-
HINTERGRUND
-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abtastvorrichtung. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Abtastvorrichtung und ein Steuerverfahren dafür.
-
Beschreibung des Stands der Technik
-
Das System des Internet der Dinge (internet of things, IoT) erfordert den Einsatz einer großen Anzahl von Abtastvorrichtungen. Die vielen Abtastvorrichtungen bilden ein drahtloses Kommunikationsnetz, und die vielen Abtastvorrichtungen geben das gemessene Resultat an einen Host-Computer und eine Kommunikationseinrichtung zurück. Es ist jedoch erforderlich, Verdrahtungen für die Stromversorgung der vielen Abtastvorrichtungen zu implementieren und auch die vielen Abtastvorrichtungen instand zu halten, sodass es hohe Anschaffungskosten zum Implementieren dieser Stromversorgungsleitungen und auch hohe Instandhaltungskosten verursacht.
-
Daher ist die Frage, wie der Stromverbrauch der Sensoren effektiv gesenkt werden kann, eines der Themen, die auf diesem Gebiet verbessert werden müssen.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Die Offenbarung stellt eine Abtastvorrichtung bereit. Die Abtastvorrichtung beinhaltet eine Stromversorgung, ein Abtastelement, ein Kommunikationselement, ein Steuergerät und einen Mikroprozessor. Das Steuergerät ist konfiguriert, um das Abtastelement und das Kommunikationselement zu steuern. Der Mikroprozessor ist konfiguriert, um von dem Ruhezustand periodisch gemäß einer Zeitperiode aktiviert zu werden. Der Mikroprozessor ist konfiguriert, um die Stromversorgung zu steuern, um dem Steuergerät, dem Abtastelement und dem Kommunikationselement Strom zuzuführen, sodass das Abtastelement die Umgebung abtastet, um eine Vielzahl von Abtastwerten zu erfassen. Nachdem das Kommunikationselement die Abtastwerte an einen Server übertragen hat, steuert der Mikroprozessor die Stromversorgung, um ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät, dem Abtastelement und dem Kommunikationselement zu beenden, und auch der Mikroprozessor wechselt in den Ruhezustand.
-
Ein weiterer Aspekt der Offenbarung ist es, ein Steuerverfahren bereitzustellen. Das Steuerverfahren ist für eine Abtastvorrichtung geeignet. Die Abtastvorrichtung beinhaltet die Stromversorgung, das Abtastelement, das Kommunikationselement, das Steuergerät und den Mikroprozessor. Das Steuerverfahren beinhaltet die folgenden Schritte. Der Mikroprozessor ist konfiguriert, um von dem Ruhezustand periodisch gemäß einer Zeitperiode aktiviert zu werden. Die Stromversorgung führt Strom dem Steuergerät, dem Abtastelement und dem Kommunikationselement zu. Das Abtastelement tastet die Umgebung ab, um eine Vielzahl der Abtastwerte zu erfassen. Das Kommunikationselement überträgt die Abtastwerte an den Server. Die Stromversorgung beendet ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät, dem Abtastelement und dem Kommunikationselement, und der Mikroprozessor wechselt in den Ruhezustand.
-
Basierend auf der Offenbarung stellen daher einige Ausführungsformen der Offenbarung die vorgenannte Abtastvorrichtung und das vorgenannte Steuerverfahren bereit, die in der Lage sind, die Stromversorgung zu aktivieren oder aufzuheben, um das Steuergerät, das Kommunikationselement und das Abtastelement durch einen Mikroprozessor mit niedrigem Stromverbrauch mit Strom zu versorgen, sodass der Stromverbrauch der Abtastvorrichtung effektiv verringert wird.
-
Figurenliste
-
Die Offenbarung kann durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsform mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen wie folgt besser verstanden werden.
- 1 ist eine Art eines schematischen Diagramms der Abtastvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung.
- 2 ist eine schematisches Diagramm der Stromversorgung gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung.
- 3 ist ein schematisches Diagramm einer Abtastvorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung.
- 4 ist ein Flussdiagramm des Steuerverfahrens gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung.
- 5 ist ein Flussdiagramm des Steuerverfahrens gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung.
- 6 ist ein Flussdiagramm des Steuerverfahrens gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung.
- 7 ist ein Flussdiagramm des Steuerverfahrens gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung.
