專利名稱：一種超低功耗的無線遙測遙控系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線傳感器數(shù)據(jù)采集和傳輸，無線遙控設(shè)備等的控制技術(shù)和節(jié)電方法，及其在定位搜尋中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
物聯(lián)網(wǎng)是遠(yuǎn)比互聯(lián)網(wǎng)影響更加深遠(yuǎn)的一場新的信息革命。而千千萬萬關(guān)于物的各種信息的采集和傳輸，必然涉控制計算機(jī)，以及遠(yuǎn)端的傳感器，GPS等受控設(shè)備等，以及與它們連接的低成本低功耗的無線傳輸設(shè)備。我們今后將與控制計算機(jī)連接的無線收發(fā)機(jī)稱為控制端，而與受控設(shè)備連接的無線收發(fā)機(jī)稱為受控端。如何使受控端在需要工作時能迅速進(jìn)入工作狀態(tài)，而在不需要工作時不向外發(fā)射任何信號，同時耗電又非常低，無疑是當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)信息革命中一個十分重要的課題。為了防止環(huán)境電磁污染以及保證其它無線通信設(shè)備能夠正常工作，按需工作(在需要的時間和需要的地點(diǎn)才向外發(fā)射無線信號)是對所有這些受控端的基本要求。在需要它們工作時能夠讓它們能很快接收到控制端的無線指令信號的最簡單的方法，無疑就是讓受控端始終處于一種等待接收控制端無線指令信號的接收狀態(tài)。這就意味著受控端必須處于一種始終開啟無線接收機(jī)的高耗電狀態(tài)，而目前現(xiàn)有的單芯片無線收發(fā)機(jī)開啟時的最低耗電都在20mA左右，因而使用一個一般常用的500mAh的鋰電池，最多也就只能支持一天。 為了解決這個問題，工程師們想了各種辦法1.控制端采用連續(xù)不間斷地發(fā)射指令信號，而受控端采用周期性睡眠蘇醒后再監(jiān)聽指令信號一段時間的方式。一個完整的指令信號包應(yīng)該包括包頭，數(shù)據(jù)位，效驗位等各種內(nèi)容，因而一般都需要20個字節(jié)左右(為了方便起見，我們以后都統(tǒng)一按照20個字節(jié)計算)。而由于受控端蘇醒監(jiān)聽的時間是隨機(jī)的，而不可能與控制端發(fā)射信號的時間同步(參見附圖一)，因而，為了保證在無干擾的情況下每次蘇醒后都能接收到一個完整的數(shù)據(jù)信號包，受控端蘇醒后監(jiān)聽接收信號的時間就必須要兩倍于控制端發(fā)射信號的時間。這里還沒有考慮由于干擾的原因，效驗位通不過時重新發(fā)射所需的時間。這樣，每次監(jiān)聽至少需要接收到40個字節(jié)所需的時間。以后我們統(tǒng)一使用501ApS的速率來計算，這就需要6. 4mS的時間。如果按照每秒鐘醒來一次計算，受控端工作的占空比就是0.0064。也就是說半年不到的時間，如果考慮干擾重發(fā)，實(shí)際工作所需的其它耗電以及電池漏電等因素，受控端的實(shí)際電池壽命還會短得多。這與實(shí)際要求的電池壽命相差甚遠(yuǎn)。因而，工程師們往往不得不采用更長的睡眠蘇醒周期來降低工作占空比的方法，這自然也就降低了受控端對控制端指令的反應(yīng)速度。使用這種方法來延長電池使用壽命顯然在許多時候無法使用。2.采用無源喚醒的方式即受控端平常處于掉電狀態(tài)，受控端中安裝有一個可得利用一定頻率范圍電磁場中能量的檢波電路。另外在需要受控端工作的地方安裝有一個連續(xù)不斷向外發(fā)射喚醒信號的喚醒器。只有在受控端進(jìn)入到發(fā)射喚醒信號的喚醒器的喚醒范圍時，受控端中的檢波電路利用喚醒器電磁場中的能量產(chǎn)生一個足以啟動受控端的啟動電壓，從而使受控端進(jìn)入可與控制端通信的狀態(tài)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是，除了可能使用一個非常小的檢波偏置電流外，受控端平常并不消耗其它電能，因而非常省電。然而，這種方式的喚醒距離非常短，一般只有幾米，而且喚醒器連續(xù)發(fā)射喚醒信號的功率往往非常大，因而適用范圍非常有限。