專利名稱：無線傳感器節(jié)點id號及通信時隙配置裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線傳感器節(jié)點通信控制方法及裝置，尤其涉及一種無線 傳感器節(jié)點ID號及通信時隙配置裝置及方法。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有節(jié)點體積小、安裝方便、節(jié)能等優(yōu)點，目前在狀態(tài)檢 測領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。由于無線傳感器節(jié)點一般由電池供電，為了延長無 線傳感器節(jié)點的使用壽命，需要在硬件設(shè)計和通信協(xié)議兩個方面考慮節(jié)點的節(jié) 能問題。在硬件設(shè)計上通常采用微功耗器件，而廣泛使用網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議都是 基于TDMA (時分多址接入)方式的媒體接入控制協(xié)議。TDMA方式是一種無 競爭的媒體接入控制協(xié)議，每一個無線傳感器節(jié)點會獲取一個通信時隙，在屬 于自己的通信時隙內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而在其它時隙內(nèi)可以關(guān)閉無線通信單元， 避免了節(jié)點間的通信沖突，同時實現(xiàn)節(jié)能?，F(xiàn)有的時隙分配方法一般都是在網(wǎng) 絡(luò)初始化階段，通過網(wǎng)絡(luò)自組織協(xié)議完成通信時隙的分配，這樣的方案存在的 主要問題是軟件編程復(fù)雜、更換無線傳感器節(jié)點需要網(wǎng)絡(luò)重新初始化，并且在 網(wǎng)絡(luò)初始化過程中存在著無線傳感器節(jié)點因信道競爭而造成的能量浪費等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種簡單、高效、節(jié)能的時隙 分配裝置及方法，該方法和裝置具有將無線傳感器節(jié)點的ID號分配與時隙分配 結(jié)合在一起，無線傳感器節(jié)點通過自的ID號即可確定通信時隙號，并允許安 裝現(xiàn)場根據(jù)需要動態(tài)調(diào)整無線傳感器節(jié)點的ID號。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是這 樣實現(xiàn)的-
一種無線傳感器節(jié)點ID號及通信時隙配置裝置，其特征在于包括微處理 器、電子開關(guān)、撥碼開關(guān)和上拉電阻；所述電子開關(guān)的一端連接在裝置的主電 源上，另一端分別通過上拉電阻與撥碼開關(guān)的一側(cè)開關(guān)相連接，其中電子開關(guān) 的控制端連接在微處理器上；所述撥碼開關(guān)連有上拉電阻的一側(cè)開關(guān)連接到微 處理器的I/0口上，撥碼開關(guān)的另一側(cè)開關(guān)接地；所述微處理器控制電子開關(guān)的
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導(dǎo)通或關(guān)斷，以此控制電源與上拉電阻的導(dǎo)通或切斷，當(dāng)電子開關(guān)導(dǎo)通電源為 上拉電阻供電通過時，微處理器可以通過I/O 口讀取撥碼開關(guān)的開關(guān)組合狀態(tài)信 息，后將這個狀態(tài)信息作為節(jié)點的ID號；無線傳感器節(jié)點ID號及通信時隙配 置裝置，其特征在于所述電開關(guān)為場效應(yīng)管。
一種使用權(quán)利要求1所述的無線傳感器節(jié)點ID號及通信時隙配置裝置的方 法，其特征在包括如下步驟
a、 無線傳感器節(jié)點在上電或復(fù)位開始工作后，通過微處理器在電子開關(guān)的 控制端上施加控制信號，使電子開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，為與撥碼開關(guān)相連的上拉 電阻供電；
b、 然后微處理器通過與撥碼開關(guān)相連的I/O 口，讀取撥碼開關(guān)的狀態(tài)信息， 從而確定無線傳感器節(jié)點的ID號；
c、 無線傳感器節(jié)點在確定了 ID號和通信時隙后，控制電子開關(guān)進(jìn)入關(guān)閉 狀態(tài)，切斷施加在撥碼開關(guān)上拉電阻上的電源；
d、 微處理器根據(jù)這一ID號計算出自己的通信時隙。
