CN202929721U - 一种低功耗节电的ZigBee门锁控制器 - Google Patents
一种低功耗节电的ZigBee门锁控制器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种低功耗节电的ZigBee门锁控制器，包括门锁ZigBee节点模块、电源模块和调节器，门锁ZigBee节点模块接收控制端的ZigBee模块的指令，发送电机执行信号给电机驱动机构，电源模块向门锁ZigBee节点模块供电，调节器调节门锁ZigBee节点模块的工作时间和休眠时间的长度。通过调节器的调节，使门锁ZigBee节点模块工作时间短，休眠时间长，即工作时间和休眠时间的比值尽量的小，从而减少由于ZigBee芯片由休眠进入唤醒工作后，功耗非常大的工作时间，从而达到节电的目的。
Description
技术领域
本实用新型属于ZigBee控制计算领域，涉及一种ZigBee控制电路的低功耗节电控制方法。
背景技术
目前，ZigBee技术的应用范围已经十分广泛，它已经应用到工业控制、家居安防、交通管理、物流管理和医疗管理等诸多领域。ZigBee以其功耗低、组网容易、安全性高以及成本低等优点，被越来越来的厂商和用户所使用。
然而，ZigBee产品在开发过程中，很多研究人员发现，ZigBee芯片并不省电，由于ZigBee芯片在很多领域使用时，多采用电池供电方式，所以，电源功耗问题成了突出矛盾，因为如果功耗太大，频繁让用户更换电池，对用户而言，这是很难接受的现实。
在基于ZigBee技术的无线智能家庭安防控制系统中，ZigBee门锁主要包含三个部分：门锁控制电路，ZigBee遥控器和门锁电机驱动机构。门锁控制电路主要包含4*1.5V干电池组，ZigBee模块和其他控制电路，当门锁控制电路的ZigBee模块接收到来自ZigBee遥控器或者无线智能家庭安防控制主机的无线控制指令时，发送电机执行信号给电机驱动机构。ZigBee遥控器主要包含微型锂电池，控制按键和ZigBee模块，当用户按下控制按键，ZigBee模块发射无线控制指令给门锁控制电路。门锁电机驱动机构即是门锁驱动电机，当门锁控制电路发送电机执行信号，电机启动，执行开门。
ZigBee一般采用三种休眠工作模式来实现低功耗运行，如表1所示，由于电源模式1功耗较大，所以最常用的是电源模式2和电源模式3。ZigBee模块在做无线传感器使用时，由于只发送设备状态信息，所以，大多采用工作模式3，即完全休眠状态，当需要上报状态信息时，利用外部中断触发到工作状态，然后发送数据。这种方式的优点在于功耗非常低，消耗电流0.4uA。但是，对于被动控制接收型ZigBee模块，由于上位机的控制指令是随机的。所以，下位机ZigBee模块如果选择工作模式3，ZigBee芯片将在完全休眠状态，则不接收任何无线信号。而门锁的开门信号是随机，即ZigBee模块无法预知用户何时需要开门。
表1 ZigBee的三种休眠工作模式
实用新型内容
本实用新型解决的问题在于提供一种低功耗节电的ZigBee门锁控制器，通过调节门锁端的ZigBee模块，使其工作时间短，休眠时间长，从而达到节电的目的。
本实用新型是通过以下技术方案来实现：
一种低功耗节电的ZigBee门锁控制器，包括门锁ZigBee节点模块、电源模块和调节器，门锁ZigBee节点模块接收控制端的ZigBee模块的指令，发送电机执行信号给电机驱动机构，电源模块向门锁ZigBee节点模块供电，调节器调节门锁ZigBee节点模块的工作时间和休眠时间的长度。
所述的调节器调节门锁ZigBee节点模块的工作时间小于休眠时间。
所述的调节器调节门锁ZigBee节点模块接收的ZigBee发射脉宽，调节其工作时间和休眠时间。
所述的调节器调节门锁ZigBee节点模块接收的ZigBee发射脉宽的高电平时间小于低电平时间。
所述的调节器调节门锁ZigBee节点模块的工作时间为休眠时间的1～3%。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型提供的低功耗节电的ZigBee门锁控制器，通过调节器的调节，在用户能接受和无线信号可靠的情况下，尽量使门锁ZigBee节点模块工作时间短，休眠时间长，即工作时间和休眠时间的比值尽量的小，从而减少由于ZigBee芯片由休眠进入唤醒工作后，功耗非常大的工作时间，从而达到节电的目的。
本实用新型提供的低功耗节电的ZigBee门锁控制器，通过调节器的调节，即便门锁的开门信号是随机，门锁ZigBee节点模块无法预知用户何时需要开门，通过减少功耗非常大的工作时间，当调节器调节门锁ZigBee节点模块的工作时间为休眠时间的1～3%时，ZigBee门锁的待机时间大约是13个月，可以满足用户的需求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2-1为ZigBee模块发射的无线电信号的示意图；
图2-2为调节器调节后的门锁ZigBee节点模块的接收电信号的示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
参见图1，一种低功耗节电的ZigBee门锁控制器，包括门锁ZigBee节点模块、电源模块和调节器，门锁ZigBee节点模块接收控制端的ZigBee模块的指令，发送电机执行信号给电机驱动机构，电源模块向门锁ZigBee节点模块供电，调节器调节门锁ZigBee节点模块的工作时间和休眠时间的长度。
