CN112880708A - 一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，包括如下步骤：S1，传感器的检测模块，识别传感器获取的环境数据；S2，当检测到环境数据超出变化阈值时，传感器进入接收工作模式，接收局端设备的下发数据；S3，进入接收状态后，经过接收时间阈值后，自动退出接收状态，恢复周期性单向发送工作模式，同时继续对环境数据进行检测。在工程施工、维护调参时，通常需要局端设备及时的下发参数，从而获取传感器的工作情况，以此进一步进行施工、维护，通过传感器主动获取参数，在保证正常的传感器单项发送数据节约能耗的同时，能够及时主动获取下发的配置数据，进行调参、测试等工作。
Description
技术领域
本发明涉及传感器参数配置技术领域，尤其是涉及一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法。
背景技术
随着国家物联网推广和实施，大量使用各种各样的传感器，一些不方便外部供电的场景如电力高压设备等，都采用电池给传感器供电，采样无线通信，方便施工和安装。用电池供电时，考虑电池的供电能力，为节约电能，延长传感器工作寿命，大部分时间传感器都处于休眠状态，只在约定的时间苏醒，采样测量环境数据，通过无线发送给局端设备。无线发送一般是传感器主动控制的，故需要的时间比较短，功耗也就相对比较少，但接收会存在不确定性，需要更长的时间。因为无线发送和接收的功耗基本差不多，故为节约功耗，一些场景下，传感器都单向发送，不进入接收状态。这样至少可以节省一半以上的功耗。但由此也带来了一个问题，当局端需要修改传感器的参数配置时，由于传感器不进行接收，因此无法实现参数的配置。
发明内容
为解决现有技术的不足，实现支持参数修改的同时，达到与单项发送一样功耗的目的，本发明采用如下的技术方案：
一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，包括如下步骤：
S1，传感器的检测模块，识别传感器获取的环境数据；
S2，当检测到环境数据超出变化阈值时，传感器进入接收工作模式，接收局端设备的下发数据；
S3，进入接收状态后，经过接收时间阈值后，自动退出接收状态，恢复周期性单向发送工作模式，同时继续对环境数据进行检测。
在工程施工、维护调参时，通常需要局端设备及时的下发参数，从而获取传感器的工作情况，以此进一步进行施工、维护，通过传感器主动获取参数，在保证正常的传感器单项发送数据节约能耗的同时，能够及时主动获取下发的配置数据，进行调参、测试等工作，也不影响原有的周期性进入接收状态的传感器的正常工作。
进一步地，所述步骤S3中，在接收时间阈值内，若有局端设备下发数据，则在接收完成后退出接收状态，恢复周期性单向发送工作模式，同时继续对环境数据进行检测，否则，在接收时间阈值后，自动退出接收状态，恢复周期性单向发送工作模式，同时继续对环境数据进行检测。
在接收时间阈值内，接收完成局端设备下发的数据，到接收时间阈值结束之间，可能还多出一段时间，这段时间传感器仍处在接收状态，为了避免时间的浪费，同时能够尽快恢复到周期性单向发送工作模式，减少对正常的发送工作的影响，尽快继续对环境数据进行检测，保证检测的实时性、连续性，从而在接收时间阈值内接收完下发数据后直接恢复工作模式、继续检测；另一方面，避免了在接收时间阈值内，如果无法完成接收下发数据，就直接恢复发送工作模式和继续检测，导致接收数据不完整的情形。
进一步地，所述传感器还包括周期性接收工作模式，与周期性单向发送工作模式、接收工作模式之间相互切换，其中，周期性接收工作模式与接收工作模式冲突时，在一种接收工作模式接收完局端设备的下发数据后，再切换到另一种接收工作模式。避免一种接收工作模式的接收工作，因另一中接收工作模式的开启而被中断。
进一步地，所述传感器还包括周期性接收工作模式，与周期性单向发送工作模式、接收工作模式之间相互切换，其中，周期性接收工作模式与接收工作模式冲突时，中断接收状态关闭较早的接收工作模式，并切换到接收状态关闭较晚的接收工作模式。为保证获取到的是局端设备更新后下发的参数数据，因此以后一次接收的数据为准，同时也节省了前一次接收的后续接收时间，以及联系两次接收数据的时间和能量消耗。
