CN104780596A - 实现超低功耗的通信方法、通信装置及通信*** - Google Patents

实现超低功耗的通信方法、通信装置及通信*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种实现超低功耗的通信方法、通信装置及通信***。所述通信方法包括如下步骤：在设定的时间周期内接收载波信号；检测所述载波信号值；比较所述载波信号值与预设值的大小，判断是否有数据需要接收；发出控制指令，根据所述控制指令确定是否接收外部传输的数据。本发明通过缩短设备休眠模式唤醒到接收模式的时间，达到极大降低设备的功耗，极大延长设备待机寿命的有益技术效果。

Description

实现超低功耗的通信方法、通信装置及通信***
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种实现超低功耗的通信方法、通信装置及通信***。
背景技术
现有技术中无线模块通过检测同步字唤醒休眠模式下的设备来实现设备的低功耗，该技术利用无线模块的自动唤醒功能和同步字检测中断来唤醒无线通信***。无线通信设备在不需要发送和接收数据的空闲模式处于休眠模式，休眠时在设定的时间周期内的唤醒模块的接收通过检测同步字来查看是否有数据需要接收。如果在唤醒的时间内侦测到同步字，认为有数据需要接收，唤醒无线通信芯片彻底进入工作模式；如果在唤醒的时间内没有侦测到同步字，则认为没有要接收的数据，再次进入休眠模式，等待下一周期的唤醒；这样通信模块在不需要数据传输时大部分时间都处于休眠模式，来降低的功率的消耗。但是对于对功耗特别敏感的设备(如仅使用电池供电)，功耗仍然过高。并且使用同步字的检测来确认是否有需要接收的数据，那么至少需要接收完同步字，那么需要的时间有：休眠模式唤醒到接收模式的时间+接收引导码的时间+接收同步字的时间，从休眠模式直到确认是否有接收需要的时间较长，相应的消耗的功耗就较大，对于某些仅能使能电池功能的设备，限制了设备的使用寿命。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中对功耗敏感设备，功耗过大技术问题，本发明提供一种实现超低功耗的通信方法。本发明的具体技术方案如下：
一种实现超低功耗的通信方法，所述方法包括如下步骤：
在设定的时间周期内接收载波信号；
检测所述载波信号值；
比较所述载波信号值与预设值的大小，判断是否有数据需要接收；
发出控制指令，根据所述控制指令确定是否接收外部传输的数据。
进一步的，所述在设定的时间周期内接收载波信号之前，所述方法还包括：
在设定的时间周期内发出唤醒指令，根据所述唤醒指令接收所述载波信号。
进一步的，所述比较载波信号值与预设值的大小，判断是否有数据需要接收的具体方法包括：
若所述载波信号值大于等于所述预设值，判断为有数据需要接收；
若所述载波信号值小于所述预设值，判断为无数据需要接收。
进一步的，所述发出控制指令，根据所述控制指令确定是否接收外部传输的数据的具体方法包括：
若确定有数据需要接收，发出接收指令，根据所述接收指令接收外部传输的数据；
若确定无数据需要接收，发出休眠指令，根据所述休眠指令继续等待下一周期的控制指令。
一种实现超低功耗的通信装置，包括接收单元、检测单元、处理单元和控制单元；所述接收单元在设定的时间周期内接收载波信号，并将所述载波信号传输至所述检测单元，所述检测单元检测所述载波信号值，并将所述载波信号值发送至所述处理单元，所述处理单元根据所述载波信号值与所述预设值的大小判断是否有需要接收的数据，并生成判断结果信息，将所述判断结果信息发送至所述控制单元，所述控制单元根据所述判断结果信息，向所述接收单元发送控制指令，所述接收单元根据所述控制指令确定是否接收外部传输的数据。
进一步的，还包括唤醒单元，所述唤醒单元用于在设定的时间周期内发出唤醒指令，并将所述唤醒指令发送至所述控制单元，所述控制单元根据所述唤醒指令控制所述接收单元接收所述载波信号。
进一步的，所述接收单元还用于接收外部传输的唤醒信号，并将所述唤醒信号传输至所述控制单元，所述控制单元根据所述唤醒信号控制所述接收单元接收所述载波信号，并根据所述唤醒信号接收所述载波信号。
进一步的，所述控制指令包括接收指令和休眠指令，所述接收模块根据所述接收指令，接收外部传输的数据；所述接收模块根据所述休眠指令，继续等待下一周期的控制指令。
一种实现超低功耗的通信***，所述***包括主设备和从设备，所述主设备在设定的时间周期内向所述从设备发送唤醒信号，所述从设备根据所述唤醒信号接收载波信号，所述从设备检测所述载波信号值，并比较所述载波信号值与预设值的大小，若所述载波信号值大于等于预设值，所述从设备确定有数据需要接收，所述从设备从唤醒模式转换到工作模式，所述从设备与所述主设备进行数据交换。
