CN110223496A - 基于传感器的低功耗实现方法、装置、终端、介质及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于传感器的低功耗实现方法，其包括以下步骤：接收传感器产生的监测信号；根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块；在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠。本发明还公开了一种基于传感器的低功耗实现装置、系统以及检测终端和计算机存储介质。本发明直接接收传感器对外部设备输出的监测信号，根据监测信号生成相应的使能信号，控制无线通讯模块的启动和休眠，来达到无线通讯模块低功耗的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种低功耗电路技术领域，尤其涉及一种基于传感器的低功耗实现方法、装置、终端、介质及系统。
背景技术
在一些应用中，传感器用于采集一些信息，然后通用传感控制系统主要包括传感器和无线通讯模块，其中无线通讯模块例如WIFI芯片、蓝牙芯片、红外芯片、ZigBee芯片、4G模块、5G模块等，在一些应用中，无线通讯模块的待机消耗的电量有可能远远大于使用时的电量消耗，从而浪费了大量的能源。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于传感器的低功耗实现方法，其可以实现无线通讯模块的低功耗。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
一种基于传感器的低功耗实现方法，其用于对无线通讯模块的工作进行控制，所述无线通讯模块接收所述传感器产生的监测信号并将所述监测信号发送给外部设备；其包括以下步骤：
接收传感器产生的监测信号；
根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块；
在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠。
进一步地，所述无线通讯模块通过电源供电；所述通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块，包括：
将所述第一使能信号输出至电源和无线通讯模块之间的开关装置的使能端，以使所述开关装置导通；
所述开关装置导通后，无线通讯模块通电被唤醒。
进一步地，所述无线通讯模块通过电源供电；所述在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠，包括：
在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，接收不到监测信号时，则生成第二使能信号；
将所述第二使能信号输出至电源和无线通讯模块之间的开关装置的使能端，以使所述开关装置关断；
所述开关装置关断后，无线通讯模块断电后休眠。
进一步地，所述开关装置为开关电路；
或者所述开关装置为电源转换芯片；
或者所述开关装置包括串联于电源和无线通讯模块之间的电源转换芯片和开关电路，所述开关装置的使能端为开关电路的使能端。
进一步地，在所述开关装置包括开关电路时，所述开关电路为三极管、MOS管、继电器、IGBT、二极管电流开关中的任一种。
进一步地，所述低功耗实现方法还包括：
定时唤醒和休眠所述无线通讯模块，定时唤醒和休眠无线通讯模块不受监测信号的限制；
或者；
定时唤醒和休眠所述无线通讯模块；定时唤醒无线通讯模块不受监测信号的限制；如果在定时休眠无线通讯模块后，接收到传感器产生的监测信号，则根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯设备；如果在定时唤醒无线通讯模块后，接收到传感器产生的监测信号，则生成第二使能信号，通过第二使能信号对所述无线通讯模块进行休眠。
进一步地，所述无线通讯模块不联网，所述无线通讯模块通过联网的第三方设备与外部设备进行通讯，以将所述监测信号发送给外部设备。
进一步地，所述监测信号为脉冲信号。
进一步地，所述无线通讯模块为WIFI芯片、蓝牙芯片、红外芯片、ZigBee芯片、3G模块、4G模块、5G模块以及GPS模块中的任一种或多种。
进一步地，所述传感器为门磁传感器、照度传感器、水浸传感器、人体红外传感器中的任一种。
进一步地，当所述传感器为门磁传感器时，所述外部设备为门禁；当所述传感器为照度传感器时，所述外部设备为窗帘；当所述传感器为水浸传感器时，所述外部设备为龙头；当所述传感器为人体红外传感器时，所述外部设备为灯具。
本发明的目的之二在于提供一种基于传感器的低功耗实现装置，其可以实现无线通讯模块的低功耗。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
一种基于传感器的低功耗实现装置，其用于对无线通讯模块的工作进行控制，所述无线通讯模块接收所述传感器产生的监测信号并将所述监测信号发送给外部设备；包括：
接收模块，用于接收传感器产生的监测信号；
第一使能模块，用于根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块；
第二使能模块，用于在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠。
本发明的目的之三在于提供执行发明目的之一的检测终端，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于传感器的低功耗实现方法。
本发明的目的之四在于提供存储发明目的之一的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的基于传感器的低功耗实现方法。
