED驱动器130、插入式负载控制装置140、电动窗帘150和/或恒温器160)发射一个或多个数字消息。遥控装置170、占用传感器172和/或日光传感器174可被配置为将数字消息直接发射到调光开关120、LED驱动器130、插入式负载控制装置140、电动窗帘150和温度控制装置160。
遥控装置170可被配置为响应于遥控装置的一个或多个按钮的致动而经由RF信号108向系统控制器110发射数字消息。例如,遥控装置170可为电池供电的。
占用传感器172可被配置为检测房间102(例如,安装占用传感器的房间)中的占用和空置条件。例如,占用传感器172可以是电池供电的。占用传感器172可响应于检测到占用或空置条件而经由RF信号108向系统控制器110发射数字消息。系统控制器110可被配置为分别响应于接收到占用命令和空置命令而打开和关闭照明负载(例如,照明负载122和/或LED光源132)。占用传感器172可用作空置传感器,使得照明负载响应于检测到空置条件而仅关闭(例如,并且可响应于检测到占用条件而不打开)。具有占用传感器和空置传感器的RF负载控制系统的示例在2011年8月30日发布的标题为Radio-Frequency LightingControl System With Occupancy Sensing的共同转让的美国专利No.8,009,042中更详细地描述,所述美国专利的全部公开内容特此通过引用并入。
日光传感器174可被配置为测量房间102(例如,安装日光传感器的房间)中的总光强度。例如,日光传感器174可以是电池供电的。日光传感器174可经由RF信号108向系统控制器110发射数字消息(例如,包括测量的光强度)以响应于测量的光强度而控制照明负载122和/或LED光源132的强度。具有日光传感器的RF负载控制系统的示例在2013年5月28日发布的标题为WIRELESS BATTERY-POWERED DAYLIGHT SENSOR的共同转让的美国专利No.8,451,116中更详细地描述,所述专利的全部公开内容特此通过引用并入。
负载控制系统100可包括其他类型的输入装置,诸如,例如温度传感器、湿度传感器、辐射计、阴天传感器、阴影传感器、压力传感器、烟雾探测器、一氧化碳探测器、空气质量传感器、运动传感器、安全传感器、接近传感器、夹具传感器、分区传感器、键盘、多区控制单元、滑块控制单元、动能或太阳能遥控器、遥控钥匙、手机、智能手机、平板计算机、个人数字助理、个人计算机、膝上型计算机、时钟、视听控制、安全装置、电力监控装置(例如,诸如功率计、能量计、公用事业分表、公用事业费率计等)、中央控制发射器、住宅、商业或工业控制器,和/或其任何组合。
系统控制器110可被配置为联接到网络,诸如无线或有线局域网(LAN),例如用于访问因特网。系统控制器110可无线连接到网络,例如,使用WI-FI网络。系统控制器110可经由网络通信总线(例如,以太网通信链路)联接到网络。
系统控制器110可被配置为经由网络与一个或多个网络装置(例如移动装置180,诸如个人计算装置和/或可穿戴无线装置)通信。移动装置180可以在占用者182身上,例如,可附接到占用者的身体或衣物上或可由占用者拿着。移动装置180可由唯一标识符(例如,存储在存储器中的序列号或地址)来表征,所述唯一标识符唯一地识别移动装置180并且因此识别占用者182。个人计算装置的示例可包括智能电话、膝上型计算机和/或平板装置。可穿戴无线装置的示例可包括活动跟踪装置、智能手表、智能服装和/或智能眼镜。另外,系统控制器110可被配置为经由网络与一个或多个其他控制系统(例如,建筑物管理系统、保安系统等)通信。
移动装置180可被配置为例如在一个或多个网际协议数据包中经由RF信号109向系统控制器110发射数字消息。例如,移动装置180可被配置为通过LAN和/或经由因特网向系统控制器110发射数字消息。移动装置180可被配置为通过互联网向外部服务发射数字消息,然后数字消息可以被系统控制器110接收。负载控制系统100可包括联接到网络的其他类型的网络装置,诸如台式个人计算机(PC)、具有无线通信能力的电视或任何其他合适的支持因特网协议的装置。
