專利名稱：省電移動感知系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種移動感知計算系統(tǒng)，并且尤其涉及用于減少移動感知計算系統(tǒng)耗電量的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
許多計算機系統(tǒng)被設計成以移動用戶市場(諸如使用Palm OS或Microsoft Pocket PC操作系統(tǒng)的移動電話和個人數(shù)字助理(PDA))為目標。這些移動系統(tǒng)為移動用戶提供許多日常應用程序，諸如日程表、提醒、待辦列表警告應用程序等。大部分市售應用程序僅感測時間。例如，日程表應用程序?qū)⒃陬A定約會的時間通知用戶。然而，生活中大部分事務是根據(jù)使用情況來回應某環(huán)境狀況而發(fā)生的，我們用術語“環(huán)境”來表示此等情況。時間僅為眾多環(huán)境之一。真實生活中有許多其它環(huán)境，如溫度、光線條件、“會議室內(nèi)”等。與移動應用程序相關的最重要的環(huán)境為移動環(huán)境，其通常分類成絕對位置和相對位置，以下分別稱為位置環(huán)境(location context)和接近環(huán)境(proximity context)。能檢測某些環(huán)境的變化或存在并回應該等環(huán)境的應用程序被稱為環(huán)境感知應用程序。感知移動環(huán)境的環(huán)境感知應用程序被稱為移動感知應用程序。感知絕對位置的移動感知應用程序被稱為位置感知應用程序。感知相對位置的移動感知應用程序被稱為接近感知應用程序。已對移動感知應用程序進行了許多研究。
一些應用程序通過使用無線電波來確定絕對位置來感知絕對位置。多數(shù)著名的應用程序是使用了定位系統(tǒng)(諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)等)的導航系統(tǒng)，以提供當?shù)氐貓D和駕駛方向。美國專利第6,177,905號描述了一種用于移動用戶的位置觸發(fā)型提醒器。該位置觸發(fā)型提醒器使用全球定位系統(tǒng)(GPS)來定位用戶的地理位置。然后，當進入由用戶給出的坐標和半徑信息所界定的區(qū)域時，用戶需要一提醒消息。此系統(tǒng)需要一定位系統(tǒng)(例如GPS)以配合個人數(shù)字助理一起使用，此增加了制造成本和電池耗電量。幾乎所有這些定位系統(tǒng)在室內(nèi)或市區(qū)的高大建筑物內(nèi)的使用有限或不可用。一些應用發(fā)明了專屬無線電波收發(fā)器以幫助確定移動站的位置，如AT&T的Active Badge System。
有些應用程序感知相對位置，即感知附近的其他用戶或?qū)嶋H上其移動裝置的存在。這些環(huán)境感知應用程序稱為接近感知應用程序，每個接近感知應用程序均采用一探索(discovery)方法以在附近發(fā)現(xiàn)彼此。有些應用程序配備有一專屬無線電波收發(fā)器以周期性散播一裝置識別碼或用戶識別碼，且附近的其它裝置可檢測到其存在，例如瑞典Victoria Institute的ProxyLady System。有些應用程序靠無線網(wǎng)絡通信(如802.11b等)來建立連接。舉例而言，英國Lancaster University的GUIDE系統(tǒng)利用一基于標準單元式(cell-based)無線網(wǎng)絡基礎結(jié)構(gòu)將位置信息提供到移動單元。美國俄勒岡大學的Proem系統(tǒng)是一基于概況式的接近感知應用程序，其于現(xiàn)有協(xié)議(如TCP/IP、UDP或HTTP)上定義一應用程序?qū)訁f(xié)議。在建立了一自組織網(wǎng)絡系統(tǒng)(ad hoc network system)的網(wǎng)絡連接后，Proem系統(tǒng)即可發(fā)現(xiàn)彼此。在建立網(wǎng)絡連接后，Proem系統(tǒng)中的存在管理器則負責宣布其存在，并負責探索附近的同位體(peer)。然而，建立網(wǎng)絡數(shù)據(jù)連接需要經(jīng)過較高網(wǎng)絡協(xié)議層級的認證過程，此在使用上并不便利。如果放松認證過程，則將發(fā)生安全問題。
每一類型的環(huán)境具有許多不同的價值或狀態(tài)(以下稱為“環(huán)境狀態(tài)”)。舉例而言，溫度是一種環(huán)境類型，而76攝氏度是該環(huán)境的一個狀態(tài)。對接近環(huán)境而言，“在附近”是一個環(huán)境狀態(tài)，而“不在附近”是另一個狀態(tài)。一種類型環(huán)境的整個空間(以下稱為“環(huán)境空間”)是該類型環(huán)境中的一組所有可能的狀態(tài)。由于環(huán)境為動態(tài)，所以環(huán)境感知應用程序需要監(jiān)控其環(huán)境以提供及時的回應。因此，現(xiàn)有技術所使用的系統(tǒng)需要一直開啟電源。然而，該應用程序?qū)⒋蟛糠謺r間花費在監(jiān)控環(huán)境上，而非在回應環(huán)境上，因為環(huán)境感知應用程序僅感測并回應某些特殊環(huán)境狀態(tài)(以下稱為“觸發(fā)狀態(tài)”)。大部分移動環(huán)境感知應用程序用于電力資源非常有限(諸如電池)的移動計算機裝置。如果不考慮耗電量，則環(huán)境感知應用程序會變得不實用?，F(xiàn)有環(huán)境感知系統(tǒng)皆未解決此問題。
計算機工業(yè)已使用了各式各樣電源管理策略，用于減少計算機的耗電量以保護我們的環(huán)境。該策略從選通電路時脈、關掉計算機晶片中電路塊的電源、關閉計算機中組件(諸如硬盤)的電源、到關閉整個計算機。已以多種不同方式來實施管理策略(在硬件中、在固件中或在軟件中)。