本发明的目的之五在于提供一种基于传感器的低功耗实现系统，其可以实现降低无线通讯模块的待机功耗。
本发明的目的之五采用以下技术方案实现：
一种基于传感器的低功耗实现系统，其包括检测终端、无线通讯模块以及传感器，其中，所述无线通讯模块通过电源供电；无线通讯模块接收所述传感器产生的监测信号并将所述监测信号发送给外部设备，所述检测终端用于：
接收传感器产生的监测信号；
根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块；
在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠。
进一步地，如果所述监测信号为持续高电平信号时，在所述传感器的输出端和检测终端之间设置一单稳态触发器，以将所述持续高电平信号转换为脉冲信号。
进一步地，在所述电源和无线通讯模块之间还设置有储能器件，所述储能器件的一端连接至电源和无线通讯模块之间，另一端接地；
所述储能器件和电源共同为所述无线通讯模块供电；或者所述电源仅为储能器件充电，而储能器件为所述无线通讯模块供电。
进一步地，所述储能器件是超级电容。
进一步地，所述检测终端为处理器或时钟芯片；
当所述检测终端为处理器时，则所述处理器还通过接口与所述无线通讯模块进行通讯；所述处理器还通过所述接口将所述监测信号发送至无线通讯模块；
当所述检测终端为时钟芯片时，所述时钟芯片集成于所述无线通讯模块中；或者所述时钟芯片位于所述无线通讯模块之外。
进一步地，所述无线通讯模块为WIFI芯片、蓝牙芯片、红外芯片、ZigBee芯片、3G模块、4G模块、5G模块以及GPS模块中的任一种或多种。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明直接接收传感器对外部设备输出的监测信号，根据监测信号生成相应的使能信号，控制无线通讯模块的启动和休眠，来达到无线通讯模块低功耗的目的。
附图说明
图1为本发明实施例一的基于传感器的低功耗实现方法的流程图；
图2是本发明实施例三的基于传感器的低功耗实现系统的结构框图；
图3是本发明实施例四的检测终端的结构框图；
图4是本发明实施例六的基于传感器的低功耗实现系统的原理框图；
图5是本发明实施例七的基于传感器的低功耗实现系统的原理框图；
图6是本发明实施例八的基于传感器的低功耗实现系统的原理框图一；
图7是本发明实施例八的基于传感器的低功耗实现系统的原理框图二；
图8是本发明实施例八的基于传感器的低功耗实现系统的原理框图三；
图9是本发明实施例九的基于传感器的低功耗实现系统的原理框图一；
图10是本发明实施例九的基于传感器的低功耗实现系统的原理框图二；
图11是本发明实施例九的基于传感器的低功耗实现系统的原理框图三；
图12是本发明实施例九的基于传感器的低功耗实现系统的原理框图四；
图13是本发明实施例十的基于传感器的低功耗实现系统的一种应用的原理框图；
图14是本发明开关电路的电路原理图；
图15是电源转换芯片的电路原理图一；
图16是电源转换芯片的电路原理图二；
图17是电源转换芯片的电路原理图三；
图18是电源转换芯片的电路原理图四。
其中：100、无线通讯模块；200、检测终端；10、WIFI芯片；11、时钟芯片；20、电池；30、电源转换芯片；31、第二延时电路；32、非门；40、超级电容；41、开关电路；42、第一延时电路；43、与门；44、采样电路；50、外部设备；51、窗帘电机；60、传感器；61、照度传感器；70、指示灯；80、处理器；90、单稳态触发器。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明进行更为详细的描述，需要说明的是，下参照附图对本发明进行的描述仅是示意性的，而非限制性的。各个不同实施例之间可以进行相互组合，以构成未在以下描述中示出的其他实施例。
实施例一
请参照图1所示，一种基于传感器的低功耗实现方法，其用于对无线通讯模块的工作与否进行控制，所述无线通讯模块接收所述传感器产生的监测信号并将所述监测信号发送给外部设备；其包括以下步骤：
S110、接收传感器产生的监测信号。
传感器对所在环境的信息进行采集，从而得到监测信号，例如，当传感器为照度传感器时，则直接对环境中的光照强度进行采集，当传感器为温湿度传感器时，则对环境中的温湿度进行采集。
传感器将采集到的环境信息转换为监测信号，监测信号为电信号，然后通过无线通讯模块发送给外部设备，进而实现对外部设备的控制。例如当传感器为照度传感器，外部设备为窗帘时，则传感器通过无线通讯模块将采集到的环境中的光照强度发送给窗帘电机的控制器，进而对窗帘电机进行控制，实现对窗帘的启闭进行控制。这里的外部设备不做限定，例如可以将窗帘电机、窗帘以及窗帘电机的控制器看成一个整体，作为外部设备。
这里直接将无线通讯模块要转发的监测信号作为其启动或休眠的触发信号，实现对无线通讯模块的工作与否进行控制。接收传感器产生的监测信号的设备(称为检测终端)可以是很多种，只要能实现步骤S120和步骤S130的操作即可，例如可以是处理器(单片机、FPGA等)，也可以是无线通讯模块内置或外置的时钟芯片。
传感器生成的监测信号一般有两种，一种是持续高电平信号，这种情况下，需要将检测终端接收的监测信号其转换成脉冲信号，可以在传感器的输出端和检测终端之间增加一个单稳态触发器，单稳态触发器可以通过元器件搭建，也可以采用集成芯片例如74HC123、555定时器等。单稳态触发器用于将传感器产生的持续高电平信号转换成脉冲信号。单稳态触发器只有两个状态，一个是稳态，一个是暂稳态，当未有外部信号输入时，单稳态触发器处于稳态。反之，当单稳态触发器有外部信号即传感器采集的监测信号输入时，则单稳态触发器处于暂稳态。第二种是脉冲信号，此时，则不需要增加单稳态触发器。
