CN112929954B - 一种无线传感器的控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种无线传感器的控制方法，本方法应用于无线传感器，无线传感器包括射频单元，射频单元与基站之间无线通讯，本方法包括：无线传感器实时采集数据，并周期性地开启射频单元将采集到的传感器数据打包上传至基站；在上传数据前，获取数据上传记录；根据数据上传记录，估计无线传感器与服务器之间当前的通讯状态；根据估计结果，配置射频单元的状态；当所述射频单元被配置为开启状态时，将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传；当所述射频单元被配置为休眠状态时，所述前周期不进行数据上传。当无线传感器与服务器之间的通讯异常或通讯中断时，射频单元主动休眠，节约无线传感器的电能。

Description

一种无线传感器的控制方法

技术领域

本申请涉及无线传感器的控制技术领域，尤其是涉及一种无线传感器的控制方法、***、无线传感器和存储介质。

背景技术

无线传感器作为一种常用的检测仪器,由于其无需布线、安装方便、能耗低等优点,在许多行业中得到了广泛的应用。无线传感器主要包括4部分：通信模块、计算模块、传感器模块和能量供应模块。由于无线传感器自身的结构特点和使用环境的限制，无线传感器使用过程中能量供应模块往往不能补充能量，尽可能的降低功耗延长无线传感器的使用时间成为无线传感器的首要设计目标。通信模块是无线传感器中能耗最大的部分。

无线传感器向服务器上报数据时，首先将传感器数据上报至基站，再通过基站将传感器数据传输至服务器。当通讯服务商维护网络设备时、当无线传感器自身的SIM卡流量用尽时、当由环境因素导致的基站信号弱时、当服务器未创建无线传感器的对应信息时均会造成通讯中断。当通讯中断时，无线传感器会主动打开通讯模块中的射频单元，主动搜索基站信号。此时，由于短时间内无法恢复通讯，盲目的频繁开启射频单元会大量消耗无线传感器的电能，导致无线传感器的使用寿命大幅减小。

发明内容

为了解决在无线传感器与服务器通讯过程中，由于通讯长时间中断，导致无线传感器盲目地频繁开启射频单元，主动搜索基站信号，使无线传感器的大量电能被白白消耗的问题。

本申请第一方面提供一种无线传感器的控制方法，技术方案如下：

本申请一种无线传感器的控制方法，应用于无线传感器，无线传感器包括射频单元，射频单元与基站之间相互通讯，本申请一种无线传感器的控制方法包括：无线传感器实时采集数据，并周期性地开启射频单元将采集到的传感器数据打包上传至基站；在上传数据前，获取数据上传记录；根据数据上传记录，估计无线传感器与服务器之间当前的通讯状态；根据估计结果，配置射频单元的状态；当射频单元被配置为开启状态时，将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传；当射频单元被配置为休眠状态时，当前周期不进行数据上传。

进一步地，根据数据上传记录，估计无线传感器与服务器之间当前的通讯状态；包括：

当上一周期数据上传成功时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常；

当上一周期数据上传失败时，重新匹配基站，当基站匹配成功时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常；当基站匹配失败时，则认定传感器与服务器之间当前的通讯异常；

当在先的连续若干个周期的数据传输均失败时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断；其中，若干个大于等于2个。

优选地，在重新匹配基站前，清除射频单元中的基站信息。

进一步地，根据估计结果，配置射频单元的状态；包括：

当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常时，将射频单元配置为开启状态；

当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯异常时，将射频单元配置为休眠状态；

当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断时，将射频单元配置为休眠状态，同时将下一周期的时间延长至设定值。

进一步地，当当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据的总和超出单个数据包所能容纳数据量的上限时，等间隔的在当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据中提取目标个数的传感器数据，并将目标个数的传感器数据打包上传，其中，目标个数的传感器数据未超出单个数据包所能容纳数据量的上限。

进一步地，当上传数据完成后，将所述射频单元配置为休眠状态，并储存传输结果。

本申请第二方面提供一种无线传感器的控制***，其技术方案如下：

一种无线传感器的控制***，无线传感器包括射频单元，所述***包括：存储模块，用于储存数据上传记录；估计模块，用于根据数据上传记录，估计传感器与服务器之间当前的通讯状态；配置模块，用于根据估计结果，配置所述射频单元的当前状态；通讯模块，用于当所述射频单元被配置为开启状态时，将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传。

进一步地，本申请一种无线传感器的控制***还包括：数据提取模块；用于当当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据的总和超出单个数据包所能容纳数据量的上限时，等间隔地在当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据中提取目标个数的传感器数据，并将所述目标个数的传感器数据打包，其中，目标个数的传感器数据未超出单个数据包所能容纳数据量的上限。