通常，在計算機系統(tǒng)層級的電源管理策略是在未使用時關閉計算機系統(tǒng)或部分系統(tǒng)組件的電源，并在需要使用時恢復電力。恢復電力然后啟動計算機系統(tǒng)通常指“喚醒”計算機。每一電源管理策略有不同的喚醒方法。
舉例而言，用戶排定一項任務以在夜間關閉計算機，并在早上六點喚醒計算機。此方法執(zhí)行一計時器或時鐘機械裝置來監(jiān)控時間，并在特定時間關閉和喚醒計算機系統(tǒng)。
用以管理網(wǎng)絡中計算機電力的一應用程序稱為“神奇數(shù)據(jù)包技術”(Magic Packet Technology)或“網(wǎng)絡喚醒”(Wake-On-LAN；WOL)。當停止供電給計算機系統(tǒng)的其它部分時，具備網(wǎng)絡喚醒功能的計算機系統(tǒng)的網(wǎng)絡界面仍然會消耗微量電力。為喚醒該計算機系統(tǒng)，會將一特殊格式的數(shù)據(jù)包發(fā)送至該網(wǎng)絡界面。該特殊格式數(shù)據(jù)含有待喚醒的接收網(wǎng)絡界面的網(wǎng)絡媒體訪問控制(MAC)地址。然而，該喚醒意圖是由該數(shù)據(jù)包發(fā)送網(wǎng)絡界面啟動的。
省電方法的現(xiàn)有技術不足以用于移動感知應用程序。舉例而言，美國專利第6,177,905號需要使其主機系統(tǒng)和傳感器保持通電才能繼續(xù)監(jiān)控當前位置，并在其落于預選區(qū)域內(nèi)時觸發(fā)用戶任務。Proem系統(tǒng)也需要使主機系統(tǒng)和網(wǎng)絡界面保持啟用狀態(tài)，因為其存在管理器依賴自組織網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)鏈路和網(wǎng)絡層，并且該網(wǎng)絡層通常是在該主機系統(tǒng)上執(zhí)行。在移動感知應用程序方面的所有現(xiàn)有技術皆在監(jiān)控環(huán)境時使系統(tǒng)保持啟用狀態(tài)。然而，該應用程序僅需要注意一些環(huán)境狀態(tài)。并無現(xiàn)有技術提供繼續(xù)監(jiān)控或接收環(huán)境并確定何時應喚醒主機系統(tǒng)時的主機系統(tǒng)省電的解決方案。在所有現(xiàn)有技術中，環(huán)境傳感器或接收器(諸如GPS接收器和無線網(wǎng)絡界面等)持續(xù)將環(huán)境空間中的所有狀態(tài)傳輸至環(huán)境感知應用程序，并讓應用程序決定如何回應。如果環(huán)境狀態(tài)與應用程序無關，則此會在該系統(tǒng)的應用程序和操作系統(tǒng)上導致不必要的活動。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種省電移動環(huán)境感知計算機系統(tǒng)和方法。所述環(huán)境感知計算機系統(tǒng)是一種含有至少一個處理單元和能檢測一移動環(huán)境的至少一個移動環(huán)境接收裝置(MCRD)的計算機系統(tǒng)。所述移動環(huán)境包括位置環(huán)境和接近環(huán)境。所述位置環(huán)境涉及一參考位置系統(tǒng)中的絕對位置。所述接近環(huán)境涉及物體間的相對位置。在所述處理器與所述MCRD之間提供一鏈接，以提供用以訪問所述MCRD中存儲器的構(gòu)件。由所述處理單元執(zhí)行的環(huán)境感知應用程序選取所述移動環(huán)境的一或多項特殊條件(以下稱為“觸發(fā)條件”)，并使一或多項任務與每個觸發(fā)條件相關聯(lián)。然后所述應用程序經(jīng)由所述鏈接將所述觸發(fā)條件存儲在所述MCRD的所述存儲器中。所述MCRD能檢測所述移動環(huán)境變化，并當所述移動環(huán)境的當前狀態(tài)符合觸發(fā)條件時以信號來通知所述應用程序。收到所述信號后，所述環(huán)境感知應用程序執(zhí)行與所述觸發(fā)條件相關聯(lián)的所述一或多項任務。將環(huán)境檢測與所述應用程序分開減少了所述處理單元上的大量耗電和活動。為進一步減少耗電量，如果所述處理單元上無活動，則所述處理單元可進入省電模式。在關閉所述處理單元時，所述MCRD仍在執(zhí)行中，并從電源供應器(諸如電池)耗用極少量的電力以執(zhí)行環(huán)境檢測。在所述MCRD于發(fā)現(xiàn)相符觸發(fā)條件時以信號通知所述處理單元之前，如果所述處理單元處于省電模式，則所述信號將提升該處理單元上的供電電平。
一感知位置環(huán)境的本發(fā)明的優(yōu)選MCRD含有一位置接收器(例如全球定位系統(tǒng)(GPS)接收器)、至少一個檢查器、至少一個存儲器，和一界面控制器。所述界面控制器接收指令以將所述一或多個觸發(fā)區(qū)存儲于所述存儲器中。所述位置接收器持續(xù)地或周期地檢測所述MCRD的當前位置；所述檢查器將所述當前位置與所述觸發(fā)區(qū)相比較，如果所述當前位置在所述觸發(fā)區(qū)之一內(nèi)，則產(chǎn)生一信號。
一感知接近環(huán)境的本發(fā)明的優(yōu)選MCRD含有一遵守通信協(xié)議的無線通信界面(WCI)(例如藍牙或IEEE 802.11)、至少一個檢查器、至少一個存儲器和一界面控制器。所述控制器接收指令，用于將觸發(fā)條件存儲于所述存儲器上。所述觸發(fā)條件是其它WCI的存在規(guī)則。在所述存在規(guī)則中每一WCI的識別符均是一觸發(fā)識別符。一簡單的存在規(guī)則可僅含有一個其它WCI識別符。較復雜的存在規(guī)則可以是數(shù)個其它WCI識別符的布爾方程式。舉例而言，“A&B”為WCI A和WCI B同時存在的條件。在另一實例中，“A&！C”為WCIA存在但WCI C丟失(即一段時間未檢測到)的條件。以一或多個識別符字段(例如傳輸器地址、接收器地址等)對在無線媒體上傳輸?shù)南⒓右跃幋a。所述無線通信界面持續(xù)或周期地接收來自無線媒體的消息，并將消息中的識別符字段解碼。所述檢查器接收從所述消息解碼的一或多個識別符，并將所述收到的識別符所指定的那些WCI視為存在。然后所述檢查器評估所述存在規(guī)則，并且如果有一存在規(guī)則其條件符合當前存在的WCI，則所述檢查器會輸出一信號。在另一實施例中，所述檢查器記錄一觸發(fā)識別符的最后接收時間，并且如果觸發(fā)識別符的最后接收時間是在從現(xiàn)在起的某段時間內(nèi)，則將觸發(fā)識別符所指定的WCI視為存在。


