CN103188782B - 通信系统及其基于双通道ZigBee的唤醒器 - Google Patents
通信系统及其基于双通道ZigBee的唤醒器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种通信系统及其基于双通道ZigBee的唤醒器，该唤醒器包括：ZigBee发送模块和ZigBee接收模块。由于ZigBee发送模块可连续向低功耗终端节点下发控制指令，这样一旦低功耗终端节点醒来便可以进行数据传输，从而实现对其快速唤醒。而ZigBee接收模块则连续进行频道侦听，如果侦听到数据信息则根据该数据信息的类型进行对应处理，从而实现无线传感器网络中唤醒器与低功耗终端节点的双向可靠通信。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线传感器网络技术，尤其涉及一种通信系统及其基于双通道ZigBee的唤醒器。
背景技术
无线传感器网络的节点常采用电池供电，为了控制节点功耗，往往采用闲置时关闭无线数据收发这个节点中的主要耗能模块来保证低功耗运行。这导致了节点无法实时通信，也限制了节点的信息收发方式。无线传感器网络这种分布式方式的存在，同时由于各个节点的时间不能精确同步，导致无法准确判断节点唤醒，从而使得通信的可靠性得不到保障。
为了解决无线传感器网络中的数据采集发送的需求同时尽可能降低功耗的问题，需要在闲置时关节点的射频使之休眠以节约能耗。而对于节点射频的控制，通常由与其无线连接的唤醒器来控制，目前唤醒器的通常采用单一通信模块，其仅仅支持数据的单向发送，采集后的数据由底向上发送方式定期发送，这种方式避免了休眠节点的唤醒工作，实现了有效采集传输。但是其在实际使用中有着明显的缺点，即它无法实现上层设备对底层休眠节点的有效信息传输。一旦上层需要对底层做操作，传递数据时，由于上层设备无法知道底层设备何时休眠何时唤醒，这种通信方式便无法执行或极度不可靠。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通信系统及其基于双通道ZigBee的唤醒器，以实现无线传感器网络中唤醒器与低功耗终端节点的双向可靠通信以及低功耗终端节点的快速唤醒。
为达到上述目的，本发明一方面提供了一种基于双通道ZigBee的唤醒器，包括：
ZigBee发送模块，用于当上层设备需要向低功耗终端节点下发控制指令时，向所述低功耗终端节点连续下发所述控制指令；
ZigBee接收模块，其与所述ZigBee发送模块占用不同的频道，用于连续进行频道侦听如果侦听到数据信息则根据该数据信息的类型进行对应处理。
本发明的基于双通道ZigBee的唤醒器，所述如果侦听到数据信息则根据该数据信息的类型进行对应处理，具体包括：
当侦听到的数据信息为所述低功耗终端节点上传的数据时，则根据规则将该数据进行队列存储。
本发明的基于双通道ZigBee的唤醒器，所述如果侦听到数据信息则根据该数据信息的类型进行对应处理，具体还包括：
当侦听到的数据信息为所述上层设备向所述低功耗终端节点下发控制指令时，则进一步判断该控制指令的类型；
如果该控制指令为数据回收指令，则将队列中数据上传至所述上层设备；
如果该控制指令为更新指令，则切换至所述ZigBee发送模块的频道，将需要更新的数据以无线方式发送给所述ZigBee发送模块，然后切换回该ZigBee接收模块的频道。
本发明的基于双通道ZigBee的唤醒器，当有数据更新时，所述ZigBee发送模块先将数据更新然后再连续下发数据。
本发明的基于双通道ZigBee的唤醒器，所述的频道侦听所占用的时间不超过所述低功耗终端节点的唤醒周期的1/100。
再一方面，本发明还提供了一种基于ZigBee的通信系统，包括上层设备、唤醒器和低功耗终端节点，所述唤醒器包括：
ZigBee发送模块，用于当上层设备需要向低功耗终端节点下发控制指令时，向所述低功耗终端节点连续下发所述控制指令；
ZigBee接收模块，其与所述ZigBee发送模块占用不同的频道，用于连续进行频道侦听如果侦听到数据信息则根据该数据信息的类型进行对应处理。
本发明的基于ZigBee的通信系统，所述如果侦听到数据信息则根据该数据信息的类型进行对应处理，具体包括：
当侦听到的数据信息为所述低功耗终端节点上传的数据时，则根据规则将该数据进行队列存储。
本发明的基于ZigBee的通信系统，所述如果侦听到数据信息则根据该数据信息的类型进行对应处理，具体还包括：
当侦听到的数据信息为所述上层设备向所述低功耗终端节点下发控制指令时，则进一步判断该控制指令的类型；
如果该控制指令为数据回收指令，则将队列中数据上传至所述上层设备；
如果该控制指令为更新指令，则切换至所述ZigBee发送模块的频道，将需要更新的数据以无线方式发送给所述ZigBee发送模块，然后切换回该ZigBee接收模块的频道。
本发明的基于ZigBee的通信系统，当有数据更新时，所述ZigBee发送模块先将数据更新然后再连续下发数据。
