專利名稱：通信系統(tǒng)及其基于雙通道ZigBee的喚醒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，尤其涉及一種通信系統(tǒng)及其基于雙通道ZigBee的喚醒器。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)常采用電池供電，為了控制節(jié)點(diǎn)功耗，往往采用閑置時(shí)關(guān)閉無線數(shù)據(jù)收發(fā)這個(gè)節(jié)點(diǎn)中的主要耗能模塊來保證低功耗運(yùn)行。這導(dǎo)致了節(jié)點(diǎn)無法實(shí)時(shí)通信，也限制了節(jié)點(diǎn)的信息收發(fā)方式。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)這種分布式方式的存在，同時(shí)由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間不能精確同步，導(dǎo)致無法準(zhǔn)確判斷節(jié)點(diǎn)喚醒，從而使得通信的可靠性得不到保障。為了解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)采集發(fā)送的需求同時(shí)盡可能降低功耗的問題，需要在閑置時(shí)關(guān)節(jié)點(diǎn)的射頻使之休眠以節(jié)約能耗。而對于節(jié)點(diǎn)射頻的控制，通常由與其無線連接的喚醒器來控制，目前喚醒器的通常采用單一通信模塊，其僅僅支持?jǐn)?shù)據(jù)的單向發(fā)送，采集后的數(shù)據(jù)由底向上發(fā)送方式定期發(fā)送，這種方式避免了休眠節(jié)點(diǎn)的喚醒工作，實(shí)現(xiàn)了有效采集傳輸。但是其在實(shí)際使用中有著明顯的缺點(diǎn)，即它無法實(shí)現(xiàn)上層設(shè)備對底層休眠節(jié)點(diǎn)的有效信息傳輸。一旦上層需要對底層做操作，傳遞數(shù)據(jù)時(shí)，由于上層設(shè)備無法知道底層設(shè)備何時(shí)休眠何時(shí)喚醒，這種通信方式便無法執(zhí)行或極度不可靠。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通信系統(tǒng)及其基于雙通道ZigBee的喚醒器，以實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中喚醒器與低功耗終端節(jié)點(diǎn)的雙向可靠通信以及低功耗終端節(jié)點(diǎn)的快速喚醒。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種基于雙通道ZigBee的喚醒器，包括:ZigBee發(fā)送模塊，用于當(dāng)上層設(shè)備需要向低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令時(shí)，向所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)連續(xù)下發(fā)所述控制指令；ZigBee接收模塊，其與所述ZigBee發(fā)送模塊占用不同的頻道，用于連續(xù)進(jìn)行頻道偵聽如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理。本發(fā)明的基于雙通道ZigBee的喚醒器，所述如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理，具體包括:當(dāng)偵聽到的數(shù)據(jù)信息為所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)時(shí)，則根據(jù)規(guī)則將該數(shù)據(jù)進(jìn)行隊(duì)列存儲。本發(fā)明的基于雙通道ZigBee的喚醒器，所述如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理，具體還包括:當(dāng)偵聽到的數(shù)據(jù)信息為所述上層設(shè)備向所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令時(shí)，則進(jìn)一步判斷該控制指令的類型；如果該控制指令為數(shù)據(jù)回收指令，則將隊(duì)列中數(shù)據(jù)上傳至所述上層設(shè)備；
如果該控制指令為書更新指令，則切換至所述ZigBee發(fā)送模塊的頻道，將需要更新的數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送給所述ZigBee發(fā)送模塊，然后切換回該ZigBee接收模塊的頻道。本發(fā)明的基于雙通道ZigBee的喚醒器，當(dāng)有數(shù)據(jù)更新時(shí)，所述ZigBee發(fā)送模塊先將數(shù)據(jù)更新然后再連續(xù)下發(fā)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的基于雙通道ZigBee的喚醒器，所述的頻道偵聽所占用的時(shí)間不超過所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)的喚醒周期的1/100。再一方面，本發(fā)明還提供了一種基于ZigBee的通信系統(tǒng)，包括上層設(shè)備、喚醒器和低功耗終端節(jié)點(diǎn)，所述喚醒器包括:ZigBee發(fā)送模塊，用于當(dāng)上層設(shè)備需要向低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令時(shí)，向所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)連續(xù)下發(fā)所述控制指令；ZigBee接收模塊，其與所述ZigBee發(fā)送模塊占用不同的頻道，用于連續(xù)進(jìn)行頻道偵聽如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理。