CN110958676A - 一种低功耗休眠设备唤醒方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种低功耗休眠设备唤醒方法及系统，包括S1，发送设备根据预设的发送周期循环发送包括短前导码和接收地址的唤醒码；S2，接收设备根据预设的唤醒周期自动唤醒并在预设的唤醒持续时间内打开对应的无线接收模块，检测空中是否存在所述唤醒码；S3，若所述接收设备检测到空中存在所述唤醒码，则分析所述唤醒码中的接收地址是否与自身的地址一致；S4，若所述接收地址与所述接收设备的地址一致，则接收后续的数据包，并在接收完所述数据包后进入低功耗休眠状态；否则直接进入低功耗休眠状态；降低了低功耗休眠设备唤醒过程中的功耗。

Description

一种低功耗休眠设备唤醒方法及系统
技术领域
本申请涉及数据通信技术领域，具体而言，涉及一种低功耗休眠设备唤醒方法及系统。
背景技术
在物联网应用中，系统的低功耗性能是非常重要的指标，而在无线通信系统中，接收机想要正常接收无线数据，设备必须处于高能耗的接收状态，为了解决这个问题，于是就产生了无线空中唤醒技术(Wake On Radio，WOR),该技术原理就是控制接收机在接收、休眠两种状态不停的切换，这一方式可以降低系统平均功耗。在“接收+休眠”的系统中，如果发送机在接收机休眠期间发送数据，显然该数据包无法发送成功，所以，发送方需要利用上述的WOR技术，目前市面上的WOR技术原理是：发送方在发送数据前，需要发送长前导码用于唤醒设备，接收机周期定时接收查看是否有收到前导码，如果接收机收到前导码则一直处于接收状态，直到接收数据完成。但是，这种方式会将全网的所有接收机长时间唤醒，使得其他节点依然无法做到低功耗。
发明内容
本申请的目的在于提供一种低功耗休眠设备唤醒方法及系统，用以实现降低低功耗休眠设备唤醒时的功耗的技术效果。
第一方面，本申请实施例提供了一种低功耗休眠设备唤醒方法，包括：
S1，发送设备根据预设的发送周期循环发送包括短前导码和接收地址的唤醒码；
S2，接收设备根据预设的唤醒周期自动唤醒并在预设的唤醒持续时间内打开对应的无线接收模块，检测空中是否存在所述唤醒码；
S3，若所述接收设备检测到空中存在所述唤醒码，则分析所述唤醒码中的接收地址是否与自身的地址一致；
S4，若所述接收地址与所述接收设备的地址一致，则接收后续的数据包，并在接收完所述数据包后进入低功耗休眠状态；否则直接进入低功耗休眠状态。
在上述实现过程中，发送设备在设置的发送周期内循环发送包含了短前导码和接收地址的唤醒码；接收设备根据设置的唤醒周期自动唤醒后根据设置的唤醒持续时间打开对应的无线接收模块，检测空中是否有发送设备发出的唤醒码；如果检测到唤醒码就分析唤醒码中的接收地址是否是自身的地址，如果是就继续接收后续的数据包，在数据包接收完毕后进入低功耗休眠状态；否则立即进入低功耗休眠状态。通过短前导码和接收地址降低了各个接收设备的唤醒时间，降低了接收机的接收功耗。
进一步地，所述接收设备的所述唤醒持续时间大于所述发送设备单次发送所述唤醒码和所述数据包的时间。
在上述实现过程中，接收设备的唤醒持续时间大于发送设备单次发送唤醒码和数据包的时间，保证接收设备可以一次性接收完整的数据包。
进一步地，所述方法还包括：
所述接收设备接收数据时根据所述数据包的长度调节所述唤醒持续时间。
在上述实现过程中，接收设备还可以根据数据包的长度自动调节唤醒持续时间，避免未接收到完整的数据包进行二次发送增加更多地功耗。
进一步地，所述方法还包括：所述发送设备和所述接收设备根据预设的校准周期进行时间校准。
在上述实现过程中，发送设备和接收设备在运行一段时间后还可以根据设置的校准周期进行时间校准，保证数据传输的可靠性。
进一步地，所述方法还包括：所述发送设备在各个所述接收设备的唤醒周期内重复发送所述唤醒码。
在上述实现过程中，发送设备在接收设备的接收周期内就重复发送唤醒码，提高接收设备的唤醒成功率。
第二方面，本申请实施例提供一种低功耗休眠设备唤醒系统，包括，发送设备和与所述发送设备连接的多个接收设备；所述发送设备根据预设的发送周期循环发送包括短前导码和接收地址的唤醒码；所述接收设备根据预设的唤醒周期自动唤醒并在预设的唤醒持续时间内打开对应的无线接收模块，检测空中是否存在所述唤醒码；若检测到空中存在所述唤醒码，则分析所述唤醒码中的接收地址是否与自身的地址一致；若所述接收地址与所述接收设备的地址一致，则在接收完后续的数据包后再进入低功耗休眠状态；若所述接收地址与所述接收设备的地址不对应，则直接进入低功耗休眠状态。
