專利名稱：一種環(huán)境自適應(yīng)性無線傳感器及信息采集發(fā)送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種環(huán)境自適應(yīng)性無線傳感器及信息采集發(fā)送方法。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)可以使人們?cè)谌魏螘r(shí)間、地點(diǎn)和任何環(huán)境條件下獲取大量詳實(shí)而可靠的信息，因此這種網(wǎng)絡(luò)可以被廣泛地應(yīng)用于國防軍事、國家安全、環(huán)境監(jiān)測、交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、制造業(yè)、反恐抗災(zāi)等領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)是信息感知和采集的 ー場革命。近年來，惡劣環(huán)境監(jiān)控是關(guān)系到國家安全及人民生活的重要領(lǐng)域。當(dāng)前國際國內(nèi)地震、礦難頻發(fā)，如海地地震、山西礦難，災(zāi)后救援工作難度極高，在很大程度就是由于無法獲取災(zāi)難現(xiàn)場信息所導(dǎo)致。由于傳感器網(wǎng)絡(luò)無人照料的特點(diǎn)，特別適合在此類環(huán)境監(jiān)控中的數(shù)據(jù)采集工作。但是惡劣環(huán)境對(duì)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)提出了很高的要求?，F(xiàn)階段缺乏適用于惡劣環(huán)境的特種節(jié)點(diǎn)。惡劣環(huán)境中，可能瞬間產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)單處理機(jī)必須繁忙地從數(shù)據(jù)處理模式切換到通信調(diào)度模式，頻繁的切換，使得網(wǎng)絡(luò)的吞吐率難以滿足要求。并且由于該限制讓當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在惡劣環(huán)境下，無法保障信息的可生存性。如圖I所示，現(xiàn)有的一種傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)方式為該傳感器網(wǎng)絡(luò)由電源管理模塊、數(shù)據(jù)接ロ模塊、傳感器模塊、主控模塊、無線傳輸模塊和存儲(chǔ)模塊組成。主控模塊通過數(shù)據(jù)總線與無線傳輸模塊、存儲(chǔ)模塊、傳感器模塊、數(shù)據(jù)接ロ模塊相連，數(shù)據(jù)接ロ模塊與電源管理模塊相連。主控模塊主要用于感知數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)，以及感知數(shù)據(jù)的采集、無線收發(fā)、通訊組網(wǎng)、能量管理和電源管理等控制。無線傳輸模塊采用單一的發(fā)射頻率。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題現(xiàn)有的傳感器網(wǎng)絡(luò)，由于惡劣環(huán)境中可能在瞬間產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，當(dāng)前節(jié)點(diǎn)單處理機(jī)必須繁忙地從數(shù)據(jù)處理模式切換到通信調(diào)度模式，頻繁的切換，使得網(wǎng)絡(luò)吞吐率難以滿足這個(gè)要求。另外，惡劣環(huán)境中通信條件可能發(fā)生變化，単一的頻率的通信信號(hào)，難以保障通信的聯(lián)通。這兩者的限制讓當(dāng)前節(jié)點(diǎn)在惡劣環(huán)境下，無法保障信息的可生存性。

發(fā)明內(nèi)容
為了能夠在惡劣環(huán)境下提供穩(wěn)定可靠的傳感器信息采集發(fā)送，解決現(xiàn)有技術(shù)中的傳感器網(wǎng)絡(luò)無法保障信息可生存性的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種環(huán)境自適應(yīng)性無線傳感器及信息采集發(fā)送方法。所述技術(shù)方案如下ー種環(huán)境自適應(yīng)性無線傳感器，該傳感器包括數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元與節(jié)點(diǎn)管理單元，其中，所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元，用于采集傳感器數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；所述節(jié)點(diǎn)管理単元，用于控制所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元，獲取所述傳感器數(shù)據(jù)并通過無線發(fā)送。所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元進(jìn)ー步包括傳感器子単元、從處理器子単元與FIFO存儲(chǔ)子單元，其中，所述傳感器子単元，用于采集傳感器數(shù)據(jù)；所述從處理器子単元，用于對(duì) 所述傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理；所述FIFO存儲(chǔ)子単元，用于存儲(chǔ)所述傳感器數(shù)據(jù)。