因此，可以理解的是，这里传感器最终输出到无线通讯模块以及检测终端的信号为脉冲信号。
S120、根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块。
当检测终端接收到监测信号时，则说明需要无线通讯模块启动，去传送该监测信号到外部设备，这种情况下，检测终端根据监测信号会生成第一使能信号，从而通过第一使能信号对无线通讯模块的唤醒。
唤醒无线通讯模块的方式有很多种，例如，可以通过控制无线通讯模块的电源的方式实现，即通过第一使能信号控制电源的开启，或者电源和无线通讯模块之间的连接；还可以直接控制无线通讯模块的使能端，当然，这种情况下需要无线通讯模块的部分管脚是长唤醒状态。
S130、在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠。
当无线通讯模块接收完监测信号，并发送给外部设备后，检测终端也不会再接收到监测信号，当检测终端不再接收监测信号时，生成第二使能信号，从而通过第二使能信号控制无线通讯模块休眠。
同样地，休眠方式有很多种，例如，可以通过控制无线通讯模块的电源的方式实现，即通过第二使能信号控制电源的关断，或者关断电源和无线通讯模块之间的连接；还可以直接控制无线通讯模块的使能端，当然，这种情况下需要无线通讯模块的部分管脚是长唤醒状态。
为了防止检测终端接收不到监测信号，直接生成第二使能信号，使无线通讯模块休眠，导致无线通讯模块未能将接收到的监测信号完全发送给外部设备，在本发明较佳的实施例中，设置延时机制，延时时间可以需要设置，例如50ms、100ms等。延时机制可以直接在检测终端设置，也可以设置于检测终端与待控制机构之间，例如通过第二使能信号控制电源的关断时，可以设置于检测终端和电源之间；关断电源和无线通讯模块之间的连接时，可以设置于检测终端与电源和无线通讯模块之间；直接控制无线通讯模块的使能端实现关断时，可以设置于检测终端和无线通讯模块之间。延时机制可以通过软件实现，也可以通过分立器件搭建，还可以采用集成芯片例如555定时器等。
本发明实施例一直接通过将传感器传送的监测信号作为无线通讯模块的唤醒和休眠信号，从而实现只有在想要使用时才会开启无线通讯模块，其他时间无线通讯模块均处于休眠状态，达到无线通讯模块低功耗的目的。
实施例二
在实施例二中，对无线通讯模块的唤醒和休眠方式是通过电池和无线通讯模块之间设置的开关装置实现的，其余方式与实施例一大致相同。
具体地，电池为无线通讯模块供电，在电池和无线通讯模块之间设置有开关装置。通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块的过程是：
根据所述监测信号生成中断信号，所述中断信号为第一使能信号；
将所述第一使能信号输出至电池和无线通讯模块之间的开关装置的使能端，以使所述开关装置导通；
所述开关装置导通后，无线通讯模块通电被唤醒。
通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠的过程是：
在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，接收不到监测信号时，则生成第二使能信号；
将所述第二使能信号输出至电池和无线通讯模块之间的开关装置的使能端，以使所述开关装置关断；
所述开关装置关断后，无线通讯模块断电后休眠。
当然，上述方式同样适用于检测终端直接控制电池的开启和关断以及无线通讯模块的开启和关断。
与实施例一相似的是，在开关装置和检测终端之间或检测终端内部设置有延时机制。
开关装置的实现方式有多种，例如，直接通过开关电路实现，作为开关电路，其可以是三极管、MOS管、继电器、IGBT、二极管电流开关中的任一种。对于三极管而言，其使能端可以认为是基极，MOS管的使能端可以认为是其栅极，继电器的控制极可以认为是线圈，IGBT的使能端可以认为是控制极，二极管电流开关作为集成器件，其具有使能端。
还可以通过电源转换芯片实现控制电池和无线通讯模块之间的连接或关断。电源转换芯片主要包括调压电路，还可以在调压电路的输入端加入输入滤波电路，或/和在调压电路的输出端加入输出滤波电路，调压电路根据电池情况进行选择，当电池输出电压小于无线通讯模块的供电电压时，电源转换芯片采用升压电路；当电池输出电压大于无线通讯模块的供电电压时，电源转换芯片采用降压电路，升压电路或降压电路均可以设置有稳压机制。当然，在某个范围内时，例如电池输出电压在无线通讯模块的供电电压±0.2V范围内，可以仅使用稳压电路即可。
当然，开关装置也可以通过电源转换芯片和开关电路串联后连接于电池和无线通讯模块之间实现，此时，开关电路作为控制电池和无线通讯模块之间的连接或关断的控制电路，即开关电路的使能端为开关装置的使能端，而电源转换芯片仅作为电源转换功能，其可以处于长期待机状态。
另外，为了进一步提降低无线通讯模块的功耗，在一些其他的实施例中，可以使得无线通讯模块不联网，从而减少了联网过程中频繁联网以及认证的功耗，这种方式下，无线通讯模块作为client，与联网的master设备(也是无线通讯模块)构成局域网式连接，然后由master设备将作为client的无线通讯模块接收到的监测信号发送给外部设备。
在另外的一些实施例中，实现低功耗的过程还包括对无线通讯模块的定时唤醒和休眠。定时唤醒和休眠所述无线通讯模块也可以通过检测终端实现，当然，这里的检测终端可以是带有内部时钟的任意终端设备。
定时唤醒和休眠无线通讯模块可以不受监测信号的限制，即在预设的第一时间间隔唤醒无线通讯模块，在预设的第二时间间隔休眠无线通讯模块。对无线通讯模块定时唤醒和休眠的方式同样可以采用上述的控制装置。
