CN106102140A - 无线传感器的功耗优化方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种无线传感器的功耗优化方法及装置，方法包括：获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；以及通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据，从而降低传输的数据量，降低了无线传感器的功耗，从而延长了传感器使用寿命。

Description

无线传感器的功耗优化方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及无线通讯技术领域，尤其涉及一种无线传感器的功耗优化方法及装置。

背景技术

无线传感器包括采集单元、数据处理单元、主处理器以及通信单元等，在工作时它将由电池或振动发电机提供电源，构成无线传感器网络节点，采集设备的数字信号通过无线传感器网络传输到监控中心的无线网关，直接送入计算机，进行分析处理。比如，数据处理单元把采集单元采集到的微弱信号经过放大，滤波等调理电路后，再经过模数转换，转变为数字信号，送到主处理器进行数字信号处理，计算出传感器的有效值，位移值等，再通过通信单元发送给主机进行分析处理。

无线传感器的上述技术特点为目前的物联网所用，比如在智能养老系统中，在居家养老设备中植入无线传感器等，使老年人的日常生活处于远程监控状态。比如，如果老人走出房屋或摔倒时，智能居家养老系统中的老顽童手表设备能立即通知医护人员或亲属，使老年人能及时得到救助服务；当老年人因饮食不节制、生活不规律而带来各种亚健康隐患时，智能居家养老设备的服务中心也能第一时间发出警报；智能居家养老设备医疗服务中心会提醒老人准时吃药和平时生活中的各种健康事项；如果灶上烧着东西却长时间无人问津，那么安装在厨房里的传感器会发出警报，如果报警一段时间还是无人响应的话，这时候煤气便会自动关闭；老人住所内的水龙头一旦24小时都没有开启过，那么报警系统就会通过电话或短信提醒老人的家人。

目前，无线传感器的通信主要基于ZIGBEE协议，ZIGBEE协议属于低功耗的无线传输协议。但是，比如在智能养老系统中，为了高效的实进行监控，要求无线传感器的采集率较高比如毫秒级采样率，无线传感器往往是高功耗的元件，与此同时，无线传感器的电源仅只有一个纽扣电池来提供，从而使得传感器的使用寿命较短。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种无线传感器的功耗优化方法及装置，用以解决或者缓解现有技术中上述技术问题。

本发明实施例采用的技术方案如下：

本发明实施例提供一种无线传感器的功耗优化方法，其包括：

获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；

通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

优选地，在本发明的任一实施例中，获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配之前包括：

提取行为数据并对提取的行为数据预先进行学习，提取所述特征数据。

优选地，在本发明的任一实施例中，获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配包括：

对采集到的无线数据进行实时分析，提取所述特征数据。

优选地，在本发明的任一实施例中，对采集到的无线数据进行实时分析，提取所述特征数据包括：

根据采集到的无线数据生成对应的趋势曲线，确定所述趋势曲线上的特征点，提取所述趋势曲线上特征点对应的无线数据，作为特征数据。

优选地，在本发明的任一实施例中，确定所述趋势曲线上的特征点包括：

确定所述趋势曲线上的波谷、波峰、持续时间较长位置中任一或者多种的组合，根据波谷、波峰、持续时间较长位置中任一或者多种的组合确定对应的特征点。

优选地，在本发明的任一实施例中，还包括：判断与所述特征数据相似匹配的无线数据的数据量是否达到设定的数据量阈值，如果是，则执行通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；否则继续执行获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配。

优选地，在本发明的任一实施例中，还包括：判断保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据的持续时长是否达到设定的时长阈值；如果是，则执行通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；否则继续执行获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配。

优选地，在本发明的任一实施例中，传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据包括：传输和/或特征数据的与所述特征数据相似匹配的无线数据压缩包。

本发明实施例还提供一种无线传感器的功耗优化装置，其包括：

相似匹配单元，用于获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；

传输单元，用于通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

本发明实施例的技术方案具有以下优点：

通过获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；再通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据，从而降低传输的数据量，降低了无线传感器的功耗，从而延长了传感器使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一无线传感器的功耗优化方法流程示意图；