-
In den Zeichnungen beinhalten die Symbole der Zeichnungen
- 100, 300:
- Abtastvorrichtung
- 110:
- Stromversorgung
- 120:
- Mikroprozessor
- 125:
- Zeitschalter
- 130:
- Steuergerät
- 140:
- Abtastelement
- 150:
- Kommunikationselement
- 160:
- Temperaturabtastelement
- 170:
- Schwerkraftabtastelement
- 112:
- Photovoltaisches Element
- 114:
- Integrierter Schaltkreis des Ladegeräts
- 116:
- Batterie
- 118:
- Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler
- 400, 500, 600, 700:
- Steuerverfahren
- S410, S420, S430, S440, S450, S460:
- Schritt
- S510, S520, S525, S530, S535, S540:
- Schritt
- S610, S620, S625, S630, S635, S640:
- Schritt
- S650, S660, S670, S680:
- Schritt
- S705, S710, S720, S730, S740, S750:
- Schritt
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
-
Die folgende Offenbarung stellt viele verschiedene Ausführungsformen oder Veranschaulichungen zum Implementieren verschiedener Merkmale der Offenbarung bereit. Die Elemente und Konfigurationen in dem jeweiligen Beispiel werden in der folgenden Erörterung verwendet, um die vorliegende Offenbarung zu vereinfachen. Alle erörterten Veranschaulichungen dienen nur veranschaulichenden Zwecken und beschränken nicht den Geltungsbereich und der Sinn der Erfindung oder ihrer Veranschaulichungen. Zusätzlich kann sich die vorliegende Offenbarung wiederholt auf numerische Symbole und/oder Buchstaben in verschiedenen Beispielen beziehen, und diese Wiederholungen dienen der Vereinfachung und Erläuterung und spezifizieren in der folgenden Erörterung nicht das Verhältnis zwischen verschiedenen Ausführungsformen und/oder Konfigurationen.
-
Die in der gesamten Beschreibung und im Geltungsbereich von Patentanmeldungen verwendeten Begriffe haben, sofern es nicht anders angegeben ist, normalerweise die gewöhnliche Bedeutung jedes auf diesem Gebiet verwendeten Begriffs, in dem hierin offenbarten Inhalt und in speziellen Inhalten. Bestimmte Begriffe, die zum Beschreiben dieser Offenbarung verwendet werden, werden unten oder an anderer Stelle in dieser Beschreibung erörtert, um den Fachleuten auf dem Gebiet eine zusätzliche Anleitung zur Beschreibung dieser Offenbarung zu geben.
-
In diesem Dokument kann sich der Begriff „gekoppelt“ oder „verbunden“ auf zwei oder mehrere Komponenten beziehen, die direkt oder indirekt physisch oder elektrisch miteinander in Kontakt sind, und der Begriff „gekoppelt“ oder „verbunden“ kann sich auf zwei oder mehrere Komponenten beziehen, die miteinander interagieren oder wirken.
-
Es gilt zu verstehen, dass obwohl die Begriffe „erste“, „zweite“, „dritte“ usw. hierin dazu verwendet werden können, um die verschiedenen Elemente, Komponenten, Regionen, Schichten und/oder Abschnitte zu beschreiben, sie nicht durch diese Begriffe begrenzt werden dürfen. Diese Begriffe werden nur dazu verwendet, ein Element, eine Komponente, Region, Schicht oder einen Abschnitt von einem anderen Element, Komponente, Region, Schicht bzw. Abschnitt zu unterscheiden. Somit kann ein erstes Element, Komponente, Region, Schicht oder Abschnitt als ein zweites Element, Komponente, Region, Schicht oder Abschnitt bezeichnet werden, ohne sich von den Lehren der vorliegenden Offenbarung zu entfernen. Wie hier verwendet, schließt das Prädikat „und/oder“ jede Kombination eines oder mehrerer der aufgeführten assoziierten Elemente ein. Das in diesem Dokument erwähnte „und/oder“ bezieht sich auf ein, alle oder mindestens eines der aufgeführten Elemente in jeder Kombination.
-
Siehe bitte 1. 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Abtastvorrichtung 100 gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet die Abtastvorrichtung 100 eine Stromversorgung 110, einen Mikroprozessor 120, ein Steuergerät 130, ein Abtastelement 140 und ein Kommunikationselement 150. Die Stromversorgung 110 ist elektrisch mit dem Mikroprozessor 120, dem Steuergerät 130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 gekoppelt. Das Steuergerät 130 ist elektrisch mit dem Mikroprozessor 120, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 gekoppelt. Die in 1 veranschaulichte Abtastvorrichtung 100 ist ein Nachweisbeispiel, und die Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. In einigen Ausführungsformen kann die Abtastvorrichtung 100 mehrere der Abtastelemente 140 und mehrere Kommunikationselemente 150 beinhalten.
-
In einigen Ausführungsformen ist der Mikroprozessor 120 konfiguriert, um aus einem Ruhezustand periodisch gemäß einer Zeitperiode aktiviert zu werden, und der Mikroprozessor 120 steuert die Stromversorgung 110, um Strom dem Steuergerät 130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 120 zuzuführen. Anschließend tastet das Abtastelement 140 die Umgebung ab, um eine Vielzahl von Abtastwerten zu erfassen. Das Kommunikationselement 150 überträgt die Abtastwerte an den Server (nicht gezeigt). Nachdem das Kommunikationselement 150 die Abtastwerte an den Server übertragen hat, steuert der Mikroprozessor 120 die Stromversorgung 110, um ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät 130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 zu beenden. Danach wechselt der Mikroprozessor 120 in den Ruhezustand. Es ist zu beachten, dass vor Aktivierung des Mikroprozessors 120 alle folgenden Elemente: die Stromversorgung 110, das Steuergerät 130, das Abtastelement 140 und das Kommunikationselement 150 in dem Ruhezustand sind.
