DE102015006565A1

DE102015006565A1 - Mittels mems mit energie gespeiste drahtlose systeme mit adaptiver kommunikation

Info

Publication number: DE102015006565A1
Application number: DE102015006565.3A
Authority: DE
Inventors: Pieter Vorenkamp
Original assignee: Broadcom Corp
Current assignee: Broadcom Corp
Priority date: 2014-05-20
Filing date: 2015-05-20
Publication date: 2015-11-26
Also published as: US20150341842A1; HK1215078A1; CN105094006A; CN204740460U

Abstract

Eine drahtlose Vorrichtung weist eine drahtlose Schnittstelle, eine Energie-erntende Komponente mit einem mikroelektromechanischen System (MEMS), einen mit der Energie-erntenden MEMS-Komponente gekoppelten Energiespeicher und eine Schaltungsanordnung zur Verarbeitung auf. Die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ist so konfiguriert, dass sie als Reaktion auf ein Energiesammelereignis eine Menge von mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente gesammelter oder in dem Energiespeicher gespeicherter Energie bestimmt, auf der Grundlage der Menge von gesammelter Energie Operationen zur drahtlosen Kommunikation bestimmt und gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation über die drahtlose Schnittstelle mit einer fernen Vorrichtung kommuniziert.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft Kommunikationsvorrichtungen; und, genauer gesagt, drahtlose Kommunikationsvorrichtungen, die mikroelektromechanische Systeme (MEMS) zum Einspeisen von Energie für die Vorrichtung beinhalten.
Es ist bekannt, dass Kommunikationssysteme die drahtlose und drahtgebundene Kommunikation zwischen drahtlosen und/oder drahtgebundenen Kommunikationsvorrichtungen unterstützen. Solche Kommunikationssysteme reichen von nationalen und/oder internationalen Mobilfunksystemen über das Internet bis zu drahtlosen Punkt-zu-Punkt-Heimnetzwerken. Jede Art von Kommunikationssystem ist gemäß einem oder mehreren Kommunikationsstandards aufgebaut und funktioniert folglich demgemäß. Zum Beispiel können drahtlose Kommunikationssysteme gemäß einem oder mehreren Standards funktionieren, die IEEE 802.11x, Bluetooth, drahtlose Weitverkehrsnetzwerke wie WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access, weltweite Interoperabilität für Mikrowellenzugang), AMPS (Advanced Mobile Phone Services, erweiterte Mobiltelefondienste), digitales AMPS, GSM (Global System for Mobile Communications, globales System für Mobilkommunikation), nordamerikanisches CDMA (Code Division Multiple Access, Codemultiplexverfahren), Breitband-CDMA, LMDS (Local Multi-Point Distribution Systems, lokale Mehrpunkt-Verteilungssysteme), MMDS (Multi-Channel-Multi-Point Distribution Systems, Mehrkanal-Mehrpunkt-Verteilungssysteme), RFID (Radio Frequency Identification, Identifizierung mithilfe von Funkwellen), EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution, Erhöhung der Datenübertragungsgeschwindigkeiten für GSM-Entwicklung) GPRS (General Packet Radio Service, allgemeiner paketorientierter Funkdienst) und viele weitere umfassen, aber nicht auf diese beschränkt sind. Kommunikationssysteme können auch gemäß proprietären Formaten und gemäß Formaten funktionieren, bei denen es sich um modifizierte Standardformate handelt. Typischerweise wird das Datenübertragungsformat so gewählt, dass es einer bestimmten Erfordernis und/oder Implementierung genügt.
MEMS-Vorrichtungen (Micro Electro-Mechanical Systems, mikroelektromechanische Systeme) sind ebenfalls gut bekannt. Diese Vorrichtungen können zusammen mit weiterer Elektronik in einem Siliziumsubstrat ausgebildet sein. Diese Vorrichtungen dienen zum Umwandeln zwischen elektrischer Energie und mechanischer Energie und zwischen elektrischer Energie und thermischer Energie. In dem Internet der Dinge (IoT, Internet of Things) wird in Betracht gezogen, dass Gegenstände, die einen Teil unseres täglichen Lebens bilden, über diverse Netzwerke, einschließlich des Internet miteinander kommunizieren können. Diese Gegenstände werden Kommunikationsschnittstellen, in vielen Fällen drahtlose Schnittstellen, aufweisen und können von MEMS-Vorrichtungen mit Energie gespeist werden.
Gemäß einer erfindungsgemäßen Erscheinungsform wird eine drahtlose Vorrichtung vorgesehen, die Folgendes aufweist:
eine drahtlose Schnittstelle;
eine Energie-erntende Komponente mit einem mikroelektromechanischen System (MEMS);
einen mit der Energie-erntenden MEMS-Komponente gekoppelten Energiespeicher; und
eine mit wenigstens einigen von der drahtlosen Schnittstelle, der Energie-erntenden MEMS-Komponente und dem Energiespeicher gekoppelte Schaltungsanordnung zur Verarbeitung, wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung für Folgendes konfiguriert ist:
Bestimmen einer als Reaktion auf ein Energiesammelereignis mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente gesammelten oder in dem Energiespeicher gespeicherten Menge von Energie;
Bestimmen von Operationen zur drahtlosen Kommunikation auf der Grundlage der Menge der gesammelten Energie; und
Kommunizieren mit einer fernen Vorrichtung über die drahtlose Schnittstelle gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation.
Zweckmäßigerweise umfassen die bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation ein Datenübertragungsformat zur Verwendung beim Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung.
Zweckmäßigerweise umfassen die bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation ein Kommunikationsfrequenzband zur Verwendung beim Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung.
Zweckmäßigerweise umfassen die bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation eine Menge von an die ferne Vorrichtung zu übertragenden Daten.
Zweckmäßigerweise ist die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert, dass sie gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation mit der fernen Vorrichtung über die drahtlose Schnittstelle kommuniziert, indem sie die für das Energiesammelereignis gesammelte Menge von Energie kommuniziert.
Zweckmäßigerweise umfasst die drahtlose Vorrichtung ferner wenigstens eines von einem Temperaturmelder oder einem Ringoszillator;
wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert ist, dass sie ihren Betriebszustand auf der Grundlage des Ausgangs des Temperaturmelders oder des Ringoszillators erkennt; und
wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert ist, dass sie ihren Betrieb auf der Grundlage des Betriebszustands anpasst oder den Betriebszustand an die ferne Vorrichtung meldet.
Zweckmäßigerweise umfasst die Energie-erntende MEMS-Komponente Folgendes:
eine Komponente, die Energie auf der Grundlage einer örtlichen Vibration sammelt; und
eine Komponente, die Energie auf der Grundlage eines örtlichen Wärmegradienten sammelt,
wobei das Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung über die drahtlose Schnittstelle gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation eine Angabe umfasst, wie die Energie mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente während des Energiesammelereignisses gesammelt wurde.
Gemäß einer Erscheinungsform wird ein Verfahren zum Betreiben einer drahtlosen Vorrichtung vorgesehen, das Folgendes umfasst:
Ernten von Energie über eine Energie-erntende Komponente mit einem mikroelektromechanischen System (MEMS);
Speichern der geernteten Energie in einem Energiespeicher;
Bestimmen einer als Reaktion auf ein Energiesammelereignis mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente gesammelten oder in dem Energiespeicher gespeicherten Menge von Energie;
Bestimmen von Operationen zur drahtlosen Kommunikation auf der Grundlage der Menge der gesammelten Energie; und
Kommunizieren mit einer fernen Vorrichtung über eine drahtlose Schnittstelle gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation.
Zweckmäßigerweise umfassen die bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation ein Datenübertragungsformat zur Verwendung beim Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung.
Zweckmäßigerweise umfassen die bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation ein Kommunikationsfrequenzband zur Verwendung beim Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung.
