用于利用姿势和位置传感器的便携式数据收集设备的功率管理方案的制作方法

技术领域

本发明涉及诸如便携式数据终端（PDT）之类的远程设备的管理，并且更特别地涉及用于管理远程设备的接口。

背景技术：

最优化功率管理来最大化便携式数据终端中的可用能量预算是一种持续的斗争。因为增加的外围设备设置，耐震的便携式数据终端在功率管理方面问题特别多。期望当操作员不主动使用设备时，使便携式数据终端处于低功率状态。许多系统实施基于时间的不活动性确定。然而，基于时间的系统就管理能量消耗来说效率很低。

远程设备具有在远离中央办公室时使那里的配置被改变或者使新应用程序被安装的能力。Berthiaume等人的美国专利公开No.2009/0044003 A1教导了这种方法，并且通过参考将其结合于此。

远程设备由远程设备管理（RDM）系统管理，该系统允许RDM用户管理包括更新配置和设备软件的远程设备，以及跟踪对若干设备来说是普遍的问题并且在可行的情况下为这些问题提供调整（fix）。

然而，某些RDM系统积累大量的诊断和性能数据。以清楚、简洁、有意义并且直观的方式在计算机显示器的图形用户界面上组织数据是一个问题。或者太多数据被呈现从而被混乱且混淆，或者用户必须导航通过多个（有时不直观的）对话来访问期望的信息。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的数据收集设备（DCD）的正视图；

图2是图1所示的DCD的框图；

图3A、3B和3C是根据可以在图1所示的DCD中使用的功率管理的过程的实施例的流程图；

图4是根据可以与图1所示的DCD一起使用的功率管理的过程的另一实施例的流程图；

图5是根据本发明的另一实施例的DCD的侧视图；以及

图6是根据可以与图5所示的DCD一起使用的功率管理的过程的实施例的流程图。

将会认识到，为了清楚的目的，在认为确实适当的时候，图中的参考数字被重复用来指示对应的特征。而且，在某些情况下，附图中的各种对象的相对大小被改变以更清楚地示出本发明。

具体实施方式

现在转向示图，图1示出根据本发明的一个实施例的数据收集设备（DCD）10，其可以是个人数字助理（PDA）。该DCD 10具有主体12，天线14附接到主体12。键区16位于DCD 10的下部，并且显示器18位于DCD 10的上部。触摸感应面板20被叠加到显示器18上以允许用户直接在显示器上选择选项。

位于显示器18上方的是组合环境光传感器和邻近传感器（proximity sensor）22，其可以包括LED 24、组合光电二极管阵列和光学滤波器26（其用于检测由人眼检测到的波长中的环境光的量）以及第二组合光电二极管阵列和光学滤波器28（其用于检测被用于邻近检测的红外线范围中的光量）。位于组合环境光传感器和邻近传感器22的稍稍上方和右侧的是位于六个孔32后面的手持（handset）扬声器30（在图2中示出）。键区16包括用于激活内置在DCD 10中的条形码扫描器的扫描(scan)键34。键区16还包括可以被用来开始与内置在DCD 10中的无线电话机（telephone）会话（conversation）的发送(send)键38。还在图1中示出的是，指示内置在DCD 10中的三轴加速计(three axis accelerometer )42（在图2中示出）的定向的三轴图（three axis diagram）40。

图2是图1所示的DCD 10的框图48。本领域普通技术人员将会认识到DCD 10的说明性设计已被简化以便准许对与本发明不直接相关的组件和系统的更简洁的解释。

中央处理单元（CPU）50从其他子系统接收数据并且将数据输出给其他子系统，以存储、传输和附加处理。可以使用任何数目的现成的方案来实施CPU 50，所述现成的方案包括：嵌入式处理器；通用处理器；任何数目的RISC处理器；或任何数目的包括预配置浮点门阵列（FPGA）的定制方案；以及专用集成电路（ASIC）。CPU 50的整个操作由软件或固件（通常被称为可以被存储在一个或多个存储单元（memory location）52n（包括RAM 52a和闪存（FLASH）存储器52b）中的操作系统）控制。用于DCD 10的合适的操作系统的示例包括SYMBIAN: WINDOWS MOBIL, WINDOWS CE, WINDOWS XP, LINUX, PALM, 和OSX。一般来说，与CPU 50的通信以及在各子组件之间的通信经由一个或多个端口或总线（包括主系统总线54以及I²C总线56；多个通用异步接收器/发射器（UART）端口58n、通用串行总线（USB）60n和RS－232端口62）进行。

