可适配的无线功率、照明和自动化系统技术方案

一种功率控制单元(100)及其使用方法，其用于在控制器(20)和功率控制单元(100)之间使用无线通信链路改变至电气装置的电力供应。该功率控制单元(100)用于交替地使用非端对端通信标准或者诸如Wi‑Fi直接联结端对端通信标准与控制器(20)通信。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用标准便携式设备控制家用和商业应用中的主功率、照明和自动化，这些标准便携式设备支持Wi-Fi，诸如智能电话、写字本、膝上型电脑/笔记本/上网本/超本计算机及类似物品，为利用这些设备之间的无线端对端通信链路或者无线局域网的系统担当个人控制器。
技术介绍
用于把计算机连接至因特网以及共享诸如扫描仪和打印机之类的外围设备的家用无线局域网(WLAN)的增展创建了家庭自动化的现成框架。在大多数情况下，这些网络使用遵照IEEE802.11标准的无线技术、依据Wi-Fi联盟规范并且通常被称为“Wi-Fi”。诸如“基础设施Wi-Fi”、“Wi-Fi网络”、“传统Wi-Fi”等等之类的术语一般用来指接入点设备支持且遵照Wi-Fi联盟规范的无线局域网。为了便于参考，将使用术语“Wi-FiWLAN”来描述这样的网络，不过将理解也可以使用其它术语。常规的“Wi-FiWLAN”典型地是基于存在被称为无线接入点或AP的特定控制设备的。这些设备为无线网络提供物理支持、在该网络的设备之间执行桥接和路由并且容许从该网络移除或添加设备。在大多数情况下，家庭Wi-FiWLAN还包括针对宽带因特网服务的至电话广域网(WAN)的有线或无线连接。连接至Wi-FiWLAN的设备可以彼此通信并且经由为所有的通信担当网关的Wi-FiWLAN接入点连接至因特网。称为Wi-Fi直接联结的另一Wi-Fi联盟规范还可以用来以端对端或者1:1为基础无线地对设备进行连接。在使用Wi-Fi直接联结的情况下，不要求有Wi-FiWLAN接入点而是在这两个连接设备之间直接建立无线通信链路。为了便于参考，将使用Wi-Fi直接联结来描述利用端对端通信链路的本专利技术优选实施例，不过并不对本专利技术进行如此限制。仅作为示例，端对端通信可以使用诸如蓝牙之类的其它规范以及可以随着时间发展的其它规范来建立。对于诸如控制功率和照明之类的家庭自动化应用而言，两种方法有优点也有缺点。具有因特网连接的Wi-FiWLAN允许家庭自动化设备连接至因特网并且在世界上几乎任何地方都受到控制。可以意识到，连接至因特网或者具有超出控制区域限制而延伸的其无线系统的WLAN系统对于外部攻击而言是开放的，或者正处于来自诸如黑客、政府和私人公司之类的第三方的监视。另外，由于所有的通信都通过单个无线接入点，所以此关键设备失效会致使整个家庭自动化系统不可操作。虽然对于电气/电子设备的操作安全以及测试制度而言建立了良好的管制程序来确保商业产品满足这些需求，但是目前没有针对功能安全的。存在很多基于WLAN的家庭自动化系统受到第三方的危害的情况，以及包括个人视频镜头在内的私人数据被公布在因特网上或者在未经所有者允许的情况下被用于商业目的。借助其无线端对端或1:1架构的Wi-Fi直接联结要求通信设备处于彼此合理范围之内，例如10-20米之内。可以意识到，此相对近的范围大大减小了受到来自第三方的外部攻击的机会，但是却不具有被远程控制的能力。存在许多应用，其中，控制诸如在离家有一些距离时打开外面的照明器之类的低安全家庭自动化功能的能力可能是便利的，但是不是关键的功能。可替换地，存在诸如打开车库门之类的其它应用，这些应用也会是可能的，但是由于第三方侵入的风险的原因最好适宜本地而不是远程控制。
技术实现思路
在一个优选实施例中，本专利技术包括无线电频率(RF)放大器和切换电路、芯片上Wi-Fi系统(Wi-FiSoC)、非易失性存储器和功率控制电路。RF放大器和切换电路可以包括若干组件和/或布置，其包括功率放大器、低噪声放大器、不平衡变换器、双工器、印刷电路板(PCB)和/或芯片天线，这取决于系统需求。Wi-FiSoC是高度集成的单芯片组件，其包括Wi-Fi无线电收发机、微控制器、用于连接至外部微控制器、电路和/或设备的系统支持功能和系统接口。非易失性存储器优选是当功率移除时能够保持其存储数据的读/写存储器。典型地，非易失性存储器属于称为“闪速存储器”的类型并且支持已知为串行外围接口总线或SPI总线等等数据传输连接和协议。在优选实施例中，RF放大器和切换电路、Wi-FiSoC和来自Wi-Fi控制模块的非易失性存储器形成Wi-Fi控制模块，它们担当可以并入任何数目的不同设备中的通信元件，为家庭、商业或商用应用调节和/或控制功率、照明器和自动化功能。Wi-Fi控制模块在外部远程控制器和在物理上执行功率、照明器和自动化功能的共置的功率控制电路之间提供无线通信链路。功率控制电路可以直接受到Wi-FiSoC微控制器的控制，或者功率控制电路可以包括单独的微计算机/微控制器，这取决于应用复杂性。Wi-Fi控制模块优选能够执行利用不时修改的Wi-Fi联盟Wi-Fiwlan和Wi-Fi直接联结规范的无线通信功能。如本文所使用的，术语“Wi-FiWLAN设备”指的是配置成支持Wi-FiWLAN规范的设备。如本文所使用的，术语“Wi-Fi直接联结设备”指的是配置成支持不时修改的Wi-Fi直接联结规范的设备。Wi-Fi联盟指的是把“Wi-FiWLAN”定义为“基于电气和电子工程(IEEE)802.11标准的无线局域网(WLAN)产品”，在本文中明确采用此定义。个人控制器优选是通常称为支持Wi-Fi或Wi-FiWLAN的智能电话的移动电话。如本文所使用的，“Wi-FiWLAN”指的是IEEE802.11a/b/g/n/ac/ad规范和修改或扩展。个人控制器还可以支持Wi-Fi直接联结规范和诸如蓝牙之类的其它无线通信规范。个人控制器还优选配备有定位能力，该定位能力包括全球定位系统技术(GPS)和/或其它定位技术，诸如，仅举例来说，辅助GPS，合成GPS，小区ID，惯性传感器,蓝牙信标,地形传送机,以及使得该控制器能够确定其相对全球定位的地磁场技术。除非另外特别注明，将采用术语智能电话来描述个人控制器，不过本专利技术并不被如此限制。仅作为示例，个人控制器可以是任何便携式设备，其可以通过其它装置下载或安装应用程序，具有可以进行交互以控制应用程序的适合接口以便执行所需功能，具有定位能力，以及具有端对端通信能力以使得能够建立与功率控制单元的通信。这样的设备的示例包括智能电话、平板电脑、膝上型计算机和笔记本个人计算机。还有用来实现无线链路的其它无线标准，诸如蓝牙、无线个域网(Zigbee)和近场通信(NFC)。具体地，应当注意到，大多数智能电话还支持NFC和蓝牙无线规范SIG类2.1+EDR及其后续版本。随着Wi-Fi直接联结的发展，NFC或者蓝牙还具有端对端无线通信方法并且可以用来在不改变如本文所描述的本专利技术独创性和功能的情况下为本专利技术的一些实施例提供相似的能力。是便携式计算机的智能电话的功能以与大多数其它计算机相似的方式受到其操作系统的控制。结合了称为“App(应用)”的住留应用程序的操作系统响应于用户的命令来执行功能。通过把适当的命令输入至智能电话中，用户可以让该适当的App向Wi-Fi控制模块发送控制消息，其然后被传递至共置的功率控制电路以供解释和激活。Wi-Fi控制模块是可以使用Wi-Fi直接联结和/或Wi-FiWLAN形成与智能电话的通信链路的设备。可以意识到，当Wi-Fi控制模块连接至Wi-FiWLAN时，也连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其用于通过与个人控制器的无线通信控制连线至商用或住宅结构中的至少一个电气系统以便控制至所述至少一个电气系统的电力供应，所述个人控制器具有处理器、用户接口和无线通信收发机，所述系统包括：功率控制单元，其包括：无线控制模块，其用于操作与所述个人控制器之间的无线通信，所述无线控制模块包括微控制器，所述微控制器采用第一模式进行配置以便操作所述无线控制模块使用端对端通信标准通过模拟接入点与所述个人控制器通信，所述微控制器采用第二模式进行配置以使用非端对端通信标准操作所述无线控制模块；外部功率控制电路，其位于所述功率控制单元的外部，并集成在所述商用或住宅结构的接线的至少一部分中，所述外部功率控制电路被配置为至少部分基于所述个人控制器通过所述无线控制模块传送的指令来改变至所述至少一个电气系统的电力供应；以及所述功率控制单元和所述外部功率控制电路之间的通信链路，所述功率控制单元的所述微控制器被配置成操作所述外部功率控制电路。