-
In einigen Ausführungsformen ist das Steuergerät 130 ferner konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Abtastwerte angemessen sind. In einigen Ausführungsformen bestimmt das Steuergerät 130 beispielsweise, ob die Abtastwerte in einem Wertebereich sind. Wenn das Steuergerät 130 bestimmt, dass die Abtastwerte in dem Wertebereich sind, steuert das Steuergerät 130 das Kommunikationselement 150 , um die Abtastwerte an den Server zu übertragen. Wenn das Steuergerät 130 bestimmt, dass die Abtastwerte nicht in dem Wertebereich sind, steuert das Steuergerät 130 das Abtastelement 140, um die Umgebung erneut abzutasten, sodass die Abtastwerte erneut erfasst werden.
-
In einigen Ausführungsformen ist der Mikroprozessor 120 ferner konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Übertragung der Abtastwerte an den Server erfolgreich ist. Wenn der Mikroprozessor 120 bestimmt, dass die Abtastwerte erfolgreich an den Server übertragen werden, beendet der Mikroprozessor 120 ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät 130, dem Abtastelement 250 und dem Kommunikationselement 150. Danach wechselt der Mikroprozessor 120 in den Ruhezustand. Wenn der Mikroprozessor 120 bestimmt, dass die Übertragung der Abtastwerte an den Server fehlgeschlagen oder nicht vervollständigt ist, überträgt der Mikroprozessor 120 ein Signal an das Steuergerät 130, und dementsprechend steuert das Steuergerät 130 das Kommunikationselement 150, um die Abtastwerte erneut an den Server zu übertragen.
-
In einigen Ausführungsformen beinhaltet der Mikroprozessor 120 ferner einen Zeitschalter 125. Der Zeitschalter 125 ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Zeitperiode abgelaufen ist. Wenn der Zeitschalter 125 bestimmt, dass die Zeitperiode abgelaufen ist, wird der Mikroprozessor 120 aus dem Ruhezustand aktiviert.
-
Wenn der Mikroprozessor 120 in einigen Ausführungsformen aus dem Ruhezustand aktiviert wird, ist der Mikroprozessor 120 ferner konfiguriert, um zu bestimmen, ob eine Speicherenergie der Stromversorgung 110 über einer Obergrenze der Speicherenergie oder unter einer Untergrenze der Speicherenergie ist. Wenn der Mikroprozessor 120 bestimmt, dass die Speicherenergie der Stromversorgung 110 über der Obergrenze ist, verringert der Mikroprozessor 120 die Zeitperiode, um die Frequenz zu erhöhen, mit der die Abtastvorrichtung 100 die Abtastwerte an den Server zurückgibt. Wenn der Mikroprozessor 120 bestimmt, dass die Speicherenergie der Stromversorgung 110 unter der Untergrenze ist, erhöht der Mikroprozessor 120 die Zeitperiode, um die Häufigkeit zu verringern, mit der die Abtastvorrichtung 100 die Abtastwerte an den Server zurückgibt. Durch die oben beschriebene Art und Weise einer dynamischen Anpassung des Stromverbrauchs der Abtastvorrichtung 100 kann vermieden werden, dass die Stromversorgung 110 bei hoher Speicherenergie lange aktiviert bleibt, um die betriebliche Lebensdauer der Batterie zu verlängern. Zusätzlich kann auf die vorgenannte Weise auch die Stromaufnahme vielfacher Abtastvorrichtungen 110 in derselben Region auf dem gleichen Niveau ausgeglichen werden.
-
In einigen Ausführungsformen ist das Steuergerät 130 konfiguriert, zu bestimmen, ob die Stromaufnahme des Abtastelements 140 und des Kommunikationselements 150 jeweils einen Schwellenwert für die Stromaufnahme überschreitet. Wenn das Steuergerät 130 bestimmt, dass die oben genannte Stromaufnahme den Schwellenwert für die Stromaufnahme überschreitet, steuert das Steuergerät 130 das Kommunikationselement 150, um ein anormales Signal an den Server zu übertragen.
-
Siehe bitte 2. 2 ist ein schematisches Diagramm, das die Stromversorgung 110 der Abtastvorrichtung 100 in 1 gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. Die Stromversorgung 110 beinhaltet ein photovoltaisches Element 112, eine integrierte Ladegerätschaltung (integrated circuit, IC) 114, eine Batterie 116 und einen Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler (direct-current to direct-current, DC/DC) 118. Das photovoltaische Element 112 ist elektrisch mit der Ladegerät-IC 114 gekoppelt. Die Ladegerät-IC 114 ist elektrisch mit der Batterie 116 gekoppelt. Die Batterie 116 ist elektrisch mit Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler118 gekoppelt. Das photovoltaische Element 112 ist konfiguriert, um einen elektrischen Strom zu erzeugen. Die Ladegerät-IC 114 ist konfiguriert, um den durch das photovoltaische Element 112 erzeugten elektrischen Strom an die Batterie 116 zu übertragen. Die Batterie 116 ist konfiguriert, um den von dem photovoltaischen Element 112 erzeugten elektrischen Strom zu speichern. Der DC/DC-Wandler 118 ist konfiguriert, um eine Umwandlung des von der Batterie 116 gespeicherten elektrischen Stroms auszuführen, und der DC/DC-Wandler 118 ist konfiguriert, um den umgewandelten elektrischen Strom an den Mikroprozessor 120, das Steuergerät 130, das Abtastelement 140 und das Kommunikationselement 150 zu übertragen.
