无线开关装置、设备、设备系统及供电通断操作控制方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911393045.9 (22)申请日 2019.12.30 (71)申请人 广东工业大学 地址 510062 广东省广州市大学城外环西 路100号 (72)发明人 马建国周绍华 (74)专利代理机构 广东广信君达律师事务所 44329 代理人 杨晓松 (51)Int.Cl. H03K 17/94(2006.01) G08C 17/02(2006.01) (54)发明名称 无线开关装置、 设备、 设备系统及供电通断 操作控制方法 (57)摘要 本发明公开了无线开关装置、 设。

2、备、 设备系 统和设备供电通断操作控制方法。 所述无线开关 装置用于设置在电源和未被供电时处于无源待 机状态的设备之间， 其包括： 接收天线， 其设置成 用于接收无线信号， 所述无线信号包括无线能量 信号和指令数据信号； 无源唤醒模块， 其与接收 天线相连， 并设置成用于将由接收天线接收到的 无线能量信号进行转化处理以提供直流信号； 控 制模块， 其与接收天线相连， 并设置成在通过所 述直流信号使其和电源之间形成电连接而被供 电后， 用于对由接收天线接收到的指令数据信号 进行解调后输出控制信号； 受控模块， 其与所述 控制模块、 电源和设备相连， 并设置成用于接收 并根据所述控制信号来执行所述。

3、设备和所述电 源之间的通断操作。 权利要求书2页 说明书10页 附图4页 CN 111064459 A 2020.04.24 CN 111064459 A 1.一种无线开关装置， 其特征在于， 所述无线开关装置用于设置在电源和未被供电时 处于无源待机状态的设备之间， 其包括： 接收天线， 其设置成用于接收无线信号， 所述无线信号包括无线能量信号和指令数据 信号； 无源唤醒模块， 其与所述接收天线相连， 并设置成用于将由所述接收天线接收到的无 线能量信号进行转化处理以提供直流信号； 控制模块， 其与所述接收天线相连， 并设置成在通过所述直流信号使其和所述电源之 间形成电连接而被供电后， 用于对由。

4、所述接收天线接收到的指令数据信号进行解调后输出 控制信号； 以及 受控模块， 其与所述控制模块、 所述电源和所述设备相连， 并设置成用于接收并根据所 述控制信号来执行所述设备和所述电源之间的通断操作。 2.根据权利要求1所述的无线开关装置， 其特征在于， 所述无源唤醒模块至少包括： 无线能量接收与转化单元， 其与所述接收天线相连， 并设置成用于将从所述接收天线 接收到的无线能量信号转化成所述直流信号； 以及 开关部件， 其与所述无线能量接收与转化单元相连以接收所述直流信号， 并且与所述 电源和所述控制模块相连以在接收到所述直流信号后进入闭合状态， 使得所述控制模块和 所述电源之间形成电连接而被。

5、供电； 并且/或者 所述控制模块至少包括： 信号解调单元， 其与所述接收天线相连， 并设置成用于在所述控制模块被所述电源供 电后， 将从所述接收天线接收到的指令数据信号进行解调并转化成数字信号； 以及 解码与控制单元， 其与所述信号解调单元和所述受控模块相连， 并设置成用于将所述 数字信号解码生成并输出所述控制信号； 并且/或者 所述受控模块是受控开关， 其在进入闭合状态后使得所述设备被所述电源供电， 所述 受控开关包括单稳态开关和双稳态开关； 并且/或者 所述电源包括电池、 交流电源和直流电源。 3.根据权利要求2所述的无线开关装置， 其特征在于， 所述开关部件是单稳态开关， 并 且所述无源。

6、唤醒模块还包括第一开关驱动单元， 其与所述无线能量接收与转化单元的输出 端和所述开关部件的控制端相连， 并设置成用于向所述开关部件输出与其相匹配的驱动信 号， 并且其在所述开关部件进入闭合状态前后均由所述无线能量接收与转化单元输出的所 述直流信号供电； 并且/或者 所述控制模块还包括第二开关驱动单元， 其与所述解码与控制单元的输出端和所述受 控开关的控制端相连， 并且其输入端与所述设备相连， 所述第二开关驱动单元设置成用于 向所述受控开关输出与其相匹配的驱动信号， 并且其在所述受控开关进入闭合状态前接受 来自于所述电源对整个所述控制模块的统一供电， 在所述受控开关进入闭合状态后接受来 自于所述。

