TWI481290B - 無線感測器網路的感應節點及喚醒方法 - Google Patents

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Description

無線感測器網路的感應節點及喚醒方法
本發明涉及一種無線感測器網路的感應節點及喚醒方法，尤其涉及一種利用脈衝無線電喚醒的無線感測器網路的感應節點及喚醒方法。
無線感測器網路中的感應節點以從幾秒到幾分鐘範圍內的週期來發送和接收資料，每個感應節點中在空閒收聽通道(例如，等待分組)過程中消耗掉最大部分的能量。因此，急需一種安全可靠的降低感應節點的能耗的方法。
針對上述問題，有必要提供一種無線感測器網路的感應節點及喚醒方法。
一種無線感測器網路的感應節點，與無線感測器網路的彙聚節點通訊，包括一主系統，具有工作模式及休眠模式，在工作模式下，用於偵測並將偵測資料傳輸至該彙聚節點，在休眠模式下不工作。該感應節點還包括一喚醒子系統，用於在主系統處於在休眠模式下時確認是否需要喚醒該主系統，從而使主系統從休眠模式更改為工作模式，該喚醒子系統包括：一脈衝放大接收單元，用於從該彙聚節點接收無線電脈衝並放大；一觸發單元，用於判斷 該放大後的脈衝是否有效；及一微處理單元，用於計數三個時間段收到的有效脈衝數目，根據預存的公式計算需要被喚醒的感應節點的標識，將計算得到的標識與該感應節點的標識進行比較；及在計算得到的標識與該感應節點的標識一致時，喚醒該主系統，從而使主系統從休眠模式更改為工作模式。
一種無線感測器網路的感應節點的喚醒方法，該感應節點與無線感測器網路的彙聚節點通訊，包括一主系統，具有工作模式及休眠模式，在工作模式下，用於偵測並將偵測資料傳輸至該彙聚節點，在休眠模式下不工作。該方法包括步驟：利用一脈衝放大接收單元從該彙聚節點接收無線電脈衝並放大；利用一觸發單元判斷該放大後的脈衝是否有效；利用一微處理單元計數三個時間段收到的有效脈衝數目；微處理單元根據預存的公式計算需要被喚醒的感應節點的標識；微處理單元將計算得到的標識與該感應節點的標識進行比較；及在計算得到的標識與該感應節點的標識一致時，微處理單元喚醒該主系統，從而使主系統從休眠模式更改為工作模式。
本發明的無線感測器網路的感應節點及喚醒方法，對接收到的無線電脈衝信號進行分析，在判斷該感應節點需要被喚醒時喚醒該感應節點的主系統，降低了感應節點的能耗，並增加了抗干擾的能力。
10‧‧‧感應節點
20‧‧‧彙聚節點
100‧‧‧主系統
200‧‧‧喚醒子系統
201‧‧‧脈衝放大接收單元
202‧‧‧觸發單元
203‧‧‧微處理單元
圖1係本發明較佳實施方式下無線感測器網路的感應節點的系統結構圖。
圖2係圖1中的無線感測器網路的感應節點的喚醒方法的流程圖。
請參閱圖1，是本發明較佳實施方式下無線感測器網路的感應節點的系統結構圖。該無線感測器網路的感應節點10，與無線感測器網路的彙聚節點20進行通訊。
該無線感測器網路的感應節點10包括一主系統100及一喚醒子系統200。該主系統100具有工作模式及休眠模式，在工作模式下，主系統100偵測並將偵測資料傳輸至該彙聚節點20，在休眠模式下，主系統100不工作。該喚醒子系統200用於在主系統100處於在休眠模式下時確認是否需要喚醒該主系統100，從而使主系統100從休眠模式更改為工作模式。
該喚醒子系統200包括一脈衝放大接收單元201，一觸發單元202及一微處理單元203。脈衝放大接收單元201、觸發單元202及微處理單元203的具體功能將結合圖2進行說明。
圖2是圖1中的無線感測器網路的感應節點10的喚醒方法的流程圖。
步驟S201中，脈衝放大接收單元201從該彙聚節點20接收無線電脈衝並放大，具體方法可參見專利申請號為CN200880109900.2的專利申請；步驟S202中，觸發單元202判斷該放大後的無線電脈衝是否有效，若是，流程至步驟S203，若否，流程跳轉至步驟S201，具體方法可參見專利申請號為CN200880109900.2的專利申請；步驟S203中，微處理單元203計數三個時間段收到的有效脈衝數目； 步驟S204中，微處理單元203根據預存的公式計算需要被喚醒的感應節點的標識，其中，所述預存的公式為：(A+B)*n=C，其中A代表第一個時間段收到的有效脈衝數目，B代表第二個時間段收到的有效脈衝數目，C代表接收機第三個時間段收到的有效脈衝數目，n代表需要被喚醒的感應節點的標識；步驟S205中，微處理單元203比較計算得到的標識是否與該感應節點的標識一致，若是，流程至步驟S206，若否，流程跳轉至步驟S201；步驟S206中，微處理單元203喚醒該主系統100，使主系統100從休眠模式更改為工作模式；步驟S207中，微處理單元203回復一信號至彙聚節點20。
所述彙聚節點20在預訂的時間內沒有收到感應節點10回復的信號，重新發射無線電脈衝。
在本發明優選實施方式下，在所述預存的公式為：(A+B)*n=C時，A代表第一個時間段收到的有效脈衝數目，具體為，實際收到的有效脈衝的計數值除以10後取整；B代表第二個時間段收到的有效脈衝數目，具體為，第二個時間段實際收到的有效脈衝的計數值除以10後取整；及C代表第二個時間段收到的有效脈衝數目，具體為，第三個時間段實際收到的有效脈衝的計數值除以10後取整。對於接收到的有效脈衝的計數值進行取整，有利於減少誤差。
由上可知，本發明的無線感測器網路的感應節點10，利用一喚醒子系統200，對接收到的無線電脈衝信號進行分析，在判斷該感 應節點10需要被喚醒時喚醒該感應節點10的主系統100，降低了能耗，並增加了抗干擾的能力。
10‧‧‧感應節點
20‧‧‧彙聚節點
100‧‧‧主系統
200‧‧‧喚醒子系統
201‧‧‧脈衝放大接收單元
202‧‧‧觸發單元
203‧‧‧微處理單元