-
In einigen Ausführungsformen ist der Mikroprozessor 120 ferner konfiguriert, um den DC/DC-Wandler 118 zu steuern, sodass der DC/DC-Wandler 118 aktiviert wird, um das Steuergerät 130 mit Strom zu versorgen, oder um ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät 130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 zu beenden.
-
Siehe bitte 3. 3 ist ein schematisches Diagramm, das die Abtastvorrichtung 300 gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. In einigen Ausführungen beinhaltet die Abtastvorrichtung 300 im Vergleich zu der in 1 gezeigten Abtastvorrichtung 100 ein Temperaturabtastelement 160. Wenn der Mikroprozessor 120 in einigen Ausführungsformen aus dem Ruhezustand aktiviert wird, steuert der Mikroprozessor 120 das Temperaturabtastelement 160, um eine Temperaturmessung an der Abtastvorrichtung 300 auszuführen. Wenn die Temperatur einen Temperaturschwellenwert überschreitet, steuert der Mikroprozessor 120 die Stromversorgung 110, um Strom dem Steuergerät 130, der Abtastvorrichtung 140 und dem Kommunikationselement 150 zuzuführen. Das Abtastelement 140 tastet die Umgebung ab, um die Abtastwerte zu erfassen. Das Kommunikationselement 150 überträgt die Abtastwerte an den Server (nicht gezeigt). Nachdem das Kommunikationselement 150 die Abtastwerte an den Server übertragen hat, steuert der Mikroprozessor 120 die Stromversorgung 110, um ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät 130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 zu beenden. In einigen Ausführungsformen wechselt der Mikroprozessor 120 dann in den Ruhezustand.
-
In einigen Ausführungen beinhaltet die Abtastvorrichtung 300 im Vergleich zu der in 1 gezeigten Abtastvorrichtung 100 ferner das Schwerkraftabtastelement 170. Wenn der Mikroprozessor 120 in einigen Ausführungsformen aus dem Ruhezustand aktiviert wird, steuert der Mikroprozessor 120 das Schwerkraftabtastelement 170, um die Verlagerungsmessung an der Abtastvorrichtung 300 auszuführen. Wenn eine Verlagerung einen Verlagerungsschwellenwert überschreitet, steuert der Mikroprozessor 120 die Stromversorgung 110, um Strom dem Steuergerät 130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 zuzuführen. Das Abtastelement 140 tastet die Umgebung ab, um die Abtastwerte zu erfassen. Das Kommunikationselement 150 überträgt die Abtastwerte an den Server. Nachdem das Kommunikationselement 150 die Abtastwerte an den Server übertragen hat, steuert der Mikroprozessor 120 die Stromversorgung 110, um ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät 130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 zu beenden. In einigen Ausführungsformen wechselt der Mikroprozessor 120 dann in den Ruhezustand.
-
Siehe bitte 4. 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren 400 gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. Wie in 4 gezeigt, beinhaltet das Steuerverfahren 400 Schritte S410-S460.
- Schritt S410: der Mikroprozessor wird aus dem Ruhezustand periodisch gemäß einer Zeitperiode aktiviert;
- Schritt S420: die Stromversorgung führt Strom dem Steuergerät, dem Abtastelement und dem Kommunikationselement zu;
- Schritt S430: das Abtastelement tastet die Umgebung ab, um eine Vielzahl der Abtastwerte zu erfassen;
- Schritt S440: das Kommunikationselement überträgt die Abtastwerte an den Server;
- Schritt S450: die Stromversorgung beendet ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät, dem Abtastelement und dem Kommunikationselement; und
- Schritt S460: der Mikroprozessor wechselt in den Ruhezustand.
-
Zum besseren Verständnis des Steuerverfahrens 400 in einigen Ausführungsformen der Offenbarung wird ferner Bezug auf Ausführungsformen in 1, 2 und 4 genommen.
-
In Schritt S410 wird der Mikroprozessor 120 aus dem Ruhezustand periodisch gemäß der Zeitperiode aktiviert. In einigen Ausführungsformen ist der Mikroprozessor 120 ferner beinhaltet einen Zeitschalter 125. Der Zeitschalter 125 ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Zeitperiode abgelaufen ist. Wenn der Zeitschalter 125 bestimmt, dass die Zeitperiode abgelaufen ist, wird der Mikroprozessor 120 aus dem Ruhezustand aktiviert.
-
In Schritt S420 führt der Strom Strom dem Steuergerät, dem Abtastelement und dem Kommunikationselement zu. In einigen Ausführungsformen steuert der Mikroprozessor 120 die Stromversorgung 110, um Strom dem Steuergerät 130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 zuzuführen. In einigen Ausführungsformen steuert der Mikroprozessor 120 den DC/DC-Wandler 118, wie in 2 gezeigt, sodass die Stromversorgung 110 Strom dem Steuergerät 130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 zuführt.
-
In Schritt S430 tastet das Abtastelement die Umgebung ab, um eine Vielzahl der Abtastwerte zu erfassen. Wenn die Stromversorgung 110 in einigen Ausführungsformen Strom zu dem Abtastelement 140 zuführt, tastet das Abtastelement 140 die Umgebung ab, um eine Vielzahl der Abtastwerte zu erfassen.