在上述实现过程中，发送设备在设置的发送周期内循环发送包含了短前导码和接收地址的唤醒码；接收设备根据设置的唤醒周期自动唤醒后根据设置的唤醒持续时间打开对应的无线接收模块，检测空中是否有发送设备发出的唤醒码；如果检测到唤醒码就分析唤醒码中的接收地址是否是自身的地址，如果是就继续接收后续的数据包，在数据包接收完毕后进入低功耗休眠状态；否则立即进入低功耗休眠状态。通过短前导码和接收地址降低了各个接收设备的唤醒时间，降低了接收机的接收功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例提供的长接收设备电流消耗图；
图2为本申请实施例提供的休眠+接收循环系统能耗图；
图3为本申请实施例提供的传统WOR空中唤醒方式能耗图；
图4为本申请实施例提供的传统WOR单点唤醒目标接收设备与非目标接收设备的能耗图；
图5为本申请实施例提供的低功耗休眠设备唤醒方法流程示意图；
图6为本申请实施例提供的低功耗休眠设备能耗图；
图7为本申请实施例提供的低功耗休眠设备唤醒系统结构示意图。
图标：10-低功耗休眠设备唤醒系统；100-发送设备；200-接收设备。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参看图1-图4，图1为本申请实施例提供的长接收设备电流消耗图；图2为本申请实施例提供的休眠+接收循环系统能耗图；图3为本申请实施例提供的传统WOR空中唤醒方式能耗图；图4为本申请实施例提供的传统WOR单点唤醒目标接收设备与非目标接收设备的能耗图。
经申请研究发现，如果将系统的整个工作时间划分为若干个周期，假设系统周期为1000ms，接收机长时间处于接收状态，其能耗图如图1所示。采用休眠+接收循环的方式时，系统在周期内只需要很短的时间处于接收，其余时间处于休眠，其能耗图如图2所示；可以看出采用第二种方式，整个系统的平均功耗会大大降低。在“接收+休眠”的系统中，如果发送机在接收机休眠期间发送数据，显然该数据包无法发送成功，所以，发送方需要利用WOR技术。目前市面上的WOR技术原理是：发送方在发送数据前，需要发送长前导码用于唤醒设备，接收机周期定时接收查看是否有收到前导码，如果收到前导码则一直处于接收状态，直到接收数据完成；其能耗图如图3所示。在WOR技术中如果采用单点唤醒的方式唤醒目标接收设备，那么其他非目标接收设备也会处于高接收状态，功耗较高。所以本申请提供一种低功耗休眠设备唤醒方法，以降低低功耗休眠设备唤醒时的功耗。
请参看图5，图5为本申请实施例提供的低功耗休眠设备唤醒方法流程示意图。本申请实施例提供的低功耗休眠设备唤醒方法通过短前导码+接收地址+数据包的方式对目标接收设备进行唤醒；具体内容如下所述。
步骤S1，发送设备根据预设的发送周期循环发送包括短前导码和接收地址的唤醒码。
发送设备在需要发送数据时可以根据设置的发送周期循环发送携带短前导码和接收地址的唤醒码。
为了提高接收设备唤醒的成功率，发送设备还可以在各个接收设备的唤醒周期内重复发送唤醒码。
步骤S2，接收设备根据预设的唤醒周期自动唤醒并在预设的唤醒持续时间内打开对应的无线接收模块，检测空中是否存在所述唤醒码。
接收设备根据预设的唤醒周期进行周期性唤醒，当接收设备唤醒后，就会启动对应的无线接收模块检测空中是否存在唤醒码，以便唤醒后可以及时接收到数据包。
为了保证数据包能够被一次性的完整地接收。接收设备的唤醒持续时间应大于发送设备单次发送唤醒码和数据包的时间。在一种实施方式中，接收设备的唤醒持续时间可以通过接收设备先分析数据包长度，然后在数据包中发送一个表示数据包长度的数据，接收设备根据传输速度自动调节唤醒持续时间。
步骤S3，若所述接收设备检测到空中存在所述唤醒码，则分析所述唤醒码中的接收地址是否与自身的地址一致。
接收设备在检测到空中存在唤醒码后，就将唤醒码中携带的接收地址于自身的地址进行比对，分析是否与自身的地址一致。
步骤S4，若所述接收地址与所述接收设备的地址一致，则接收后续的数据包，并在接收完所述数据包后进入低功耗休眠状态；否则直接进入低功耗休眠状态。
接收设备如果通过比对发现接收地址与自身的地址一致，那么就继续接收后续的数据包，待数据包接收完毕后再进入低功耗休眠状态。如果通过比对发现接收地址与自身的地址不一致，则直接进入低功耗休眠状态。
为了保证发送设备发送唤醒码的准确性和接收设备在准确地时间自动唤醒，发送设备和接收设备还可以根据设置的校准周期进行时间校准。
