CN114205897A - 一种ZigBee休眠唤醒方法、相关装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ZigBee休眠唤醒方法、相关装置及系统，ZigBee网络中协调器节点和终端节点采用星形拓扑，协调器节点接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文并开启唤醒报文计时器，当目标终端节点在唤醒保持时间段内接收到唤醒报文后，会向协调器节点发送唤醒应答，协调器节点接收到唤醒应答后停止唤醒报文计时器计时以及停止向目标终端节点发送唤醒报文，并向目标终端节点发送功能报文。本发明中终端节点只有在唤醒保持时间段内接收到协调器节点发送的唤醒报文后才发送唤醒应答，从而避免了因处理信标帧带来的功耗。由于协调器节点与终端节点采用的点对点通信，因此提高了ZigBee网络的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，更具体的说，涉及一种ZigBee休眠唤醒方法、相关装置及系统。
背景技术
当前ZigBee网络的工作模式可以分为信标(Beacon)模式和非信标(Non-beacon)模式。为了最大限度的节约能源消耗，在信标模式下，ZigBee网络中的协调器节点(即主节点)周期性的向所有的网络设备发送(包括路由器和终端节点，终端节点也即子节点)信标帧，从而实现ZigBee网络中所有网络设备的同步唤醒和同步休眠。但是，在信标模式下各个网络设备接收信标帧的过程会导致ZigBee网络的功耗增加。
在非信标模式下，所有网络设备均以竞争方式接入信道，不需要协调器节点周期性的向终端节点发送信标帧。与此同时，ZigBee网络在非信标模式下采用子节点向父节点提取数据，父节点为子节点缓存数据的机制，使得子节点设备可以周期性进入休眠模式，从而达到低功耗的目的，因此，非信标模式可以解决ZigBee网络在信标模式下存在的高功耗的问题。但是，由于父节点需要缓存子节点报文，因此非信标模式会导致父节点的RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)资源被占用，导致ZigBee网络的实时性大大降低。
综上，如何提供一种ZigBee休眠唤醒的方法实现在降低ZigBee网络功耗的同时，提高ZigBee网络的实时性，成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明公开一种ZigBee休眠唤醒方法、相关装置及系统，以实现终端节点只有在唤醒保持时间段内接收到协调器节点发送的唤醒报文后，才会进入ZigBee网络向协调器节点发送唤醒应答，从而减少因处理信标帧带来的功耗。另外，由于作为主节点的协调器节点与作为子节点的终端节点采用的是点对点通信，无需缓存终端节点的报文，因此大大提高了ZigBee网络的实时性。
一种ZigBee休眠唤醒方法，应用于ZigBee网络中的协调器节点，所述协调器节点和所述ZigBee网络中的各个终端节点采用星形拓扑，所述方法包括：
当接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器；其中，所述唤醒报文的发送周期小于所述目标终端节点的唤醒保持时间，所述唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期；
判断在所述唤醒报文计时器的计时时间内是否接收到所述目标终端节点针对所述唤醒报文发送的唤醒应答，其中，所述唤醒应答为所述目标终端节点周期性休眠唤醒后，在唤醒保持时间段内接收到所述唤醒报文后发送；
如果是，则停止所述唤醒报文计时器计时以及停止向所述目标终端节点发送所述唤醒报文；
向所述目标终端节点发送功能报文。
可选的，还包括：
如果在所述唤醒报文计时器的计时时间内未接收到所述唤醒应答，则停止所述唤醒报文计时器计时以及停止向所述目标终端节点发送所述唤醒报文。
一种ZigBee休眠唤醒方法，应用于ZigBee网络中的终端节点，所述终端节点和所述ZigBee网络中的协调器节点采用星形拓扑，所述方法包括：