进一步地，所述变化阈值的初始值低于常规变化阈值，通过门限调整模块进行调整，当门限调整模块监测到传感器在固定时间内多次进入接收工作模式，且未能接收到局端设备的下发数据时，提高变化阈值，从而降低误进入接收工作模式的概率。
进一步地，所述传感器是温度传感器，所述变化阈值是单位时间内的温度变化值，当传感器已安装在高压线路上时，使用热吹风装置，隔空给传感器的环境升温；当传感器未安装在高压线路上时，使用升温或降温装置，给传感器的环境升温或降温；使传感器进入接收工作模式。变化阈值是双向的，包括升温的变化和降温的变化，而普通高压接点上的温度传感器休眠周期是1分钟，实际使用正常情况下环境温度每分钟变化不会超过0.5度（实际仅在上班和下班时间用电量出现急剧变化时，温度才会出现最快的变化情况），而普通的热吹风装置（如大功率热吹风机）可以使每分钟升10度以上，足够达到传感器变化阈值的要求，同样，便携式小冰箱或者保险用冰袋也足以达到变化阈值的降温要求，工程人员只需使用常规的升降温装置便能完成对传感器环境温度的改变。
进一步地，所述传感器是湿度传感器，所述变化阈值是单位时间内的湿度变化值，使用加湿装置，隔空让传感器的环境加湿。
进一步地，所述传感器是湿度传感器，所述变化阈值是单位时间内的湿度变化值，当传感器未安装在高压线路上时，直接用哈气，让传感器的环境加湿。
进一步地，所述步骤S1中检测模块周期性的识别传感器数据，以避免实时检测带来的能耗。
进一步地，所述步骤S2中的局端设备的下发数据是参数配置命令。
本发明的优势和有益效果在于：
本发明在不增加物料的情况下，解决了电池供电的微功耗传感器偶发的参数配置需求，导致功耗急剧增加的问题，提高了设备的可靠性。
附图说明
图1是本发明中电池供电传感器与局端设备通信示意图。
图2是本发明中添加按钮后的电池供电传感器与局端设备通信示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
如图1所示，电池供电的传感器，通过无线传输与局端设备进行周期性通信，其中，传感器单项发送，再通过周期性进入无线接收状态接收数据，从而节约功耗。但周期太短，则功耗大大增加，电池供电寿命大大缩短，周期太长，则不方便实际操作，局端设备下发命令等待时间太长，客户体验很差。
如图2所示，通过一个输入装置，例如按钮，输入一个信号给传感器，让传感器进入接收状态，接收局端设备的参数配置命令，从而解决上述因周期过长或过短导致的功耗增加或者不方便操作的问题。但该方案需要增加一个硬件装置，增加了物料成本，同时增加的装置通常是采用机械接点让传感器感知需要进入接收状态，机械接点在一些特定的严酷环境下，会大大增加不可靠性，误触发进入接收状态，导致电池很快耗尽等问题。同时机械接点在需要防水等场景下，会带来很大的质量隐患。又如一些场景不方便操作按钮，如传感器安装在高压或者其他危险的场景，不方便人工操作。
为解决以上问题，在保持传感器的硬件不变的同时，人为让传感器的监测的环境（如温度传感器的环境温度，湿度传感器的湿度值等），在短时间内突发大变化，此变化大大超出正常环境可能的变化范围；传感器内部通过软件识别一个检测周期时间内出现超正常变化值，由此让传感器的无线进入接收状态，接收局端设备的参数配置命令；进入接收状态后，经过一段时间，不论局端是否下发参数配置命令，都自动退出接收状态，恢复低功耗周期性发送工作模式；正常场景下，仍保持传感器的单向无线发送特性，不进入接收状态。
例如，一般高压接点上的温度传感器休眠周期是1分钟，实际使用正常情况下环境温度每分钟变化不会超过0.5度（实际仅在上班和下班时间用电量出现急剧变化时，温度才会出现最快的变化情况）。若传感器已经安装到高压线路上，可以使用大功率热吹风，隔空直接给传感器升温，我们实测每分钟能升10度以上，可以将传感器的超常规变化值设置为每分钟5度，超过5度判断为需要进入配置状态，低于5度保持正常工作模式。如果传感器还未安装到高压线路上，还使用便携式半导体小冰箱（或者海鲜保鲜用的冰袋），通过降温方式让传感器进入配置模式。