7、电源对其的专一供电。 4.根据权利要求3所述的无线开关装置， 其特征在于， 当所述电源是交流电源时， 所述 无线开关装置还包括第一AC/DC单元， 其设置在所述无源唤醒模块与所述交流电源之间用 于将所述交流电源转换成适于所述控制模块使用的电源形式， 以在所述开关部件进入闭合 状态后向所述控制模块供电。 权利要求书 1/2 页 2 CN 111064459 A 2 5.根据权利要求3或4所述的无线开关装置， 其特征在于， 所述无线开关装置还包括第 二AC/DC单元， 其与所述受控开关、 所述设备和所述第二开关驱动单元相连， 并设置成用于 将所述电源转换成适于所述第二开关驱动单元使用的电源形式， 。

8、以在所述受控开关进入闭 合状态后向所述第二开关驱动单元供电。 6.根据权利要求2、 3或4所述的无线开关装置， 其特征在于， 所述无线能量接收与转化 单元被设置成所提供的所述直流信号至少在所述控制模块输出所述控制信号之前， 使得所 述控制模块和所述电源之间保持电连接状态； 并且/或者 所述解码与控制单元被设置成执行如下操作： 将所述数字信号解码生成相应的指令数 据信号并对其进行数据传输正确性校验， 并且判断该指令数据信号是否发送给该无线开关 装置： 若是， 则根据该指令数据信号输出相应的控制信号。 7.一种包括开关装置的设备， 其特征在于， 所述开关装置是根据权利要求1-6中任一项 所述的无线。

9、开关装置， 其用于连接向所述设备供电的电源。 8.一种设备系统， 其特征在于， 所述设备系统包括： 根据权利要求7所述的设备， 其通过所述无线开关装置与向所述设备供电的电源相连； 以及 无线遥控器， 其包括天线和无线开关遥控装置， 所述无线开关遥控装置与所述天线相 连， 并设置成与所述无线开关装置相匹配， 用于经由所述天线至少发送能被所述无线开关 装置中的接收天线接收的无线能量信号。 9.一种设备供电通断操作控制方法， 其特征在于， 包括步骤： A.将根据权利要求1-6中任一项所述的无线开关装置设置在设备和电源之间； B.使所述无线开关装置中的接收天线接收无线信号， 所述无线信号包括无线能量信。

10、号 和指令数据信号； C.使所述无线开关装置中的无源唤醒模块基于所接收到的无线能量信号来产生直流 信号， 并通过所述直流信号使所述无线开关装置中的控制模块和所述电源之间形成电连接 而被供电； 以及 D.使所述控制模块基于所接收到的指令数据信号解调生成控制信号， 并根据所述控制 信号来执行所述设备和所述电源之间的通断操作。 10.根据权利要求9所述的设备供电通断操作控制方法， 其特征在于， 在步骤B中， 通过 操控与所述无线开关装置相匹配的无线遥控器， 向所述无线开关装置发送出所述无线信 号； 并且/或者 在步骤D中， 当所述设备与所述电源被接通后， 从所述设备处向所述无线开关装置发送 信号， 。

11、以使得所述无线开关装置中的受控模块保持执行所述设备与所述电源之间的接通操 作； 并且/或者 在步骤D中， 当所述设备需要停机时， 从所述无线遥控器向所述无线开关装置发送出所 述指令数据信号或者从所述设备处向所述无线开关装置发送信号， 以使得所述受控模块执 行所述设备与所述电源之间的断开操作， 从而使所述设备处于无源待机状态。 权利要求书 2/2 页 3 CN 111064459 A 3 无线开关装置、 设备、 设备系统及供电通断操作控制方法 技术领域 0001 本发明涉及开关控制技术领域， 并且尤其涉及无线开关装置、 设备、 设备系统和设 备供电通断操作控制方法。 背景技术 0002 随着全球。

12、气候日益变暖， 节能减排已经成为各国政府工作中的重中之重， 特别是 和日常生活和生产息息相关的电器、 电子行业等， 更是被推倒风口浪尖， 例如在欧美市场， 高效率、 低功耗已经成为电子产品在研发过程中必须考虑的重要因素之一， 其更具有市场 竞争力。 0003 各种电子设备的待机功耗成为节能减排所要解决的重要问题之一， 然而目前比如 电视机、 空调等采用无线遥控技术的众多设备在使用过程中还存在着一些问题和弊端。 例 如图1中所示， 当设备80处于可遥控状态时， 即此时等待从位于遥控端的无线遥控器90处发 送出指令数据信号S时， 设备80中的电源开关必须处于打开状态， 例如其中的有源待机值守 电路。