【技术特征摘要】
2011.11.07 US 61/556,751;2012.05.01 US 61/641,166;1.一种系统，其用于通过与个人控制器的无线通信控制连线至商用或住宅结构中的至少一个电气系统以便控制至所述至少一个电气系统的电力供应，所述个人控制器具有处理器、用户接口和无线通信收发机，所述系统包括：功率控制单元，其包括：无线控制模块，其用于操作与所述个人控制器之间的无线通信，所述无线控制模块包括微控制器，所述微控制器采用第一模式进行配置以便操作所述无线控制模块使用端对端通信标准通过模拟接入点与所述个人控制器通信，所述微控制器采用第二模式进行配置以使用非端对端通信标准操作所述无线控制模块；外部功率控制电路，其位于所述功率控制单元的外部，并集成在所述商用或住宅结构的接线的至少一部分中，所述外部功率控制电路被配置为至少部分基于所述个人控制器通过所述无线控制模块传送的指令来改变至所述至少一个电气系统的电力供应；以及所述功率控制单元和所述外部功率控制电路之间的通信链路，所述功率控制单元的所述微控制器被配置成操作所述外部功率控制电路。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述通信链路包括硬件接口。3.如权利要求1所述的系统，其中，所述通信链路包括连线至所述外部功率控制电路的无线电接收机和连线至所述功率...

【专利技术属性】
技术研发人员：巴里·戴维斯，本杰明·戴维斯，马修·戴维斯，
申请(专利权)人：科泰克工业有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU