CN107613548A - Ap模式下无线芯片的低功耗实现方法及相应的无线芯片 - Google Patents

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Abstract

一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，无线芯片包含接收模块和发送模块，以信标为一个收发数据循环的起始标志，将两个相邻信标之间的时间段分割为工作周期和低耗周期；工作周期中打开无线芯片中的接收模块和发送模块的电源；低耗周期中，关闭无线芯片中的接收模块和发送模块的电源。本发明的优点在于当数据量较少时，系统可以较多的进入低功耗模式，大大的降低电流消耗。

Description

AP模式下无线芯片的低功耗实现方法及相应的无线芯片
技术领域
本发明涉及芯片管理技术领域，具体涉及AP模式下无线芯片的低功耗实现方法。
背景技术
当前的生产生活中人们越来越离不开无线网络的支持。无线网络有多种，包括大众最耳熟能详的WIFI网络，还有蓝牙、红外、NFC等。各种不同网络或者不同应用场合的通信各自具有与众不同的特点，针对不同的特点，芯片的管理实现方法也有所不同。在突发连续少量通信数据的应用场合中，可以直接使用现有的普通无线芯片进行通信，但存在浪费能源（电源）的情况，不利环境保护。对于手持和移动设备来说，还不影响电池续航能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，应用于具有突发连续收发数据特点的场合，系统较多处于低功耗状态，大大减小总功耗，节约能源。
一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，无线芯片包含接收模块和发送模块，以信标beacon为一个收发数据循环的起始标志，将两个相邻信标之间的时间段分割为工作周期和低耗周期；工作周期中打开无线芯片中的接收模块和发送模块的电源；低耗周期中，关闭无线芯片中的接收模块和发送模块的电源。
上述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，所述低耗周期中，关闭无线芯片中的接收模块和发送模块的电源后，继续判断无线芯片是否需要发送数据，如不需发送数据，则维持无线芯片发送模块电源的关闭状态，如无线芯片需发送数据，则临时打开无线芯片中的发送模块的电源，发送数据。
上述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，所述工作周期中如曾接收数据，则标记一收数标志，令收数标志有效。
上述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，所述低耗周期中，判断收数标志是否有效，如有效则继续接收数据，如无效则关闭无线芯片中的接收模块（5）和发送模块（6）的电源。
上述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，退出所述低耗周期时，复位所述收数标志。
上述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，所述工作周期和低耗周期的周期时长相等或不相等。
上述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，所述工作周期和低耗周期构成一信标间隔，以信标间隔为最小执行单元循环执行收发数据的任务。
上述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，所述的信标间隔的时长为100ms或200ms或300ms。
一种AP模式下实现低功耗的无线芯片，包含以下模块：
电源模块，为全系统供电；
时钟模块，与电源模块连接，为全系统提供工作时钟；
收发控制器，与电源模块、时钟模块连接；
存储器，与电源模块、时钟模块、收发控制器连接，缓存与存储收发控制器交换的数据；
接收模块，与电源模块、时钟模块以及收发控制器连接，接收无线信号并解调，接收模块与电源模块之间还设有开关；
发送模块，与电源模块、时钟模块以及收发控制器连接，调制信号并通过无线发射，发送模块与电源模块之间还设有开关；
所述收发控制器间隔相等时间发送一信标，并将两信标间的时间段分割为工作周期和低耗周期；工作周期打开接收模块和发送模块的电源开关，低耗周期先关闭接收模块和发送模块的电源开关。
本发明的优点和有益效果是：令系统尽量进入低耗工作状态，减少能耗，节约能源。对于使用电池供电的系统而言，还能延长设备的使用期限。
附图说明
图1是本发明实施例的流程示意图。
图2是本发明实施例的连接框图。
图3是本发明的一个具体应用实例示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本发明做进一步阐述。