3.傳感器喚醒的方式受控端本身與某種傳感器(例如干簧管，地感線圈等)相連接。受控端平常處于關(guān)機(jī)或睡眠狀態(tài)，只有當(dāng)傳感器探測到某種信號而啟動電源開關(guān)，或產(chǎn)生一個中斷信號來開啟受控端收發(fā)機(jī)，使其進(jìn)入與控制端的通信狀態(tài)。這種方式的缺點(diǎn)是能夠使用傳感器激活喚醒受控端收發(fā)機(jī)的應(yīng)用場景非常有限。4.控制端使用相對簡單而不帶指令的專門用于喚醒受控端的喚醒信號，例如使用簡單的方波信號等，通過連續(xù)不間斷發(fā)射的方式，先將處于周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間低功耗狀態(tài)的受控端喚醒，使其進(jìn)入連續(xù)接收的狀態(tài)，等待接收控制端在結(jié)束連續(xù)發(fā)射喚醒信號之后，再轉(zhuǎn)回來向受控端發(fā)送的工作指令信號。這種做法雖然能夠縮短受控端每次睡眠蘇醒后的監(jiān)聽時間，但卻降低了受控端的反應(yīng)速度，而且，由于受控端在喚醒后需要在高耗電的狀態(tài)下等待一定時間后才能接收控制端發(fā)來的指令信息，因而還會縮短電池的使用壽命，特別是需要受控端頻繁工作的應(yīng)用場景。(參閱IS0-18000-7標(biāo)準(zhǔn)及附圖二)5.受控端平常也處于周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間的低功耗狀態(tài)，然后利用具有一定強(qiáng)度的射頻信號(RSSI)來喚醒受控端，當(dāng)所探測到的信號強(qiáng)度值超過預(yù)先規(guī)定的門限時，受控端才會延長監(jiān)聽接收時間，繼續(xù)接收更多的信號，以對數(shù)據(jù)信號包做進(jìn)一步的判斷。參閱專利文件CN101533480A以及CN 101236611A。這種做法雖然大大縮短了每次蘇醒后監(jiān)聽信號的時間，但由于RSSI可以是來自任何信號源的射頻信號強(qiáng)度的疊加，而且波動較大，因而，很容易出現(xiàn)誤判斷，從而消耗大量的電池能量，特別是在環(huán)境噪聲較大的環(huán)境中。盡管以上的這些方法在在一定程度上，滿足了一些特定的應(yīng)用場景的需要，然而， 它們都存在相當(dāng)?shù)娜毕?，因而無法滿足當(dāng)前市場急迫需要的，在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的各種場景中都能使受控端在需要工作的時候迅速進(jìn)入工作狀態(tài)，而在不工作的時候耗電又非常低的功能要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是針對現(xiàn)有一般方法無法滿足物聯(lián)網(wǎng)普遍應(yīng)用場景的需要，提供了一種通過“DNA檢測”的簡單，準(zhǔn)確，快速鑒別無線數(shù)據(jù)信號包的方法，這種方法不僅大大地縮短了受控端每次周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽鑒別控制端指令信號的時間，從根本上解決了受控端電池壽命問題，而且控制端不需要重新向受控端發(fā)射工作指令，而只需要在“DNA檢測”完之后繼續(xù)接收一個完整的指令信號包就可以了。從而為傳感器數(shù)據(jù)的無線采集和傳輸，各種設(shè)備的無線遙測遙控，以及有源電子標(biāo)簽等在物聯(lián)網(wǎng)這個更加廣泛市場中的應(yīng)用打開了大門。"DNA檢測”方法，是指我們只對一個完整信號包中任意一個比特位或有限的幾個比特位，而不是對整個信號包的檢測，來鑒別該信號包是否是我們需要接收的信號包的方法。因為任何一個無線數(shù)據(jù)信號包的每一個比特位，都是在給定的工作頻道上，使用給定的調(diào)制方式，傳輸速率和編碼方式來傳輸和表示的。也就是說，數(shù)據(jù)信號包中的每一個比特位，都必須要具有這樣的基本特征，與我們?nèi)梭w每個細(xì)胞都具有某種基因特征類似。