-
In einigen Ausführungsformen umfasst Schritt S430 ferner ein Bestimmen, ob die Abtastwerte angemessen sind. Zum Beispiel bestimmt das Steuergerät 130, ob die Abtastwerte in dem Wertebereich sind. Wenn das Steuergerät 130 bestimmt, dass die Abtastwerte nicht in dem Wertebereich sind, tastet das Abtastelement 140 die Umgebung erneut ab, um eine Vielzahl der Abtastwerte zu erfassen. Wenn das Steuergerät 130 bestimmt, dass die Abtastwerte in dem Wertebereich sind, und Schritt S440 wird ausgeführt.
-
In Schritt S440 überträgt das Kommunikationselement die Abtastwerte an den Server. Wenn die Stromversorgungen 110 in einigen Ausführungsformen Strom zu dem Kommunikationselement 150 zuführt, überträgt das Kommunikationselement 150 die Abtastwerte an den Server.
-
In einigen Ausführungsformen beinhaltet Schritt S440 ferner ein Bestimmen, ob die Abtastwerte erfolgreich an den Server übertragen werden. Wenn beispielsweise der Mikroprozessor 120 auf Grundlage eines Bestimmens, ob die Abtastwerte von dem Mikroprozessor 120 erfolgreich an den Server übertragen werden, bestimmt, das die Übertragung der Abtastwerte an den Server erfolgreich ist, und dann wird Schritt S450 ausgeführt, wenn der Mikroprozessor 120 bestimmt, dass die Übertragung der Abtastwerte an den Server fehlgeschlagen oder nicht vervollständigt ist, überträgt das Kommunikationselement 150 erneut die Abtastwerte an den Server.
-
In Schritt S450 beendet die Stromversorgung ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät, dem Abtastelement und dem Kommunikationselement. In einigen Ausführungsformen steuert der Mikroprozessor 120, nachdem das Kommunikationselement 150 die Abtastwerte an den Server übertragen hat, die Stromversorgung 110, um ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 zu beenden. In einigen Ausführungsformen steuert der Mikroprozessor 120 den DC/DC-Wandler, wie in 2 gezeigt, sodass die Stromversorgung 110 Strom zu der Steuerung 130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 zuführt.
-
In Schritt S460 wechselt der Mikroprozessor in den Ruhezustand. In einigen Ausführungsformen, nachdem die Stromversorgung 110 ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 beendet. Danach wechselt der Mikroprozessor 120 in den Ruhezustand.
-
Wenn der Mikroprozessor 120 in einigen Ausführungsformen aus dem Ruhezustand aktiviert wird, steuert der Mikroprozessor 120, die Stromversorgung 110, um Strom dem Steuergerät130 und dem Abtastelement 140 zuzuführen. Das Steuergerät130 steuert das Abtastelement 140, um die Umgebung abzutasten. Nachdem das Abtastelement 140 die Umgebung abgetastet hat, um die Abtastwerte zu erfassen, werden die Abtastwerte an das Steuergerät 130 übertragen. Der Mikroprozessor 120 steuert die Stromversorgung 110, um ein Zuführen von Strom zu dem Abtastelement 140 zu beenden. Und dann steuert der Mikroprozessor 120 die Stromversorgung 110, um Strom zu dem Kommunikationselement 150 zuzuführen. Das Kommunikationselement 150 überträgt die Abtastwerte an den Server. Nachdem die Abtastwerte erfolgreich an den Server übertragen wurden, steuert der Mikroprozessor 120 die Stromversorgung 110, um ein Zuführen von Strom zu dem Kommunikationselement 150 zu beenden. Danach steuert der Mikroprozessor 120 die Stromversorgung 110, um ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät 130 zu beenden.
-
Siehe bitte 5. 5 ist ein Flussdiagramm, das ein Steuerverfahren 500 gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. Wie in 5 gezeigt, beinhaltet das Steuerverfahren 500 Schritte S510-S540.
-
Zum besseren Verständnis des Steuerverfahrens 500 in einigen Ausführungsformen der Offenbarung wird ferner Bezug auf Ausführungsformen in 1, 2 und 5 genommen.
- Schritt S510: der Mikroprozessor wird aus dem Ruhezustand periodisch gemäß einer Zeitperiode aktiviert;
- Schritt S520: Bestimmen, ob die Speicherenergie der Stromversorgung über der Obergrenze ist;
- Schritt S525: Verkürzen der Zeitperiode;
- Schritt S530: Bestimmen, ob die Speicherenergie der Stromversorgung unter der Untergrenze ist;
- Schritt S535: Erhöhen der Zeitperiode; und
- Schritt S540: Zeitperiode nicht anpassen.
-
In Schritt S510 wird der Mikroprozessor aus dem Ruhezustand periodisch gemäß einer Zeitperiode aktiviert. In einigen Ausführungsformen ist der Mikroprozessor 120 ferner beinhaltet den Zeitschalter 125. Der Zeitschalter 125 ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Zeitperiode abgelaufen ist. Wenn der Zeitschalter 125 bestimmt, dass die Zeitperiode abgelaufen ist, wird der Mikroprozessor 120 aus dem Ruhezustand aktiviert.
