TWI602459B - 通訊系統及物聯網系統 - Google Patents

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Description

通訊系統及物聯網系統
本發明係關於通訊系統，尤其是一種可減少功率消耗的通訊系統及物聯網系統。
無線網路被廣泛配置以提供諸如視頻、語音、廣播、訊息等等的各種通訊服務。這些無線網路可透過共享可用網路資源來支持多個用戶的通訊。這些網路的例子包含無線局域網路(WLAN)、無線城域網路(WMAN)，無線廣域網路(WWAN)和無線個域網路(WPAN)。
無線網路可包含任何數量的接入點(AP)和任何數量的站台(Station)。接入點可作為與站台通訊的協調器。站台可以根據站台的數據需求主動地與接入點通訊，可是閒置的，或者可在任何給定時刻關閉。
因為大多數當前的手持站台是由電池供電，例如無線手持設備，所以節能一直是主要的問題。因此，本領域中需要用於減少無線網路中的站台的功率消耗的技術。
本發明的多個例示性實施例提供了一種能夠降低功耗的通 訊系統和物聯網系統。
根據本發明之一例示性實施例，提供一種通訊系統，其適用於包含接入點的無線網路系統，通訊系統包含：連接模組，配置來提供通訊系統連接功能，並且在通訊系統處於睡眠模式時關閉；中央處理單元，配置來控制通訊系統，並且在通訊系統處於睡眠模式時關閉；電源管理單元，用於引入電源至中央處理單元和連接模組，並且在通訊系統處於睡眠模式時關閉；以及定時器，配置來以一預定時間週期來週期性地開啟電源管理單元，並且預定時間週期大於來自接入點的兩個傳遞流量指示訊息之間的間隔；其中如果電源管理單元將電源引入至連接模組和中央處理單元，則通訊系統以正常模式操作，並且如果電源管理單元停止引入電源至連接模組和中央處理單元，則通訊系統處於睡眠模式。
根據本發明的另一例示性實施例，提供一種物聯網系統，其適用於包含接入點的無線網路系統，所述物聯網系統包含：無線網路模組，配置來連接接入點；以及通用輸入輸出設備，配置來透過通用輸入輸出引腳向所述無線網路模組提供多個喚醒訊號，並且其中任意兩個喚醒訊號之間的預定時間週期大於來自接入點之兩個傳遞流量指示訊息之間的間隔；其中所述無線網路模組包含定時器和電源管理單元，電源管理單元於定時器收到喚醒訊號之後，引入電源以將無線網路模組從睡眠模式轉換為正常模式。
10‧‧‧無線網路系統
100‧‧‧站台
101,840,1140‧‧‧定時器
102,832,1132‧‧‧調製器/解調器
104,834,1134‧‧‧射頻收發器
106,836,1136‧‧‧模數轉換器/數模轉換器
108,838,1138‧‧‧媒體訪問控制器
110,810,1110‧‧‧中央處理單元
112‧‧‧隨機存取記憶體
114,1400‧‧‧周邊設備
115,910,1200‧‧‧通用輸入輸出設備
116,860‧‧‧保持記憶體
130‧‧‧電池
140,830,1130‧‧‧連接模組
200‧‧‧接入點
800‧‧‧通訊系統
820,1120‧‧‧靜態隨機存取記憶體
840_1,1140_1‧‧‧第一通用輸入輸出引腳
840_2,1140_2‧‧‧第二通用輸入輸出引腳
850,1150‧‧‧電源管理單元
900,1300‧‧‧電源供應器
1000‧‧‧物聯網系統
1100‧‧‧無線網路網模組
300~308,600~608,700~708‧‧‧步驟流程
TIM‧‧‧流量指示訊息
DTIM‧‧‧傳遞流量指示訊息
本發明之上述及其它特徵將藉由參考附圖而詳細描述多個例示性實施例而更加清楚，其中：
第1圖顯示根據本發明之具有接入點和多個站台的無線網路系統。
第2圖顯示根據本發明之較佳實施例之站台的方塊圖。
第3圖為根據本發明之第一實施例在無線網路中節省站台功率之方法的流程圖。
第4圖顯示供應至本發明之站台的各種功率。
第5圖顯示傳統技術方案和本發明之間的睡眠/喚醒模式的比較。
第6圖為根據本發明第二實施例在無線網路中節省站台功率之方法的流程圖。
第7圖為根據本發明第三實施例在無線網路中節省站台功率之方法的流程圖。
第8圖顯示根據本發明一例示性實施例之通訊系統的示意方塊圖。
第9圖顯示根據本發明另一例示性實施例之通訊系統的示意方塊圖。
第10圖顯示根據本發明一例示性實施例之物聯網系統的示意方塊圖。
