DE102013108346A1

DE102013108346A1 - Betrieb im Schlafmodus bei vernetzten Endgeräten

Info

Publication number: DE102013108346A1
Application number: DE102013108346.3A
Authority: DE
Inventors: Wai-leung Ha; Kairy Kai Lei; Kwok Wa Kenny Kam
Original assignee: Computime Ltd
Current assignee: Computime Ltd Shatin Hk
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2013-08-02
Publication date: 2014-02-13
Anticipated expiration: 2033-08-03
Also published as: GB2506254B; DE102013108346B4; GB2515424A; US20140047254A1; GB2506254B8; US9237524B2; GB201313252D0; GB2506254A; GB2515424B; GB201417071D0

Abstract

Eine Technik sieht Vorrichtungen, Verfahren und computerlesbare Medien vor zum Senden von Informationen über den Schlafmodus von einem Endgerät an eine Zentraleinheit eines Netzwerks, bei der die Aufweckzeit des Endgeräts an die Abtastzeit für die Zentraleinheit angepasst wird. Die Technik spricht mindestens zwei Gesichtspunkte an: die Taktgenauigkeit des Endgeräts wird berücksichtigt, und der Grund, dass das Endgerät einen Betrieb im Schlafmodus verlangt, wird geliefert. Um die oben genannten Gesichtspunkte anzusprechen, kann das Endgerät seine Informationen über Takttoleranz und/oder die Anforderung für einen Schlafmodus(RSM)-Befehl an die Zentraleinheit senden, sobald das Endgerät über das Netz verbunden ist. Die Zentraleinheit kann dann die Abtastzeit aufgrund der Information über die Takttoleranz anpassen. Empfängt die Zentraleinheit während der eingestellten Abtastzeit eine Antwort von dem Endgerät, geht die Zentraleinheit davon aus, dass das Endgerät noch verbunden ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die Patentanmeldung beansprucht die Priorität der endgültigen US-Patentanmeldung Nr. 13/570,606, die am 9. August 2012 eingereicht wurde, deren Offenbarung im Folgenden ausdrücklich durch einen entsprechenden Verweis in dieser Anmeldung berücksichtigt wird.
GEBIET
In dieser Anmeldung beschriebene Gesichtspunkte betreffen die Unterstützung des Schlafmodus bei vernetzten Geräten.
HINTERGRUND
Die Anzahl der vernetzten Geräte (z. B. Sensoren, Schalter und Thermostate) steigt gegenwärtig explosionsartig an. Das ”Internet der Dinge”, zum Beispiel, das auch als das ”Internet der eingebetteten Geräte” bezeichnet werden kann, wird bei Werksteuerungssystemen, medizinische Geräten, Autos, dem intelligenten Energienetz und Kommunikationssystemen genutzt. Etwa 5 Milliarden eingebettete Geräte sind gegenwärtig (Jahr 2012) mit dem Internet vernetzt. Voraussagen gehen davon aus, dass die Anzahl bis zum Jahr 2015 auf 15 Milliarden steigen wird. Außerdem sind zusätzliche vernetzte Geräte in andere private Heimnetzwerke und industrielle Netzwerke integriert. Aufgrund der großen Zahl vernetzter Geräte sowie der häufigen Fernnutzung der Geräte werden Techniken integriert, um den Betrieb der Geräte zu verlängern, damit die Wartung der Geräte verringert werden kann. Ein Ansatz besteht darin, die Geräte in einem Schlafmodus zu betreiben, um den Stromverbrauch der vernetzten Geräte zu senken. Während des Schlafmodus arbeitet ein batteriebetriebenes Gerät bei niedriger Leistung, wodurch häufig eine bedeutende Strommenge gespart und daher die Lebensdauer der Batterie verlängert wird.
Bei herkömmlichen Systemen können eingebettete Geräte für eine vorgegebene Zeitdauer in den Ruhezustand versetzt und wieder aufgeweckt werden, um Strom zu sparen. Die vernetzten Geräte können ständig abgetastet werden, um die Verfügbarkeit der vernetzten Geräte zu überprüfen. Dieser herkömmliche Ansatz ist jedoch durch einen oder mehrere Mängel gekennzeichnet.
KURZDARSTELLUNG
Im Folgenden wird eine vereinfachte Kurzdarstellung gegeben, um ein grundlegendes Verständnis einiger Aspekte der Offenbarung zu bieten. Die Kurzdarstellung ist kein ausführlicher Überblick über die Offenbarung. Es sollen weder Schlüssel- oder kritische Elemente der Offenbarung festgelegt werden noch soll der Umfang der Offenbarung beschrieben werden. Die folgende Kurzdarstellung stellt nur einige Begriffe der Offenbarung in vereinfachter Form als Einführung in die nachfolgende Beschreibung dar.
Bei einem Aspekt der Offenbarung wird eine Technik zum Senden einer Zeit im Schlafmodus von einem Endgerät an eine Zentraleinheit eines Netzes bereitgestellt, bei der die Aufweckzeit des Endgeräts an die Abtastzeit für die Zentraleinheit angepasst wird. Die Technik befasst sich mit mindestens zwei Gesichtspunkten. Die Taktgenauigkeit des Endgeräts wird berücksichtigt, und außerdem ist der Grund bekannt, dass das Endgerät einen Betrieb im Schlafmodus verlangt. Um auf die oben genannten Gesichtspunkte einzugehen, kann das Endgerät seine Informationen über Takttoleranz an die Zentraleinheit senden, sobald das Endgerät über das Netz verbunden ist. Die Zentraleinheit kann dann die Abtastzeit aufgrund der Information über die Takttoleranz anpassen. Empfängt die Zentraleinheit während der Abtastzeit eine Antwort von dem Endgerät, geht die Zentraleinheit davon aus, dass das Endgerät noch verbunden ist.