-
In Schritt S520 dient Schritt S520 dazu, zu bestimmen, ob die Speicherenergie der Stromversorgung 110 über der Obergrenze ist. In einigen Ausführungsformen wird Schritt S520 von dem Mikroprozessor 120 ausgeführt. Wenn das bestimmte Ergebnis von Schritt S520 ist, dass die Speicherenergie der Stromversorgung 110 über der Obergrenze ist, und der Schritt S525 wird ausgeführt. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S520 ist, dass die Speicherenergie der Stromversorgung 110 nicht über der Obergrenze ist, und der Schritt S530 wird ausgeführt.
-
In Schritt S525 dient Schritt S525 dazu, die Zeitperiode zu verringern. In einigen Ausführungsformen wird der Schritt S525 von dem Mikroprozessor 120 ausgeführt. Der Mikroprozessor 120 verringert die Zeitperiode, um die Frequenz zu erhöhen, mit der die Abtastvorrichtung 100 die Abtastwerte an den Server zurückgibt.
-
In Schritt S530 dient Schritt S530 dazu, zu bestimmen, ob die Speicherenergie der Stromversorgung 110 unter der Untergrenze ist. In einigen Ausführungsformen wird Schritt S530 von dem Mikroprozessor 120 ausgeführt. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S530 ist, dass die Speicherenergie der Stromversorgung 110 unter der Untergrenze ist, und der Schritt S535 wird ausgeführt. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S520 ist, dass die Speicherenergie der Stromversorgung 110 nicht unter der Untergrenze ist, und der Schritt S540 wird ausgeführt.
-
In Schritt S535 dient Schritt S535 dazu, die Zeitperiode zu erhöhen. In einigen Ausführungsformen wird der S535 von dem Mikroprozessor 120 ausgeführt. Der Mikroprozessor 120 erhöht die Zeitperiode, um die Häufigkeit zu verringern, mit der die Abtastvorrichtung 100 die Abtastwerte an den Server zurückgibt.
-
In Schritt S540 dient Schritt S540 dazu, die Zeitperiode nicht anzupassen. Da die Speicherenergie der Stromversorgung 110 nicht unter der Untergrenze ist und die Speicherenergie der Stromversorgung 110 nicht über der Obergrenze ist, passt der Mikroprozessor 120 die Zeitperiode nicht an.
-
In einer anderen Ausführungsform beinhaltet die Stromversorgung 110 eine Vielzahl von Batterien in der Abtastvorrichtung 100. Wenn, basierend auf dem Steuerverfahren 500, die Speicherenergie der Vielzahl von Batterien der Stromversorgung 110 über der Obergrenze ist, Erhöhen der Frequenz, mit der die Abtastvorrichtung 100 die Abtastwerte an den Server sendet, um die Laststromaufnahme zu erhöhen, wenn die Speicherenergie der Vielzahl von Batterien der Stromversorgung 110 unter der Untergrenze ist, Verringern der Frequenz, mit der die Abtastvorrichtung 100 die Abtastwerte an den Server sendet, um die Laststromaufnahme zu verringern. Somit kann die betriebliche Lebensdauer der Vielzahl der Batterien ausgeglichen werden, um die betriebliche Lebensdauer der Stromversorgung 110 zu verlängern.
-
Siehe bitte 6. 6 ist ein Flussdiagramm, das das Steuerverfahren 600 gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. Wie in 6 gezeigt, beinhaltet die Steuerverfahren 600 Schritte S610-S680.
- Schritt S610: der Mikroprozessor wird aus dem Ruhezustand periodisch gemäß einer Zeitperiode aktiviert;
- Schritt S620: Ausführen der Temperaturmessung an der Abtastvorrichtung;
- Schritt S625: Bestimmen, ob die Temperatur den Temperaturschwellenwert überschreitet;
- Schritt S630: Ausführen der Verlagerungsmessung an der Abtastvorrichtung;
- Schritt S635: Bestimmen, ob die Verlagerung den Verlagerungsschwellenwert überschreitet;
- Schritt S640: die Stromversorgung führt Strom dem Steuergerät, dem Abtastelement und dem Kommunikationselement zu;
- Schritt S650: das Abtastelement tastet Umgebung ab, um eine Vielzahl der Abtastwerte zu erfassen;
- Schritt S660: das Kommunikationselement überträgt die Abtastwerte an den Server; und
- Schritt S670: die Stromversorgung beendet ein Zuführen von Strom zu dem Steuergerät, dem Abtastelements und dem Kommunikationselement; und
- Schritt S680: der Mikroprozessor wechselt in den Ruhezustand.
-
Zum besseren Verständnis des Steuerverfahrens 600 in einigen Ausführungsformen der Offenbarung wird ferner Bezug auf Ausführungsformen in 1, 3 und 5 genommen. Wobei die Schritte S610 und S640-S680 mit den Schritten S410-S460 in 4 identisch sind, werden diese an dieser Stelle nicht im Detail beschrieben.
-
In Schritt S620 dient Schritt S620 dazu, die Temperatur der Abtastvorrichtung abzutasten. In einigen Ausführungsformen kann Schritt S620 von dem Temperaturelement 160 in 3 ausgeführt werden. In einigen Ausführungsformen steuert der Mikroprozessor 120 das Temperaturelement 160, um die Temperaturmessung an der Abtastvorrichtung 300 auszuführen.