一種用于移動環(huán)境感知應用程序的系統(tǒng)和方法繼續(xù)提供服務，同時減少不必要的活動和耗電。在以下描述中，為解釋的目的，陳述了許多特殊細節(jié)以提供對本發(fā)明的徹底理解。
圖1展示本發(fā)明的系統(tǒng)，其具有一移動環(huán)境接收裝置或用于本發(fā)明的其它通用組件；圖2展示本發(fā)明一實施例，其感知位置環(huán)境(絕對位置信息)；圖3展示本發(fā)明一實施例，其感知接近環(huán)境(相對位置信息)；圖4展示一MCRD，其具有符合IEEE 802.11b和藍牙技術的雙模式WCI；及圖5展示根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的用以節(jié)省移動感知系統(tǒng)10的電力的方法。
具體實施例方式
如本文所使用，環(huán)境觸發(fā)的工作(以下稱為“工作”)指當計算機處理裝置(以下稱為“計算裝置”)檢測到一環(huán)境觸發(fā)狀態(tài)時，一環(huán)境感知應用程序排定執(zhí)行的一項任務或一組任務群組。例如，該工作包括發(fā)送一提醒消息、發(fā)送/接收電子郵件、下載信息、發(fā)送控制指令到其它裝置(諸如計算機或設備)等。
系統(tǒng)圖1描繪根據(jù)本發(fā)明一些實施例的用于存儲、檢索和執(zhí)行涉及移動環(huán)境的一或多個觸發(fā)狀態(tài)的所述工作的所述計算裝置0100(以下稱為“系統(tǒng)”)的一個實例。通常使用任何常規(guī)通用計算機來實現(xiàn)系統(tǒng)0100，該通用計算機具有常規(guī)的計算機組件，其包括至少一個處理器0101、程序存儲器0102、一或多個輸入裝置0103、一或多個輸出裝置0104、至少一個移動環(huán)境接收裝置(MCRD)0105。在一些實施例中，MCRD 0105是系統(tǒng)0100中的集成內(nèi)建模組；在一些實施例中，MCRD 0105為一附加卡，其經(jīng)由一總線控制器(例如PCMICA控制器)連接到系統(tǒng)0100的系統(tǒng)總線0109；又一實施例中，MCRD0105是一獨立適配器，其經(jīng)由I/O端口(例如USB端口)連接到系統(tǒng)0100。輸入裝置可包括鼠標、鍵盤、觸屏或語音識別模塊。輸出裝置可包括監(jiān)控器、屏幕或揚聲器模塊。通常將處理器0101、程序存儲器0102、系統(tǒng)總線0109和總線控制器視為主機系統(tǒng)0120，而將其它部分視為外圍設備。在一些實施例中，系統(tǒng)0100是一移動計算裝置(諸如個人數(shù)字助理(PDA)、移動電話或便攜式計算機等)，其可省略常規(guī)通用計算機中的一或多個組件(例如硬盤0107和鍵盤)。一環(huán)境感知應用程序(以下稱為“應用程序”)0108通常在任何常規(guī)操作系統(tǒng)(諸如Redmond的Microsoft Corporation制造的Windows Pocket PC和Santa Clara，California的Palm，Inc.制造的Palm)中執(zhí)行。通常會以任何常規(guī)通用程序設計語言來設計應用程序18，諸如Java語言、C語言和C++語言、多種通用程序設計語言的任何組合或一種通用程序設計語言與一更特殊化程序設計語言(諸如腳本語言(Perl))的任何組合。一般而言，本發(fā)明各種實施例中皆可使用能夠與另一計算裝置溝通信息的任何計算裝置。
移動環(huán)境所述移動環(huán)境包括位置環(huán)境和接近環(huán)境。位置環(huán)境是本發(fā)明系統(tǒng)在一參考位置系統(tǒng)中的位置。接近環(huán)境是本發(fā)明系統(tǒng)與其它物體或系統(tǒng)之間的接近關系。
位置感知MCRD圖2描繪感知位置環(huán)境的本發(fā)明的一優(yōu)選實施例。所述實施例包括一主機系統(tǒng)和一位置感知MCRD。所述MCRD通過一鏈接(是一I/O總線)連接到主機系統(tǒng)。所述MCRD 0200包括一GPS信號處理器0201、一檢查器0202、一界面控制器0203和一存儲器0204。所述信號處理器接收來自多個衛(wèi)星的信號，并通過三角測量法來確定其位置。位置通常是由經(jīng)度、緯度和高度所構(gòu)成。所述主機系統(tǒng)0120上的環(huán)境感知應用程序0108從用戶或其它應用程序接收一或多項工作和每項所述工作的觸發(fā)區(qū)。然后所述應用程序0108通過所述總線來指示所述界面控制器02 3將所述觸發(fā)區(qū)存儲在所述存儲器0204中。所述信號處理器0201持續(xù)地或周期地計算并更新當前位置。然后所述檢查器0202將當前位置與所述存儲器0204中的所述觸發(fā)區(qū)進行比較。當所述當前位置屬于所述存儲器0204中的任何所述觸發(fā)區(qū)內(nèi)時，所述檢查器0202產(chǎn)生一觸發(fā)信號以通知所述應用程序0108。所述MCRD 0200和主機系統(tǒng)0120可獨立地進入省電模式。所述省電模式意謂著停止供電或進入具低或無活動性的睡眠模式。為減少耗電量，所述主機系統(tǒng)0120可在無活動時進入省電模式。在通知所述應用程序0108之前，如果主機系統(tǒng)在省電模式中，則觸發(fā)信號可先喚醒主機系統(tǒng)0120。