本文描述的功率節省技術可用於諸如無線局域網路(WLAN)、無線城域網路(WMAN)、無線廣域網路(WWAN)和無線個域網路(WPAN)等的各種無線網路。WLAN可以實現諸如由IEEE 802.11 定義的任何無線電技術。WWAN可為蜂窩網路，諸如碼分多址(Code Division Multiple Access；CDMA)網路、時分多址(Time Division Multiple Access；TDMA)網路、頻分多址(Frequency Division Multiple Access；FDMA)網路、正交頻分多址(OFDMA)網路，載波頻分多址(SC-FDMA)網路等。WMAN可實現諸如由IEEE 802.16定義的任何無線電技術，諸如通常被稱為WiMAX或IEEE 802.20的802.16e。WPAN可實現諸如藍牙的無線電技術。為了清楚起見，下面針對IEEE 802.11WLAN描述了這些技術。
第1圖顯示根據本發明例示性實施例之無線網路系統。無線網路系統10包含接入點200和五個站台100。一般來說，無線網路系統10可包含任何數量的接入點和站台。站台100可經由無線頻道彼此通訊或與接入點200通訊。在此例示性實施例中，站台100可為行動電話、手持設備、智慧型手機、個人數位助理(PDA)、膝上型電腦等。接入點200可經由無線頻道提供配送服務(distribution services)予與接入點200相關聯的站台100。站台100可經由鏈結發送的較高層數據流的一個或多個流(flow)與接入點200通訊。此流可在傳輸層使用傳輸控制協議(TCP)、用戶數據報協議(UDP)或一些其他協議。
無線網路系統10可具有節能機制，例如在IEEE 802.11標準中規定的無線局域網節能機制。站台100可操作於省電模式並監聽從接入點200週期性地廣播的信標幀(Beacon frame)。如果信標幀通知站台100其數據包暫存(或稱為緩存)在接入點200處，則此站台100將發送觸發幀(trigger frame)到接入點200以請求暫存的數據包。
第2圖顯示根據本發明之較佳實施例之站台的方塊圖。站台 100包含通用輸入輸出(GPIO)設備115、定時器101、連接模組140、中央處理單元(CPU)110、用於中央處理單元110的隨機存取記憶體(RAM)112、周邊設備114、電池130和保持記憶體116。連接模組140用於在開啟時透過諸如WiFi、藍牙、Zigbee和ZWAVE等特定無線技術標準來連接到另一站台。連接模組140包含調製器/解調器102、射頻(RF)收發器104、模數轉換器/數模轉換器(ADC/DAC)106和媒體訪問(MAC)控制器108。周邊設備114可為通用序列匯流排(USB)設備、螢幕、鍵盤或喇叭，但是本發明不限於此。
為了提高電源效率，在沒有數據要傳輸至站台100或者沒有數據要從站台100傳送出的期間，站台100將關閉近乎所有元件並切換到睡眠模式。在此例示性實施例中，當站台100在睡眠模式下操作時，通用輸入輸出設備115、定時器101或保持記憶體116中的至少一者係保持開啟。在睡眠模式中，兩次喚醒之間的持續時間即為睡眠週期。在此實施例中，通用輸入輸出設備115保持開啟。在另一實施例中，在睡眠週期期間可選擇性地將定時器101及保持記憶體116開啟。
請一併參考第2圖及第3圖，第3圖是根據本發明第一實施例在無線網路中節省站台功率之方法的流程圖，該方法包含：
步驟300：收到喚醒訊號時，將連接模組140、定時器101、保持記憶體116、中央處理單元110和周邊設備114開啟。
步驟302：在連接狀態和/或認證狀態下執行連接模組140、定時器101、保持記憶體116、中央處理單元110和周邊設備114。
步驟304：檢查是否有數據從接入點200傳送至站台100。
步驟306：接收數據以及信標幀，直到站台100傳送和接收所有需要的數據。
步驟308：在沒有數據要傳送到站台或者在站台傳送和接收所有需要的數據之後的條件下，執行睡眠模式並關閉連接模組140、定時器101、保持記憶體116、中央處理單元110和周邊設備114。
在步驟300中，通用輸入輸出設備115係響應於外部事件而產生喚醒訊號。接收到喚醒訊號時，電池130供電至連接模組140、定時器101、保持記憶體116、中央處理單元110和周邊設備114以將其開啟。此時，中央處理單元110執行冷啟動以初始化連接模組140、定時器101、保持記憶體116和周邊設備114。
參見第3~5圖，第4圖顯示供應至本發明之站台的各種功率，第5圖顯示傳統技術和本發明之間的睡眠/喚醒模式的比較。如第5圖所示，接入點200應當以信標來傳送流量指示圖(Traffic Indication Map；TIM)，並且對於每個傳遞流量指示訊息(DTIM)週期，會在信標內傳送類型為“DTIM”的”TIM”。在信標中的TIM可指示站台100在將來的信標間隔中是否有待傳送給站台100的單播流量(unicast traffic)。DTIM是用來指示在將來的信標間隔中是否將要傳送廣播和多播流量(multicast traffic)的位元圖。DTIM係以接入點200所選擇的間隔來發送。DTIM之間隔通常是信標間隔的數倍，並且對於基本服務集(Basic Service Set；BSS)是固定的，該基本服務集是與接入點200相關聯之站台的網路。
