[发明专利]一种无线传感网传感器节点的能耗管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感网领域，更具体地说，涉及一种无线传感网传感器节点的能耗管理方法。

背景技术

无线传感器网络通常包括多个传感器节点、路由节点、协调器和管理节点。大量的传感器节点部署在需要监测的区域内，通过自组织方式构成无线传感网络的终端。各节点监测数据沿路由节点逐跳传输后送至协调器，然后，通过远距离的数据传输技术到达管理节点。用户通过管理节点对网络进行配置和管理，发布监测任务及收集数据。

目前，无线传感器网络中的各个节点一般都是采用电池供电来提供电源，从而，可以使用的电量相对有限；在实际应用中，经常会因为节点中的电源用尽而影响无线传感网的正常应用。虽然对于如何延长节点的电源寿命，许多研究人员针对这个问题提出了不少解决方案，但是每种方案都会存在一定的问题；比如，多种解决方案中，选用高能量密度的大容量一次性电池的方案，需要定期巡查节点的工作状态，如果发现有的节点的电量不足，则需要更换电池；当采用这种方案时，即使选用目前能量密度较大的锂电池，也会因为其自身漏电流大而使各节点的电源寿命较短。此外，当选用容量大的电池时，也会造成节点的体积和成本也相对增大，从而限制了无线传感网在很多领域的使用。

对于如何延长节点的电源寿命，另外一类解决方案是在配备一定容量的电池的同时，还增加了其他的能量来源。比如，太阳能和风能；但是，这种解决方案受到环境的限制，如太阳能电池必须要有良好的光照条件；风能也是一种普遍可以利用的动力，通过风力转动风车，使压电晶体变形而产生电压。风能发电装置的缺点是装置本身比较复杂，成本比较高，而且是要在有风的条件下工作，没办法大量推广。

综上所述，目前急需一种能够适应各种应用场景的，可以有效地延长无线传感网中各节点电源使用寿命的电源管理方法。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种无线传感网传感器节点的能耗管理方法，以实现在各种应用场景中均能有效地延长无线传感网中各节点电源使用寿命的目的。

本发明实施例是这样实现的：

一种无线传感网传感器节点的能耗管理方法，包括：

在设定时间启动CPU进入正常运行模式并启动传感器转换；

控制CPU进入低功耗模式；

在所述传感器转换完成后，控制CPU进入正常运行模式并读取所述传感器采集的信息数据；

启动无线发射部件电源，发送包括传感器采集的信息数据的上行数据；

关闭无线发射部件电源，CPU进入休眠。

优选的，在本发明实施例中，在所述关闭无线发射部件电源之前，还包括：

接收下行数据，根据所述下行数据中的指令执行相应操作。

优选的，在本发明实施例中，所述发送包括传感器采集的信息数据的上行数据时，将发送数据的发送报文的长度设置为32个字节。

优选的，在本发明实施例中，所述发送包括传感器采集的信息数据的上行数据前，删除所述信息数据中的冗余数据。

优选的，在本发明实施例中，还包括路由管理策略，所述路由管理策略包括：

根据所有路由节点的路由表，得出各路由节点的使用频率；

在计算节点的上行数据传输路径时，获取所述上行数据的源地址到目的地址之间所有有效链路路径；在所有有效链路路径中选择路由节点数目少且路由节点的使用频率低的路径作为所述上行数据的传输路径。

优选的，在本发明实施例中，还包括节点启动策略，所述节点启动策略用于确定需要启动的节点；在启动节点时，只启动需要启动的节点。

从上述的技术方案可以看出，在本发明实施例中，首先，只在设定的时间段内启动传感器节点，在其他时间段内使传感器节点处于休眠状态，从而减少功耗；此外，通过传感器节点启动后，在启动传感器转换过程的时间段中，将传感器节点CPU进入低功耗模式，在传感器转换完成后再使CPU进入正常运行模式，从而使得CPU的电力消耗有效地减少。

本发明实施例通过将传感器节点在不需要运行的时间段设置为休眠，以及在启动传感器转换过程的时间段中，将传感器节点CPU进入低功耗模式，有效地降低了传感器节点电源的电源功耗，最终使得传感器节点的电源寿命有效地提高。由于在本发明实施例中，不需要额外增加电源，也不需要使用大体积的电源，所以不会收到应用场景的限制。

附图说明