无线芯片包含接收模块5和发送模块6，本发明提供了一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，其包含，以信标为一个收发数据循环的起始标志，将两个相邻信标之间的时间段分割为工作周期和低耗周期；工作周期中打开无线芯片中的接收模块5和发送模块6的电源；低耗周期中，关闭无线芯片中的接收模块5和发送模块6的电源。从而降低无线芯片的总体功耗。
但由于低功耗状态关闭接收模块5和发送模块6，不进行数据的收发，无法接收或发送在这一时间段突发的数据，降低通信效率，影响使用者的使用感受。因此，进一步的，本发明还对低耗周期做了进一步优化：当无线芯片自身需要发送数据时，如果处于低耗周期，则无线芯片主动开启发送模块6，以保证所有数据及时发出。更进一步，考虑到一般数据包的收发有一个突发机制，即连续几秒一直有数据收发，然后几秒甚至几分钟无数据包。基于以上规律，增加一个措施：如果在工作周期收到数据，那么在低耗周期也要保持接收状态，这样在有连续突发数据收发时，可以一直保持接收模块5开启的接收状态，使设备正常通信。
具体的，如图1所示，是一个较佳的AP模式下无线芯片的低功耗收发管理流程。在无线芯片作为无线接入点（AP：Access Point）工作期间，如图1所示，在时间轴上不停重复工作周期和低耗周期，在每个循环中收发数据。以信标（beacon）为一个收发数据循环的起始标志，将两个信标之间的时间段分割为工作周期和低耗周期。工作周期中打开无线芯片中的接收模块5和发送模块6电源，如工作周期中曾接收数据，则标记一收数标志，令收数标志有效。进入低耗周期后，首先判断收数标志是否有效，如有效则说明当前正处在收数的过程中，需继续接收数据。数据接收完成后、退出低耗周期前，复位所述收数标志。若收数标志无效，则说明当前无待接收的数据，关闭无线芯片中的接收模块（5）和发送模块（6）的电源。然后判断无线芯片是否需发送数据，如无线芯片需发送数据，则首先打开无线芯片中的发送模块6电源，然后才能发送数据。低耗周期结束意味着一个收发管理循环结束。
所述工作周期和低耗周期的先后顺序可调，较合理的顺序是先工作周期后低耗周期。进入循环后首先发送信标通知数据交换的另一方，随即进入所述工作周期，收和/或发数据。工作周期结束后，自动进入低耗周期。
上述的工作周期和低耗周期的时长相等，每一个收发管理循环时长固定，先经过时长为T工作的工作周期，再经过时长为T低耗的低耗周期。出于更节能的考虑，或者由于需交换的数据量较大，T工作和T低耗也可以不相等。在收发管理循环时长固定的前提下，为了更节能，可以缩短T工作的时长，为了收发更多数据，可以延长T工作的时长。
另一种更智能的工作周期和低耗周期更替的方式是在工作周期中设置检测收或发数据结束的模块，工作周期随收/发操作的结束而结束，不受固定时长的约束。
工作周期和低耗周期构成一个信标间隔，以信标间隔为最小执行单元循环执行收发数据的任务，信标间隔时长为100ms、200ms或300ms。
如图2所示，为了实现以上的方案，需要的硬件支持包含：电源模块1、时钟模块2、收发控制器3、存储器4、接收模块5和发送模块6。
电源模块1为系统中其他各模块提供稳定电源。
时钟模块2，与电源模块1连接，为系统中其他各模块提供工作时钟。
收发控制器3与电源模块1、时钟模块2、存储器4、接收模块5和发送模块6连接。收发控制器3负责控制本系统运行，起到中央控制器的作用，管理数据收发、开关通断。收发控制器3间隔相等时间发送一信标，并将两信标间的时间段分割为工作周期和低耗周期；工作周期打开接收模块5和发送模块6的电源开关，低耗周期关闭接收模块5和发送模块6的电源开关。
存储器4，与电源模块1、时钟模块2、收发控制器3连接，用于缓存与收发控制器3交换的数据。
接收模块5，与电源模块1、时钟模块2以及收发控制器3连接，接收无线信号并解调，接收模块5与电源模块1之间还设有开关，所述开关受收发控制器3控制。
发送模块6，与电源模块1、时钟模块2以及收发控制器3连接，调制信号并通过无线发射，发送模块6与电源模块1之间还设有开关，所述开关受收发控制器3控制。
如图3所示，是一个应用了低功耗实现方法的无线芯片ESP8266的具体实施例。智能洗衣机只需在开始洗衣时设置工作模式等信息，之后不需要人工干预，是一个典型的突发、少量数据的通信系统。无线芯片ESP8266长时间处于无交换的状态下，很适合本发明所提出的实现方法。
洗衣机中设置了无线芯片ESP8266，无线芯片ESP8266工作在AP模式下，用户操作手机端的应用程序APP控制洗衣机，无线芯片ESP8266作为洗衣机端的接入点直接与手机收发数据。无线芯片ESP8266再通过串口或其他种类的端口与洗衣机的控制模块交换数据，转达指令。
根据多次试验，无线芯片ESP8266在接收模块5和发送模块6工作时，整个无线芯片ESP8266消耗的电流一般为60-80毫安。如果关闭接收模块5和发送模块6的电源，则消耗的电流一般为15-18毫安，由此可知，采用本发明所述的方案后节约了40~50%的功耗。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (9)