在一种实施方式中，发送设备和接收设备在进行10次周期性循环以后，校准一次时间。需要说明的是，发送设备和接收设备的校准周期可以根据实际应用需求进行设置，并不局限于上述设置的次数。
请参看图6、图7，图6为本申请实施例提供的低功耗休眠设备能耗图；图7为本申请实施例提供的低功耗休眠设备唤醒系统结构示意图。
本申请实施例提供一种低功耗休眠设备唤醒系统10，该低功耗休眠设备唤醒系统10包括发送设备100和与发送设备100连接的多个接收设备200。所述发送设备100根据预设的发送周期循环发送包括短前导码和接收地址的唤醒码；接收设备200根据预设的唤醒周期自动唤醒并在预设的唤醒持续时间内打开对应的无线接收模块，检测空中是否存在唤醒码；若检测到空中存在唤醒码，则分析唤醒码中的接收地址是否与自身的地址一致；若接收地址与接收设备200的地址一致，则在接收完后续的数据包后再进入低功耗休眠状态；若接收地址与接收设备200的地址不对应，则直接进入低功耗休眠状态。
在一种实施方式中，设定系统中，接收设备200单次接收最大长度的数据包需要的最小时间为T0，那么在系统中，接收设备200每个唤醒周期持续的唤醒时间T1>＝T0，其设定的整个唤醒周期T2＝T1*n,其中n＝1，2，3……，n越大，系统整体平均功耗越低，接收数据延迟越大，n越小，系统整体平均功耗越高，接收数据延迟越小。发送设备100发送单次唤醒码和数据的时间为T3<＝T0，发送设备100持续发送的发送周期为T4＝T2；接收设备200在对应的唤醒周期T2时间内自动唤醒，唤醒持续为T1,在T1时间内打开无线接收模块，检测空中是否存在无线唤醒码，检测到唤醒码以后，进行地址过滤(分析接收地址是否与自身地址一致)，然后根据发送设备100中数据包的长度动态调节本次唤醒持续时间，最大化节省系统功耗。
综上所述，本申请实施例提供一种低功耗休眠设备唤醒方法及系统，包括S1，发送设备根据预设的发送周期循环发送包括短前导码和接收地址的唤醒码；S2，接收设备根据预设的唤醒周期自动唤醒并在预设的唤醒持续时间内打开对应的无线接收模块，检测空中是否存在所述唤醒码；S3，若所述接收设备检测到空中存在所述唤醒码，则分析所述唤醒码中的接收地址是否与自身的地址一致；S4，若所述接收地址与所述接收设备的地址一致，则接收后续的数据包，并在接收完所述数据包后进入低功耗休眠状态；否则直接进入低功耗休眠状态；降低了接收设备唤醒过程中的功耗。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种低功耗休眠设备唤醒方法，其特征在于，包括：
S1，发送设备根据预设的发送周期循环发送包括短前导码和接收地址的唤醒码；
S2，接收设备根据预设的唤醒周期自动唤醒并在预设的唤醒持续时间内打开对应的无线接收模块，检测空中是否存在所述唤醒码；
S3，若所述接收设备检测到空中存在所述唤醒码，则分析所述唤醒码中的接收地址是否与自身的地址一致；
S4，若所述接收地址与所述接收设备的地址一致，则接收后续的数据包，并在接收完所述数据包后进入低功耗休眠状态；否则直接进入低功耗休眠状态。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收设备的所述唤醒持续时间大于所述发送设备单次发送所述唤醒码和所述数据包的时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述接收设备接收数据时根据所述数据包的长度调节所述唤醒持续时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述发送设备和所述接收设备根据预设的校准周期进行时间校准。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述发送设备在各个所述接收设备的唤醒周期内重复发送所述唤醒码。
6.一种低功耗休眠设备唤醒系统，其特征在于，包括，发送设备和与所述发送设备连接的多个接收设备；
所述发送设备根据预设的发送周期循环发送包括短前导码和接收地址的唤醒码；
所述接收设备根据预设的唤醒周期自动唤醒并在预设的唤醒持续时间内打开对应的无线接收模块，检测空中是否存在所述唤醒码；若检测到空中存在所述唤醒码，则分析所述唤醒码中的接收地址是否与自身的地址一致；若所述接收地址与所述接收设备的地址一致，则在接收完后续的数据包后再进入低功耗休眠状态；若所述接收地址与所述接收设备的地址不对应，则直接进入低功耗休眠状态。
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