Ein Endgerät kann Schlafmodus-Informationen über seinen Betrieb im Schlafmodus auf verschiedene Arten liefern. Das Endgerät kann zum Beispiel eine Zeitanforderung an die Zentraleinheit senden mit einem Zeitwert für den Betrieb im Schlafmodus. Alternativ kann das Endgerät eine Anforderung für den Schlafmodus-Befehl (request for sleep mode, RSM) an die Zentraleinheit senden. Der RSM-Befehl weist einen Code auf, der zwischen dem Endgerät und der Zentraleinheit festgelegt wird. Die Zentraleinheit kann dann den Betriebszustand am Endgerät bestimmen, eine Aktion, die für das Endgerät durchgeführt werden sollte, und die angeforderte Zeit im Schlafmodus.
Bei einem anderen Aspekt bestimmt eine Zentraleinheit eine angestrebte Energienutzung für ein Netzwerk, das mehrere Endgeräte umfassen kann. Die Zentraleinheit plant dann den Energieverbrauch für jedes der Endgeräte und schickt eine Schlafmodusanforderung mit einer verbundenen Zeit im Schlafmodus an jedes der Endgeräte.
Verschiedene Aspekte, die hier beschrieben werden, können als ein Verfahren, eine Vorrichtung oder als ein oder mehrere computerlesbaren Medien, die auf einem Computer ausführbare Befehle speichern, ausgeführt werden. Folglich können diese Aspekte die Form einer vollständigen Hardware-Ausführungsform, einer vollständigen Software-Ausführungsform oder einer Ausführungsform, die Software- und Hardware-Aspekte kombiniert, aufweisen. Ein beliebiger Verfahrensschritt und/oder alle Verfahrensschritte, die hier beschrieben werden, können als computerlesbare Befehle ausgeführt werden, die auf einem computerlesbaren Medium, wie zum Beispiel einem nicht transitorischen computerlesbaren Medium, gespeichert werden. Außerdem können verschiedene Signale, die Daten oder Ereignisse, wie hier beschrieben, zwischen einer Quelle und einem Ziel in Form von Licht und/oder elektromagnetischen Wellen, die durch signalführende Medien, wie zum Beispiel Metalldrähte, optische Fasern, und/oder drahtlose Übertragungsmedien (z. B. Luft und/oder Raum) wandern, übertragen werden.
Aspekte der Offenbarung wurden als veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben. Durchschnittsfachleuten werden bei der Durchsicht dieser Offenbarung zahlreiche andere Ausführungsformen, Änderungen und Varianten innerhalb des Schutzbereichs und im Geiste der Offenbarung finden. Ein Durchschnittsfachmann wird zum Beispiel verstehen, dass die hier veranschaulichten Schritte in einer anderen als der genannten Reihenfolge ausgeführt werden können und dass ein oder mehrere der veranschaulichten Schritte gemäß Aspekten der Offenbarung optional sein können.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehende Kurzdarstellung der Erfindung sowie die folgende detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung lassen sich besser verstehen, wenn sie zusammen mit dem beigefügten Zeichnungen gelesen werden, welche beispielhaft und nicht einschränkend im Hinblick auf die beanspruchte Erfindung beigefügt sind.
1 zeigt ein Netzwerk mit einer Zentraleinheit und Endgeräten gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt ein Endgerät gemäß einer Ausführungsform.
3 zeigt eine Zentraleinheit gemäß einer Ausführungsform.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Begründung eines Schlafmodus für ein Endgerät durch eine Zentraleinheit gemäß einer Ausführungsform.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm, das von einer Zentraleinheit ausgeführt wird, um eine Anforderung für einen Schlafmodus(RSM)-Befehl von einem Endgerät gemäß einer Ausführungsform zu verarbeiten.
6 zeigt ein Beispiel für das Verknüpfen von Statusinformationen, die von einem Endgerät empfangen werden, mit einem Betriebszustand des Endgeräts gemäß einer Ausführungsform.
7 zeigt ein Beispiel für das Verknüpfen von Statusinformationen, die von einem Endgerät empfangen werden, mit einem Wert der Zeit im Schlafmodus für das Endgerät und eine Aktion, die für das Endgerät gemäß einer Ausführungsform eingeleitet werden kann.
8 zeigt eine Abbildung der Gerätekennung eines Endgeräts, wobei sich das Endgerät an einem Standort gemäß einer Ausführungsform befindet.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm für eine Zentraleinheit, die einen Schlafmodus für ein Endgerät aufgrund einer angestrebten Energienutzung des Systems gemäß einer Ausführungsform konfiguriert.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 zeigt ein Netzwerk 100 mit einer Zentraleinheit 101 (die als Koordinator oder als Gateway bezeichnet werden kann), Routern 110–111 und Endgeräten 102–109 (z. B. ein Sensor, Schaltung oder Thermostat) gemäß einer Ausführungsform. Das Netzwerk 100 kann eine von verschiedenen Netzwerkspezifikationen unterstützen, einschließlich ZigBee^®, Bluetooth^® und Z-Wave^®. Zigbee-Vorrichtungen können zum Beispiel bei Anwendungen im Bereich Smart Energy, Medizin und Hausautomation eingesetzt werden. Bei Smart Energy-Anwendungen werden Zigbee-Erzeugnisse häufig verwendet, um die Energie- und Wassernutzung zu überprüfen und zu kontrollieren, was Verbrauchern hilft, Energie und Wasser, aber auch Geld einzusparen. Bei Anwendungen in der Medizin kann Zigbee bei dem Anschluss einer großen Zahl von Geräten zur Gesundheitsüberwachung unterstützend wirksam sein. Bei Anwendungen in der Hausautomation unterstützt Zigbee die Kontrolle der Haushaltsbeleuchtung, wie zum Beispiel Schaltungen, Dimmer, Anwesenheitssensoren und Lastregler.