本發(fā)明的基于ZigBee的通信系統(tǒng)，所述如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理，具體包括:當(dāng)偵聽到的數(shù)據(jù)信息為所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)時(shí)，則根據(jù)規(guī)則將該數(shù)據(jù)進(jìn)行隊(duì)列存儲。本發(fā)明的基于ZigBee的通信系統(tǒng)，所述如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理，具體還包括:當(dāng)偵聽到的數(shù)據(jù)信息為所述上層設(shè)備向所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令時(shí)，則進(jìn)一步判斷該控制指令的類型；如果該控制指令為數(shù)據(jù)回收指令，則將隊(duì)列中數(shù)據(jù)上傳至所述上層設(shè)備；如果該控制指令為書更新指令，則切換至所述ZigBee發(fā)送模塊的頻道，將需要更新的數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送給所述ZigBee發(fā)送模塊，然后切換回該ZigBee接收模塊的頻道。本發(fā)明的基于ZigBee的通信系統(tǒng)，當(dāng)有數(shù)據(jù)更新時(shí)，所述ZigBee發(fā)送模塊先將數(shù)據(jù)更新然后再連續(xù)下發(fā)數(shù)據(jù)。本發(fā)明的基于ZigBee的通信系統(tǒng)，所述的頻道偵聽所占用的時(shí)間不超過所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)的喚醒周期的1/100。本發(fā)明的基于ZigBee的通信系統(tǒng)中，喚醒器采用ZigBee發(fā)送模塊和ZigBee接收模塊雙ZigBee通道。其中，ZigBee發(fā)送模塊在收到上層設(shè)備需下發(fā)的控制指令時(shí)，可連續(xù)向低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令，這樣一旦低功耗終端節(jié)點(diǎn)醒來便可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)低功耗終端節(jié)點(diǎn)的快速喚醒。而ZigBee接收模塊則連續(xù)進(jìn)行頻道偵聽，如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中喚醒器與低功耗終端節(jié)點(diǎn)的雙向可靠通信。


圖1為本發(fā)明的基于ZigBee的通"[目系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；圖2為本發(fā)明的基于ZigBee的通信系統(tǒng)中ZigBee發(fā)送模塊的信號處理流程圖；圖3為本發(fā)明的基于ZigBee的通信系統(tǒng)中ZigBee接收模塊的信號處理流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述:參考圖1所示，本實(shí)施例的基于ZigBee的通信系統(tǒng)包括上層設(shè)備、喚醒器和低功耗終端節(jié)點(diǎn)。其中，喚醒器包括ZigBee發(fā)送模塊和ZigBee接收模塊，ZigBee發(fā)送模塊和ZigBee接收模塊分別占用不同的頻道。ZigBee發(fā)送模塊用于當(dāng)上層設(shè)備需要向低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令時(shí)，向低功耗終端節(jié)點(diǎn)連續(xù)下發(fā)控制指令。其具體流程如圖2所示。結(jié)合圖3所示，而ZigBee接收模塊用于連續(xù)進(jìn)行短時(shí)的頻道偵聽(頻道偵聽所占用的時(shí)間不超過所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)的喚醒周期的1/100);如果未偵聽到數(shù)據(jù)信息則控制低功耗終端節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠周期；如果偵聽到數(shù)據(jù)信息根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理。具體來說，當(dāng)偵聽到的數(shù)據(jù)信息為低功耗終端節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)時(shí)，則根據(jù)規(guī)則將該數(shù)據(jù)進(jìn)行隊(duì)列存儲。當(dāng)偵聽到的數(shù)據(jù)信息為上層設(shè)備向低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令時(shí)，則進(jìn)一步判斷該控制指令的類型；如果該控制指令為數(shù)據(jù)回收指令，則將隊(duì)列中數(shù)據(jù)上傳至上層設(shè)備；如果該控制指令為書更新指令，則切換至ZigBee發(fā)送模塊的頻道，將需要更新的數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送給ZigBee發(fā)送模塊，然后切換回該ZigBee接收模塊的頻道。以上的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于雙通道ZigBee的喚醒器，其特征在于，包括: ZigBee發(fā)送模塊，用于當(dāng)上層設(shè)備需要向低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令時(shí)，向所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)連續(xù)下發(fā)所述控制指令； ZigBee接收模塊，其與所述ZigBee發(fā)送模塊占用不同的頻道，用于連續(xù)進(jìn)行頻道偵聽如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙通道ZigBee的喚醒器，其特征在于，所述如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理，具體包括: 