一种超低功耗被动唤醒方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了超低功耗被动唤醒方法及系统，方法具体包括步骤：S10、每隔t0秒侦听空中信号；S20、判断空中信号的场强是否大于设定阈值，若是，则执行步骤S30；若否，则执行步骤S40；S30、进入同步字等待模式，准备接收数据；S40、进入休眠模式。本发明专利技术提出了一种前导序列加载时隙信息的被动唤醒机制，通过对唤醒序列的前导序列进行特殊分片设计，使得低功耗节点开启最短接收时长可靠接收有效数据，以及识别到无效帧立即返回休眠模式，达到了最大程度的功耗节省效果，并兼顾了通信的实时性。

An ultra-low power passive wake-up method and system

【技术实现步骤摘要】
一种超低功耗被动唤醒方法及系统
本专利技术涉及低功耗
，尤其涉及一种超低功耗被动唤醒方法及系统。
技术介绍
物联网是新一代信息技术的重要组成部分。信息技术由最初的人与人通信向物与物通信的方式转变，最终向着万物互联的方向前进。针对物联网的发展需求，许多低功耗物联网无线通信技术应运而生。低功耗物联网无线通信技术很多，主要分为两类：一类是以Zigbee、WiFi、蓝牙为代表的短距离通信技术；另一类是以LoRa和NB-IoT为代表的长距离通信技术。现有的IoT传感器(传感器节点、低功耗节点)接入技术，针对实际运行场景中设计了不同的工作模式，虽然可以基本满足需求，但是还存在如下问题：(1)并不能很好地解决功耗与下行通信延时的问题，虽然兼顾了节能与下行通信延时，但是存在很大概率的误触发，造成功耗的增加；(2)没有专门针对电力物联网做优化的传感器接入技术。电力物联网中的路由节点与传感器节点组成的星型结构网络中，路由节点接市电，无低功耗要求，传感器节点电池供电，需要考虑低功耗，可以针对这个特点对传感器的接入技术进行优化。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种超低功耗被动唤醒方法及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：根据本专利技术的一方面，提供一种超低功耗被动唤醒方法，具体包括步骤：S10、每隔t0秒侦听空中信号；S20、判断空中信号的场强是否大于设定阈值，若是，则执行步骤S30；若否，则执行步骤S40；S30、进入同步字等待模式，准备接收数据；S40、进入休眠模式。优选的，空中信号包括唤醒序列和数据序列；唤醒序列包括N个唤醒帧，唤醒帧包括唤醒前导码、分隔符、序号、短地址和校验码；数据序列包括数据前导码和数据流；唤醒序列的持续时长t1大于t0。优选的，S10、每隔t0秒侦听空中信号，具体包括步骤：S101、判断解析是否到t0秒，若否，则继续休眠；若是，则执行步骤S102；S102、侦听空中信号。优选的，S30、进入同步字等待模式，准备接收数据，具体包括步骤：S310、接收并判断解析是否有同步字，若否，则执行步骤S40；若是，则执行步骤S320；S320、接收并判断解析是否有唤醒序列，若否，则执行步骤S340；若有，则执行步骤S330；S330、接收并判断解析短地址是否匹配或者是否为广播地址，若否，则执行步骤S340，若是，则执行步骤S350；S340、判断解析是否超时，若否，则执行步骤S320；若是，则执行步骤S40；S350、判断解析是否二次休眠，若是，则执行步骤S360；若否，则执行步骤S370；S360、判断解析是否已到二次休眠的二次休眠时间，若是，则执行步骤S370；若否，则继续二次休眠；S370、进入正常接收数据序列的状态。优选的，S350、判断解析是否二次休眠，具体包括步骤：S351、判断解析序号是否为唤醒序列最后一帧的序号，若是，则执行步骤S370；若否，则执行步骤S352；S352、根据序号计算二次休眠的二次休眠时间，进入二次休眠。优选的，所述同步字为所述唤醒前导码，同步字为0xAAAAAAAA；唤醒前导码为1010码，用于信号检测；分隔符为0x0c，用于分割唤醒前导码和序号；序号为发送所述数据序列的时间序号，倒序排列；所述广播地址为0x9999；所述短地址为低功耗节点的7字节地址经过换算后得出用于通信的短地址；如果经过换算后的短地址和广播地址重合，自动规避设定为0x999A；校验码为序号和短地址的累加。优选的，所述低功耗节点和所述路由节点之间的通信采用异频异速，所述低功耗节点向所述路由节点发送所述待上报数据的速率为10Kbps，所述路由节点向所述低功耗节点发送所述控制数据的速率为25Kbps；所述低功耗节点接收控制数据的接收频点为486MHz以后，所述低功耗节点发送所述待上报数据的发送频点为470～510MHz。本专利技术还提供一种计算机可读的存储介质，存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现上述的超低功耗被动唤醒方法。本专利技术还提供一种超低功耗被动唤醒装置，包括处理器及存储器；其中，存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行存储器存储的计算机程序，以使处理器执行上述的超低功耗被动唤醒方法。本专利技术还提供一种超低功耗被动唤醒系统，包括路由节点、与路由节点进行无线通信的低功耗节点；低功耗节点包括超低功耗被动唤醒装置；其中，超低功耗被动唤醒装置包括处理器及存储器；存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行存储器存储的计算机程序，以使处理器执行上述的超低功耗被动唤醒方法。实施本专利技术超低功耗被动唤醒方法及系统的技术方案，具有如下优点或有益效果：本专利技术提出了前导序列加载时隙信息的被动唤醒机制，通过对唤醒序列的前导序列进行特殊分片设计，使得低功耗节点开启最短接收时长可靠接收有效数据，以及识别到无效帧立即返回休眠模式，达到了最大程度的功耗节省效果，并兼顾了通信的实时性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：图1是本专利技术超低功耗被动唤醒方法实施例的第一流程示意图；图2是本专利技术超低功耗被动唤醒方法实施例的第二流程示意图；图3是本专利技术超低功耗被动唤醒方法实施例的唤醒序列结构示意图；图4是本专利技术超低功耗被动唤醒方法实施例的唤醒流程时序图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本专利技术可能采用的各种示例性实施例，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本专利技术公开的一些方面相一致的装置和方法的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本专利技术的范围和实质。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。为了说明本专利技术所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。电力物联网中的IoT低功耗网络，是由路由节点和低功耗节点(即IoT传感器，又称物联网传感器)组成的星型结构网络，其中，路由节点自身没有低功耗要求，低功耗节点需要具备低功耗性能，并且一个路由节点连接传感器节点的数量有限，因此路由节点具备长发数据的特性。因此，设计了本专利技术的低功耗节点的被动唤醒机制，使得尽可能由路由节点来承担二者无线通信过程中能量的消耗，低功耗节点尽量少能量消耗。实施例一：如图1-4示出了本专利技术实施例提供的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本专利技术实施例相关的部分，实施例仅是一个特例，并不表明本专利技术就这样一种实现方式。本专利技术超低功耗被动唤醒方法，具体包括步骤：S10、每隔t0秒侦听空中信号；S20、判断空中信号的场强是否大于设定阈值，若是，则执行步骤S30；若否，则执行步骤S40；S30、进入同步字等待模式，准备接收数据；S40、进入休眠模式。本专利技术超低功耗被本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低功耗被动唤醒方法，其特征在于，具体包括步骤：S10、每隔t0秒侦听空中信号；S20、判断所述空中信号的场强是否大于设定阈值，若是，则执行步骤S30；若否，则执行步骤S40；S30、进入同步字等待模式，准备接收数据；S40、进入休眠模式。