Bei einigen Ausführungsformen setzt die zentrale Vorrichtung 101 ein Personal Area Network (PAN) in Gang, so dass die Endgeräte 102–109 sich über Router 110–111 mit dem Netzwerk 100 verbinden können. Die zentrale Vorrichtung 101 kann für die Auswahl des Kanals und der PAN-Kennung zuständig sein. Die zentrale Vorrichtung 101 kann bei dem Verteilen der Daten über das vermaschte Netz unterstützend tätig werden und hilft dabei, Anforderungen von den Routern 110–111 und den Endgeräten 110–111 zu verknüpfen. Wie noch erörtert wird, unterstützt die zentrale Vorrichtung 101 den Betrieb von Endgeräten 102–109 im Schlafmodus, um den Gesamtenergieverbrauch des Netzwerks 100 zu senken. Die zentrale Vorrichtung 101 behält üblicherweise ihre elektrische Leistung bei und arbeitet nicht im Schlafmodus.
Bei einigen Ausführungsformen beginnt die Zentraleinheit 101 mit dem Verknüpfungsprozess, indem sie dem Netzwerk 100 eine PAN-Kennung zuweist. Die Zuweisung kann auf verschiedene Arten erfolgen, zum Beispiel manuell (vorkonfiguriert) und dynamisch (durch das Überprüfen anderen PAN-Kennungen von Netzwerken, die in der Nähe bereits in Betrieb sind, so dass die PAN-Kennung nicht mit anderen Netzwerken kollidiert). Nachdem die Zentraleinheit 101 ihre Konfiguration abgeschlossen hat, kann die Zentraleinheit 101 Anfragen zu Netzverbindungen von den Routern 110–111 und den Endgeräten 102–109, die eine Verbindung mit dem PAN wünschen, annehmen.
Bei einigen Ausführungsformen können Router 110–111 mit dem Netzwerk 100 verbunden werden. Der Router 110 wird zum Beispiel angeschlossen, bevor die Endgeräte 105–106 und bevor der Router 111 angeschlossen wird. Die Router 110–111 behalten üblicherweise ihre elektrische Leistung bei und unterstützen keinen Betrieb im Schlafmodus.
Bei den Endgeräten 102–109 ist es üblicherweise nicht möglich, andere Geräte an das Netzwerk 100 anzuschließen, das Verteilen von Daten über das Netzwerk 100 zu unterstützen oder Tochtergeräte zu unterstützen. Das Endgerät 102–109 kann batteriebetrieben sein und kann daher im Schlafmodus betrieben werden, so dass die Vorrichtung 102–109 auf Aufgaben verzichten kann und den elektrischen Stromverbrauch senken kann, wodurch die Betriebszeit der Batterie des Geräts verlängert wird.
Es gibt verschiedene Arten, um das Endgerät 102–109 mit dem Netzwerk 100 zu verbinden. Das Endgerät 102–109 kann über eine Medienzugriffssteuerungs-(media access control, MAC) Teilschicht oder die Netzwerkschicht mit dem Netzwerk 100 verbunden werden. Hat die Zentraleinheit 101 ein Personal Area Network eingerichtet, legt das Endgerät 102–109 fest, ob die Zentraleinheit 101 dem Gerät erlauben wird, sich mit dem Netzwerk 100 zu verbinden. Das Endgerät 102–109 kann zum Beispiel ein Anforderungstelegramm zur Verknüpfung senden und kann sich mit dem Netzwerk 100 verbinden, sobald das Endgerät 102–109 eine Antwort auf die Verknüpfung empfängt. Die Zentraleinheit 101 kann den Endgeräten 109–109 die Verbindung anhand verschiedener Faktoren, einschließlich der Anzahl der Endgeräte, die sich bereits verbunden haben, erlauben.
Die Endgeräte 102–109 sind häufig batteriebetrieben, so dass die Geräte unabhängig von einem Netzanschluss betrieben werden können. Die Lebensdauer der Batterie der HF-Endgeräte 102–109 (vernetzte Geräte) kann bei dem Betrieb des Netzwerks 100 ein wichtiger Aspekt sein. Bei einigen Systemen werden batteriebetriebene HF-Endgeräte 102–109 für eine vorgegebene Zeitdauer in den Schlafmodus versetzt und wieder aufgeweckt, um den Energieverbrauch zu senken. Die Zentraleinheit 101 (auch als Gateway oder Koordinator bezeichnet) muss eventuell bestimmen, ob das Endgerät 102–109 sich noch im Netzwerk 100 befindet. Bei einigen herkömmlichen Systemen kann die zentrale Vorrichtung 101 das Netzwerk 100 dauerhaft abtasten, um die Verfügbarkeit der Endgeräte 102–109 zu überprüfen. Diese Technik wird häufig ein „Herzschlag” von drahtloser HF-Vernetzung genannt.
Falls jedoch der Betrieb des Endgeräts und die Aufweckfrequenz von der Umgebung oder deren Zustand, d. h. nachts oder wenn die Batterie einen niedrigen Ladezustand aufweist, abhängt, kann die festgelegte Herzschlagtechnik sich nicht positiv auf die Batterielebensdauer auswirken. Falls außerdem die Endgeräte 102–109 alle zur gleichen Zeit aufgeweckt werden, kann der übermäßige HF-Verkehr die Übertragungsqualität des Netzwerks 100 beeinträchtigen und zu wiederholten Übertragungsversuchen führen. Diese Situation kann daher ebenfalls die Batterielebensdauer der Batterieleistung beeinträchtigen.