本申请第三方面提供一种无线传感器，技术方案如下：

一种无线传感器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

储存数据上传记录；

根据数据上传记录，估计无线传感器与服务器之间当前的通讯状态；

根据估计结果，配置所述射频单元的状态；

当所述射频单元被配置为开启状态时，将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传；

当所述射频单元被配置为休眠状态时，当前周期不进行数据上传。

本申请的第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

储存数据上传记录；

根据数据上传记录，估计传感器与服务器之间当前的通讯状态；

根据估计结果，配置所述射频单元的状态；

当所述射频单元被配置为开启状态时，将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传；

当所述射频单元被配置为休眠状态时，当前周期不进行数据上传。

上述无线传感器的控制方法、***、无线传感器和存储介质，通过数据上传记录，估计无线传感器与服务器之间当前的通讯状态，当确定无线传感器与服务器之间的通讯中断或通讯异常时，无线传感器会控制射频单元主动休眠，节约无线传感器的电能。

具体实施方式

以下通过以下实施例对本申请作进一步详细说明。

无线传感器主要包括4部分：通信模块、计算模块、传感器模块和能量供应模块。

在无线传感器的正常使用过程中，传感器模块按设定的频次持续采集传感器数据，计算模块将传感器数据周期性的打包存储至无线传感器的存储器中，接着通过通信模块周期性地将打包好的数据向服务器上报。无线传感器向服务器上报数据时，首先将传感器数据上报至基站，再通过基站将传感器数据传输至服务器。

当无线传感器与服务器的通讯中断时，无线传感器会主动打开通讯模块中的射频单元，主动搜索基站信号。由于短时间内无法恢复通讯，盲目的频繁开启射频单元会大量消耗无线传感器的电能，导致无线传感器的使用寿命大幅减小。

实施例1

为了使无线传感器与服务器的通讯中断时，不盲目地主动打开射频单元，本实施例提供一种无线传感器的控制方法，技术方案如下：

无线传感器在上传数据前，获取数据上传记录；根据数据上传记录，估计无线传感器与服务器之间当前的通讯状态；根据估计结果，配置射频单元的状态；当射频单元被配置为开启状态时，将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传；当射频单元被配置为休眠状态时，当前周期不进行数据上传。

本实施例一种无线传感器的控制方法中，无线传感器与服务器之间的通讯状态包括通讯正常状态、通讯异常状态和通讯中断状态。

本实施例通过以下规则估计无线计传感器与服务器之间当前的通讯状态：

当上一周期数据上传成功时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常；当上一周期数据上传失败时，重新匹配基站，当基站匹配成功时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常；当基站匹配失败时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯异常；当在先的连续3个周期的数据传输均失败时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断。

需要说明的是：采用在先的连续3个周期数据传输均失败的规则，去认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断，是本申请优选的实施方式；该规则中连续周期的个数可以是2个，也可以是2个以上的任意值；该规则中数据传输失败的连续周期，其个数的多少不会影响本申请的实施，但其个数不宜过多，数量过多会影响本申请的实施效果。 同时，数据上传记录是指无线传感器在向服务器上报数据后，接收到数据上传成功或失败的信息，并将该信息存储在无线传感器的存储器中；其中，数据上传成功是指无线传感器上传数据后接收到服务器的回执信息，且回执信息中包括记载数据上传成功的信息；数据传输失败是指当无线传感器上传数据后未接收到服务器的回执信息或回执信息中未包括记载数据上传成功的信息。

本实施例通过以下规则配置射频单元的状态：

当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常时，将射频单元配置为开启状态；当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯异常时，将射频单元配置为休眠状态；当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断时，将射频单元配置为休眠状态，同时将下一周期的时间延长至设定值。

需要说明的是，设定值可根据数据上报周期和使用需求设置，设定值大于原有的上报周期的时长。例如，设定上报周期为1小时，即无线传感器每1小时向服务器上报一次数据；当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断时，将射频单元配置为休眠状态，同时将下一周期的时间长度由1小时延长至12小时，此时12小时即设定值；12小时***频单元被配置为休眠状态，在此期间不上传数据，减小无线传感器的电能消耗。

当射频单元被配置为开启状态时，无线传感器在当前周期正常上报数据，当射频单元被配置为休眠状态时，无线传感器在当前周期不上报数据。

无线传感器在出厂测试时连接基站试运行，但在现场使用时，常会遇到无线传感器会自动连接测试时的基站的情况，导致无线传感器与当前基站无法相互通讯，作为优选的实施方式，在重新匹配基站前，清除射频单元中的原始基站信息。

