[发明专利]一种基于WirelessHART协议的适配器节能方法

说明书

本发明涉及一种基于WirelessHART协议的适配器节能方法，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。本发明优化了广告包搜索策略，提高了广告包搜索效率，缩短了入网时间，解决WirelessHART适配器因功耗高造成回路压降大，导致工作不稳定以及过程数据回传周期长、实时性差的问题。

技术领域

本发明涉及基于WirelessHART协议的适配器领域，具体地说是一种基于WirelessHART协议的适配器节能方法。

背景技术

在工业现场，传统有线HART设备大面积的布线，给后期维护、诊断工作带来巨大压力。基于WirelessHART协议，兼容有线HART仪表设备的无线适配器，实现了传统4～20mA有线HART仪表设备与WirelessHART网络的无缝连接。适配器主要采取外部供电与回路供电两种方式。使用外部供电的适配器，需要外接电源，这会对传统HART设备4-20mA回路信号产生共模干扰，加之使用灵活度差、成本高等原因，未被广泛使用。

回路供电的适配器可以避免以上问题，但却因功耗居高，导致入网阶段供给电容电量消耗迅速，回路压降过大，影响入网效率。入网以后，功耗问题同样制约着过程数据的回传周期，所以，现阶段回路供电适配器往往牺牲掉数据回传的实时性来换取其工作的稳定性。加之适配器需要在工业现场复杂、多变的环境中稳定工作，高、低温条件下将加快供给电容电量的消耗，从而更严重影响适配器的入网时间。因此，必须降低适配器功耗来解决这些问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于WirelessHART协议的适配器节能方法，解决WirelessHART适配器因功耗高造成回路压降大，导致工作不稳定以及过程数据回传周期长、实时性差的问题。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种基于WirelessHART协议的适配器节能方法，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。

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。

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。

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。

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。

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。

所述根据任务功耗评定优先级，包括：