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(gè)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(shí)一個(gè)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(cè)得的主、從設(shè)備工作電流

　　其中：

　　射頻模塊接收狀態(tài)時(shí)的工作電流IRF(Rx)≈37 mA；

　　射頻模塊發(fā)送狀態(tài)時(shí)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(gè)數(shù)據(jù)包需要的最大時(shí)間Td≈4 ms。

　　因此，當(dāng)Twait=5 ms，Tsleep=200 ms時(shí)，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(shí)驗(yàn)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(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)測(cè)量得到的電流如表1所列。可見，采用了低功耗的傳輸協(xié)議后在保證了數(shù)據(jù)可靠、穩(wěn)定傳輸?shù)耐瑫r(shí)，大大降低了設(shè)備的功耗。休眠時(shí)間Tsleep 增大，功耗就會(huì)下降，同時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r(shí)性就會(huì)增加。而且當(dāng)只有從設(shè)備在工作時(shí)，Tsleep太長(zhǎng)反而會(huì)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(shí)，從設(shè)備功耗不會(huì)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(zhǎng)時(shí)間休眠。在實(shí)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 )

[1].MC13213datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MC13213_2413763.html.
[2].HCS08datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/HCS08_370762.html.
[3].RS485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS485_585289.html.