在連接模組140、中央處理單元110和周邊設備114處於連接狀態或認證狀態(即，站台100重新連接至接入點200或站台100重新認證接 入點200)時，在接入點200中暫存的廣播幀或多播幀係隨著DTIM一起傳送到站台100。然後，站台100可以偵測是否有數據(即暫存的廣播或多播幀)隨著DTIM一起傳送。認證狀態係表示站台100在諸如登錄或鍵入密碼的認證處理之後連接到接入點200。
在步驟306中，在數據(即暫存的幀)隨著DTIM自接入點200發送的情況下，站台100接收數據以及信標幀。在步驟308中，如果沒有數據隨著DTIM從接入點200發送來，則表示沒有數據被暫存在接入點200。站台100係執行睡眠模式以關閉連接模組140、定時器101、保持記憶體116、中央處理單元110和周邊設備114。
請參考第5圖，在接收到TIM或DTIM之前，傳統站台開啟並且從電池向元件供電以準備接收接入點所暫存的幀。相較之下，本發明提出之喚醒訊號係由通用輸入輸出設備115響應於外部事件而發送的。收到喚醒訊號時，電池130係供電至連接模組140、定時器101、中央處理單元110和周邊設備114以將其開啟。由於通用輸入輸出設備115響應於外部事件而發送之喚醒訊號的間隔是DTIM間隔的數倍，本發明站台100中的元件的睡眠週期比傳統DTIM間隔長。因此，使用本發明的站台可節省更多的功率，從而使電池壽命更長。
請一併參考第2圖及第6圖，第6圖是根據本發明第二實施例在無線網路中節省站台功率之方法的流程圖。該方法包含：
步驟600：收到喚醒訊號時，將連接模組140、保持記憶體116、中央處理單元110和周邊設備114開啟。
步驟602：在連接狀態和/或認證狀態下執行連接模組140、 保持記憶體116、中央處理單元110和周邊設備114。
步驟604：檢查是否有數據從接入點200傳送至站台100。
步驟606：接收信標幀內的數據。
步驟608：在沒有數據要傳送到站台或者在站台傳送和接收所有需要的數據之後的條件下，執行睡眠模式並關閉連接模組140、保持記憶體116、中央處理單元110以及周邊設備114。
在步驟600中，通用輸入輸出設備115係響應於外部事件產生喚醒訊號，或者由定時器101週期性地產生喚醒訊號。喚醒訊號係於定時器101到達預定時間週期(例如5秒)時產生。來自定時器101之週期性喚醒訊號的間隔是DTIM間隔的數倍。例如，來自定時器101之週期性喚醒訊號的間隔(5秒)是DTIM間隔(500毫秒)的10倍。收到喚醒訊號時，電池130供電以開啟連接模組140、保持記憶體116、中央處理單元110和周邊設備114。此時，中央處理單元110執行冷啟動以初始化連接模組140、保持記憶體116和周邊設備114。與第一實施例不同，第二實施例的定時器101在睡眠模式期間維持開啟並週期性地產生喚醒訊號。
在連接模組140、中央處理單元110和周邊設備114處於連接狀態或認證狀態(即，站台100重新連接至接入點200或站台100重新認證接入點200)時，在接入點200中暫存的廣播幀或多播幀隨著DTIM一起傳送至站台100。然後，站台100可偵測是否有隨著DTIM一起傳送來的數據(即暫存的廣播或多播幀)。認證狀態係表示站台100在諸如登錄或鍵入密碼的認證處理後連接到接入點200。
在步驟606中，在數據(即暫存的幀)隨著DTIM自接入點 200發送的情況下，站台100接收信標幀與數據。在步驟608中，如果沒有數據隨著DTIM一起從接入點200發送來，則表示沒有數據暫存在接入點200。站台100執行睡眠模式以關閉連接模組140、保持記憶體116、中央處理單元110和周邊設備114。
請參考第5圖，在接收TIM或DTIM之前，傳統站台啟用並且從電池向元件供電以準備好從接入點接收暫存的幀。相較之下，本發明提出之喚醒訊號係由通用輸入輸出設備115響應於外部事件而發送的，或者由定時器101週期性地產生喚醒訊號。收到喚醒訊號時，電池130供電至連接模組140、中央處理單元110和周邊設備114以將其開啟。由於通用輸入輸出設備115響應於外部事件而發送之喚醒訊號的間隔或由定時器101週期性產生之喚醒訊號的間隔是DTIM間隔的數倍，根據本發明之實施例所揭露之站台100中的元件的睡眠週期比傳統DTIM之間隔長。因此，使用本發明之實施例所揭露的站台可以節省更多的功率，從而延長電池壽命。