這就是說，我們只需要對指令信號包中任意一個比特位信號進(jìn)行分析，就能判斷出所接收的信號是否是受控端可以識別的信號，而不需要每次必須接收一個完整的信號包，并對其加以解析后才能決定是否需要丟棄所接收的信號包。因而我們只需要求受控端在每次睡眠蘇醒時，先只花非常短的時間(一般不超過100舊)，讀取一個或有限的幾個比特位進(jìn)行射頻基本特征的檢測比對，就可以完成對該信號包的鑒別。對采用直序擴(kuò)頻通信方式的數(shù)據(jù)信號， 我們只需通過對代表每一個比特位的若干個碼片的相關(guān)性的進(jìn)行比對，就可以判斷該信號是否是受控端需要接收的信號。如果是，才繼續(xù)接收。反之，則在IOOuS的監(jiān)聽時間結(jié)束后不再延時，立即進(jìn)入睡眠狀態(tài)并等待下一次監(jiān)聽信號的機(jī)會。這里到底使用一個或幾個比特位來進(jìn)行DNA檢測，取決于每個比特位所所包含的射頻特征信息量。例如在前述的直序擴(kuò)頻通信中，我們可以使用64個PN碼片來代表一個比特位，也可以使用4個碼片來代表一個比特位。顯然在進(jìn)行DNA檢測時，對與64個碼片代表一個比特位的情況，我們只需要讀取一個比特就夠了，而對于后者，我們可能需要讀取幾個比特位才能得到更加可靠的檢測結(jié)果。而這種“DNA檢測”通過無線收發(fā)機(jī)硬件就可以完成，而且所需時間非常短，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對整個數(shù)據(jù)信號包的解析。而受控端周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號時間的長短，是采用低占空比工作方式工作的受控端電池壽命的決定因素。因而采用“DNA檢測”的方法將大大延長受控端電池的使用壽命。受控端本身可以根據(jù)應(yīng)用需要，預(yù)先輸入控制各種受控設(shè)備工作的單片機(jī)程序， 并通過控制端發(fā)來的工作指令，調(diào)用相關(guān)的程序來控制受控設(shè)備的工作。并在工作結(jié)束后， 回到周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間的低功耗狀態(tài)。系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)本發(fā)明系統(tǒng)和方法涉及的硬件包括控制計算機(jī)，與計算機(jī)連接的控制端，受控設(shè)備(包括GPS終端，傳感器或報警器等)，以及與受控設(shè)備連接的受控端。控制計算機(jī)可以是一般的PC，或具有數(shù)字信息輸入功能的手持機(jī)或手機(jī)，它們通過有線連接的方式與控制端無線收發(fā)機(jī)連接，并可通過控制端無線收發(fā)機(jī)發(fā)射所輸入的數(shù)字信息，需要時還可接收， 處理和顯示通過控制端傳回來的信息。當(dāng)受控設(shè)備為GPS終端時，還應(yīng)儲存有相關(guān)區(qū)域的電子地圖。控制端和受控端都是由低成本的無線單芯片收發(fā)機(jī)制成，相互間可以進(jìn)行無線通信，每個無線單芯片收發(fā)機(jī)一般都有一個世界唯一的出廠編號。受控端通過有線的方式與各種受控設(shè)備連接，并可通過受控端單片機(jī)中的預(yù)置程序?qū)κ芸卦O(shè)備進(jìn)行控制管理。受控端平常處于周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間的低功耗狀態(tài)。只有在接收到控制端發(fā)來的工作指令時才開始工作。工作原理當(dāng)控制端需要向受控端下達(dá)工作指令時，控制端將在一段短的時間內(nèi)(一般應(yīng)大于受控端的睡眠蘇醒周期)向受控端連續(xù)不間斷地重復(fù)發(fā)射同一個指令信號。而受控端則采用周期性睡眠，蘇醒后監(jiān)聽控制端指令信號一瞬間的狀態(tài)。這一瞬間時間的長短，就是受控端每次蘇醒后，能夠保證接收到足以完成對可能來自控制端指令的信息的“DNA檢測”的需要來決定的，即接收控制端指令信號中任意一個或幾個比特位所需的時間，這個時間一般都小于lOOuS。如果所監(jiān)聽到的信號通過了 “DNA檢測”，受控端將延長接收信號的時間， 繼續(xù)接收該信號并通過對該數(shù)據(jù)信號包的解析，來決定下一步的動作，解析的結(jié)果包括目
