[发明专利]基于跨层设计的无线传感器网络节能方法

摘要

本发明公开了一种基于跨层设计的无线传感器网络节能方法，无线传感器网络中的处理器MCU上设定MCU Active状态和MCU Sleep状态，模数转换器ADC上设定ADC Active状态和ADC Sleep状态，无线数据发送/接收模块WTRU上分别设定WTRU Sleep状态、WTRU Tx状态和WTRU Rx状态，并且根据原语设计的控制命令从监控中心发出，经过处理器MCU发出后，控制上述各个状态的转换，从而从无线传感器网络的应用层、网络层、链路层和物理层进行跨层节能优化，在不影响应用性能和功能的前提下，达到了降低节点整体能耗的效果，也大大延长了节点使用电池的寿命，使网络的生存时间大大延长。

主权项

1.一种基于跨层设计的无线传感器网络节能方法，所述无线传感器网络节点包括数据获取单元DAU、数据处理单元DPU和无线数据发送/接收模块WTRU，其特征在于：所述数据获取单元DAU中的模数转换器ADC设定为没有采集外部环境数据任务时的休眠ADC Sleep状态和采集外部数据时的活跃ADC Active状态；所述数据处理单元DPU中的处理器MCU设定为工作状态处于峰值功耗时的活跃MCU Active状态和工作状态处于最低值功耗时的休眠MCU Sleep状态；所述无线数据发送/接收模块WTRU设定为既不发送也不接收数据时的休眠WTRU Sleep状态、发送数据时的发送WTRU Tx状态和接收数据时的接收WTRU Rx状态；所述无线数据发送/接收模块WTRU或者串口UART触发外部中断，发出信号1或信号9至处理器MCU，所述处理器MCU响应外部中断或定时自启，由MCUSleep状态变换为MCU Active状态；MCU执行Sleep命令，处理器MCU由MCU Active状态变换为MCU Sleep状态；处理器MCU发出PWRDN置高命令，并发送信号7至模数转换器ADC，模数转换器ADC由ADC Sleep状态变换为ADC Active状态；处理器MCU发出PWRDN置低命令，并发送信号8至模数转换器ADC，模数转换器ADC由ADC Active状态变换为ADC Sleep状态；处理器MCU发出SXOSCON&STXON命令，并发送信号3至无线数据发送/接收模块WTRU，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Sleep状态变换为WTRU Tx状态；处理器MCU发出SRFOFF&SXOSCOFF命令，并发送信号2至无线数据发送/接收模块WTRU，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Tx状态转换为WTRUSleep状态；当无线数据发送/接收模块WTRU将数据发送完毕或Tx缓冲区数据量低时，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Tx状态自动变换为WTRU Rx状态；处理器MCU发出STXON或STXONCCA&CCA命令，并发出信号5至无线数据发送/接收模块WTRU，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Rx状态变换为WTRU Tx状态；当无线数据发送/接收模块WTRU将数据发送确认完毕或接收等待或Rx缓冲区溢出，无线数据发送/接收模块WTRU保持WTRU Rx状态不变；处理器MCU发出SXOSCON&SRXON命令，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Rx状态变换为WTRU Sleep状态；处理器MCU发出SRFOFF&SXOSCOFF命令，无线数据发送/接收模块WTRU由WTRU Sleep状态变换为WTRU Rx状态；所述处理器MCU发出的命令由监控中心发布。