CN106060771A - Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法及装置。其中Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法包括：获取Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量；在剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率；监听Zigbee传输设备的数据通信事件，以确定Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率；以及在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率低于预设的第一成功率阈值时，再次提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率。利用本方案，可以有效提高供电部件的使用寿命，避免了电池使用的后期电量的消耗速度高于前期消耗的速度给正常使用带来的困扰。

Description

Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术，特别是涉及Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法及装置。

背景技术

Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词，是一种短距离、低功耗的无线通信技术。Zigbee依靠其近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本的特点，特别适合用来组建智能家电控制网络、无线传感器网络等局域网络。

Zigbee的突出优势是低功耗，在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持1个节点工作6～24个月，甚至更长。Zigbee传输设备的电池使用时间取决于很多因素，例如，电池种类、容量和应用场合等。通过对大量Zigbee传输设备的使用情况的统计发现，电池使用的后期电量的消耗速度高于前期消耗的速度，这对于正常使用带来了困扰，影响了传输的可靠性。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种传输可靠性高的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法。

本发明一个进一步的目的是要提高Zigbee传输设备的用电效率。

特别地，本发明提供了一种Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法，其包括：获取Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量；在剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率；监听Zigbee传输设备的数据通信事件，以确定Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率；以及在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率低于预设的第一成功率阈值时，再次提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率。

可选地，在监听Zigbee传输设备的数据通信事件的步骤之后还包括：在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率高于预设的第二成功率阈值时，降低Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，其中第二成功率阈值设置成大于第一成功率阈值。

可选地，在获取Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量的步骤之前还包括：获取Zigbee传输设备的组网触发指令；以及按照组网触发指令以预设的组网传输功率进行组网通信，并在组网完成后，以预设的初始数据传输功率进行数据通信，组网传输功率高于初始数据传输功率。

可选地，在确定剩余电量低于预设的第一电量阈值之后还包括：增大Zigbee传输设备主动发起数据通信的时间间隔。

可选地，在获取Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量的步骤之后还包括：在剩余电量低于预设的第二电量阈值的情况下，输出指示Zigbee传输设备电量耗尽的提示信号。

可选地，提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率的步骤包括：根据预设的功率调节等级将Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率提高至邻近的上一等级，功率调节等级预先按照供电部件的供电能力以及Zigbee传输设备的所在的工作环境进行配置。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置，其包括：获取模块，配置成获取Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量；第一调整模块，配置成在剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率；通信监听模块，配置成监听Zigbee传输设备的数据通信事件，以确定Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率；第二调整模块，配置成在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率低于预设的第一成功率阈值时，再次提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率。

可选地，第二调整模块还配置成：在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率高于预设的第二成功率阈值时，降低Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，其中第二成功率阈值设置成大于第一成功率阈值。

可选地，上述Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置还包括：组网模块，配置成获取Zigbee传输设备的组网触发指令，并按照组网触发指令以预设的组网传输功率进行组网通信，并在组网完成后，以预设的初始数据传输功率进行数据通信，组网传输功率高于初始数据传输功率。

可选地，上述Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置还包括：第三调整模块，配置成在剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，增大Zigbee传输设备主动发起数据通信的时间间隔；提示模块，配置成在剩余电量低于预设的第二电量阈值的情况下，输出指示Zigbee传输设备电量耗尽的提示信号。

本发明的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法，由于在Zigbee传输设备的供电部件经过使用后，其剩余电量低于某一设定阈值后，提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，从而减少因Zigbee传输设备的通信失败出现的重发情况，从而避免电量过快消耗，虽然单次通信的功耗上升，但与通信重发耗费的电量相比仍然明显降低，经过长期运行的测试，确定该方案可以有效提高供电部件的使用寿命，避免了电池使用的后期电量的消耗速度高于前期消耗的速度给正常使用带来的困扰。

进一步地，本发明的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法，还可以在每次对数据通信的传输功率进行调整后的通信情况进行监听，根据通信成功率动态对Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率进行调整，在通信成功率低于预设的第一成功率阈值时，再次提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，在通信成功率高于预设的第二成功率阈值时，降低Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，从而在保证Zigbee传输设备进行数据通信的通信成功率的情况下，尽量减少对电量的消耗。

更进一步地，本发明的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法，在进行组网通信时，优先使用高于正常数据传输功率的功率进行通信，提高了组网的成功率。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明一个实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置的示意图；