若是湿度传感器，同理可以采用加湿器，让环境湿度1分钟内急剧上升。若尚未安装在线路上，可以直接用嘴哈气，就能让传感器进入配置模式。
进入配置模式的门限自身也可以修改，初始门限低一些，增加一个智能门限调整功能，发现传感器固定时间内多次进入配置模式，且没有接收到局端设备的配置命令，传感器可以自己提高配置模式门限值，降低误进入配置模式概率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，其特征在于包括如下步骤：
S1，传感器的检测模块，识别传感器获取的环境数据；
S2，当检测到环境数据超出变化阈值时，传感器进入接收工作模式，接收局端设备的下发数据；
S3，进入接收状态后，经过接收时间阈值后，自动退出接收状态，恢复周期性单向发送工作模式，同时继续对环境数据进行检测。
2.如权利要求1所述的一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，其特征在于所述步骤S3中，在接收时间阈值内，若有局端设备下发数据，则在接收完成后退出接收状态，恢复周期性单向发送工作模式，同时继续对环境数据进行检测，否则，在接收时间阈值后，自动退出接收状态，恢复周期性单向发送工作模式，同时继续对环境数据进行检测。
3.如权利要求1所述的一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，其特征在于所述传感器还包括周期性接收工作模式，与周期性单向发送工作模式、接收工作模式之间相互切换，其中，周期性接收工作模式与接收工作模式冲突时，在一种接收工作模式接收完局端设备的下发数据后，再切换到另一种接收工作模式。
4.如权利要求1所述的一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，其特征在于所述传感器还包括周期性接收工作模式，与周期性单向发送工作模式、接收工作模式之间相互切换，其中，周期性接收工作模式与接收工作模式冲突时，中断接收状态关闭较早的接收工作模式，并切换到接收状态关闭较晚的接收工作模式。
5.如权利要求1所述的一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，其特征在于所述变化阈值，通过门限调整模块进行调整，当门限调整模块监测到传感器在固定时间内多次进入接收工作模式，且未能接收到局端设备的下发数据时，提高变化阈值。
6.如权利要求1所述的一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，其特征在于所述传感器是温度传感器，所述变化阈值是单位时间内的温度变化值，当传感器已安装在高压线路上时，使用热吹风装置，隔空给传感器的环境升温；当传感器未安装在高压线路上时，使用升温或降温装置，给传感器的环境升温或降温；使传感器进入接收工作模式。
7.如权利要求1所述的一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，其特征在于所述传感器是湿度传感器，所述变化阈值是单位时间内的湿度变化值，使用加湿装置，隔空让传感器的环境加湿。
8.如权利要求1所述的一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，其特征在于所述传感器是湿度传感器，所述变化阈值是单位时间内的湿度变化值，当传感器未安装在高压线路上时，直接用哈气，让传感器的环境加湿。
9.如权利要求1所述的一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，其特征在于所述步骤S1中检测模块周期性的识别传感器数据。
10.如权利要求1所述的一种电池供电的微功耗无线传感器的参数配置方法，其特征在于所述步骤S2中的局端设备的下发数据是参数配置命令。
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