請參考第7圖，第7圖是根據本發明第三實施例的在無線網路中節省站台功率之方法的流程圖。該方法包含：
步驟700：收到喚醒訊號時，將連接模組140、中央處理單元110以及周邊裝置114開啟。
步驟702：在連接狀態和/或認證狀態下執行連接模組140、中央處理單元110以及周邊裝置114。
步驟704：檢查是否有數據從接入點200傳送至站台100。
步驟706：接收信標幀內的數據。
步驟708：在沒有數據要傳送到站台或者在站台傳送和接收 所有需要的數據之後的條件下，執行睡眠模式並關閉連接模組140、中央處理單元110和周邊設備114。
在步驟700中，通用輸入輸出設備115係響應於外部事件產生喚醒訊號，或者由定時器101週期性地產生喚醒訊號。喚醒訊號係於定時器101到達預定時間週期(例如5秒)時產生。來自定時器101之週期性喚醒訊號的間隔是DTIM間隔的數倍。例如，來自定時器101之週期性喚醒訊號的間隔(5秒)是DTIM間隔(500毫秒)的10倍。收到喚醒訊號時，電池130供電至連接模組140、中央處理單元110和周邊設備114。此時，中央處理單元110執行冷啟動以初始化連接模組140和周邊設備114。在另一情況下，中央處理單元110執行熱啟動以從保持記憶體116讀取與中央處理單元110和周邊設備114的相關狀態，以及連接模組140在最後的睡眠模式之前一操作中之認證狀態等有關的訊息。以此方式，站台100通過從保持記憶體116恢復相關訊息而快速恢復到與最後一次睡眠之前相同的相關聯和認證狀態，而不對接入點200或另一站台執行新的關聯過程和新的認證過程。與第一實施例不同，在睡眠模式期間，第三實施例的定時器101致能並週期性地產生喚醒訊號、保持記憶體116儲存與中央處理單元110和周邊設備114的相關狀態以及連接模組140在最後的睡眠模式之前發生的先前操作中的認證狀態等有關的訊息。
在連接模組140、中央處理單元110和周邊設備114處於連接狀態或認證狀態(即，站台100重新連接至接入點200或站台100重新認證接入點200)時，在接入點200中暫存的廣播幀或多播幀隨著DTIM一起傳送到站台100。然後，站台100可偵測是否有隨著DTIM一起傳送來的數據(即暫 存的廣播或多播幀)。認證狀態係表示站台100在諸如登錄或鍵入密碼的認證處理之後連接到接入點200。
在步驟706中，在數據(即暫存的幀)隨著DTIM從接入點200發送的情況下，站台100隨著信標幀接收數據。在步驟708中，如果沒有數據要隨著DTIM從接入點200傳送來，則其表示沒有數據被暫存在接入點200。站台100執行睡眠模式以關閉連接模組140、中央處理單元110和周邊設備114。
請參考第5圖，在接收TIM或DTIM之前，傳統站台係開啟且從電池供電至元件以準備接收接入點中暫存的幀。相比之下，本發明提出之喚醒訊號係由通用輸入輸出設備115響應於外部事件而發送的，或者由定時器101週期性地產生喚醒訊號。收到喚醒訊號時，電池130供電至連接模組140、中央處理單元110和周邊設備114以將其開啟。由於響應於外部事件從通用輸入輸出設備115發送之喚醒訊號的間隔或由定時器週期性產生之喚醒訊號的間隔101是DTIM間隔的數倍，根據本發明的站台100中的元件的睡眠週期比傳統DTIM間隔長。因此，使用本發明的站台可以節省更多的功率，從而使電池壽命更長。
在此所描述在無線網路中節省站台功率之方法可以透過各種手段來實施。例如，這些技術可以在硬體、韌體、軟體或其組合中實施。對於以硬體實施，用於在站台執行技術的處理單元可實施在一個或多個專用積體電路(ASIC)、數字訊號處理器(DSP)、數字訊號處理設備(DSPD)、可編程邏輯設備(PLD)、現場可編程門陣列(FPGA)、處理器、控制器、微控制器、微處理器、電子設備、被設計為執行本文所述功能的其他電子 單元或其組合。用於在接入點執行技術的處理單元可實施在一個或多個專用積體電路、數字訊號處理器、處理器。
對於以韌體及/或軟體實施，可使用執行本文描述的功能的模組(例如，流程、功能等)來實現節能技術。韌體及/或軟體代碼可儲存在第2圖中的中央處理單元110的記憶體112中，並且由處理器(例如，中央處理單元110)執行。記憶體可以實施在處理器內或處理器外部。
參考第8圖，其顯示根據本發明之例示性實施例之通訊系統的示意方塊圖。如圖所示。通訊系統800可應用於包含接入點(AP)的無線網路系統，通訊系統800包含中央處理單元(CPU)810、靜態隨機存取記憶體(SRAM)820、連接模組830、定時器840和電源管理單元850。在此例示性實施例中，中央處理單元810配置來控制通訊系統800。靜態隨機存取記憶體820配置來暫時儲存用於中央處理單元810的數據。連接模組830配置來為通訊系統800提供連接功能。電源管理單元850配置來將電源引入至中央處理單元810、靜態隨機存取記憶體820和連接模組830。應知道的是，通訊系統800可操作於睡眠模式或正常模式。通訊系統800操作於睡眠模式下的功耗低於在正常模式下操作的功耗。此外，當通訊系統800在睡眠模式下操作時，中央處理單元810、靜態隨機存取記憶體820、連接模組830和電源管理單元850係關閉。