图2是根据本发明另一实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法的示意图；以及

图4是根据本发明另一实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法的流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置100的示意图。本实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置100适用的Zigbee传输设备，可以选择使用电池等作为电源进行供电。Zigbee传输设备可以设置于诸如智能家电、墙壁开关、智能灯具、分布式传感器等电子设备中，以供传输运行数据、测量数据、控制指令等，实现这些电子设备的远程数据传输。

本实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置100一般性地可以包括：获取模块110、第一调整模块120、通信监听模块130、第二调整模块140。获取模块110可以配置成获取Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量，如本领域普通技术人员所习知的，可以根据供电部件中电池等器件输出电压确定剩余电量。

在剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，第一调整模块120可以配置成提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率。上述第一电量阈值可以根据Zigbee传输设备的应用场合以及供电部件的电量容量和特性进行设置，并可以根据实际测试总结得出，例如在标称电量的40％～60％中进行选择。在一些可选实施例中，可以通过测试得出电量消耗速度升高的数值，作为第一电量阈值，也就是在电量消耗速度升高前预先通过传输功率的动态调整，延长供电部件的使用寿命。

经过发明人对Zigbee传输设备的大量测试以及研究，确定出供电部件使用的后期电量的消耗速度高于前期消耗的速度的主要原因在于，Zigbee在传输出现错误的情况下，一般会启动自动重发机制，随着Zigbee传输设备的使用时间增长，有可能出现通信成功率下降的情况，此时频繁进行重发，必然导致电量消耗速度升高。因此本实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置100，通过提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率保证Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率，避免频繁发起数据重发，从而延长了电量消耗速度。

在现有技术中，无线通讯特别是Zigbee通信方式中，一般使用固定发射功率进行数据通讯，一般发射功率根据传输距离确定。距离远使用较大的发射功率，距离近使用较小的发射功率。而且认为电量消耗过快一般是由于功耗过大，因此延长电量续航时间的常用手段为关闭部分功能或者减小功率，而本实施例中针对Zigbee的传输特性，改变了现有技术的技术偏见，采用提高输出传输功率的方式，避免电量消耗过快。

通信监听模块130可以配置成监听Zigbee传输设备的数据通信事件，以确定Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率。通信监听模块130可以根据Zigbee传输设备进行数据通讯时接收到的正确响应或者进行重发的次数来确定通信成功率。第二调整模块140可以配置成在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率低于预设的第一成功率阈值时，再次提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率。第一成功率阈值可以根据Zigbee传输设备进行正常数据通信时的成功率进行设置，在通信环境较好的情况下，第一成功率阈值可以设置较高。在通信环境较差的情况下，第一成功率阈值可以设置更低，容许一定程度的重发，避免使用过大的传输功率。

通信监听模块130和第二调整模块140可以循环工作，在对进行数据通信的传输功率进行调整后，通信监听模块130重新确定出通信成功率后，在通信成功率仍然小于第一成功率阈值的情况下，第二调整模块140可以逐级递增调整传输功率，直至通信成功率满足第一成功率阈值的要求。

第二调整模块140还可以配置成：在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率高于预设的第二成功率阈值时，降低Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，其中第二成功率阈值设置成大于第一成功率阈值。第二成功率阈值也可以根据Zigbee传输设备进行正常数据通信时的成功率进行设置，其值大于第一成功率阈值，也就是在保证Zigbee传输设备的数据传输成功率的情况下，使用适合当前通信环境的传输功率。从而，第二调整模块140可以根据Zigbee传输设备的通信成功率动态调整Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率。

第一调整模块120和第二调整模块140可以根据预设的功率调节等级将Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率逐级提高或降低，例如在提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率时，可以根据预设的功率调节等级将Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率提高至邻近的上一等级，在降低Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率时，可以根据预设的功率调节等级将Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率降低至邻近的下一等级。功率调节等级预先按照供电部件的供电能力以及Zigbee传输设备的所在的工作环境进行配置。在具体调节时，可以通过修改Zigbee传输设备的通信参数来实现。

图2是根据本发明另一实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置100的示意图。该Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置100在上一实施例的基础上可以灵活增加组网模块150、第三调整模块160、提示模块170等部件。

组网模块150可以配置成获取Zigbee传输设备的组网触发指令，并按照组网触发指令以预设的组网传输功率进行组网通信，并在组网完成后，以预设的初始数据传输功率进行数据通信，组网传输功率高于初始数据传输功率。

自组网是Zigbee的另一重要技术优势，Zigbee传输设备间在可以在其通信范围内自动组网，形成网状拓扑结构，在Zigbee通信网中的设备出现变化时，还可以自动重新组网对原有拓扑结构进行刷新。由于在自组网时对传输效率要求更高，组网模块150可以使用高于输出数据传输功率的组网传输功率进行组网数据传输，提高组网效率。