所述節(jié)點(diǎn)管理単元進(jìn)ー步包括主處理器子単元與無線傳輸子單元，其中，所述主處理器子単元，用于控制所述從處理器子単元，接收所述FIFO存儲(chǔ)子単元存儲(chǔ)的傳感器數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述無線傳輸子單元；所述無線傳輸子単元，用于通過無線方式發(fā)送所述傳感器數(shù)據(jù)。所述無線傳輸子単元中包括至少兩個(gè)工作頻率不同的無線收發(fā)設(shè)備；所述主處理器子単元還用于根據(jù)設(shè)定或者外部環(huán)境的變化選擇不同的無線收發(fā)設(shè)備發(fā)送所述傳感器數(shù)據(jù)。所述從處理器子単元根據(jù)所述主處理器子単元的指令，控制所述傳感器子單元采用不同的采集方式采集傳感器數(shù)據(jù)。所述無線傳感器還包括電源單元，用于為所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元與節(jié)點(diǎn)管理単元提供電源。一種無線傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)送方法，所述方法包括數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元采集傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)；節(jié)點(diǎn)管理單元獲取所述傳感器數(shù)據(jù)，通過無線發(fā)送。所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元采集傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)，包括所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元通過傳感器子單元采集傳感器數(shù)據(jù)，并通過從處理器子單元進(jìn)行計(jì)算處理后，將所述傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FIFO存儲(chǔ)子単元中。所述節(jié)點(diǎn)管理單元獲取所述傳感器數(shù)據(jù)，通過無線發(fā)送，包括所述節(jié)點(diǎn)管理単元通過主處理器子單元控制所述從處理器子単元，并接受所述FIFO存儲(chǔ)子単元存儲(chǔ)的所述傳感器數(shù)據(jù)，發(fā)送給無線傳輸子単元通過無線方式發(fā)送。所述通過無線方式發(fā)送包括根據(jù)預(yù)先設(shè)定或者外部環(huán)境的變化，選擇不同的無線收發(fā)設(shè)備通過不同的無線收發(fā)頻率發(fā)送所述傳感器數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是通過在無線傳感器中設(shè)置數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元和節(jié)點(diǎn)管理単元，數(shù)據(jù)采集単元可以獨(dú)立的完成傳感器數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，節(jié)點(diǎn)管理単元用于控制數(shù)據(jù)采集単元和發(fā)送數(shù)據(jù)。通過對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采集和傳感器控制的分開獨(dú)立運(yùn)行，有效的提高整體的任務(wù)處理能力，増大通信能力，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率。同吋，由于對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳感器控制的分開，使得傳感器有了更大的應(yīng)用范圍，可用于各種惡劣環(huán)境中。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是現(xiàn)有技術(shù)中傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例I提供的無線傳感器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例2提供的無線傳感器中數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例3提供的無線傳感器中節(jié)點(diǎn)管理単元20結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例4提供的無線傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)送方法原理流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)ー步地詳細(xì)描述。實(shí)施例I本發(fā)明實(shí)施例I提供ー種環(huán)境自適應(yīng)性無線傳感器，如圖2所示，該傳感器包括數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10與節(jié)點(diǎn)管理単元20，其中，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10，用于采集傳感器數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；節(jié)點(diǎn)管理単元20，用于控制數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10，獲取傳感器數(shù)據(jù)并通過無線發(fā)送。