CN105722198A - 一种针对低速率无线网络的通信功耗降低方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针对低速率无线网络的通信功耗降低方法，所述方法应用于ZigBee无线网络中，设有节点A和节点B，节点A用于发出命令，节点B用于接收命令，所述方法包括：S1：节点A启动，发现有命令需要发送给节点B；S2：节点A开启接收功能，等待节点B发出心跳信号；S3:节点B每间隔第一预设时间自动唤醒一次，并进入接收状态等待第二预设时间；S4：节点A收到心跳信号，立即将命令发送给节点B；S5:节点B成功接收到命令，执行对应操作，本次通信交互完成，实现了方法设计合理，降低了Zigbee无线网络的通信功耗的技术效果。

Description

一种针对低速率无线网络的通信功耗降低方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，具体地，涉及一种针对低速率无线网络的通信功耗降低方法。
背景技术
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
Zigbee技术推出后，我们发现一个问题，其路由节点必须持续供电，不能使用电池供电，原因是路由节点为了能使用转发功能，必须开启实时接收功能，而实时接收状态的功耗在几十毫安级别，电池不足以支持其功耗，也就是说Zigbee协议，具有超低功耗特性的设备，只能发送不能接收。
综上所述，本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
在现有技术中，现有的Zigbee无线网络的通信存在功耗较高的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种针对低速率无线网络的通信功耗降低方法，解决了现有的Zigbee无线网络的通信存在功耗较高的技术问题，实现了方法设计合理，降低了Zigbee无线网络的通信功耗的技术效果。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种针对低速率无线网络的通信功耗降低方法，所述方法应用于ZigBee无线网络中，设有节点A和节点B，节点A用于发出命令，节点B用于接收命令，所述方法包括：
S1：节点A启动，发现有命令需要发送给节点B；
S2：节点A开启接收功能，等待节点B发出心跳信号；
S3:节点B每间隔第一预设时间自动唤醒一次，并进入接收状态等待第二预设时间；
S4：节点A收到心跳信号，立即将命令发送给节点B；
S5:节点B成功接收到命令，执行对应操作，本次通信交互完成。
进一步的，所述第一预设时间为1s。
进一步的，所述第二预设时间为50ms。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了将针对低速率无线网络的通信功耗降低方法设计为，所述方法应用于ZigBee无线网络中，设有节点A和节点B，节点A用于发出命令，节点B用于接收命令，所述方法包括：S1：节点A启动，发现有命令需要发送给节点B；S2：节点A开启接收功能，等待节点B发出心跳信号；S3:节点B每间隔第一预设时间自动唤醒一次，并进入接收状态等待第二预设时间；S4：节点A收到心跳信号，立即将命令发送给节点B；S5:节点B成功接收到命令，执行对应操作，本次通信交互完成，即通过加入低功耗的逻辑和方法认证过程完成通信，本发明通过节点多数时候处于深度休眠，而短暂进入唤醒接收状态来降低平均功耗，节点A只在有待发送数据的时候才会处于唤醒态，在这种状态下，节点A会至少只需要等待节点B，1个心跳周期即可完成数据传输；节点B周期性发出心跳命令，发出后进入射频等待接收状态,节点Ｂ的功耗是恒定可计算的，且由于睡眠唤醒机制（低功耗机制）的引入，等效功耗大大降低，所以，有效解决了现有的Zigbee无线网络的通信存在功耗较高的技术问题，进而实现了方法设计合理，降低了Zigbee无线网络的通信功耗的技术效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定，在附图中：
图1是本申请实施例一中针对低速率无线网络的通信功耗降低方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种针对低速率无线网络的通信功耗降低方法，解决了现有的Zigbee无线网络的通信存在功耗较高的技术问题，实现了方法设计合理，降低了Zigbee无线网络的通信功耗的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一：
