专利名称：便携无线装置的节能方法及其模块架构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气设备的智能节能方法，尤其涉及一种适用于便携无线装置的智能节能方法及其模块架构，能自动感知并判别用户对装置的使用和闲置的意图，实现快速、智能的节能控制。
背景技术：
在便携装置应用越来越普及且装置无线化的今天，对尽可能地减低便携无线装置功耗提出了更高的要求。如今，不同便携无线装置的制造企业及科研单位均致力于该项研究，但几乎全部地将注意力投放到了降低装置本身工作功耗上去，而将装置闲置状态的节能方案完全归结到一个简单的拨动开关或按键开关上。在实际使用过程中，每次启用设备均需要打开电源开关，相对于便携设备微型化的设计，此类电源开关的体积也相对微小，对于使用者无指甲或指甲过长的情况，操作上的不便性日渐凸显。再者，如果使用者因一时疏忽忘记关掉开关的话，极易造成便携无线装置自带电源的无谓浪费，直接影响产品的使用寿命及接续使用的可能性。
发明内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种便携无线装置的节能方法及其模块架构，拓展红外线传感技术在便携无线装置控制中的应用，解决传统便携无线装置电源开关难于操作、易造成疏失性能源损耗的问题。本发明的第一个目的，将通过以下技术方案得以实现便携无线装置的节能方法，其特征在于在便携无线装置的控制电路中引入红外距离感知模块，通过红外距离感知模块采样一定时间内红外光脉冲被人体反射后的强度变化感知人体与便携无线装置间的实际距离，根据距离感知的结果驱动或关断便携无线装置的工作电源。进一步地，前述便携无线装置的节能方法，该便携无线装置内的红外距离感知模块向周边实时发送红外光脉冲信号，无人体接触或与人体实际距离大于系统预先设定的距离阈值时，检测到的红外光脉冲信号反射强度低于同系统预先设定的距离阈值相对应的信号强度，红外距离感知模块采样并判定便携无线装置为节能状态；人体接触便携无线装置或与人体实际距离小于系统预先设定的距离阈值后，红外光脉冲信号被人体反射，检测到的红外光脉冲信号反射强度高于同系统预先设定的距离阈值相对应的信号强度，由红外距离感知模块根据接收到反射信号的强度进行采样，判定便携无线装置为工作状态；使用完毕人体与便携无线装置分离或与人体实际距离大于系统预先设定的距离阈值后，检测到的红外光脉冲信号发射强度低于同系统预先设计定的距离阈值相对应的信号强度，红外距离感知模块采样并判定便携无线装置为节能状态。进一步地，前述便携无线装置的节能方法，应用所述节能方法的便携无线装置种类至少包括无线鼠标、无线键盘、无线耳机及无线生命体征采集器，均具有功能相同而硬件相差异的电源模块及射频模块，且各种便携无线装置分别具有与各自功能相对应的工作模块，其中所述电源模块、射频模块及工作模块均包含节能、工作两种状态。该节能状态包括 浅睡眠状态、深睡眠状态以及完全关断状态。本发明的第二个目的，将通过以下技术方案得以实现便携无线装置的节能模块架构，其特征在于包括集成于便携无线装置内的红外距离感知模块、与所述红外距离感知模块一 I/O端双向信号相连的主控芯片、与所述主控芯片其它I/O端双向信号相连的工作模块及射频模块，以及与所述主控芯片输入相连的电源模块。进一步地，前述便携无线装置的节能模块架构，其中该主控芯片为单片机处理器， 具有用于预设红外光脉冲反射信号采集时间长短的时钟单元，以及用于根据反射信号强度判别人体与便携无线装置实际距离的比较单元，所述单片机处理器内预置设有人体接近情况下红外光脉冲反射信号的参考阀值进一步地，前述便携无线装置的节能模块架构，其中该便携无线装置为无线鼠标， 红外距离感知模块设于鼠标按键正下方或正对掌心的鼠标外壳内，所述工作模块为光学控制模块，与射频模块、红外距离感知模块分别双向信号连接到主控芯片上，所述主控芯片输入相接有电源模块。进一步地，前述便携无线装置的节能模块架构，其中该便携无线装置为无线键盘， 红外距离感知模块设于键盘外壳下方框架内，所述工作模块为键盘扫描模块，与射频模块、 红外距离感知模块分别双向信号连接到主控芯片上，所述主控芯片输入相接有电源模块。