定時器840配置為以預定時間週期來週期性地將電源管理單元850開啟，並且此預定時間週期大於來自接入點(未繪示)的兩個傳遞流量指示訊息之間的間隔。亦即，定時器840可週期性地開啟電源管理單元850，以使得電源管理單元850能夠將電源引入至中央處理單元810、靜態隨 機存取記憶體820和連接模組830。如果電源管理單元850引入電源至中央處理單元810、靜態隨機存取記憶體820和連接模組830，通訊系統800可操作於正常模式，並且如果電源管理單元850停止引入電源至中央處理單元810、靜態隨機存取記憶體820和連接模組830，通訊系統800可操作於睡眠模式。在一例示性實施例中，預定時間週期大於來自接入點的兩個傳遞流量指示訊息之間的間隔的五倍，但是本發明不限於此。在另一例示性實施例中，預定時間週期可大於來自接入點的兩個傳遞流量指示訊息之間的間隔的十倍。在此例中，通訊系統800操作於睡眠模式時，定時器840可保持開啟，但是本發明不以此為限。
在此例示性實施例中，定時器840具有用於接收外部喚醒訊號的第一通用輸入輸出引腳840_1。在透過第一通用輸入輸出引腳840_1接收到外部喚醒訊號時，定時器840可開啟電源管理單元850。然後，電源管理單元850可將電源引入至連接模組830、中央處理單元810和靜態隨機存取記憶體820，以將通訊系統800從睡眠模式轉換到正常模式。
在一例示性實施例中，在通訊系統800處於睡眠模式時，定時器840係關閉。在透過第一通用輸入輸出引腳840_1接收到外部喚醒訊號時，定時器840係響應於該外部喚醒訊號而開啟。然後，定時器840可開啟電源管理單元850，以使電源管理單元850將電源引入至中央處理單元810、靜態隨機存取記憶體820和連接模組830。
在此例示性實施例中，定時器840可透過第一通用輸入輸出引腳840_1連接到通用輸入輸出設備910。通用輸入輸出設備910可用於偵測外部事件，以產生上述外部喚醒訊號，並且將該外部喚醒訊號傳送到定時 器840。舉例而言，通用輸入輸出設備910可拉高(pull high)第一通用輸入輸出引腳840_1，以開啟定時器840。在一具體實施例中，通用輸入輸出設備910可為觸摸面板。當觸摸面板被用戶觸摸時，通用輸入輸出設備910可產生上述外部喚醒訊號。
在此例示性實施例中，定時器840具有連接到電源管理單元850的第二通用輸入輸出引腳840_2。因此，定時器840可透過第二通用輸入輸出引腳840_2週期性地向電源管理單元850發送內部喚醒訊號。舉例而言，定時器840可將連接到電源管理單元850的第二通用輸入輸出引腳840_2拉高，以開啟電源管理單元850。
在此例示性實施例中，連接模組830可包含調製器/解調器832、射頻收發器834、模數轉換器/數模轉換器836和媒體訪問控制器838。此外，連接模組830具有連接狀態和認證狀態。操作於連接狀態下時，連接模組830可執行與接入點的連接流程，並且操作於認證狀態時，連接模組830可執行與接入點的認證流程。在執行連接流程及/或認證流程之後，中央處理單元810可將連接模組830接收自接入點的連接訊息及/或認證訊息儲存在靜態隨機存取記憶體820中。在此例中，由於靜態隨機存取記憶體820為一種揮發性記憶體，若通訊系統800處於睡眠模式(亦即靜態隨機存取記憶體820關閉)，則靜態隨機存取記憶體820所儲存之連接訊息及/或認證訊息亦隨之消失。因此，如果電源管理單元850將電源引入至中央處理單元810，以將通訊系統800由睡眠模式轉為正常模式，則中央處理單元810可執行冷啟動流程並初始化連接模組830。
在此例示性實施例中，通訊系統800可連接到電源供應器 900，電源供應器900用於供電至定時器840和電源管理單元850。在此例中，即使定時器840和電源管理單元850關閉，電源供應器900可持續供電給定時器840和電源管理單元850。在另一例示性實施例中，通訊系統800還可包含電池(未繪示)，電池係用於供電至定時器840和電源管理單元850。在此例中，即使定時器840和電源管理單元850關閉，電池也可持續供電至定時器840和電源管理單元850。
