输电线路低功耗休眠激活通信省电方法技术

本发明专利技术公开的一种输电线路低功耗休眠激活通信省电方法，其是根据设备的运行根据通信模块活跃程度带来的功耗划分工作状态；将设备运行分为深度休眠、休眠、朦胧、唤醒、兴奋、极兴奋六个工作状态；设备唤醒后，仍可根据数据量的大小选择兴奋状态或者极兴奋状态；整个休眠激活机制的实现需要主控模块、通信模块和电源管理模块的协助。本发明专利技术根据对通信能力的需求，建立一整套休眠激活机制，从而通过对通信资源的细分使用，实现整个系统功耗的降低，输电线路特殊环境下的具备通信功能的智能设备的节电节能问题，在不存在通信需求时关闭通信资源，节约了大量功耗，满足了设备的低功耗需求，简化了设备供电，无需通信协议的底层的改动与配合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是ー种低功耗通信
，尤其是涉及的ー种输电线路具备通信功能的设备低功耗休眠激活通信省电方法。
技术介绍
随着状态监测等信息技术的发展，输电线路上将会部署越来越多的功能性依赖其通信能力的智能设备，并且在很多情况下需要支持两种及以上的通信方式，然而，输电线路分布范围广阔，无人值守，无市电，其监控等技术的发展严重依赖低功耗通信技术，如输电线路上的智能设备一般工作在无市电的野外环境下，在采用太阳能供电等供电方式时，支撑通信功能必然面临的功耗问题的束缚。 而且输电线路上的设备一般并不是一直处于与其它设备进行数据通信的状态中，通常是周期性的数据交换或者在发现突发情况时的数据上报，并且输电线路上的设备除了处于平等的地位与后台系统进行交互外，也存在分为主控设备与从属设备的情況。现有输电线路上的智能设备大多包括嵌入式处理组件与外围通信模块，并且，输电线路上的通信数据量具有周期性和突发性的特点，整体来看，在相当多的时间内，不存在数据传输或者传输的数据量很少，但各种标准协议的通信模块的功耗都非常高，在没有市电电源供给的情况下，难以维持长时间有效的通信。目前，市场上处理能力强的嵌入式处理器与组件品种类繁多，并且有很多的MCU具备专有的低功耗机制，能够通过一定的MCU选择和系统设计满足需要。而且采用低速率的低功耗通信模块又不能满足数据突发的需要。若在通信协议的底层改动以满足功耗需要，势必影响速率，并极大地牺牲对多种通信方式的兼容性，无法应用于已部署了通信设施的环境。因此，现有的技术方案采用低功耗的微处理器和元器件，或者对协议通道进行改造，以速率的降低换取功耗的降低，其处理器的功耗相对于通信模块的功耗并不起决定作用，对于改造协议通道，不仅不能满足需要，而且限制了通信方式，极大地对通用性造成了损害。如何在保证满足通信需要的情况下尽量降低整个装置的功耗，以适应野外的环境，是输电线路上各种智能设备的一个关键问题。
技术实现思路
针对现有技术上存在的不足，本专利技术目的提供ー种，根据对通信能力的需求，建立一整套休眠激活机制，从而通过对通信资源的细分使用，实现整个系统功耗的降低。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现 ，其特征在在，其输电线路上设备的运行根据通信模块活跃程度带来的功耗划分工作步骤；所述输电线路上的设备包括主控模块、与主控模块连接的通信模块和电源管理模块，其方法包括如下 将输电线路上的设备根据运行分为深度休眠、休眠、朦胧、唤醒、兴奋、极兴奋六个工作状态； 深度休眠状态，设备在本工作状态运行功耗最低，不接收任何的外部信号，所有通信模块均被关闭；当周期性的数据上送或者数据轮询时主动苏醒，进入朦胧状态； 休眠状态，设备在本工作状态运行功耗仅比深度休眠状态稍高，不接收任何的外部信号，所有通信模块均被关闭；当周期性的主动苏醒，进入朦胧状态； 朦胧状态，设备在本工作状态运行功耗比休眠和深度休眠状态高；进入朦胧状态后，设备如果准备发送报文，将立即进入唤醒工作状态； 唤醒状态，在唤醒状态下，设备可以正常收发各种应用层的通信报文，这时，主设备可以抢先轮询采用节电方式的从设备；当主设备正确接收到对方的命令以后，进入兴 奋状态或者极兴奋状态，实现主从设备之间的数据交互； 兴奋状态，当主、从设备之间进行一般的数据传输交换时，主从设备需要从唤醒状态进入为兴奋状态；在兴奋状态下，主设备可以优先轮询采用节电方式的从设备，主从设备之间需要通过较小的间隔时间多次相互发送消息，保持连接关系，直到双方交互信息确认已经完成数据交互以后，进入唤醒状态，然后根据配置要求，进入休眠状态或深度休眠状态；极兴奋状态，当在主从设备之间需要传输数据量很大情況，主设备与从设备需要对等通信时，主、从设备需要从唤醒状态进入极兴奋状态；在极兴奋状态下，主从设备之间持续唤醒并运行，直到双方交互信息确认已经完成数据交互和參数配置工作以后，进入唤醒状态，然后根据主从设备配置要求，进入休眠状态或深度休眠状态。