進(jìn)ー步的，該無線傳感器還包括電源單元30，用于為數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10與節(jié)點(diǎn)管理単元20提供電源。本發(fā)明實(shí)施例I提供的無線傳感器，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10中包括獨(dú)立的處理器，可以獨(dú)立運(yùn)作，獨(dú)立的完成傳感器數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)。節(jié)點(diǎn)管理単元20也包括獨(dú)立的處理器，可以對(duì)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10進(jìn)行控制，發(fā)送控制信息和指令給數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10，控制數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10采用不同的采集方式進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)的采集。同時(shí)，節(jié)點(diǎn)管理單元20還承擔(dān)著傳感器數(shù)據(jù)無線發(fā)送的功能。這樣兩個(gè)單元獨(dú)立的設(shè)置，各自包括獨(dú)立的處理器，可以有效的緩解由于處理器的處理瓶頸造成傳感器效率低下的問題，同時(shí)，雙處理器本身就是互相作為備份，在一個(gè)處理器出現(xiàn)問題的時(shí)候，可以方便的切換為另ー個(gè)來工作，不影響傳感器的業(yè)務(wù)，有效的提高傳感器的環(huán)境自適應(yīng)性，可以在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行各種工作。實(shí)施例2如圖3所示，上述實(shí)施例I提供的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10進(jìn)ー步包括傳感器子単元
11、從處理器子單元12與FIFO存儲(chǔ)子單元13，其中，傳感器子単元11，用于采集傳感器數(shù)據(jù)；從處理器子単元12，用于對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理；FIFO存儲(chǔ)子単元13，用于存儲(chǔ)所述傳感器數(shù)據(jù)。這里，傳感器子単元11用來采集所需要的傳感器數(shù)據(jù)(采集現(xiàn)場的數(shù)據(jù))，并可以根據(jù)從處理器子単元12的控制，采用不同的方式進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)的采集。從處理器子単元12還用于對(duì)傳感器子単元11采集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理(監(jiān)測、控制現(xiàn)場的傳感器采集數(shù)據(jù)，并對(duì)采集到得數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算)，并發(fā)送給FIFO存儲(chǔ)子単元13進(jìn)行存儲(chǔ)。這里的FIFO存儲(chǔ)子單元13實(shí)際上是采用FIFO (First In First Out，先進(jìn)先出)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器。這里的從處理器子単元12可以接收節(jié)點(diǎn)管理単元20的指令，對(duì)傳感器子単元11進(jìn)行控制。整個(gè)數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10可以獨(dú)立運(yùn)作，完成傳感器數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)。
實(shí)施例3如圖4所示，上述兩個(gè)實(shí)施例中的無線傳感器中的節(jié)點(diǎn)管理単元20進(jìn)ー步包括主處理器子単元21與無線傳輸子單元22，其中，主處理器子単元21，用于控制從處理器子単元12，接收FIFO存儲(chǔ)子単元13存儲(chǔ)的傳感器數(shù)據(jù)并發(fā)送給無線傳輸子単元22 ；無線傳輸子單元22，用于通過無線方式發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)。這里，主處理器子単元21用于整個(gè)無線傳感器的控制，所有對(duì)無線傳感器的控制都通過主處理器子単元21來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，主處理器子単元21還用于控制從處理器子単元12，發(fā)送指令給從處理器子単元12，從處理器子単元12根據(jù)指令采用不同的方式進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)的采集。這里的無線傳輸子單元22進(jìn)ー步可以包括至少兩個(gè)工作頻率不同的無線收發(fā)設(shè)備，例如，可以包括2. 