进一步地，前述便携无线装置的节能模块架构，其中该便携无线装置为无线耳机， 红外距离感知模块设于耳机传声器上方，所述工作模块为音频处理模块，与射频模块、红外距离感知模块分别双向信号连接到主控芯片上，所述主控芯片输入相接有电源模块。进一步地，前述便携无线装置的节能模块架构，其中该便携无线装置为无线生命体征采集器，红外距离感知模块设于采集器探针或探头旁侧，所述工作模块为生命体征采集及无线发送模块，与射频模块、红外距离感知模块分别双向信号连接到主控芯片上，所述主控芯片输入相接有电源模块。本发明便携无线装置的节能方法及其模块架构，其突出效果为该便携无线装置的节能方法及其模块架构，创新地将红外光接近传感技术引入便携无线装置中，可以感知使用者某身体部位(手部、头部、面部等)与无线装置的距离，判别无线装置的使用及闲置意图而智能化地切换工作状态与节能状态。极大提高了便携无线装置的操作便利性、节能智能性及人机互动性。
图1是本发明节能方法应用于手部碰触的无线鼠标的原理框图；图2是图1所示实施例的结构示意图；图3是本发明节能方法应用于手部碰触的无线键盘的原理框图；图4是图3所示实施例的结构示意图；图5是本发明节能方法应用于面部碰触的无线耳机的原理框图；图6是图5所示实施例的结构示意图7是本发明节能方法应用于体表碰触的无线生命体征采集器的原理框图；图8是图7所示实施例的结构示意图。
具体实施例方式本发明揭示了一类基于红外线检测的接近传感技术在便携无线装置中的应用。借助该红外传感技术，可以感知使用者某身体部位(手、面部、头部或其它体部)与无线装置的距离。便携无线装置上的主控芯片可以根据该距离信息智能切换射频模块与光学控制模块(无线鼠标)、音频放大模块(无线耳机)和键盘扫描模块(无线键盘)等的工作状态从而达到节能、模式和功能切换等目的。其工作原理是红外距离感知模块实时发射出的红外光脉冲会被人体所反射。随着人体与便携无线装置之间距离的不同，反射光的强度也随之变化。细微的变化累积到一定程度，便可由便携无线装置的主控芯片所测的，通过主控芯片中预设的红外光脉冲反射信号采集时间、人体接近情况下红外光脉冲反射信号的参考阀值及根据反射信号强度判别人体与便携无线装置实际距离的比对程序，主控芯片便能感知人体与便携无线装置间的实际距离；根据距离感知的结果——一定时间范围内使用者与便携无线装置接触或接近与否切换设备的状态和功能，驱动或关断便携无线装置的工作电源。其中参考阀值可以是单独一个数值，也可以是一个数值范围。各主要模块均具有的不同状态包括a)、正常工作状态用户接近设备，距离小于系统预先设置的距离阈值，无需额外省电措施；b)、用户短时间(小于系统预先设置的时间阈值)远离，距离大于系统预先设置的距离阈值切换射频模块及其它主要功能模块至浅睡眠状态；c)、用户长时间(大于系统预先设置的时间阈值)远离，距离大于系统预先设置的距离阈值切换射频模块及其它主要功能模块至深睡眠状态；d)、闲置状态关闭整个装置电源(静态功耗或零功耗)。以下便结合附图，对本发明的若干具体实施例作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。实施例一如图1本发明节能方法应用于手部碰触的无线鼠标的原理框图所示其中装置的工作模块为光学控制模块，并与射频模块、红外距离感知模块一并双向信号相连至主控芯片，而该主控芯片为单片机处理器，输入相接有电源模块。如图2所示，是图1所示具体实施例的结构示意图。该便携无线装置为无线鼠标 1，而鼠标按键正下方及正对掌心的鼠标外壳内分别设有红外距离感知模块91、92，以达到最佳的距离传感效果。在无线鼠标的应用中，当使用者的手放在鼠标上时，红外距离感知模块将距离判别的原始参考信息通报给主控芯片，经主控芯片一定时间内的采样、判别感知得到实际距离后，切换射频模块和光学控制模块至正常工作状态；同样，当使用者的手离开无线鼠标时，红外光脉冲信号重回无反射或弱反射的情况，主控芯片也可迅速获知该信息， 并根据手离开鼠标时间的长短切换射频及光学控制模块的节能状态，直至完全关闭电源。