6標(biāo)地址碼或密碼等與受控端匹配和不匹配等情況。如果匹配，則受控端將立即執(zhí)行指令信號所要求的動作，否則將不執(zhí)行。如果所監(jiān)聽到的信號不能通過“DNA檢測”(包括無任何信號的情況)，受控端在這IOOuS的監(jiān)聽期限結(jié)束后，將不再延長監(jiān)聽時間，而立即進(jìn)入預(yù)先設(shè)定的周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間的低功耗狀態(tài)。(參見附圖三)由于受控端的蘇醒監(jiān)聽的信號可以是一個完整數(shù)據(jù)信號包的任意一個或幾個比特位，而控制端發(fā)射的指令信號是連續(xù)重復(fù)且不間斷的。因而，受控端每次蘇醒監(jiān)聽信號時，所接收到的信號無論處于一個完整數(shù)據(jù)信號包的任何位置，都可以用于“DNA檢測”。本發(fā)明的有益效果如果受控端睡眠蘇醒周期為一秒，每次控制端連續(xù)發(fā)射指令信號的時間超過1秒時，受控端至少有一次監(jiān)聽到控制端指令信號的機(jī)會。也就是說從控制端開始向受控端下達(dá)指令算起，受控端能夠接收到指令信號所需的平均時間為0. 5秒，這種反應(yīng)速度對大多數(shù)應(yīng)用來講都已足夠。與此同時，受控端在非工作狀態(tài)的耗電只有微不足道的幾個微安。當(dāng)然我們還可通過縮短受控端睡眠蘇醒周期的辦法來進(jìn)一步加快受控端對控制端指令信號的響應(yīng)速度，但這將以縮短電池使用壽命為代價。采用這種工作方式的另外一個好處是，由于受控端在蘇醒后需要接收的信息僅僅是一個或幾個比特位，因而所需時間非常短，比起接收一個長的信息包而言，受到干擾的機(jī)會就非常少，因而，每次監(jiān)聽信號的成功率就很高。與此同時，在通過短時間的DNA檢測后， 受控端又能保證有充足的時間來接收數(shù)據(jù)包，直到接收到一個完整的通過CRC校驗的正確數(shù)據(jù)包?！癉NA檢測”方法從根本上解決了如何使采用低占空比工作方式工作的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，有源電子標(biāo)簽及無線遙控設(shè)備等在需要工作時，能夠迅速進(jìn)入工作狀態(tài)，而在不需要工作的時候既不占用無線信道向外發(fā)射信號，同時耗電又非常低的重大難題，從而為物聯(lián)網(wǎng)的具體實(shí)施掃清了一個關(guān)鍵的障礙。


附圖一每次蘇醒后監(jiān)聽接收一個完整數(shù)據(jù)包的方法耗時費(fèi)電附圖二采用簡單喚醒信號的方法時，受控端被喚醒后需要等待附圖二采用“DNA檢測”的方法省時節(jié)電
具體實(shí)施例方式我們將以如下幾個例子來加以具體說明1.野外，海上遇險人員的搜救由于植被，波浪，可見度(大霧，夜晚，反光等)，以及搜尋范圍太大等原因，使用肉眼對被搜救人員搜救往往非常困難。汶川地震中對失蹤直升機(jī)的搜救就是一個典型的例子。因而，我們只需要讓每個野外工作人員攜帶一個，或在漁船的救生設(shè)備，以及船只等其它設(shè)備上安裝一個定位終端就可以了。這個定位終端包括一個GPS終端(受控設(shè)備) 和與之相連接的一個無線受控端。定位終端中的GPS模塊平常處于掉電狀態(tài)，而其中的無線終端模塊則處于周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽喚醒信號一瞬間的超低功耗狀態(tài)。
