CN115735408A - 无线电池供电开关 - Google Patents

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爱德华·里瓦斯
希欧多尔·埃里克·韦伯
吉姆·劳瑞
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Abstract

提供了一种用于无线开关的装置。在一些实施例中，该无线开关包括按钮、电池、无线电收发设备、存储器和电子处理器。电子处理器可以被配置为在无线网状网络通信模式下操作无线开关；并且响应于来自按钮的用户输入，重新启动无线开关；在蓝牙操作模式下操作无线开关；接收开关配置；将开关配置存储在存储器中；第二次重新启动无线开关，并在无线网状网络通信模式下操作开关。

Description

无线电池供电开关
相关申请的交叉引用
本申请要求提交日期为2020年4月28日的美国临时专利申请第63/016,403号“无线电池供电开关(Wireless Battery-Powered Switch)”的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
实施例涉及无线电池供电开关。
背景技术
一些开关可以无线连接到其他设备。
发明内容
在至少一个方面，无线开关包括输入设备、无线电收发设备(radio)、存储器和电子处理器。电子处理器被配置为基于处于断言状态(asserted state)的模式选择指示符在无线网状网络通信模式下操作无线开关，并且基于处于取消断言状态(de-assertedstate)的模式选择指示符在无线蓝牙模式下操作无线开关。
在至少一个方面，一种改变无线开关的开关配置的方法包括：由无线开关的电子处理器将无线开关的初始配置加载到无线开关的存储器中；由电子处理器将蓝牙堆栈加载到存储器中；由电子处理器执行蓝牙堆栈；由电子处理器建立无线开关的无线电收发设备与启用蓝牙的设备之间的连接；由无线电收发设备从启用蓝牙的设备接收开关配置；由电子处理器将开关配置保存到存储器；由电子处理器将开关配置加载到存储器中；由电子处理器将网状通信堆栈加载到存储器中；以及由电子处理器执行网状通信堆栈。
通过考虑详细描述和附图，其他方面、特征和实施例将变得明显。
附图说明
图1示出了无线开关。
图2示出了操作无线开关的方法。
具体实施方式
在详细解释任何实施例之前，应当理解，本公开不旨在将其应用限于以下描述中阐述的或以下附图中所示的组件的构造和布置的细节。实施例能够具有其他配置并且能够以各种方式实践或执行。
可以使用多个基于硬件和软件的设备以及多个不同的结构组件来实现各种实施例。此外，实施例可以包括硬件、软件和电子组件或模块，出于讨论的目的，这些组件或模块可以被示出和描述为好像大部分组件仅在硬件中实现一样。然而，本领域普通技术人员基于对该详细描述的阅读，将认识到，在至少一个实施例中，本发明的基于电子的方面可以在可由一个或多个处理器执行的软件(例如，存储在非暂时性计算机可读介质上)中实现。例如，说明书中描述的“控制单元”和“控制器”可以包括一个或多个电子处理器、一个或多个包括非暂时性计算机可读介质的存储器模块、一个或多个输入/输出接口、一个或多个专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、一个或多个可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)，以及连接各种组件的各种连接(例如，***总线)。
此外，应理解，此处使用的措辞和术语仅用于描述目的，不应视为限制。“包括(including)”、“包含(comprising)”或“具有(having)”及其变体的使用是指包含其后列出的项目及其等价物以及其他项目。除非另有规定或限制，否则术语“安装(mounted)”、“连接(connected)”、“支撑(supported)”和“耦合(coupled)”及其变体广泛使用，并包括直接和间接安装、连接、支撑和耦合。如本申请中使用的，“或”一词可以意味着包含意义的“或”。作为非限制性示例，如果本申请规定“项目Z包括元件A或B”，则可将其解释为公开仅包括元件A的项目Z、仅包括元件B的项目Z以及包括元件A和B的项目Z。