负载控制系统100的操作可使用例如移动装置180或其他网络装置(例如,当移动装置是个人计算装置时)来编程和配置。移动装置180可执行图形用户接口(GUI)配置软件以允许用户对负载控制系统100将如何操作进行编程。例如,配置软件可作为PC应用程序或Web界面运行。配置软件和/或系统控制器110(例如,经由来自配置软件的指令)可产生负载控制数据库,所述负载控制数据库定义负载控制系统100的操作。例如,负载控制数据库可包括关于负载控制系统的不同负载控制装置(例如,调光开关120、LED驱动器130、插入式负载控制装置140、电动窗帘150和/或恒温器160)的操作设置的信息。负载控制数据库可包括关于负载控制装置与输入装置(例如,遥控装置170、占用传感器172和/或日光传感器174)之间的关联的信息。负载控制数据库可包括关于负载控制装置对从输入装置接收的输入如何作出响应的信息。负载控制系统的配置过程的示例在2008年6月24日发布的标题为HANDHELD PROGRAMMER FOR A LIGHTING CONTROL SYSTEM的共同转让的美国专利No.7,391,297和2018年7月17日发布的标题为COMMISSIONING LOAD CONTROL SYSTEMS的美国专利No.10,027,127中更详细地描述,以上各案的全部公开内容特此通过引用并入。
系统控制器110可被配置为确定移动装置180和/或占用者182的位置。系统控制器110可被配置为响应于确定移动装置180和/或占用者182的位置而控制(例如,自动控制)负载控制装置(例如,调光开关120、LED驱动器130、插入式负载控制装置140、电动窗帘150和/或温度控制装置160)。系统控制器110可被配置为根据与占用者182相关联的占用者控制参数来控制负载控制装置。占用者控制参数可以是占用者182的预定或预设的设置、占用者的生物特征数据,和/或经由移动装置180从用户接收到的用户输入数据。
负载控制系统100的一个或多个控制装置可发射信标信号,例如,使用短程和/或低功率RF技术发射的RF信标信号。负载控制系统100可包括用于发射信标信号的至少一个信标发射装置184。信标发射装置184可以是电池供电的(例如,包括用于对信标发射装置供电的电池)。信标发射装置184也可以插入到插座中以接收AC电力和/或可连接到外部电源供应器以接收DC电力。负载控制系统100的任何固定位置控制装置(例如,任何负载控制装置,诸如调光开关120、LED驱动器130、电动窗帘150和/或温度控制装置160)还可以被配置为发射信标信号(例如,以操作信标发射装置)。
移动装置180可被配置为当位于当前正在发射信标信号的控制装置附近时接收信标信号。信标信号可包括唯一标识符,所述标识符识别发射信标信号的负载控制装置的位置。因为信标信号可使用短程和/或低功率技术来发射,因此唯一标识符可指示移动装置180的大致位置。移动装置180可被配置为将唯一标识符传输到系统控制器110,所述系统控制器可被配置为使用唯一标识符(例如,使用存储在存储器中或经由因特网检索的数据)确定移动装置180的位置。系统控制器110可被配置为将控制数据(例如,所确定的位置和/或与所述位置相关联的区域、组、区、电气负载、控制装置、负载控制装置、输入装置、预设和/或场景的名称)传输回移动装置180和/或响应于移动装置的位置而控制(例如,自动地控制)负载控制装置。
系统控制器110可被配置为使用三角测量来确定移动装置180的位置。由于负载控制系统100的负载控制装置可安装在固定位置,所以负载控制装置可测量从移动装置180接收到的RF信号的信号强度。负载控制装置可将这些信号强度传输到系统控制器110,所述系统控制器可被配置为使用信号强度来确定移动装置的位置。负载控制系统100的一个或多个负载控制装置可以是可移动装置。因此,负载控制系统100可包括固定的和可移动的负载控制装置。用于响应于移动装置和/或建筑物内部的占用者的位置而控制一个或多个电气负载的负载控制系统的示例在2016年2月25日公开的标题为LOAD CONTROL SYSTEMRESPONSIVE TO LOCATION OF AN OCCUPANT AND MOBILE DEVICES的共同转让的美国专利申请公开No.2016/0056629中更详细地描述,所述公开的全部公开内容特此通过引用方式并入。
图2是示例控制装置200的框图,所述示例控制装置可部署在负载控制系统(例如,图1所示的负载控制系统100)中。控制装置200可包括控制电路210,所述控制电路可包括第一数字控制电路,诸如主微处理器212。第一数字控制电路还可以包括例如微控制器、可编程逻辑装置(PLD)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何合适的处理装置或控制电路。控制装置200可包括被配置为存储控制装置的操作特性的存储器(未示出)。存储器可被实现为外部集成电路(IC)或实现为控制电路210的内部电路。