當(dāng)使用直升飛機(jī)，船只或搜救人員進(jìn)行搜救時，只需通過與安裝有電子地圖的PC 機(jī)或帶顯示的手持設(shè)備連接的控制端(搜尋機(jī))先在喚醒頻道上向外連續(xù)不間斷地廣播發(fā)射1秒鐘的喚醒指令信號，被搜救人員或遇險漁民所攜帶的受控端，接收到喚醒指令后，即可立即啟動定位終端的GPS模塊，使其進(jìn)入初始化和采集數(shù)據(jù)的過程。并在等待讀寫器發(fā)射完喚醒信號后(一般為一秒鐘)，在應(yīng)答頻道上(這里的應(yīng)答頻道可以與喚醒頻道相同， 也可以是不同的其他頻道)向控制端返還一個應(yīng)答信號(這里控制端在接收受控端返還的應(yīng)答信號時，必須使用相同的頻道)，通知搜尋機(jī)已已接收到喚醒指令信號。否則，搜尋機(jī)將繼續(xù)發(fā)射搜尋喚醒信號。受控端在接收到GPS模塊計算出的位置信息后，再在應(yīng)答頻道上向搜尋機(jī)發(fā)回自身的位置信息。收到搜尋機(jī)發(fā)回的確認(rèn)回執(zhí)后，受控端便立即回到周期性監(jiān)聽喚醒信號的低功耗狀態(tài)，等待新的指令。如果每隔一定時間(例如5分鐘)需要重新確定被搜救者新的位置，搜救者則需要重復(fù)上面的過程，發(fā)出新的喚醒定位指令。如果兩次間隔時間不超過2小時，GPS定位終端則不需要再次進(jìn)行初始化，而可以很快給出新的位置信息。在獲取位置信息后，通過搜救者的PC機(jī)或手持機(jī)中的電子地圖顯示出被搜救者的位置。2.空降傘兵的定位在戰(zhàn)場上，當(dāng)傘兵被空降到地面后，由于各種原因會分散在一個比較寬的范圍內(nèi) (比如1-2公里)。而每個傘兵具體位置分布的信息對作戰(zhàn)指揮人員來講則非常重要，如果通過對講等方式來進(jìn)行聯(lián)系顯然很容易暴露目標(biāo)。作戰(zhàn)指揮人員通過本發(fā)明的方式來確定每個士兵的具體位置，顯然具有明顯的優(yōu)越性。在每個戰(zhàn)士身上攜帶一個定位終端。如前所述，定位終端中的GPS模塊平常處于掉電狀態(tài)，而其中的受控端則處于周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽喚醒信號的超低功耗狀態(tài)。當(dāng)傘兵落地后，指揮人員只需向外廣播發(fā)射1秒鐘的帶密碼的喚醒指令信號，核對密碼無誤后， 就可以啟動每個士兵身上的GPS終端，使其進(jìn)入初始化和采集計算位置數(shù)據(jù)的過程，并在計算出位置數(shù)據(jù)后，經(jīng)過加密向指揮員發(fā)回各自的位置信息。實(shí)際上，由于指揮人員預(yù)先知道每個傘兵的ID編號，因而在廣播位置信息采集指令時，可以要求每個定位終端根據(jù)自己的ID號，按時間先后順序發(fā)回自己的位置信息。如果要求某些低級士官也要知道某些他們所管理的士兵的位置信息，則每個士兵在發(fā)射自己位置信息時采用帶目標(biāo)地址碼的定向廣播方式，同時低級士官所攜帶的受控端，在自身不發(fā)射信號時，處于接收他們所管理的士兵位置信息的狀態(tài)。(當(dāng)然，為了加快位置信息的采集時間，當(dāng)士兵在空降的同時就可以通過按鍵的方式打開自己的GPS模塊完成初始化過程，這樣一當(dāng)指揮人員發(fā)布位置采集命令時，便可以省去GPS初始化的時間，迅速得到每個士兵的位置信息)。有了這些信息，現(xiàn)場指揮人員就可以使用帶屏幕顯示的手持設(shè)備和電子地圖指揮作戰(zhàn)了。隨著時間的推移，士兵的位置將可能發(fā)生變化，此時，指揮人員只需采用滾動密碼的方式，發(fā)射位置采集指令就可以很快采集到所有士兵的位置信息了。3.行李倉中的行李搜尋在許多情況下，我們不可能將許多東西預(yù)先按照一定的次序整齊安放，例如僅僅需要臨時堆放的托運(yùn)行李等。在這種情況下，當(dāng)我們需要找尋某件行李時，將會面臨極大的麻煩。采用本發(fā)明的喚醒技術(shù)，就變得很簡單了。我們只需要在每件托運(yùn)行李上，固定一