-
In Schritt S625 dient Schritt S625 dazu, zu bestimmen, ob die Temperatur den Temperaturschwellenwert überschreitet, In einigen Ausführungsformen kann Schritt S625 von dem Mikroprozessor 120 ausgeführt werden. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S625 ist, dass die Temperatur den Temperaturschwellenwert überschreitet, und der Schritt S640 wird ausgeführt. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S625 ist, dass die Temperatur den Temperaturschwellenwert nicht überschreitet, und der Schritt S630 wird ausgeführt.
-
In Schritt S630 dient Schritt S630 dazu, die Verlagerungsmessung an der Abtastvorrichtung auszuführen. In einigen Ausführungsformen kann Schritt S630 von dem Schwerkraftabtastelement 170 in 3 ausgeführt werden. In einigen Ausführungsformen steuert der Mikroprozessor 120 das Schwerkraftabtastelement 170, um die Verlagerungsmessung an der Abtastvorrichtung 300 auszuführen.
-
In Schritt S635 dient Schritt S635 dazu, zu bestimmen ob die Verlagerung den Verlagerungsschwellenwert überschreitet. In einigen Ausführungsformen kann der Schritt S635 von dem Mikroprozessor 120 in 3 ausgeführt werden. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S635 ist, dass die Verlagerung den Verlagerungsschwellenwert überschreitet, und Schritt S640 wird ausgeführt. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S635 ist, dass die Verlagerung den Verlagerungsschwellenwert nicht überschreitet, und das Steuerverfahren 600 wird beendet. In einigen Ausführungsformen kann die Verlagerung, die den Verlagerungsschwellenwert überschreitet, durch die Naturkatastrophe oder den äußeren Schaden verursacht werden.
-
Wenn die Abtastvorrichtung 100 im Fall eines Notfalls, wie z. B. Naturkatastrophe, äußerer Schaden oder Überhitzung, kann das Steuerverfahren 600 Strom dem Steuergerät130, dem Abtastelement 140 und dem Kommunikationselement 150 zuführen, um die Übertragung der letzten Werte auszuführen, und die Sicherheit der Abtastvorrichtung 100, 300 ist gewährleistet.
-
Siehe bitte 7. 7 ist ein Flussdiagramm, das das Steuerverfahren 700 gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung veranschaulicht. Wie in 7 gezeigt, umfasst das Steuerverfahren 700 Schritte S705-S750.
- Schritt S705: der Mikroprozessor wird aus dem Ruhezustand periodisch gemäß einer Zeitperiode aktiviert;
- Schritt S710: die Stromversorgung führt Strom dem Steuergerät, dem Abtastelement und dem Kommunikationselement zu;
- Schritt S720: Bestimmen, ob die Ladegerät-IC anormal ist;
- Schritt S730: Bestimmen, ob die Stromaufnahme den Stromaufnahmeschwellenwert überschreitet;
- Schritt S740: Bestimmen, ob das Abtastelement anormal ist; und
- Schritt S750: Übertragen des anormalen Signals an den Server.
-
Zum besseren Verständnis des Steuerverfahrens 00 in einigen Ausführungsformen der Offenbarung wird ferner Bezug auf Ausführungsform in 1, 2 und 7 genommen. Wobei Schritt S705-S710 gleich wie Schritt S410-S420 in 4 ist, es wird hier nicht im Detail beschrieben.
-
In Schritt S720 dient Schritt S720 dazu, zu bestimmen, ob die Ladegerät-IC anormal ist. In einigen Ausführungsformen bestimmt die das Steuergerät 130, ob das Ladegerät-IC 114, wie sie in 2 gezeigt ist, anormal ist. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S720 ist, dass die Ladegerät-IC 114 anormal ist, und der Schritt 750 wird ausgeführt. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S730 ist, dass das Ladegerät-IC 114 nicht anormal ist, und der Schritt 750 wird ausgeführt.
-
In Schritt S730 dient Schritt S730 dazu, zu bestimmen, ob die Stromaufnahme den Stromaufnahmeschwellenwert überschreitet, In einigen Ausführungsformen bestimmt das Steuergerät130, dass die jeweilige Stromaufnahme des Abtastelements 140 und des Kommunikationselements 150 den Schwellenwert der Stromaufnahme überschreitet. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S730 ist, dass die Stromaufnahme den Stromaufnahmeschwellenwert überschreitet, und der Schritt 750 wird ausgeführt. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S730 ist, dass die Stromaufnahme den Stromaufnahmeschwellenwert nichtüberschreitet, und der Schritt 740 wird ausgeführt.
-
In Schritt S740 dient Schritt S740 dazu, zu bestimmen, ob das Abtastelement anormal ist. In einigen Ausführungsformen bestimmt das Steuergerät 130, ob das Abtastelement 140 anormal ist. Wenn das ermittelte Ergebnis von Schritt S740 ist, dass das Abtastelement 140 anormal ist, und der Schritt 750 wird ausgeführt. Wenn das bestimmte Ergebnis von Schritt S740 ist, dass das Abtastelement 140 nicht anormal ist, und das Steuerverfahren 700 wird beendet. In einigen Ausführungen beinhalten die Anomalien des Abtastelements 140 ein Herausfallen, Beenden einer Aktualisierung oder ein unerwartetes Altern des Abtastelements.
