CN101183947B - 无线传感器节点id号及通信时隙配置装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置及方法，其特征在于包括：微处理器、电子开关、拨码开关和上拉电阻；微处理器控制电子开关的导通或关断，以此控制电源与上拉电阻的导通或切断，当电子开关导通电源为上拉电阻供电通过时，微处理器可以通过I/O口读取拨码开关的开关组合状态信息，后将这个状态信息作为节点的ID号；无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置；所述无线传感器节点的ID号根据拨码开关的不同开关状态组合进行确定。本发明通过硬件设置和方法的改进，一方面简化了时隙的分配过程，另一方面降低了系统的功耗。由于其结构简单，使用方便，非常适合在工业现场检测领域的无线传感器网络中普及推广。

Description

无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置及方法

技术领域

本发明涉及一种无线传感器节点通信控制方法及装置，尤其涉及一种无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置及方法。

背景技术

无线传感器网络具有节点体积小、安装方便、节能等优点，目前在状态检测领域获得了广泛的应用。由于无线传感器节点一般由电池供电，为了延长无线传感器节点的使用寿命，需要在硬件设计和通信协议两个方面考虑节点的节能问题。在硬件设计上通常采用微功耗器件，而广泛使用网络的通信协议都是基于TDMA(时分多址接入)方式的媒体接入控制协议。TDMA方式是一种无竞争的媒体接入控制协议，每一个无线传感器节点会获取一个通信时隙，在属于自己的通信时隙内进行数据通信，而在其它时隙内可以关闭无线通信单元，避免了节点间的通信冲突，同时实现节能。现有的时隙分配方法一般都是在网络初始化阶段，通过网络自组织协议完成通信时隙的分配，这样的方案存在的主要问题是软件编程复杂、更换无线传感器节点需要网络重新初始化，并且在网络初始化过程中存在着无线传感器节点因信道竞争而造成的能量浪费等。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种简单、高效、节能的时隙分配装置及方法，该方法和装置具有将无线传感器节点的ID号分配与时隙分配结合在一起，无线传感器节点通过自己的ID号即可确定通信时隙号，并允许安装现场根据需要动态调整无线传感器节点的ID号。本发明采用的技术方案是这样实现的：

一种无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置，其特征在于包括：微处理器、电子开关、拨码开关和上拉电阻；所述电子开关的一端连接在装置的主电源上，另一端分别通过上拉电阻与拨码开关的一侧开关相连接，其中电子开关的控制端连接在微处理器上；所述拨码开关连有上拉电阻的一侧开关连接到微处理器的I/O口上，拨码开关的另一侧开关接地；所述微处理器控制电子开关的导通或关断，以此控制电源与上拉电阻的导通或切断，当电子开关导通电源为上拉电阻供电通过时，微处理器可以通过I/O口读取拨码开关的开关组合状态信息，后将这个状态信息作为节点的ID号；无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置，其特征在于所述电子开关为场效应管。

一种使用权利要求1所述的无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置的方法，其特征在包括如下步骤：

a、无线传感器节点在上电或复位开始工作后，通过微处理器在电子开关的控制端上施加控制信号，使电子开关处于导通状态，为与拨码开关相连的上拉电阻供电；

b、然后微处理器通过与拨码开关相连的I/O口，读取拨码开关的状态信息，从而确定无线传感器节点的ID号；

c、无线传感器节点在确定了ID号后，控制电子开关进入关闭状态，切断施加在拨码开关上拉电阻上的电源；

d、微处理器根据这一ID号计算出自己的通信时隙。

所述无线传感器节点的ID号根据拨码开关的不同开关状态组合进行确定。

由于采用了上述技术方案，本发明提供的无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置及方法，通过硬件完成设置，同时采用可控电子开关，根据需要对拨码配置开关进行供电，一方面简化了时隙的分配过程，另一方面降低了系统的功耗。由于其结构简单，价格低廉，非常适合在工业现场检测领域的无线传感器网络中普及推广。