当休眠计时器计时结束时从休眠状态切换为唤醒状态，并开启唤醒计时器；
判断在所述唤醒计时器计时的唤醒保持时间段内是否接收到所述协调器节点发送的唤醒报文；
如果是，则向所述协调器节点发送唤醒应答，停止所述唤醒计时器计时，并开启功能报文接收计时器；
在所述功能报文接收计时器的计时时间内等待接收所述协调器节点发送的功能报文。
可选的，还包括：
当在所述唤醒保持时间段内未接收到所述唤醒报文时，从所述唤醒状态切换为所述休眠状态。
可选的，还包括：
判断在所述功能报文接收计时器的计时时间内是否接收到所述功能报文；
如果是，则向所述协调器节点发送功能报文应答，并停止所述功能报文接收计时器计时。
可选的，还包括：
如果在所述功能报文接收计时器的计时时间未接收到所述功能报文，则停止所述功能报文接收计时器计时。
可选的，还包括：
当对所述功能报文处理完成后，由当前工作状态进入休眠状态。
一种协调器节点，所述协调器节点和ZigBee网络中的各个终端节点采用星形拓扑，所述协调器节点包括：
发送单元，用于当接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器；其中，所述唤醒报文的发送周期小于所述目标终端节点的唤醒保持时间，所述唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期；
第一判断单元，用于判断在所述唤醒报文计时器的计时时间内是否接收到所述目标终端节点针对所述唤醒报文发送的唤醒应答，其中，所述唤醒应答为所述目标终端节点周期性休眠唤醒后，在唤醒保持时间段内接收到所述唤醒报文后发送；
第一停止单元，用于在所述第一判断单元判断为是的情况下，停止所述唤醒报文计时器计时以及停止向所述目标终端节点发送所述唤醒报文；
功能报文发送单元，用于向所述目标终端节点发送功能报文。
一种终端节点，所述终端节点和ZigBee网络中的协调器节点采用星形拓扑，所述终端节点包括：
唤醒单元，用于当休眠计时器计时结束时从休眠状态切换为唤醒状态，并开启唤醒计时器；
第二判断单元，用于判断在所述唤醒计时器计时的唤醒保持时间段内是否接收到所述协调器节点发送的唤醒报文；
唤醒应答单元，用于在所述第二判断单元判断为是的情况下，向所述协调器节点发送唤醒应答，停止所述唤醒计时器计时，并开启功能报文接收计时器；
等待接收单元，用于在所述功能报文接收计时器的计时时间内等待接收所述协调器节点发送的功能报文。
一种ZigBee休眠唤醒系统，包括上述所述的协调器节点以及多个上述所述的终端节点，所述协调器节点和多个所述终端节点采用星形拓扑，所述协调器节点和各个所述终端节点之间采用MAC层协议通信。
从上述的技术方案可知，本发明公开了一种ZigBee休眠唤醒方法、相关装置及系统，ZigBee网络中协调器节点和终端节点采用星形拓扑，协调器节点接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器，唤醒报文的发送周期小于目标终端节点的唤醒保持时间，唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期，当目标终端节点在唤醒保持时间段内接收到唤醒报文后，会向协调器节点发送唤醒应答，当协调器节点在唤醒报文计时器的计时时间内接收到唤醒应答后，停止唤醒报文计时器计时以及停止向目标终端节点发送唤醒报文，并向目标终端节点发送功能报文。本发明中终端节点只有在唤醒保持时间段内接收到协调器节点发送的唤醒报文后，才会进入ZigBee网络向协调器节点发送唤醒应答，从而避免了因处理信标帧带来的功耗。另外，由于作为主节点的协调器节点与作为子节点的终端节点采用的是点对点通信，无需缓存终端节点的报文，因此，大大提高了ZigBee网络的实时性。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据公开的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种ZigBee网络的星形拓扑结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种ZigBee休眠唤醒方法流程图；