上述朦胧状态下，设备如果准备接收报文时，将一直处于低功耗的通信守候状态，直到收到激活信号进入唤醒状态或者等待超时回到休眠与深度休眠状态。从上述深度休眠状态到极兴奋状态，设备的功耗因通信模块使用的增加而递增，朦胧状态时，通过底层通信实现到唤醒状态的转变，设备唤醒后，可根据数据量的大小选择兴奋状态或者极兴奋状态。其工作状态根据通信模块功耗分为深度休眠、休眠、朦胧、唤醒、兴奋、极兴奋六个工作状态，随着通信的活跃程度的提高，设备由深度休眠逐步过渡到极兴奋状态。即使在存在通信需求的情况下，仍可根据数据流量的频度和密度特性选择工作状态。整个休眠激活机制的实现需要主控模块、通信模块和电源管理模块的协助。在上述朦胧状态下，通信模块的激活信号通过链路层或者网络层进行传输，可采用高频无线电的方式。在唤醒状态下，通信模块通过主控模块的控制，维持间断的报文交互。本专利技术的通过输电线路低功耗休眠激活通信技术，根据对通信能力的需求，建立一整套休眠激活机制，从而通过对通信资源的细分使用，实现整个系统功耗的降低，输电线路特殊环境下的具备通信功能的智能设备的节电节能问题，在不存在通信需求时关闭通信资源，节约了大量功耗，满足了设备的低功耗需求，简化了设备供电，无需通信协议的底层的改动与配合。附图说明下面结合附图和具体实施方式来详细说明本专利技术；图I为本专利技术的工作状态转换 图2为本专利技术的功能模块组成示意图。具体实施例方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进ー步阐述本专利技术。现有的低功耗技术着重于微处理器功耗的降低，或通过对无线信道的低速改进降低功耗，却无法避免短时数据迸发带来的大量功耗，本专利技术针对输电线路这种在无法支持较大功耗的同时，又对通信量有较大需求的环境，提供了ー种根据对通信能力的需求，建立一整套休眠激活机制的方法即，从而通过对通信资源的细分使用，实现整个系统功耗的降低。參见图1，本专利技术的本专利技术根据这些通信特点，设计了ー种输电线路低功耗休眠激 活通信技术为输电线路特殊环境下的智能设备的低功耗休眠激活通信省电方法，其输电线路上设备的运行根据通信模块活跃程度带来的功耗划分工作步骤；所述输电线路上的设备包括主控模块、与主控模块连接的通信模块和电源管理模块，其方法包括如下 整个设备根据运行功耗可分为六个工作状态深度休眠、休眠、朦胧、唤醒、兴奋、极兴奋。各工作状态相互转化的过程如图I所示。深度休眠状态设备在本工作状态运行功耗最低，不接收任何的外部信号，所有通信模块均被关闭，只在周期性的数据上送或者数据轮询时主动苏醒，进入朦胧状态。深度休眠的苏醒周期通常比较长，而且与数据交互的专业类型相关。休眠状态设备在本工作状态运行功耗仅比深度休眠状态稍高(远低于其余工作状态)，不接收任何的外部信号，所有通信模块均被关闭，只是周期性的主动苏醒，进入朦胧状态。休眠的苏醒周期通常比较短，而且与数据交互的专业类型无关。朦胧状态设备在本工作状态运行功耗比休眠和深度休眠状态高(低于其余工作状态)。进入朦胧状态后，设备如果准备发送报文，将立即进入唤醒工作状态；设备如果准备接收报文吋，将一直处于低功耗的通信守候状态，直到收到激活信号进入唤醒状态或者等待超时回到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.输电线路低功耗休眠激活通信省电方法，其特征在在，其输电线路上设备的运行根据通信模块活跃程度带来的功耗划分工作步骤；所述输电线路上的设备包括主控模块、与主控模块连接的通信模块和电源管理模块，其方法包括如下 将输电线路上的设备根据运行分为深度休眠、休眠、朦胧、唤醒、兴奋、极兴奋六个工作状态； 深度休眠状态，设备在本工作状态运行功耗最低，不接收任何的外部信号，所有通信模块均被关闭；当周期性的数据上送或者数据轮询时主动苏醒，进入朦胧状态； 休眠状态，设备在本工作状态运行功耗仅比深度休眠状态稍高，不接收任何的外部信号，所有通信模块均被关闭；当周期性的主动苏醒，进入朦胧状态； 朦胧状态，设备在本工作状态运行功耗比休眠和深度休眠状态高；进入朦胧状态后，设备如果准备发送报文，将立即进入唤醒工作状态； 唤醒状态，在唤醒状态下，设备可以正常收发各种应用层的通信报文，这时，主设备可以抢先轮询采用节电方式的从设备；当主设备正确接收到对方的命令以后，进入兴奋状态或者极兴奋状态，实现主从设备之间的数据交互； 兴奋状态，当主、从设备之间进行一般的数据传输交换时，主从设备需要从唤醒状态进入为兴奋状态；在兴奋状态下，主设备可以优先轮询采用节电方式的从设备，主从设备之间需要通过较小的间隔时间多次...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱江，赵华，张宇新，曹雯雯，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院，南京南瑞集团公司，
类型：发明
国别省市：