4GHz和433MHz兩個(gè)通信頻段的無線收發(fā)設(shè)備，主處理器子単元21還用于根據(jù)設(shè)定或者外部環(huán)境的變化選擇不同的無線收發(fā)設(shè)備發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場合。上述3個(gè)實(shí)施例中的無線傳感器，包括兩個(gè)獨(dú)立的単元——數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10與節(jié)點(diǎn)管理単元20，兩個(gè)單元獨(dú)立運(yùn)作，各自完成各自的工作。在數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10中包括從處理器子単元12，可以控制數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元10獨(dú)立的完成整個(gè)無線傳感器的數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)工作。在節(jié)點(diǎn)管理単元20中包括主處理器子単元21，用于整個(gè)無線傳感器的控制。這樣，通過雙處理器的設(shè)計(jì)，將無線傳感器的數(shù)據(jù)采集和控制兩方面的信息分開控制，以專用處理器來處理節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部管理和用專用處理器來處理傳感器采集的數(shù)據(jù)，提高節(jié)點(diǎn)整體的任務(wù)處理能力。同時(shí)，可以使得節(jié)點(diǎn)避免頻繁地從數(shù)據(jù)處理模式切換到通信調(diào)度模式，從而增大了節(jié)點(diǎn)的通信能力，使得網(wǎng)絡(luò)的呑吐率得到提高。進(jìn)ー步的，通過無線傳輸子単元22中多個(gè)無線通信設(shè)備的設(shè)置，使得整個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)的通信能力大大增強(qiáng)。例如，無線傳感器節(jié)點(diǎn)可以采用2. 4GHz和433MHz兩個(gè)通信頻段，2. 4GHz頻率屬于微波范圍，特點(diǎn)是頻率高、波長短、直線傳播，在傳播方向上幾乎繞不開障礙物，在加上傳感器節(jié)點(diǎn)的射頻發(fā)射功率非常低，這就導(dǎo)致傳感器節(jié)點(diǎn)的無線信號(hào)穿透障礙物的能力非常有限。這就導(dǎo)致在惡劣環(huán)境中，當(dāng)環(huán)境變化時(shí)，単一的頻率很難保證網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)通性。傳感器節(jié)點(diǎn)當(dāng)發(fā)現(xiàn)用2. 4GHz很難聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)，于是改用433MHz建立網(wǎng)絡(luò)，保證網(wǎng)絡(luò)的連通性。當(dāng)然，這里無線傳感器可以采用2. 4GHz和433MHz兩個(gè)通信頻段，如果變換為其它通信頻段，應(yīng)用于其它場合，一祥可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的功能。雙處理器方法中，更換處理型號(hào)，對(duì)專用處理器在數(shù)據(jù)融合和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方面的任務(wù)分配，進(jìn)行替換，同樣也在本發(fā)明實(shí)施例的范圍之內(nèi)。實(shí)施例4相應(yīng)的，如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例4還提供一種無線傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)送方法，該方法包括如下步驟
步驟100，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元采集傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)。這里的數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元是無線傳感器中的ー個(gè)單元，可獨(dú)立的采集相應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元通過傳感器子單元采集傳感器數(shù)據(jù)，并通過從處理器子單元進(jìn)行計(jì)算處理后，將傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FIFO存儲(chǔ)子単元中。步驟200，節(jié)點(diǎn)管理單元獲取傳感器數(shù)據(jù)，通過無線發(fā)送。這里，節(jié)點(diǎn)管理単元通過主處理器子單元控制從處理器子単元，并接受FIFO存儲(chǔ)子単元存儲(chǔ)的傳感器數(shù)據(jù)，發(fā)送給無線傳輸子単元通過無線方式發(fā)送。主處理器子単元還可以根據(jù)預(yù)先設(shè) 定或者外部環(huán)境的變化，選擇不同的無線收發(fā)設(shè)備通過不同的無線收發(fā)頻率發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)。