基于短距離無線數(shù)據(jù)低功耗傳輸協(xié)議研究
圖3 低功耗改進(jìn)后的主、從設(shè)備軟件流程
經(jīng)過該協(xié)議優(yōu)化后,主、從設(shè)備在一個周期內(nèi)的工作狀態(tài)如圖4所示。
改進(jìn)前的平均工作電流:
圖4 改進(jìn)前后主從設(shè)備無數(shù)據(jù)傳輸時一個周期內(nèi)的工作狀態(tài)
改進(jìn)后的平均工作電流:
表1 2.7 V工作電壓下測得的主、從設(shè)備工作電流
其中:
射頻模塊接收狀態(tài)時的工作電流IRF(Rx)≈37 mA;
射頻模塊發(fā)送狀態(tài)時的工作電流IRF(Tx)≈30 mA;
射頻模塊深度睡眠的工作電流IRF(sleep)≈35 μA;
處理器正常工作電流Imcu≈2 mA;
處理器休眠工作電流Imcu(sleep)≈5 μA;
射頻模塊發(fā)送1個數(shù)據(jù)包需要的最大時間Td≈4 ms。
因此,當(dāng)Twait=5 ms,Tsleep=200 ms時,I后(主)≈1.58 mA,I后(從)≈0.79 mA。遠(yuǎn)小于改進(jìn)前的I前≈39 mA。
4 實驗結(jié)果和總結(jié)
采用了低功耗的傳輸協(xié)議后,在Tsleep分別為200 ms、500 ms和1 s情況下,無數(shù)據(jù)傳輸和每10 s互傳一個數(shù)據(jù)包時測量得到的電流如表1所列??梢姡捎昧说凸牡膫鬏攨f(xié)議后在保證了數(shù)據(jù)可靠、穩(wěn)定傳輸?shù)耐瑫r,大大降低了設(shè)備的功耗。休眠時間Tsleep 增大,功耗就會下降,同時數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r性就會增加。而且當(dāng)只有從設(shè)備在工作時,Tsleep太長反而會增大從設(shè)備的功耗。一般地,只有滿足:
才能保證主設(shè)備不工作時,從設(shè)備功耗不會增加。上式中N表示多次未收到信標(biāo)就進(jìn)行一次Thibernate的長時間休眠。在實際應(yīng)用中可以根據(jù)需要找到最優(yōu)點(diǎn)。(作者: 東南大學(xué) 王琢玉 方晨 劉昊 )
參考文獻(xiàn):
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