图3为本发明实施例公开的一种唤醒报文发送与终端节点休眠时间的关系；
图4为本发明实施例公开的另一种ZigBee休眠唤醒方法流程图；
图5为本发明实施例公开的另一种ZigBee休眠唤醒方法流程图；
图6为本发明实施例公开的另一种ZigBee休眠唤醒方法流程图；
图7为本发明实施例公开的一种协调器节点的结构示意图；
图8为本发明实施例公开的一种终端节点的结构示意图。
具体实施方式
为解决ZigBee网络在信标模式下存在的ZigBee网络功耗增加，以及在非信标模式下存在的ZigBee网络实时性降低的问题，本发明中的ZigBee网络采用星形拓扑，详见图1所示的ZigBee网络的星形拓扑结构示意图，星形拓扑是最简单的一种拓扑形式，包含一个协调器(Co-ordinator)节点10和多个终端(End Device)节点20，每一个终端节点20只能和协调器节点10进行通信，如果两个终端节点20之间进行通信，则必须通过协调器节点10进行信息转发。
本发明中的ZigBee网络不使用网络层架构，而是直接使用MAC(Media AccessControl，媒体介入控制层)层通信协议进行通信。协调器节点作为ZigBee网络中的主节点，在ZigBee网络中只能有一个，需要一直工作，不可以休眠。协调器节点任何时刻都可以接收到子节点发送的报文，星形拓扑中的子节点为终端节点。但是由于ZigBee网络中的子节点采用电池供电，因此要求子节点具有休眠功能。当子节点处于休眠状态时，子节点是不能接收无线报文的，因此如果协调器节点给处于休眠状态的子节点发送无线报文，协调器节点都会发送失败。为了解决子节点休眠不能接收无线报文的问题，本发明引入了唤醒报文，以唤醒处于休眠状态的子节点。
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，所描述的实施例仅仅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做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。
本发明实施例公开了一种ZigBee休眠唤醒方法、相关装置及系统，ZigBee网络中协调器节点和终端节点采用星形拓扑，协调器节点接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器，唤醒报文的发送周期小于目标终端节点的唤醒保持时间，唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期，当目标终端节点在唤醒保持时间段内接收到唤醒报文后，会向协调器节点发送唤醒应答，当协调器节点在唤醒报文计时器的计时时间内接收到唤醒应答后，停止唤醒报文计时器计时以及停止向目标终端节点发送唤醒报文，并向目标终端节点发送功能报文。本发明中终端节点只有在唤醒保持时间段内接收到协调器节点发送的唤醒报文后，才会进入ZigBee网络向协调器节点发送唤醒应答，从而避免了因处理信标帧带来的功耗。另外，由于作为主节点的协调器节点与作为子节点的终端节点采用的是点对点通信，无需缓存终端节点的报文，因此，大大提高了ZigBee网络的实时性。
参见图2，本发明实施例公开的一种ZigBee休眠唤醒方法流程图，该方法应用于ZigBee网络中的协调器节点，协调器节点和ZigBee网络中的各个终端节点采用星形拓扑，休眠唤醒方法包括：
步骤S101、当接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器。
其中，唤醒报文的发送周期小于目标终端节点的唤醒保持时间，唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期。
本实施例中，协调器节点接收到的点对点功能报文命令主要由上位机发送。
假设，终端节点的休眠时间为Ts(即T秒，T的取值依据实际需要而定)，终端节点每次休眠时间到达Ts后，会短暂唤醒一段时间，因此协调器节点向终端节点发送唤醒报文的时间一定大于Ts，才能保证协调器节点在终端节点处于唤醒期间发送唤醒报文。