13、810需要一直通电工作， 因此待机状态下的功率消耗成为不可回避的问题。 根据测试表 明， 如果以1瓦待机功耗为例， 一台普通电器1年仅为此消耗待的电能将接近10千瓦小时。 另 外， 根据统计数据表明， 我国城市家庭在2009年的平均待机能耗就已经达到10左右， 相当 于每个家庭使用着一盏15W30W的长明灯。 由此可见， 现存的数量庞大的众多电器为此空 消耗的电能总量会达到惊人的程度。 因此， 降低各种电器普遍存在的 “待机能耗” 已成为建 设节约社会， 实施节能减排环保战略的重大技术课题。 0004 为了解决待机功耗问题， 虽然已经出现了各种零功耗待机方案， 但是这些方案仍 然存在众多问题，。

14、 需要进一步改进和完善。 例如， 由于现有无线开关遥控装置的控制信号需 要覆盖一定范围来实现操作上的便利， 因此无法使用精准的定向传输， 并且无线能量传输、 接收与转化过程本身损耗比较大， 使得无线能量传输效率不太高、 无线开关装置最后吸收 利用的能量比例非常低， 绝大部分能量都被辐射到空中浪费掉了。 又比如， 现有无线开关遥 控装置需要耗费较大的无线能量， 即使在遥控端采用高价格、 大容量的电池供能， 其工作寿 命也会受到很大限制， 并且增加了成本开支。 再比如， 如果考虑需要保证无线开关装置的遥 控信号能够覆盖一定范围， 特别是希望实现精准的定向传送， 那么就给无线开关遥控装置 (尤其是功。

15、率放大器和发送天线两部分)提出了更高的要求， 而现有的普通功放及板载贴片 天线很难满足要求， 因此如果要应用此类无线开关装置则势必要增大遥控端的体积， 这给 日常应用、 制造成本等方面会带来诸多不利影响。 0005 应当说明的是， 以上所描述的内容是为了能够促进更好地理解本发明， 不应仅由 于将其包含在本节中而认为已经属于现有技术， 或者其中指出的这些问题或者弊端等内容 已经显而易见。 发明内容 0006 有鉴于此， 本发明提供了无线开关装置、 设备、 设备系统和设备供电通断操作控制 说明书 1/10 页 4 CN 111064459 A 4 方法， 从而能够解决或者至少可以缓解现有技术中存在。

16、的上述问题和其他方面问题中的一 个或多个。 0007 此外， 本发明的另外目的还在于， 可将其作为同为本申请人递交的其他几项发明 的可替代技术方案， 这些发明申请与本申请均在同日递交并且具有相同或相类似的主题名 称， 它们不仅能够在整体上， 而且可以各自从不同方面克服现有技术中的问题， 并且尤其能 够带来非常突出的技术优势和极大的应用价值。 0008 首先， 根据本发明的第一方面， 它提供了一种无线开关装置， 所述无线开关装置用 于设置在电源和未被供电时处于无源待机状态的设备之间， 其包括： 0009 接收天线， 其设置成用于接收无线信号， 所述无线信号包括无线能量信号和指令 数据信号； 00。

17、10 无源唤醒模块， 其与所述接收天线相连， 并设置成用于将由所述接收天线接收到 的无线能量信号进行转化处理以提供直流信号； 0011 控制模块， 其与所述接收天线相连， 并设置成在通过所述直流信号使其和所述电 源之间形成电连接而被供电后， 用于对由所述接收天线接收到的指令数据信号进行解调后 输出控制信号； 以及 0012 受控模块， 其与所述控制模块、 所述电源和所述设备相连， 并设置成用于接收并根 据所述控制信号来执行所述设备和所述电源之间的通断操作。 0013 在根据本发明的无线开关装置中， 可选地， 所述无源唤醒模块至少包括： 0014 无线能量接收与转化单元， 其与所述接收天线相连，。

18、 并设置成用于将从所述接收 天线接收到的无线能量信号转化成所述直流信号； 以及 0015 开关部件， 其与所述无线能量接收与转化单元相连以接收所述直流信号， 并且与 所述电源和所述控制模块相连以在接收到所述直流信号后进入闭合状态， 使得所述控制模 块和所述电源之间形成电连接而被供电； 并且/或者 0016 所述控制模块至少包括： 0017 信号解调单元， 其与所述接收天线相连， 并设置成用于在所述控制模块被所述电 源供电后， 将从所述接收天线接收到的指令数据信号进行解调并转化成数字信号； 以及 0018 解码与控制单元， 其与所述信号解调单元和所述受控模块相连， 并设置成用于将 所述数字信号解。