Zweckmäßigerweise umfassen die bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation eine Menge von an die ferne Vorrichtung zu übertragenden Daten.
Zweckmäßigerweise umfasst das Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung über die drahtlose Schnittstelle gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation das Kommunizieren der für das Energiesammelereignis gesammelten Menge von Energie.
Zweckmäßigerweise umfasst das Verfahren ferner die folgenden Schritte:
Erkennen des Betriebszustands der drahtlosen Vorrichtung auf der Grundlage des Ausgangs eines Temperaturmelders oder eines Ringoszillators; und
Anpassen des Betriebs der drahtlosen Vorrichtung auf der Grundlage des Betriebszustands oder Kommunizieren des Betriebszustands an die ferne Vorrichtung.
Zweckmäßigerweise:
umfasst das Sammeln von Energie mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente wenigstens eines von dem Sammeln von Energie auf der Grundlage einer örtlichen Vibration und dem Sammeln von Energie auf der Grundlage eines örtlichen Wärmegradienten; und
umfasst das Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung über die drahtlose Schnittstelle gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation das Melden an die ferne Vorrichtung, wie die Energie mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente während des Energiesammelereignisses gesammelt wurde.
Gemäß einer Erscheinungsform umfasst eine drahtlose Vorrichtung Folgendes:
eine drahtlose Schnittstelle, die drahtlose Kommunikationen gemäß einer Vielzahl von sich voneinander unterscheidenden Protokollen zur drahtlosen Datenübertragung unterstützt;
eine Energie-erntende Komponente mit einem mikroelektromechanischen System (MEMS);
einen mit der Energie-erntenden MEMS-Komponente gekoppelten Energiespeicher; und
eine mit wenigstens einigen von der drahtlosen Schnittstelle, der Energie-erntenden MEMS-Komponente und dem Energiespeicher gekoppelte Schaltungsanordnung zur Verarbeitung, wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung für Folgendes konfiguriert ist:
Bestimmen einer als Reaktion auf ein Energiesammelereignis mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente gesammelten oder in dem Energiespeicher gespeicherten Menge von Energie;
Auswählen eines Protokolls zur drahtlosen Datenübertragung aus der Vielzahl von Protokollen zur drahtlosen Datenübertragung auf der Grundlage der Menge der gesammelten Energie; und
Kommunizieren mit einer fernen Vorrichtung über die drahtlose Schnittstelle gemäß dem ausgewählten Protokoll zur drahtlosen Datenübertragung.
Zweckmäßigerweise:
unterstützt die drahtlose Schnittstelle drahtlose Kommunikationen in einer Vielzahl von verschiedenen Kommunikationsfrequenzbändern;
wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage der Menge der gesammelten Energie aus der Vielzahl von unterschiedlichen Frequenzbändern für die Kommunikation ein Frequenzband zur drahtlosen Kommunikation auswählt; und
wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert ist, dass sie gemäß dem ausgewählten Frequenzband zur drahtlosen Kommunikation über die drahtlose Schnittstelle mit der fernen Vorrichtung kommuniziert.
Zweckmäßigerweise ist die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert, dass sie auf der Grundlage der gesammelten Energie eine Menge von Daten bestimmt, die an die ferne Vorrichtung übertragen werden sollen.
Zweckmäßigerweise ist die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert, dass sie die für das Energiesammelereignis gesammelte Menge von Energie über die drahtlose Schnittstelle an die ferne Vorrichtung kommuniziert.
Zweckmäßigerweise umfasst die drahtlose Vorrichtung ferner wenigstens eines von einem Temperaturmelder oder einem Ringoszillator;
wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert ist, dass sie den Betriebszustand der drahtlosen Vorrichtung auf dem Ausgang des Temperaturmelders oder des Ringoszillators erkennt; und
wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert ist, dass sie ihren Betrieb auf der Grundlage des Betriebszustands anpasst oder den Betriebszustand an die ferne Vorrichtung kommuniziert.
Zweckmäßigerweise umfasst die Energie-erntende MEMS-Komponente Folgendes:
eine Komponente, die Energie auf der Grundlage einer örtlichen Vibration sammelt; und
eine Komponente, die Energie auf der Grundlage eines örtlichen Wärmegradienten sammelt,
wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner für eine Angabe, wie die Energie während des Energiesammelereignisses mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente gesammelt wurde, konfiguriert ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG(EN)
1 ist ein Systemdiagramm, das Räumlichkeiten mit einer Vielzahl von darauf installierten Client-Vorrichtungen veranschaulicht;
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Client-Vorrichtung mit einer Energie-erntenden Einheit mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb einer Client-Vorrichtung veranschaulicht, die gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet;
4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb eines Systems veranschaulicht, das gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb einer Client-Vorrichtung veranschaulicht, die gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet;
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Programmier-/Konfigurationsbetrieb einer Client-Vorrichtung veranschaulicht, die gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet;
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Programmier-/Konfigurationsbetrieb einer Client-Vorrichtung veranschaulicht, die gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet;
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Programmier-/Konfigurationsbetrieb einer Client-Vorrichtung veranschaulicht, die gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet;
9 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb eines Systems veranschaulicht, das gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet; und
10 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb eines Systems veranschaulicht, das gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1 ist ein Systemdiagramm, das Räumlichkeiten 100 (Wohnhaus, Büro, Lager, usw.) mit einer Vielzahl von darin installierten Client-Vorrichtungen 120 veranschaulicht. Die Räumlichkeiten 100 von 1 haben mehrere Räume 104, 106, 108 und 110. Das System weist ein Gateway 112 auf, bei dem es sich um einen drahtlosen Zugangspunkt, einen verdrahteten Router, einen drahtlosen Router oder eine andere Vorrichtung handeln kann, welche den Kommunikationsbedürfnissen der Räumlichkeiten 100 gerecht wird. Das Gateway 112 kann die Räumlichkeiten 100 über ein Kabelmodemsystem, ein Weitverkehrsnetzwerk (WAN), ein Satellitenkommunikationssystem, ein Telefonienetz-Kommunikationssystem (zum Beispiel über xDSL-Kommunikation), ein Kommunikationsnetzwerk über Stromkabel, ein Mobilfunknetz oder über ein anderes Kommunikationssystem mit dem Internet verbinden. Das Gateway kann die Kommunikation über ein WLAN (Wireless Local Area Network, drahtloses lokales Netzwerk, zum Beispiel IEEE 802.11x), die Kommunikation über ein WPAN (Wireless Personal Area Network, drahtloses persönliches Netzwerk, zum Beispiel Bluetooth), Millimeterwellen, zum Beispiel 60-GHz-Kommunikation oder über eine andere drahtlose Kommunikation mit der Vielzahl von Client-Vorrichtungen 120 unterstützen. Das Gateway 112 kann außerdem als Steuereinheit für das Sicherheitssystem der Räumlichkeiten dienen, indem es mit einem zentralen Alarmüberwachungsdienst über eine dadurch bediente Kommunikationsschnittstelle kommuniziert. Somit kann das Gateway 112 mehrere Funktionen erfüllen oder einfach als Vorrichtung für das Sicherheitssystem der Räumlichkeiten dienen.