1.一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，无线芯片包含接收模块（5）和发送模块（6），其特征在于，以信标为一个收发数据循环的起始标志，将两个相邻信标之间的时间段分割为工作周期和低耗周期；工作周期中打开无线芯片中的接收模块（5）和发送模块（6）的电源；低耗周期中，关闭无线芯片中的接收模块（5）和发送模块（6）的电源。
2.如权利要求1所述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，其特征在于，所述低耗周期中，关闭无线芯片中的接收模块（5）和发送模块（6）的电源后，继续判断无线芯片是否需要发送数据，如不需发送数据，则维持无线芯片发送模块（6）电源的关闭状态，如无线芯片需发送数据，则临时打开无线芯片中的发送模块（6）的电源，发送数据。
3.如权利要求1所述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，其特征在于，所述工作周期中如曾接收数据，则标记一收数标志，令收数标志有效。
4.如权利要求3所述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，其特征在于，所述低耗周期中，判断收数标志是否有效，如有效则继续接收数据，如无效则关闭无线芯片中的接收模块（5）和发送模块（6）的电源。
5.如权利要求4所述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，其特征在于，退出所述低耗周期时，复位所述收数标志。
6.如权利要求1所述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，其特征在于，所述工作周期和低耗周期的周期时长相等或不相等。
7.如权利要求1所述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，其特征在于，所述工作周期和低耗周期构成一信标间隔，以信标间隔为最小执行单元循环执行收发数据的任务。
8.如权利要求7所述的一种AP模式下无线芯片的低功耗实现方法，其特征在于，所述的信标间隔的时长为100ms或200ms或300ms。
9.一种AP模式下实现低功耗的无线芯片，其特征在于，包含以下模块：
电源模块（1），为全系统供电；
时钟模块（2），与电源模块（1）连接，为全系统提供工作时钟；
收发控制器（3），与电源模块（1）、时钟模块（2）连接；
存储器（4），与电源模块（1）、时钟模块（2）、收发控制器（3）连接，缓存与存储收发控制器（3）交换的数据；
接收模块（5），与电源模块（1）、时钟模块（2）以及收发控制器（3）连接，接收无线信号并解调，接收模块（5）与电源模块（1）之间还设有开关；
发送模块（6），与电源模块（1）、时钟模块（2）以及收发控制器（3）连接，调制信号并通过无线发射，发送模块（6）与电源模块（1）之间还设有开关；
所述收发控制器（3）间隔相等时间发送一信标，并将两信标间的时间段分割为工作周期和低耗周期；工作周期打开接收模块（5）和发送模块（6）的电源开关，低耗周期先关闭接收模块（5）和发送模块（6）的电源开关。
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