本發(fā)明涉及無(wú)線模塊領(lǐng)域,具體是一種基于zigBee的低功耗無(wú)線模塊及其該無(wú)線模塊低功耗處理方法。
背景技術(shù):
:無(wú)線通信模塊已經(jīng)有了多年的發(fā)展,目前的智能傳感、智能家電內(nèi)部普及率已到家家戶戶,近年隨著遠(yuǎn)程遙控、遙信、遙測(cè)技術(shù)、智能化的快速發(fā)展,關(guān)鍵的基礎(chǔ)器件成本大為降低而性能已經(jīng)達(dá)到較高的水平了,基礎(chǔ)技術(shù)方面也有了更多的可用技術(shù),遠(yuǎn)程控制功能在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上也很容易?,F(xiàn)有技術(shù)存在以下問(wèn)題:(1)zigBee模塊大規(guī)模組網(wǎng)存在穩(wěn)定性問(wèn)題;(2)低功耗工作問(wèn)題;(3)傳輸距離問(wèn)題;(4)數(shù)據(jù)收發(fā)的可靠性問(wèn)題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題,提供了一種基于zigBee的低功耗無(wú)線模塊以及涉及到低功耗處理辦法,以便在不改變既有傳感器功能的基礎(chǔ)上,集成無(wú)線通信功能,實(shí)現(xiàn)傳感設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。本發(fā)明公開了一種基于zigBee的低功耗無(wú)線模塊,包括長(zhǎng)度為27mm、寬度為18mm以及厚度為0.1mm的無(wú)線PCB板,在無(wú)線PCB板的兩側(cè)邊對(duì)稱設(shè)有多個(gè)郵票焊點(diǎn)引腳,多個(gè)郵票焊點(diǎn)引腳的總長(zhǎng)度為18mm,在無(wú)線PCB板上設(shè)有天線接入孔。進(jìn)一步改進(jìn),所述郵票焊點(diǎn)引腳等間距設(shè)置,相鄰兩個(gè)郵票焊點(diǎn)引腳的中心點(diǎn)之間的距離為2.0mm。進(jìn)一步改進(jìn),所述的天線接入孔長(zhǎng)3.2mm,寬3.0mm。一種無(wú)線模塊低功耗處理方法,包括以下步驟:1)通過(guò)對(duì)無(wú)線模塊某一個(gè)引腳提供高電平的觸發(fā)模式實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線模塊MCU的喚醒,以達(dá)到正常工作、遠(yuǎn)程可控、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的能力;2)通過(guò)對(duì)無(wú)線模塊工作電壓的范圍控制,同時(shí)在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中采用低功耗的器件,減少物理部分的功耗;同時(shí)用低功耗MCU,在有外部觸發(fā)時(shí),通過(guò)電平引腳喚醒無(wú)線模塊,無(wú)線模塊將數(shù)據(jù)處理完畢后,立即進(jìn)入睡眠模式;3)外部傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與反饋是指當(dāng)無(wú)線模塊被喚醒后(或者在一定的時(shí)間周期內(nèi)自動(dòng)醒來(lái)后),串口接收傳感器制定引腳提供的電平或其他數(shù)據(jù),無(wú)線模塊將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至無(wú)線網(wǎng)關(guān)后,自主進(jìn)入休眠模式;4)無(wú)線模塊被喚醒后,無(wú)線模塊處于待機(jī)接收命令狀態(tài),無(wú)線模塊收到控制指令后,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至MCU后立即進(jìn)入休眠模式;MCU收到遠(yuǎn)程控制命令后,解析進(jìn)行控制操作,操作完成后立即進(jìn)入休眠模式。本發(fā)明有益效果在于:(1)通過(guò)特殊的喚醒機(jī)制,讓無(wú)線模塊處于最長(zhǎng)時(shí)間休眠,最大化減少無(wú)線模塊的工作時(shí)間;(2)不用更改原有內(nèi)部結(jié)構(gòu),只需增加無(wú)線模塊即可,最大化兼容市面所有的傳感器設(shè)備;(4)通過(guò)低功耗MCU和低功耗無(wú)線管理應(yīng)用,同時(shí)結(jié)合低功耗控制邏輯,最大化降低無(wú)線模塊工作時(shí)間,節(jié)約電池電能,延長(zhǎng)電池工作時(shí)長(zhǎng);(5)當(dāng)傳感器處于異常狀態(tài)時(shí),可以通過(guò)異常狀態(tài)引腳喚醒無(wú)線模塊,第一時(shí)間將數(shù)據(jù)信息上傳至移動(dòng)終端;(6)通過(guò)低功耗的處理,可以確保設(shè)備工作時(shí)間不低于正常工作時(shí)間的90%。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明如圖1所示,包括長(zhǎng)度為27mm、寬度為18mm以及厚度為0.1mm的無(wú)線PCB板1,在無(wú)線PCB板的兩側(cè)邊對(duì)稱設(shè)有多個(gè)郵票焊點(diǎn)引腳3,多個(gè)郵票焊點(diǎn)引腳的總長(zhǎng)度為18mm,在無(wú)線PCB板上設(shè)有天線接入孔2。所述郵票焊點(diǎn)引腳等間距設(shè)置,相鄰兩個(gè)郵票焊點(diǎn)引腳的中心點(diǎn)之間的距離為2.0mm。所述的天線接入孔長(zhǎng)3.2mm,寬3.0mm。