19、码生成并输出所述控制信号； 并且/或者 0019 所述受控模块是受控开关， 其在进入闭合状态后使得所述设备被所述电源供电， 所述受控开关包括单稳态开关和双稳态开关； 并且/或者 0020 所述电源包括电池、 交流电源和直流电源。 0021 在根据本发明的无线开关装置中， 可选地， 所述开关部件是单稳态开关， 并且所述 无源唤醒模块还包括第一开关驱动单元， 其与所述无线能量接收与转化单元的输出端和所 述开关部件的控制端相连， 并设置成用于向所述开关部件输出与其相匹配的驱动信号， 并 且其在所述开关部件进入闭合状态前后均由所述无线能量接收与转化单元输出的所述直 流信号供电； 并且/或者 0022 。

20、所述控制模块还包括第二开关驱动单元， 其与所述解码与控制单元的输出端和所 述受控开关的控制端相连， 并且其输入端与所述设备相连， 所述第二开关驱动单元设置成 用于向所述受控开关输出与其相匹配的驱动信号， 并且其在所述受控开关进入闭合状态前 说明书 2/10 页 5 CN 111064459 A 5 接受来自于所述电源对整个所述控制模块的统一供电， 在所述受控开关进入闭合状态后接 受来自于所述电源对其的专一供电。 0023 在根据本发明的无线开关装置中， 可选地， 当所述电源是交流电源时， 所述无线开 关装置还包括第一AC/DC单元， 其设置在所述无源唤醒模块与所述交流电源之间用于将所 述交流电。

21、源转换成适于所述控制模块使用的电源形式， 以在所述开关部件进入闭合状态后 向所述控制模块供电。 0024 在根据本发明的无线开关装置中， 可选地， 所述无线开关装置还包括第二AC/DC单 元， 其与所述受控开关、 所述设备和所述第二开关驱动单元相连， 并设置成用于将所述电源 转换成适于所述第二开关驱动单元使用的电源形式， 以在所述受控开关进入闭合状态后向 所述第二开关驱动单元供电。 0025 在根据本发明的无线开关装置中， 可选地， 所述无线能量接收与转化单元被设置 成所提供的所述直流信号至少在所述控制模块输出所述控制信号之前， 使得所述控制模块 和所述电源之间保持电连接状态； 并且/或者 0。

22、026 所述解码与控制单元被设置成执行如下操作： 将所述数字信号解码生成相应的指 令数据信号并对其进行数据传输正确性校验， 并且判断该指令数据信号是否发送给该无线 开关装置： 若是， 则根据该指令数据信号输出相应的控制信号。 0027 其次， 根据本发明的第二方面， 还提供了一种包括开关装置的设备， 所述开关装置 是根据如以上任一项所述的无线开关装置， 其用于连接向所述设备供电的电源。 0028 另外， 根据本发明的第三方面， 还提供了一种设备系统， 所述设备系统包括： 0029 根据以上所述的设备， 其通过所述无线开关装置与向所述设备供电的电源相连； 以及 0030 无线遥控器， 其包括天线。

23、和无线开关遥控装置， 所述无线开关遥控装置与所述天 线相连， 并设置成与所述无线开关装置相匹配， 用于经由所述天线至少发送能被所述无线 开关装置中的接收天线接收的无线能量信号。 0031 此外， 根据本发明的第四方面， 还提供了一种设备供电通断操作控制方法， 包括步 骤： 0032 A.将根据以上任一项所述的无线开关装置设置在设备和电源之间； 0033 B.使所述无线开关装置中的接收天线接收无线信号， 所述无线信号包括无线能量 信号和指令数据信号； 0034 C.使所述无线开关装置中的无源唤醒模块基于所接收到的无线能量信号来产生 直流信号， 并通过所述直流信号使所述无线开关装置中的控制模块和所。

24、述电源之间形成电 连接而被供电； 以及 0035 D.使所述控制模块基于所接收到的指令数据信号解调生成控制信号， 并根据所述 控制信号来执行所述设备和所述电源之间的通断操作。 0036 在根据本发明的设备供电通断操作控制方法， 可选地， 在步骤B中， 在步骤B中， 通 过操控与所述无线开关装置相匹配的无线遥控器， 向所述无线开关装置发送出所述无线信 号； 并且/或者 0037 在步骤D中， 当所述设备与所述电源被接通后， 从所述设备处向所述无线开关装置 发送信号， 以使得所述无线开关装置中的受控模块保持执行所述设备与所述电源之间的接 说明书 3/10 页 6 CN 111064459 A 6 。

25、通操作； 并且/或者 0038 在步骤D中， 当所述设备需要停机时， 从所述无线遥控器向所述无线开关装置发送 出所述指令数据信号或者从所述设备处向所述无线开关装置发送信号， 以使得所述受控模 块执行所述设备与所述电源之间的断开操作， 从而使所述设备处于无源待机状态。 0039 本发明技术方案完全不同于现有技术， 其创新性地设计并提出了能够充分利用和 分配无线能量的无线开关装置， 由其接收的无线能量将被转换成直流信号， 并将直流信号 仅用于接通电源和无线开关装置中的控制模块之间的供电， 使得该控制模块在获得供电后 完成信号解码与控制操作， 从而不仅能彻底消除各种类型设备的待机功耗， 并且非常方便。