2 zeigt ein Endgerät 102 gemäß einer Ausführungsform. Das Endgerät 102 weist eine Verarbeitungsvorrichtung 201, eine Speichervorrichtung 202 und eine Netzwerk-Schnittstelle 203 auf, die mit dem Netzwerk 100 gekoppelt ist. Mindestens eine Verarbeitungsvorrichtung 201 führt durch Computer ausführbare Befehle von der Speichervorrichtung 202 aus, so dass das Endgerät die beabsichtigte Funktionalität bieten kann, wobei die hier erörterten Prozesse ausgeführt werden können und mit der Zentraleinheit 101 über das Netzwerk 100 kommunizieren können. Die Verarbeitungsvorrichtung 201, die mindestens einen Prozessor aufweist, steuert üblicherweise den gesamten Betrieb des Endgeräts 102. Die Speichervorrichtung 202 weit computerlesbare Speichermedien auf, die jedes verfügbare Medium sein können, auf welche die Verarbeitungsvorrichtung 201 zugreifen kann.
Computerspeichermedien umfassen flüchtige und nichtflüchtige, herausnehmbare und nicht herausnehmbare Medien, die bei einem beliebigen Verfahren oder einer beliebigen Technologie zum Speichern von Informationen, wie zum Beispiel computerlesbare Befehle, Datenstrukturen, Programmmodule oder sonstige Daten, eingesetzt werden können. Computerspeichermedien umfassen unter anderem Direktzugriffsspeicher (Random Access Memory, RAM), Nur-Lese-Speicher (Read Only Memory, ROM, Electronically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM); Flashspeicher oder andere Speichertechnologien, CD-ROM, Digitale Video-Discs (DVD) oder andere optische Plattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetbänder, Magnetplattenspeicher oder andere Magnetspeichervorrichtungen oder sonstige Medien, die verwendet werden können, um die gewünschten Informationen zu speichern und auf welche die Verarbeitungsvorrichtung 201 zugreifen kann. Computerlesbare Medien können zum Beispiel unter anderem eine Kombination von Computerspeichermedien und Kommunikationsmedien umfassen.
Kommunikationsmedien enthalten üblicherweise computerlesbare Befehle, Datenstrukturen, Programmmodule oder sonstige Daten in einem modulierten Datensignal, wie zum Beispiel einer Trägerwelle oder einen anderen Transportmechanismus, und umfassen beliebige Informationsübermittlungsmedien. Ein moduliertes Datensignal umfasst ein Signal, bei dem eines oder mehrere seiner Merkmale derart festgesetzt oder verändert sind, dass Informationen in dem Signal verschlüsselt werden. Kommunikationsmedien umfassen zum Beispiel unter anderem drahtgebundene Medien, wie zum Beispiel ein drahtgebundenes Netzwerk oder eine direktverdrahtete Verbindung, und drahtlose Medien, wie zum Beispiel akustische, HF-, Infrarot- und sonstige drahtlose Medien.
Das Endgerät 102 kann über das Peripheriegerät 204 mit einem Peripheriegerät 205 verbunden sein (zum Beispiel mit einer Sensorvorrichtung und kann mit dem Endgerät 102 verbunden sein oder sich außerhalb des Endgeräts 102 befinden). Bei einigen Ausführungsformen kann das Peripheriegerät 205 durch die Verarbeitungsvorrichtung 201 gesteuert werden und/oder Eingabeinformationen liefern und/oder die Ausgabefunktionalität unterstützen.
3 zeigt die Zentraleinheit 101 gemäß einer Ausführungsform. Die Zentraleinheit 101 weist eine Verarbeitungsvorrichtung 301, eine Speichervorrichtung 302 und eine Netzwerk-Schnittstelle 303 auf. Mindestens eine Verarbeitungsvorrichtung 301 führt durch Computer ausführbare Befehle von der Speichervorrichtung 302 aus, so dass das Endgerät die beabsichtigte Funktionalität bieten kann, wobei die hier erörterten Prozesse ausgeführt werden können und mit den Endgeräten 102–109 über das Netzwerk 100 kommunizieren können. Die Verarbeitungsvorrichtung 301, die mindestens einen Prozessor aufweist, steuert üblicherweise den gesamten Betrieb der Zentralvorrichtung 101. Bei einigen Ausführungsformen ähnelt die Funktionsweise der Speichervorrichtung 302 denen der Speichervorrichtung 202 (wie in 2 dargestellt), wie bereits erörtert.
Die Zentralvorrichtung 101 kann über die Benutzerschnittstelle 304 mit der Anzeigevorrichtung 305 verbunden sein, um einem Benutzer ein Vorgehen zu melden, das bei einem bestimmten Endgeräts durchgeführt werden kann. Die Anzeigevorrichtung kann in die Zentralvorrichtung integriert sein oder sich außerhalb der Zentralvorrichtung 101 befinden. Falls die Batterie des Endgeräts zum Beispiel einen niedrigen Ladezustand aufweist, kann der Benutzer auf der Anzeigevorrichtung 305 informiert werden, dass die Batterie ausgetauscht werden sollte.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm 400 zur Begründung eines Schlafmodus des Endgeräts 102 durch eine Zentraleinheit 101 gemäß einer Ausführungsform. Bei einem Aspekt wird eine Technik bereitgestellt, um die Zeit im Schlafmodus von dem Endgerät 102 zu der Zentraleinheit 101 (die als Gateway oder Koordinator bezeichnet werden kann) zu senden, in welcher die Aufweckzeit des Endgeräts 102 an die Abtastzeit für die Zentraleinheit 101 angepasst wird. Die Technik befasst sich mit mindestens zwei Gesichtspunkten. Erstens wird die Taktgenauigkeit des Endgeräts 102 berücksichtigt. Falls zum Beispiel die Zeit im Schlafmodus lang ist und das Endgerät 102 eine schlechte Takttoleranz bei Endgeräten aufweist, kann die Zentraleinheit 101 das Aufwachen des Endgeräts 102 verpassen, wenn das Endgerät 102 eine Antwort sendet. Zweitens ist es möglich, dass die Zentraleinheit 101 den Grund nicht kennt, warum das Endgerät 102 einen Betrieb im Schlafmodus anfordert, so dass korrigierende Aktionen nicht rasch durchgeführt werden.