所示的CPU 50通过LCD 控制器63耦合到显示器18并且耦合到触摸感应面板20（其具有集成控制器64）。显示器18和触摸感应面板20的组合通常被称为“触摸屏”。触摸感应面板20可以经由I²C总线56与CPU 50和辅助处理器66通信.

DCD 10还可以包括多个无线通信链路，例如802.11通信链路68、802.16通信链路70、用于与蜂窝网络（例如根据全球移动通信系统（GSM）的网络或符合码分多址（CDMA）标准的网络）进行电话（电话机）通信的通信链路72、IR通信链路74和/或蓝牙通信链路76。这些链路中的每一个都便于与远程设备的通信并且可以被用来传送和接收数据。其他可能的链路包括：802.15.4链路、UMTS链路和HSPDA链路。

各种次级（secondary）处理器可以被提供以执行通用和专用功能。在图2中所示出的示例提供两个这样的处理器：现场可编程门阵列（FPGA）80和辅助处理器66。FPGA 80可以包括任何数目的FPGA（其包括可从XILINX得到的Virtex-4族FPGA）。辅助处理器66可以包括任何数目的嵌入式（或通用）处理器（其包括从ATMEL CORPORATION得到的AVR RISC处理器中的一个）。

辅助处理器66可以与包括例如键区16和扫描键34的各种数据输入设备对接（interface）。举例来说，DCD 10可以被配置成使得通过物理地压下键区16上的键或者通过使用手指或触针（stylus）激活触摸屏20来选择所显示的菜单选项。扫描键34可以被用来启动并控制一个或多个数据收集系统，例如图像信号生成系统82。尽管未在图2中示出，但是DCD 10还可以包含可以用扫描键34启动的磁条读取器和RFID感测系统。

数据收集系统（例如图像信号生成系统82）可以由FPGA 80控制。在这种情况下，FPGA 80启动并且控制数据收集系统的操作并且积累（accumulate）在那里接收到的数据，之后将这样的数据存放到存储器52n中。在通过参考结合于此的美国专利No.6,947,612中示出FPGA 80的可能配置。图像信号生成系统82通常包括用于成像在包装88上的条形码86的固态图像传感器84。

三轴加速计42以及环境光和邻近传感器22耦合到主系统总线54。三轴加速计可以由模拟设备构成，组合环境光传感器和邻近传感器由Intersil Corp.制造。DCD 10可以包括用于照亮键区16的键区灯90。连接到主系统总线54的音频处理电路92驱动当DCD 10处于扬声器电话或免提模式时使用的位于DCD 10背面上的扬声器94，手持扬声器30以及位于DCD10的侧面的麦克风96。

功率电路100被供电以控制向DCD 10的功率供应。该功率电路100通常包括一系列的电源（power supply）102n，其调节供应给DCD 10的各个组件的功率。每个电源102n通常包括升压或降压电路，该电路连接到DCD 10的各个组件中需要该电源102n输出的特定电压的每个组件。特别地，CPU 50从电源102d接收功率，显示器18从电源102b接收功率，触摸感应面板20从电源102a接收功率，键区灯90从电源102e接收功率。尽管示出了分别为触摸感应面板20、显示器18和键区灯90提供功率的独立的电源102a、102b和102e，这些电源中的两个或多个可以被组合并驱动这些组件中的两个或多个。

电源102n从功率总线103接收电力，总线103由电池104供电或者可以由连接器106上的第二功率输入供电。连接器106可以包括任何数目已知的连接技术，例如D（或子D（sub-D））序列的环形塑料连接器或HCL D子（D-sub）衍生设计数据传送连接器。连接器106的某些管脚可以专用于接收DC功率，而其他管脚专用于一个或多个通信路径，例如RS－232和USB。还可以证明例如从电源102c向外提供DC功率，以便为诸如外部磁条或RFID读取器（未示出）之类的附属附件（tethered accessories）供电，是有利的。