26、、 快捷地实现设备与电源之间的通断操作， 而且可以在不改变控制距离的前提下有效减少无 线开关遥控装置的射频能耗， 明显降低无线开关遥控装置中电池以及电源的整体能耗。 本 发明能相当显著地促进节能减排、 绿色环保等目标实现， 尤其可避免在空中产生大量的无 线能量浪费， 同时能够明显提高无线开关遥控装置电源的使用寿命， 并且促使无线开关遥 控装置在结构上更加紧凑， 提高无线开关系统的实用性。 本发明非常适合大规模地推广应 用， 它能够带来极大的社会效益和经济效益。 附图说明 0040 图1是现有设备普遍采用的有源待机方式的工作原理示意图。 0041 图2是在一个根据本发明的设备实施例中采用无源待机。

27、方式的工作原理示意图。 0042 图3是一个根据本发明的无线开关装置实施例的组成及工作原理示意图。 0043 图4是另一个根据本发明的无线开关装置实施例的组成及工作原理示意图。 0044 图5是又一个根据本发明的无线开关装置实施例的组成及工作原理示意图。 0045 图6是一个根据本发明的设备供电通断操作控制方法实施例的流程示意图。 具体实施方式 0046 首先， 需要说明的是， 以下将以示例方式来具体说明本发明的无线开关装置、 设 备、 设备系统和设备供电通断操作控制方法的结构、 组成、 步骤、 特点和优点等， 然而所有的 描述仅是用来进行说明的， 而不应将它们理解为对本发明形成任何的限制。 。

28、在本文中， 技术 术语 “连接” 及其衍生词意指特定部件被直接地和/或间接地连接至另一部件， 技术术语 “第 一” 、“第二” 仅是用于进行区分性表述目的而无意于表示它们的顺序、 大小以及相对重要性 等， 技术术语 “用于” 不应解释成仅限于此的限定性表述。 0047 此外， 对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征， 或者 被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征， 本发明仍然允许在这些技术特征(或其等 同物)之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍， 从而也应当认为这些根 据本发明的更多实施例是在本文的记载范围之内。 0048 在图2中以示意方式展示了在一个根据。

29、本发明的设备示例中采用无源待机方式的 大致工作原理。 请参阅图2， 在该受控待机的设备80中已经配置了根据本发明的无线开关装 置A， 例如可将该无线开关装置A嵌装在设备80的内部， 同时可以在作为遥控端的无线遥控 器90中嵌装一个无线开关遥控装置B， 它通常体积小巧并且功耗低， 该无线开关遥控装置B 与上述无线开关装置A相匹配， 可以通过它来发送出例如通常为低功率的无线开关信号S 说明书 4/10 页 7 CN 111064459 A 7 (或称为无线能量信号)来远程控制无线开关装置A， 以便用来接通或断开电源70(如可采用 电池、 交流电源、 直流电源等形式)对于设备80中的某个、 某些或者。

30、所有的设备功能模块的 电能供应， 在图2中已使用附图标记820对一个此类设备功能模块进行了示例性标示。 0049 具体来讲， 当例如需要设备80开始工作时， 就可以对无线遥控器90进行操作来通 过其中的无线开关遥控装置B向外发送出需要接通电源70供电的无线开关信号S， 无线开 关装置A在接收到该信号后， 将会工作来接通设备80的电源供应， 在下文中将对无线开关装 置A的组成、 工作方式等内容进行更详细介绍。 在通过无线开关装置A将受控设备80与受控 电源70接通供电后， 就可以使用无线遥控器90继续向设备80发送出各种指令数据信号S来 遥控该设备80执行各种可能的操作， 此类指令数据信号S在不。

31、同应用环境下(如面对不同类 型的设备时)可能会相同或者不尽相同。 与此相类似， 在设备80需要停止运行的情形下(如 已工作完毕、 需要急停或暂停等)， 可以对无线遥控器90进行操作来使得无线开关遥控装置 B向外发送出相应的无线开关信号S， 以指示无线开关装置A进行操作来断开电源70对于设 备80的当前供电， 从而彻底实现设备80的零功耗待机。 0050 请继续参考图3至图5， 以下将通过这些附图所示实施例来详细介绍根据本发明的 无线开关装置。 0051 首先， 在图3中给出了一个根据本发明的无线开关装置实施例的示意性框图， 在这 个实施例中， 该无线开关装置100可以包括接收天线10、 无源唤。