Um näher auf die oben genannten Gesichtspunkte einzugehen, kann das Endgerät 102 (zum Beispiel ein Sensor, eine Schaltung oder ein Thermostat) seine Informationen über die Takttoleranz an die Zentraleinheit 101 (z. B. Hub, Server oder Gateway) für das Netzwerk 100 senden, wenn das Endgerät 102 mit der Zentraleinheit 101 über das Netzwerk 100 verbunden ist. Wie im Folgenden erörtert wird, kann die Zentraleinheit 101 die Abtastzeit aufgrund der Information über die Takttoleranz anpassen.
Das Endgerät 102 kann Schlafmodus-Informationen über seinen Betrieb im Schlafmodus auf verschiedene Arten liefern. Das Endgerät 102 kann zum Beispiel eine Zeitanforderung an die Zentraleinheit 101 mit einem Zeitwert für den Betrieb im Schlafmodus senden. Alternativ kann das Endgerät 102 eine Anforderung für den Schlafmodus-Befehl (request for sleep mode, RSM) an die Zentraleinheit 101 senden. Der RSM-Befehl weist einen Code auf, der zwischen dem Endgerät 102 und der Zentraleinheit 101 festgelegt wird. Ein RSM-Code kann zum Beispiel bedeuten, dass das Endgerät eine niedrige Batterieladung aufweist. Ein anderer RSM-Code kann anzeigen, dass das Endgerät 102 einen Betrieb im Schlafmodus anfordert, weil das Endgerät im Nachtbetrieb arbeitet. Wird der RSM-Code empfangen, kann die Zentraleinheit 101 die Zeit des Endgeräts 102 im Schlafmodus bei der Ersteinrichtung festlegen. Die Zentraleinheit 101 kann zum Beispiel die Dauer der Zeit im Schlafmodus mit dem RSM-Code festlegen, wie in Tabelle 2 (7) dargestellt. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zentraleinheit 101 eine Tabelle (zum Beispiel Tabelle 1, wie in 6 dargestellt) verwenden, um den Betriebszustand an dem Endgerät 102 festzulegen, das mit der Abschaltanforderung verbunden ist.
Die Zentraleinheit 101 kann Tabelle 1 auf zahlreiche Arten erzeugen, zum Beispiel durch Vorab-Kenntnis der Tabelleninformationen, durch den Erhalt der Tabelleninformationen von dem Endgerät 102 oder durch den Erhalt der Tabelleninformationen über eine Benutzerschnittstelle. Anhand des RSM-Codes kann die Zentraleinheit 101, außer dem Verlängern der Zeit des Endgeräts 102 im Schlafmodus, ermitteln, was bei dem Endgerät 102 geschah und kann folglich einem Endbenutzer mitteilen, entsprechende Aktionen durchzuführen (zum Beispiel Tabelle 2, wie in 7 dargestellt).
Bei Block 401 sendet das Endgerät 102 Takttoleranzinformationen über seinen Systemtakt an die Zentraleinheit 101. Das Endgerät 102 kann den Systemtakt verwenden, um zu ermitteln, wann das Aufwecken aus dem Betrieb im Schlafmodus erfolgen muss. Wird das Endgerät 102 wieder aufgeweckt, kann das Endgerät 102 der Zentraleinheit 101 (entsprechende Zentraleinheit 101, die die Reaktion an Block 404 empfängt) eine Antwort senden, die eine Messnachricht, eine ”Alles ok.”-Nachricht, eine Schlafmodus-Anforderung oder eine bestimmte andere Nachricht enthält.
Bei Block 402 erhält die Zentraleinheit 101 Schlafmodus-Informationen über das Endgerät 102. Das Endgerät 102 kann zum Beispiel die Zentraleinheit 101 über die Zeit informieren, wann das Endgerät sich im Schlafmodus befindet. Die Zeit im Schlafmodus kann als relativer Wert (zum Beispiel von einer bestimmten Zeit an), als absoluter Wert oder als eine regelmäßige Zeit (zum Beispiel, wenn das Endgerät immer für eine bestimmte Zeitspanne in einen Schlafmodus versetzt wird) angegeben werden. Als weiteres Beispiel, das im Folgenden noch erörtert wird, kann die Zentraleinheit 101 einen RSM-Code von dem Endgerät 102 empfangen, der Angaben über den Betriebszustand am Endgerät 102 enthält. Die Zentraleinheit 101 kann dann den Code als Zeitinformationen über den Betrieb im Schlafmodus an dem Endgerät 102 entschlüsseln. Wie noch erörtert wird, kann die Zentraleinheit 101 ebenfalls eine Schlafmodus-Anforderung für das Endgerät 102 senden, um es für eine bestimmte Zeitspanne in einen Schlafmodus zu versetzen. Alternativ ist es möglich, dass die Zentraleinheit 101 vorab weiß, wann das Endgerät 102 sich in einem Schlafmodus befindet oder kann über eine Benutzer-Schnittstelle informiert werden.
Bei Block 403 stellt die Zentraleinheit 101 die Informationen über den Schlafmodus ein, um eine Abtastzeit zu erhalten, wann die Zentraleinheit 101 eine Antwort von dem Endgerät 102 empfangen sollte. Falls die Takttoleranz des Endgeräts 102 zum Beispiel +/–5% beträgt, kann die Aufweckzeit von der Zentraleinheit 101 so eingestellt werden, dass das Aufwecken um einen Faktor von 0,95 der erwarteten Zeit früher erfolgt. Auch kann das Abtastfenster um einen Faktor von 1,1 der erwarteten Abtastzeit vergrößert werden.