Eine Vielzahl von drahtlosen Überwachungsvorrichtungen 114 weist jeweils einen Bewegungsmelder, eine Schaltungsanordnung zur Verarbeitung und eine drahtlose Schnittstelle auf, die den Vorrichtungen 114 eine kommunikative Kopplung mit dem Gateway 112 und mit der Vielzahl von Client-Vorrichtungen 120 erlauben. Jede von der Vielzahl von Client-Vorrichtungen 120 weist in sich eine Energie-erntende Komponente mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) auf, die, in Verbindung mit weiterer Elektronik der Client-Vorrichtungen 120, zum Erkennen von Bewegung, zum Erkennen von Wärme und/oder zum Überwachen weiterer Aktivitäten innerhalb der Räumlichkeiten 100 verwendet wird. Bekanntlich führt ein Typ von MEMS-Vorrichtung eine Umwandlung zwischen mechanischer Energie und elektrischer Energie durch, und ein weiterer Typ von MEMS-Vorrichtung führt eine Umwandlung zwischen Wärmeenergie und elektrischer Energie durch. Einige der Client-Vorrichtungen 120 sind von dem ersten Typ, und andere der Client-Vorrichtungen 120 sind von dem zweiten Typ. Die Vielzahl von Client-Vorrichtungen 120 kann auch weitere Funktionen erfüllen, wie beispielsweise Melden von Feuer oder Rauch, Erkennung von Licht, Luftbewegung, Temperatur, usw.
Die Client-Vorrichtungen 120 sind an Wänden, Decken und Böden der Räume 104, 106, 108 und 110 der Räumlichkeiten 100 angebracht. Gemäß einer Erscheinungsform arbeiten die Client-Vorrichtungen als Teil eines Sicherheitssystems, welches die Räumlichkeiten 100 überwacht. Durch das Erkennen einer örtlich begrenzten Vibration (mechanische Energie) und/oder von Wärmeenergie sind die Energie-erntenden MEMS-Einheiten der Client-Vorrichtungen 120 in der Lage, Bewegungen innerhalb der Räumlichkeiten 100 und/oder die Anwesenheit von Wärmeerzeugungsquellen innerhalb der Räumlichkeiten, zum Beispiel Menschen, Tiere, usw. zu erkennen.
Die Vielzahl von Client-Vorrichtungen 120 ist auf verschiedene Positionen über die Räumlichkeiten verteilt, um jeweils aussagekräftige Daten zu erfassen. Zum Beispiel können Client-Vorrichtungen 120, die Wärmeenergie erkennen, entlang von Wänden in einem Flur oder in der Nähe einer Eingangstür platziert werden, um die Anwesenheit einer Person in einem solchen Bereich zu erkennen. Analog dazu können Client-Vorrichtungen 120, die Wärmeenergie erkennen, weit unten an einer Wand platziert werden, sodass sie nur die Anwesenheit von Hunden oder Katzen erkennen. Client-Vorrichtungen 120, die Vibrationsenergie erkennen, können auf dem Boden in Bereichen mit hohem Verkehrsaufkommen platziert werden, um Fußgängerverkehr in solchen Bereichen zu erkennen. Client-Vorrichtungen 120, die Vibrationsenergie erkennen, können außerdem in/an Wänden von relevanten Stellen innerhalb der Räumlichkeiten 100 platziert werden, um örtlich begrenzte Bewegungen von Menschen und Haustieren zu erkennen.
Jede der Client-Vorrichtungen 120 steht in Kommunikation mit einem oder mehreren von dem Gateway 112 und/oder der drahtlosen Überwachungsvorrichtungen 114. Bei einigen Konstruktionen kommunizieren die Client-Vorrichtungen 120 drahtlos. Bei anderen Konstruktionen kommunizieren die Client-Vorrichtungen 120 über drahtgebundene Verbindungen. Das Gateway 112 (oder eine andere Vorrichtung) hat Kenntnis davon, wo sich jede Client-Vorrichtung 120 innerhalb der Räumlichkeiten 100 befindet und ist auf der Grundlage dieser Informationen in der Lage zu bestimmen, ob es sich bei einem erkannten Ereignis um ein Sicherheitsereignis handelt oder nicht, und demgemäß zu arbeiten. Wenn zum Beispiel eine sich unten an einer Wand befindliche Client-Vorrichtung 120 die Anwesenheit einer Wärmequelle erkennt, aber eine oben an derselben Wand befindliche Client-Vorrichtung 120 die Anwesenheit der Wärmequelle nicht erkennt, kann das Sicherheitssystem (des Gateways 112) daraus schließen, dass es sich bei der Wärmequelle um einen Hund handelt, der häufig in den Räumlichkeiten 100 anwesend ist. Wenn jedoch mehrere Client-Vorrichtungen 120 erkennen, dass Wärmeenergie entlang einer Wand sowohl oben als auch unten vorhanden ist, kann das Sicherheitssystem bestimmen, dass es sich bei der Quelle der Wärmeenergie um eine Person handelt, und es wird ein Alarm ausgelöst.
Die Client-Vorrichtungen 120 können an Türen und Fenstern installiert sein, um die Bewegung der Türen/Fenster zu erkennen. Bei einem Bewegungsereignis solcher Türen und/oder Fenster melden die Client-Vorrichtungen 120 ein solches Ereignis dem Sicherheitssystem. Diese Informationen können mit mittels anderer Client-Vorrichtungen 120 gesammelter Informationen kombiniert werden, um zu einer Schlussfolgerung zu kommen, ob ein Alarm ausgelöst werden soll oder ob kein Alarm ausgelöst werden soll. Diese und weitere Operationen von Client-Vorrichtungen 120 und des Sicherheitssystems werden in dem vorliegenden Dokument unter Bezugnahme auf zusätzliche Figuren weiter beschrieben.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Client-Vorrichtung 120 mit einer Energie-erntenden Komponente mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Die Client-Vorrichtung 120 weist eine Schaltungsanordnung zur Verarbeitung 202, einen Speicher 204, eine Energie-erntende MEMS-Einheit 206, einen Energiespeicher 208, eine drahtlose Schnittstelle 210, eine optionale drahtgebundene Schnittstelle 212, eine optionale RF-Energiesammeleinheit 214 und eine optionale Kamera 216 auf. Alle der Komponenten der Client-Vorrichtung 120 können in einem relativ kleinen Gehäuse enthalten sein, das an/in einer Wand, an/in einer Tür, an/in einem Fenster und/oder an einer anderen Stelle angebracht sein kann.
Die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung 202 kann eines oder mehrere von einem Systemprozessor, einer Digitalsignalverarbeitungseinheit, einem Verarbeitungsmodul, dedizierter Hardware, einer ASIC (Application-Specific Integrated Circuit, anwendungsspezifische integrierte Schaltung) oder einer anderen Schaltungsanordnung aufweisen, die zum Ausführen von Softwareanweisungen und zum Verarbeiten von Daten in der Lage ist. Insbesondere ist die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung 202 dahingehend betriebsfähig, dass sie die in dem vorliegenden Dokument beschriebenen Operationen für die Client-Vorrichtung 120 unterstützt. Bei dem Speicher 204 kann es sich um RAM, ROM, FLASH-RAM, FLASH-ROM, optischen Speicher, magnetischen Speicher oder andere Arten von Speicher handelt, die in der Lage sind, Daten und/oder Anweisungen zu speichern und es der Schaltungsanordnung zur Verarbeitung 202 erlauben, auf dieselben zuzugreifen. Die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung 202 und der Speicher 204 unterstützen Operationen von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung, wie in dem vorliegenden Dokument ferner beschrieben ist.
Die Client-Vorrichtung 120 weist außerdem eine oder mehrere Kommunikationsschnittstellen einschließlich einer drahtlosen Schnittstelle 210 auf, die eine oder mehrere drahtlose Schnittstellenoperationen unterstützt, die Mobilfunk-/WWAN-Kommunikationen (Wireless Local Area Netzwork, drahtloses Weitverkehrsnetzwerk) umfassen, zum Bespiel GSM LTE, WLAN-Kommunikationen (Wireless Local Area Network, drahtloses lokales Netzwerk), zum Beispiel 802.11x und/oder WPAN-Kommunikationen (Wireless Personal Area Network, drahtloses persönliches Netzwerk), zum Beispiel Bluetooth, 60-GHz-Kommunikationen (Millimeterwellenschnittstelle). Die unterstützten drahtlosen Operationen können von ihrer Beschaffenheit her auch proprietär sein. Eine optionale drahtgebundene Schnittstelle 212 unterstützt eine oder mehrere LAN-Kommunikationen (Local Area Network, lokales Netzwerk), zum Beispiel Ethernet, Kommunikationen über eine serielle Schnittstelle (zur Programmierung und Einrichtung) und/oder weitere drahtgebundene Kommunikationen. Eine RF-Energiesammeleinheit 214 sammelt Energie, um das Speisen der Client-Vorrichtung 120 mit Energie bei manchen Operationen zu unterstützten, und sie kann beim Sammeln von Energie ähnlich einem RF-Tag arbeiten.