控制装置200可包括用于控制电气负载例如外部和/或内部电气负载(未示出)的负载控制电路220。主微处理器212可被配置为产生一个或多个驱动信号VDR,用于控制负载控制电路220以控制电气负载(例如,打开或关闭电气负载,和/或控制输送到电气负载的电力量)。主微处理器212还可被配置为从负载控制电路220接收一个或多个反馈信号VFB(例如,指示传导通过电气负载的负载电流和/或在电气负载两端形成的负载电压的量值)。例如,控制装置200可包括调光开关(例如,诸如图1所示的调光开关120),并且负载控制电路可包括与照明负载串联联接的可控导电装置,诸如晶闸管(例如,双向可控硅)或一个或多个场效应电晶体(FET),用于控制输送到照明负载的电力量且因此控制照明负载的强度。另外,控制装置200可包括发光二极管(LED)驱动器,并且负载控制电路220可包括用于控制一个或多个LED光源的强度(例如,亮度)和/或颜色的LED驱动器电路。控制装置200还可包括用于电动窗帘的电机驱动单元,并且负载控制电路220可包括用于控制电机以调整电动窗帘的覆盖材料的位置的电机驱动电路(例如,H桥驱动电路)。例如,电动窗帘的反馈信号VFB可由霍尔效应传感器电路产生并且可指示覆盖材料的位置和/或电机的旋转方向。
控制装置200可包括用户接口222,所述用户接口可包括例如用于接收用户输入的一个或多个致动器(例如,按钮)和/或用于提供用户反馈的一个或多个视觉指示器。例如,如果控制装置200包括壁挂式调光开关(例如,诸如图1所示的调光开关120),则用户接口220可包括用于控制照明负载的拨动致动器和强度调整致动器(例如,诸如滑块控件或一对升高和降低按钮)。另外,如果控制装置200包括遥控装置(例如,诸如图1所示的遥控装置170),则用户接口222可包括用于控制一个或多个电气负载的一个或多个按钮,例如,通过选择负载控制系统的预设(例如,场景)。用户接口222还可包括一个或多个发光二极管(LED),用于照亮视觉指示器,例如,以提供照明负载的状态和/或当前强度的视觉指示,和/或所选预设的视觉指示。控制电路210的主微处理器212可被配置为响应于用户接口222的致动器的致动来控制负载控制电路220,并且可联接到用于照亮视觉指示器以提供反馈的LED。
控制装置200还可包括感测电路224,所述感测电路被配置为检测和/或测量控制装置的环境中的一个或多个环境特性。例如,感测电路224可包括被配置为检测控制装置200附近的占用或空置条件的占用检测电路。感测电路224可包括用于检测控制装置200附近的占用或空置条件的检测器,诸如,例如热释电红外(PIR)检测器、超声波检测器和/或微波检测器。控制电路210可被配置为在自检测到最后一个占用条件起超时时段到期之后确定空间中的空置条件。控制电路210可被配置为响应于感测电路224检测到占用和/或空置条件来控制负载控制电路220以控制电气负载的强度。感测电路224还可以包括用于测量控制装置200周围空间中的环境光水平的日光感测电路(例如,包括光电二极管)。另外,感测电路224可包括用于测量控制装置200附近的当前温度的温度感测电路。
控制装置200可包括用于产生直流(DC)电压VPS的电源230(例如,内部电源)。例如,电源230可包括一个或多个电池和/或光伏电源(例如,太阳能电池)。另外,电源230可包括被配置为经由电源总线从外部DC电源供应器充电的一个或多个能量存储元件,诸如超级电容器和/或可再充电电池。控制装置200还可以包括电源供应器232,所述电源供应器可接收DC电压VPS并在电容器C234(例如,能量存储电容器)两端产生低电压DC电源电压VCC,用于为控制电路210、用户接口222、感测电路224和控制装置200的其他低电压电路供电。例如,如果控制装置200包括用于电池供电的电动窗帘的电机驱动单元,则负载控制电路220可从电源230(例如,直接从DC电压VPS)接收电力,而另一个电路可由DC电源电压VCC供电。另外,控制装置200的低电压电路也可以由电源产生的DC电压VPS供电(例如,直接供电)(例如,控制装置200可不包括电源供应器232)。此外,控制装置200还可以从外部电源,诸如交流(AC)电源(未示出),接收电力。例如,如果控制装置200包括调光开关(例如,两线调光开关),则电源供应器232可与负载控制电路220的可控导电装置并联电联接,用于在可控导电装置非导电时传导充电电流以产生DC电源电压VCC。电源供应器232还可以被配置为将充电电流传导通过接地连接。