图2为本发明实施例二无线传感器的功耗优化方法流程示意图；

图3为陀螺仪采集的无线数据趋势曲线示意图；

图4为加速度采集的无线数据趋势曲线示意图；

图5为本发明实施例三无线传感器的功耗优化方法流程示意图；

图6为本发明实施例四无线传感器的功耗优化方法流程示意图；

图7为本发明实施例五无线传感器的功耗优化装置结构示意图；

图8为本发明实施例六无线传感器的功耗优化装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明下述实施例中，通过获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；再通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据，从而降低传输的数据量，降低了无线传感器的功耗，从而延长了传感器使用寿命。

图1为本发明实施例一无线传感器的功耗优化方法流程示意图；如图1所示，其包括：

S101、提取行为数据并对提取的行为数据预先进行学习，提取所述特征数据。

本实施例中，如果应用于智能养老系统，则行为数据包括老人的站、走、坐、摔倒、上下床行为对应的数据。具体地，可以给老人身上和其活动空间中配置对应的无线传感器来生成一系列的行为数据，比如，在鞋上安装G-sensor/压力传感器/陀螺仪等，在床上配置多个红外传感器，在洗手间配置多个红外传感器。

上述行为数据中，站、走、坐、上下床行为对应的数据属于正常情形下，而对于摔倒来说，表明老人有可能出现了险情，因此，将摔倒对应的行为数据作为特征数据。需要说明的是，上述站、走、坐、上下床行为对应的数据也可以同时作为特征数据。

S102、获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；

在特征数据相似匹配时，可以通过曲线对照的方式，也可以将采集到的无线数据绘制成一趋势曲线，使用特征数据在该趋势曲线上进行相似匹配，从而获得采集的到的无线数据中与特征数据相似匹配的有效数据，与现有技术相比，无须保留采集到的所有的无线数据。

S103、通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

本实施例中，无线传输协议可以是ZIGBEE协议，还可以是其他WirelessHD、WiDi、WiGig，详细不再赘述。

与现有技术相比，本实施例中，不是传输所有的无线数据，而是通过特征数据的相似匹配，只保留了无线数据中与有效行为相关的行为数据，因此，在传输时，有效减小了数据量，降低了功耗。

图2为本发明实施例二无线传感器的功耗优化方法流程示意图；如图2所示，其包括：

S201、对采集到的无线数据进行实时分析，提取所述特征数据，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；

本实施例中，步骤S201中在对采集到的无线数据进行实时分析，提取所述特征数据时，可以根据采集到的无线数据生成对应的趋势曲线，确定所述趋势曲线上的特征点，提取所述趋势曲线上特征点对应的无线数据，作为特征数据。

优选地，在确定所述趋势曲线上的特征点时可以确定所述趋势曲线上的波谷、波峰、持续时间较长位置中任一或者多种的组合，根据波谷、波峰、持续时间较长位置中任一或者多种的组合确定对应的特征点。

图3和图4分别为陀螺仪、加速度采集的无线数据趋势曲线示意图；如图3和图4所示，提取这些曲线上波谷、波峰、持续时间较长位置对应的数据作为特征数据。

S202、通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

本实施例中，步骤S202可以参照图1所示实施例，详细不再赘述。

图5为本发明实施例三无线传感器的功耗优化方法流程示意图；如图5所示，其包括：

S501、获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；

本实施例中，步骤S501可参见上述图1或图2所示的实施例，提取行为数据并对提取的行为数据预先进行学习，提取所述特征数据，或者对采集到的无线数据进行实时分析，提取所述特征数据，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

S502、判断与所述特征数据相似匹配的无线数据的数据量是否达到设定的数据量阈值，如果是，则执行步骤S503，否则执行步骤S501。

本实施例中，通过增加数据量判断的步骤，进一步来降低采样率，只有保留的数据量达到设定的数据量阈值时才触发数据的发送。该数据量阈值可以灵活设定，比如可以参照养老系统中所使用的无线传感器的总数量。

S503、通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

本实施例中的步骤S503可以参照上述图1、图2详细不再赘述。

图6为本发明实施例四无线传感器的功耗优化方法流程示意图；如图6所示，其包括：

S601、获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；

本实施例中，步骤S601可参见上述图1或图2所示的实施例，提取行为数据并对提取的行为数据预先进行学习，提取所述特征数据，或者对采集到的无线数据进行实时分析，提取所述特征数据，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