第三调整模块160，配置成在剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，增大Zigbee传输设备主动发起数据通信的时间间隔。从而通过减少主动发起数据通信的次数减少电量消耗。

为了保证用户有足够的时间更换电池等供电部件，提示模块170可以配置成在剩余电量低于预设的第二电量阈值的情况下，输出指示Zigbee传输设备电量耗尽的提示信号。提示模块170可以通过指示灯等方式输出上述提示信号，在一些可选实施例中，提示模块170也可以通过Zigbee向用户发出指示剩余电量不足的信息。上述第二电量阈值一般小于上述第一电量阈值。

图3是根据本发明一个实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法的示意图。该Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法可以由上述任一实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置100执行，以通过改变Zigbee传输设备的传输功率，延长其供电部件的供电时间。该Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法一般性地可以包括：

步骤S302，获取Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量；

步骤S304，判断剩余电量是否低于预设的第一电量阈值；

步骤S306，在剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率；

步骤S308，监听Zigbee传输设备的数据通信事件，以确定Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率；

步骤S310，判断Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率是否低于预设的第一成功率阈值；

步骤S312，在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率低于预设的第一成功率阈值时，再次提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率。

在完成步骤S312之后，可以重新执行步骤S310，在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率仍然低于预设的第一成功率阈值时，继续提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，直至Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率满足第一成功率阈值的要求或者传输功率达到极值。

上述第一电量阈值可以根据Zigbee传输设备的应用场合以及供电部件的电量容量和特性进行设置，并可以根据实际测试总结得出，例如在标称电量的40％～60％中进行选择。在一些可选实施例中，可以通过测试得出电量消耗速度升高的数值，作为第一电量阈值，也就是在电量消耗速度升高前预先通过传输功率的动态调整，延长供电部件的使用寿命。本实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法通过提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率保证Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率，避免频繁发起数据重发，从而延长了电量消耗速度，克服现有技术的技术偏见，有效地避免了电池使用的后期电量的消耗速度高于前期消耗的速度给正常使用带来的困扰。

步骤S308可以根据Zigbee传输设备进行数据通讯时接收到的正确响应或者进行重发的次数来确定通信成功率。

在监听Zigbee传输设备的数据通信事件的步骤之后还可以在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率高于预设的第二成功率阈值时，降低Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，其中第二成功率阈值设置成大于第一成功率阈值。第二成功率阈值也可以根据Zigbee传输设备进行正常数据通信时的成功率进行设置，其值大于第一成功率阈值，也就是在保证Zigbee传输设备的数据传输成功率的情况下，使用适合当前通信环境的传输功率。从而，第二调整模块140可以根据Zigbee传输设备的通信成功率动态调整Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率。

在获取Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量的步骤之前还可以包括：获取Zigbee传输设备的组网触发指令；以及按照组网触发指令以预设的组网传输功率进行组网通信，并在组网完成后，以预设的初始数据传输功率进行数据通信，组网传输功率高于初始数据传输功率。由于在自组网时对传输效率要求更高，可以通过使用高于输出数据传输功率的组网传输功率进行组网数据传输，提高组网效率。

可选地，在确定剩余电量低于预设的第一电量阈值之后还可以通过增大Zigbee传输设备主动发起数据通信的时间间隔，从而通过减少主动发起数据通信的次数减少电量消耗。

为了保证用户有足够的时间更换电池等供电部件，在获取Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量的步骤之后还可以包括：在剩余电量低于预设的第二电量阈值的情况下，输出指示Zigbee传输设备电量耗尽的提示信号。提示信号可以通过指示灯等方式输出，在一些可选实施例中，提示信号也可以通过Zigbee向用户发出指示剩余电量不足的信息来输出。上述第二电量阈值一般小于上述第一电量阈值。

图4是根据本发明另一实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法的流程图。该Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法包括：

步骤S402，获取Zigbee传输设备的组网触发指令，该组网触发指令可以通过Zigbee传输设备的本地按钮触发也可以通过检测Zigbee传输网络中节点发生变化自动触发；

步骤S404，按照组网触发指令以预设的组网传输功率进行组网通信，组网传输功率高于初始数据传输功率；

步骤S406，以预设的初始数据传输功率开始进行数据通信；

步骤S408，获取Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量；

步骤S410，判断剩余电量是否低于预设的第一电量阈值，若剩余电量高于预设的第一电量阈值，则定时重新执行步骤S408；

步骤S412，在剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率；

步骤S414，监听Zigbee传输设备的数据通信事件，以确定Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率；