本发明中，唤醒报文发送与终端节点休眠时间的关系，可参见图3所示，本发明中终端节点的休眠时间为Ts，终端节点每次休眠时间到达Ts后会唤醒保持一段时间，终端节点唤醒保持时间用t1表示，t1的取值依据实际需要而定，比如，10ms(即10毫秒)，则协调器节点发送唤醒报文的时间至少为T+t1，也即唤醒报文最小发送时间t大于Ts+t1，这样才能保证已唤醒的终端节点可以正确的接收一帧唤醒报文。本实施例中，保守起见，唤醒报文的发送时间设为(T+1)秒，也即，唤醒报文计时器的计时时间(也即计时时长)为(T+1)秒。
可以理解的是，终端节点的休眠时间为Ts，终端节点唤醒保持时间为10ms为例，在其他实施例中，唤醒报文计时器的计时时间也可以为(T+0.5)秒。特别地，考虑到由于网络等原因导致的唤醒失败问题，唤醒报文计时器的计时时间可以跨越两个终端节点的休眠唤醒周期，例如，唤醒报文计时器的计时时间也可以为(2T+1)秒。另外，在一些实施例中，不同的终端节点可能会有不同的休眠唤醒周期，其相应的唤醒报文计时器的计时时间适应性设置即可。
在另一些实施例中，可为不同的功能报文设置不同的唤醒报文计时器的计时时间。如对一些比较重要的功能报文，可适当延长唤醒报文计时器的计时时间。
步骤S102、判断在唤醒报文计时器的计时时间内是否接收到目标终端节点针对唤醒报文发送的唤醒应答，如果是，则执行步骤S103；
其中，唤醒应答为目标终端节点周期性休眠唤醒后，在唤醒保持时间段内接收到唤醒报文后发送。
本实施例中，目标终端节点的休眠时间为Ts，目标终端节点每次休眠时间到达Ts后，会进入唤醒保持时间段t1，唤醒应答即是目标终点节点在唤醒保持时间段t1内接收到协调器节点发送的唤醒报文后发送。
目标终端节点只有处于唤醒保持时间段t1时才能接收到唤醒报文，当目标终端节点处于休眠状态时，是无法接收唤醒报文的。
需要特别说明的是，在每次发送唤醒报文后，协调器节点都会判断是否接收到目标终端节点针对唤醒报文发送的唤醒应答。另外，如果协调器节点在唤醒报文计时器已达到计时时间后，接收到目标终端节点针对唤醒报文发送的唤醒应答时，将该唤醒应答确定为无效。
步骤S103、停止唤醒报文计时器计时以及停止向目标终端节点发送唤醒报文。
当协调器节点向目标终端节点发送的唤醒报文得到了目标终端节点的反馈的唤醒应答时，表明此时目标终端节点已进入唤醒状态，此时，协调器节点关闭唤醒报文计时器，停止唤醒报文计时器计时，以及停止唤醒报文发送，进而向目标终端节点发送功能报文。
步骤S104、向目标终端节点发送功能报文。
在完成功能报文发送后，结束与目标终端节点之间的本次交互。
综上可知，本发明公开了一种ZigBee休眠唤醒方法，ZigBee网络中协调器节点和终端节点采用星形拓扑，协调器节点接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器，唤醒报文的发送周期小于目标终端节点的唤醒保持时间，唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期，当目标终端节点在唤醒保持时间段内接收到唤醒报文后，会向协调器节点发送唤醒应答，当协调器节点在唤醒报文计时器的计时时间内接收到唤醒应答后，停止唤醒报文计时器计时以及停止向目标终端节点发送唤醒报文，并向目标终端节点发送功能报文。本发明中终端节点只有在唤醒保持时间段内接收到协调器节点发送的唤醒报文后，才会进入ZigBee网络向协调器节点发送唤醒应答，从而避免了因处理信标帧带来的功耗。另外，由于作为主节点的协调器节点与作为子节点的终端节点采用的是点对点通信，无需缓存终端节点的报文，因此，大大提高了ZigBee网络的实时性。
需要特别说明的是，本发明在应用层自行实现通信功能，作为主节点的协调器节点与作为子节点的终端节点之间采用MAC层协议进行通信，终端节点只有在协调器节点主动发起唤醒的情况下才会与协调器节点进行问答式通信，从而实现了无线电静默功能，解决了ZigBee网络在信标模式下，因接收信标过程会导致的ZigBee网络无法满足用户对无线电静默的要求的问题。
为进一步优化上述实施例，参见图4，本发明实施例公开的另一种ZigBee休眠唤醒方法流程图，在图2所示实施例的基础上，在步骤S102判断为否的情况下，还可以包括：