相较于现有技术使用同步字的检测来确认是否有需要接收的数据，那么至少需要接收完同步字，那么需要的时间有：休眠模式唤醒到接收模式的时间+接收引导码的时间+接收同步字的时间，从休眠模式直到确认是否有接收需要的时间较长，相应的消耗的功耗就较大，本发明提供一种利用无线通信芯片的接收载波信号检测，以确认是否有需要接收的数据，载波信号的检测只需要设备被唤醒就可以侦测到，故唤醒的时间只是设备从休眠模式唤醒到接收模式的时间，较现有技术方案(现有技术方案需要的时间：休眠模式唤醒到接收模式的时间(T1)+接收引导码的时间(T2)+接收同步字的时间(T3)，而T1小于T2和T3)在每个周期的唤醒时间上有了极大的缩减。可用于仅用电池供电的设备(如故障指示器)，能够极大降低设备的功耗，延长设备待机寿命。
附图说明
图1为本发明实施例1实现超低功耗的通信方法步骤流程图。
图2为本发明实施例2实现超低功耗的通信装置内部结构方框示意图。
图3为本发明实施例3实现超低功耗的通信装置内部结构方框示意图。
图4为本发明实施例4实现超低功耗的通信***内部结构方框示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。
实施例1
请参阅图1所示。
本发明提供一种实现超低功耗的通信方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：在设定的时间周期内发出唤醒指令。
S2：根据所述唤醒指令在设定的时间周期内接收载波信号。
S3：检测所述载波信号值。
S4：比较所述载波信号值与预设值的大小，判断是否有数据需要接收。
S41：若所述载波信号值大于等于所述预设值，判断为有数据需要接收；继续步骤S51。
S42：若所述载波信号值小于所述预设值，判断为无数据需要接收；继续步骤S52。
S5：发出控制指令，根据所述控制指令确定是否接收外部传输的数据。
S51：若确定有数据需要接收，发出接收指令；继续步骤S6。
S6：根据所述接收指令接收外部传输的数据。
S52：若确定无数据需要接收，发出休眠指令。
S7：根据所述休眠指令继续等待下一周期的控制指令；回到步骤S4。
可以理解的是，本发明技术方案降低功耗举例说明：
部分参数如下：
序号 项目 数值 备注
1 休眠模式功耗 1uA
2 接收模式功耗 14mA
3 休眠模式到接 0.8ms
收模式时间
4 通信速率 9600bps
5 引导码字节 5byte 5*8/9600＝4.167ms
6 同步字字节 2byte 2*8/9600＝1.67ms
设定的时间周期为5s；
A原技术方案需要的功耗
休眠模式唤醒到接收的时间+接收5byte引导码的时间+接收2byte同步字的时间：
0.8ms+1000*(5+2)*8/9600ms＝6.633ms
休眠模式下的功耗是1uA，接收功耗是14mA
现有技术下，空闲模式每秒的功耗是：
(14mA*6.633ms+0.001mA*4994.167)/5＝19.57uA
B本发明技术方案需要的功耗
休眠模式唤醒到接收的时间：0.8ms
故无线芯片空闲模式下每秒的功耗是：
(14mA*0.8ms+0.001mA*4994.167)/5＝3.24uA
相较于已有技术的每秒消耗19.57uA的功耗，新技术降低的功耗19.57/3.24＝6.04倍，极大的降低的无线芯片的功耗，可用于仅适用电池供电的设备(如故障指示器)，延长设备到原来6倍的待机寿命。
实施例2
请参阅图2所示。
本发明提供了一种实现超低功耗的通信装置，包括接收单元、检测单元、处理单元、唤醒单元和控制单元；所述唤醒单元用于在设定的时间周期内发出唤醒指令，并将所述唤醒指令发送至所述控制单元，所述控制单元根据所述唤醒指令控制所述接收单元接收所述载波信号；所述接收单元在设定的时间周期内接收载波信号，并将所述载波信号传输至所述检测单元，所述检测单元检测所述载波信号值，并将所述载波信号值发送至所述处理单元，所述处理单元根据所述载波信号值与所述预设值的大小判断是否有需要接收的数据，若所述载波信号值大于预设值，生成第一判断结果信息，并将所述第一判断结果信息发送至所述控制单元，所述控制单元根据所述第一判断结果信息向所述接收单元发送接收指令，所述接收单元根据所述接收指令接收外部传输的数据；若所述载波信号值小于预设值，生成第二判断结果信息，并将所述第二判断结果信息发送至所述控制单元，所述控制单元根据所述第二判断结果信息向所述接收单元发送休眠指令，所述接收单元根据所述休眠指令继续等待下一周期的控制指令。
可以理解的是，本实施例通过唤醒单元在设定的时间周期内发出唤醒指令，设定的时间周期可以为5S，每间隔5S，使本装置处于为唤醒模式，在唤醒模式下接受载波信号。
实施例3
请参阅图3所示。