32、醒模块20、 控制模块30和受 控模块40， 其中电源70可以采用例如电池或直流电源等用来为设备80提供电能。 0052 具体来讲， 接收天线10是被设置成用来接收例如无线能量信号、 指令数据信号等 无线信号， 这样的无线信号通常可以由用户操作例如图2中所示的位于遥控端的无线遥控 器90来发送出。 0053 对于无源唤醒模块20来讲， 它与接收天线10相连， 用来将从接收天线10接收到的 无线能量信号中恢复出直流信号， 并以此直流信号接通电源70来为控制模块30供电。 在本 发明中由于采用了直流信号方式， 因此可以具有相对易于实现、 处理方便、 信号稳定可靠等 诸多优点。 在实际应用时， 可以。

33、根据需要来使得上述直流信号持续供应或者仅在一个预设 时间范围内供应， 并且该直流信号的具体参数(如幅值大小、 持续时间等)也允许根据具体 应用要求来进行灵活设定。 0054 仅作为示例性情形， 可以将无源唤醒模块20设置成具有无线能量接收与转化单元 210、 第一开关驱动单元220和开关部件230。 其中， 第一开关驱动单元220是作为可选配置， 在实际应用时， 可根据开关部件230的具体工作条件来选择确定是否需要使用该第一开关 驱动单元220。 如果使用第一开关驱动单元220的话， 那么就可以如图3所示地使其一端与无 线能量接收与转化单元210相连， 另一端与开关部件230(如采用单稳态开关。

34、等)的控制端相 连， 用于输出与该开关部件相匹配的驱动信号。 0055 如图3所示， 无线能量接收与转化单元210的一端与接收天线10相连， 另一端与开 关部件230或第一开关驱动单元220(如果选用时)连接， 该无线能量接收与转化单元210是 用来接收无线能量并将其转化成直流信号。 上述第一开关驱动单元220在开关部件230进入 闭合状态前后， 它都可以由无线能量接收与转化单元210所转换产生的上述直流信号来进 行供电， 这在图3中已使用附图标记a对它们之间的连接线路进行了示意性标示。 在一些实 施方式下， 可将无线能量接收与转化单元210可选地设置成使得所提供的直流信号能够保 说明书 5/。

35、10 页 8 CN 111064459 A 8 证控制模块30在将控制信号输出之前保持与电源之间的电连接。 当然， 在另外一些实施方 式下， 无线能量接收与转化单元210也可在设备80的运行期间持续提供上述的直流信号。 0056 开关部件230可以采用例如单稳态开关等任何适宜的元器件来实现， 可将它的控 制端与无线能量接收与转化单元210相连， 或者与作为可选配置的第一开关驱动单元220相 连， 将该开关部件230的另外两端分别与电源70和控制模块30进行连接。 当开关部件230的 控制端接收到由无线能量接收与转化单元210转化处理产生的直流信号时， 将会进入闭合 状态来使得电源70可经由在图。

36、3中示意性标示出的连接线路b向控制模块30提供电能。 0057 对于控制模块30， 它是设置成用来根据接收天线10接收到的指令数据信号进行解 调处理， 以便生成与受控模块40相匹配的控制信号并将其向外输出。 仅作为示例性情形， 可 以将控制模块30设置成具有信号解调单元310、 解码与控制单元320和第二开关驱动单元 330。 其中， 第二开关驱动单元330是作为可选配置， 在实际应用时， 可以根据受控模块40的 具体配置情况来选择确定是否需要使用第二开关驱动单元330。 如果使用第二开关驱动单 元330的话， 那么就可以如图3所示地使其一端与解码与控制单元320相连， 另一端与受控模 块40。

37、相连， 用于输出与该受控模块40相匹配的驱动信号。 该第二开关驱动单元330在受控模 块40进入闭合状态前将接受来自于电源70对整个控制模块30的统一供电， 在受控模块40进 入闭合状态后则会接受来自于电源70对于该第二开关驱动单元330的专一供电， 这在图3中 已使用附图标记c对它们之间的连接线路进行了示意性标示。 0058 信号解调单元310是被设置成在无源唤醒模块20的开关部件230进入闭合状态后， 接收经过调制的指令数据信号并将其转化出数字信号。 解码与控制单元320的一端与信号 解调单元310相连， 另一端与受控模块40相连或者与已被选择配置的第二开关驱动单元330 相连， 在开关部。