一種無(wú)線模塊低功耗處理方法,包括以下步驟:1)通過(guò)對(duì)無(wú)線模塊某一個(gè)引腳提供高電平的觸發(fā)模式實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線模塊MCU的喚醒,以達(dá)到正常工作、遠(yuǎn)程可控、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的能力;2)通過(guò)對(duì)無(wú)線模塊工作電壓的范圍控制,同時(shí)在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中采用低功耗的器件,減少物理部分的功耗;同時(shí)用低功耗MCU,在有外部觸發(fā)時(shí),通過(guò)電平引腳喚醒無(wú)線模塊,無(wú)線模塊將數(shù)據(jù)處理完畢后,立即進(jìn)入睡眠模式;3)外部傳感器狀態(tài)監(jiān)測(cè)與反饋是指當(dāng)無(wú)線模塊被喚醒后(或者在一定的時(shí)間周期內(nèi)自動(dòng)醒來(lái)后),串口接收傳感器制定引腳提供的電平或其他數(shù)據(jù),無(wú)線模塊將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至無(wú)線網(wǎng)關(guān)后,自主進(jìn)入休眠模式;4)無(wú)線模塊被喚醒后,無(wú)線模塊處于待機(jī)接收命令狀態(tài),無(wú)線模塊收到控制指令后,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至MCU后立即進(jìn)入休眠模式;MCU收到遠(yuǎn)程控制命令后,解析進(jìn)行控制操作,操作完成后立即進(jìn)入休眠模式。本專利主要是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、無(wú)線控制技術(shù)、低功耗休眠技術(shù),采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的ZHA協(xié)議,實(shí)現(xiàn)無(wú)線模塊自組網(wǎng)功能,以達(dá)到對(duì)終端傳感設(shè)備的監(jiān)控管理。本模塊具備以下功能優(yōu)勢(shì):(1)采用低功耗的zigBee通信組網(wǎng)方式,采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議;(2)采用郵票孔貼片和插針式組合封裝形式,貼片方便;(3)數(shù)據(jù)傳輸有加密機(jī)制,確保數(shù)據(jù)傳輸安全;(4)具備高密度組網(wǎng)能力,可有效組網(wǎng)≥100個(gè)節(jié)點(diǎn);(5)由于采用低功耗處理方式,無(wú)需擔(dān)心電源問(wèn)題,徹底解決當(dāng)前無(wú)線模塊收發(fā)耗電問(wèn)題,數(shù)據(jù)收發(fā)功耗不大于8mA;(6)無(wú)線模塊喚醒時(shí),通過(guò)串口引腳獲取接口內(nèi)容,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至無(wú)線模塊,由無(wú)線部分負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)與接收,數(shù)據(jù)收發(fā)完畢后立即進(jìn)度休眠模式;本發(fā)明主要解決以下問(wèn)題:(1)解決zigBee模塊大規(guī)模組網(wǎng)穩(wěn)定性問(wèn)題;(2)解決低功耗工作問(wèn)題;(3)解決傳輸距離問(wèn)題;(4)解決數(shù)據(jù)收發(fā)的可靠性問(wèn)題。一、硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)封裝形式采用郵票孔貼片和插針式組合封裝形式。(2)尺寸大小支持多種大小規(guī)格的尺寸來(lái)支持不同的傳感節(jié)點(diǎn)類型;通用帶PA規(guī)格封裝詳見CC2530_P庫(kù)文件;通用不帶PA規(guī)格3cm*2cm*0.2cm。(3)天線帶PA采用IPX接口天線;不帶PA采用PCB天線和IPX接口天線;二、引腳定義采用CC2530-F256KB的CPU,CC2592/CC2591功放芯片,模塊輸出接口如下Pin1DC3.3vPin20GNDPin2UART_TXPin19DO1Pin3UART_RXPin18DO2Pin4DI3(MISO)Pin17DO3(MCS)Pin5DI4(MOSI)Pin16DO4(MCK)Pin6DBG_CLK(下載口)Pin15ADC0Pin7DBG_DAT(下載口)Pin14ADC1Pin8RESETBPin13DI3(對(duì)碼)Pin9DC3.3vPin12DI2Pin10GNDPin11DI1三、模塊功能(1)星型組網(wǎng),終端節(jié)點(diǎn)數(shù)》=100個(gè)。(2)模塊首次手動(dòng)組網(wǎng),利用按鍵對(duì)碼觸發(fā)組網(wǎng)。(3)系統(tǒng)組網(wǎng)完成后,自動(dòng)保存,模塊上電后自動(dòng)組網(wǎng),100節(jié)點(diǎn)連網(wǎng)時(shí)間要求在2分鐘以內(nèi),掉電自己能夠恢復(fù)。(4)如果終端因?yàn)樘炀€等硬件損壞,嘗試連網(wǎng)5次,還是連接不通,則不再連網(wǎng),此時(shí)終端要設(shè)置成深度睡眠模式,終端只有重新上電,再進(jìn)行循環(huán)操作。(5)終端模塊連網(wǎng)后,具備定時(shí)和外部IO喚醒功能,定時(shí)喚醒時(shí)間可配置,喚醒方式可配置。(6)底層提供無(wú)線收發(fā)函數(shù)接口,串口收發(fā)函數(shù)接口,SPI(主動(dòng)方式)接口,IO接口。(7)多個(gè)網(wǎng)關(guān)存在時(shí),組網(wǎng)互不干擾。(8)終端有主動(dòng)上報(bào)監(jiān)控端口采集數(shù)據(jù)功能。(9)支持串口透明傳輸功能。本發(fā)明具體應(yīng)用途徑很多,以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域:
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以作出若干改進(jìn),這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3