所述無線傳感器節(jié)點的ID號根據(jù)撥碼開關(guān)的不同開關(guān)狀態(tài)組合進(jìn)行確定。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的無線傳感器節(jié)點ID號及通信時隙 配置裝置及方法，通過硬件完成設(shè)置，同時采用可控電子開關(guān)，根據(jù)需要對撥 碼配置開關(guān)進(jìn)行供電， 一方面簡化/時隙的分配過程，另一方面降低了系統(tǒng)的 功耗。由T其結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉，非常適合在工業(yè)現(xiàn)場檢測領(lǐng)域的無線傳感 器網(wǎng)絡(luò)中普及推廣。


圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明工作流程圖1為本發(fā)明的說明書摘要附圖。
圖中1、微處理器，2、場效應(yīng)管，3、撥碼開關(guān)，4、上拉電阻。
具體實施例方式
如圖1所示，該無線傳感器節(jié)點的微處理器1為MSP430F147，ID號與時隙 分配單元由一個場效應(yīng)管2 (這里選用P溝道增強(qiáng)型場效應(yīng)管SI2301)， 一個撥 碼開關(guān)以及與撥碼開關(guān)各通道相連的阻值為IOK歐姆的上拉電阻組成。微處理 器通過控制SI2301的柵極為低電平打開配置單元的供電電源，控制SI2301的柵
極為高電平則可以關(guān)閉配置單元的供電電源。無線傳感器節(jié)點的主電源通過場 效應(yīng)管2為撥碼開關(guān)3的上拉電阻4供電；所述場效應(yīng)管的2導(dǎo)通與關(guān)斷狀態(tài)
可由無線傳感器節(jié)點的微處理器1通過與場效應(yīng)管2的柵極相連的I/O 口進(jìn)行控 制，撥碼開關(guān)不同的幵關(guān)狀態(tài)組合定義該無線傳感器節(jié)點的ID號。無線傳感器 節(jié)點按如下步驟進(jìn)行ID號的分配和通信時隙的確定
a、 無線傳感器節(jié)點在上電或復(fù)位開始工作后，通過微處理器l在電子開關(guān)
的控制端上施加控制信號，使電子開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，為與撥碼開關(guān)相連的上
拉電阻供電；
b、 然后微處理器l通過與撥碼開關(guān)3相連的I/0口，讀取撥碼開關(guān)的狀態(tài) 信息，從而確定無線傳感器節(jié)點的ID號；
c、 無線傳感器節(jié)點在確定了 ID號和通信時隙后，控制電子開關(guān)進(jìn)入關(guān)閉 狀態(tài)，切斷施加在撥碼開關(guān)上拉電阻上的電源；
d、 微處理器1根據(jù)這一ID號計算出自己的通信時隙。 由于是通過在場效應(yīng)管2的柵極上施加合適的控制信號，使場效應(yīng)管處于
導(dǎo)通狀態(tài)，為撥碼開關(guān)的上拉電阻供電，然后，無線傳感器節(jié)點的微處理器1 通過與撥碼開關(guān)相連的I/O 口，讀取撥碼丌關(guān)3的狀態(tài)信息，從而確定該節(jié)點的 ID號，并根據(jù)這一ID號選擇該節(jié)點的通信時隙(例如，傳感器節(jié)點可以將自己 的ID號作為通信時隙號，即1號無線傳感器節(jié)點使用1號時隙，2號無線傳感 器節(jié)點使用2號時隙，其余依此類推)；而且在節(jié)點確定了ID號和通信時隙后， 控制場效應(yīng)管2柵極進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，切斷施加在撥碼開關(guān)3上拉電阻4上的電 源，避免上拉電阻4對電池的持續(xù)放電，實現(xiàn)節(jié)能。另外撥碼開關(guān)的位數(shù)決定 檢測系統(tǒng)單元內(nèi)可以使用的無線傳感器節(jié)點的個數(shù)。 配置軟件流程圖如圖2所示。代碼程序如下-
Power一Off();〃關(guān)閉射頻模塊
P10UT&= onoff;〃控制SI2301進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)
Onoff(); 〃通過I/O 口讀取節(jié)點ID號
P10UT|=onoff; 〃控制SI2301進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)
ID=N—ID-1;
if(!(ID==0》