由于ZigBee芯片在工作时电流较大，而休眠时电流较小，所以，调节器就需要在用户能接受和无线信号可靠的情况下，调节器调节门锁ZigBee节点模块接收的ZigBee发射脉宽，调节其工作时间和休眠时间，尽量使门锁端的门锁ZigBee节点模块的工作时间使工作时间小于休眠时间。
具体的，参见图2-1、图2-2，ZigBee模块发射和经调节接收的无线电信号，其中，tz为ZigBee发射脉宽，t1为门锁ZigBee节点模块的工作时间，t2为门锁ZigBee节点模块的休眠时间。这样，在工作时（即t1阶段）电流较大，而休眠时（即t2阶段）电流较小，在调节之后，工作时间短，休眠时间长，即t1和t2的比值尽量的小，从而达到节电的目的。
下面以具体的实施例来进行说明，已知：
（1）ZigBee模块以TI公司的CC2530芯片为例；
（2）用户在遥控开门时，能接受的开门等待时间为6s（秒）；
（3）ZigBee遥控器（上位机）采用可充式锂电池供电，可以忽略功耗问题；
（4）ZigBee无线信号的脉冲响应时间为60ms（毫秒）；
（5）ZigBee芯片的工作电流为28mA（毫安）；
（6）用户能接受门锁电池的待机时间为10～15个月。
选择ZigBee模块的休眠模式为电源模式2，这样，休眠电流Is＝1uA（微安），由于休眠电流很小，可以忽略不计。通过调节器的调节，使门锁ZigBee节点模块工作时间t1＝60ms（毫秒），休眠时间t2＝6s（秒）。
那么，ZigBee模块工作电流Iw＝28mA（毫安），电池容量Cb＝2500mAH（毫安时），每天按24H（小时）计算。
则门锁ZigBee节点模块的电池待机天数计算公式如下：
待机天数＝Cb÷{[t1÷（t1+t2）]×24×Iw}
＝2500mAH÷[(60ms÷6060ms)×24H×28mA]
＝376（天）
综上，门锁ZigBee节点模块的待机时间大约是13个月，可以满足用户的需求。
Claims (5)
1.一种低功耗节电的ZigBee门锁控制器，其特征在于，包括门锁ZigBee节点模块、电源模块和调节器，门锁ZigBee节点模块接收控制端的ZigBee模块的指令，发送电机执行信号给电机驱动机构，电源模块向门锁ZigBee节点模块供电，调节器调节门锁ZigBee节点模块的工作时间和休眠时间的长度。
2.如权利要求1所述的低功耗节电的ZigBee门锁控制器，其特征在于，所述的调节器调节门锁ZigBee节点模块的工作时间小于休眠时间。
3.如权利要求1所述的低功耗节电的ZigBee门锁控制器，其特征在于，所述的调节器调节门锁ZigBee节点模块接收的ZigBee发射脉宽，调节其工作时间和休眠时间。
4.如权利要求3所述的低功耗节电的ZigBee门锁控制器，其特征在于，所述的调节器调节门锁ZigBee节点模块接收的ZigBee发射脉宽的高电平时间小于低电平时间。
5.如权利要求1所述的低功耗节电的ZigBee门锁控制器，其特征在于，所述的调节器调节门锁ZigBee节点模块的工作时间为休眠时间的1～3%。
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| CN 201220645555 CN202929721U (zh) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | 一种低功耗节电的ZigBee门锁控制器 |
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| CN 201220645555 CN202929721U (zh) | 2012-11-28 | 2012-11-28 | 一种低功耗节电的ZigBee门锁控制器 |
Publications (1)
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103473860A (zh) * | 2013-09-22 | 2013-12-25 | 常州永安公共自行车系统有限公司 | 一种省电的公共车辆租赁系统 |
| CN103632571A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-12 | 江苏大学 | 一种停车位网络监控系统 |
| CN104680630A (zh) * | 2014-12-29 | 2015-06-03 | 深圳市进林科技有限公司 | 一种控制门锁的方法和系统 |
| CN110889911A (zh) * | 2018-08-15 | 2020-03-17 | 杭州海康威视数字技术股份有限公司 | 一种基于智能锁休眠唤醒的低功耗控制方法及设备 |
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2012
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| CN103473860B (zh) * | 2013-09-22 | 2016-04-20 | 常州永安公共自行车系统股份有限公司 | 一种省电的公共车辆租赁系统 |
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