步骤S105、停止唤醒报文计时器计时以及停止向目标终端节点发送唤醒报文。
本发明中，协调器节点是在唤醒报文计时器计时时间内向目标终端节点发送唤醒报文，当未接收到目标终端节点反馈的唤醒应答时，会停止唤醒报文计时器计时以及停止向目标终端节点发送唤醒报文。
参见图5，本发明实施例公开的另一种ZigBee休眠唤醒方法流程图，该方法应用于ZigBee网络中的终端节点，终端节点和ZigBee网络中的协调器节点采用星形拓扑，休眠唤醒方法包括：
步骤S201、当休眠计时器计时结束时从休眠状态切换为唤醒状态，并开启唤醒计时器。
假设，终端节点正常情况下处于休眠状态，当休眠计时器计时结束时，终端节点从休眠状态切换为唤醒状态，并开启唤醒计时器。在唤醒计时器计时期间，终端节点监测协调器节点发送的唤醒报文。
与图2所示实施例对应，休眠计时器的计时时间也即终端节点每次的休眠时间Ts，具体取值依据实际需要而定，本发明在此不做限定。唤醒计时器的计时时间也即终端节点每次唤醒保持时间t1。
步骤S202、判断在唤醒计时器计时的唤醒保持时间段内是否接收到协调器节点发送的唤醒报文，如果是，则执行步骤S203。
终端节点只有处于唤醒保持时间段时才能接收到协调器节点发送的唤醒报文，在休眠计时器的计时时间段内是无法接收到唤醒报文的。
步骤S203、向协调器节点发送唤醒应答，停止唤醒计时器计时，并开启功能报文接收计时器。
终端节点在接收到唤醒报文后，会向协调器节点发送唤醒应答，以告之协调器节点本终端节点已从休眠状态切换为唤醒状态，协调器节点可以继续发送功能报文。
本发明中的唤醒报文用于唤醒处于休眠状态的终端节点，当终端节点接收到唤醒报文后，终端节点在向协调器节点发送唤醒应答后，为避免到达唤醒计时器的计时时间重新进入休眠状态，终端节点会开启功能报文接收计时器，在功能报文接收计时器计时期间，终端节点始终处于工作状态，从而可以等待接收协调器节点发送的功能报文。
功能报文接收计时器的计时时间可以根据实际需要而定，比如1s，本发明在此不做限定。
步骤S204、在功能报文接收计时器的计时时间内等待接收协调器节点发送的功能报文。
综上可知，本发明公开了一种ZigBee休眠唤醒方法，ZigBee网络中协调器节点和终端节点采用星形拓扑，当休眠计时器计时结束时，终端节点从休眠状态切换为唤醒状态，并开启唤醒计时器，当在唤醒计时器计时的唤醒保持时间段内接收到协调器节点发送的唤醒报文时，向协调器节点发送唤醒应答，停止唤醒计时器计时，并开启功能报文接收计时器，在功能报文接收计时器的计时时间内等待接收协调器节点发送的功能报文。本发明中终端节点只有在唤醒保持时间段内接收到协调器节点发送的唤醒报文后，才会进入ZigBee网络向协调器节点发送唤醒应答，从而避免了因处理信标帧带来的功耗。另外，由于作为主节点的协调器节点与作为子节点的终端节点采用的是点对点通信，无需缓存终端节点的报文，因此，大大提高了ZigBee网络的实时性。
参见图6，本发明实施例公开的另一种ZigBee休眠唤醒方法流程图，在图5所示实施例的基础上，在步骤S202判断为否的情况下，还包括：
步骤S205、从唤醒状态切换为休眠状态。
当终端节点在唤醒保持时间段未接收到协调器节点发送的唤醒报文时，表明本终端节点并不是协调器节点所需唤醒的终端节点，此时，终端节点从唤醒状态再次切换为休眠状态，以节省能耗。
为进一步优化上述实施例，在步骤S204之后，还可以包括：
步骤S206、判断在功能报文接收计时器的计时时间内是否接收到功能报文，如果是，则执行步骤S207，如果否，则执行步骤S208。
步骤S207、向协调器节点发送功能报文应答，并停止功能报文接收计时器计时。
步骤S208、停止功能报文接收计时器计时。
本实施例中，当终端节点在功能报文接收计时器的计时时间内接收到功能报文后，终端节点会通过向协调器节点发送功能报文应答来告知协调器节点已接收到功能报文，避免协调器节点重复发送功能报文。
本实施例中，当终端节点对功能报文处理完成后，终端节点会由当前工作状态进入休眠状态。
与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种协调器节点。