当然，作为一种更优选的实施方式，定时唤醒无线通讯模块不受监测信号的限制；但是如果在定时唤醒无线通讯模块后，接收到传感器产生的监测信号，显然，需要通过第二使能信号对所述无线通讯模块进行休眠。这种方式下，可以保证监测信号的传送不会被阻断。
在另外的一些实施例中，电池和无线通讯模块之间还设置有超级电容，超级电容和电池一起为无线通讯模块供电，或者电池仅为超级电容充电，而为无线通讯模块供电的仅是超级电容的放电。设置超级电容，可以延长电池的使用寿命。
实施例三
实施例三公开了一种对应上述实施例的基于传感器的低功耗实现方法对应的装置，为上述实施例的虚拟装置结构，请参照图2所示，一种基于传感器的低功耗实现装置，其用于对无线通讯模块的工作与否进行控制，所述无线通讯模块接收所述传感器产生的监测信号并将所述监测信号发送给外部设备；其包括：
接收模块210，用于接收传感器产生的监测信号；
第一使能模块220，用于根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块；
第二使能模块230，用于在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠。
进一步地，如果所述监测信号为持续高电平信号时，在所述传感器的输出端设置一单稳态触发器，以将所述持续高电平信号转换为脉冲信号。
进一步地，所述无线通讯模块通过电池供电；所述第一使能模块220包括：
根据所述监测信号生成中断信号，所述中断信号为第一使能信号；
将所述第一使能信号输出至电池和无线通讯模块之间的开关装置的使能端，以使所述开关装置导通；
所述开关装置导通后，无线通讯模块通电被唤醒。
进一步地，所述无线通讯模块通过电池供电；所述第二使能模块230包括：
在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，接收不到监测信号时，则生成第二使能信号；
将所述第二使能信号输出至电池和无线通讯模块之间的开关装置的使能端，以使所述开关装置关断；
所述开关装置关断后，无线通讯模块断电后休眠。
进一步地，所述开关装置为开关电路；或者所述开关装置为电源转换芯片；或者所述开关装置包括串联于电池和无线通讯模块之间的电源转换芯片和开关电路，所述开关装置的使能端为开关电路的使能端。当所述开关装置包括开关电路时，所述开关电路为三极管、MOS管、继电器、IGBT、二极管电流开关中的任一种。
进一步地，所述低功耗实现装置还包括：定时模块，用于定时唤醒和休眠所述无线通讯模块，定时唤醒和休眠无线通讯模块不受监测信号的限制；或者；定时唤醒和休眠所述无线通讯模块；定时唤醒无线通讯模块不受监测信号的限制；如果在定时唤醒无线通讯模块后，接收到传感器产生的监测信号，则通过第二使能信号对所述无线通讯模块进行休眠。
进一步地，所述无线通讯模块不联网，所述无线通讯模块通过联网的第三方设备与外部设备进行通讯，以将所述监测信号发送给外部设备，从而进一步降低无线通讯模块的功耗。
值得注意的是，上述基于传感器的低功耗实现装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
实施例四
图3为本发明实施例四提供的一种电子设备的结构示意图，如图3所示，该电子设备包括处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340；计算机设备中处理器310的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器310为例；电子设备中的处理器310、存储器320、输入装置330和输出装置340可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
存储器320作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的基于传感器的低功耗实现方法对应的程序指令/模块(例如，基于传感器的低功耗实现装置中的接收模块210、第一使能模块220和第二使能模块230)。处理器310通过运行存储在存储器320中的软件程序、指令以及模块，从而执行电子设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例的基于传感器的低功耗实现方法。
存储器320可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器320可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器320可进一步包括相对于处理器310远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至电子设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置330可用于输入用户的身份信号，相应的预设时间或预设阈值等。输出装置340可包括显示屏等显示设备。
实施例五
本发明实施例五还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行基于传感器的低功耗实现方法，该方法包括：
接收传感器产生的监测信号；
根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块；
在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是手机，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
实施例六