附图说明

图1为本发明的装置结构示意图；

图2为本发明工作流程图；

图1为本发明的说明书摘要附图。

图中：1、微处理器，2、场效应管，3、拨码开关，4、上拉电阻。

具体实施方式

如图1所示，该无线传感器节点的微处理器1为MSP430F147，ID号与时隙分配单元由一个场效应管2(这里选用P沟道增强型场效应管SI2301)，一个拨码开关以及与拨码开关各通道相连的阻值为10K欧姆的上拉电阻组成。微处理器通过控制SI2301的栅极为低电平打开配置单元的供电电源，控制SI2301的栅 极为高电平则可以关闭配置单元的供电电源。无线传感器节点的主电源通过场效应管2为拨码开关3的上拉电阻4供电；所述场效应管的2导通与关断状态可由无线传感器节点的微处理器1通过与场效应管2的栅极相连的I/O口进行控制，拨码开关不同的开关状态组合定义该无线传感器节点的ID号。无线传感器节点按如下步骤进行ID号的分配和通信时隙的确定：

a、无线传感器节点在上电或复位开始工作后，通过微处理器1在电子开关的控制端上施加控制信号，使电子开关处于导通状态，为与拨码开关相连的上拉电阻供电；

b、然后微处理器1通过与拨码开关3相连的I/O口，读取拨码开关的状态信息，从而确定无线传感器节点的ID号；

c、无线传感器节点在确定了ID号后，控制电子开关进入关闭状态，切断施加在拨码开关上拉电阻上的电源；

d、微处理器1根据这一ID号计算出自己的通信时隙。

由于是通过在场效应管2的栅极上施加合适的控制信号，使场效应管处于导通状态，为拨码开关的上拉电阻供电，然后，无线传感器节点的微处理器1通过与拨码开关相连的I/O口，读取拨码开关3的状态信息，从而确定该节点的ID号，并根据这一ID号选择该节点的通信时隙(例如，传感器节点可以将自己的ID号作为通信时隙号，即1号无线传感器节点使用1号时隙，2号无线传感器节点使用2号时隙，其余依此类推)；而且在节点确定了ID号和通信时隙后，控制场效应管2栅极进入关闭状态，切断施加在拨码开关3上拉电阻4上的电源，避免上拉电阻4对电池的持续放电，实现节能。另外拨码开关的位数决定检测系统单元内可以使用的无线传感器节点的个数。

配置软件流程图如图2所示。代码程序如下：

Power_Off()；    //关闭射频模块

P1OUT&＝～onoff；  //控制SI2301进入导通状态

Onoff()；   //通过I/O口读取节点ID号

P1OUT|＝onoff；    //控制SI2301进入关闭状态

ID＝N_ID-1；

if(！(ID＝＝0))

{

TimerA_Count＝(ID＜＜10)+(ID＜＜9)+(ID＜＜6)+(ID＜＜5)+(ID＜＜2)+(

ID＜＜1)；     //计算通信时隙

TimerA_Start(TimerA_Count)；

TimerA_Flag＝1；

while(TimerA_Flag)；

}

else

TimerA_Count＝0；

}

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置，其特征在于包括：微处理器(1)、电子开关、拨码开关(3)和上拉电阻(4)；所述电子开关的一端连接在装置的主电源上，另一端分别通过上拉电阻与拨码开关的一侧开关相连接，其中电子开关的控制端连接在微处理器上；所述拨码开关连有上拉电阻的一侧开关连接到微处理器的I/O口上，拨码开关的另一侧开关接地；

所述微处理器控制电子开关的导通或关断，以此控制电源与上拉电阻的导通或切断，当电子开关导通电源为上拉电阻供电通过时，微处理器可以通过I/O口读取拨码开关的开关组合状态信息，后将这个状态信息作为节点的ID号。

2.根据权利要求1所述的无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置，其特征在于所述电子开关为场效应管(2)。

3.一种使用权利要求1所述的无线传感器节点ID号及通信时隙配置装置的方法，其特征在包括如下步骤：

a、无线传感器节点在上电或复位开始工作后，通过微处理器(1)在电子开关的控制端上施加控制信号，使电子开关处于导通状态，为与拨码开关相连的上拉电阻供电；

b、然后微处理器(1)通过与拨码开关(3)相连的I/O口，读取拨码开关的状态信息，从而确定无线传感器节点的ID号；

c、无线传感器节点在确定了ID号后，控制电子开关进入关闭状态，切断施加在拨码开关上拉电阻上的电源；

d、微处理器(1)根据这一ID号计算出自己的通信时隙。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述无线传感器节点的ID号根据拨码开关(3)的不同开关状态组合进行确定。

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