Bei Block 404 sucht die Zentraleinheit 101 nach einer Antwort des Endgeräts 102 während der eingestellten Abtastzeit. Empfängt die Zentralvorrichtung 101 keine Antwort innerhalb des festgelegten Zeitintervalls, bestimmt die Zentraleinheit 101 bei Block 405, dass das Endgerät 102 nicht mit dem Netzwerk 100 verbunden ist. Dies kann aus verschiedenen Gründen der Fall sein. Das Endgerät 102 wurde zum Beispiel physisch entfernt oder das Endgerät 102 weist keine entsprechende elektrische Leistung auf, aufgrund derer die Batterie ersetzt werden muss. Bei einigen Ausführungsformen kann die Zentraleinheit 101 einen Indikator erzeugen, so dass der Benutzer über die Situation informiert werden kann. Empfängt die Zentralvorrichtung 101 jedoch eine Antwort während der Abtastzeit bei Block 406, geht die Zentraleinheit 101 davon aus, dass das Endgerät 102 noch mit dem Netzwerk 102 verbunden ist.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm 500, das von der Zentraleinheit 101 ausgeführt wird, die eine Anforderung für einen Schlafmodus(RSM)-Befehl von dem Endgerät 102 gemäß einer Ausführungsform verarbeitet. Wie oben erörtert, kann die Zentraleinheit 101 einen RSM-Befehl von dem Endgerät 102 bei Block 501 empfangen. Der RSM-Code 601 kann einem Betriebszustand 602 an dem Endgerät 102 bei Block 502, zum Beispiel unter Verwendung der Tabelle, 1 zugeordnet werden. Ist der RSM-Code 601 zum Beispiel gleich ”011”, wird die Batterieleistung des Endgeräts als ”sehr niedrig” eingestuft. Ebenso kann der Benutzer auf der Anzeige 305 (wie in 3 dargestellt) bei Block 503 die Meldung erhalten, dass die Batterie aufgrund der Aktionsinformation 702 in Tabelle 2 ersetzt werden sollte. Ebenso wird die Zeit im Schlafmodus 701 auf vier Stunden erhöht, um den Energieverbrauch bei niedrigem Batteriestand zu senken. Als weiteres Beispiel wird der Betriebszustand am Endgerät 102, wenn der RSM-Code gleich ”101” ist, mit einem Ladeproblem in Verbindung gebracht (aufgrund von Tabelle 1, d. h., die Batterie lädt nicht ordnungsgemäß, weil zum Beispiel nicht genügend Energie gewonnen wird). In einem derartigen Fall kann der Benutzer informiert werden, dass die Ladeschaltung ersetzt und/oder das Endgerät 102 neu positioniert werden muss, so dass mehr Energie gewonnen werden kann.
8 zeigt Tabelle 3, die eine Zuordnung der Gerätekennung 801 des Endgeräts 102 zu dem Standort 802 des Endgeräts 102 gemäß einer Ausführungsform aufweist. Das Netzwerk 100 kann eine große Anzahl von Endgeräten umfassen, auch wenn dies nicht explizit in 1 dargestellt wird. Die Endgeräte können weit verteilt sein, können dynamisch versetzt sein und einem Benutzer verborgen sein. Um die Nachverfolgung des Standorts der Endgeräte zu erleichtern, kann die Zentraleinheit 101 die Tabelle 3 erzeugen, so dass die Zentraleinheit 101 den Standort eines entsprechenden Endgeräts aufgrund der Gerätekennung 801, die in einer Antwort von dem Gerät enthalten ist, ermitteln kann. Die Standortinformation kann dann in einer Meldung an den Benutzer über die an dem Endgerät durchzuführende Aktion enthalten sein.
9 zeigt ein Ablaufdiagramm 900 für die Zentraleinheit 101, die einen Schlafmodus für ein Endgerät 102 aufgrund eines beabsichtigten Energieverbrauchs des Systems gemäß einer Ausführungsform konfiguriert. Bei Block 901 bestimmt die Zentraleinheit 101 den beabsichtigten Gesamtenergieverbrauch für das Netzwerk 100 über eine Zeitspanne (T_span), z. B. eine Stunde, Tag, Woche oder Monat.
Mit Bezug auf 1 ist die verbrauchte Energie des Netzwerks 100 die Summe der Energieverbräuche für die Zentralvorrichtung 101, Router 110–111 und die Endgeräte 102–109, wobei: E_network = E_end-devices + E_routers + E_{central_unit} (EQ. 1)
Üblicherweise sollte der Betrieb der Router 110–111 und der Zentraleinheit 101 nicht verändert werden. Daher werden nur die Endgeräte 102–109 verändert, um selektiv in einem Schlafmodus zu arbeiten, um den Energieverbrauch zu senken. Bei einigen Ausführungsformen ist E_network der angestrebte Energieverbrauch des Netzwerks 100, während E_routers und E_{central_unit} vorab bekannt sind oder gemessen werden. In einem derartigen Fall ändert die Zentraleinheit 101 den Betrieb der Endgeräte 102–109 im Schlafmodus (entsprechend E_{end_devices}).