参见图7，本发明实施例公开的一种协调器节点的结构示意图，协调器节点和ZigBee网络中的各个终端节点采用星形拓扑，协调器节点包括：
发送单元301，用于当接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器。
其中，唤醒报文的发送周期小于目标终端节点的唤醒保持时间，唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期。
第一判断单元302，用于判断在唤醒报文计时器的计时时间内是否接收到目标终端节点针对唤醒报文发送的唤醒应答，其中，唤醒应答为目标终端节点周期性休眠唤醒后，在唤醒保持时间段内接收到唤醒报文后发送。
第一停止单元303，用于在第一判断单元302判断为是的情况下，停止唤醒报文计时器计时以及停止向目标终端节点发送唤醒报文。
功能报文发送单元304，用于向目标终端节点发送功能报文。
需要说明的是，本实施例中各组成部分的具体工作原理，请参见方法实施例对应部分，此处不再赘述。
综上可知，本发明中ZigBee网络中协调器节点和终端节点采用星形拓扑，协调器节点接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器，该唤醒报文的发送周期小于目标终端节点的唤醒保持时间，唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期，当目标终端节点在唤醒保持时间段内接收到唤醒报文后，会向协调器节点发送唤醒应答，当协调器节点在唤醒报文计时器的计时时间内接收到唤醒应答后，停止唤醒报文计时器计时以及停止向目标终端节点发送唤醒报文，并向目标终端节点发送功能报文。本发明中终端节点只有在唤醒保持时间段内接收到协调器节点发送的唤醒报文后，才会进入ZigBee网络向协调器节点发送唤醒应答，从而避免了因处理信标帧带来的功耗。另外，由于作为主节点的协调器节点与作为子节点的终端节点采用的是点对点通信，无需缓存终端节点的报文，因此，大大提高了ZigBee网络的实时性。
参见图8，本发明实施例公开的一种终端节点的结构示意图，终端节点和ZigBee网络中的协调器节点采用星形拓扑，终端节点包括：
唤醒单元401，用于当休眠计时器计时结束时从休眠状态切换为唤醒状态，并开启唤醒计时器；
第二判断单元402，用于判断在唤醒计时器计时的唤醒保持时间段内是否接收到协调器节点发送的唤醒报文；
唤醒应答单元403，用于在第二判断单元402判断为是的情况下，向协调器节点发送唤醒应答，停止唤醒计时器计时，并开启功能报文接收计时器；
等待接收单元404，用于在功能报文接收计时器的计时时间内等待接收协调器节点发送的功能报文。
需要说明的是，本实施例中各组成部分的具体工作原理，请参见方法实施例对应部分，此处不再赘述。
综上可知，本发明中ZigBee网络中协调器节点和终端节点采用星形拓扑，协调器节点接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器，唤醒报文的发送周期小于目标终端节点的唤醒保持时间，唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期，当目标终端节点在唤醒保持时间段内接收到唤醒报文后，会向协调器节点发送唤醒应答，当协调器节点在唤醒报文计时器的计时时间内接收到唤醒应答后，停止唤醒报文计时器计时以及停止向目标终端节点发送唤醒报文，并向目标终端节点发送功能报文。本发明中终端节点只有在唤醒保持时间段内接收到协调器节点发送的唤醒报文后，才会进入ZigBee网络向协调器节点发送唤醒应答，从而避免了因处理信标帧带来的功耗。另外，由于作为主节点的协调器节点与作为子节点的终端节点采用的是点对点通信，无需缓存终端节点的报文，因此，大大提高了ZigBee网络的实时性。
本发明还公开了一种ZigBee休眠唤醒系统，包括图7所示实施例中的协调器节点以及图8所示实施例中的终端节点，协调器节点和多个终端节点采用星形拓扑，协调器节点和各个终端节点之间采用MAC层协议通信。
