[发明专利]一种基于WirelessHART协议的适配器节能方法

权利要求书

1.一种基于WirelessHART协议的适配器节能方法，其特征在于，对于适配器工作状态中的搜索态进行节能优化：

设定适配器最优入网系数，如果实际入网系数大于最优入网系数，则无线信号强度强，接收广告包频率增加，入网速度加快，此状态下取消搜索时间限制；如果实际入网系数小于最优入网系数，则当前无线信号强度弱，调整搜索时间。

2.根据权利要求1所述的基于WirelessHART协议的适配器节能方法，其特征在于：所述调整搜索时间包括：

如果在搜索时间内，适配器尝试n次未能加入网，将自动进入搜索睡眠态，其中2n≦6，睡眠时间为搜索时间m倍，3m≦6；如果适配器结束搜索睡眠态，则进入下一搜索周期，并重复上述过程；

如果适配器依旧无法入网，则进入深度睡眠状态，等待深度睡眠状态结束，复位CPU。

3.根据权利要求1所述的基于WirelessHART协议的适配器节能方法，其特征在于：还包括对于适配器工作状态中的运行态采用TDMA时隙调度方法和电能自适应调节方法进行节能优化。

4.根据权利要求3所述的基于WirelessHART协议的适配器节能方法，其特征在于：所述TDMA时隙调度方法包括：

适配器使用超帧发送数据，超帧包括若干竞争时隙和若干数据时隙，数据时隙用于传输数据报文，竞争时隙用于仲裁数据优先级。

5.根据权利要求4所述的基于WirelessHART协议的适配器节能方法，其特征在于：所述仲裁数据优先级包括：

在数据发送初期阶段，超帧随机挑选一个竞争时隙进行优先级评定，优先级高的数据获得发送权。

6.根据权利要求3所述的基于WirelessHART协议的适配器节能方法，其特征在于：所述电能自适应调节方法包括：

根据任务功耗评定优先级，其中任务功耗越低则优先级越高；

按照优先级由高到低的顺序，实时切换对应优先级的任务，依次进行电能匹配。

7.根据权利要求6所述的基于WirelessHART协议的适配器节能方法，其特征在于：所述根据任务功耗评定优先级，包括：

S_W＝N_i·T

E_i＝P·C_f·N_i·T

其中，K为与MCU本身有关的常数，V_DD为供电电压，V_T为门限电压，T为执行时钟周期，N_i为完成任务i所需时钟周期数，P为能耗系数，C_f为电能转换器的负载，S_W为任务期望时间，E_i为任务i的工作能耗。

8.根据权利要求6所述的基于WirelessHART协议的适配器节能方法，其特征在于：所述实时切换对应优先级的任务包括：

在执行当前任务阶段，计算当前任务结束时间，使下一个任务的起始时间临近当前任务结束时间或与当前任务结束时间重合，即：

其中，S_t为转换时间，I_max是最大工作电流，C_f为电能转换器的负载，V_a和V_b是转换前后的实际电压值，e是电能转换器的转换效率，S_i为任务i开始执行时间，S_0i表示该任务执行结束时间，S_W为任务期望时间，E为工作能耗，S_j为任务j开始执行时间，M(i,j)∈{0,1}来表示任务i与任务j之间的依赖关系,当M(i,j)＝1时，任务j紧跟任务i执行，即任务j为任务i的下一个待执行任务。