所述應用程序0108可在所述主機系統(tǒng)0120上注冊一中斷服務。主機系統(tǒng)0120收到所述觸發(fā)信號時即執(zhí)行所述中斷服務。所述中斷服務檢索所觸發(fā)的觸發(fā)區(qū)，并傳遞至所述應用程序0108。在另一實施例中，所述中斷服務可檢索所述當前位置，且應用程序自行找出所觸發(fā)的觸發(fā)區(qū)。在收到所觸發(fā)的觸發(fā)區(qū)后，所述應用程序0108執(zhí)行與所觸發(fā)的觸發(fā)區(qū)相關聯(lián)的所述工作。通過中斷服務，所述應用程序0108可迅速回應環(huán)境變化，且無需引入用于監(jiān)控環(huán)境的不必要活動。所述觸發(fā)區(qū)信息可進一步包括由環(huán)境感知應用程序所給出的一識別符(例如號碼)。中斷服務可僅向環(huán)境感知應用程序通知所觸發(fā)的觸發(fā)區(qū)的一或多個識別符。
在圖2的實例中，MCRD是一GPS接收器，其為定位裝置。然而，可使用任何定位裝置來作為本發(fā)明中用以檢測位置環(huán)境的MCRD。該MCRD可實現(xiàn)所屬領域的技術人員所熟知的任何定位技術。定位技術包括以手機為基礎、以手機為輔助、以網(wǎng)絡為基礎和以網(wǎng)絡為輔助的定位技術。在以手機為基礎技術中，系統(tǒng)自主執(zhí)行位置計算，諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)。在以手機為輔助的技術中，系統(tǒng)執(zhí)行一些用于定位的輔助動作，而網(wǎng)絡(或網(wǎng)絡上的服務器)執(zhí)行實際位置計算，諸如增強觀測時差(Enhanced Observed TimeDifference)(E-OTD)。在以網(wǎng)絡為基礎技術中，網(wǎng)絡執(zhí)行實際位置計算，諸如到達時間(TOA)。在以網(wǎng)絡為輔助的技術中，網(wǎng)絡提供一些用于定位的輔助動作，而系統(tǒng)執(zhí)行位置計算，諸如A-GPS。執(zhí)行以手機為基礎并以網(wǎng)絡為輔助技術的MCRD可自主計算并更新其位置。然而，使用以手機為輔助并以網(wǎng)絡為基礎技術的MCRD通常具有通信能力，其通過從網(wǎng)絡接收位置來更新其當前位置。在更新其當前位置后，任何種類的位置感知MCRD上的處理器將當前位置與所述觸發(fā)區(qū)相比較。如果所述當前位置屬于一或多個觸發(fā)區(qū)范圍內(nèi)，則MCRD上的所述檢查器將產(chǎn)生觸發(fā)信號以喚醒睡眠模式中的主機系統(tǒng)，并通知所述應用程序。
在又一實施例中，在通信協(xié)議報頭中傳輸位置坐標，例如University ofCalifornia Berkeley開發(fā)的PicoRadio。PicoRadio網(wǎng)絡中一節(jié)點的地址被定義為三元組，其包括位置坐標、節(jié)點類型和數(shù)據(jù)類型。該實施例從附近節(jié)點所發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的協(xié)議報頭中檢索位置坐標。該實施例可使用一執(zhí)行PicoRadio網(wǎng)絡界面的MCRD來接收附近網(wǎng)絡界面的坐標并計算其當前絕對位置。
接近感知MCRD圖3描繪感知接近環(huán)境的本發(fā)明的一優(yōu)選實施例。所述實施例包括一主機系統(tǒng)0120和一接近感知MCRD 0300。所述MCRD 0300通過連接至系統(tǒng)總線的PCMCIA而連接至主機系統(tǒng)0120。所述MCRD 0300包括一IEEE 802.11b無線通信界面(WCI)0301、一檢查器0302、一界面控制器0303和一存儲器0304。所述WCI 0301包括一射頻(RF)前端0305、一基帶處理器0306和一媒體訪問控制(MAC)控制器0307。所述RF前端0305接收RF信號，并降頻變換成較低頻率類比信號，并將它傳遞至基帶處理器0306。所述基帶處理器0306將所述類比信號解調(diào)變成物理層數(shù)據(jù)幀，然后將所述物理層數(shù)據(jù)幀中的MAC幀解碼并傳遞至MAC控制器0307。為區(qū)別所有的WCI并控制其無線媒體訪問權(quán)，會賦予每個WCI一識別符。所述識別符是MAC子層級協(xié)議中的一MAC地址。所述MAC幀的格式包括一報頭字段和其它數(shù)據(jù)字段，一MAC幀報頭可包括一或多個識別符字段，諸如接收地址、傳輸?shù)刂贰⒃吹刂贰⒛康牡刂坊駼SSID等。該BSSID是一訪問點的MAC地址。所述MAC控制器0307將所述MAC幀解碼，如果目的地址或接收地址定址為WCI 0301或包括WCI 0301的一組地址，則將所述MAC幀的數(shù)據(jù)單位傳遞至其它協(xié)議層級。由于操作范圍有限，所以WCI 0301僅能接收由附近其它WCI在無線媒體上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。因此，所述MAC幀的所述傳輸?shù)刂方衣陡浇硪籛CI的識別符。接收地址進一步暗示由所述傳輸?shù)刂匪付ǖ挠忠籛CI也接近該WCI 0301。BSSID也暗示附近的一訪問點。所述MAC幀的這些MAC地址字段是所述環(huán)境感知應用程序0108有關的環(huán)境，且所述環(huán)境的觸發(fā)狀態(tài)是指應用程序希望檢測的其它WCI的所述MAC地址中一或多個地址。所述主機系統(tǒng)0120上的所述應用程序0108從用戶或其它應用程序接收一執(zhí)行工作的請求和其觸發(fā)條件。所述觸發(fā)條件是其它WCI的存在規(guī)則。一簡單的存在規(guī)則可包括其它WCI的一識別符。較復雜的存在規(guī)則可以是其它WCI的若干識別符的方程式(諸如布爾方程式等)。