Die Client-Vorrichtung 120 kann außerdem eine Kamera 216 aufweisen, die eines oder mehrere Bilder erfasst. Die Kamera 216 kann über eine geringe Auflösung verfügen, die Auflösung muss aber ausreichend sein, um zu bestimmen, ob ein bedeutsames visuelles Ereignis aufgetreten ist. Wenn die Client-Vorrichtung 120 eine Bewegung erkennt, kann die Kamera 216 in die Lage versetzt werden, ein Bild zu erfassen. Dieses Bild kann lokal verarbeitet werden, da Energie zur Verfügung steht. Abwechselnd kann ein Pixelmuster zur weiteren Verarbeitung an ein Versorgungs-Gateway 112 übertragen werden.
Das Energie-erntende MEMS-Modul 206 weist eines oder beide von einer MEMS-Vorrichtung, die Bewegung in elektrische Energie umwandelt, und einer MEMS-Vorrichtung, die Wärmeenergie in elektrische Energie umwandelt, auf. Die Konstruktion von solchen MEMS-Vorrichtungen ist allgemein bekannt. Der Energiespeicher 208 speichert die mittels des Energie-erntenden Moduls mit einem MEMS-System 206 erfasste Energie. Bei dem Energiespeicher 208 kann es sich bei einem Ausführungsbeispiel um einen kapazitiven Speicher handeln. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann es sich bei dem Energiespeicher 208 um eine andere Art, wie beispielsweise eine Schnellladebatterie handelt, deren gespeicherte Ladung schnell abgeführt werden kann. Der Energiespeicher 208 speist die anderen Komponenten der Client-Vorrichtung 120 mit Energie. Bei einer weiteren Operation können die optionale RF-Energiesammeleinheit 214 oder die drahtgebundene Schnittstelle 212 verwendet werden, um der Client-Vorrichtung 120, zum Beispiel während der Programmierung/Einrichtung, elektrische Leistung bereitzustellen.
Die Operationen der Client-Vorrichtung 120, entweder allein oder in Kombination mit dem Gateway 112 werden unter Bezugnahme auf die 3 bis 10 beschrieben. Gemäß einigen Erscheinungsformen dieser Beschreibung ist die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung 202 dahingehend betriebsfähig, dass sie als Reaktion auf ein Energiesammelereignis eine mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente 206 gesammelte oder in dem Energiespeicher 208 gespeicherte Menge von Energie bestimmt. Die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung 202 ist ferner dahingehend betriebsfähig, dass sie auf der Grundlage der gesammelten Menge von Energie drahtlose Kommunikationsoperationen bestimmen kann. Schließlich ist die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung 202 dahingehend betriebsfähig, dass sie über die drahtlose Schnittstelle 210 gemäß der bestimmten drahtlosen Kommunikationsoperationen mit einer fernen Vorrichtung, zum Beispiel der Vorrichtung 112 oder 114 oder einer weiteren Client-Vorrichtung 120 von 1, kommunizieren kann.
Bei den bestimmten drahtlosen Kommunikationsoperationen kann es sich um ein Datenübertragungsformat zur Verwendung beim Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung, ein Kommunikationsfrequenzband zur Verwendung beim Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung, eine Menge von an die ferne Vorrichtung zu übertragenden Daten, eine Anzahl von Sende- und Empfangsvorgängen, die für das Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung unterstützt werden, oder eine andere Art einer in dem vorliegenden Dokument beschriebenen Kommunikationsoperation handeln. Bei dem Datenübertragungsformat kann es sich um eine Art eines Protokolls zur drahtlosen Datenübertragung, zum Beispiel 802.11x, Bluetooth, Mobilfunk-WWAN oder um ein anderes standardisiertes Datenübertragungsprotokoll handeln. Bei dem Datenübertragungsfrequenzband kann es sich um die Frequenzbänder mit 2,4 GHz, 5 GHz oder 60 GHz handeln.
Die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung 202 kann ferner so konfiguriert sein, dass sie gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation über die drahtlose Schnittstelle 210 mit der fernen Vorrichtung kommuniziert, indem sie die für das Energiesammelereignis gesammelte Menge von Energie kommuniziert. Bei der Energie-erntenden MEMS-Komponente kann es sich um eine Komponente handeln, die Energie auf der Grundlage einer örtlichen Vibration sammelt und/oder um eine Komponente, die Energie auf der Grundlage eines örtlichen Wärmegradienten sammelt. In einem solchen Fall kann beim Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung über die bestimmte drahtlose Schnittstelle gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation die Kommunikation eine Angabe umfassen, wie die Energie mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente während des Energiesammelereignisses gesammelt wurde.
Gemäß einer weiteren Erscheinungsform der vorliegenden Offenbarung interagiert die Client-Vorrichtung 120 mit einer oder mehreren Überwachungsvorrichtungen, zum Beispiel 112 oder 114 von 1 oder einer anderen fernen Überwachungsvorrichtung, um deren Betriebszustand zu melden. Änderungen der Temperatur oder anderer Merkmale der Client-Vorrichtung 120 oder von Halbleiterkomponenten davon können ein Frühwarnsignal bereitstellen, dass die Client-Vorrichtung 120 möglicherweise beginnt auszufallen oder einfach nur eine verringerte Funktionalität hat. Angaben zu dem Betriebszustand der Client-Vorrichtung 120 können mittels einer oder mehrerer eines breiten Spektrums von Komponenten davon vorgesehen werden. Zwei Beispiele solcher Komponenten sind ein Temperaturmelder 203 und Ringoszillatoren 205, die verwendet werden können, um den Betrieb der Client-Vorrichtung 120 zu verwalten und den Betriebszustand der Client-Vorrichtung 120, wie er mittels Veränderungen bei diesen Komponenten im Laufe der Zeit angegeben wird, nachzuverfolgen und zu überwachen. Bei einem Beispiel gibt der Ausgang des Temperaturfühlers 203 in Kombination mit dem Ausgang der Ringoszillatoren 205 die Betriebsgeschwindigkeit der Halbleiterkomponenten der Client-Vorrichtung 120 an. Operationen mit automatischer Spannungswahl (AVS-Operationen) des Prozessors 202 können den Ausgang des Temperaturmelders 203 und der Ringoszillatoren 205 nutzen, um die Verwendung des Energiespeichers 208 über eine Spannungsversorgung anzupassen, um die Verlustleistung während des Betriebs der Client-Vorrichtung 120 zu optimieren (minimieren).
Ferner können der Temperaturmelder 203 und der Ringoszillator 205 außerdem verwendet werden, um den Betriebszustand der Komponente zu bestimmen, während sie in Betrieb ist. Eine Frequenzabweichung des auf dem Chip befindlichen Ringoszillators 205 oder eine Änderung der über den Temperaturmelder 203 gemessenen Temperatur kann an eine Überwachungsvorrichtung übertragen werden, um eine Frühwarnung vorzusehen, dass ein potenzielles Problem mit der Client-Vorrichtung 120 besteht. Referenzparameter für diese Client-Vorrichtungen 120 können verwendet werden, um zu bestimmen, ob die Client-Vorrichtung 120 in einem annehmbaren Betriebsbereich arbeitet. Wenn die Betriebsparameter der Client-Vorrichtung 120 sich nicht mehr in dem annehmbaren Betriebsbereich befinden, stellt eine Kommunikation mit einer Überwachungsvorrichtung eine Angabe hinsichtlich eines potenziellen Ausfall-Betriebszustands der Client-Vorrichtung 120 bereit. Daraus ergibt sich, dass ein Kundendiensttechniker entsandt werden kann, um die Client-Vorrichtung 120 zu warten.