在一例示性實施例中，通訊系統800還可包含保持記憶體860，如第9圖所示。保持記憶體860是非揮發性記憶體，其配置來儲存連接模組830接收自接入點的連接訊息、認證訊息及/或中央處理單元810執行的程式碼。在此例中，通訊系統處於睡眠模式時，保持記憶體860係維持開啟。也就是說，電源供應器900或電池可以持續向定時器840、電源管理單元850和保持記憶體860供電。在此例中，如果電源管理單元850引入電源至中央處理單元810，則中央處理單元810可執行熱啟動流程和初始化連接模組830。亦即，在執行連接流程及/或認證流程之後，中央處理單元810可將從連接模組830接收的連接訊息及/或認證訊息儲存在保持記憶體860中，即使通訊系統800處於睡眠模式，連接訊息及/或認證訊息也不會消失。因此，通訊系統830從睡眠模式轉換到正常模式時，不需再次執行與接入點的連接流程和認證流程。
在此例示性實施例中，通訊系統800可偵測是否有隨著接收自接入點的傳遞流量指示訊息一起傳送來的數據(即暫存的廣播或多播幀)。如果超過預定的閒置時間都沒有從接入點傳送來的數據，則電源管理單元850可停止引入電源至中央處理單元810、靜態隨機存取記憶體820和連 接模組830，接著通訊系統800可操作於睡眠模式。在此例中，定時器840可關閉電源管理單元850，以使得電源管理單元850停止引入電源至中央處理單元810、靜態隨機存取記憶體820和連接模組830。於一例示性實施例中，定時器840可透過第二通用輸入輸出引腳840_2傳輸一內部睡眠訊號至電源管理單元850，則電源管理單元850響應於該內部睡眠訊號而關閉。例如，定時器840可拉低第二通用輸入輸出引腳840_2，以傳輸該睡眠訊號至電源管理單元850。於另一例示性實施例中，定時器840可透過第一通用輸入輸出引腳840_1接收一外部睡眠訊號，接著定時器840可關閉電源管理單元850，以使得電源管理單元850停止引入電源至中央處理單元810、靜態隨機存取記憶體820和連接模組830。
參考第10圖，其顯示根據本發明之例示性實施例之物聯網系統的示意方塊圖。如第10圖所示，物聯網(IoT)系統1000適用於包含接入點(未繪示)的無線網路系統，物聯網系統1000包含無線網路網模組1100、通用輸入輸出設備1200、電源供應器1300和周邊設備1400。在此例中，無線網路模組1100可根據第8~9圖的通訊系統800來實施，無線網路模組1100用於連接至接入點。通用輸入輸出設備1200配置為透過通用輸入輸出引腳(例如，定時器1140的第一通用輸入輸出引腳1140_1)向無線網路模組1100提供多個喚醒訊號。周邊設備1400可包含通用序列匯流排(USB)設備，但本發明不以此為限。
在此例示性實施例中，任意兩個喚醒訊號之間的預定時間週期大於來自接入點之兩個傳遞流量指示訊息之間的間隔。應當注意，無線網路模組1100可操作於睡眠模式或正常模式，且操作於睡眠模式之無線網 路模組1100的功耗低於操作於正常模式之無線網路模組1100的功耗。此外，無線網路模組1100包含定時器1140和電源管理單元1150，電源管理單元1150可在定時器1140接收到喚醒訊號之後，引入電源以將無線網路模組1100從睡眠模式轉換為正常模式。
在此例示性實施例中，無線網路模組1100還包含中央處理單元1110、靜態隨機存取記憶體1120和連接模組1130。當無線網路模組1100在睡眠模式下操作時，中央處理單元1110、靜態隨機存取記憶體1120、連接模組1130和電源管理單元1150係關閉。接收到喚醒訊號之後，定時器1140可開啟電源管理單元1150，接著電源管理單元1150可引入電源至連接模組1130、中央處理單元1110和靜態隨機存取記憶體1120，以將無線網路模組1100從睡眠模式轉換到正常模式。
在此例示性實施例中，當無線網路模組1100處於睡眠模式時，定時器1140係關閉。在接收到喚醒訊號時，開啟定時器1140，且定時器1140可接著開啟電源管理單元1150，以使得電源管理單元1150能夠將電源引入到中央處理單元1110、靜態隨機存取記憶體1120和連接模組1130。如果電源管理單元1150引入電源至中央處理單元1110，則中央處理單元1110可執行冷啟動流程並初始化連接模組1130。例如，通用輸入輸出設備1200可拉高定時器1140的一通用輸入輸出引腳1140_1，以將喚醒訊號發送到定時器1140。