当射频单元被配置为休眠状态时，无线传感器的数据采集模块仍在持续的采集传感器数据，当射频单元被配置为开启状态时，需要将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传，由于当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据的总和超出单个数据包所能容纳数据量的上限，使无线传感器数据不能正常打包，作为优选的实施方式，当当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据的总和超出单个数据包所能容纳数据量的上限时，等间隔地在当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据中提取目标个数的传感器数据，并将目标个数的传感器数据打包上传，其中，目标个数的传感器数据未超出单个数据包所能容纳数据量的上限。

由于通信模块是无线传感器中能耗最大的部分，为了进一步地降低无线传感器的功耗；当上传数据完成后，将所述射频单元配置为休眠状态，并储存传输结果。

实施例2

为了使无线传感器与服务器的通讯中断时，不盲目地主动打开射频单元，本实施例提供一种无线传感器的控制***，本实施例采用技术方案如下：

一种无线传感器的控制***，无线传感器包括射频单元，所述***包括：存储模块，用于储存数据上传记录；估计模块，用于根据数据上传记录，估计无线传感器与服务器之间当前的通讯状态；配置模块，用于根据估计结果，配置射频单元的当前状态；通讯模块，用于当所述射频单元被配置为开启状态时，将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传。

其中，本实施例一种无线传感器的控制***中的估计模块通过以下规则估计无线计传感器与服务器之间当前的通讯状态：当上一周期数据上传成功时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常；当上一周期数据上传失败时，重新匹配基站，当基站匹配成功时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常；当基站匹配失败时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯异常；当在先的连续3个周期的数据传输均失败时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断。

当确定无线传感器与服务器之间的通讯中断时，无线传感器会控制射频单元主动休眠，节约无线传感器的电能。

本实施例一种无线传感器的控制***中的配置模块通过以下规则配置当前射频单元的状态：当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常时，将射频单元配置为开启状态；当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯异常时，将射频单元配置为休眠状态；当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断时，将射频单元配置为休眠状态，同时将下一周期的时间延长至设定值。当射频单元被配置为开启状态时，无线传感器在当前周期正常上报数据，当射频单元被配置为休眠状态时，无线传感器在当前周期不上报数据。

当射频单元被配置为休眠状态时，无线传感器的数据采集模块仍在持续的采集传感器数据，当射频单元被配置为开启状态时，需要将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传，由于当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据的总和超出单个数据包所能容纳数据量的上限，使无线传感器数据不能正常打包，本实施例的一种无线传感器的控制***还包括，数据提取模块；用于当当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据的总和超出单个数据包所能容纳数据量的上限时，等间隔的在当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据中提取目标个数的传感器数据，并将所述目标个数的传感器数据打包上传，其中，目标个数的传感器数据未超出单个数据包所能容纳数据量的上限。

为了及时地将无线传感器监测到的异常数据及时上报服务器，本实施例一种无线传感器的控制***还包括：数据监测模块，用于实时监测传感器数据的状态，当传感器数据异常时，将射频单元配置为开启状态，将当前时刻以及当前时刻之前的未上传的数据打包上传；其中，传感器数据异常包括：传感器数据不在预设的第一安全阈值范围内，或传感器数据的波动范围大于预设的第二安全阈值范围。

实施例3

为了使无线传感器与服务器的通讯中断时，不盲目地主动打开射频单元，本申请提供一种无线传感器，本实施例采用技术方案如下：

一种无线传感器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

储存数据上传记录；

根据数据上传记录，估计传感器与服务器之间当前的通讯状态；

根据估计结果，配置射频单元的状态。

其中，估计无线计传感器与服务器之间当前的通讯状态的规则为：当上一周期数据上传成功时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常；当上一周期数据上传失败时，重新匹配基站，当基站匹配成功时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常；当基站匹配失败时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯异常；当在先的连续3个周期的数据传输均失败时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断。

配置射频单元的状态的规则为：当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常时，将射频单元配置为开启状态；当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯异常时，将射频单元配置为休眠状态；当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断时，将射频单元配置为休眠状态，同时将下一周期的时间延长至设定值。当射频单元被配置为开启状态时，无线传感器在当前周期正常上报数据，当射频单元被配置为休眠状态时，无线传感器在当前周期不上报数据。

本实施例的一种无线传感器，根据数据上传记录估计无线传感器与服务器之间当前的通讯状态，并根据估计结果配置当前射频单元的状态，当确定无线传感器与服务器之间的通讯中断时，射频单元主动休眠，节约无线传感器的电能。

实施例4

为了使无线传感器与服务器的通讯中断时，不盲目地主动打开射频单元，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