ZigBee休眠唤醒系统的结构可参见图1所示，ZigBee休眠唤醒系统的工作原理，请参见上述实施例对应部分，此处不再赘述。
本发明中，终端节点只有在唤醒保持时间段内接收到协调器节点发送的唤醒报文后，才会进入ZigBee网络向协调器节点发送唤醒应答，从而避免了因处理信标帧带来的功耗。另外，由于作为主节点的协调器节点与作为子节点的终端节点采用的是点对点通信，无需缓存终端节点的报文，因此，大大提高了ZigBee网络的实时性。
进一步，本发明在应用层自行实现通信功能，作为主节点的协调器节点与作为子节点的终端节点之间采用MAC层协议进行通信，终端节点只有在协调器节点主动发起唤醒的情况下才会与协调器节点进行问答式通信，从而实现了无线电静默功能，解决了ZigBee网络在信标模式下，因接收信标过程会导致的ZigBee网络无法满足用户对无线电静默的要求的问题。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种ZigBee休眠唤醒方法，其特征在于，应用于ZigBee网络中的协调器节点，所述协调器节点和所述ZigBee网络中的各个终端节点采用星形拓扑，所述方法包括：
当接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器；其中，所述唤醒报文的发送周期小于所述目标终端节点的唤醒保持时间，所述唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期；
判断在所述唤醒报文计时器的计时时间内是否接收到所述目标终端节点针对所述唤醒报文发送的唤醒应答，其中，所述唤醒应答为所述目标终端节点周期性休眠唤醒后，在唤醒保持时间段内接收到所述唤醒报文后发送；
如果是，则停止所述唤醒报文计时器计时以及停止向所述目标终端节点发送所述唤醒报文；
向所述目标终端节点发送功能报文。
2.根据权利要求1所述的ZigBee休眠唤醒方法，其特征在于，还包括：
如果在所述唤醒报文计时器的计时时间内未接收到所述唤醒应答，则停止所述唤醒报文计时器计时以及停止向所述目标终端节点发送所述唤醒报文。
3.一种ZigBee休眠唤醒方法，其特征在于，应用于ZigBee网络中的终端节点，所述终端节点和所述ZigBee网络中的协调器节点采用星形拓扑，所述方法包括：
当休眠计时器计时结束时从休眠状态切换为唤醒状态，并开启唤醒计时器；
判断在所述唤醒计时器计时的唤醒保持时间段内是否接收到所述协调器节点发送的唤醒报文；
如果是，则向所述协调器节点发送唤醒应答，停止所述唤醒计时器计时，并开启功能报文接收计时器；
在所述功能报文接收计时器的计时时间内等待接收所述协调器节点发送的功能报文。
4.根据权利要求3所述的ZigBee休眠唤醒方法，其特征在于，还包括：
当在所述唤醒保持时间段内未接收到所述唤醒报文时，从所述唤醒状态切换为所述休眠状态。
5.根据权利要求3所述的ZigBee休眠唤醒方法，其特征在于，还包括：
判断在所述功能报文接收计时器的计时时间内是否接收到所述功能报文；
如果是，则向所述协调器节点发送功能报文应答，并停止所述功能报文接收计时器计时。
6.根据权利要求5所述的ZigBee休眠唤醒方法，其特征在于，还包括：
如果在所述功能报文接收计时器的计时时间未接收到所述功能报文，则停止所述功能报文接收计时器计时。
7.根据权利要求5所述的ZigBee休眠唤醒方法，其特征在于，还包括：
当对所述功能报文处理完成后，由当前工作状态进入休眠状态。
8.一种协调器节点，其特征在于，所述协调器节点和ZigBee网络中的各个终端节点采用星形拓扑，所述协调器节点包括：
发送单元，用于当接收到点对点功能报文命令时，周期性地向目标终端节点发送唤醒报文，并开启唤醒报文计时器；其中，所述唤醒报文的发送周期小于所述目标终端节点的唤醒保持时间，所述唤醒报文计时器的计时时间大于等于各个终端节点的休眠唤醒周期；
第一判断单元，用于判断在所述唤醒报文计时器的计时时间内是否接收到所述目标终端节点针对所述唤醒报文发送的唤醒应答，其中，所述唤醒应答为所述目标终端节点周期性休眠唤醒后，在唤醒保持时间段内接收到所述唤醒报文后发送；