所述存在規(guī)則中每一WCI的識別符均是一觸發(fā)識別符?？蔀樗龃嬖谝?guī)則提供一識別符(以下稱為“回呼識別符”)(例如一號碼、一工作識別符、一規(guī)則識別符或所述觸發(fā)識別符)用以告知應用程序0108哪個存在規(guī)則被觸發(fā)。所述應用程序0108通過所述總線命令所述界面控制器0303將所述存在規(guī)則存儲在所述存儲器0304中。所述MAC控制器0307持續(xù)地或周期地接收MAC幀，并將該MAC幀解碼，且所述檢查器0302從所述MAC控制器0307接收MAC幀的所述識別符字段中的一或多個識別符。所述檢查器0302將收到的識別符所指定的WCI視同存在，并評估所述存在規(guī)則。如果觸發(fā)WCI或觸發(fā)識別符的存在符合規(guī)則的要求，則觸發(fā)一存在規(guī)則。然后如果存在一所觸發(fā)的存在規(guī)則，則所述檢查器輸出一信號。在另一實施例中，所述檢查器可記錄一觸發(fā)識別符的最后接收時間，如果該觸發(fā)識別符的最后接收時間在從現(xiàn)在開始的某段時間內(nèi)，則將觸發(fā)識別符所指定WCI視同存在。所述MCRD 0300和主機系統(tǒng)0120可獨立進入省電模式。所述省電模式意謂著停止供電或進入較低或無活動性的睡眠模式。為減少耗電量，所述主機系統(tǒng)0120可在其無活動時進入省電模式。在通知所述應用程序0108之前，如果主機系統(tǒng)在省電模式中，則觸發(fā)信號可先喚醒主機系統(tǒng)0120。所述應用程序0108可在所述主機系統(tǒng)上注冊一中斷服務。收到所述輸出信號時主機系統(tǒng)0120執(zhí)行所述中斷服務。所述中斷服務檢索所觸發(fā)的觸發(fā)識別符或所觸發(fā)的存在規(guī)則或其規(guī)則識別符，并將其傳遞至所述應用程序0108。在另一實施例中，所述中斷服務可僅中斷所述應用程序0108，且所述應用程序通過命令所述界面控制器0303來從MCRD 0300檢索所觸發(fā)的觸發(fā)識別符或所觸發(fā)的存在規(guī)則或其規(guī)則識別符。然后，所述應用程序0108以收到的觸發(fā)識別符來評估存在規(guī)則，并執(zhí)行存在規(guī)則評估為真或存在規(guī)則接收自MCRD 0300的工作。為檢測更多的存在條件，所述檢查器0302可進一步排定一計時器以再評估所述存在規(guī)則，因此如果記錄了所述最近接收時間且其在從現(xiàn)在開始的某段時間內(nèi)時，就能準時檢測到未出現(xiàn)的WCI。
在另一實施例中，WCI 0300遵守藍牙協(xié)議。觸發(fā)識別符是藍牙裝置地址(BD_ADDR)或其較低地址部分(LAP)?？蓮拿總€收到的數(shù)據(jù)包的訪問碼，或從收到的FHS數(shù)據(jù)包的BD_ADDR來檢測到附近其它WCI的識別符。該等訪問碼包括信道訪問碼(CAC)、裝置訪問碼(DAC)，和查詢訪問碼(IAC)。在CAC中發(fā)現(xiàn)的識別符為piconet的主設備的LAP。在DAC中發(fā)現(xiàn)的識別符是piconet的從設備的LAP。在其它實施例中，所述無線通信界面可遵守其它專屬協(xié)議或工業(yè)通信協(xié)議，例如藍牙、CDMA、GSM、GPRS、RFID、IrData、UWB等。
在又一實施例中，所述WCI 0300進一步包括一TCP/IP卸載引擎(TOE)，其在專屬硬件中處理TCP/IP協(xié)議棧。所述觸發(fā)識別符是TCP/IP協(xié)議中的IP地址。這在所述IP地址是一靜態(tài)移動IP地址時非常有用。
為進一步減少耗電量，又一實施例中，MCRD 0300或MCRD 0200周期地關閉電源或進入省電模式，并由一計時器在一預設時間喚醒以執(zhí)行環(huán)境接收任務。
在一些實施例中，MCRD 0300包括幫助其它系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)MCRD 0300本身的方式，例如散播WCI 0300的識別符。舉例而言，所述MAC控制器0307可周期地發(fā)送一含有其識別符(MAC地址)的數(shù)據(jù)包或幀以暴露其識別身份?？蓪?shù)據(jù)包或幀散播或指定給任何系統(tǒng)，因為本發(fā)明的其它系統(tǒng)可從數(shù)據(jù)包或幀檢測到識別符。用戶當然可因安全或穩(wěn)私原因而選擇不暴露系統(tǒng)。
暴露WCI 0301的識別符的優(yōu)選方法是通過發(fā)送定址于WCI 0301本身的數(shù)據(jù)包或幀。以此方式可減少對無關于此識別符的其它同等物的影響。發(fā)送器本身可忽略本身發(fā)送的消息。事實上，大部分的無線前端(諸如RF前端0305)使用同組天線來發(fā)送和接收信號，并可在傳輸模式或接收模式執(zhí)行，所以接收器自然將不會聽到數(shù)據(jù)包。
在另一實施例中，會視需要釋放一識別符給其他人。例如，用戶A想要將其識別符告訴用戶B，以便稍后用戶B可找到他。用戶A的WCI可發(fā)送一特殊數(shù)據(jù)包(例如IEEE 802.11b中的請求發(fā)送(RTS)數(shù)據(jù)包)，其將傳輸?shù)刂泛徒邮盏刂方栽O定為用戶A的WCI的MAC地址。兩位用戶可幾乎同時按下按鈕或下指令以釋放和獲取識別符。就在用戶B按下按鈕的前后，用戶B的WCI收到具有相同傳輸?shù)刂泛徒邮盏刂返臄?shù)據(jù)包。用戶B的WCI所收到的數(shù)據(jù)包極可能是用戶A的WCI所發(fā)送的數(shù)據(jù)包。因此用戶A的WCI的識別符到達用戶B。用戶可改變介于用戶B按下按鈕與收到數(shù)據(jù)包之間的延時公差。