请参照图4所示，本实施例六提供一种基于传感器的低功耗实现系统，用以解决电源供电的无线通讯模块100的低功耗问题，其不仅可以减少无线通讯模块的待机功耗，而且还可以更深层次的开发电池的电量，达到延长电池使用寿命的目的，不仅可以提高用户体验效果，而且还可以应用到多种恶劣的环境中，例如久无人至的森林中的火灾检测设备等。
无线通讯模块100优选采用电池供电，此时，需要为其配备电源转换芯片30，当然，也可以是其他形式的电源，本发明的各个实施例均可以以电池供电进行解释和说明，其他电源情况与之类似。
在本实施例六中，无线通讯模块100主要用于接收传感器60的监测信号，然后根据这个监测信号实现对外部设备50的控制。传感器根据具体的场景可以是不同类型，例如，当对门禁(外部设备)进行控制时，可以是门磁传感器；当对窗帘电机(外部设备)进行控制时，可以是照度传感器；当对龙头(外部设备)的开度进行控制时，可以是水浸传感器；当对灯具(外部设备)进行控制时，可以是水浸传感器。
作为一种实现方式，检测终端控制电池和无线通讯模块之间的连接或关断。具体的，该基于传感器的低功耗实现系统还包括电池20、检测终端200以及电源转换芯片30。电源转换芯片30连接于电池20和无线通讯模块100之间，用于将电池产生的电压转换成无线通讯模块100需要的电压，电源转换芯片30可以是通过降压稳压处理，也可以是经过升压稳压处理，当然，还可以只是通过稳压处理。
检测终端的检测端与所述传感器的输出端相连，所述检测终端的控制端与电源转换芯片的使能端。无线通讯模块接收传感器输出的监测信号，将该监测信号发送给外部设备的控制器，实现对外部设备的控制(具体实现过程为现有技术，这里不对其进行改进)，然后传感器还会把其产生的监测信号发送给检测终端200，检测终端根据这个监测信号对电源转换芯片是否工作进行控制，即当传感器产生一个监测信号时，则检测终端对这个监测信号进行接收后，由检测终端产生一个使能信号，该使能信号可以使得电源转换芯片工作，从而为无线通讯模块输出相对于的电源电压，当然，如果传感器不产生监测信号，则电源转换芯片不工作，无线通讯模块处于断电状态，大大降低无线通讯模块的待机功耗。
这种方式，无线通讯模块欲接收的监测信号直接作为启动无线通讯模块的触发信号，其保证了无线通讯模块启动的实时性，实现快速启动(唤醒)的目的，另一方面，当监测信号发送完毕后，则检测终端快速控制电源转换芯片停止工作，达到无线通讯模块的快速断电。
检测终端200可以采用处理器或者时钟芯片实现，其中，处理器可以是微处理器例如单片机，也可以采用ARM、FPGA等，优选采用低功耗的微处理器。
处理器或时钟芯片具有中断端口，该中断端口在此定义为检测端，其用于接收传感器输出的监测信号，当该监测信号到达检测端时，则检测终端200产生中断信号，进而再通过控制端(POW_EN)输出使能信号(例如高电平)，该使能信号输出到电源转换芯片的使能端使得电源转换芯片工作，达到无线通讯模块快速唤醒的目的。同样地，当监测信号消失后，即说明无线通讯模块接收监测信号完毕，此时，检测终端输出低电平，电源转换芯片停止工作，无线通讯模块快速断电。
时钟芯片可以集成于无线通讯模块中，例如是无线通讯模块自带时钟芯片，也可以是外置的时钟芯片，如果是外置的时钟芯片，则该时钟芯片还与无线通讯模块通过接口，例如可以是串口进行通讯，当然也可以是其他类型的通讯接口，通讯的内容可以是时钟同步等，时钟芯片也是通过电池供电，因为时钟芯片的耗电量非常小，因此，电池可以通过LDO电路为时钟芯片供电。
对于处理器，其可以仅接收监测信号产生中断信号，进而在无线通讯模块工作时，监测信号直接由传感器发送给无线通讯模块。处理器可以是一直处理被供电状态，也可以是自带休眠机制，电池可以通过LDO电路为处理器供电。处理器还可以将监测信号转发给无线通讯模块，而不需要无线通讯模块直接接收，但是如果处理器和传感器之间增加了单稳态触发器，则还是由无线通讯模块直接接收传感器发送的监测信号，而处理器仅接收监测信号产生中断信号，进而在无线通讯模块工作。
电源转换芯片主要包括调压电路，还可以在调压电路的输入端加入输入滤波电路，或/和在调压电路的输出端加入输出滤波电路，调压电路根据电池情况进行选择，当电池输出电压小于无线通讯模块的供电电压时，电源转换芯片采用升压电路；当电池输出电压大于无线通讯模块的供电电压时，电源转换芯片采用降压电路，升压电路或降压电路均可以设置有稳压机制。当然，在某个范围内时，例如电池输出电压在无线通讯模块的供电电压±0.2V范围内，可以仅使用稳压电路即可。
图15和16示出了两种电源转换芯片。
其中图15中调压电路采用芯片SGM66051，其是一种DC-DC转换控制器。电源转换芯片的输入滤波电路包括电容C117、电容C114、电容C115以及电容C116，芯片SGM66051的输入端(VCC端)与电池的输出端连接，电容C117、电容C114、电容C115电容C116的一端均连接至电池和芯片SGM66051的输入端之间，电容C117、电容C114、电容C115以及电容C116的另一端均接地。电源转换芯片的输出滤波电路包括电容C111和电容C113，电容C111和电容C113的一端均连接至芯片SGM66051的输出端(VOUT端)和无线通讯模块的电源端之间，电容C111和电容C113的另一端均接地。芯片SGM66051的使能端通过电阻R83连接至检测终端的控制端。
图16示出的调压电路采用芯片TPS61021A，其为升压转换器。电源转换芯片的输入滤波电路包括电容C91、电容C101、电容C102、电容C104以及电容C1105，芯片TPS610609020021A的输入端(VIN端)与电池的输出端连接，电容C91、电容C101、电容C102、电容C104以及电容C1105的一端均连接至电池和芯片TPS61021A的输入端之间，电容C91、电容C101、电容C102、电容C104以及电容C1105的另一端均接地。电源转换芯片的输出滤波电路包括电容C96、电容C97和电容C98，电容C96、电容C97和电容C98的一端均连接至芯片TPS61021A的输出端(VOUT端)和无线通讯模块的电源端之间，电容C96、电容C97和电容C98的另一端均接地。芯片TPS61021A的使能端通过电阻R77连接至检测终端的控制端。