8個帶蜂鳴器或其它可以發(fā)射報警信號裝置的受控端(行李標(biāo)牌)。當(dāng)我們需要搜尋某件行李時，只需要使用一個手持讀寫器，輸入需要搜尋的行李編號，然后采用前述的方法，在一段短的時間內(nèi)，連續(xù)廣播發(fā)射搜尋該物件的指令。通過DNA檢測后被喚醒的行李標(biāo)牌，將根據(jù)指令信號包中的物件編碼號，來決定是否需要啟動蜂鳴器并向外發(fā)出聲音信號。只有與搜尋物件編碼號相匹配的標(biāo)牌才會發(fā)出聲音信號，向搜尋者提示自己所在的位置。其它標(biāo)牌則不會做出任何響應(yīng)。同樣的行李標(biāo)牌還可以用于人們搜尋自己丟失遺忘的東西，只不過此時的手持機(jī)讀寫器，可以使用帶有控制端的通信手機(jī)來代替。此時的手機(jī)代替了計算機(jī)，用于輸入行李編號。這種行李標(biāo)牌不僅可以用于行李搜尋，而且還可以用于行李和人員的清點(diǎn)。即在需要的時候和地方，將搜尋指令換成清點(diǎn)指令，行李或人員標(biāo)牌在收到清點(diǎn)指令后，不是啟動蜂鳴器而是向讀寫器返回行李和人員編號就行了。
權(quán)利要求
1.超低功耗的無線遙測遙控系統(tǒng)涉及如下幾個最基本硬件組成部分控制計算機(jī)，與計算機(jī)連接的控制端，受控設(shè)備以及與受控設(shè)備連接的受控端；控制計算機(jī)是指具有數(shù)字信息輸入功能的PC機(jī)或具有相同功能的其它手持設(shè)備，它們通過有線的方式與控制端無線收發(fā)機(jī)連接，并可通過控制端向外發(fā)射所輸入的數(shù)字信息，需要時還可接收，處理和顯示通過控制端傳回來的信息；控制端和受控端都是由低成本的無線單芯片收發(fā)機(jī)制成，相互間可以進(jìn)行無線通信，它們都有屬于自己的獨(dú)一無二的身份編號；受控端通過有線的方式與各種受控設(shè)備連接，并可通過受控端單片機(jī)中的預(yù)置程序?qū)κ芸卦O(shè)備進(jìn)行控制管理；受控端平常處于周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間的低功耗狀態(tài)，而控制端則采用在一段短的時間內(nèi)連續(xù)不間斷地向受控端發(fā)射工作指令信號的方式，以便受控端在蘇醒的瞬間能夠接收到控制端發(fā)射的指令信號；而受控端在蘇醒的瞬間，采用先僅只花足以接收來自控制端指令信號中的ι個或有限幾個比特位的時間，完成相關(guān)的“DNA檢測”，受控端只有在接收到信號，而且所接收的信號合符“DNA檢測”匹配條件的情況下，才會延長接收時間繼續(xù)接收一個完整的指令信號包以進(jìn)行解析，并根據(jù)解析結(jié)果來執(zhí)行指令信號包所要求的動作；如果受控端在蘇醒監(jiān)聽的瞬間沒有接收到任何信號，或所接收的信號不能通過DNA檢測時， 將立即返回到周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間的低功耗狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低功耗的無線遙測遙控系統(tǒng)，其特征在于受控端中的單片機(jī)可以根據(jù)不同具體應(yīng)用的實(shí)際需要，預(yù)先置入管理控制與受控端連接的受控設(shè)備的各種工作程序；而在需要對受控設(shè)備進(jìn)行控制管理時，控制端可以通過連續(xù)在一段短的時間內(nèi)不間斷地向受控端發(fā)射帶有程序工作參數(shù)的程序調(diào)用指令，啟動受控端工作程序，實(shí)現(xiàn)對受控設(shè)備的控制管理，并在執(zhí)行完指令動作后，回到周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間的低功耗狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超低功耗的無線遙測遙控系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)受控設(shè)備為GPS終端時，控制端還應(yīng)儲存有相關(guān)區(qū)域的電子地圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超低功耗的無線遙測遙控系統(tǒng)，其特征在于受控端不與任何受控設(shè)備連接，控制計算機(jī)通過控制端發(fā)給受控端的工作指令，僅僅是要求受控端本身通過與控制端之間的無線連接，實(shí)現(xiàn)與控制計算機(jī)之間的信息交流，而此時的受控端就成為一種按需工作的超低功耗有源電子標(biāo)簽。
