無線照明系統(tǒng)休眠策略的研究與實現
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3．2 定時喚醒
照明節(jié)點作為系統(tǒng)中的執(zhí)行部分，其主要的工作為接收控制信號和執(zhí)行相應操作。由于其需要等待無線控制信號來觸發(fā)服務，因此不能采取通過外部中斷的方式進行喚醒。淺休眠模式提供定時器喚醒功能，該模式下關閉數字穩(wěn)壓器、高速RC振蕩器和高速晶振，僅保留低速晶振提供時鐘，可通過睡眠定時器定時對MCU進行喚醒。本文引用地址：http://2s4d.com/article/155939.htm
如圖3所示，睡眠定時器以周期tperiod對節(jié)點進行喚醒。整個喚醒過程與開關節(jié)點相同，其平均功率為：
照明節(jié)點作為無線照明系統(tǒng)的應用執(zhí)行部分，是直接為用戶提供服務的部件。實施休眠機制后，設備大部分時間將處于休眠狀態(tài)，只是周期性蘇醒過來收發(fā)數據或者檢測信道的狀態(tài)。若休眠時間過長，則會影響設備對控制信號的響應速度，甚至導致控制信號傳輸失敗，因此應用中需要對休眠時間進行實驗評估，避免用戶等待時間過長或操作失敗。
4 數據分析
本系統(tǒng)以CC2430為無線通信芯片，以高性能8051為內核，集成ZigBee RF收發(fā)器。如上文所述，無線節(jié)點采取兩種不同的休眠喚醒機制，實現節(jié)能策略。根據參考文獻，獲得數據分析如圖4和圖5所示。
由圖4可見，影響開關節(jié)點功率大小的因素有運行時間trun和開關次數n。其中，trun與通信過程有關，控制信息的目標節(jié)點越多，trun越大；而開關次數n則由使用習慣決定，平均功率隨開關的頻繁程度增加而增大。若某開關信息需要同時控制2個照明節(jié)點(trun=30 ms)，每天開關20次，平均功率約為0．5 mW；控制3個節(jié)點，每天開關10次，其平均功率則為0．31 mW。如圖5所示，照明節(jié)點的平均功率由運行時間trun和喚醒周期tperiod決定。其中，trun與電路設計和執(zhí)行器件有關；喚醒周期與網絡響應速度有關，tperiod越大，網絡的響應時間就越長。在照明的控制中，對系統(tǒng)的實時性要求不大，同時考慮到節(jié)能和用戶操作的要求，喚醒周期取值在250～400 ms之間，照明節(jié)點的功率可控制在10mW以下。
5 結語
本文的無線照明系統(tǒng)休眠策略，不但能夠應用在ZigBee網絡中，同時還可以應用在處理器和無線收發(fā)器組成的多部件無線節(jié)點中。研究結果證明，對無線節(jié)點各部件進行休眠喚醒策略，能有效控制其功耗，提高能源利用率，在家庭自動化和節(jié)能環(huán)保的發(fā)展趨勢下，將具有較好的參考價值。
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