实施例二如图3本发明节能方法应用于手部碰触的无线键盘的原理框图所示其中装置的工作模块为键盘扫描模块，并与射频模块、红外距离感知模块一并双向信号相连至主控芯片，而该主控芯片为单片机处理器，输入相接有电源模块。如图4所示，是图3所示具体实施例的结构示意图。该便携无线装置为无线键盘 2，而键盘外壳下方框架内分别设有红外距离感知模块(由于键盘布局相对较大，因此在主键盘区下方设有感知模块93、94，在数字键盘区下方设有感知模块95)，以达到最佳的距离传感效果。在无线键盘的应用中，当使用者的手放在键盘上时，红外距离感知模块将距离判别的原始参考信息通报给主控芯片，经主控芯片一定时间内的采样、判别感知得到实际距离后，切换射频模块和键盘扫描模块至正 常工作状态；同样，当使用者的手离开无线键盘时，红外光脉冲信号重回无反射或弱反射的情况，主控芯片也可迅速获知该信息，并根据手离开键盘时间的长短切换射频及键盘扫描模块的节能状态，直至完全关闭电源。实施例三如图5本发明节能方法应用于面部碰触的无线耳机的原理框图所示其中装置的工作模块为音频处理模块，并与射频模块、红外距离感知模块一并双向信号相连至主控芯片，而该主控芯片为单片机处理器，输入相接有电源模块。如图6所示，是图5所示具体实施例的结构示意图。该便携无线装置为无线耳机 3，而耳机传声器上方设有红外距离感知模块96，以达到最佳的距离传感效果。在无线耳机的应用中，当使用者带上耳机，使耳机与人体面部接触或者接近距离低于系统预先设置的阈值距离时，红外距离感知模块将距离判别的原始参考信息通报给主控芯片，经主控芯片一定时间内的采样、判别感知得到实际距离后，切换射频模块和音频处理模块至正常工作状态；同样，当使用者的取下耳机时，红外光脉冲信号重回无反射或弱反射的情况，主控芯片也可迅速获知该信息，并根据取下耳机，传声器离开面部时间的长短切换射频及音频处理模块的节能状态，直至完全关闭电源。实施例四如图7本发明节能方法应用于体表碰触的无线生命体征采集器的原理框图所示 其中装置的工作模块为生命体征采集及无线发送模块，并与射频模块、红外距离感知模块一并双向信号相连至主控芯片，而该主控芯片为单片机处理器，输入相接有电源模块。如图8所示，是图7所示具体实施例的结构示意图。该便携无线装置为无线生命体征采集器4 (应用之一为听诊器)，而采集器探针或探头旁侧设有一红外距离感知模块97， 以达到最佳的距离传感效果。在无线生命体征采集器的应用中，当医生将该无线生命体征采集器放在患者体表接触或近距离接近时，红外距离感知模块将距离判别的原始参考信息通报给主控芯片，经主控芯片一定时间内的采样、判别感知得到实际距离后，切换射频模块和生命体征采集及无线发送模块至正常工作状态；同样，当采集器离开患者体表时，红外光脉冲信号重回无反射或弱反射的情况，主控芯片也可迅速获知该信息，并根据采集器离开患者体表时间的长短切换射频及生命体征采集及无线发送模块的节能状态，直至完全关闭电源。除上述四种具体实施例外，本发明还可在智能玩具中应用，当使用者接近或者空间距离发生变化时，红外距离感知模块将这一信息通报给主控芯片并切换玩具的状态，从而增加人和玩具的互动性(未予图示)。通过以上实施例的详细介绍，本发明便携无线装置的节能方法及其模块架构的特征及优异效果已显而易见，其创新地将红外光接近传感技术引入便携无线装置中，可以感知使用者某身体部位(手部、头部、面部等)与无线装置的距离，判别无线装置的使用及闲置意图而智能化地切换工作状态与节能状态。极大提高了便携无线装置的操作便利性、节能智能性及人机互动性。 综上，通过实施例的详细描述旨在加深对本发明实质 性特征及显著进步性的理解，但本发明多样化的实施方式绝不仅限于此，任何便携式无线操作的功能设备，均可应用本发明方法进行节能设计。因此，但凡基于本发明节能方法及其模块架构进行的区别于上述实施例形成的技术方案，仍应被视为纳入本发明专利申请的保护范围之中。
权利要求
1.便携无线装置的节能方法，其特征在于在便携无线装置的控制电路中引入红外距离感知模块，通过红外距离感知模块采样一定时间内红外光脉冲被人体反射后的强度变化感知人体与便携无线装置间的实际距离，根据距离感知的结果驱动或关断便携无线装置的工作电源。