储存数据上传记录；

根据数据上传记录，估计传感器与服务器之间当前的通讯状态；

根据估计结果，配置所述射频单元的状态。

其中，估计无线计传感器与服务器之间当前的通讯状态的规则为：当上一周期数据上传成功时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常；当上一周期数据上传失败时，重新匹配基站，当基站匹配成功时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常；当基站匹配失败时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯异常；当在先的连续3个周期的数据传输均失败时，则认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断。

配置射频单元的状态的规则为：当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯正常时，将射频单元配置为开启状态；当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯异常时，将射频单元配置为休眠状态；当认定无线传感器与服务器之间当前的通讯中断时，将射频单元配置为休眠状态，同时将下一周期的时间延长至设定值。

当射频单元被配置为开启状态时，无线传感器在当前周期上报数据，当确定无线传感器与服务器之间的通讯中断时，射频单元主动休眠，节约无线传感器的电能。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种无线传感器的控制方法，所述方法应用于无线传感器，所述无线传感器包括射频单元，所述射频单元与基站之间无线通讯，所述方法包括：无线传感器实时采集数据，并周期性地开启所述射频单元将采集到的传感器数据打包上传至基站；其特征在于，所述方法还包括：在上传数据前，获取数据上传记录；根据所述数据上传记录，估计所述无线传感器与服务器之间当前的通讯状态；根据估计结果，配置所述射频单元的状态；当射频单元被配置为开启状态时，将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传；当射频单元被配置为休眠状态时，当前周期不进行数据上传；

所述根据所述数据上传记录，估计所述无线传感器与服务器之间当前的通讯状态；包括：当上一周期数据上传成功时，则认定所述无线传感器与所述服务器之间当前的通讯正常；当上一周期数据上传失败时，重新匹配基站，当基站匹配成功时，则认定所述无线传感器与所述服务器之间当前的通讯正常；当基站匹配失败时，则认定所述无线传感器与所述服务器之间当前的通讯异常；当在先的连续若干个周期的数据传输均失败时，则认定所述无线传感器与所述服务器之间当前的通讯中断；其中，所述若干个大于等于2个；

在所述重新匹配基站前，清除所述射频单元中的基站信息；

当认定所述无线传感器与所述服务器之间当前的通讯正常时，将所述射频单元配置为开启状态；当认定所述无线传感器与所述服务器之间当前的通讯异常时，将所述射频单元配置为休眠状态；当认定所述无线传感器与所述服务器之间当前的通讯中断时，将所述射频单元配置为休眠状态，同时将下一周期的时间长度延长至设定值；

设定值根据数据上报周期和使用需求设置，设定值大于原有的上报周期的时长；

当射频单元被配置为休眠状态时，无线传感器的数据采集模块仍在持续的采集传感器数据；

所述方法还包括：当上传数据完成后，将所述射频单元配置为休眠状态，并储存传输结果；

数据上传记录是指无线传感器在向服务器上报数据后，接收到数据上传成功或失败的信息，并将传输结果存储在无线传感器的存储器中；其中，数据上传成功是指无线传感器上传数据后接收到服务器的回执信息，且回执信息中包括记载数据上传成功的信息；数据传输失败是指当无线传感器上传数据后未接收到服务器的回执信息或回执信息中未包括记载数据上传成功的信息；

所述方法还包括：当所述当前周期未传输的传感器数据和所述在先周期未传输成功的传感器数据的总和超出单个数据包所能容纳数据量的上限时，等间隔的在所述当前周期未传输的传感器数据和所述在先周期未传输成功的传感器数据中提取目标个数的传感器数据，并将所述目标个数的传感器数据打包上传，其中，所述目标个数的传感器数据未超出单个数据包所能容纳数据量的上限。

2.一种无线传感器的控制***，所述无线传感器包括射频单元，其特征在于，所述***包括：存储模块，用于储存数据上传记录；估计模块，用于根据数据上传记录，估计所述无线传感器与服务器之间当前的通讯状态；配置模块，用于根据估计结果，配置所述射频单元的当前状态；通讯模块，用于当所述射频单元被配置为开启状态时，将当前周期未传输的传感器数据和在先周期未传输成功的传感器数据打包上传；

所述***还包括：数据提取模块；用于当所述当前周期未传输的传感器数据和所述在先周期未传输成功的传感器数据的总和超出单个数据包所能容纳数据量的上限时，等间隔地在所述当前周期未传输的传感器数据和所述在先周期未传输成功的传感器数据中提取目标个数的传感器数据，并将所述目标个数的传感器数据打包上传，其中，所述目标个数的传感器数据未超出单个数据包所能容纳数据量的上限；

控制***的各模块配合使用时实现权利要求1所述方法的步骤。

3.一种无线传感器，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1所述方法的步骤。

4.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1的方法的步骤。