另外在无线通讯模块上还是设置有指示灯70，该指示灯可以为一个，也可以为多个，指示灯可以指示传感器情况，也可以指示监测信号发送情况，当检测终端采用处理器时，且处理器还向无线通讯模块发送监测信号的情况下，指示灯也可以设置于处理器上。
根据需要还可以在检测终端的控制端与电源转换芯片的使能端之间设置延时电路，该延时电路可以是时间继电器，也可以是定时器例如555定时器等。即在需要一定的延时开启或延时关断的情况下，可以通过延时电路实现。
实施例七
实施例六中，监测信号为电信号。一般地，传感器发送的电信号大部分为脉冲信号，这种情况下，在传感器的输出端无须设置辅助机构。在实施例二中，如果传感器输出的监测信号为持续高电平信号或持续低电平(即监测信号为电平信号)，不便于检测装置所识别，这种情况下，则需要在传感器的输出端增加单稳态触发器90，请参照图5所示。单稳态触发器可以通过元器件搭建，也可以采用集成芯片例如74HC123、555定时器等。单稳态触发器用于将传感器产生的电平信号转换成脉冲信号。单稳态触发器只有两个状态，一个是稳态，一个是暂稳态，当未有外部信号输入时，单稳态触发器处于稳态，此时，单稳态触发器输出低电平，用电设备处于断电状态。反之，当单稳态触发器有外部信号即传感器采集的监测信号输入时，则单稳态触发器处于暂稳态，此时，单稳态触发器输出高电平，用电设备被唤醒。当然了，在传感器输出监测信号为脉冲信号时，可以不添加单稳态触发器。
实施例七其他部分与实施例六基本一致，这里不再赘述。
实施例八
实施例八是在实施例六或实施例七的基础上进行的改进。
当电池的电量小于一定程度时，电源转换芯片即使再有升压能力，也不足以将电池输出的电压转换到无线通讯模块需要的电压，这个时候，电池对于该无线通讯模块而言，就已经废弃掉了，造成大量的电源浪费。在本实施例八中，为了延长电池的使用寿命，在电池和电源转换芯片之间增加储能器件，储能器件可以是超级电容40，也可以是其他具有充电放电功能的器件，这里以超级电容为例进行说明。在电池输出电压不足以转换到无线通讯模块需要的电压时，通过电池的输出和超级电容的放电输出同时作用于电源转换芯片上，当然，在超级电容放电输出之前，需要电池为其先行充电。
请参照图6所示，其是在实施例七的基础上进行的改进，当然，在传感器输出脉冲信号的情况下，可以去掉单稳态触发器90，即实现在实施例六的基础上进行的改进。
请参照图7和图8所示，其分别是检测终端采用时钟芯片11和处理器80，无线通讯模块均采用WIFI芯片10(当然，采用其他任意能够实现无线10通讯的无线通讯模块与之类似)的情况，具体过程详见实施例六的描述。同样地，在传感器输出脉冲信号的情况下，可以去掉单稳态触发器90。
超级电容的位置的实例可以参照图15和16所示，在图15中，在电池与芯片SGM66051的输入端之间连接超级电容C118，超级电容C118的一端连接至电池与芯片SGM66051的输入端之间，另一端接地。在图16中，在电池与芯片TPS61021A的输入端之间还连接有超级电容C103，超级电容C103的一端连接至电池与芯片TPS61021A的输入端之间，另一端接地。
实施例九
实施例九是在实施例六或实施例七的基础上进行的改进。
当电池的电量小于一定程度时，电源转换芯片即使再有升压能力，也不足以将电池输出的电压转换到用电设备需要的电压，这个时候，电池对于该用电设备而言，就已经废弃掉了，造成大量的电源浪费。在本实施例九中，为了延长电池的使用寿命，在电源转换芯片和用电设备之间增加储能器件，储能器件可以是超级电容40，也可以是其他具有充电放电功能的器件，这里以超级电容为例进行说明。电池为该超级电容40充电，而不会给用电设备供电，用电设备的供电全部来自超级电容，这样，电池通过电源转换芯片即使提供不到用电设备的供电电压，只要能为超级电容充电(时间长短问题)，则仍可以实现对用电设备的供电。当靠超级电容为用电设备供电时，则需要在超级电容和用电设备之间增加开关电路41，开关电路的主要作用在于快速唤醒(开关电路工作状态时)或快速断电(开关电路关断状态时)，所以检测终端接收到的脉冲信号需要产生使能信号来控制开关电路的工作。
其与实施例八的主要区别在于超级电容的位置。超级电容的位置的实例可以参照图17和18所示，在图17中，在芯片SGM66051的输出端和无线通讯模块之间连接超级电容C118，超级电容C118的一端连接至芯片SGM66051的输出端和无线通讯模块之间，另一端接地。在图18中，在芯片TPS61021A的输出端和无线通讯模块之间还连接有超级电容C103，超级电容C103的一端连接至芯片TPS61021A的输出端和无线通讯模块之间，另一端接地。
无论是时钟芯片还是处理器，当其控制端均为一个时，则需要同时控制电源转换芯片和开关电路的工作与否进行控制。此种情况下，如果电源转换芯片和开关电路同时工作或同时关断，则有可能超级电容的充电被限制，导致超级电容的输出电压不足以为用电设备供电。
因此，在本发明较佳的实施例中，在检测终端的控制端和电源转换芯片的使能端之间设置第二延时电路31，在检测终端的控制端和开关电路的使能端之间设置第一延时电路42。第一延时电路和第二延时电路均可以是时间继电器，也可以是定时器例如555定时器等。并且，可以理解的是设置第一延时电路和第二延时电路的目的在于保证超级电容具有足够的电量，因此，需要保证电源转换芯片的工作时间长于开关电路的工作时间，其实现的方式是通过对第一延时电路和第二延时电路参数的调整，实现当脉冲信号触发电源转换芯片和开关电路工作时，电源转换芯片的工作时间早于开关电路的工作时间(即在用电设备开启前先为超级电容充电)，或/和电源转换芯片的关断时间晚于开关电路的关断时间(即在用电设备断电后再为超级电容充会电)。