控制装置200可包括无线通信电路240,所述无线通信电路被配置为传送(例如,发射和/或接收)无线信号,诸如RF信号(例如,图1中所示的RF信号108)。无线通信电路240可包括用于发射和接收RF信号的天线242和表面声波(SAW)滤波器244(例如,所述表面声波滤波器可以是可选的)。无线通信电路240可包括两个无线电电路:主无线电电路246(例如,第一无线电电路)和辅无线电电路248(例如,第二无线电电路)。主无线电电路246和辅无线电电路248可经由RF开关245联接(例如,选择性地和/或可控地联接)到SAW滤波器244。主微处理器212可产生开关控制信号VSW以控制将连接到第一触点245a或第二触点245b的RF开关245。主微处理器212可被配置为控制RF开关245以允许辅无线电电路248在大部分时间(例如,当RF信号未被其他控制装置发射时)监测发射的RF信号,然后改变以允许主无线电电路246接收RF信号之一(例如,响应于辅无线电电路248检测到RF信号),使得主无线电电路246被启用(例如,仅启用)短时间段(例如,RF信号正在由另一个控制装置发射)。
主无线电电路246可包括RF收发器,用于在RF开关245连接到第一触点245a时经由天线242发射和接收RF信号。另外,主无线电电路246可简单地包括RF接收器。主无线电电路246可联接到主微处理器212,用于与主微处理器传送消息信号VMSG(例如,经由天线242发射和接收的数字消息)。主无线电电路246可由DC电源电压VCC供电。主无线电电路246可被配置为在一个或多个通信信道(例如,频率)上传送RF信号,所述通信信道可由主微处理器212调整。主无线电电路246可从主微处理器212接收第一启用控制信号VEN1,用于启用和禁用主无线电电路246(例如,控制主无线电电路进入和退出休眠模式)。主微处理器212还可以被配置为当主无线电电路246处于休眠模式时进入休眠模式。主微处理器212和主无线电电路246两者都可以被配置为在休眠中比在正常操作模式下唤醒时消耗更少的功率。主微处理器212可被配置为响应于经由消息信号VMSG从主无线电电路246接收到的数字消息而控制负载控制电路220以控制电气负载。主微处理器212可被配置为响应于经由消息信号VMSG从主无线电电路246接收到的数字消息而控制用户接口222的视觉指示器。主微处理器212可被配置为响应于用户接口222和/或感测电路224而经由主无线电电路246发射用于控制电气负载的数字消息。
辅无线电电路246可包括RF接收器,用于当RF开关245连接到第二触点245b(例如,如图2所示)时经由天线242接收RF信号。例如,辅无线电电路246可包括由MaximIntegrated制造的部件号MAX7033。辅无线电电路248可由DC电源电压VCC供电。辅无线电电路248可由比主无线电电路246少的功率耗散(例如,功率消耗)来表征。例如,主无线电电路246可由约48mW的典型功率耗散表征,而辅无线电电路248可由约19mW的典型功率耗散来表征。辅无线电电路248可被配置为在单个通信信道(例如,频率)上接收RF信号。辅无线电电路248可被配置为产生接收信号强度标识符(RSSI)信号VRSSI,所述接收信号强度标识符信号可具有某量值,所述量值可指示当RF开关245连接到第二触点245b时经由天线242接收到的RF信号的信号强度。由辅无线电电路248产生的接收信号强度标识符信号VRSSI可由快速稳定时间(例如,约200-250微秒)表征。另外,辅无线电电路248可简单地包括接收信号强度测量电路。另外,辅无线电电路248可包括RF收发器,所述RF收发器被配置为产生接收信号强度标识符信号VRSSI。
主微处理器212可被配置为响应于辅无线电电路214而控制主无线电电路246进入和退出休眠模式。控制电路210可包括用于主微处理器212与辅无线电电路248之间的介接的第二数字控制电路,诸如辅微处理器214。第二数字控制电路还可以包括例如微控制器、可编程逻辑装置(PLD)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何合适的处理装置或控制电路。辅微处理器214可产生唤醒控制信号V唤醒,用于将主微处理器212从休眠模式中唤醒。例如,唤醒控制信号V唤醒可在主微处理器212的中断引脚处被接收。辅微处理器214可在辅微处理器的模数转换器(ADC)端口处接收由辅无线电电路248产生的接收信号强度标识符信号VRSSI。辅微处理器214可产生用于启用和禁用辅无线电电路248的第二启用控制信号VEN2(例如,控制辅无线电电路进入和退出休眠模式,在此期间辅无线电电路可消耗较少功率)。辅微处理器214还可以产生第三启用控制信号VEN3,用于启用和禁用电源供应器232。当辅无线电电路248处于休眠模式(例如,禁用)时,辅微处理器214还可以被配置为进入休眠模式,在该休眠模式期间辅微处理器可消耗较少功率。辅微处理器214可被配置为在启用辅无线电电路248之前(例如,紧接在其之前)退出休眠模式并且在禁用辅无线电电路之后(例如,立即之后)进入休眠模式。辅微处理器214可被配置为响应于辅微处理器的内部定时器而退出休眠模式。