3 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb eines Systems veranschaulicht, das gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet. Die Operationen 300 beginnen damit, dass eine Client-Vorrichtung Energie sammelt, indem die Vorrichtung bewegt wird/schwingt oder einer Wärmequelle ausgesetzt ist. In einem solchen Fall sammelt das Energie-erntende MEMS-Modul der Client-Vorrichtung Energie aus der Vibration/Wärme (Schritt 302). Der Benutzer erkennt, dass die mittels des Energie-erntenden MEMS-Moduls gesammelte Menge von Energie von dem Maß der Stimulation abhängt. Wenn zum Beispiel die Client-Vorrichtung schnell und/oder wiederholt bewegt wird, sammelt das Energie-erntende MEMS-Modul verhältnismäßig mehr Energie als bei einer geringeren Bewegung. Analog wird, wenn das Energie-erntende MEMS-Modul Energie sammelt, indem es einem Wärmegradienten ausgesetzt ist, die gesammelte Energie je nach Größe des Wärmegradienten größer.
Der Betrieb wird damit fortgesetzt, dass die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung der Client-Vorrichtung eine Menge von Energie bestimmt, die von dem Energie-erntenden MEMS-Modul durch das Stimulationsereignis gesammelt wurde (Schritt 304). Eine solche Bestimmung kann mittels einer Abfrage oder Messung des Energiespeichers 208 der Client-Vorrichtung 120 erfolgen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann der Energiespeicher 208 eine Schaltungsanordnung zum Messen des Energiepegels aufweisen. Bei anderen Ausführungsbeispielen misst die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung oder eine andere Schaltungsanordnung die Menge der in dem Energiespeicher 208 gespeicherten Energie.
Auf der Grundlage der Menge der gesammelten Energie wählt die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung der Client-Vorrichtung ein Protokoll/Format zur drahtlosen Datenübertragung zur Verwendung aus (Schritt 306). Da in vielen Operationen die einzige für den Betrieb der Client-Vorrichtung 120 verfügbare Energie mittels eines auslösenden Ereignisses gesammelt wird, zum Beispiel einer mechanischen Bewegung/Vibration oder eines Wärmegradienten, muss die Client-Vorrichtung 120 ihre vorgesehenen Operationen abschließen, bevor alle Betriebsenergie aus dem Energiespeicher 208 aufgebraucht ist. Somit bestimmt die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung auf der Grundlage des Pegels der gesammelten Energie, welches unterstützbare Protokoll/Format zur Datenübertragung verwendet werden soll. Bei diesem Protokoll/Format zur Datenübertragung kann es sich um eines von einer Vielzahl von standardisierten Formaten handeln, zum Beispiel eines von IEEE 802.111x, Bluetooth, einem Mobilfunkformat, einem 60-GHz-Format, usw. Bei dem Protokoll/Format zur drahtlosen Datenübertragung kann sich außerdem um abweichende Operationen eines bestimmten standardisierten Formats, zum Beispiel um eine Option von IEEE 802.11x, eine Option von Bluetooth, usw. handeln. Die Client-Vorrichtung kommuniziert dann unter Verwendung des ausgewählten Protokolls/Formats zur drahtlosen Datenübertragung über ihre drahtlose Schnittstelle (Schritt 308).
Ferner überträgt die Client-Vorrichtung Daten, die ebenfalls auf der Grundlage von gesammelter Energie ausgewählt wurden (Schritt 310). Für verhältnismäßig geringere Mengen von gesammelter Energie können erste Daten übertragen werden, zum Beispiel, dass ein Energiesammelereignis erkannt wurde, während für verhältnismäßig größere Mengen von gesammelter Energie zweite Daten übertragen werden können, zum Beispiel, dass ein wesentliches Energiesammelereignis erkannt wurde. Die Operationen von Schritt 310 können das Vergleichen einer Menge von gesammelter Energie mit einem oder mehreren Energiesammelschwellwerten umfassen, und auf der Grundlage des Vergleichs können bestimmte Daten ausgewählt und übertragen werden. Somit kann die Client-Vorrichtung 120 eine ausreichende Verarbeitung umfassen, um das Ausmaß des Energiesammelereignisses zu erkennen und demgemäß zu arbeiten.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb eines Systems veranschaulicht, das gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet. Die Operationen 400 von 4 beginnen damit, dass die Client-Vorrichtung elektrische Energie über ihr Energie-erntendes MEMS-Modul über ein Bewegungs-Stimulationsereignis oder einen örtlich begrenzten Wärmegradienten erfasst (Schritt 402). Die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung der Client-Vorrichtung bestimmt dann die Menge von gesammelter Energie auf die gleiche/eine ähnliche Weise wie bei den Operationen von Schritt 304 von 3 (Schritt 404). Die drahtlose Schnittstelle der Client-Vorrichtung überträgt dann die gemessene Menge der mittels des Energie-erntenden MEMS-Moduls gesammelten Energie an das Gateway 112 (oder an eine andere ferne Vorrichtung) (Schritt 406). Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel werden diese Daten über die drahtgebundene Verbindung übertragen. Als Reaktion darauf bestimmt das Gateway 112 (oder ein anderer Versorgungszugangspunkt) die Parameter zur drahtlosen Kommunikation, die für das Kommunizieren mit der Client-Vorrichtung 120 verwendet werden (Schritt 408). Das Gateway 112 (oder ein anderer Versorgungszugangspunkt) kommuniziert dann über die bestimmten Kommunikationsparameter mit der Client-Vorrichtung (Schritt 410). Es sei angemerkt, dass die Client-Vorrichtung 120 und das Gateway auf der Grundlage des Pegels von gesammelter Energie unabhängig voneinander zu der gleichen Entscheidung über die Kommunikationsparameter kommen können.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb einer Client-Vorrichtung veranschaulicht, die gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet. Die Operationen 500 beginnen damit, dass die Client-Vorrichtung eine verbleibende Menge von gesammelter Energie (die zuvor mittels des Energie-erntenden MEMS-Moduls gesammelt wurde) bestimmt (Schritt 502). Die Operationen 500 von 5 können periodisch zu allen Zeiten durchgeführt werden, an denen die Client-Vorrichtung hochgefahren ist, nachdem Energie über ein Vibrationsereignis in unmittelbarer Nähe oder über ein Wärmegradientenereignis gesammelt wurde. Die Client-Vorrichtung überträgt dann optional einen Pegel der verbleibenden gesammelten Energie an ein Versorgungs-Gateway 112 (Verwaltungseinheit) (Schritt 504). Die Client-Vorrichtung kann ferner aufgrund des Pegels der verbleibenden gesammelten Energie einen Hinweis auf ein bevorstehendes Herunterfahren an das Versorgungs-Gateway 112 übertragen (Schritt 506). Die Client-Vorrichtung fährt herunter (Schritt 508).
6 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Programmier-/Konfigurationsbetrieb einer Client-Vorrichtung veranschaulicht, die gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet. Die Programmierungs-/Konfigurationsoperationen 600 von 6 können in dem Werk, während der Einrichtung des Systems an einem Anbieterstandort oder vor Ort durchgeführt werden, sobald die Client-Vorrichtung installiert ist. Als Fortsetzung des Beispiels von 1 kann jede Client-Vorrichtung 120 eine bestimmte Funktion haben, einschließlich zum Beispiel: (1) ein Bewegungsmelder, der von örtlich begrenzter Bewegung verursachte Vibrationen erkennt, zum Beispiel eine Person oder ein Tier; (2) ein Wärmesensor, der einen von der nahen Position einer Person oder eines Tieres verursachten Wärmegradienten erkennt; oder (3) ein Bewegungsmelder, der die Positionsänderung eines Fensters oder einer Tür erkennt.