TimerA—Count=(ID《10)+(ID 9)+(ID 6)+(ID《5)+(ID《2)+( ID<<1); 〃計算通信時隙 TimerA—Start(TimerA—Count); TimerA—Flag= 1; while(TimerA一Flag);
else
TimerA—Count=0;
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局 限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本 發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種無線傳感器節(jié)點ID號及通信時隙配置裝置，其特征在于包括微處理器(1)、電子開關(guān)、撥碼開關(guān)(3)和上拉電阻(4)；所述電子開關(guān)的一端連接在裝置的主電源上，另一端分別通過上拉電阻與撥碼開關(guān)的一側(cè)開關(guān)相連接，其中電子開關(guān)的控制端連接在微處理器上；所述撥碼開關(guān)連有上拉電阻的一側(cè)開關(guān)連接到微處理器的I/O口上，撥碼開關(guān)的另一側(cè)開關(guān)接地；所述微處理器控制電子開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，以此控制電源與上拉電阻的導(dǎo)通或切斷，當(dāng)電子開關(guān)導(dǎo)通電源為上拉電阻供電通過時，微處理器可以通過I/O口讀取撥碼開關(guān)的開關(guān)組合狀態(tài)信息，后將這個狀態(tài)信息作為節(jié)點的ID號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的，其特征在于無線傳感器節(jié)點ID號及通信時隙 配置裝置，其特征在于所述電開關(guān)為場效應(yīng)管(2)。
3、 一種使用權(quán)利要求1所述的無線傳感器節(jié)點ID號及通信時隙配置裝置 的方法，其特征在包括如下步驟a、 無線傳感器節(jié)點在上電或復(fù)位開始工作后，通過微處理器(1)在電子 開關(guān)的控制端上施加控制信號，使電子開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，為與撥碼開關(guān)相連 的上拉電阻供電；b、 然后微處理器(1)通過與撥碼開關(guān)(3)相連的I/0 口，讀取撥碼開關(guān)的狀態(tài)信息，從而確定無線傳感器節(jié)點的ID號；c、 無線傳感器節(jié)點在確定了 ID號和通信時隙后，控制電子開關(guān)進(jìn)入關(guān)閉 狀態(tài)，切斷施加在撥碼開關(guān)上拉電阻上的電源；d、 微處理器(1 )根據(jù)這一 ID號計算出自己的通信時隙。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述無線傳感器節(jié)點ID號及通信時隙配置方法，其特 征在于所述無線傳感器節(jié)點的ID號根據(jù)撥碼開關(guān)(3)的不同開關(guān)狀態(tài)組合進(jìn) 行確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無線傳感器節(jié)點ID號及通信時隙配置裝置及方法，其特征在于包括微處理器、電子開關(guān)、撥碼開關(guān)和上拉電阻；微處理器控制電子開關(guān)的導(dǎo)通或關(guān)斷，以此控制電源與上拉電阻的導(dǎo)通或切斷，當(dāng)電子開關(guān)導(dǎo)通電源為上拉電阻供電通過時，微處理器可以通過I/O口讀取撥碼開關(guān)的開關(guān)組合狀態(tài)信息，后將這個狀態(tài)信息作為節(jié)點的ID號；無線傳感器節(jié)點ID號及通信時隙配置裝置；所述無線傳感器節(jié)點的ID號根據(jù)撥碼開關(guān)的不同開關(guān)狀態(tài)組合進(jìn)行確定。本發(fā)明通過硬件設(shè)置和方法的改進(jìn)，一方面簡化了時隙的分配過程，另一方面降低了系統(tǒng)的功耗。由于其結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，非常適合在工業(yè)現(xiàn)場檢測領(lǐng)域的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中普及推廣。
文檔編號H04L12/02GK101183947SQ20071015891
公開日2008年5月21日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者冬 馮, 瑩 王 申請人:大連海事大學(xué)