电池104可以从任何各种电池技术（包括燃料电池、NiMh、NiCd、Li离子或Li聚合物）选择。电池104由从连接器106接收功率的充电电路110充电。充电电路110可以包括任何数目的可用电路。

开关112基于来自连接器106的功率的存在而隔离电池。因此，当外部电源连接到连接器106时，开关112断开，并且电池与电源102n隔离并由充电电路110充电。一旦从连接器106移除功率，电池就被连接到电源102n。

处于睡眠状态（sleep state）的任何系统的功率消耗可以基于系统和与其相关联的睡眠例程而改变。例如，CPU可以具有多个睡眠状态，它们中的每一个具有不同的功率分布图（profile）和有效功能。因此，如本文所使用的那样，术语睡眠状态通常指的是系统或子系统的一个或多个组件或功能可以以本领域中已知的方式被CPU 50中的软件限制或去激活以便降低功率消耗的状态。

图3A、3B和3C是根据可以在图1示出的DCD中使用的功率管理的过程的一个实施例的流程图。以图3A中的字母A开始，其中计时器T1、T2和T3被设置成零，在判定框130中三轴加速计42检测DCD 10是否已被正面朝下（front down）放置。术语“正面朝下”意味着三轴加速机检测图1所示的正Z方向上的地球重力，并且在X或Y方向上基本上没有重力的牵引。如果DCD 10不是正面朝下，则图3A的流程图分支到在图3B中继续的字母B。如果DCD 10正面朝下摆放，则因为显示器18和键区16没有处于使用中，所以显示器18、触摸感应面板20和键区灯90被关闭以使DCD 10处于第一睡眠状态，如框132所示。在DCD 10被转成正面朝下之后第一睡眠状态被激活之前存在短的延迟，以避免无意地进入低功率状态。然后，如在框134中示出的那样，第一计时器T1被起动。该计时器T1可以实施为，起动计时器预定时间，一旦被起动就减少直到计时器T1因到达零而超时（time out）为止。在计时器T1已起动之后，在判定框136中，三轴加速计42、键区16和DCD 10中的电话被监控以检测DCD 10是否正在移动，键区16上的键是否被压下，或者DCD中的电话是否处于使用中。如果这些事件全都没有发生，则在判定框138中计时器T1被检查以看它是否已超时。如果没有，则DCD 10的状态转到判定框136。由此，三轴加速计42、键区16和DCD 10中的电话被监控以检测在计时器T1正在操作的时间期间DCD 10是否正在移动，键区16上的键是否被压下，或者DCD中的电话是否处于使用中。

如果在判定框136中DCD 10正在监控三轴加速计42、键区16以及DCD 10中的电话的使用的时间段期间，如果DCD 10被移动，键区16上的键被压下，或者DCD中的电话处于使用中，则在框140中计时器T1被重置，并且DCD 10的状态从框140转到判定框130。

如果在判定框138中计时器T1已超时，则如在框142中所指示的DCD 10将进入睡眠状态2。一旦DCD 10处于睡眠状态2，则三轴加速计42和键区16就被监控以确定DCD 10是否正在移动，或者键区16上的键是否已被压下，如在判定框144中所指示的那样。如果DCD 10被移动或者键被压下，则DCD 10被唤醒以允许正常操作，并且计时器T1被重置，如在框146中指示的那样。DCD 10的状态然后转到判定框130。

如果当进行判定框130中的测试时DCD 10没有正面朝下摆放，则DCD 10的状态转到图3B中的判定框150。在判定框150中，三轴加速计42检测DCD 10是否已背面朝下摆放。如果没有，则图3B的流程图分支到图3C中继续的字母C。如果DCD 10背面朝下放置，则第二计时器T2被起动，如在框152中示出的那样。计时器T2可以实施为，起动计时器预定时间，一旦被起动就减少直到计时器T2因到达零而超时为止。在计时器T2已起动之后，在判定框154中，三轴加速计42、键区16和DCD 10中的电话被监控以检测DCD 10是否正在移动，键区16上的键是否被压下，或者DCD中的电话是否处于使用中。如果这些事件全都没有发生，则在判定框156中计时器T2被检查以看它是否已超时。如果没有，则DCD 10的状态转到判定框154。由此，三轴加速计42、键区16和DCD 10中的电话被监控以检测在计时器T2正在操作的时间期间DCD 10是否正在移动，键区16上的键是否被压下，或者DCD中的电话是否处于使用中。