Die Client-Vorrichtung 120 kann über eine drahtlose Verbindung oder eine drahtgebundene Verbindung programmiert werden. Die Client-Vorrichtung 120 kann mittels der Anwendung drahtgebundener Energieversorgung über eine drahtgebundene Schnittstelle, über angewendete Vibrationen, über einen angewendeten Wärmegradienten oder über die Anwendung von RF-Energie mit Energie gespeist werden. Bei dem Ausführungsbeispiel von 6 beginnen die Operationen 600 mit der Einleitung der Energieeinspeisung für die Client-Vorrichtung über die Anwendung von RF-Energie (Schritt 602). Die Client-Vorrichtung 120 wird dann über die RF-Schnittstelle oder über die drahtgebundene Schnittstelle programmiert (604). Sobald die Client-Vorrichtung 120 programmiert ist, beginnen dann ihre normalen Operationen (606).
7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Programmier-/Konfigurationsbetrieb einer Client-Vorrichtung veranschaulicht, die gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet. Bei dem Ausführungsbeispiel von 7 umfassen die Operationen 700 das Speisen der Client-Vorrichtung 120 mit Energie über die Anwendung von Vibrationen (Schritt 702). Eine derartige Anwendung von Vibrationen kann mittels eines Handgeräts durchgeführt werden, das eine mechanische Vibrationsquelle aufweist, die verwendet wird, um die Client-Vorrichtung 120 mit Energie zu speisen, und eine RF-Schnittstelle (oder drahtgebundene Schnittstelle), die verwendet wird, um die Client-Vorrichtung 120 zu programmieren. Die Client-Vorrichtung 120 wird dann über ihre RF-Schnittstelle oder über ihre drahtgebundene Schnittstelle programmiert (Schritt 704). Sobald die Client-Vorrichtung speziell programmiert wurde, beginnt der normale Betrieb (Schritt 706).
8 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Programmier-/Konfigurationsbetrieb einer Client-Vorrichtung veranschaulicht, die gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet. Bei dem Ausführungsbeispiel von 8 umfassen die Operationen 800 das Speisen der Client-Vorrichtung 120 mit Energie über die Anwendung von Wärme (Schritt 802). Eine derartige Anwendung von Wärme kann mittels eines Handgeräts durchgeführt werden, das eine Wärmequelle aufweist, die verwendet wird, um die Client-Vorrichtung 120 mit Energie zu speisen, und eine RF-Schnittstelle (oder eine drahtgebundene Schnittstelle), die verwendet wird, um die Client-Vorrichtung 120 zu programmieren. Die Client-Vorrichtung 120 wird dann über ihre RF-Schnittstelle oder über ihre drahtgebundene Schnittstelle programmiert (Schritt 804). Sobald die Client-Vorrichtung speziell programmiert wurde, beginnt der normale Betrieb (Schritt 806).
9 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb eines Systems veranschaulicht, das gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet. Die Operationen 900 von 9 werden durchgeführt, sobald die Client-Vorrichtung in Betriebsbereitschaft versetzt wurde. Die Operationen 900 beginnen damit, dass die Client-Vorrichtung auf der Grundlage der Sammlung von Energie über ihr Energie-erntendes MEMS-Modul eine Bewegung erkennt (Schritt 902). Bei der gesammelten Energie kann es sich um Vibrationsenergie oder Wärmeenergie handeln. Die Client-Vorrichtung 120 bestimmt dann optional den Pegel der mittels des Energie-erntenden MEMS-Moduls gesammelten Energie (Schritt 904). Die Client-Vorrichtung 120 kommuniziert dann an ein Versorgungs-Gateway 112, dass mittels der Client-Vorrichtung 120 Energie gesammelt wurde (Schritt 906). Es sei angemerkt, dass die Client-Vorrichtung 120 im Unterschied zu den zuvor beschriebenen Operationen nicht zwangsläufig einen Pegel der gesammelten Energie kommuniziert, sondern kommuniziert, dass Energie gesammelt wurde.
Wenn zum Beispiel die Client-Vorrichtung 120 als Türbewegungsmelder installiert ist, kommuniziert die Client-Vorrichtung 120 effektiv, dass an der Tür eine Positionsänderung aufgetreten ist. Analog bestimmt in dem Fall, dass die Client-Vorrichtung 120 Energie auf der Grundlage eines erkannten Wärmegradienten sammelt, die Client-Vorrichtung 120 nur eine nahe Wärmequelle und bestimmt nicht zwangsläufig den Pegel der erkannten Energie, sondern nur, dass Energie gesammelt wurde. Das Versorgungs-Gateway 112 kann, wenn es über ein Energiesammelereignis benachrichtigt wird, weitere Schritte ausführen, um zu bestimmen, ob das Ereignis aussagekräftig ist und, bei manchen Operationen, zum Beispiel über eine Kamera oder einen anderen Bewegungsmelder, zusätzliche Informationen sammeln. Bei einer optionalen Operation meldet die Client-Vorrichtung 120 dem Versorgungs-Gateway 112 den Pegel der gesammelten Energie (Schritt 908).
10 ist ein Ablaufdiagramm, das den Betrieb eines Systems veranschaulicht, das gemäß einem oder mehreren Ausführungsbeispielen der vorliegenden Offenbarung arbeitet. Die Operationen 1000 von 10 beginnen damit, dass das Versorgungs-Gateway 112 bestimmt, dass eine Client-Vorrichtung 120 eine Bewegung/Änderung der Türposition/Änderung der Fensterposition erkennt (Schritt 1002). Eine solche Bestimmung erfolgt über eine Client-Vorrichtung 120, die dem Versorgungs-Gateway ein Energieereignis meldet, und über das Versorgungs-Gateway 112, das auf der Grundlage der Position und der Installationsfunktion der Client-Vorrichtung 120 eine solche Bestimmung vornimmt. Zum Beispiel kann die meldende Client-Vorrichtung 120 in einer Eingangstur oder abwechselnd in einem Fenster in Richtung auf einen hinteren Teil von versorgten Räumlichkeiten installiert sein. Als Reaktion auf diese Meldung bestimmt das Versorgungs-Gateway 112 eine Umgebungslichtbedingung (Schritt 1004), zum Beispiel, ob es Nacht, Tag oder dämmerig ist, usw. Das Versorgungs-Gateway 112 bestimmt dann eine tatsächliche Position der Tür/des Fensters über eine Spule oder eine andere Schaltungsanordnung zur Überwachung (Schritt 1006). Das Versorgungs-Gateway 112 verarbeitet dann diese Informationen, um zu bestimmen, ob ein Alarm/eine Benachrichtigung eingeleitet werden soll (Schritt 1008).
Wie in dem vorliegenden Dokument verwendet, können sich die Begriffe „Schaltung” und „Schaltungsanordnung” auf eine unabhängige Schaltung oder auf einen Teil einer multifunktionalen Schaltung beziehen, die mehrere zugrunde liegende Funktionen erfüllt. Zum Beispiel kann die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung je nach Ausführungsbeispiel als Einzel-Chip-Prozessor oder als Vielzahl von Verarbeitungs-Chips implementiert sein. Analog können eine erste und eine zweite Schaltung in einem Ausführungsbeispiel zu einer einzelnen Schaltung kombiniert sein oder in einem anderen Ausführungsbeispiel vielleicht auf gesonderten Chips unabhängig voneinander arbeiten. Wie in dem vorliegenden Dokument verwendet, bezieht sich der Begriff „Chip” auf eine integrierte Schaltung. Schaltungen und Schaltungsanordnungen können allgemeine oder zweckspezifische Hardware umfassen, oder sie können solche Hardware und damit verbundene Software, wie beispielsweise Firmware oder Objektcode, umfassen.