2.根据权利要求1所述的便携无线装置的节能方法，其特征在于便携无线装置内的红外距离感知模块向周边实时发送红外光脉冲信号，无人体接触或与人体实际距离大于系统预先设定的距离阈值时，检测到的红外光脉冲信号反射强度低于同系统预先设定的距离阈值相对应的信号强度，红外距离感知模块采样并判定便携无线装置为节能状态；人体接触便携无线装置或与人体实际距离小于系统预先设定的距离阈值后，红外光脉冲信号被人体反射，检测到的红外光脉冲信号反射强度高于同系统预先设定的距离阈值相对应的信号强度，由红外距离感知模块根据接收到反射信号的强度进行采样，判定便携无线装置为工作状态；使用完毕人体与便携无线装置分离或与人体实际距离大于系统预先设定的距离阈值后，检测到的红外光脉冲信号发射强度低于同系统预先设计定的距离阈值相对应的信号强度，红外距离感知模块采样并判定便携无线装置为节能状态。
3.根据权利要求1所述的便携无线装置的节能方法，其特征在于应用所述节能方法的便携无线装置种类至少包括无线鼠标、无线键盘、无线耳机及无线生命体征采集器，均具有功能相同而硬件相差异的电源模块及射频模块，且各种便携无线装置分别具有与各自功能相对应的工作模块，其中所述电源模块、射频模块及工作模块均包含节能、工作两种状态。
4.根据权利要求3所述的便携无线装置的节能方法，其特征在于所述节能状态包括 浅睡眠状态、深睡眠状态以及完全关断状态。
5.权利要求1所述的便携无线装置的节能模块架构，其特征在于包括集成于便携无线装置内的红外距离感知模块、与所述红外距离感知模块一 I/O端双向信号相连的主控芯片、与所述主控芯片其它I/O端双向信号相连的工作模块及射频模块，以及与所述主控芯片输入相连的电源模块。
6.根据权利要求1所述的便携无线装置的节能模块架构，其特征在于所述主控芯片为单片机处理器，具有用于预设红外光脉冲反射信号采集时间长短的时钟单元，以及用于根据反射信号强度判别人体与便携无线装置实际距离的比较单元，所述单片机处理器内预置设有人体接近情况下红外光脉冲反射信号的参考阀值。
7.根据权利要求5所述的便携无线装置的节能模块架构，其特征在于所述便携无线装置为无线鼠标，红外距离感知模块设于鼠标按键正下方或正对掌心的鼠标外壳内，所述工作模块为光学控制模块，与射频模块、红外距离感知模块分别双向信号连接到主控芯片上，所述主控芯片输入相接有电源模块。
8.根据权利要求5所述的便携无线装置的节能模块架构，其特征在于所述便携无线装置为无线键盘，红外距离感知模块设于键盘外壳下方框架内，所述工作模块为键盘扫描模块，与射频模块、红外距离感知模块分别双向信号连接到主控芯片上，所述主控芯片输入相接有电源模块。
9.根据权利要求5所述的便携无线装置的节能模块架构，其特征在于所述便携无线装置为无线耳机，红外距离感知模块设于耳机传声器上方，所述工作模块为音频处理模块，与射频模块、红外距离感知模块分别双向信号连接到主控芯片上，所述主控芯片输入相接有电源模块。
10.根据权利要求5所述的便携无线装置的节能模块架构，其特征在于所述便携无线装置为无线生命体征采集器，红外距离感知模块设于采集器探针或探头旁侧，所述工作模块为生命体征采集及无线发送模块，与射频模块、红外距离感知模块分别双向信号连接到主控芯片上，所述主控芯片输入相接有电源模块。
全文摘要
本发明揭示了一种便携无线装置的节能方法及其模块架构，在便携无线装置的控制电路中引入红外距离感知模块，通过红外距离感知模块采样一定时间内红外光脉冲被人体反射后的强度变化感知人体与便携无线装置间的实际距离，根据距离感知的结果驱动或关断便携无线装置的工作电源。其模块结构简单来看包括集成于便携无线装置内的红外距离感知模块、与红外距离感知模块一I/O端双向信号相连的主控芯片、与主控芯片其它I/O端双向信号相连的工作模块及射频模块，以及与主控芯片输入相连的电源模块。本发明可以感知使用者某身体部位与无线装置的距离，判定装置的使用要求，智能化地切换设备的状态从而达到节能的目的。
文档编号G06F1/32GK102314211SQ20101021647
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月5日 优先权日2010年7月5日
发明者刘新, 王珲 申请人:苏州橙芯微电子科技有限公司