如果在判定框136中DCD 10正在监控三轴加速计42、键区16以及DCD 10中的电话的使用的时间段期间，如果DCD 10被移动，键区16上的键被压下，或者DCD中的电话处于使用中，则在框158中计时器T2被重置，并且DCD 10的状态从框158转到图3A中的判定框130。

如果在判定框156中计时器T2已超时，则如在框160中所指示的DCD 10将进入睡眠状态3。一旦DCD 10处于睡眠状态3，则三轴加速计42和键区16就被监控以确定DCD 10是否正在移动，或者键区16上的键是否已被压下，如在判定框162中所指示的那样。如果DCD 10被移动或者键被压下，则DCD 10被唤醒以允许正常操作，并且计时器T2被重置，如在框164中指示的那样。DCD 10的状态然后转到图3A中的判定框130。

如果当进行判定框150中的测试时DCD 10没有背面朝下摆放，则DCD 10的状态转到图3C中的判定框170。在判定框170中，三轴加速计42、键区16和DCD 10中的电话被监控以检测DCD 10是否正在移动，键区16上的键是否被压下，或者DCD中的电话是否处于使用中。如果DCD 10正在移动，键区16上的键被压下，或者DCD中的电话处于使用中，则图3C的流程图分支到图3A中判定框130。如果DCD 10不在移动，如果键区16上的键都没有被压下，并且如果DCD中的电话不处于使用中，则如在框172中示出的那样，第三计时器T3被起动。计时器T3可以实施为，起动计时器预定时间，一旦被起动就减少直到计时器T3因到达零而超时为止。在计时器T3已起动之后，在判定框174中三轴加速计42、键区16和DCD 10中的电话被监控以检测DCD 10是否正在移动，键区16上的键是否被压下，或者DCD中的电话是否处于使用中。如果这些事件全都没有发生，则在判定框176中计时器T3被检查以看它是否已超时。如果没有，则DCD 10的状态转到判定框174。由此，三轴加速计42、键区16和DCD 10中的电话被监控以检测在计时器T3正在操作的时间期间DCD 10是否正在移动，键区16上的键是否被压下，或者DCD中的电话是否处于使用中。

如果在判定框136中DCD 10正在监控三轴加速计42、键区16以及DCD 10中的电话的使用的时间段期间，如果DCD 10被移动，键区16上的键被压下，或者DCD中的电话处于使用中，则在框158中计时器T3被重置，并且DCD 10的状态从框158转到图3A中的判定框130。

如果在判定框176中计时器T3已超时，则如在框180中所指示的DCD 10将进入睡眠状态4。一旦DCD 10处于睡眠状态4，则三轴加速计42和键区16就被监控以确定DCD 10是否正在移动，或者键区16上的键是否已被压下，如在判定框182中所指示的那样。如果DCD 10被移动或者键被压下，则DCD 10被唤醒以允许正常操作，并且计时器T3被重置，如在框184中指示的那样。DCD 10的状态然后转到图3A中的判定框130。

举例来说，DCD 10可以被正面朝下放置并且进入睡眠状态1，并且在计时器T1已超时之后进入睡眠状态2。然后，在DCD 10已被使用之后，DCD 10可以被背面朝下放置，并且在计时器T2已超时之后进入睡眠状态3。然后，在DCD 10已被再次使用之后，DCD 10可以被放置到既不正面朝下也不背面朝下的姿势（position），并且在计时器T3已超时之后，进入睡眠状态4。

尽管计时器T1、T2和T3被示出并且被描述为独立的计时器，但是一个或两个计时器可以被用于计时器T1、T2和T3。类似地，尽管睡眠状态2、3和4被示出并且被描述为独立的睡眠状态，但是一个或两个睡眠状态可以被用于睡眠状态2、3和4。