S602、判断保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据的持续时长是否达到设定的时长阈值，如果是，则执行步骤S603，否则执行步骤S601。

本实施例中，通过增加保留数据(无线数据和/或特征数据)的持续时长判断的步骤，进一步来降低采样率，只有保留的时长达到设定的时长阈值时才触发数据的发送。该时长量阈值可以灵活设定，比如可以参照养老系统中所使用的无线传感器的总数量，及其传输的带宽设定。

S603、通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

本实施例中的步骤S603可以参照上述图1、图2详细不再赘述。

在上述图1-图6任一实施例或者每个实施例中，在传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据时可以传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据压缩包。

图7为本发明实施例五无线传感器的功耗优化装置结构示意图；如图7所示，其包括：

相似匹配单元701，用于获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；

传输单元702，用于通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

优选地，本实施例或其他任一实施例中，所述相似匹配单元单元进一步用于提取行为数据并对提取的行为数据预先进行学习，提取所述特征数据。

优选地，本实施例或其他任一实施例中，所述相似匹配单元单元进一步用于对采集到的无线数据进行实时分析，提取所述特征数据。

优选地，本实施例或其他任一实施例中，所述相似匹配单元单元进一步用于根据采集到的无线数据生成对应的趋势曲线，确定所述趋势曲线上的特征点，提取所述趋势曲线上特征点对应的无线数据，作为特征数据。

优选地，本实施例或其他任一实施例中，所述相似匹配单元单元进一步用于确定所述趋势曲线上的波谷、波峰、持续时间较长位置中任一或者多种的组合，根据波谷、波峰、持续时间较长位置中任一或者多种的组合确定对应的特征点。

图8为本发明实施例六无线传感器的功耗优化装置结构示意图；如图6所示，其包括：相似匹配单元701，用于获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；以及传输单元702，用于通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

与上述实施例7不同的是，本实施例中，还包括判断单元703，用于判断与所述特征数据相似匹配的无线数据的数据量是否达到设定的数据量阈值，如果是，则执行通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；否则继续执行获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配；和/或判断保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据的持续时长是否达到设定的时长阈值；如果是，则执行通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；否则继续执行获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配。

需要说明但是，上述实施例中，针对无线数据和/或特征数据的情形包括：

只有无线数据的情形；只有特征数据的情形；既有无线数据，又有特征数据，这种情形，同时把无线数据和特征数据纳入考量，比如判断时常时判断是否达到设定的时长阈值，则分别进行，只有相似匹配的无线数据及对应的特征数据持续时长均达到设定的时长阈值，该时常阈值可以无线数据对应有一个时常阈值，特征数据有另外一个时常阈值。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种无线传感器的功耗优化方法，其特征在于，包括：

获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；

通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配之前包括：

提取行为数据并对提取的行为数据预先进行学习，提取所述特征数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配包括：

对采集到的无线数据进行实时分析，提取所述特征数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，对采集到的无线数据进行实时分析，提取所述特征数据包括：

根据采集到的无线数据生成对应的趋势曲线，确定所述趋势曲线上的特征点，提取所述趋势曲线上特征点对应的无线数据，作为特征数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定所述趋势曲线上的特征点包括：

确定所述趋势曲线上的波谷、波峰、持续时间较长位置中任一或者多种的组合，根据波谷、波峰、持续时间较长位置中任一或者多种的组合确定对应的特征点。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在在于，还包括：判断与所述特征数据相似匹配的无线数据的数据量是否达到设定的数据量阈值，如果是，则执行通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；否则继续执行获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，判断保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据的持续时长是否达到设定的时长阈值；如果是，则执行通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；否则继续执行获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无线传感器包括第一传感器、第二传感器时，获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配之前还包括：

第一传感器通过MCU唤醒第二传感器，使所述第二传感器进行工作模式，以获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配；和/或，判定第二传感器在预定的时间内无数据或者无可靠数据，则使得MCU及所述第二传感器进入休眠模式，只保留第一传感器工作，获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配。

9.一种无线传感器的功耗优化装置，其特征在于，包括：

相似匹配单元，用于获取并对采集到的无线数据进行特征数据的相似匹配，保留与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据；

传输单元，用于通过无线传输协议传输保留的与所述特征数据相似匹配的无线数据和/或特征数据。