步骤S416，判断Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率是否低于预设的第一成功率阈值，若判断结果为否则执行步骤S420；

步骤S418，在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率低于预设的第一成功率阈值时，再次提高Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，并返回执行步骤S416；

步骤S420，判断Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率是否高于预设的第二成功率阈值，若判断结果为否，则执行步骤S424；

步骤S422，在Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率高于预设的第二成功率阈值时，降低Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，并返回执行步骤S416；

步骤S424，维持当前的进行数据通信的传输功率；

步骤S426，判断剩余电量是否低于预设的第二电量阈值，若剩余电量高于预设的第二电量阈值，则定时重新执行步骤S408；

步骤S428，输出指示Zigbee传输设备电量耗尽的提示信号。在输出提示信号后，Zigbee传输设备可以仍然维持当前的进行数据通信的传输功率继续进行通信，直至用户更换供电部件。

以上流程为本实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法的一种可选实现方式，在具体应用时，可以根据实际的工作环境对上述步骤进行灵活配置，以通过减少因Zigbee传输设备的通信失败，避免电量过快消耗。其采用的功率调整手段包括在组网(绑定阶段)使用较大的发射功率，在正常数据传输过程中使用较小的发射功率；在电池电量剩余较少的情况下，使用较大的发射功率(避免多次重试耗费过多的电能)；在多次发送失败的情况下，提高发射功率，如果发现传输成功率较高，信号较好的情况下调低发射功率。

另外本实施例的Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法，还可以在保证Zigbee传输设备进行数据通信的通信成功率的情况下，尽量减少对电量的消耗。并且在进行组网通信时，优先使用高于正常数据传输功率的功率进行通信，提高组网的成功率。从而根据具体使用工况灵活改变发射功率，一方面保证传输质量、另一方面还可以节省功耗，延长电池待机时间。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种Zigbee传输设备的传输功率动态调整方法，包括：

获取所述Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量；

在所述剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，提高所述Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率；

监听所述Zigbee传输设备的数据通信事件，以确定所述Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率；以及

在所述Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率低于预设的第一成功率阈值时，再次提高所述Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在监听所述Zigbee传输设备的数据通信事件的步骤之后还包括：

在所述Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率高于预设的第二成功率阈值时，降低所述Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，其中所述第二成功率阈值设置成大于所述第一成功率阈值。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在获取所述Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量的步骤之前还包括：

获取所述Zigbee传输设备的组网触发指令；以及

按照所述组网触发指令以预设的组网传输功率进行组网通信，并在组网完成后，以预设的初始数据传输功率进行数据通信，所述组网传输功率高于所述初始数据传输功率。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定所述剩余电量低于预设的第一电量阈值之后还包括：

增大所述Zigbee传输设备主动发起数据通信的时间间隔。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在获取所述Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量的步骤之后还包括：

在所述剩余电量低于预设的第二电量阈值的情况下，输出指示所述Zigbee传输设备电量耗尽的提示信号。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，提高所述Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率的步骤包括：

根据预设的功率调节等级将所述Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率提高至邻近的上一等级，所述功率调节等级预先按照所述供电部件的供电能力以及所述Zigbee传输设备的所在的工作环境进行配置。

7.一种Zigbee传输设备的传输功率动态调整装置，包括：

获取模块，配置成获取所述Zigbee传输设备的供电部件的剩余电量；

第一调整模块，配置成在所述剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，提高所述Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率；

通信监听模块，配置成监听所述Zigbee传输设备的数据通信事件，以确定所述Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率；

第二调整模块，配置成在所述Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率低于预设的第一成功率阈值时，再次提高所述Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述第二调整模块还配置成：

在所述Zigbee传输设备数据通讯的通信成功率高于预设的第二成功率阈值时，降低所述Zigbee传输设备进行数据通信的传输功率，其中所述第二成功率阈值设置成大于所述第一成功率阈值。

9.根据权利要求7所述的装置，还包括：

组网模块，配置成获取所述Zigbee传输设备的组网触发指令，并按照所述组网触发指令以预设的组网传输功率进行组网通信，并在组网完成后，以预设的初始数据传输功率进行数据通信，所述组网传输功率高于所述初始数据传输功率。

10.根据权利要求7所述的装置，还包括：

第三调整模块，配置成在所述剩余电量低于预设的第一电量阈值的情况下，增大所述Zigbee传输设备主动发起数据通信的时间间隔；

提示模块，配置成在所述剩余电量低于预设的第二电量阈值的情况下，输出指示所述Zigbee传输设备电量耗尽的提示信号。