Wie sie in dem vorliegenden Dokument verwendet werden können, sehen die Begriffe „wesentlich” und „annähernd” eine branchenweit anerkannte Toleranz für den entsprechenden Begriff und/oder die relative Beziehung zwischen Objekten vor. Eine solche branchenweit akzeptierte Toleranz reicht von weniger als einem Prozent bis zu fünfzig Prozent und entspricht Komponentenwerten, Prozessvarianten für integrierte Schaltungen, Temperaturänderungen, Anstiegs- und Abfallzeiten und/oder Widerstandsrauschen, ist aber nicht auf diese beschränkt. Eine solche relative Beziehung zwischen Objekten reicht von einer Differenz von einigen wenigen Prozent bis zu Größenordnungen von Differenzen. Wie in dem vorliegenden Dokument außerdem verwendet, umfassen die Begriffe „konfiguriert”, „betriebsfähig gekoppelt” „gekoppelt” und/oder „Kopplung” das direkte Koppeln zwischen Objekten und/oder das indirekte Koppeln zwischen Objekten über ein dazwischenliegendes Objekt (zum Beispiel weist ein Objekt eine Komponente, ein Element, eine Schaltung und/oder ein Modul auf, ist aber nicht darauf beschränkt), wobei, als ein Beispiel für indirektes Koppeln das dazwischenliegende Objekt die Informationen eines Signals nicht ändert, sondern dessen Strompegel, Spannungspegel und/oder Leistungspegel anpassen kann. Wie ferner in dem vorliegenden Dokument verwendet, umfasst abgeleitete Kopplung (das heißt, wenn ein Element mit einem anderen Element durch Deduktion gekoppelt ist) direktes und indirektes Koppeln zwischen zwei Objekten auf dieselbe Art wie bei „gekoppelt”. Wie sie ferner noch in dem vorliegenden Dokument verwendet werden können, geben die Begriffe „konfiguriert”, „betriebsfähig”, „gekoppelt” oder „betriebsfähig gekoppelt” an, dass ein Objekt eine oder mehrere Netzanschlüsse, Eingänge, Ausgänge, usw. aufweist, um bei Aktivierung eine oder mehrere seiner entsprechenden Funktionen auszuführen, und es kann ferner eine abgeleitete Kopplung zu einem oder mehreren anderen Objekten aufweisen. Wie er noch ferner in dem vorliegenden Dokument verwendet werden kann, umfasst der Begriff „verbunden mit” die direkte und/oder indirekte Kopplung von gesonderten Objekten und/oder eines in ein weiteres Objekt eingebetteten Objekts.
Wie er außerdem in dem vorliegenden Dokument verwendet werden kann, kann es sich bei dem Begriff „Schaltungsanordnung zur Verarbeitung” um eine einzelne Verarbeitungsvorrichtung oder um eine Vielzahl von Verarbeitungsvorrichtungen handeln. Bei einer solchen Verarbeitungsvorrichtung kann es sich um einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, eine Digitalsignalverarbeitungseinheit, einen Mikrocomputer, eine zentrale Verarbeitungseinheit, eine feldprogrammierbare Gatteranordnung, eine programmierbare Logikvorrichtung, einen Zustandsautomaten, eine Logik-Schaltungsanordnung, eine analoge Schaltungsanordnung, eine digitale Schaltungsanordnung und/oder jede beliebige Vorrichtung handeln, die Signale (Analog- und/oder Digitalsignale) auf der Grundlage einer Festcodierung der Schaltungsanordnung und/oder von Betriebsanweisungen ändert. Die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung kann Speicher und/oder ein integriertes Speicherelement sein oder ferner aufweisen, wobei es sich um eine einzelne Speichervorrichtung, eine Vielzahl von Speichervorrichtungen und/oder eine eingebettete Schaltungsanordnung eines weiteren Verarbeitungsmoduls, eines Moduls, einer weiteren Verarbeitungsschaltung und/oder einer Verarbeitungseinheit handeln kann. Bei einer solchen Speichervorrichtung kann es sich um einen Nur-Lese-Speicher, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff, einen flüchtigen Speicher, einen nichtflüchtigen Speicher, einen statischen Speicher, einen dynamischen Speicher, einen Flash-Speicher, einen Cache-Speicher und/oder jede beliebige Vorrichtung handeln, die digitale Informationen speichert. Es sei angemerkt, dass sich die Verarbeitungsvorrichtungen in dem Fall, dass die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung mehr als eine Verarbeitungsvorrichtung aufweist, an zentraler Stelle befinden können (zum Beispiel über eine drahtgebundene und/oder drahtlose Busstruktur direkt zusammengekoppelt) oder verteilt sein können (zum Beispiel Cloud-Computing über eine indirekte Kopplung über ein lokales Netzwerk und/oder ein Weitverkehrsnetz). Es sei ferner angemerkt, dass, wenn die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung eine oder mehrere ihrer Funktionen über einen Zustandsautomaten, eine analoge Schaltungsanordnung, eine digitale Schaltungsanordnung und/oder eine Logik-Schaltungsanordnung implementiert, der Speicher und/oder das Speicherelement, in dem die entsprechenden Betriebsanweisungen gespeichert werden, in die Schaltungsanordnung, welche den Zustandsautomaten, die analoge Schaltungsanordnung, die digitale Schaltungsanordnung und/oder die Logik-Schaltungsanordnung umfasst, eingebettet sein kann oder extern davon angeordnet sein kann. Es sei noch ferner angemerkt, dass das Speicherelement fest codierte Anweisungen und/oder Betriebsanweisungen entsprechend wenigstens einigen der in einer oder mehreren der Figuren veranschaulichten Schritte und/oder Funktionen speichern kann und dass die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung und/oder die Verarbeitungseinheit diese ausführt. Eine solche Speichervorrichtung oder ein solches Speicherelement kann in einem Erzeugnis umfasst sein.
Eines oder mehrere Ausführungsbeispiele wurden oben unter Zuhilfenahme von Verfahrensschritten beschrieben, welche die Leistung von spezifizierten Funktionen und ihre Beziehungen zueinander veranschaulichen. Die Begrenzungen und die Abfolge dieser Funktionsbausteine und Verfahrensschritte wurden in dem vorliegenden Dokument aus praktischen Gründen für die Beschreibung willkürlich definiert. Alternative Begrenzungen und Abfolgen können definiert werden, solange die spezifizierten Funktionen und deren Beziehungen zueinander auf geeignete Weise ausgeführt werden. Jegliche solcher alternativen Begrenzungen oder Abfolgen liegen in dem Schutzumfang und dem Gedanken der Ansprüche. Ferner wurden die Begrenzungen dieser Funktionsbausteine aus praktischen Gründen für die Beschreibung willkürlich definiert. Alternative Begrenzungen könnten definiert werden, solange die gewissen wesentlichen Funktionen auf geeignete Weise ausgeführt werden. Auf ähnliche Weise können auch Ablaufdiagrammblöcke in dem vorliegenden Dokument willkürlich definiert worden sein, um eine gewisse wesentliche Funktionalität zu veranschaulichen.
