[发明专利]构造无线通信设备以获得运动传感功能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线数据通信系统及利用电磁波运动传感的系统。更具体地，本发明涉及一种电路系统，其以连续地分配时间的方式执行无线数据通信和运动传感的双重功能。

背景技术

传统上，无线通信设备(如，WiFi网络中的WiFi网络接入点或适配器或者蜂窝通信网络中的便携式电话)仅仅用于数据或语音通信。运动检测系统通常单独地作为独立设备实施，例如防盗报警系统和测速雷达。

一种运动检测技术是基于多普勒效应的。多普勒效应是观察者相对于/远离波源运动的波频率的变化。当观察者靠近波源运动时，感测到的波的频率较高，但是当观察者远离波源运动时，则较低。多普勒效应也被应用到一些类型的雷达中。几乎所有的物体表面都能够反射电磁波。为了检测运动的物体，将无线电波束对准目标物体。无线电波束朝着波源被反射回去。如果目标物体进一步远离波源运动，那么反射波的波长增加，如果靠近，则降低。通过测量各个连续波，可以计算出目标物体的速度。

在传统的家庭自动化系统中，诸如照明系统、空调设备等的电器与无线通信设备连接。最常用的无线通信系统是Zigbee规范(一套利用小的、低功率数字无线电的高级通信协议，其基于用于低速无线个人区域网络(LR-WPAN)的IEEE 802.15.4-2003标准)。在Zigbee系统中，通过手持控制器设备或者计算机远程控制电器。为了节能和增强系统的灵活性，外部运动传感器也被连接到与无线通信设备一起工作的电器。这种结构通常产生复杂的安装和较高的成本。

在更现代的系统中，因为无线数据通信和运动检测技术两者均囊括了电磁波的传送和接收，所以人们已经实现了将两者组合到了单个系统中的效果。对于这种组合系统，人们可以找到多个实际的应用。例如，在照明控制中，可以通过无线控制器来打开和关闭灯，并且当没有人在室内时，灯能自动地关掉。但是，大部分这样的系统需要将两个完全不同的部分简单地组合来形成单个单元，或者需要专用电路，导致高的成本和/或高度的复杂性。将运动传感功能集成到无线通信设备中的其他好处在于：可以利用用于无线通信的相同的无线控制器来改变例如检测范围、敏感度、频道的结构参数。那就意味着对于运动传感就不需要分离的附加控制器。此外，因为运动传感功能被集成到了无线通信设备中，所以运动传感能够获得与环境的交互操作。例如，通过使用通信设备的信道扫描功能，运动传感模块能够利用具有不同信号强度的不同信道，使得多个运动传感器能够同时在小的确定区域中运行，而不会导致错误的运动检测。

在美国专利No.6,084,530中，公开了一种调制的反向散射传感器系统。该反向散射传感器系统利用射频识别(RFID)标签来促进标签运动的检测，该标签可以附接到目标物体。在该公开文本中，RFID标签自身将RF信号(包括模拟信号)传送给传感器。对于RFID数据通信和多普勒信号分析，构建了定制电路。因此，该系统仅仅可利用RFID技术实施和专门应用。此外，在该系统中，用对干扰敏感的调制载波信号来进行运动传感。

美国专利申请公开号2008/0056390公开了一种估计运动的移动通信设备的多普勒频率及其运动速度的方法。在该公开文本中，这种方法被用在蜂窝或者WLAN通信网络中，其中具有至少一个移动通信设备和多个基站。无线通信覆盖范围被分成多个区域，在该无线通信覆盖范围中，移动通信设备能够保持足够的信号强度。当在区域间行进时，信号随着移动通信设备靠近或者然后远离零交点而变弱和变强。然后，由在移动通信设备和基站之间交换的前导信号和导频信号的衰减来计算多普勒频率。因此，在该公开中的运动传感特征是专用于蜂窝或者WLAN通信网络技术的，并且只能检测通信网络中的移动通信设备的运动。

另一种运动传感涉及将回转器嵌入到移动通信设备中，从而使得移动设备自身能够检测它自己的运动并将该信息传送给通信网络中的基站。美国专利申请公开号2008/0238703公开了这样的系统。但是，这样的系统不能用来检测随机对象的运动。

因此，在本领域中需要一种改进的无线通信系统，其包括集成的运动检测功能。

发明内容

根据本发明的实施例，无线通信系统被改进以包括附加的运动传感器的功能。本发明通过下述方式提供了运动传感能力：改进传统的无线通信部件，避免使用外部器件或者必须将两组分别专用于无线通信和运动检测的器件组合起来。这样降低了成本和系统的复杂性。