辅微处理器214可被配置为启用(例如,周期性地启用)辅无线电电路248(例如,大约每17.6毫秒),等待一段等待时段T等待(例如,大约250微秒),直到接收信号强度标识符信号VRSSI的量值已稳定(例如,达到稳态值)为止,随后对接收信号强度标识符信号VRSSI进行取样。如果接收信号强度标识符信号VRSSI的量值超过阈值VTH(例如,指示接收RF信号的量值超过大约-90dBm),则辅微处理器214可确定RF信号当前由另一个控制装置发射并且可控制唤醒控制信号V唤醒以将主微处理器212从休眠模式唤醒至正常操作模式。在唤醒后,主微处理器212可控制开关控制信号VSW以将RF开关245从第二触点245b调整到第一触点245a,并且控制第一启用控制信号VEN1以唤醒主无线电电路246,使得主无线电电路246可经由天线242接收RF信号。主微处理器212可被配置为在任何所需的处理完成之后进入休眠模式,例如,在数字消息的发射和/或接收完成之后和/或在响应于接收到的数字消息所需的任何处理完成之后。辅微处理器214还可被配置为在主微处理器212已经进入休眠模式之后进入休眠模式。
图3是示出在数据传输事件期间控制装置(例如,图1的负载控制系统100的一个控制装置和/或图2的控制装置200)的示例波形的时序图。例如,数据传输事件可涉及由发射装置(例如,遥控装置170)发射的特定数字消息(例如,包括命令)传输到控制装置200。在数据传输事件期间,发射装置可经由RF信号(例如,RF信号108)发射数据包300(例如,每个数据包包括相同的数字消息和/或命令)。由发射装置发射的每个数据包300可具有等于数据包时间段T数据包(例如,大约5毫秒)的长度。在数据传输事件期间,每个数据包300可被传输多次(例如,多达十二次)。例如,图3中示出了四个数据包300,即使数据传输事件可能包括更多数据包。在每个数据包300之间,可以有数据包中断时间段TPKT-BRK(例如,大约75毫秒),使得发射装置以大约每秒12.5个数据包的发射速率发射数据包。替代地,中断时间段TPKT-BRK可以不是固定值,而是可以是每个发射数据包300之间的变化或随机时间。
当控制装置200不经由无线通信电路240接收RF信号(例如,数据包300)时,主微处理器212和主无线电电路246可各自处于休眠模式。此时,第一启用控制信号VEN1可以是低的(例如,在电路公共端),这可能导致第一无线电电路246处于休眠模式。另外,开关控制信号VSW可以是低的(例如,在电路公共端),这可能导致RF开关245连接到第二触点245b。另外,第三启用控制信号VEN3可以是低的(例如,在电路公共端),这可以禁用电源供应器232。当电源供应器232被禁用时,主微处理器212和辅微处理器214可从电容器C234汲取少量电流。
辅微处理器214可周期性地将第二启用控制信号VEN2朝向DC电源电压VCC驱动为高,以周期性地唤醒辅无线电电路248,以查看是否有任何控制装置当前正在发射数据包300中的一者。例如,在将第二启用控制信号VEN2朝向电路公共端驱动为低之前,辅微处理器214可在采样时间段TSMPL-RF(例如,大约300微秒)内启用辅无线电电路248。辅微处理器214可根据唤醒周期T唤醒(例如,每17.6毫秒)周期性地将第二启用控制信号VEN2驱动为高以开始采样时间段TSMPL-RF。在采样时间段TSMPL-RF期间,辅无线电电路248可消耗(例如,仅消耗)大量功率。
在每个采样时间段TSMPL-RF期间启用辅无线电电路248之前,辅微处理器214可将第三启用控制信号VEN3驱动为高以启用电源供应器232。例如,在将第二启用控制信号VEN2驱动为高以启用辅无线电电路248之前,辅微处理器214可在电源供应器稳定时间段TPS-STB的开头将第三启用控制信号VEN3驱动为高以启用电源供应器232。电源供应器稳定时间段TPS-STB可允许电源电压VCC的量值在辅无线电电路248被启用之前稳定(例如,达到稳态值)。辅微处理器214可使电源供应器232保持为被启用,直到采样时间段TSMPL-RF结束为止,使得电源供应器在电源供应器启用时间段TPS-EN内被周期性地启用。
在每个采样时间段TSMPL-RF期间,辅微处理器214可等待等待时间段T等待以允许接收信号强度标识符信号VRSSI的量值稳定,然后再尝试确定数据包300是否是在该采样时间段内传输。在等待时间段T等待结束时,辅微处理器214可对接收信号强度标识符信号VRSSI进行采样并且将采样的量值与阈值VTH进行比较以确定在采样时间段TSMPL-RF期间是否发射数据包300。如果辅微处理器214确定在RF采样时间段TSMPL-RF期间没有发射数据包300,则辅处理器214可将第二启用控制信号VEN2驱动为低以致使辅无线电电路248在RF休眠时间段TSLP-RF进入休眠模式。另外,如果辅微处理器214确定在RF采样时间段TSMPL-RF期间没有发射数据包300,则辅处理器214可将第三启用控制信号VEN3驱动为低以禁用电源供应器232。