Claims (8)

  1. 一種無線感測器網路的感應節點，與無線感測器網路的彙聚節點通訊，包括一主系統，具有工作模式及休眠模式，在工作模式下，用於偵測並將偵測資料傳輸至該彙聚節點，在休眠模式下不工作；其改良在於，該感應節點還包括一喚醒子系統，用於在主系統處於在休眠模式下時確認是否需要喚醒該主系統，從而使主系統從休眠模式更改為工作模式，該喚醒子系統包括：一脈衝放大接收單元，用於從該彙聚節點接收無線電脈衝並放大；一觸發單元，用於判斷該放大後的脈衝是否有效；及一微處理單元，用於計數三個時間段收到的有效脈衝數目，根據預存的公式計算需要被喚醒的感應節點的標識，將計算得到的標識與該感應節點的標識進行比較；及在計算得到的標識與該感應節點的標識一致時，喚醒該主系統，從而使主系統從休眠模式更改為工作模式。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感應節點，其中，所述預存的公式為：(A+B)*n=C，其中A代表第一個時間段收到的有效脈衝數目，B代表第二個時間段收到的有效脈衝數目，C代表接收機第三個時間段收到的有效脈衝數目，n代表需要被喚醒的感應節點的標識。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之感應節點，其中，在所述預存的公式為(A+B)*n=C時，A代表第一個時間段收到的有效脈衝數目，具體為，第一個時間段實際收到的有效脈衝的計數值除以10後取整；B代表第二個時間段收到的有效脈衝數目，具體為，第二個時間段實際收到的有效脈衝的計數值除以10後取整；及C代表第三個時間段收到的有效脈衝數目，具體為，第三個時間段實際收到的有效脈衝的計數值除以10後取整。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之感應節點，其中，所述喚醒控制模組在計算得到的標識與該感應節點的標識一致時，回復一信號至彙聚節點，所述彙聚節點在預訂的時間內沒有收到感應節點回復的信號，重新發射無線電脈衝。
  5. 一種無線感測器網路的感應節點的喚醒方法，該感應節點與無線感測器網路的彙聚節點通訊，包括一主系統，具有工作模式及休眠模式，在工作模式下，用於偵測並將偵測資料傳輸至該彙聚節點，在休眠模式下不工作，該方法包括步驟：利用一脈衝放大接收單元從該彙聚節點接收無線電脈衝並放大；利用一觸發單元判斷該放大後的脈衝是否有效；利用一微處理單元計數三個時間段收到的有效脈衝數目；微處理單元根據預存的公式計算需要被喚醒的感應節點的標識；微處理單元將計算得到的標識與該感應節點的標識進行比較；及在計算得到的標識與該感應節點的標識一致時，微處理單元喚醒該主系統，從而使主系統從休眠模式更改為工作模式。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之喚醒方法，其中，所述預存的公式為：(A+B)*n=C，其中A代表第一個時間段收到的有效脈衝數目，B代表第二個時間段收到的有效脈衝數目，C代表接收機第三個時間段收到的有效脈衝數目，n代表需要被喚醒的感應節點的標識。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之喚醒方法，其中，在所述預存的公式為(A+B)*n=C時，A代表第一個時間段收到的有效脈衝數目，具體為，第一個時間段實際收到的有效脈衝的計數值除以10後取整；B代表第二個時間段收到的有效脈衝數目，具體為，第二個時間段實際收到的有效脈衝的計數值除以10後取整；及C代表第三個時間段收到的有效脈衝數目，具體為，第三個時間段實際收到的有效脈衝的計數值除以10後取整。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之喚醒方法，其中，所述方法還包括步驟：在計算得到的標識與該感應節點的標識一致時，微處理單元回復一信號至彙聚節點，所述彙聚節點在預訂的時間內沒有收到感應節點回復的信號，重新發射無線電脈衝。
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