又一實施例中，建置一無線網(wǎng)絡服務器以發(fā)現(xiàn)附近的系統(tǒng)，并將它們存儲于其存儲器中。該伺服器可周期地(例如每一分鐘)散播一消息以表示其存在。本發(fā)明實施例的系統(tǒng)可向服務器查詢以發(fā)現(xiàn)附近的其它系統(tǒng)。當服務器收到查詢時，服務器發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的存在，并回復附近的系統(tǒng)列表。該實施例的系統(tǒng)將所收到的地址的列表解碼，并與觸發(fā)地址相比較。如果所收到的地址的列表與網(wǎng)絡界面的存儲器中的該組觸發(fā)地址交集，意即，所收到的地址列表中有一地址是觸發(fā)地址，則該網(wǎng)絡界面喚醒該系統(tǒng)。如果無交集，則該網(wǎng)絡界面卡睡眠，但網(wǎng)絡界面需要周期地喚醒以對服務器更新其存在。否則，如果系統(tǒng)有一段時間未更新，服務器可從其列表中刪除該系統(tǒng)。
使用多重移動環(huán)境圖4描繪本發(fā)明的一實施例0400，其包括執(zhí)行多重協(xié)議(IEEE 802.11b和藍牙)的雙重模式WCI 0401。配備藍牙的打印機0402和自動販賣機0403在一靜態(tài)位置，其在也在靜態(tài)位置中的IEEE 802.11b訪問點0404的操作范圍內(nèi)。因為藍牙協(xié)議的操作范圍比IEEE 802.11b短，所以只有當訪問點0404的識別符存在時才能啟用裝置0402和0403的識別符。因此，訪問點0404的觸發(fā)識別符的存在會啟用裝置0402和0403的觸發(fā)識別符。否則裝置0402和0403的觸發(fā)識別符皆停用。因此，在本發(fā)明中，可由另一觸發(fā)狀態(tài)來啟用或停用一觸發(fā)狀態(tài)。在另一實施例中，一MCRD可包括一GPS接收器或GSM收發(fā)器。因此，由多個MCRD接收的環(huán)境形成更復雜的環(huán)境。
本發(fā)明的流程圖5描繪根據(jù)本發(fā)明一些實施例的移動感知系統(tǒng)0100的省電方法。在階段0500中，選擇待檢測的移動環(huán)境。所述移動環(huán)境可為位置環(huán)境、接近環(huán)境或此兩者。對位置環(huán)境而言，將選取一參考位置系統(tǒng)(例如GPS定位系統(tǒng))。對接近環(huán)境而言，將選取通信協(xié)議(例如IEEE 802.11g)以及其環(huán)境待檢測的每一WCI(以下稱為“傳感器WCI”)的識別符。所述傳感器WCI較佳連同所述主機系統(tǒng)一起移動。
在階段0501中，由在所述主機系統(tǒng)0120上的一環(huán)境感知應用程序0108接收一執(zhí)行工作的請求和所述工作的觸發(fā)條件。所述工作包括一或多項任務，諸如用一給定密碼來登錄網(wǎng)絡、檢索電子郵件和使用語音合成應用程序來讀取電子郵件等的指示。所述觸發(fā)條件定義移動環(huán)境中的一觸發(fā)狀態(tài)，其中如果所述移動環(huán)境中的當前狀態(tài)等于或?qū)儆谒鲇|發(fā)狀態(tài)狀態(tài)內(nèi)，則將執(zhí)行所述工作。所述位置環(huán)境中的所述觸發(fā)狀態(tài)是所述定位參考系統(tǒng)中的一區(qū)域(以下稱為“觸發(fā)區(qū)”)。所述接近環(huán)境中的所述觸發(fā)狀態(tài)是傳感器WCI以外的一或多個WCI(以下稱為“觸發(fā)WCI”)的存在規(guī)則。所述存在規(guī)則中每一觸發(fā)WCI的識別符是一觸發(fā)識別符。如果在某段時間內(nèi)收到其識別符，則所述存在規(guī)則中的WCI存在，否則不存在。
在階段0502中，將所述觸發(fā)條件存儲于一存儲器中。對位置環(huán)境而言，所述觸發(fā)區(qū)存儲于所述存儲器中。對接近環(huán)境而言，所述存在規(guī)則存儲于所述存儲器中。復雜的存在規(guī)則可進一步分解成簡單的存在規(guī)則，例如每個小規(guī)則中僅有一個觸發(fā)識別符，并將該等簡單規(guī)則(即，觸發(fā)識別符)存儲于所述存儲器中。所述觸發(fā)條件可進一步與一識別符(以下稱為“回呼識別符”)相關聯(lián)，并存儲于所述存儲器中。所述回呼識別符可為號碼、規(guī)則識別符、工作識別符或觸發(fā)識別符本身。
在階段0503中，如果所述主機系統(tǒng)具有極低或無活動性，則將所述主機系統(tǒng)置于省電模式中。所述省電模式意指將系統(tǒng)置于睡眠狀態(tài)、暫停供電狀態(tài)或所屬領域的技術人員熟知的任何省電狀態(tài)。存在許多將系統(tǒng)置于省電模式的常規(guī)方式，可由用戶手動切換或由操作系統(tǒng)自動進入。
在狀態(tài)0504中，接收所選取的移動環(huán)境的當前狀態(tài)。對位置環(huán)境而言，當前狀態(tài)是一定位接收器(諸如GPS)所收到的所述參考位置系統(tǒng)中的一個位置。對接近環(huán)境而言，當前狀態(tài)是當前檢測到的識別符，其是從所述傳感器WCI所收到和處理的消息加以解碼而得。舉例而言，該等識別符位于IEEE802.11b MAC幀的接收地址字段和傳輸?shù)刂纷侄沃小Ｋ霏h(huán)境接收過程為所屬領域的技術人員所熟知。舉例而言，GPS信號處理器0201接收來自多個衛(wèi)星的信號，并執(zhí)行三角測量法來確定當前位置。舉例而言，IEEE 802.11 WCI0301將消息解碼，并確定該消息被指定給WCI 0301。指定給WCI 0301的消息包括散播消息(諸如地址解析協(xié)議(ARP)請求和WOL神奇數(shù)據(jù)包)和直接定址至WCI 0301的消息。WCI 0301可將此類數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)單元傳遞到由主機系統(tǒng)處理的較上層的協(xié)議。
