[发明专利]用于野外无线探测器能耗管理的状态机以及操作方法

摘要

本发明公开了一种用于野外无线探测器能耗管理的状态机和操作方法，所述状态机通过协议通信模块双向连接节点运行应用层，设备基本信息模块接收协议通信模块的野外无线探测器各单元基本能量配置模型；能量参数更新模块接收来自协议通信模块各单元能量输出、输入当前信息；能量评估模块统计并计算能量参数更新模块接收的能量输出、输入当前信息并传送给状态机输出模块；状态机输出模块根据各单元能量输出、输入当前信息并结合基本能量配置模型进行评估，生成最新能量配置方案，通过节点运行应用层实施最新方案。本发明通过建立设备能量配置模型，实时监测设备能量输入、输出情况，对设备当前情能量状况进行评估，给出最优能量管理方案。

主权项

1.一种用于野外无线探测器能耗管理的状态机，所述野外无线探测器包括MCU主控单元(32)，MCU主控单元(32)接收传感器单元(31)采集的预警信息，并将其传送给无线通讯单元(33)，无线通讯单元(33)向外发送预警信息；MCU主控单元(32)控制有电源控制单元(34)，该电源控制单元(34)对能量收积器(35)、超级电容(36)、备用电池(37)的能量进行管理，并由电源控制单元(34)向所述MCU主控单元(32)、传感器单元(31)和无线通讯单元(33)供电；其特征在于：所述MCU主控单元(32)内设置有状态机(1)和野外无线探测器的运行应用层，所述状态机(1)通过节点运行应用层接口(2)连接所述运行应用层；所述状态机(1)包括设备基本信息模块(11)、能量参数更新模块(12)、能量评估模块(13)、状态机输出模块(14)、协议通信模块(15)；所述协议通信模块(15)通过节点运行应用层接口(2)双向连接所述运行应用层，获取野外无线探测器各单元的基本能量配置模型，并且获取野外无线探测器各单元的能量输出、输入当前信息；所述野外无线探测器各单元是指MCU主控单元(32)、传感器单元(31)和无线通讯单元(33)、电源控制单元(34)、能量收积器(35)、超级电容(36)、备用电池(37)；设备基本信息模块(11)用于存储来自协议通信模块(15)的野外无线探测器各单元的基本能量配置模型；能量参数更新模块(12)用于存储来自协议通信模块(15)的野外无线探测器各单元的能量输出、输入当前信息；能量评估模块(13)根据能量参数更新模块(12)接收的野外无线探测器各单元能量输出、输入当前信息并结合设备基本信息模块(11)内存储的各单元的基本能量配置模型进行统计计算后，传送给状态机输出模块(14)；状态机输出模块(14)根据能量评估模块(13)输出的野外无线探测器各单元的能量统计计算结果并结合存储在设备基本信息模块(11)内的基本能量配置模型进行评估，生成野外无线探测器各单元的最新能量配置方案，经协议通信模块(15)解析后，通过节点运行应用层接口(2)输出给运行应用层；所述运行应用层通过电源控制单元(34)实施最新能量配置方案；所述设备基本信息模块(11)内存储的野外无线探测器各单元基本能量配置模型包括：能量收集器(35)的类型、标称电压、最大功率；超级电容(36)的标称容值、最大电压、最大充电功率、最大放电功率；备用电池(37)的类型、容量、最大充电功率、最大放电功率；无线通讯单元(33)的通信速率、通信最大周期与最小周期、发射功率、休眠功率P_WX；传感器单元(31)的类型、总个数、单个采样功率、单个休眠功率Pcx；MCU主控单元(32)的功率P_M；电源控制单元(34)的功率P_I；所述能量参数更新模块(12)存储的野外无线探测器各单元能量输出、输入当前信息包括：能量收集器(35)的当前功率P_L；超级电容(36)的当前充电功率P_O1与当前放电功率P_O2；备用电池(37)的当前充电功率P_D1与当前放电功率P_D2；无线通讯单元(33)的当前通信周期、当前休眠时间；传感器单元(31)的当前激活个数；所述能量评估模块(13)包括能量输出评估模块、能量输入评估模块；能量输出评估模块用于获取能量收集器(35)的当前功率P_L，超级电容(36)的当前充电功率P_O1与当前放电功率P_O2，备用电池(37)的当前充电功率P_D1与当前放电功率P_D2，并将其传送给状态机输出模块(14)；能量输入评估模块用于统计并计算传感器单元(31)的当前采样功率P_C1，该当前采样功率P_C1由传感器单元(31)的当前激活个数、传感器单元(31)的单个采样功率、休眠个数、单个休眠功率Pcx计算获得；P_C1＝当前激活个数×单个采样功率+休眠个数×单个休眠功率Pcx；其中休眠个数由传感器单元(31)的当前激活个数、传感器单元(31)的总个数计算获得，休眠个数＝总个数‑当前激活个数；能量输入评估模块还用于统计并计算无线通讯单元(33)的当前通信功率P_W1，该当前通信功率P_W1由无线通讯单元(33)的当前通信周期、当前休眠时间、发射功率、休眠功率P_WX计算获得；能量输入评估模块将传感器单元(31)的当前采样功率P_C1、无线通讯单元(33)的当前通信功率P_W1传送给状态机输出模块(14)。