如果在RF采样时间段TSMPL-RF期间正在发射数据包300,则接收信号强度标识符信号VRSSI的量值可从最小量值(例如,零)增加到稳态量值VSS(例如,如图3中的时间t0与t1之间所示)。在将第二启用控制信号VEN2驱动为高之后(例如,在时间t0),辅微处理器214可等待等待时间段T等待以允许接收信号强度标识符信号VRSSI的量值稳定在稳态量值VSS。然后,辅微处理器214可在等待时间段T等待结束时(例如,在时间t1或稍早于时间t1)对接收信号强度标识符信号VRSSI进行采样。如果接收信号强度标识符信号VRSSI的量值(例如,稳态量值VSS)大于或等于阈值VTH,则辅微处理器214可在脉冲时间段T脉冲内将唤醒控制信号V唤醒朝向DC电源电压VCC驱动为高,再随后将唤醒控制信号V唤醒驱动为低。主微处理器212不会响应于唤醒控制信号V唤醒被驱动为低而回到休眠模式,而是在所有必要的处理完成后进入休眠模式。在对唤醒控制信号V唤醒进行脉冲调制之后,辅微处理器214还可以使第三启用控制信号VEN3保持为高以使电源供应器232保持为被启用。
响应于检测到唤醒控制信号V唤醒已经被驱动为高,主微处理器212可醒来,将开关控制信号VSW驱动为高以将RF开关245改变到第一触点245a(例如,如图3中的时间t2所示),并且将第一启用控制信号VEN1驱动为高以唤醒主无线电电路246(例如,如图3中的时间t3所示)。因为在发射下一个数据包300时(例如,在图3中的时间t4与t5之间)主无线电电路246是醒着的,所以主无线电电路246可被配置为接收数据包300,并且主微处理器212可被配置为对数据包进行处理和作出响应。在主微处理器212已处理了数据包并确定没有更多的数据包要发射或接收和/或响应于接收到的数字消息的所有必要的处理完成之后,主微处理器212可将第一启用控制信号VEN1驱动为低(例如,如图3中的时间t6所示)。主微处理器212随后可在进入休眠模式之前将开关控制信号VSW驱动为低以将RF开关245改变回第二触点245b(例如,如图3中的时间t7所示)。响应于检测到开关控制信号VSW被驱动为低,辅微处理器214可随后将第三启用控制信号VEN3驱动为低以禁用电源供应器232(例如,如图3中的时间t8所示)。然后,辅微处理器214可在RF采样时间段TSMPL-RF期间再次开始周期性地将第二启用控制信号VEN2驱动为高,以确定是否有任何控制装置当前在发射数据包300中的另一个。
RF采样时间段TSMPL-RF和RF休眠时间段TSLP-RF可适当地确定大小以确保RF采样时间段TSMPL-RF与数据传输事件的预定数目个连续数据包中的至少一个数据包300一致(例如,如先前提到的美国专利No.10,041,292中更详细地描述)。结果,RF休眠时间段TSLP-RF可能比数据包时间段T数据包长得多。另外,RF采样时间段TSMPL-RF可明显短于数据包时间段T数据包。例如,如图3所示,当辅无线电电路248醒着时,前两个数据包300与RF采样时间段TSMPL-RF不一致。第三数据包300的至少一部分随着下一个RF采样时间段TSMPL-RF下降,使得辅微处理器214可以能够检测数据包并且唤醒主微处理器212。主微处理器212然后可唤醒能够接收第四数据包300的主无线电电路246。由于辅无线电电路248周期性地醒来以确定是否正在发射数据包(例如,而不是主无线电电路246醒来)并且辅无线电电路比主无线电电路消耗更少的功率,因此控制装置与具有RF接收器和/或收发器的现有技术控制装置相比可具有显着的功率节省。
虽然图2和图3示出主微处理器212产生用于控制RF开关245的开关控制信号VSW,但是辅微处理器214也可产生开关控制信号VSW。例如,在检测到当前正在发射数据包300后,辅微处理器214可将唤醒控制信号V唤醒驱动为高以唤醒主微处理器212并且将开关控制信号VSW驱动为高以将RF开关245改变为第一触点245a。在主无线电电路246醒着时,辅微处理器214可停止周期性地启用辅无线电电路248并且保持开关控制信号VSW为高。辅微处理器214可将开关控制信号VSW驱动为低以将RF开关245改变为第二触点245b,并且响应于从主微处理器212接收到主无线电电路246处于休眠模式(例如,响应于开关控制信号VSW被驱动为低)而再次开始周期性地启用辅无线电电路248。另外,响应于唤醒控制信号V唤醒,可控制RF开关245在第一触点245a与第二触点245b之间,并且辅微处理器214可被配置为在主无线电电路246醒着时(例如,主微处理器212或辅微处理器214都不会产生开关控制信号VSW)将唤醒控制信号V唤醒维持为高。