在一例示性實施例中，無線網路模組1100操作於睡眠模式時，定時器1140係保持開啟。定時器1140可以一預定時間週期來週期性地開啟電源管理單元1150，並且上述預定時間週期大於來自接入點的兩個傳 遞流量指示訊息之間的間隔。亦即，定時器1140可週期性地開啟電源管理單元1150，以使得電源管理單元1150將電源引入到中央處理單元1110、靜態隨機存取記憶體1120和連接模組1130。如果電源管理單元1150引入電源到連接模組1130、中央處理單元1110和靜態隨機存取記憶體1120，無線網路模組1100可操作於正常模式，並且如果電源管理單元1150停止引入電源至連接模組1130、中央處理單元1110和靜態隨機存取記憶體1120，無線網路模組1100可操作於睡眠模式。在一例示性實施例中，預定時間週期大於來自接入點的兩個傳遞流量指示訊息之間之間隔的五倍，但是本發明不限於此。
在此例示性實施例中，連接模組1130可包含調製器/解調器1132、射頻收發器1134、模數轉換器/數模轉換器1136和媒體訪問控制器1138。此外，連接模組1130具有連接狀態和認證狀態。操作於連接狀態時，連接模組1130可執行與接入點的連接流程，並且操作於認證狀態時，連接模組1130可執行與接入點的認證流程。在執行連接流程及/或認證流程之後，中央處理單元1110可將從連接模組1130接收到的連接訊息及/或認證訊息儲存在靜態隨機存取記憶體1120中。
在例示性實施例中，電源供應器1300配置來向定時器1140和電源管理單元1150供電。在此例中，即使定時器1140和電源管理單元1150關閉，電源供應器1300可持續供電至定時器1140和電源管理單元1150。在另一例示性實施例中，無線網路模組1100還可包含電池(未繪示)，電池用於向定時器1140和電源管理單元1150供電。在此例中，即使定時器1140和電源管理單元1150關閉，電池也可持續向定時器1140和電源管理單元1150供電。
在一例示性實施例中，無線網路模組1100還可包含保持記憶體(未繪示)，保持記憶體是非揮發性記憶體，其配置來儲存連接模組1130的認證訊息及/或中央處理單元1110執行的程式碼。在此例中，保持記憶體可在無線網路模組1100處於睡眠模式時保持開啟。如果電源管理單元1150向中央處理單元1110引入電源，則中央處理單元1110可執行熱啟動流程並初始化連接模組。也就是說，在執行連接流程和/或認證流程之後，中央處理單元1110可將從連接模組1130接收到的連接訊息及/或認證訊息儲存在保持記憶體中。因此，無線網路模組1100從睡眠模式轉換到正常模式時，無線網路模組1100不需要再次與接入點執行連接流程與認證流程。
雖然已經結合被認為是最實用和優選的實施例描述了本發明，但是應當理解，本發明不限於所揭露的實施例，而是旨在覆蓋不脫離最寬泛解釋的範圍。
800‧‧‧通訊系統
810‧‧‧中央處理單元
820‧‧‧靜態隨機存取記憶體
830‧‧‧連接模組
832‧‧‧調製器/解調器
834‧‧‧射頻收發器
836‧‧‧模數轉換器/數模轉換器
838‧‧‧媒體訪問控制器
840‧‧‧定時器
840_1‧‧‧第一通用輸入輸出引腳
840_2‧‧‧第二通用輸入輸出引腳
850‧‧‧電源管理單元
900‧‧‧電源供應器
910‧‧‧通用輸入輸出設備

Claims (20)

  1. 一種通訊系統，其適用於包含一接入點的一無線網路系統，該通訊系統包含：一連接模組，係配置來提供一連線功能予該通訊系統，且當該通訊系統處於一睡眠模式時係關閉；一中央處理單元，係配置來控制該通訊系統，且當該通訊系統處於該睡眠模式時係關閉；一電源管理單元，係配置來引入電源至該中央處理單元以及該連接模組，且當該通訊系統處於該睡眠模式時係關閉；以及一定時器，係配置為以一預定時間週期來週期性地開啟該電源管理單元，且該預定時間週期係大於來自該接入點之兩個傳遞流量指示訊息之間的間隔；其中如果該電源管理單元引入電源至該連接模組及該中央處理單元，該通訊系統操作於一正常模式，且如果該電源管理單元停止引入電源至該連接模組及該中央處理單元，該通訊系統係處於該睡眠模式。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中該定時器具有一第一通用輸入輸出引腳，其用於接收一外部喚醒訊號，當透過該第一通用輸入輸出引腳接收到該外部喚醒訊號時，該定時器係開啟該電源管理單元。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之通訊系統，其中當該通訊系 統處於該睡眠模式時，該定時器係關閉，且當透過該第一通用輸入輸出引腳接收到該外部喚醒訊號時，該定時器係響應於該外部喚醒訊號而開啟。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中該定時器係具有連接至該電源管理單元的一第二通用輸入輸出引腳，該定時器係透過該第二通用輸入輸出引腳週期性地傳送一內部喚醒訊號至該電源管理單元，以開啟該電源管理單元。