第一停止单元，用于在所述第一判断单元判断为是的情况下，停止所述唤醒报文计时器计时以及停止向所述目标终端节点发送所述唤醒报文；
功能报文发送单元，用于向所述目标终端节点发送功能报文。
9.一种终端节点，其特征在于，所述终端节点和ZigBee网络中的协调器节点采用星形拓扑，所述终端节点包括：
唤醒单元，用于当休眠计时器计时结束时从休眠状态切换为唤醒状态，并开启唤醒计时器；
第二判断单元，用于判断在所述唤醒计时器计时的唤醒保持时间段内是否接收到所述协调器节点发送的唤醒报文；
唤醒应答单元，用于在所述第二判断单元判断为是的情况下，向所述协调器节点发送唤醒应答，停止所述唤醒计时器计时，并开启功能报文接收计时器；
等待接收单元，用于在所述功能报文接收计时器的计时时间内等待接收所述协调器节点发送的功能报文。
10.一种ZigBee休眠唤醒系统，其特征在于，包括一个权利要求8所述的协调器节点以及多个权利要求9所述的终端节点，所述协调器节点和多个所述终端节点采用星形拓扑，所述协调器节点和各个所述终端节点之间采用MAC层协议通信。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102843758A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-12-26 | 苏州博联科技有限公司 | 无线传感器网络内节点间数据节能传输的方法 |
| US20140204816A1 (en) * | 2013-01-23 | 2014-07-24 | Seven Networks, Inc. | Mobile device with application or context aware fast dormancy |
| CN105472715A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-04-06 | 珠海中慧微电子股份有限公司 | 一种基于Lora无线模块的低功耗无线网络的实现方法 |
| CN110519832A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-29 | 杭州电子科技大学 | 一种自适应负载的LoRa星型网络低功耗通信方法 |
-
2021
- 2021-12-17 CN CN202111553526.9A patent/CN114205897B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102843758A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-12-26 | 苏州博联科技有限公司 | 无线传感器网络内节点间数据节能传输的方法 |
| US20140204816A1 (en) * | 2013-01-23 | 2014-07-24 | Seven Networks, Inc. | Mobile device with application or context aware fast dormancy |
| CN105472715A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-04-06 | 珠海中慧微电子股份有限公司 | 一种基于Lora无线模块的低功耗无线网络的实现方法 |
| CN110519832A (zh) * | 2019-07-16 | 2019-11-29 | 杭州电子科技大学 | 一种自适应负载的LoRa星型网络低功耗通信方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 3GPP: "Study on small data transmission enhancements for UMTS", 3GPP TR 25.705 V13.0.0 * |
| 杨雪峰;胡荣强;: "基于CC2430实现ZigBee通信", 数字通信世界, no. 04 * |
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