在階段0505中，以所述當前狀態(tài)評估所述觸發(fā)條件。對位置環(huán)境而言，如果所述當前位置屬于所述觸發(fā)區(qū)內(nèi)，則觸發(fā)條件為真。對接近環(huán)境而言，如果所述觸發(fā)識別符的存在符合所述存在規(guī)則的要求，則觸發(fā)條件為真。如果在某段時間內(nèi)收到所述觸發(fā)識別符，則所述觸發(fā)識別符存在，否則便不存在。在另一實施例中，進一步以記號標示其值為真的觸發(fā)條件，例如使用一印時戳加以標示。
在階段0506中，如果所述觸發(fā)條件之一為真，則輸出一信號。
在階段0507中，在電力控制電路收到所述輸出信號后喚醒在省電模式中的主機系統(tǒng)。
在階段0508中，中斷或啟用所述環(huán)境感知應用程序。
在階段0509中，將所觸發(fā)的信息轉(zhuǎn)遞至所述應用程序，所述所觸發(fā)的信息可為所述回呼識別符或具有真值的所述觸發(fā)狀態(tài)。
在階段0510中，所述應用程序執(zhí)行與所述所觸發(fā)的信息(諸如回呼識別符或具有真值的觸發(fā)狀態(tài))相關聯(lián)的所述工作。所述應用程序?qū)⑹褂盟盏降挠|發(fā)信息來進一步評估復雜的觸發(fā)條件，并且如果條件為真時則執(zhí)行相關聯(lián)的工作。
又一實施例中，系統(tǒng)可執(zhí)行觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，其將一觸發(fā)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一環(huán)境中的一類似觸發(fā)狀態(tài)。例如圖2的實施例，用戶可指定一街道地址的感測區(qū)域。系統(tǒng)將街道地址轉(zhuǎn)換成相關的GPS坐標，然后將該等坐標和半徑存儲于所述存儲器0204中。例如圖3的實施例，用戶或環(huán)境應用程序使用Internet協(xié)議(IP)地址作為感測環(huán)境，系統(tǒng)使用地址解析協(xié)議服務將該IP地址轉(zhuǎn)換成MAC地址。然后系統(tǒng)將觸發(fā)MAC地址存儲于WCI 0301上的存儲器中。利用環(huán)境轉(zhuǎn)換，用戶或環(huán)境應用程序可使用可了解的環(huán)境而非受限于可由MCRD了解的低層級環(huán)境。
結(jié)論、衍生和范疇本發(fā)明通過下列方式來降低耗電量將一系統(tǒng)置于睡眠狀態(tài)并且使用移動環(huán)境接收裝置繼續(xù)監(jiān)控環(huán)境，并當發(fā)現(xiàn)觸發(fā)狀態(tài)時喚醒系統(tǒng)。在系統(tǒng)蘇醒后，應用程序執(zhí)行由觸發(fā)狀態(tài)所觸發(fā)的工作?？烧埱蟊景l(fā)明的用戶執(zhí)行一工作中的許多不同任務，諸如觸發(fā)一警示消息、與郵件服務器交換電子郵件、從文件服務器檢索會議材料、瀏覽網(wǎng)頁、控制裝備或裝置等。因此，應用程序可為人員感知提醒器、待辦列表警告系統(tǒng)、自動登錄和電子郵件檢索器，以及自動設備控制器、接近敏感文件管理器等。
雖然上述描述中含有許多特定細節(jié)，但不應將其理解為限制本發(fā)明的范疇，而僅作為提供本發(fā)明一些可能實施例的描繪。
因此，本發(fā)明的范疇應由所附權(quán)利要求和其法定對等物來確定的，而非受限于所給定的實例。
權(quán)利要求
1.一種用于一計算裝置發(fā)現(xiàn)移動環(huán)境并回應所述移動環(huán)境的方法，該方法包含接收一工作和所述工作的觸發(fā)條件，其中所述觸發(fā)條件定義所述移動環(huán)境中的一觸發(fā)狀態(tài)；將所述觸發(fā)狀態(tài)存儲于一移動環(huán)境接收裝置(MCRD)的存儲器中，其中所述MCRD能夠接收所述移動環(huán)境的當前狀態(tài)；接收所述移動環(huán)境的當前狀態(tài)；用所述MCRD的存儲器中的所述觸發(fā)狀態(tài)來檢查所述當前狀態(tài)；如果所述當前狀態(tài)為所述觸發(fā)狀態(tài)的子集，則輸出一信號；及在接收到所述信號后通過一主機系統(tǒng)上的所述應用程序來執(zhí)行所述工作。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包含如果所述主機系統(tǒng)無或具有極低活動性，則將所述主機系統(tǒng)置于省電模式；及在接收到所述信號后喚醒所述主機系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述移動環(huán)境是選自以下由位置環(huán)境和接近環(huán)境組成的組。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述位置環(huán)境為在一參考位置系統(tǒng)中的所述系統(tǒng)中的該當前位置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述參考位置系統(tǒng)為全球定位系統(tǒng)(GPS)參考位置系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中所述接近環(huán)境為其它無線通信界面的存在。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述無線通信界面遵守選自以下由IEEE802.11a/b/c/g、藍牙技術、GSM、CDMA、GPRS、RFID、IrData及UWB組成的組的協(xié)議。