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中如果該電源管理單元引入電源至該中央處理單元，該中央處理單元執行一冷啟動流程及初始化該連接模組。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中該預定時間週期係大於來自該接入點之兩個傳遞流量指示訊息之間的間隔的五倍。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中該通訊系統更包含一保持記憶體，該保持記憶體係配置來儲存該連接模組接收自該接入點的一連接訊息、一認證訊息及/或該中央處理單元執行的程式碼。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之通訊系統，其中當該通訊系統處於該睡眠模式時，該保持記憶體係開啟，且如果該電源管理單元引入電源至該中央處理單元，該中央處理單元係執行一熱啟 動流程且初始化該連接模組。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中該連接模組具有一連接狀態以及一認證狀態，該連接模組操作於該連接狀態時係執行一連接流程，且該連接模組操作於該認證狀態時係執行一認證流程。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中該通訊系統更包含一電池，該電池用於供電至該電源管理單元以及該定時器。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之通訊系統，其中該通訊系統係連接至一電源供應器，該電源供應器係供電至該電源管理單元以及該定時器。
  12. 一種物聯網系統，其適用於包含一接入點的一無線網路系統，該物聯網包含：一無線網路模組，係配置來連接至該接入點；以及一通用輸入輸出設備，係配置為透過一通用輸入輸出引腳來提供複數個喚醒訊號至該無線網路模組，其中任意兩個該喚醒訊號之間的一預定時間週期係大於來自該接入點之兩個傳遞流量指示訊息之間的間隔；其中該無線網路模組包含一定時器以及一電源管理單元，在該定時器收到該喚醒訊號時，該電源管理單元引入電源以將該無 線網路模組由一睡眠模式轉換為一正常模式。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之物聯網系統，其中該無線網路模組更包含一連接模組以及一中央處理單元，且當該無線網路模組處於該睡眠模式時，該連接模組、該中央處理單元以及該電源管理單元係關閉，且在收到該喚醒訊號之後，該定時器係開啟該電源管理單元，且接著該電源管理單元係引入電源至該連接模組以及該中央處理單元，以將該無線網路模組從該睡眠模式轉換至該正常模式。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之物聯網系統，其中當該無線網路模組處於該睡眠模式時，該定時器係關閉，且收到該喚醒訊號之後，該定時器係開啟。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之物聯網系統，其中如果該電源管理單元引入電源至該中央處理單元，該中央處理單元係執行一冷啟動流程以及初始化該連接模組。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之物聯網系統，其中該無線網路模組更包含一保持記憶體，該保持記憶體係配置來儲存該連接模組之授權資訊及/或該中央處理單元所執行的程式碼。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之物聯網系統，其中當該無線網路模組處於該睡眠模式時，該保持記憶體係開啟，且如果該電源管理單元引入電源至該中央處理單元，該中央處理單元係執 行一熱啟動流程且初始化該連接模組。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之物聯網系統，其中該連接模組係具有一連接狀態以及一認證狀態，該連接模組操作於該連接狀態時係執行一連接流程，且該連接模組操作於該認證狀態時係執行一認證流程。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之物聯網系統，更包含一電源供應器，其配置來供電至該電源管理單元以及該計時器。
  20. 如申請專利範圍第12項所述之物聯網系統，其中該通用輸入輸出設備包含一觸控面板，且當該觸控面板被觸摸時係產生該喚醒訊號。
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