图1示出了根据至少一个实施例的无线开关100。无线开关100包括按钮105、电子处理器110、电池115、无线电收发设备120和存储器125。
在所示实施例中，按钮105可由无线开关100的用户启动，以改变无线开关100的操作模式，如下所述。当用户将按钮105保持可配置的时间段(例如10秒)时，无线开关100的电子处理器110被配置为如下所述切换无线开关100的操作模式。电子处理器110控制无线开关100的操作。也就是说，电子处理器110可以执行存储在存储器125中的指令，并根据这些指令操作无线开关110。例如，电子处理器110可以执行指令并使用无线电收发设备120在无线网状网络上传送寻址消息。例如，响应于无线开关110的摇杆102被拨动，电子处理器110可以执行来自存储器的指令，该指令使得无线电收发设备120在网状网络上传送消息，该消息命令连接到网状网络的某些照明设备打开或关闭。
在图1所示的实施例中，电池115为电子处理器110和无线电收发设备120提供电力。在至少一个实施例中，电池115是可更换的，因此不需要任何外部接线来给电池充电。电池115可以是2032纽扣电池，其电池寿命基于一组假设(例如平均每天10次瞬时按钮按压、一次固件更新和每年一次设备调试事件)设计为持续5年。无线电收发设备120可以被配置为使用各种通信协议(例如蓝牙或无线网状网络通信协议)与其他设备(例如照明传感器、无线电收发设备或控制灯固定架的致动器)或移动设备进行通信。在操作中，电子处理器110可以在非活动时段期间将无线开关100置于休息或睡眠模式。在休息或睡眠模式中，无线开关100可以从电池120汲取更少的电力。这种休息或睡眠模式可以被无线开关退出休息或睡眠模式以在网状网络上传送消息(被与无线开关100交互(例如通过拨动摇杆102)的用户激励)的时刻所打断。当以上述蓝牙操作模式操作时，会需要更多的电力。例如，在蓝牙操作模式中，无线开关100的无线电收发设备120可能频繁地进行广告，或者广播其他设备连接到无线开关110的邀请，并且电子处理器110也会积极地监听通过无线电收发设备120来自其他设备的连接的邀请或广告。在这种情况下，电子处理器110会抑制将无线开关100置于睡眠或休息模式。
存储器125可以存储可由电子处理器110执行的指令。电子处理器110可以通过执行存储的指令来操作无线开关100。指令可以包括无线开关100的开关配置信息或无线开关100的不同通信方法的不同操作模式。在一个实施例中，一种操作模式包括无线网状网络通信模式，其允许无线开关100经由无线电收发设备120与网状网络中的无线节点(例如无线开关、连接的照明设备和连接的开关控制器)通信。在另一实施例中，操作模式包括蓝牙操作模式，其允许无线开关100经由无线电收发设备120与用户的移动设备(例如智能手机、平板电脑或膝上型电脑)通信。使用移动设备上的软件应用，用户可以改变存储在存储器125中的开关配置信息。
存储器125可以在存储器位置0x0000000处具有引导加载程序区域，当无线开关100首次激活或重新启动时，电子处理器110在该位置开始执行。无线网状网络通信模式指令(被称为无线网状堆栈)可以被存储在存储器位置0x00004000处。开关特定的指令可以开始于存储器位置0x00040000处。蓝牙操作模式指令(被称为蓝牙堆栈)和用于与用户的移动设备上的软件应用程序通信的操作指令可以从0x000C0000开始。开关配置数据(例如设置标志、父设备标识名称或地址以及其他参数)被存储在开关配置存储器位置，该位置可以从0x000FE000开始。