【技术特征摘要】
1.一种超低功耗被动唤醒方法，其特征在于，具体包括步骤：S10、每隔t0秒侦听空中信号；S20、判断所述空中信号的场强是否大于设定阈值，若是，则执行步骤S30；若否，则执行步骤S40；S30、进入同步字等待模式，准备接收数据；S40、进入休眠模式。2.根据权利要求1所述的超低功耗被动唤醒方法，其特征在于，所述空中信号包括唤醒序列和数据序列；所述唤醒序列包括N个唤醒帧，所述唤醒帧包括唤醒前导码、分隔符、序号、短地址和校验码；所述数据序列包括数据前导码和数据流；所述唤醒序列的持续时长t1大于所述t0。3.根据权利要求2所述的超低功耗被动唤醒方法，其特征在于，所述S10、每隔t0秒侦听空中信号，具体包括步骤：S101、判断解析是否到t0秒，若否，则继续休眠；若是，则执行步骤S102；S102、侦听空中信号。4.根据权利要求2所述的超低功耗被动唤醒方法，其特征在于，所述S30、进入同步字等待模式，准备接收数据，具体包括步骤：S310、接收并判断解析是否有同步字，若否，则执行步骤S40；若是，则执行步骤S320；所述同步字为所述唤醒前导码；S320、接收并判断解析是否有所述唤醒序列，若否，则执行步骤S340；若有，则执行步骤S330；S330、接收并判断解析所述短地址是否匹配或者是否为广播地址，若否，则执行步骤S340，若是，则执行步骤S350；S340、判断解析是否超时，若否，则执行步骤S320；若是，则执行步骤S40；S350、判断解析是否二次休眠，若是，则执行步骤S360；若否，则执行步骤S370；S360、判断解析是否已到所述二次休眠的二次休眠时间，若是，则执行步骤S370；若否，则继续二次休眠；S370、进入正常接收所述数据序列的状态。5.根据权利要求4所述的超低功耗被动唤醒方法，其特征在于，所述S350、判断解析是否二次休眠，具体包括步骤：S351、判断解析所述序号是否为所述唤醒序列最后一帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，肖勇，金鑫，张乐平，罗鸿轩，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44