在实施例一中，请参考图1，提供了一种针对低速率无线网络的通信功耗降低方法，所述方法应用于ZigBee无线网络中，设有节点A和节点B，节点A用于发出命令，节点B用于接收命令，所述方法包括：
S1：节点A启动，发现有命令需要发送给节点B；
S2：节点A开启接收功能，等待节点B发出心跳信号；
S3:节点B每间隔第一预设时间自动唤醒一次，并进入接收状态等待第二预设时间；
S4：节点A收到心跳信号，立即将命令发送给节点B；
S5:节点B成功接收到命令，执行对应操作，本次通信交互完成。
其中，在本申请实施例中，所述第一预设时间为1s。
其中，在本申请实施例中，所述第二预设时间为50ms。
其中，在本申请实施例中，本方法的具体应用为：
某无线夜灯，有灯和遥控开关两部分构成，夜灯由锂电池供电，无线开关由干电池供电。假设无线开关为节点A，夜灯为节点B：
S1：夜灯开启后，每间隔1s自动唤醒一次，并进入接收状态等待50ms，如果50ms秒内接收到控制命令则开灯，否则继续休眠，直到下一次定时唤醒到来；
S2：人触控到无线开关，开关进入接收状态，等待接收到节点B的心跳命令；
S3:无线开关接收到心跳命令，立即发出开灯命令给夜灯；
S4：夜灯执行开灯30秒钟后，进入深度睡眠，1秒钟后定时唤醒，并尝试再次发出心跳；
通过本发明可以实现的效果：原本处于接收状态的功耗如果为100，那么，本发明使得接收节点的等效功耗为100*50ms/1000ms=5，也就是等效功耗仅为原来的百分之5，同等电池电量，待机时间延长至原来的5倍，效益、体验显而易见。
其中，目前的射频芯片简单划分可以认为有四种模式：射频发送模式：该模式功耗最大，平均电流在100mA以上；射频接收模式：平均电流在70mA左右；射频唤醒模式：功耗较低在6mA左右；如上，如果直接使用芯片的硬件唤醒功能，那么系统最低功耗不低于6mA，一颗1000mAh的电池，能确保该系统使用200小时不到，还没到7天；而如果射频核处于第四种模式，射频关闭模式，则射频芯片部分的功耗最低可以到1uA以内，采用本方法，通过间歇性唤醒并进入接受状态的方法，可以做到单电池，待机超过6个月甚至1年。本发明的意义在于，算法和逻辑，通过复杂的程序操作去完成原本不可能实现的续航时间。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
由于采用了将针对低速率无线网络的通信功耗降低方法设计为，所述方法应用于ZigBee无线网络中，设有节点A和节点B，节点A用于发出命令，节点B用于接收命令，所述方法包括：S1：节点A启动，发现有命令需要发送给节点B；S2：节点A开启接收功能，等待节点B发出心跳信号；S3:节点B每间隔第一预设时间自动唤醒一次，并进入接收状态等待第二预设时间；S4：节点A收到心跳信号，立即将命令发送给节点B；S5:节点B成功接收到命令，执行对应操作，本次通信交互完成，即通过加入低功耗的逻辑和方法认证过程完成通信，本发明通过节点多数时候处于深度休眠，而短暂进入唤醒接收状态来降低平均功耗，节点A只在有待发送数据的时候才会处于唤醒态，在这种状态下，节点A会至少只需要等待节点B，1个心跳周期即可完成数据传输；节点B周期性发出心跳命令，发出后进入射频等待接收状态,节点Ｂ的功耗是恒定可计算的，且由于睡眠唤醒机制（低功耗机制）的引入，等效功耗大大降低，所以，有效解决了现有的Zigbee无线网络的通信存在功耗较高的技术问题，进而实现了方法设计合理，降低了Zigbee无线网络的通信功耗的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种针对低速率无线网络的通信功耗降低方法，其特征在于，所述方法应用于ZigBee无线网络中，设有节点A和节点B，节点A用于发出命令，节点B用于接收命令，所述方法包括：
S1：节点A启动，发现有命令需要发送给节点B；
S2：节点A开启接收功能，等待节点B发出心跳信号；
S3:节点B每间隔第一预设时间自动唤醒一次，并进入接收状态等待第二预设时间；
S4：节点A收到心跳信号，立即将命令发送给节点B；
S5:节点B成功接收到命令，执行对应操作，本次通信交互完成。
2.根据权利要求1所述的针对低速率无线网络的通信功耗降低方法，其特征在于，所述第一预设时间为1s。
3.根据权利要求1所述的针对低速率无线网络的通信功耗降低方法，其特征在于，所述第二预设时间为50ms。
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