考虑了要被节省的功率以及用户是否会发现超时时间太短以至于成为一件麻烦的事情，来得到计时器T1、T2和T3的超时时间。例如，当用户把DCD 10放下足够长的时间来移动包装时足够使DCD 10处于睡眠状态的短的超时时间对用户来说是不便利的，因为用户将必须等待DCD 10醒来。除了在图3A、3B和3C中示出的睡眠时间之外，在DCD 10中使用的操作系统软件还可以包括不活动性（inactivity）计时器，当操作系统检测到预定时间内没有任何活动时该不活动性计时器使DCD 10进入睡眠状态。例如，操作系统可以具有设置为10分钟的不活动性计时器，而时间T1可以设置为1分钟，计时器T2可以设置为5分钟，并且计时器T3可以被设置为8分钟。因此如果DCD 10处于移动的交通工具中而未被使用时，则操作系统不活动性计时器使DCD 10在10分钟之后进入睡眠状态。

图4是可以与DCD 10一起使用的功率管理的另一过程的流程图。图4还示出了在手持模式和扬声器电话（speakerphone）模式之间自动切换DCD电话的过程。当如圆圈190所示DCD 10电话被打开时图4所示的过程开始。当DCD 10电话被打开时，组合环境光传感器和邻近传感器22的邻近传感器部分被启用。邻近传感器部分包括LED 24以及组合光电二极管阵列和光学滤波器28。因为LED 24在被打开时汲取了足够量的电流，所以仅在DCD 10电话使用时它才被启用，并且当DCD 10电话使用时邻近部分可以被定期打开和关闭以进一步将功率保留在DCD 10中。在邻近检测部分被启用之后，在判定框194中确定DCD 10是否接近用户的面部（如DCD 10电话被用作手持式时，通常是这样）。如果DCD 10电话没有接近用户的面部，则在DCD 10之前处于手机模式的情况下它被切换到扬声器电话模式，如在框196中示出的那样。在这种情况下，手持扬声器94将被禁用，并且扬声器电话扬声器30将被启用。然后，邻近检测器部分被再次使用以在判定框194中确定DCD 10是否接近用户的面部。

如果邻近检测部分确定电话接近用户的面部，则在DCD 10电话之前处于扬声器电话模式的情况下它被切换到手持模式（如在框198中示出的那样）以禁用扬声器电话扬声器30并且启用手持扬声器94。然后显示器18、触摸感应面板20和键区灯19的功率被关闭。触摸面板20的功率被关闭不仅为了节省功率而且还为了防止DCD 10执行在用户以手持模式使用电话时由触摸感应面板20触摸用户的面颊而造成的不期望的操作。然后邻近检测部分被再次使用以在判定框194中确定DCD 10是否接近用户的面部。

用于确定DCD 10是否接近用户的面部的邻近检测器的域值设置取决于用户的面部的红外线反射率、用户头发的颜色等。

图5是根据本发明的另一实施例的另一DCD300的侧视图。DCD 300可以是具有附接手柄302的DCD 10。该手柄不允许DCD 300背面侧朝下放置，但是可以朝下放置靠在DCD 10的侧边缘和手柄302的端部。

图6是示出可以与DCD 300一起使用的功率管理的过程的流程图。图6是图3B，其中用判定框310代替图3B中的判定框150。因此，被用来在图3B示出的过程中检测DCD 10是否背面侧朝下的软件将被修改以认识到DCD 300的两个依靠姿势中的任一个都等同于DCD 10背面朝下摆放。在DCD 300的某些使用中，DCD 300通常以另一定向被存储，例如当DCD 300被存储在拖车上的手柄和拖车边缘之间时顶部边缘面朝下。软件将被修改以认识到该定向（等同于DCD 10背面朝下放置）。

尽管已参考特定实施例描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，可以在不偏离本发明范围的情况下进行各种修改并且等同物可以代替其元件。此外，可以在不偏离本发明范围的情况下进行许多修改以使得特定情形或材料适应本发明的教导。

因此，意图使本发明不限于作为预期用于实施本发明的最佳模式而公开的特定实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求的范围和精神内的所有实施例。