本发明的基于ZigBee的通信系统，所述的频道侦听所占用的时间不超过所述低功耗终端节点的唤醒周期的1/100。
本发明的基于ZigBee的通信系统中，唤醒器采用ZigBee发送模块和ZigBee接收模块双ZigBee通道。其中，ZigBee发送模块在收到上层设备需下发的控制指令时，可连续向低功耗终端节点下发控制指令，这样一旦低功耗终端节点醒来便可以进行数据传输，从而实现低功耗终端节点的快速唤醒。而ZigBee接收模块则连续进行频道侦听，如果侦听到数据信息则根据该数据信息的类型进行对应处理，从而实现无线传感器网络中唤醒器与低功耗终端节点的双向可靠通信。
附图说明
图1为本发明的基于ZigBee的通信系统的系统结构示意图；
图2为本发明的基于ZigBee的通信系统中ZigBee发送模块的信号处理流程图；
图3为本发明的基于ZigBee的通信系统中ZigBee接收模块的信号处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述：
参考图1所示，本实施例的基于ZigBee的通信系统包括上层设备、唤醒器和低功耗终端节点。其中，唤醒器包括ZigBee发送模块和ZigBee接收模块，ZigBee发送模块和ZigBee接收模块分别占用不同的频道。ZigBee发送模块用于当上层设备需要向低功耗终端节点下发控制指令时，向低功耗终端节点连续下发控制指令。其具体流程如图2所示。
结合图3所示，而ZigBee接收模块用于连续进行短时的频道侦听(频道侦听所占用的时间不超过所述低功耗终端节点的唤醒周期的1/100)；如果未侦听到数据信息则控制低功耗终端节点进入休眠周期；如果侦听到数据信息根据该数据信息的类型进行对应处理。具体来说，当侦听到的数据信息为低功耗终端节点上传的数据时，则根据规则将该数据进行队列存储。当侦听到的数据信息为上层设备向低功耗终端节点下发控制指令时，则进一步判断该控制指令的类型；如果该控制指令为数据回收指令，则将队列中数据上传至上层设备；如果该控制指令为更新指令，则切换至ZigBee发送模块的频道，将需要更新的数据以无线方式发送给ZigBee发送模块，然后切换回该ZigBee接收模块的频道。
以上的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种基于双通道ZigBee的唤醒器，其特征在于，包括：
ZigBee发送模块，用于当上层设备需要向低功耗终端节点下发控制指令时，向所述低功耗终端节点连续下发所述控制指令；
ZigBee接收模块，其与所述ZigBee发送模块占用不同的频道，用于连续进行频道侦听如果侦听到数据信息则根据该数据信息的类型进行对应处理；
所述如果侦听到数据信息根据该数据信息的类型进行对应处理，具体包括：当侦听到的数据信息为低功耗终端节点上传的数据时，则根据规则将该数据进行队列存储，当侦听到的数据信息为上层设备向低功耗终端节点下发控制指令时，则进一步判断该控制指令的类型；如果该控制指令为数据回收指令，则将队列中数据上传至上层设备；如果该控制指令为更新指令，则切换至ZigBee发送模块的频道，将需要更新的数据以无线方式发送给ZigBee发送模块，然后切换回该ZigBee接收模块的频道。
2.根据权利要求1所述的基于双通道ZigBee的唤醒器，其特征在于，当有数据更新时，所述ZigBee发送模块先将数据更新然后再连续下发数据。
3.根据权利要求2所述的基于双通道ZigBee的唤醒器，其特征在于，所述的频道侦听所占用的时间不超过所述低功耗终端节点的唤醒周期的1/100。
4.一种基于ZigBee的通信系统，包括上层设备、唤醒器和低功耗终端节点，其特征在于，所述唤醒器包括：
ZigBee发送模块，用于当上层设备需要向低功耗终端节点下发控制指令时，向所述低功耗终端节点连续下发所述控制指令；
ZigBee接收模块，其与所述ZigBee发送模块占用不同的频道，用于连续进行频道侦听如果侦听到数据信息则根据该数据信息的类型进行对应处理；
所述如果侦听到数据信息根据该数据信息的类型进行对应处理，具体包括：当侦听到的数据信息为低功耗终端节点上传的数据时，则根据规则将该数据进行队列存储，当侦听到的数据信息为上层设备向低功耗终端节点下发控制指令时，则进一步判断该控制指令的类型；如果该控制指令为数据回收指令，则将队列中数据上传至上层设备；如果该控制指令为更新指令，则切换至ZigBee发送模块的频道，将需要更新的数据以无线方式发送给ZigBee发送模块，然后切换回该ZigBee接收模块的频道。
5.根据权利要求4所述的基于ZigBee的通信系统，其特征在于，当有数据更新时，所述ZigBee发送模块先将数据更新然后再连续下发数据。
6.根据权利要求5所述的基于ZigBee的通信系统，其特征在于，所述的频道侦听所占用的时间不超过所述低功耗终端节点的唤醒周期的1/100。
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