-
In Schritt S750 dient Schritt S750 dazu, ein anormales Signal an den Server zu übertragen. In einigen Ausführungsformen steuert das Steuergerät 130 das Kommunikationselement 150, um ein anormales Signal an den Server zu übertragen.
-
In einigen Ausführungsformen ist die Stromversorgung 110 die Schaltung oder das Element, das Strom erzeugt, speichert und zuführt oder andere ähnliche Funktionen aufweist. In einigen Ausführungsformen ist der Mikroprozessor 120 die Schaltung oder das Element mit Funktionen zum Steuern, Berechnen, Empfangen und Senden von Signalen oder anderen ähnlichen Funktionen. In einigen Ausführungsformen ist das Steuergerät 130 die Schaltung oder das Element mit Funktionen zum Steuern, Berechnen, Empfangen und Senden von Signalen oder anderen ähnlichen Funktionen. In einigen Ausführungsformen ist die Stromaufnahme des Mikroprozessors 120 niedriger als die Stromaufnahme des Steuergeräts 130. In einigen Ausführungsformen ist das Abtastelement 140 die Schaltung oder das Element mit einer Funktion zum Abtasten der Umgebungsparameter, wie z. B. Temperatur, Licht, Verlagerung oder anderen ähnlichen Funktionen. In einigen Ausführungsformen kann das Kommunikationselement 150 ZigBee, Bluetooth oder eine andere Schaltung oder ein Element mit Funktionen zum Empfangen und Senden von Signalen sein.
-
In einigen Ausführungsformen ist das Temperaturelement 160 die Schaltung oder das Element mit einer Funktion zum Abtasten der Temperatur oder anderen ähnlichen Funktionen. In einigen Ausführungsformen ist das Schwerkraftabtastelement 170 die Schaltung oder das Element mit einer Funktion zum Abtasten der Temperatur oder anderen ähnlichen Funktionen. In einigen Ausführungsformen kann der Server das Mobiltelefon, der Host-Computer, der Prozessor usw. sein.
-
In einigen Ausführungsformen ist das photovoltaische Element 112 siliziumbasierte photovoltaische Solarelemente, photovoltaische Dünnschicht-Solarelemente oder die andere Art von photovoltaischem Element usw. In einigen Ausführungsformen ist die Ladegerät-IC 114 die Schaltung oder ein Element mit Funktionen zur Umwandlung von elektrischem Strom, zur Speicherung von elektrischem Energiespeicherung oder anderen ähnlichen Funktionen. In einigen Ausführungsformen ist die Batterie 116 die Schaltung oder ein Element mit einer Funktion zur Speicherung von elektrischem Strom oder anderen ähnlichen Funktionen. In einigen Ausführungsformen ist der DC/DC-Wandler die Schaltung oder ein Element mit einer Funktion zur Stromumwandlung oder anderen ähnlichen Funktionen.
-
Es kann aus den obigen Ausführungsformen bekannt sein, dass die Ausführungsformen der Offenbarung eine Abtastvorrichtung und ein Steuerverfahren bereitstellen, dass der Mikroprozessor mit niedrigem Verbrauch die Stromversorgung steuert, um Strom dem Steuergerät, dem Kommunikationselement und dem Abtastelement zuzuführen oder nicht, um die Stromaufnahme der Abtastvorrichtung effektiv zu senken. Verglichen mit der traditionellen Plattform, die von der Trockenzelle gespeist wird, hat die Offenbarung eine größere Effektivität für die Abtastvorrichtung, die Art der drahtlosen Übertragung und die häufig zurückgegebenen Netzwerkanforderungen der großen Stromverbraucher. Außerdem wird in der Offenbarung die Stromversorgung in der Abtastvorrichtung eingestellt. Im Vergleich zu einem verdrahteten elektrischen Stromsystem hat die Stromversorgung in der Abtastvorrichtung die niedrigeren Bereitstellungskosten und ist schneller installiert.
-
Zusätzlich beinhalten die obigen Beispiele die Abfolge der Nachweisschritte, aber die Schritte müssen nicht in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden. Es liegt im Geltungsbereich dieser Offenbarung, diese Schritte in unterschiedlichen Reihenfolgen auszuführen. Im Geist und Geltungsbereich der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können diese Schritte je nach Wunsch hinzugefügt, ersetzt, geändert und/oder weggelassen werden.
-
Dem Fachmann auf dem Gebiet ist es offensichtlich, dass an der Struktur dieser Erfindung verschiedene Änderungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne sich vom Geltungsbereich oder Geist der Erfindung zu entfernen. In Anbetracht des Vorstehenden ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung Änderungen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, sofern sie in den Geltungsbereich der folgenden Ansprüche fallen.
-
Gewerbliche Anwendbarkeit
-
Die Ausführungsformen der Offenbarung stellt die vorgenannte Abtastvorrichtung und das vorgenannte Steuerverfahren bereit, die in der Lage sind, die Stromversorgung zu aktivieren oder aufzuheben, um das Steuergerät, das Kommunikationselement und das Abtastelement durch einen Mikroprozessor mit niedrigem Stromverbrauch mit Strom zu versorgen, sodass der Stromverbrauch der Abtastvorrichtung effektiv verringert wird.