需要说明的是：对于任意一个处理器作为监测装置的实现方式，处理器可以通过一个输出端对电源转换芯片和开关电路进行同时控制，也可以通过不同的两个输出端对电源转换芯片和开关电路进行分别控制。
开关电路的实现方式有很多种，例如三极管(三极管的基极可以认为是其使能端)、MOS管(MOS管的栅极可以认为是其使能端)、晶闸管(晶闸管的控制极可以认为是其使能端)、继电器、IGBT等。
当然，也可以如图14所示，通过二极管电流开关实现。二极管电流开关采用芯片MAX40200。芯片MAX40200的输入端(VDD端口)连接到超级电容，芯片MAX40200的输出端(OUT端口)连接到用电设备，芯片MAX40200的使能端(EN端口)通过电阻R91连接到检测终端的控制端。
请参照图9所示，其是在实施例七的基础上进行的改进，当然，在传感器输出脉冲信号的情况下，可以去掉单稳态触发器90，即实现在实施例六的基础上进行的改进。
请参照图10和图11所示，其分别是检测终端采用时钟芯片11和处理器80，无线通讯模块均采用WIFI芯片10(当然，采用其他任意能够实现无线通讯的无线通讯模块与之类似)的情况，具体过程详见实施例六的描述。同样地，在传感器输出脉冲信号的情况下，可以去掉单稳态触发器90。
请参照图12所示，采用处理器时，还可以通过两个检测端和两个控制端实现对电源转换芯片和开关电路工作分别进行控制。例如处理器每隔一段时间(时间可根据超级电容的漏电情况动态调整)醒来控制电源转换芯片工作，给超级电容充电几秒，保证电容电压稳定。
另外，对应通过至少两个检测端和至少两个控制端的处理器，也可以通过搭建电路的方式实现。这里以两个检测端和两个控制端为例，对其进行解释和说明，更多检测端或控制端时，可以是两个或以上的检测端做同样的操作，两个或以上的控制端同时做同样的操作。请参照图9所示，处理器80设置有第一检测端(EINT端口)和第二检测端(FB端口)，以及设置有第一控制端(POW_EN1)和第二控制端(POW_EN2)，第一检测端主要用于接收脉冲信号，根据脉冲信号结合超级电容电量情况对开关电路进行控制，第二检测端主要用于通过采样电路44对超级电容40两端电压进行采集，然后根据超级电容两端的电压控制电源转换芯片30的工作。
具体地，设定第一检测端检测到超级电容电压大于预设阈值时，第一控制端输出高电平，反之输出低电平；设定脉冲信号到达第二检测端时，第二控制端输出高电平；反之输出低电平。因此，在第一控制端和电源转换芯片的使能端之间设置一个非门32，则第一控制端输出高电平时，电源转换芯片不工作。在第一控制端和第二控制端与开关电路的使能端之间设置与门43，即只有在第一控制端和第二控制端同时输出高电平时，开关电路才会工作。即在超级电容电量不足或未有脉冲信号达到时，不启动用电设备。
上述通过对处理器设置双检测端和双控制端实现对电源转换芯片和开关电路的分别控制，依此来取代二个延时电路的方式是通过硬件电路搭建，事实上，在双检测端和双控制端的情况下，还可以通过处理器相关软件方法实现。例如，在处理器中设置有超级电容电量的预设阈值，然后第一检测端检测到超级电容电压大于预设阈值时，第一控制端输出低电平，反之输出高电平，从而实现直接对电源转换芯片的控制；然后第二控制端综合考虑第一检测端和第二检测端的信号，在第一检测端检测到超级电容电压大于预设阈值且脉冲信号到达第二检测端时，第二控制端输出高电平；反之输出低电平，依此也能实现上述硬件电路搭建实现的结果。
实施例十
实施例十为通用传感控制系统在窗帘上的应用，其可以在是上述实施例六至九任意实施例的基础上的应用。另外，在其他传感器的应用场景下的情况与之类似，这里不再赘述。
请参照图13所示，其无线通讯模块采用WIFI芯片(当然，采用其他任意能够实现无线通讯的无线通讯模块与之类似)的情况；传感器为照度传感器61，由于照度传感器输出的监测信号为持续高电平，因此，在照度传感器的输出端设置一个单稳态触发器90，检测终端采用时钟芯片11，当然，也可以采用处理器。在电池20和电源转换芯片30之间设置超级电容40(当然，也可以不设置超级电容，或者在电源转换芯片30和WIFI芯片10之间设置超级电容)。其具体实现工作原理详见实施例六至九。
其实现过程是：照度传感器61采集光照信息生成监测信号，通过单稳态触发器90发送给时钟芯片11，时钟芯片11接收该监测信号后，生成中断信号，进而通过该中断信号使能电源转换芯片，电源转换芯片工作，WIFI芯片上电唤醒，然后接收照度传感器61发送的监测信号，并将该监测信号发送给窗帘的控制器，窗帘控制器根据预设的规则(例如光照大于第一阈值时，关闭窗帘，小于第二阈值时，开启窗帘)控制窗帘电机51动作，实现对窗帘的开合以及开合度进行控制。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种基于传感器的低功耗实现方法，其用于对无线通讯模块的工作进行控制，所述无线通讯模块接收所述传感器产生的监测信号并将所述监测信号发送给外部设备；其特征在于，其包括以下步骤：
接收传感器产生的监测信号；
根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块；
在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠。
2.如权利要求1所述的基于传感器的低功耗实现方法，其特征在于，所述无线通讯模块通过电源供电；所述通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块，包括：
将所述第一使能信号输出至电源和无线通讯模块之间的开关装置的使能端，以使所述开关装置导通；