early_init()函数可以是无线网状堆栈的引导加载程序的一部分。在至少一个实施例中，引导加载程序调用early_init()函数，并在无线开关100的启动序列的早期执行硬件和/或固件初始化。在启动序列期间，可以执行初始化，然后early_init()函数返回。在这样的启动序列期间，无线开关100的操作线程可以在early_init()函数返回之后被传递回引导加载程序以加载无线网状堆栈，并且无线开关100可以由电子处理器110以无线网状网络通信模式操作。
图2示出了根据至少一个实施例的用于操作无线开关100的流程图200。在框202处，在无线开关100的初始激活或重新启动时，由电子处理器110执行的存储器125的引导加载程序区域中的指令初始化无线开关100。初始化可以包括访问开关配置存储器位置以读取设置标志、父设备标识名称或地址或用于初始化无线开关100的其他参数。这些指令中的一个可以包括函数early_init()，该函数检查开关配置存储器位置中的蓝牙标志以确定要执行哪组指令。蓝牙标志可以被取消断言(例如设置为0)以用于加载无线网状堆栈或被断言(例如设置为1)以用于加载蓝牙堆栈。在所示的实施例中，蓝牙标志在初始化时被取消断言，early_init()函数被引导加载程序调用，因此网状网络通信堆栈被加载以由电子处理器110执行。
在框205处，由电子处理器110加载网状通信堆栈，并且无线电收发设备120被配置为与网状网络中的节点通信，例如无线开关、连接的照明设备和连接的开关控制器。在加载了网状通信堆栈的一些实施例中，在拨动摇杆102时，可以发生与网状网络中的节点的通信。例如，用户可以拨动摇杆102，作为响应，无线开关可以在网状网络上传送寻址到网络上特定连接的照明设备的消息，指示它们打开或关闭。
在框210处，电子处理器110通过无线开关110的按钮105接收用户输入。在所示实施例中，无线开关100响应于接收到用户输入而断言蓝牙标志。
在框215处，电子处理器110断言蓝牙标志并重新启动无线开关100。
在框220处，early_init()函数被引导加载程序调用，并读取断言的蓝牙标志。因此，引导加载程序加载蓝牙堆栈以供电子处理器110执行，并配置无线电收发设备120以广告来自启用BLE的设备的BLE连接。
在框225处，电子处理器110在蓝牙模式下操作无线开关100，并使无线电收发设备120广告来自启用BLE的设备的BLE连接。在一些实施例中，由于蓝牙通信协议需要来自电池115的更多电力，所以无线电收发设备120仅在预定时间段内广播连接请求。例如，在这样的实施例中，无线电收发设备120可以仅广播一分钟，然后跳到框240，并且如果没有BLE连接，则重新启动无线开关100。此外，在一些实施例中，一旦无线电收发设备120经由BLE连接连接到设备，则该连接可以在连接终止之前具有预定的超时周期，例如三分钟，以节省电池电量。在一些实施例中，启用BLE连接的移动设备的用户使用移动设备的软件应用程序连接到无线开关100。然后，用户可以使用软件应用程序设置无线开关100的开关配置，然后可以将其保存在存储器115的开关配置存储器位置中。
在框230处，无线开关100从已与开关建立BLE连接的设备接收开关配置。例如，启用BLE的移动设备的用户可以设置新的父设备标识名称，使得无线开关100与新的父设备通信。在该过程中，用户也可以通过在软件应用程序中进行选择来进行其他开关配置改变。例如，无线开关在网状通信模式下与之交互的网状网络节点的集合可以在该过程中改变。作为另一个示例，开关可以在网状网络上向其传送消息的连接的照明设备(例如“通电”或“断电”)可以在该过程中被改变。
在框235处，保存开关配置更改。在一些实施例中，进行开关配置更改的用户可以保存开关配置更改。例如，用户可以在软件应用程序中选择“保存”选项，作为响应，电子处理器110可以将用户选择的开关配置设置保存在存储器125中作为开关配置数据。关闭软件应用程序。在一些实施例中，关闭软件应用程序可以将蓝牙标志设置回0。然后可以使用新的开关配置数据重新启动无线开关100。在一些实施例中，如果无线开关100和启用BLE的设备之间的BLE连接通过超时而不是通过用户保存开关配置数据而终止，则没有正在进行的开关配置数据更改被保存到无线开关。