38、件230已经闭合， 并且信号解调单元310转化出数字信号后， 解码与控制单元 320将根据上述数字信号来解码产生具体的指令数据信号。 在可选情形下， 可以将解码与控 制单元320设置成对所得到的数字信号进行如下操作： 首先， 将其进行解码处理(如通常将 解调出数字信号中所携带的识别码、 控制码与校验码)来生成相应的指令数据信号， 然后将 对获得的指令数据信号进行数据传输正确性校验， 以便确认在传输过程中没有出错； 其次， 判断所获得的指令数据信号是否发送给该无线开关装置， 如果确认是的话， 那么就可以根 据指令数据信号来输出相应的控制信号， 这样的控制信号可用于输送到受控模块40来完成 相应的。

39、控制操作。 0059 请接着参考图3， 受控模块40可以采用诸如单稳态开关、 双稳态开关等任何适宜的 元器件或单元等来实现。 对于单稳态开关来讲， 它可以采用各种类型的NPN管、 MOS管等， 而 双稳态开关则可以采用例如Panasonic公司DS系列的DS1E-ML-DC1.5V和DS1E-ML2-DC1.5V 等。 当受控模块40采用单稳态开关时， 设备80在得到供电后通常需要向该单稳态开关或者 控制模块中的第二开关驱动单元(如果选用时)输出信号以维持自身供电线路的接通状态， 而当受控模块40采用双稳态开关时， 设备80在得到供电后通常无需向双单稳态开关或者上 述的第二开关驱动单元输出任何。

40、控制信号， 因为该双稳态开关此时可保持高阻输出状态， 供电线路将自动维持接通状态。 当然， 应当说明的是， 在本文中各处涉及到的各类开关部件 或者模块等允许是各种其他类型的单稳态开关、 双稳态开关等， 比如磁开关、 微机械(MEMS) 开关、 MOS开关等。 0060 如图3所示， 受控模块40的输入端与控制模块30相连用来接收上述控制信号， 其他 说明书 6/10 页 9 CN 111064459 A 9 的输出端则分别与电源70和设备80相连， 以便可以根据上述控制信号来执行设备80与电源 70之间供电线路的接通或断开操作。 其中， 可以将设备80连接到受控模块40或第二开关驱 动单元33。

41、0(如果选用时)的输入端， 当受控模块40例如采用受控开关形式(如单稳态开关、 双稳态开关等)并进行闭合后， 将使得设备80接通电源70而被供电， 然后控制模块30可以向 受控模块40或第二开关驱动单元330(如果选用时)输出控制信号来按需控制供电通断操 作。 0061 以上介绍了图3所示的无线开关装置100的大致组成情况， 以下将继续示范性地描 述它的基本工作原理。 首先， 接收天线10随时等待接收无线信号， 这些无线信号其中包括了 无线能量信号。 如果接收天线10接收到了例如从图2所示的无线遥控器90(可内设无线开关 遥控装置B)处发送出的无线能量信号， 那么无源唤醒模块20中的无线能量接。

42、收与转化单元 210会将此无线能量信号转化成直流信号， 该直流信号可直接(或者经由可选的第一开关驱 动单元220进行例如信号放大处理后)驱动开关部件230闭合。 当无源唤醒模块20中的开关 部件230进入闭合状态后， 电源70可通过开关部件230经由连接线路b开始向控制模块30供 电， 控制模块30中的信号解调单元310开始将从接收天线10接收到的指令数据信号转化出 数字信号， 解码与控制单元320将接收此数字信号并从中解码出具体的指令数据信号， 并且 可根据此指令数据信号输出相应的控制信号， 该控制信号可直接(或者经由可选的第二开 关驱动单元330进行例如信号放大处理后)驱动受控模块40闭合。

43、。 由此， 电源70可通过受控 模块40经由连接线路c向第二开关驱动单元330供电(如果选用时)。 如果受控模块40采用单 稳态开关， 那么设备80可输出有效信号来使得受控模块40维持在闭合状态， 如果受控模块 40采用双稳态开关， 那么设备80可输出高阻状态。 至此， 无线遥控器90可停止发送无线能量 信号， 从而可使得无源唤醒模块20中的开关部件230断开， 电源70停止向控制模块30供电； 当设备80在例如工作完毕等需要停止运行的情形下， 可以从无线遥控器90处发送出断开指 令来断开电源70， 从而使得设备80回归到零功耗待机状态(即无源待机状态)。 当然， 在一些 应用场合下， 也可以。

44、从设备80处主动输出信号给受控模块40或第二开关驱动单元330(如果 选用时)来断开电源， 从而使自身回归到零功耗待机状态。 0062 再作为举例说明， 在图4和图5中进一步示意性地展示出了根据本发明的另外两个 不同实施例， 即无线开关装置200和无线开关装置300。 为了避免重复叙述， 以下除非特别指 出之外， 对于这两个不同实施例， 其中与以上所讨论的图3实施例中相同或相类似的内容， 由于在前文中已经进行了非常详尽的描述， 因此可以直接参阅前述相应部分的具体说明， 在此不再赘述。 0063 首先， 在图4所示的无线开关装置200中， 此时电源70可采用交流电源， 该无线开关 装置200除了。