本发明提供了一种实现超低功耗的通信装置，包括接收单元、检测单元、处理单元和控制单元；所述接收单元在设定的时间周期内接收外部传输的唤醒信号，并将所述唤醒信号传输至所述控制单元，所述控制单元根据所述唤醒信号控制所述接收单元接收所述载波信号，并根据所述唤醒信号接收所述载波信号。，并将所述载波信号传输至所述检测单元，所述检测单元检测所述载波信号值，并将所述载波信号值发送至所述处理单元，所述处理单元根据所述载波信号值与所述预设值的大小判断是否有需要接收的数据，并生成判断结果信息，将所述判断结果信息发送至所述控制单元，所述控制单元根据所述判断结果信息，向所述接收单元发送控制指令，所述接收单元根据所述控制指令确定是否接收外部传输的数据。
可以理解的是，本实施例通过接收外部传输的唤醒信号，使本装置处于唤醒模式，在唤醒模式下接收载波信号。
实施例4
请参阅图4所示。
在实施例1-3的基础上，本发明提供一种实现超低功耗的通信***，所述***包括主设备和从设备，所述主设备包括实施例2所述的装置，所述从设备包括实施例3所述的装置；所述主设备在设定的时间周期内向所述从设备发送唤醒信号，所述从设备根据所述唤醒信号接收载波信号，所述从设备检测所述载波信号值，并比较所述载波信号值与预设值的大小，若所述载波信号值大于等于预设值，所述从设备确定有数据需要接收，所述从设备从唤醒模式转换到工作模式，所述从设备与所述主设备进行数据交换；若所述载波信号值小于所述预设值，所述从设备确定无数据需要接收，所述从设备从唤醒模式转换到休眠模式，所述从设备继续等待接收唤醒信号。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种实现超低功耗的通信方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
在设定的时间周期内接收载波信号；
检测所述载波信号值；
比较所述载波信号值与预设值的大小，判断是否有数据需要接收；
发出控制指令，根据所述控制指令确定是否接收外部传输的数据。
2.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述在设定的时间周期内接收载波信号之前，所述方法还包括：
在设定的时间周期，周期性的发出唤醒指令，根据所述唤醒指令接收所述载波信号。
3.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述比较载波信号值与预设值的大小，判断是否有数据需要接收的具体方法包括：
若所述载波信号值大于等于所述预设值，判断为有数据需要接收；
若所述载波信号值小于所述预设值，判断为无数据需要接收。
4.根据权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述发出控制指令，根据所述控制指令确定是否接收外部传输的数据的具体方法包括：
若确定有数据需要接收，发出接收指令，根据所述接收指令接收外部传输的数据；
若确定无数据需要接收，发出休眠指令，根据所述休眠指令继续等待下一周期的控制指令。
5.一种实现超低功耗的通信装置，其特征在于，包括接收单元、检测单元、处理单元和控制单元；所述接收单元在设定的时间周期内接收载波信号，并将所述载波信号传输至所述检测单元，所述检测单元检测所述载波信号值，并将所述载波信号值发送至所述处理单元，所述处理单元根据所述载波信号值与所述预设值的大小判断是否有需要接收的数据，并生成判断结果信息，将所述判断结果信息发送至所述控制单元，所述控制单元根据所述判断结果信息，向所述接收单元发送控制指令，所述接收单元根据所述控制指令确定是否接收外部传输的数据。
6.根据权利要求5所述的通信装置，其特征在于，还包括唤醒单元，所述唤醒单元用于在设定的时间周期内发出唤醒信号，并将所述唤醒信号发送至所述控制单元，所述控制单元根据所述唤醒信号控制所述接收单元接收所述载波信号。
7.根据权利要求5所述的通信装置，其特征在于，所述接收单元还用于接收外部传输的唤醒信号，并将所述唤醒信号传输至所述控制单元，所述控制单元根据所述唤醒信号控制所述接收单元接收所述载波信号，并根据所述唤醒信号接收所述载波信号。
8.根据权利要求5所述的通信装置，其特征在于，所述控制指令包括接收指令和休眠指令，所述接收模块根据所述接收指令，接收外部传输的数据；所述接收模块根据所述休眠指令，继续等待下一周期的控制指令。
9.一种实现超低功耗的通信***，其特征在于，所述***包括主设备和从设备，所述主设备和所述从设备均包括权利要求5-8任一所述的装置，所述主设备在设定的时间周期内向所述从设备发送唤醒信号，所述从设备根据所述唤醒信号接收载波信号，所述从设备检测所述载波信号值，并比较所述载波信号值与预设值的大小，若所述载波信号值大于等于预设值，所述从设备确定有数据需要接收，所述从设备从唤醒模式转换到工作模式，所述从设备与所述主设备进行数据交换。
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