在框240处，电子处理器110取消断言蓝牙标志并重新启动无线开关100。
在框245处，early_init()函数被引导加载程序调用，并读取取消断言的蓝牙标志。因此，引导加载程序加载网状通信堆栈以供电子处理器110执行，并配置无线电收发设备120以与连接到网状网络的网状网络节点和设备通信。
在一些实施例中，蓝牙标志的标志值可以被设置为特定值，以指示断言或取消断言的状态。例如，蓝牙标志可以被设置为“5”以用于加载蓝牙堆栈(断言)，或被设置为“0”以用于加载无线网状堆栈(取消断言)，或者被设置为一些其他值，例如被设置为“TRUE”以用于加载蓝牙堆栈(断言)，以及被设置为“FALSE”以用于加载无线网状堆栈(取消断言)。在一些实施例中，蓝牙标志可以响应于按钮105上的用户输入而被断言。例如，如果当按钮105被初始按下并保持时蓝牙标志处于断言状态，则按住按钮105预定时间可以将蓝牙标志翻转到取消断言状态。类似地，在一些实施例中，如果当按钮105被初始按下并保持时蓝牙标志处于取消断言状态，则按住按钮105预定时间将蓝牙标志翻转到断言状态。
可以设想，按钮105和摇杆102可以由开关、滑块、拨盘或其他输入设备代替，并且仍然执行上述其各自的功能。还可以设想，按钮105和摇杆102的相应功能可以合并为单个输入设备，例如响应于第一交互而改变无线开关的操作模式，但响应于第二交互而执行不同功能的单个按钮。例如，当无线开关100处于网状通信模式时，短按单个按钮可以通过无线电收发设备120向网状网络中的设备发送“通电”，或者可以授权启用BLE的设备的连接，或者断开连接的启用BLE的设备，而长按单个按钮可以改变无线开关的操作模式。
以下变体旨在列举上述产品和方法的若干实施例，而不旨在限制本公开或权利要求的范围：
变体1可以包括无线开关，该无线开关包括：输入设备；无线电收发设备；存储器；以及电子处理器，其被配置为基于处于断言状态的模式选择指示符在无线网状网络通信模式下操作无线开关，并且基于处于取消断言状态的模式选择指示符在无线蓝牙模式下操作无线开关。
变体2可以包括变体1的无线开关，其中，输入设备是按钮。
变体3可以包括上述变体中的任何变体的无线开关，还包括电池，其中，电子处理器和无线电收发设备由电池供电。
变体4可以包括上述变体中的任何变体的无线开关，其中，当无线开关在蓝牙模式下操作时，无线开关被配置为经由无线电收发设备连接到启用蓝牙的设备。
变体5可以包括上述变体中的任何变体的无线开关，其中，无线开关被配置为在无线开关以蓝牙模式操作时经由无线电收发设备接收开关配置数据。
变体6可以包括上述变体中的任何变体的无线开关，其中，电子处理器被配置为将接收到的开关配置保存到存储器。
变体7可以包括上述变体中的任何变体的无线开关，其中，无线开关被配置为在无线开关以蓝牙模式操作时经由无线电收发设备连接到网状通信网络。
变体8可以包括上述任何变体中的任何变体的无线开关，其中，输入设备包括按钮，并且其中，响应于按钮的按压，模式选择指示符从断言状态改变为取消断言状态，或者从断言状态改变为取消断言状态。
变体9可以包括上述变体中的任何变体的无线开关，其中，电子处理器还被配置为在按下按钮之后第一次重新启动无线开关。
变体10可以包括上述变体中的任何变体的无线开关，其中，电子处理器还被配置为在按下按钮之后第二次重新启动无线开关。
变体11可以包括上述任何变体中的任何变体的无线开关，还包括第二输入设备，其中，电子处理器被配置为响应于第二输入设备被切换而使无线电收发设备传送数据。
变体12可以包括上述变体中的任何变体的无线开关，还包括第二输入设备，其中，电子处理器被配置为响应于第二输入设备被切换而授权经由无线电收发设备连接到无线开关。
