[發明專利]一種無線體域網傳感器節點的功率控制方法和裝置

在審

• 申請號: 201310253745.4
• 申請日: 2013-06-24
• 公開（公告）號: CN104244382A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 郭陽
• 申請（專利權）人: 中興通訊股份有限公司
• 主分類號: H04W52/02
• 分類號: H04W52/02;H04W52/24
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 蔣雅潔;張振偉

技術領域

本發明涉及短距離寬帶無線通信領域，尤其涉及一種無線體域網傳感器節點的功率控制方法和裝置。

背景技術

無線體域網(WBAN，Wireless?Body?Area?Network)技術是微傳感技術、生物醫學技術和無線通信技術的融合，由于其低功耗、高可靠性、高分組數據速率等特點成為物聯網的關鍵技術支撐，可以提供無處不在的醫療服務，成為醫療界、商業界和學術界廣泛關注的焦點。

WBAN系統屬于短距離通信系統，有以下特點：WBAN系統目前主要應用于醫療或非醫療領域中局部狀況的分組數據采集或監測，以人體為信道，尤其是植入設備，多變的人體組織參數導致了復雜的信道狀況，而人體對電磁波的反應很敏感，所以對設備發送功率的控制必不可少；當設備植入人體，電池的體積和壽命問題是系統設計的突出難題；而傳統固定步長功率控制方法不僅跟蹤能力差，而且還會造成穩定信道狀況下不必要的功率損耗；WBAN系統組網靈活，以每個人身上的一個集線器(hub)和若干個節點(node)形成的星形拓撲結構為基本單元，該拓撲單元無規律的運動使系統的拓撲結構靈活多變，導致接收功率不穩定。因此，考慮WBAN系統的可靠性、網絡多樣性和移動性等性能特征的同時，有效處理能量消耗問題已成為WBAN技術面臨的主要挑戰之一。

IEEE?802.15.6從宏觀角度定義了無線體域網的節能策略，給出了“休眠”和“冬眠”兩種節約功耗的方法，但是動態的功率控制策略仍是空白。由于傳感器節點大都是依靠電池來進行工作的，且傳感器節點與通信模塊是共用一套電源，因此，怎樣動態控制無線體域網的傳感器節點的功耗，是目前亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種無線體域網傳感器節點的功率控制方法和裝置，以實現動態控制無線體域網傳感器節點的功耗。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種無線體域網傳感器節點的功率控制方法，該方法包括：

在數據采集任務開始時，傳感器模塊在每個數據采集周期內按照處理器模塊預先指示的功率電平等級向所述處理器模塊上報所采集的數據，并上報所述傳感器模塊的功率電平等級；

所述處理器模塊根據所述傳感器模塊上報數據的信號質量、以及所述傳感器模塊上報的功率電平等級，確定下一數據采集周期的功率電平等級并發送給所述傳感器模塊。

優選的，在數據采集任務開始之前，該方法還包括：

所述處理器模塊向所述傳感器模塊發送喚醒休眠指令，所述傳感器模塊根據所述喚醒休眠指令從休眠狀態中喚醒；

所述處理器模塊向所述傳感器模塊發送喚醒睡眠指令，所述傳感器模塊根據所述喚醒睡眠指令進入待工作狀態。

優選的，該方法還包括：

在數據采集任務開始時，所述處理器模塊向所述傳感器模塊發送數據采集指令，所述傳感器模塊收到所述數據采集指令后進入工作狀態并開始進行數據采集。

優選的，該方法還包括：

在數據采集任務結束時，所述處理器模塊向所述傳感器模塊發送結束指令，所述傳感器模塊結束數據采集并向所述處理器模塊詢問是否繼續保持工作狀態；

如果所述處理器模塊判斷需要繼續采集數據，則向所述傳感器模塊發送數據采集指令；如果所述處理器模塊判斷無需繼續采集數據，則向所述傳感器模塊發送進入睡眠狀態指令，所述傳感器模塊進入睡眠狀態；如果在所述傳感器模塊進入睡眠狀態的時長達到預設閾值時所述處理器模塊仍無數據采集需求，則所述處理器模塊向所述傳感器模塊發送進入休眠狀態指令，所述傳感器模塊進入休眠狀態。

一種無線體域網傳感器節點的功率控制裝置，包括：傳感器模塊和處理器模塊，

所述傳感器模塊，用于在數據采集任務開始時，在每個數據采集周期內按照處理器模塊預先指示的功率電平等級向所述處理器模塊上報所采集的數據，并上報所述傳感器模塊的功率電平等級；

所述處理器模塊，用于根據所述傳感器模塊上報數據的信號質量、以及所述傳感器模塊上報的功率電平等級，確定下一數據采集周期的功率電平等級并發送給所述傳感器模塊。

優選的，在數據采集任務開始之前，所述處理器模塊向所述傳感器模塊發送喚醒休眠指令，相應的，所述傳感器模塊根據所述喚醒休眠指令從休眠狀態中喚醒；

所述處理器模塊向所述傳感器模塊發送喚醒睡眠指令，相應的，所述傳感器模塊根據所述喚醒睡眠指令進入待工作狀態。