Bei einigen Ausführungsformen kann der Energieverbrauch des Endgeräts i(E_i) anhand der Energie bestimmt werden, die während des Betriebs im Schlafmodus (E_sleep,i) verbraucht wird, und der Energie, die während des Betriebs im Wachmodus (E_wake,i) verbraucht wird. Die entsprechende verbrauchte Leistung kann für jedes Endgerät 102–109gemessen werden oder vorab bekannt sein. Daher kann die verbrauchte Energie anhand der verbrauchten Leistung während der Zeiten, in denen jedes Gerät sich im Schlaf- und Wachmodus befindet, bestimmt werden. E_{end_devices} ist die Summe der verbrauchten Energie für sämtliche Endgeräte (N) und lässt sich wie folgt ausdrücken: E_{end_devices} = Σ N / i=1(P_sleep,i·T_sleep,i + P_wake,i·T_wake,i) (EQ. 2)
Bei einigen Ausführungsformen kann ein Endgerät sich nur im Schlafmodus oder im Wachmodus befinden und daher gilt: T_sleep,i = T_span – T_wake,i. In derartigen Fällen kann EQ.2 wie folgt ausgedrückt werden: E_{end_devices} = Σ N / iT_wake,i·(P_wake,i – P_sleep,i) + T_span·P_sleep,i (EQ. 3)
Bei einigen Ausführungsformen können sämtliche Endgeräte mit derselben Priorität behandelt werden, so dass jedes der Endgeräte sich für die gleiche Zeitdauer (T_wake) während T_span im Wachmodus befindet. In einem derartigen Fall gilt:
wobei T_sleep = T_span – T_wake (EQ. 5)
Während EQs. 4 und 5 die gesamten Zeiten im Schlaf- und Wachmodus eines Endgeräts ausdrücken, kann der Betrieb im Schlafmodus über T_span unterschiedlich verwaltet werden. Die Zentraleinheit 101 kann zum Beispiel den Betrieb eines Endgeräts im Schlafmodus einheitlich über T_span oder nur in Zeiten relativer Inaktivität (z. B. nachts) starten. Ebenso können Zeiten im Schlafmodus für verschiedene Endgeräte zeitlich versetzt sein, um den Netzwerkverkehr über das Netzwerk abzuschwächen, wenn die Endgeräte sich im Wachmodus befinden.
Bei einigen Ausführungsformen können die Endgeräte 102–109 mit unterschiedlichen Prioritätsstufen verbunden sein, während derer die Zeit im Wachmodus eines häufig aktiven Endgeräts sich länger als ein Endgerät, das relativ inaktiv ist, im Wachmodus befindet. Falls zum Beispiel das Endgerät i der Prioritätsstufe k zugeordnet ist: T_wake,i = M_k·T_wake (EQ. 6) wobei M_k ein Multiplikator ist, der mit der Prioritätsstufe k verknüpft ist, und T_wake die Grundzeit im Wachmodus ist. Das sich daraus ergebende T_wake,i kann dann auf EQ. 3 angewandt werden, um T_wake zu bestimmen.
Wurden die Zeiten im Wach- und Schlafmodus bei Block 901 bestimmt, kann die Zentraleinheit 101 die Endgeräte anweisen, im Schlafmodus zu geeigneten Zeiten während T_span an Block 902 zu arbeiten, so dass der beabsichtigte Energieverbrauch des Netzwerks 100 erreicht werden kann. Die Zentraleinheit 101 kann zum Beispiel eine Anforderung für Schlafmodus für ein Endgerät 102 mit einer vorgegebenen Zeit oder RSM-Code einleiten.
Ausführungsformen der Offenbarung können Formen von computerlesbaren Medien umfassen. Computerlesbare Medien umfassen alle verfügbaren Medien, auf die eine Verarbeitungsvorrichtung, zum Beispiel die Verarbeitungsvorrichtung 201 oder 301, wie in 2 beziehungsweise 3 dargestellt, zugreifen kann. Computerlesbare Medien können Speichermedien und Kommunikationsmedien umfassen und können in einigen Beispielen nicht übertragbar sein. Speichermedien umfassen flüchtige und nichtflüchtige, herausnehmbare und nicht herausnehmbare Medien, die bei einem beliebigen Verfahren oder Technologie zum Speichern von Informationen, wie zum Beispiel computerlesbare Befehle, Objektcodes, Datenstrukturen, Programmmodule oder sonstige Daten, eingesetzt werden können. Kommunikationsmedien können alle Medien umfassen, die Informationen liefern, und enthalten üblicherweise Daten in einem modulierten Datensignal, wie zum Beispiel eine Trägerwelle oder einen anderen Transportmechanismus.
Auch wenn dies nicht erforderlich ist, wird ein Durchschnittsfachmann berücksichtigen, dass verschiedene der hier erörterten Aspekte als ein Verfahren, ein Datenverarbeitungssystem oder als computerlesbares Medium, das durch Computer ausführbare Befehle speichert, ausgeführt werden können. Zum Beispiel wird ein computerlesbares Medium betrachtet, das Befehle speichert, damit ein Prozessor Schritte eines Verfahrens gemäß Aspekten der Erfindung ausführt. Aspekte der hier offenbarten Verfahrensschritte können zum Beispiel auf einem Prozessor auf einer Rechnervorrichtung 101 ausgeführt werden. Ein derartiger Prozessor kann durch Computer ausführbare Befehle ausführen, die auf einem computerlesbaren Medium gespeichert werden.
Ein Fachmann wird sich bewusst sein, dass ein Computersystem mit einem verbundenen computerlesbaren Medium, das Befehle zum Steuern des Computersystems enthält, verwendet werden kann, um die hier offenbarten Ausführungsbeispiele auszuführen. Das Computersystem kann mindestens einen Computer, wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen digitalen Signalprozessor, und verknüpfte periphere elektronische Schaltungen umfassen.
Auch wenn der Gegenstand in einer Sprache beschrieben wurde, die für strukturelle Merkmale und/oder methodische Handlungen spezifisch ist, gilt, dass der in den beigefügten Ansprüchen festgelegte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die oben beschriebenen spezifischen Merkmale oder Handlungen begrenzt ist. Stattdessen werden die oben beschriebenen spezifischen Merkmale und Handlungen als beispielhafte Ausführungen der Ansprüche offenbart.