8.一種用以發(fā)現(xiàn)移動環(huán)境并回應所述移動環(huán)境的計算機系統(tǒng)，其包含至少一個處理器；至少一個移動環(huán)境接收裝置(MCRD)，其中所述MCRD能夠接收所述移動環(huán)境的該當前狀態(tài)；至少一個工作；一與所述工作相關聯(lián)的觸發(fā)條件；一在所述MCRD中用于存儲所述觸發(fā)條件的存儲器；及一在所述MCRD中當所述當前狀態(tài)符合所述存儲器中的所述觸發(fā)條件的標準時輸出一信號的檢查器；及一在接收到所述信號后在所述處理器上執(zhí)行所述工作的環(huán)境感知應用程序。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其進一步包含一省電裝置，如果所述處理器無或具有極低活動性則其將所述處理器置于省電模式并在自MCRD接收到所述信號后喚醒所述處理器。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中所述移動環(huán)境是選自以下由位置環(huán)境和接近環(huán)境組成的組。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述位置環(huán)境為在一參考位置系統(tǒng)中的所述系統(tǒng)中的該當前位置。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述參考位置系統(tǒng)為全球定位系統(tǒng)(GPS)參考位置系統(tǒng)。
13.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述接近環(huán)境為其它無線通信界面的存在。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述無線通信界面遵守選自以下由IEEE 802.11a/b/c/g、藍牙技術、GSM、CDMA、GPRS、RFID、IrData及UWB組成的組的協(xié)議。
15.一種感知接近環(huán)境的移動環(huán)境接收裝置，其包含一無線通信界面，通過其從其它無線通信界面接收到一原始數(shù)據(jù)位流；一處理器，其對所述原始位流編碼并解碼；至少一個所接收到的識別符，其是自所接收到的所述原始位流解碼所得并獨特識別其它無線通信界面的；至少一個存儲有一個或多個觸發(fā)條件的存儲器，其中所述觸發(fā)條件定義其它無線通信界面的一個或多個識別符的存在規(guī)則；一檢查器，當所述所接收到的識別符符合所述觸發(fā)條件的標準時，其產(chǎn)生一信號；及一界面控制器，通過其可將所述觸發(fā)條件存儲于所述存儲器中且可檢索到所觸發(fā)的觸發(fā)條件的信息。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述無線通信界面進一步包括一無線媒體接收器；一基帶處理器；及一媒體訪問控制(MAC)控制器。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述接近環(huán)境為在所接收到的MAC幀中的其它無線界面的MAC地址的存在。
18.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述界面控制器向一主機系統(tǒng)發(fā)送出喚醒指令。
19.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述處理器通過一個或多個通信協(xié)議棧來執(zhí)行。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中所述協(xié)議棧為一IP協(xié)議。
21.一種感知位置環(huán)境的移動環(huán)境接收裝置，其包含一用于接收定位信號的接收器；一信號處理器，其自所述定位信號計算所述裝置的該當前位置；至少一個存儲器，其中可存儲一個或多個觸發(fā)區(qū)規(guī)格；一檢查器，當所述當前位置在所述觸發(fā)區(qū)中時，其產(chǎn)生一觸發(fā)信號；及一界面控制器，通過其可將所述觸發(fā)區(qū)規(guī)格存儲于所述存儲器中且可檢索到所觸發(fā)的觸發(fā)區(qū)的信息。
22.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述界面控制器向一主機系統(tǒng)發(fā)送出喚醒指令。
23.如權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包含給出一回呼識別符，以與所述工作和所述觸發(fā)狀態(tài)相關聯(lián)；將所述回呼識別符存儲于所述存儲器中；并如果所述當前狀態(tài)為所述觸發(fā)狀態(tài)的子集，則將所述回呼識別符發(fā)送至所述應用程序，其中所述應用程序可通過參考所述回呼識別符來執(zhí)行所述工作。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種通過以下方式減少耗電量的系統(tǒng)和方法將該系統(tǒng)置于睡眠狀態(tài)(0503)并且使用移動環(huán)境接收裝置繼續(xù)監(jiān)控該環(huán)境(0505)，并當發(fā)現(xiàn)觸發(fā)狀態(tài)時喚醒該系統(tǒng)(0507)。在該系統(tǒng)蘇醒后，應用程序執(zhí)行由該觸發(fā)狀態(tài)(0509)所觸發(fā)的工作(0510)。該工作可包括提醒、待辦(TODO)列表警告、電子郵件檢索、計算機系統(tǒng)或網(wǎng)絡登錄、控制其它設備等。該移動環(huán)境接收裝置也可在該系統(tǒng)開機時自動中斷該應用程序。該移動環(huán)境接收裝置包括無線通信界面或定位裝置。該應用程序可為人員感知提醒器、待辦列表警告系統(tǒng)、自動登錄和電子郵件檢索器以及自動設備控制器、接近敏感文件管理器等。
文檔編號G06F1/26GK1662878SQ03815029
公開日2005年8月31日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月27日
發(fā)明者張丁懋 申請人:張丁懋