图4是示例控制过程400的流程图,所述示例控制过程可由控制装置的控制电路(例如,控制装置200的辅微处理器214)执行以周期性地唤醒无线电电路(例如,辅无线电电路248)以确定当前是否正在发射RF信号(例如,数据包)。控制电路可产生唤醒信号V唤醒,用于致使另一个控制电路(例如,主微处理器212)唤醒另一个无线电电路(例如,主无线电电路246)。例如,当在410控制装置从休眠模式唤醒(例如,响应于控制装置的内部定时器)时,可执行控制过程400。在412,控制电路可首先将第二启用控制信号VEN2驱动为高以启用辅无线电电路248。在414,控制电路可等待一段等待时间段T等待以允许由辅无线电电路248产生的接收信号强度标识符信号VRSSI的量值稳定。在416(例如,在等待时间段T等待结束时),控制电路可对接收信号强度标识符信号VRSSI进行采样。如果在418,接收信号强度标识符信号VRSSI的量值不大于或等于阈值VTH(例如,指示接收到的RF信号的量值超过约-90dBm),则控制电路可在420将第二启用控制信号VEN2驱动为低并且在422进入休眠模式,然后退出控制过程400。
如果在418,接收信号强度标识符信号VRSSI的量值大于或等于阈值VTH(例如,指示接收到的RF信号的量值超过约-90dBm),则在424,控制电路可在脉冲时间段T脉冲内将唤醒信号V唤醒驱动为高。响应于在唤醒信号V唤醒中检测到脉冲,另一个控制电路(例如,主微处理器212)可唤醒另一个无线电电路(例如,主无线电电路246)。在426,控制电路可以等待,直到另一个控制电路指示另一个无线电电路已经回到休眠(例如,通过确定主微处理器212何时已经将开关控制信号VSW驱动为低)。当开关控制信号VSW已在426被驱动为低时,控制电路然后可在420将第二启用控制信号VEN2驱动为低并且在422进入休眠模式,然后退出控制过程400。
图5是示例控制过程500的流程图,所述示例控制过程可由控制装置的控制电路(例如,控制装置200的主微处理器212)执行以唤醒无线电电路(例如,主无线电电路246)并且经由RF信号接收数字消息(例如,数据包)。在510,控制电路可响应于接收到唤醒信号(例如,来自辅微处理器214的唤醒信号V唤醒)而执行控制过程500。在512,控制电路可首先将开关控制信号VSW驱动为高以将RF开关245从第二触点245b调整为第一触点245a(例如,以将主无线电电路246连接到天线242)。在514,控制电路可将第一启用控制信号VEN1驱动为高以启用无线电电路。如果在518超时期满之前在516控制电路经由主无线电电路246接收消息,那么控制电路可在520处理接收到的消息。例如,在520,控制电路可控制负载控制电路(例如,负载控制电路220)以控制电气负载,点亮视觉指示器(例如,用户接口222的视觉指示器)以提供反馈,和/或响应于接收到的消息而经由主无线电电路246发射消息。然后,在522,控制电路可将第一启用控制信号VEN1驱动为低以致使主无线电电路246进入休眠模式。如果在控制电路在516接收到消息之前在518超时期满,则在522,控制电路可简单地将主无线电电路246置于休眠模式。在524,控制电路可在524将开关控制信号VSW驱动为低以将RF开关245从第一触点245a调整到第二触点245b。在526,控制电路可进入休眠模式,然后再退出控制过程500。
虽然控制装置200在本文中被描述为具有包括主微处理器212和辅微处理器214的控制电路210,但是控制电路210的功能可以由单个微处理器和/或额外的微处理器来实现。另外,主微处理器212和辅微处理器214中的任一者或两者可在包括主无线电电路246和辅无线电电路248中的任一者或两者的单个集成电路上实现。例如,主微处理器212和辅无线电电路246可在单个集成电路上实现,和/或辅微处理器214和辅无线电电路248可在单个集成电路上实现。此外,主无线电电路246和辅无线电电路248可在单个集成电路上实现。
尽管特征和元件在本文中是按特定组合来描述,但每个特征或元件可单独地使用或与其他特征和元件按任何组合来使用。虽然已按照某些实施方案和大体上相关联的方法来描述了本公开,但实施方案和方法的更改和置换将是本领域的技术人员显而易见的。因此,以上对示例实施方案的描述并未限制本公开。在不偏离本公开的精神和范围的情况下,其他改变、替换和更改也是可能的。
Claims (23)
1.一种控制装置,所述控制装置包括:
主无线电电路,所述主无线电电路被配置为经由天线接收射频信号;
控制电路,所述控制电路联接到所述主无线电电路,所述控制电路被配置为控制所述主无线电电路进入休眠模式;以及
辅无线电电路,所述辅无线电电路被配置为产生指示当前正由外部装置发射射频信号的第一控制信号;
其中所述控制电路被配置为响应于所述辅无线电电路产生指示当前正由所述外部装置发射所述射频信号的所述第一控制信号而将所述主无线电电路从所述休眠模式唤醒。
2.如权利要求1所述的控制装置,其中所述控制电路包括主微处理器,所述主微处理器被配置为处理经由所述主无线电电路接收到的所述射频信号并且控制所述主无线电电路进入和退出所述休眠模式。
3.如权利要求2所述的控制装置,其中所述控制电路包括辅微处理器,所述辅微处理器被配置为从所述辅无线电电路接收所述第一控制信号,并且响应于确定当前正由所述外部装置发射所述射频信号而产生第二控制信号。
4.如权利要求3所述的控制装置,其中所述辅微处理器被配置为周期性地唤醒所述辅无线电电路以确定是否正由所述外部装置发射射频信号。
5.如权利要求4所述的控制装置,其中由所述辅无线电电路产生的所述控制信号具有指示接收到的RF信号的信号强度的量值,所述辅微处理器被配置为在唤醒所述辅无线电电路之后等待一段等待时间段,之后对由所述辅无线电电路产生的所述控制信号进行采样。
6.如权利要求5所述的控制装置,其中,当由所述辅无线电电路产生的所述控制信号的量值超过阈值时,所述辅微处理器被配置为产生所述第二控制信号以指示当前正由所述外部装置发射所述射频信号。
7.如权利要求3所述的控制装置,其中所述主微处理器被配置为进入休眠模式,并且响应于从所述辅微处理器接收到所述第二控制信号而从所述休眠模式醒来。
8.如权利要求7所述的控制装置,其中所述主微处理器被配置为响应于从所述辅微处理器接收到所述第二控制信号而将所述主无线电电路从所述休眠模式唤醒。
9.如权利要求3所述的控制装置,其中所述辅微处理器和所述辅无线电电路在单个集成电路上实现。
10.如权利要求3所述的控制装置,其中所述主无线电电路和所述辅无线电电路在单个集成电路上实现。
11.如权利要求1所述的控制装置,所述控制装置还包括:
负载控制电路,所述负载控制电路用于控制电气负载;
其中所述控制电路被配置为在唤醒所述主无线电电路之后经由所述主无线电电路接收消息,并且响应于所述消息而控制所述负载控制电路以控制所述电气负载。
12.如权利要求11所述的控制装置,其中所述电气负载包括照明负载,并且所述负载控制电路包括与所述照明负载串联联接的可控导电装置以用于控制输送到所述照明负载的功率量。
13.如权利要求11所述的控制装置,其中所述电气负载包括电机,并且所述负载控制电路包括电机驱动电路以用于控制所述电机而调整电动窗帘的覆盖材料的位置。
14.如权利要求1所述的控制装置,所述控制装置还包括:
射频开关,所述射频开关被配置为选择性地将所述天线联接到所述主无线电电路和所述辅无线电电路。
15.如权利要求11所述的控制装置,其中所述主微处理器被配置为响应于所述辅无线电电路产生指示当前正由所述外部装置发射所述射频信号的所述第一控制信号而控制所述射频开关以将所述主无线电电路连接到所述天线。
16.如权利要求1所述的控制装置,其中所述辅无线电电路比所述主无线电电路消耗更少的功率。
17.如权利要求16所述的控制装置,所述控制装置还包括:
电池,所述电池用于为所述主无线电电路和所述辅无线电电路以及所述控制电路供电。
18.如权利要求1所述的控制装置,所述控制装置还包括:
用户接口,所述用户接口包括用于接收用户输入的一个或多个致动器;
其中所述控制电路被配置为响应于所述用户接口的所述致动器中的一个致动器的致动而经由所述主无线电电路传输用于控制电气负载的第一数字消息。
19.如权利要求18所述的控制装置,其中所述控制电路被配置为响应于经由所述主无线电电路接收到的第二数字消息而点亮所述用户接口的至少一个视觉指示器。
20.如权利要求1所述的控制装置,所述控制装置还包括:
感测电路,所述感测电路被配置为检测所述控制装置的环境中的一个或多个环境特性;
其中所述控制电路被配置为响应于所述感测电路而经由所述主无线电电路传输用于控制电气负载的数字消息。
21.如权利要求1所述的控制装置,其中所述辅无线电电路被配置为周期性地醒来以确定是否正由所述外部装置发射射频信号。
22.如权利要求1所述的控制装置,其中由所述辅无线电电路产生的所述控制信号具有指示接收到的RF信号的信号强度的量值。
23.如权利要求1所述的控制装置,其中所述主微处理器和所述主无线电电路在单个集成电路上实现。
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