论文部分内容阅读
摘要:在实际的室外运用中,基于zigbee无线技术的传感器节点往往都是通过电池或者太阳能电池板进行供电的,如何提高节点工作效率、降低节点功耗成为zigbee无线应用的关键点。该文所阐述的是一种通过定时器、多通道减法器和多通道逻辑门组成的zig? bee休眠唤醒系统来提高智能交通zigbee传感器节点节能效果的方法。
关键词:zigbee;节能;智能交通
中图分类号:S951.2文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)24-5867-02
1概述
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议,根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术,在实际运用中,尤其在无线传感器技术领域,Zigbee以其低廉的价格、灵活的组网方式和较低的功耗等特性而获得了广泛的应用。
一般情况下,zigbee无线传感器模块都是以电池或者太阳能电池板进行供电的。zigbee无线传感器往往体积很小,电池尺寸也不能过大,然而无线通信要求电池必须要提供较大的电流,耗电量较大。以两节5号电池供电的zigbee无线传感器节点为例,在无节能设计的工况下最多27天,这是达不到传感器设计要求的,因此低功耗和节能就成为zigbee无线传感器设计的关键之处。为了能够提高zigbee无线传感器的节能效果,在传感器没有输入或者输入变化不大的情况下让系统进入休眠状态是一种行之有效的方法。通过判断输入变化的情况和所持续的时间,从而决定系统是否进入休眠;当一个或多个zigbee传感器输入量发生高于门限值的变化时才会以中断的方式唤醒传感器系统。
基于以上技术背景和实际项目的需要,该文将提出利用定时器、多通道减法器和多通道逻辑门技术组成的zigbee传感器节能控制系统来实现提高智能交通zigbee传感器节点节能效果的方法和装置。
2智能交通zigbee节点节能方案
本方案主要由通过定时器、多通道减法器和多通道逻辑门实现提高智能交通zigbee传感器节点节能效果,其原理为根据智能交通zigbee无线传感器节点的输入情况机动地让系统在休眠和唤醒状态间切换,从而能够实现系统智能节电的效果,为传感器的长时间工作提供保障。zigbee传感器节能控制系统实现节能的方法包括以下步骤:1)zigbee无线传感器各个输入量进入多通道减法器与门限值进行作差,监测输入变化。2)多通道减法器各个输出量再输入到多通道逻辑门,若传感器出入量有超过门限值的,多通道逻辑门输出发生翻转;否则多通道逻辑门输出保持不变。3)若多通道逻辑门输出不变,则启动定时器,待计时器完成计数后系统触发休眠程序,系统进入休眠、节电模式;若多通道逻辑门输出发生翻转,则触发zigbee无线传感器中断,从而唤醒系统。
下图1为系统硬件架构图,首先,智能交通zigbee传感器节点节能控制系统接收传感器的各路输入信号进入多通道减法器,输入信号与各路门限值进行作差。多通道减法器的输出量再进入多通道逻辑门进行综合判断,若传感器出入量有超过门限值的,多通道逻辑门输出发生翻转;否则多通道逻辑门输出保持不变。若多通道逻辑门输出不变,则启动定时器并触发系统休眠程序,系统进入休眠模式;若多通道逻辑门输出发生翻转,则触发zigbee无线传感器中断,从而唤醒系统。
具体工作的流程图。具体工作步骤分为三步,具体描述如下:第一步,zigbee无线传感器输入量进入多通道减法器与各自门限值进行作差。第二步,多通道减法器输出值作为多通道逻辑门的输入量,若传感器出入量有超过门限值的,多通道逻辑门输出发生翻转;否则多通道逻辑门输出保持不变。第三步,若多通道逻辑门输出不变,则启动定时器并触发系统休眠程序,系统进入休眠模式;若多通道逻辑门输出发生翻转,则触发系统中断并唤醒系统。以上便是运用定时器、多通道减法器和多通道逻辑门来提高zig? bee传感器节能效果的具体步骤。从实现机制和流程来看,整个过程简单可靠、实时性强,对于提高zigbee无线传感器的节能效果和工作周期有很强的实用价值,对于相关节能领域也有一定的借鉴意义。
图2提高智能交通zigbee无线传感器节点节能效果的流程图
效果:通过实际测试,原智能交通zigbee节点系统在两节5号电池的供电状况下可以连续工作21天,在采用本节能系统后可以延长到28天,节能效能增加了33.3%,达到了比较理想的节能效果,具有较好地实用价值。
3结束语
通过运用定时器、多通道减法器和多通道逻辑门组成的zigbee休眠唤醒系统来提高zigbee传感器节能效果的方法,从实现机制和流程来看,整个过程简单可靠、实时性强,对于提高zigbee无线传感器的节能效果和工作周期有很强的实用价值,对于相关节能领域也有一定的借鉴意义。
参考文献:
[1] Texas Instruments. CC2430 A True System-on-Chip solution for 2.4 GHz IEEE 802.15.4/ZigBee[EB/OL]. http://focus.ti.com.cn/cn/lit/ds/ symlink/cc2430.pdf,2009.9.