变体13可以包括一种改变无线开关的开关配置的方法，该方法包括：由无线开关的电子处理器将无线开关的初始配置加载到无线开关的存储器中；由电子处理器将蓝牙堆栈加载到存储器中；由电子处理器执行蓝牙堆栈；由电子处理器建立无线开关的无线电收发设备与启用蓝牙的设备之间的连接；由无线电收发设备从启用蓝牙的设备接收开关配置；由电子处理器将开关配置保存到存储器；由电子处理器将开关配置加载到存储器中；由电子处理器将网状通信堆栈加载到存储器中；以及由电子处理器执行网状通信堆栈。
变体14可以包括变体13的方法，还包括由电子处理器读取存储器中的蓝牙标志；由电子处理器确定蓝牙标志被断言；以及由电子处理器将无线开关置于蓝牙模式。
变体15可以包括变体13或14的方法，还包括由电子处理器读取存储器中的蓝牙标志；由电子处理器确定蓝牙标志被取消断言；以及由电子处理器将无线开关置于网状通信模式。
因此，本文公开的实施例尤其提供了无线开关。
以下权利要求中阐述了各种特征、优点和实施例。

Claims (15)

1.一种无线开关，所述无线开关包括：
输入设备；
无线电收发设备；
存储器；和
电子处理器，其被配置为
基于处于断言状态的模式选择指示符，在无线网状网络通信模式下操作所述无线开关，以及
基于处于取消断言状态的所述模式选择指示符，在无线蓝牙模式下操作所述无线开关。
2.根据权利要求1所述的无线开关，其中，所述输入设备是按钮。
3.根据权利要求1所述的无线开关，还包括电池，其中，所述电子处理器和所述无线电收发设备由所述电池供电。
4.根据权利要求1所述的无线开关，其中，所述无线开关被配置为在所述无线开关在蓝牙模式下操作时经由所述无线电收发设备连接到启用蓝牙的设备。
5.根据权利要求4所述的无线开关，其中，所述无线开关被配置为在所述无线开关在所述蓝牙模式下操作时经由所述无线电收发设备接收开关配置数据。
6.根据权利要求5所述的无线开关，其中，所述电子处理器被配置为将接收到的开关配置保存到所述存储器。
7.根据权利要求1所述的无线开关，其中，所述无线开关被配置为在所述无线开关在蓝牙模式下操作时经由所述无线电收发设备连接到网状通信网络。
8.根据权利要求1所述的无线开关，其中，所述输入设备包括按钮，并且其中，响应于所述按钮的按压，所述模式选择指示符从断言状态改变为取消断言状态，或者从断言状态改变为取消断言状态。
9.根据权利要求8所述的无线开关，其中，所述电子处理器还被配置为在所述按钮的所述按压之后第一次重新启动所述无线开关。
10.根据权利要求9所述的无线开关，其中，所述电子处理器还被配置为在所述按钮的所述按压之后第二次重新启动所述无线开关。
11.根据权利要求1所述的无线开关，还包括第二输入设备，其中，所述电子处理器被配置为响应于所述第二输入设备被切换而使所述无线电收发设备传送数据。
12.根据权利要求1所述的无线开关，还包括第二输入设备，其中，所述电子处理器被配置为响应于所述第二输入设备被切换而授权经由所述无线电收发设备到所述无线开关的连接。
13.一种改变无线开关的开关配置的方法，包括：
由所述无线开关的电子处理器将所述无线开关的初始配置加载到所述无线开关的存储器中；
由所述电子处理器将蓝牙堆栈加载到所述存储器中；
由所述电子处理器执行所述蓝牙堆栈；
由所述电子处理器建立所述无线开关的无线电收发设备与启用蓝牙的设备之间的连接；
由所述无线电收发设备从所述启用蓝牙的设备接收开关配置；
由所述电子处理器将所述开关配置保存到所述存储器；
由所述电子处理器将所述开关配置加载到所述存储器中；
由所述电子处理器将网状通信堆栈加载到所述存储器中；以及
由所述电子处理器执行所述网状通信堆栈。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括
由所述电子处理器读取所述存储器中的蓝牙标志；
由所述电子处理器确定所述蓝牙标志被断言；以及
由所述电子处理器将所述无线开关置于蓝牙模式。
15.根据权利要求13所述的方法，还包括由所述电子处理器读取所述存储器中的蓝牙标志；
由所述电子处理器确定所述蓝牙标志被取消断言；以及
由所述电子处理器将所述无线开关置于网状通信模式。
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