當(dāng)偵聽到的數(shù)據(jù)信息為所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)時(shí)，則根據(jù)規(guī)則將該數(shù)據(jù)進(jìn)行隊(duì)列存儲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于雙通道ZigBee的喚醒器，其特征在于，所述如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理，具體還包括: 當(dāng)偵聽到的數(shù)據(jù)信息為所述上層設(shè)備向所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令時(shí)，則進(jìn)一步判斷該控制指令的類型； 如果該控制指令為數(shù)據(jù)回收指令，則將隊(duì)列中數(shù)據(jù)上傳至所述上層設(shè)備； 如果該控制指令為書更新指令，則切換至所述ZigBee發(fā)送模塊的頻道，將需要更新的數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送給所述ZigBee發(fā)送模塊，然后切換回該ZigBee接收模塊的頻道。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于雙通道ZigBee的喚醒器，其特征在于，當(dāng)有數(shù)據(jù)更新時(shí)，所述ZigBee發(fā)送模塊先將數(shù)據(jù)更新然后再連續(xù)下發(fā)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于雙通道ZigBee的喚醒器，其特征在于，所述的頻道偵聽所占用的時(shí)間不超過所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)的喚醒周期的1/100。
6.一種基于ZigBee的通信系統(tǒng)，包括上層設(shè)備、喚醒器和低功耗終端節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述喚醒器包括: ZigBee發(fā)送模塊，用于當(dāng)上層設(shè)備需要向低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令時(shí)，向所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)連續(xù)下發(fā)所述控制指令； ZigBee接收模塊，其與所述ZigBee發(fā)送模塊占用不同的頻道，用于連續(xù)進(jìn)行頻道偵聽如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理。
7.根據(jù)權(quán)6所述的基于ZigBee的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理，具體包括: 當(dāng)偵聽到的數(shù)據(jù)信息為所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)上傳的數(shù)據(jù)時(shí)，則根據(jù)規(guī)則將該數(shù)據(jù)進(jìn)行隊(duì)列存儲。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于ZigBee的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理，具體還包括: 當(dāng)偵聽到的數(shù)據(jù)信息為所述上層設(shè)備向所述低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令時(shí)，則進(jìn)一步判斷該控制指令的類型； 如果該控制指令為數(shù)據(jù)回收指令，則將隊(duì)列中數(shù)據(jù)上傳至所述上層設(shè)備； 如果該控制指令為書更新指令，則切換至所述ZigBee發(fā)送模塊的頻道，將需要更新的數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送給所述ZigBee發(fā)送模塊，然后切換回該ZigBee接收模塊的頻道。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于ZigBee的通信系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)有數(shù)據(jù)更新時(shí)，所述ZigBee發(fā)送模塊先將數(shù)據(jù)更新然后再連續(xù)下發(fā)數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于ZigBee的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述的頻道偵聽所占用的時(shí)間不超過所述低功耗 終端節(jié)點(diǎn)的喚醒周期的1/100。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通信系統(tǒng)及其基于雙通道ZigBee的喚醒器，該喚醒器包括ZigBee發(fā)送模塊和ZigBee接收模塊。由于ZigBee發(fā)送模塊可連續(xù)向低功耗終端節(jié)點(diǎn)下發(fā)控制指令，這樣一旦低功耗終端節(jié)點(diǎn)醒來便可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對其快速喚醒。而ZigBee接收模塊則連續(xù)進(jìn)行頻道偵聽，如果偵聽到數(shù)據(jù)信息則根據(jù)該數(shù)據(jù)信息的類型進(jìn)行對應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中喚醒器與低功耗終端節(jié)點(diǎn)的雙向可靠通信。
文檔編號H04W76/02GK103188782SQ20131014206
公開日2013年7月3日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者趙國安, 郁斌, 薛琳強(qiáng) 申請人:南京芯傳匯電子科技有限公司, 趙國安