所述开关装置导通后，无线通讯模块通电被唤醒。
3.如权利要求1所述的基于传感器的低功耗实现方法，其特征在于，所述无线通讯模块通过电源供电；所述在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠，包括：
在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，接收不到监测信号时，则生成第二使能信号；
将所述第二使能信号输出至电源和无线通讯模块之间的开关装置的使能端，以使所述开关装置关断；
所述开关装置关断后，无线通讯模块断电后休眠。
4.如权利要求2或3所述的基于传感器的低功耗实现方法，其特征在于，所述开关装置为开关电路；
或者所述开关装置为电源转换芯片；
或者所述开关装置包括串联于电源和无线通讯模块之间的电源转换芯片和开关电路，所述开关装置的使能端为开关电路的使能端。
5.如权利要求4所述的基于传感器的低功耗实现方法，其特征在于，在所述开关装置包括开关电路时，所述开关电路为三极管、MOS管、继电器、IGBT、二极管电流开关中的任一种。
6.如权利要求1-3任一项所述的基于传感器的低功耗实现方法，其特征在于，所述低功耗实现方法还包括：
定时唤醒和休眠所述无线通讯模块，定时唤醒和休眠无线通讯模块不受监测信号的限制；
或者；
定时唤醒和休眠所述无线通讯模块；定时唤醒无线通讯模块不受监测信号的限制；如果在定时休眠无线通讯模块后，接收到传感器产生的监测信号，则根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯设备；如果在定时唤醒无线通讯模块后，接收到传感器产生的监测信号，则生成第二使能信号，通过第二使能信号对所述无线通讯模块进行休眠。
7.如权利要求1-3任一项所述的基于传感器的低功耗实现方法，其特征在于，所述无线通讯模块不联网，所述无线通讯模块通过联网的第三方设备与外部设备进行通讯，以将所述监测信号发送给外部设备。
8.如权利要求1-3任一项所述的基于传感器的低功耗实现方法，其特征在于，所述监测信号为脉冲信号。
9.根据权利要求1-3任一项所述的基于传感器的低功耗实现方法，其特征在于，所述无线通讯模块为WIFI芯片、蓝牙芯片、红外芯片、ZigBee芯片、3G模块、4G模块、5G模块以及GPS模块中的任一种或多种。
10.根据权利要求1-3任一项所述的基于传感器的低功耗实现方法，其特征在于，所述传感器为门磁传感器、照度传感器、水浸传感器、人体红外传感器中的任一种。
11.根据权利要求10所述的基于传感器的低功耗实现方法，其特征在于，当所述传感器为门磁传感器时，所述外部设备为门禁；当所述传感器为照度传感器时，所述外部设备为窗帘；当所述传感器为水浸传感器时，所述外部设备为龙头；当所述传感器为人体红外传感器时，所述外部设备为灯具。
12.一种基于传感器的低功耗实现装置，其用于对无线通讯模块的工作进行控制，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收传感器产生的监测信号；
第一使能模块，用于根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块；
第二使能模块，用于在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠。
13.一种检测终端，其包括处理器、存储介质以及计算机程序，所述计算机程序存储于存储介质中，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8任一项所述的基于传感器的低功耗实现方法。
14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11任一项所述的基于传感器的低功耗实现方法。
15.一种基于传感器的低功耗实现系统，其特征在于，其包括检测终端、无线通讯模块以及传感器，其中，所述无线通讯模块通过电源供电；无线通讯模块接收所述传感器产生的监测信号并将所述监测信号发送给外部设备，所述检测终端用于：
接收传感器产生的监测信号；
根据所述监测信号生成第一使能信号，通过所述第一使能信号唤醒所述无线通讯模块；
在无线通讯模块接收所述监测信号并发送至外部设备后，生成第二使能信号，通过所述第二使能信号使所述无线通讯模块休眠。
16.如权利要求15所述的基于传感器的低功耗实现系统，其特征在于，如果所述监测信号为持续高电平信号时，在所述传感器的输出端和检测终端之间设置一单稳态触发器，以将所述持续高电平信号转换为脉冲信号。
17.根据权利要求15所述的基于传感器的低功耗实现系统，其特征在于，在所述电源和无线通讯模块之间还设置有储能器件，所述储能器件的一端连接至电源和无线通讯模块之间，另一端接地；
所述储能器件和电源共同为所述无线通讯模块供电；或者所述电源仅为储能器件充电，而储能器件为所述无线通讯模块供电。
18.根据权利要求17所述的基于传感器的低功耗实现系统，其特征在于，所述储能器件是超级电容。
19.根据权利要求15所述的基于传感器的低功耗实现系统，其特征在于，所述检测终端为处理器或时钟芯片；
当所述检测终端为处理器时，则所述处理器还通过接口与所述无线通讯模块进行通讯；所述处理器还通过所述接口将所述监测信号发送至无线通讯模块；
当所述检测终端为时钟芯片时，所述时钟芯片集成于所述无线通讯模块中；或者所述时钟芯片位于所述无线通讯模块之外。
20.根据权利要求15所述的基于传感器的低功耗实现系统，其特征在于，所述无线通讯模块为WIFI芯片、蓝牙芯片、红外芯片、ZigBee芯片、3G模块、4G模块、5G模块以及GPS模块中的任一种或多种。
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