5.一種利用“DNA檢測”實(shí)現(xiàn)超低功耗無線遙測遙控的方法，其特征在于，這種方法包括控制計算機(jī)，控制端，受控端和受控設(shè)備；控制計算機(jī)與控制端之間，以及受控端與受控設(shè)備之間采用有線的方式連接；而控制端與受控端各自都有屬于自己的唯一身份編號， 它們之間采用無線方式連接；控制計算機(jī)用于根據(jù)控制端和受控端之間的無線通信協(xié)議編輯通過控制端發(fā)給受控端的無線工作指令，并通過受控端對受控設(shè)備進(jìn)行控制管理；控制端通過如下的方式實(shí)現(xiàn)與受控端之間的超低功耗無線連接受控端平常處于周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間的低功耗狀態(tài)，而控制端則采用在一段短的時間內(nèi)連續(xù)不間斷地向受控端發(fā)射工作指令信號的方式，以便受控端在蘇醒的瞬間能夠接收到控制端發(fā)射的指令信號；而受控端在蘇醒的瞬間，采用先僅只花足以接收來自控制端指令信號中的1個或有限幾個比特位的時間，完成對可能接收到的射頻信號的“DNA檢測”，受控端只有在接收到信號，而且所接收的信號合符“DNA檢測”匹配條件的情況下，才會延長接收時間繼續(xù)接收一個完整的指令信號包以進(jìn)行解析，并根據(jù)解析結(jié)果來執(zhí)行指令信號包所要求的動作；如果受控端在蘇醒監(jiān)聽的瞬間沒有接收到任何信號，或所接收的信號不能通過DNA檢測時，將立即返回到周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間的低功耗狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超低功耗的無線遙測遙控方法，其特征在于受控端中的單片機(jī)可以根據(jù)不同具體應(yīng)用的實(shí)際需要，預(yù)先置入管理控制與受控端連接的受控設(shè)備的各種工作程序；而在需要對受控設(shè)備進(jìn)行控制管理時，控制端可以通過連續(xù)在一段短的時間內(nèi)不間斷地向受控端發(fā)射帶有程序工作參數(shù)賦值的程序調(diào)用指令，啟動受控端工作程序， 以一種簡潔的無線指令，實(shí)現(xiàn)對受控設(shè)備的控制管理。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的超低功耗的無線遙測遙控方法，其特征在于受控端不與任何受控設(shè)備連接，控制計算機(jī)通過控制端發(fā)給受控端的工作指令，僅僅是要求受控端本身通過與控制端之間的無線連接，實(shí)現(xiàn)與控制計算機(jī)之間的信息交流。
全文摘要
超低功耗的無線遙測遙控系統(tǒng)和方法，是讓受控端平常處于一種周期性睡眠蘇醒后監(jiān)聽信號一瞬間的超低功耗狀態(tài)。當(dāng)需要向受控端發(fā)送工作指令時，控制端將在一段短的時間內(nèi)連續(xù)不間斷向受控端發(fā)射指令信號，受控端在蘇醒的瞬間，先僅只接收1個或有限幾個比特位的數(shù)據(jù)信號并核對其射頻特征，特別是擴(kuò)頻編碼特征。只有在射頻特征吻合后，才延時接收并解析整個數(shù)據(jù)信號包。在大大降低受控端功耗的同時，在控制端和受控設(shè)備之間維持了一個的快速無線通道。從而為傳感器數(shù)據(jù)的無線采集和傳輸，設(shè)備的無線遙測遙控在物聯(lián)網(wǎng)市場中的廣闊應(yīng)用打開了大門。本發(fā)明還提供了一種不依賴無線移動公網(wǎng)的遠(yuǎn)距離GPS定位系統(tǒng)和簡單有效的近距離物件搜尋方法。
文檔編號G08C17/02GK102157055SQ20111006616
公開日2011年8月17日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者廖應(yīng)成 申請人:成都西谷曙光數(shù)字技術(shù)有限公司