[2] Texas Instruments.Z-Stack-ZigBee协议栈[EB/OL].
[3]王雪.无线传感网络技术标准[M].北京:机械工业出版社,2010.
关键词:zigbee;节能;智能交通
中图分类号:S951.2文献标识码:A文章编号:1009-3044(2012)24-5867-02
1概述
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议,根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术,在实际运用中,尤其在无线传感器技术领域,Zigbee以其低廉的价格、灵活的组网方式和较低的功耗等特性而获得了广泛的应用。
一般情况下,zigbee无线传感器模块都是以电池或者太阳能电池板进行供电的。zigbee无线传感器往往体积很小,电池尺寸也不能过大,然而无线通信要求电池必须要提供较大的电流,耗电量较大。以两节5号电池供电的zigbee无线传感器节点为例,在无节能设计的工况下最多27天,这是达不到传感器设计要求的,因此低功耗和节能就成为zigbee无线传感器设计的关键之处。为了能够提高zigbee无线传感器的节能效果,在传感器没有输入或者输入变化不大的情况下让系统进入休眠状态是一种行之有效的方法。通过判断输入变化的情况和所持续的时间,从而决定系统是否进入休眠;当一个或多个zigbee传感器输入量发生高于门限值的变化时才会以中断的方式唤醒传感器系统。
基于以上技术背景和实际项目的需要,该文将提出利用定时器、多通道减法器和多通道逻辑门技术组成的zigbee传感器节能控制系统来实现提高智能交通zigbee传感器节点节能效果的方法和装置。
2智能交通zigbee节点节能方案
本方案主要由通过定时器、多通道减法器和多通道逻辑门实现提高智能交通zigbee传感器节点节能效果,其原理为根据智能交通zigbee无线传感器节点的输入情况机动地让系统在休眠和唤醒状态间切换,从而能够实现系统智能节电的效果,为传感器的长时间工作提供保障。zigbee传感器节能控制系统实现节能的方法包括以下步骤:1)zigbee无线传感器各个输入量进入多通道减法器与门限值进行作差,监测输入变化。2)多通道减法器各个输出量再输入到多通道逻辑门,若传感器出入量有超过门限值的,多通道逻辑门输出发生翻转;否则多通道逻辑门输出保持不变。3)若多通道逻辑门输出不变,则启动定时器,待计时器完成计数后系统触发休眠程序,系统进入休眠、节电模式;若多通道逻辑门输出发生翻转,则触发zigbee无线传感器中断,从而唤醒系统。
下图1为系统硬件架构图,首先,智能交通zigbee传感器节点节能控制系统接收传感器的各路输入信号进入多通道减法器,输入信号与各路门限值进行作差。多通道减法器的输出量再进入多通道逻辑门进行综合判断,若传感器出入量有超过门限值的,多通道逻辑门输出发生翻转;否则多通道逻辑门输出保持不变。若多通道逻辑门输出不变,则启动定时器并触发系统休眠程序,系统进入休眠模式;若多通道逻辑门输出发生翻转,则触发zigbee无线传感器中断,从而唤醒系统。
具体工作的流程图。具体工作步骤分为三步,具体描述如下:第一步,zigbee无线传感器输入量进入多通道减法器与各自门限值进行作差。第二步,多通道减法器输出值作为多通道逻辑门的输入量,若传感器出入量有超过门限值的,多通道逻辑门输出发生翻转;否则多通道逻辑门输出保持不变。第三步,若多通道逻辑门输出不变,则启动定时器并触发系统休眠程序,系统进入休眠模式;若多通道逻辑门输出发生翻转,则触发系统中断并唤醒系统。以上便是运用定时器、多通道减法器和多通道逻辑门来提高zig? bee传感器节能效果的具体步骤。从实现机制和流程来看,整个过程简单可靠、实时性强,对于提高zigbee无线传感器的节能效果和工作周期有很强的实用价值,对于相关节能领域也有一定的借鉴意义。
图2提高智能交通zigbee无线传感器节点节能效果的流程图
效果:通过实际测试,原智能交通zigbee节点系统在两节5号电池的供电状况下可以连续工作21天,在采用本节能系统后可以延长到28天,节能效能增加了33.3%,达到了比较理想的节能效果,具有较好地实用价值。
3结束语
通过运用定时器、多通道减法器和多通道逻辑门组成的zigbee休眠唤醒系统来提高zigbee传感器节能效果的方法,从实现机制和流程来看,整个过程简单可靠、实时性强,对于提高zigbee无线传感器的节能效果和工作周期有很强的实用价值,对于相关节能领域也有一定的借鉴意义。
参考文献:
[1] Texas Instruments. CC2430 A True System-on-Chip solution for 2.4 GHz IEEE 802.15.4/ZigBee[EB/OL]. http://focus.ti.com.cn/cn/lit/ds/ symlink/cc2430.pdf,2009.9.
[2] Texas Instruments.Z-Stack-ZigBee协议栈[EB/OL].
[3]王雪.无线传感网络技术标准[M].北京:机械工业出版社,2010.