45、包括接收天线10、 无源唤醒模块20、 控制模块30和受控模块40之外， 其中还增 加设置了第一AC/DC单元50和第二AC/DC单元60。 0064 在该无线开关装置200中， 第一AC/DC单元50是作为可选配置， 可将其一端与电源 70连接， 另一端与无源唤醒模块20中的开关部件230连接， 用来将电源70转换成(例如进行 变压整流处理等)适合控制模块30需要的电源形式， 以便在无源唤醒模块20的开关部件230 进入闭合状态后向控制模块30供电。 即， 在使用该无线开关装置200时， 当无源唤醒模块20 将由接收天线10接收到的无线能量信号转化成直流信号并通过其直接(或者经由可选的第 一。

46、开关驱动单元220)驱动开关部件230进入闭合状态后， 电源70可以经由第一AC/DC单元50 说明书 7/10 页 10 CN 111064459 A 10 变压整流后向控制模块30供电， 这在图4中已经使用附图标记b对它们之间的连接线路进行 了示意性标示。 0065 第二AC/DC单元60同样是作为可选配置， 可将它与控制模块30中的第二开关驱动 单元330同时使用。 第二AC/DC单元60的一端与受控模块40、 设备80相连， 另一端与控制模块 30中的第二开关驱动单元330相连， 用来将电源70转换成(例如进行变压整流处理等)适合 控制模块30中的第二开关驱动单元330需要的电源形式，。

47、 以便在受控模块40进入闭合状态 后可经由该第二AC/DC单元60来向控制模块30中的第二开关驱动单元330供电。 0066 接下来介绍在图5中展示的无线开关装置300， 它可以包括接收天线10、 无源唤醒 模块20、 控制模块30、 受控模块40、 第一AC/DC单元50和第二AC/DC单元60， 并且此时电源70 可采用交流电源。 0067 在该无线开关装置300中， 第一AC/DC单元50是作为可选配置， 可将其一端与无源 唤醒模块20的开关部件230连接， 另一端与控制模块30连接， 用来在上述开关部件230闭合 时， 通过它将电源70转换成(例如进行变压整流处理等)适合控制模块30需。

48、要的电源形式， 即电源70可经由第一AC/DC单元50进行例如变压整流处理之后再通过连接线路d向控制模 块30供电。 0068 第二AC/DC单元60同样是作为可选配置， 可将其与控制模块30中的第二开关驱动 单元330同时使用。 对于本实施例中的第二AC/DC单元60来讲， 它可以采用与以上讨论的图4 实施例中的第二AC/DC单元60相同的布置， 并且在整个无线开关装置中具有相同或相类似 的功能和作用， 因此不做重复描述。 0069 以上已经结合图3、 图4和图5所示的这些不同实施例对根据本发明的无线开关装 置进行了示范性介绍。 可以理解的是， 当设备80处于待机受遥控状态时， 其内部与用于。

49、提供 电能的电源70之间的物理连接是被断开的， 此时设备80此时是处于彻底无功耗状态， 因此 保证了包括无线开关装置在内的整机系统的当前待机功耗为零。 据统计， 仅由全国的各种 家电每年待机消耗的能源将抵消掉整个三峡的发电量， 因此推广应用本发明方案能够为此 节省下极其可观的能耗开支， 由此将会产生极大的社会和经济效益。 0070 此外， 如前所述， 在设备80处于无源待机状态下时， 由无线开关装置100、 200或300 接收到的无线能量信号仅是用于控制无源唤醒模20中开关部件230的通断(即用来控制何 时由电源70向控制模块30供电)， 例如以采用NPN管搭建的单稳态开关用作开关部件230。

50、为 例， 用于驱动该NPN管进行闭合只需要0.7伏特的电压和微安级别的电流， 如果采用传统的 锗管也只需要0.3伏特电压和微安级别的电流， 当然还有许多具有更低功耗的开关类型可 供本发明选择使用， 所以本无线开关装置只需要很低的射频能耗就能工作， 并且能够使用 精准的定向传输， 由此节省大量无线能量， 避免将大量无线能量辐射到空中而白白浪费掉。 可以理解的是， 即使在与本无线开关装置相配合的无线开关遥控装置中使用例如普通5号 电池， 该电池也能达到理想的工作寿命， 从而不仅方便应用， 而且在大规模应用的情况下完 全能够节省下相当可观的使用费用。 同时， 由于无线开关遥控装置的射频能耗能够有效降。