Claims

Vorrichtung umfassend: mindestens einen Speicher; und mindestens einen Prozessor, der mit dem mindestens einen Speicher gekoppelt ist und der konfiguriert ist, um anhand von Befehlen, die in dem mindestens einen Speicher gespeichert sind, Folgendes auszuführen: Erhalten von Informationen über den Schlafmodus für ein Endgerät in einem Netzwerk, wobei die Informationen über den Schlafmodus Angaben enthalten, wann das Endgerät sich im Schlafmodus befindet; Bestimmen einer Abtastzeit aufgrund der Informationen über den Schlafmodus; und Bestimmen, ob innerhalb der Abtastzeit eine Antwort von dem Endgerät empfangen wird, wenn das Endgerät aus dem Schlafmodus aufgeweckt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Empfangen von Toleranzinformationen von dem Endgerät, wobei die Toleranzinformationen Angaben enthalten über eine Taktgenauigkeit des Endgeräts; und Anpassen der Informationen über den Schlafmodus anhand der Toleranzinformationen, um die Abtastzeit zu erhalten, um die Antwort von dem Endgerät zu empfangen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Empfangen einer Anforderung von dem Endgerät, wobei die Anforderung Statusinformationen enthält, die Angaben enthalten über einen Betriebszustand des Endgeräts.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Umwandeln der Statusinformationen in einen Wert der Zeit im Schlafmodus, wobei der Wert der Zeit im Schlafmodus Angaben darüber enthält, wann das Endgerät sich im Schlafmodus befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Bestimmen einer Aktionsanzeige aus den Statusinformationen, wobei die Aktionsanzeige Angaben über eine Aktion enthält, die bei dem Endgerät eingeleitet werden soll.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Anforderung eine Gerätekennung enthält und wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Umwandeln der Gerätekennung in eine Standortanzeige.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Senden der Aktionsanzeige an eine Anzeigevorrichtung.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Statusinformationen einen Code enthalten und wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Übersetzen des Codes in einen Wert der Zeit im Schlafmodus.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Empfangen von Übersetzungsinformationen von dem Endgerät für das Übersetzen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Anweisen des Endgeräts, den Betrieb im Schlafmodus für eine Zeitdauer aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Bestimmen einer angestrebten Energienutzung für das Netzwerk; und Bestimmen der Zeitdauer aufgrund der angestrebten Energienutzung.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Einstellen der Zeitdauer auf einen vorgegebenen Wert.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Senden einer Codeanzeige an das Endgerät, die Angaben über die Zeitdauer enthält.
Verfahren, umfassend: Erhalten von Informationen über einen Schlafmodus für ein Endgerät, wobei die Informationen über den Schlafmodus Angaben enthalten, wann das Endgerät sich im Schlafmodus befindet; Bestimmen einer Abtastzeit aus den Informationen über den Schlafmodus; und Bestimmen, ob innerhalb der Abtastzeit eine Antwort von dem Endgerät empfangen wird, wenn das Endgerät aus dem Schlafmodus aufgeweckt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend: Empfangen von Toleranzinformationen von dem Endgerät, wobei die Toleranzinformationen Angaben enthalten über eine Taktgenauigkeit des Endgeräts; und Anpassen der Informationen über den Schlafmodus anhand der Toleranzinformationen, um die Abtastzeit zu erhalten, um die Antwort von dem Endgerät zu empfangen.
Vorrichtung umfassend: mindestens einen Speicher; und mindestens einen Prozessor, der mit dem mindestens einen Speicher gekoppelt ist und der konfiguriert ist, um anhand der Befehle, die in dem mindestens einen Speicher gespeichert sind, Folgendes auszuführen: Bestimmen eines Betriebszustands der Vorrichtung; Erzeugen von Statusinformationen, die Angaben über den Betriebszustand enthalten; und Senden einer Anforderung von der Vorrichtung, in der der Betrieb im Schlafmodus für die Vorrichtung angefordert wird, wobei die Anforderung die Statusinformationen enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Bestimmen eines Standorts des Geräts; und Aufnehmen von Standortinformationen in die Anforderung.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Empfangen eines Befehls, um den Betrieb im Schlafmodus für eine Zeitdauer aufzunehmen; und Aufnehmen des Betriebs im Schlafmodus für die Zeitdauer.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Bestimmen Folgendes umfasst: Bewerten des Zustands einer Batterie der Vorrichtung; und Aufnehmen von Batterieinformationen über den Zustand der Batterie in die Statusinformationen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Bestimmen Folgendes umfasst: Bestimmen einer Betriebszeit der Vorrichtung; und Aufnehmen der Betriebszeit in die Statusinformationen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei der mindestens eine Prozessor ferner konfiguriert ist, um Folgendes auszuführen: Senden von Toleranzinformationen, wobei die Toleranzinformationen Angaben enthalten über eine Taktgenauigkeit der Vorrichtung.
Verfahren, umfassend: Senden von Toleranzinformationen durch ein Endgerät, wobei die Toleranzinformationen Angaben enthalten über eine Taktgenauigkeit des Endgeräts; Bestimmen eines Betriebszustands eines Endgeräts; Erzeugen von Statusinformationen, die Angaben über den Betriebszustand enthalten; und Senden einer Anforderung von dem Endgerät über ein Netzwerk an eine Zentraleinheit, mit der der Betrieb im Schlafmodus für das Endgerät zu einer Zeit angefordert wird, die von dem Takt des Endgeräts abgeleitet ist, wobei die Anforderung die Statusinformationen über den Betriebszustand enthält.