低功率无线设备中的唤醒技术的制作方法

本公开一般涉及低功率无线设备的唤醒电路。

背景技术：

1、物联网(internet of things,iot)是物理设备、车辆、建筑物和其他嵌有电子设备、软件、传感器、致动器和网络连接的物品的互联网络，使这些物体能够收集和交换数据。iot有望提供设备、系统和服务的高级连接，该高级连接超越机器对机器(machine-to-machine,m2m)通信，并且涵盖各种协议、域和应用。

2、iot可以封装在各种各样的设备中，例如心脏监测植入物；农场动物上的生物芯片转发器；具有内置传感器的汽车；照明、供暖、通风、空气调节(heating,ventilation,airconditioning,hvac)系统的自动化；以及洗衣机/烘干机、机器人吸尘器、空气净化器、烤箱或冰箱/冷冻柜等使用无线通信协议的电器，该无线通信协议支持iot设备进行远程监测。通常，iot设备封装无线传感器或此类传感器的网络。

3、大多数iot设备是收集数据并将这样的数据传输到中央控制器的无线设备。需要满足一些要求以允许iot设备的广泛部署。这样的要求包括可靠的通信链路、低能耗、低成本和小尺寸。

4、为此目的，iot设备和无线传感器被设计为支持低功率通信协议，诸如蓝牙低能耗(bluetooth low energy,ble)、lora等。然而，使用这样的协议的iot设备需要电池，例如硬币电池。例如，由于成本、尺寸、缺乏对环境影响的耐久性以及频繁更换，对电源(例如，电池)的依赖是电子设备的限制因素。作为使用电池的替代方案，自给自足或自我可持续的电源可以从光、热、活动、压电等来源获取能量，并且可以引入电磁能。包括射频(radiofrequency,rf)的电磁能以其相对不受限制的空间自由度和丰度而备受青睐。

5、ble标准定义了工业、科学和医疗(industrial,scientific,and medical,ism)频带内从2.4000ghz至2.4835ghz的40个通信信道。在这40个通信信道中，37个信道用于传送数据，最后三个信道37、38、39用作广告信道以建立连接并发送广播数据。ble标准定义了一种跳频扩频技术，其中无线电在每个连接事件上的信道之间跳跃。广播设备可以在3个广告信道中的任何一个上进行广告。为ble标准定义的调制方案是高斯频移键控(gaussianfrequency shift keying,gfsk)调制。

6、为了降低无线设备中的能耗并增加电池寿命，已经探索了具有活动和睡眠状态的周期(duty)循环方法。对于rf设备，当系统主动通信和处理这种通信信号时，在活动状态下设备的大部分能量由收发器消耗。已经确定，处于活动状态的设备相比于它的睡眠状态消耗的能量高3至4个数量级。在这方面，需要有效地利用系统的睡眠状态的周期循环方法。

7、然而，随机和频繁的激活可能会对系统产生不利影响，耗尽无线设备存储的能量。特别地，2.4ghz ism射频频带密集地填充有可能错误地激活(唤醒)系统的信号。识别目标信号(例如，ble广告事件)并在相似范围的大量信号内选择性地激活系统仍然是挑战。

8、因此，提供一种可以通过应对上述的一些挑战来有效地降低能耗的解决方案将是有利的。

技术实现思路

1、以下是公开内容的几个示例实施例的概述。提供本概述是为了方便读者提供对这样的实施例的基本理解，并且并不完全限定公开内容的广度。本概述不是所有预期实施例的广泛概述，并且既不旨在识别所有实施例的关键或至关重要的元素，也不旨在描绘任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一个或更多个实施例的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前奏。为了方便起见，术语“一些实施例”或“某些实施例”可在本文中用于指代公开内容的单个实施例或多个实施例。

2、本文公开的某些实施例包括一种用于唤醒低功率无线设备的方法。该方法包括：将唤醒灵敏度初始化为无线设备的唤醒电路的最小值；由唤醒电路搜索至少一个信标；当未找到至少一个信标时，增加唤醒电路的唤醒灵敏度；以及将唤醒灵敏度设置为接收到至少一个信标的值。

3、本文公开的某些实施例还包括用于检测唤醒信号并可在低功率无线设备中操作的唤醒电路。唤醒电路包括：唤醒接收器，被配置为从在无线设备的天线处接收的rf信号中检测唤醒信号；以及天线调谐器，被配置为调谐无线设备的天线的频率；以及控制器，被配置为控制唤醒接收器以至少校准唤醒接收器的灵敏度并且调谐天线的频率以允许快速检测唤醒信号。

技术特征：

1.一种用于唤醒低功率无线设备的方法，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一信道和所述第二信道是ble广告信道。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其中，扫描所述天线设置使所述唤醒电路进行调谐。

7.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个信标的接收还包括：

8.一种用于检测唤醒信号并能够在低功率无线设备中操作的唤醒电路，包括：

9.根据权利要求8所述的唤醒电路，其中，所述唤醒电路耦接到所述无线设备的天线接口。

10.根据权利要求9所述的唤醒电路，其中，所述控制器被配置为：

11.根据权利要求10所述的唤醒电路，其中，所述控制器还被配置为：

12.根据权利要求10所述的唤醒电路，其中，所述控制器还被配置为：

13.根据权利要求12所述的唤醒电路，其中，所述第一信道和所述第二信道是ble广告信道。

14.根据权利要求10所述的唤醒电路，其中，所述控制器还被配置为：

15.根据权利要求10所述的唤醒电路，其中，扫描所述天线设置使所述唤醒电路进行调谐。

16.根据权利要求10所述的唤醒电路，其中，所述低功率无线设备至少是能够在ble通信协议下操作的iot标签。

17.根据权利要求16所述的唤醒电路，其中，所述唤醒信号是在ble广告信道上检测到ble广告信标时的输出。

18.根据权利要求17所述的唤醒电路，其中，所述唤醒信号是在至少两个连续ble广告信道上检测到至少两个连续ble广告信标时的输出。

技术总结提供了一种用于唤醒低功率无线设备的系统和方法。该方法包括：将唤醒灵敏度初始化为无线设备的唤醒电路的最小值；由唤醒电路搜索至少一个信标；当未找到至少一个信标时，增加唤醒电路的唤醒灵敏度；以及将唤醒灵敏度设置为接收到至少一个信标的值。技术研发人员：阿隆·耶耶兹凯利,萨希·库夫曼,大卫·利普希兹受保护的技术使用者：威利奥特有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23