In dem verwendeten Maße könnten die Grenzen und Abfolgen der Ablaufdiagrammblöcke auf andere Weise definiert worden sein und dennoch die gewisse wesentliche Funktionalität ausführen. Solche alternativen Definitionen sowohl der Funktionsbausteine als auch der Ablaufdiagrammblöcke und der Abfolgen liegen somit in dem Schutzumfang und dem Gedanken der Ansprüche. Ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet erkennt, dass die Funktionsbausteine und weitere in dem vorliegenden Dokument enthaltene veranschaulichende Blöcke, Module und Komponenten wie veranschaulicht oder mittels diskreter Komponenten, anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen, Prozessoren, die geeignete Software ausführen, und dergleichen oder beliebiger Kombinationen daraus implementiert werden können. Zusätzlich kann ein Ablaufdiagramm eine Angabe „Start” und/oder eine Angabe „Fortsetzung” aufweisen. Die Angaben „Start” und „Fortsetzung” spiegeln wider, dass die vorgestellten Schritte optional in andere Routinen integriert oder auf andere Weise zusammen mit anderen Routinen verwendet werden können. In diesem Zusammenhang gibt „Start” den Beginn des ersten vorgestellten Schrittes an, und es können weitere, nicht speziell beschriebene Aktivitäten vorausgehen.
Das eine bzw. die mehreren Ausführungsbeispiele werden in dem vorliegenden Dokument verwendet, um eine oder mehrere Erscheinungsformen, eines oder mehrere Merkmale, eines oder mehrere Konzepte und/oder eines oder mehrere Beispiele zu veranschaulichen. Ein physisches Ausführungsbeispiel einer Einrichtung, eines Erzeugnisses, einer Maschine und/oder eines Prozesses kann eines oder mehrere der in dem vorliegenden Dokument beschriebenen Erscheinungsformen, Merkmale, Konzepte, Beispiele, usw. unter Bezugnahme auf eines oder mehrere der in dem vorliegenden Dokument erörterten Ausführungsbeispiele umfassen. Ferner können die Ausführungsbeispiele von Figur zu Figur dieselben oder ähnlich benannte Funktionen, Schritte, Module, usw. enthalten, welche dieselben oder andere Bezugszeichen verwenden können, und solchermaßen kann es sich bei den Funktionen, Schritten, Modulen, usw. um dieselben oder ähnliche Funktionen, Schritte, Module, usw. oder unterschiedliche davon handeln.
Signale zu, von und/oder zwischen Elementen in einer Figur von beliebigen der in dem vorliegenden Dokument vorgestellten Figuren können analog oder digital, zeitkontinuierlich oder zeitdiskret und unsymmetrisch oder differenziell sein, es sei denn, es ist spezifisch etwas Gegenteiliges angegeben. Wenn zum Beispiel ein Signalweg als unsymmetrischer Signalweg gezeigt ist, steht er auch für einen differenziellen Signalweg. Wenn auf gleiche Weise ein Signalweg als differenzieller Signalweg gezeigt ist, steht er auch für einen unsymmetrischen Signalweg. Während in dem vorliegenden Dokument eine oder mehrere bestimmte Architekturen beschrieben sind, können analog andere Architekturen implementiert werden, die einen oder mehrere nicht ausdrücklich gezeigte Datenbusse, eine direkte Konnektivität zwischen Elementen und/oder eine indirekte Kopplung zwischen anderen Elementen verwenden, wie es von einem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet erkannt wird.
Während bestimmte Kombinationen verschiedener Funktionen und Merkmale des einen oder der mehreren Ausführungsbeispiele in dem vorliegenden Dokument ausdrücklich beschrieben wurden, sind analog weitere Kombinationen dieser Merkmale und Funktionen möglich. Die vorliegende Offenbarung ist nicht durch die bestimmten, in dem vorliegenden Dokument offenbarten Beispiele beschränkt und bezieht diese anderen Kombinationen ausdrücklich mit ein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11x [0002]
IEEE 802.11x [0034]
802.11x [0042]
802.11x [0046]
IEEE 802.111x [0052]

Claims

Drahtlose Vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine drahtlose Schnittstelle; eine Energie-erntende Komponente mit einem mikroelektromechanischen System (MEMS); einen mit der Energie-erntenden MEMS-Komponente gekoppelten Energiespeicher; und eine mit wenigstens einigen von der drahtlosen Schnittstelle, der Energie-erntenden MEMS-Komponente und dem Energiespeicher gekoppelte Schaltungsanordnung zur Verarbeitung, wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung für Folgendes konfiguriert ist: Bestimmen einer als Reaktion auf ein Energiesammelereignis mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente gesammelten oder in dem Energiespeicher gespeicherten Menge von Energie; Bestimmen von Operationen zur drahtlosen Kommunikation auf der Grundlage der Menge der gesammelten Energie; und Kommunizieren mit einer fernen Vorrichtung über die drahtlose Schnittstelle gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation.
Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation ein Datenübertragungsformat zur Verwendung beim Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung umfassen.
Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation ein Kommunikationsfrequenzband zur Verwendung beim Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung umfassen.
Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation eine Menge von Daten umfassen, die an die ferne Vorrichtung übertragen werden sollen.
Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert ist, dass sie gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation mit der fernen Vorrichtung über die drahtlose Schnittstelle kommuniziert, indem sie die für das Energiesammelereignis gesammelte Menge von Energie kommuniziert.
Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 1: ferner umfassend wenigstens eines von einem Temperaturmelder oder einem Ringoszillator; wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert ist, dass sie ihren Betriebszustand auf der Grundlage des Ausgangs des Temperaturmelders oder des Ringoszillators erkennt; und wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung ferner so konfiguriert ist, dass sie ihren Betrieb auf der Grundlage des Betriebszustands anpasst oder den Betriebszustand an die ferne Vorrichtung meldet.
Drahtlose Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Energie-erntende MEMS-Komponente Folgendes umfasst: eine Komponente, die Energie auf der Grundlage einer örtlichen Vibration sammelt; und eine Komponente, die Energie auf der Grundlage eines örtlichen Wärmegradienten sammelt, wobei das Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung über die drahtlose Schnittstelle gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation eine Angabe umfasst, wie die Energie mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente während des Energiesammelereignisses gesammelt wurde.
Verfahren zum Betreiben einer drahtlosen Vorrichtung, das Folgendes umfasst: Ernten von Energie über eine Energie-erntende Komponente mit einem mikroelektromechanischen System (MEMS); Speichern der geernteten Energie in einem Energiespeicher; Bestimmen einer als Reaktion auf ein Energiesammelereignis mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente gesammelten oder in dem Energiespeicher gespeicherten Menge von Energie; Bestimmen von Operationen zur drahtlosen Kommunikation auf der Grundlage der Menge der gesammelten Energie; und Kommunizieren mit einer fernen Vorrichtung über eine drahtlose Schnittstelle gemäß den bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die bestimmten Operationen zur drahtlosen Kommunikation ein Datenübertragungsformat zur Verwendung beim Kommunizieren mit der fernen Vorrichtung umfassen.
Drahtlose Vorrichtung, die Folgendes umfasst: eine drahtlose Schnittstelle, die drahtlose Kommunikationen gemäß einer Vielzahl von sich voneinander unterscheidenden Protokollen zur drahtlosen Datenübertragung unterstützt; eine Energie-erntende Komponente mit einem mikroelektromechanischen System (MEMS); einen mit der Energie-erntenden MEMS-Komponente gekoppelten Energiespeicher; und eine mit wenigstens einigen von der drahtlosen Schnittstelle, der Energie-erntenden MEMS-Komponente und dem Energiespeicher gekoppelte Schaltungsanordnung zur Verarbeitung, wobei die Schaltungsanordnung zur Verarbeitung für Folgendes konfiguriert ist: Bestimmen einer als Reaktion auf ein Energiesammelereignis mittels der Energie-erntenden MEMS-Komponente gesammelten oder in dem Energiespeicher gespeicherten Menge von Energie; Auswählen eines Protokolls zur drahtlosen Datenübertragung aus der Vielzahl von Protokollen zur drahtlosen Datenübertragung auf der Grundlage der Menge der gesammelten Energie; und Kommunizieren mit einer fernen Vorrichtung über die drahtlose Schnittstelle gemäß dem ausgewählten Protokoll zur drahtlosen Datenübertragung.