本方法中，通過無線傳感器中的雙處理器構(gòu)架來解決了現(xiàn)有技術(shù)中傳感器效率低下影響數(shù)據(jù)采集的問題，同時(shí)，還可以通過不同的無線收發(fā)頻率來控制無線發(fā)送傳感器數(shù)據(jù)的方式，提高了應(yīng)用的場景適應(yīng)性。實(shí)施例5本發(fā)明實(shí)施例5提供的無線傳感器，數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元中的傳感器子単元由光傳感器(傳感器型號(hào))Ul及其外圍電路組成，它的輸出端ロ與從處理器単元的SPI總線端ロ相連。從處理器子單元由CC2430處理器U2及其外圍電路構(gòu)成，其數(shù)據(jù)輸出端ロ與FIFO存儲(chǔ)器單元的數(shù)據(jù)輸入端ロ相連。FIFO存儲(chǔ)子単元由IDI72V03雙端ロ FIFO存儲(chǔ)器U3及其外圍電路組成，它的數(shù)據(jù)輸出端ロ與節(jié)點(diǎn)管理及通信部件的輸入端ロ相連。節(jié)點(diǎn)管理単元中，主處理器子単元由CC2430處理器U4及其外圍電路組成，其輸出端ロ與無線傳輸子單元相連。無線傳輸子單元由兩部分組成，一部分為由主處理器子単元CC2430處理器內(nèi)嵌的CC2420無線通信芯片及天線組成，CC2420無線通信芯片的發(fā)射頻率為2. 4GHz，另一部分由CCllOO射頻芯片U5及其外圍電路組成，其發(fā)射頻率為433MHz。從處理器子単元接收來自主處理器子単元的命令，從處理器子単元根據(jù)命令設(shè)置其采集數(shù)據(jù)的方式。主處理器子単元根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完成對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的配置和管理。主處理器子単元根據(jù)自身節(jié)點(diǎn)的設(shè)定或者根據(jù)外界環(huán)境的變化選擇無線發(fā)射的頻率，即確定是用內(nèi)嵌的CC2420芯片還是外接CCllOO芯片作為無線傳輸子単元。主處理器子単元根據(jù)接收到得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)控制報(bào)文的要求，通過無線傳輸子單元將FIFO存儲(chǔ)子単元中的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送出去。實(shí)施例6本發(fā)明實(shí)施例6提供的傳感器子單元采用SHT71空氣溫濕度傳感器Ul及其外圍電路構(gòu)成。從處理器子單元選用CC2430處理器U2及其外圍電路構(gòu)成。FIFO存儲(chǔ)子單元采用IDI72V03雙端ロ FIFO存儲(chǔ)器U3及其外圍電路構(gòu)成。Ul的DATA引腳和SCK引腳分別和從處理器子単元的P2. 4和p2. 4引腳相連。U2的引腳p0. 0至引腳p0. 7分別與U3的DO至D7引腳相連。處理器U2的引腳11和引腳12分別與U3的引腳3和引腳I相連。系統(tǒng)工作時(shí)，當(dāng)從處理器子単元被喚醒后，從主處理器子単元接收采樣的指令，從處理器子単元開始控制傳感器子單元采集數(shù)據(jù)，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理后，將結(jié)果存儲(chǔ)在FIFO存儲(chǔ)子單元中。采樣結(jié)束后重新進(jìn)入休眠狀態(tài)。實(shí)施例7本發(fā)明實(shí)施例7提供的主處理器子單元選用CC2430處理器U4及其外圍電路構(gòu)成。無線傳輸子單元采用CCllOO無線射頻芯片U5及其外圍電路構(gòu)成。U4的引腳PO. I至引腳PO. 7分別于U3的引腳QO至引腳Q7相連。U4的引腳8和引腳9分別和U3的引腳15和引腳21相連。U4的引腳I至引腳4分別于U5的引腳2、引腳20、引腳I、引腳7相連。U4的引腳32、引腳33、引腳34接外圍天線電路。U5的引腳12和引腳13接外圍天線電路。U4的引腳I、引腳2、引腳3、引腳5分別于U2的引腳13至引腳16相連。處理器U4是無線傳感器節(jié)點(diǎn)的核心，他控制著節(jié)點(diǎn)的所有活動(dòng)。其工作原理是系統(tǒng)上電后，處理器U4初始化，包括內(nèi)部存儲(chǔ)器和寄存器的初始化、I/O端ロ初始化、ZigBee協(xié)議棧初始化和應(yīng)用程序初始化。初始化后，主處理器選擇無線發(fā)射頻率，即選擇用主處理器子単元內(nèi)嵌的CC2420芯片外接CCllOO芯片作為無線傳輸子單元。主處理器設(shè)定無線傳輸子單元為接受模式，如果沒有信號(hào)則處理器進(jìn)入低功耗模式，如果有信號(hào)則接受、處理數(shù)據(jù)；主處理器根據(jù)接收到的指令進(jìn)行相應(yīng)的操作，即主處理器喚醒從處理器并向從處理器發(fā)送數(shù)據(jù)采集命令，然后主處理器定時(shí)接收來自FIFO存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至無線傳輸子單元。發(fā)送完數(shù)據(jù)后，節(jié)點(diǎn)進(jìn)入低功耗模式。
綜上所述，本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例通過在無線傳感器中設(shè)置數(shù)據(jù)采集単元和節(jié)點(diǎn)管理単元，數(shù)據(jù)采集単元可以獨(dú)立的完成傳感器數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，節(jié)點(diǎn)管理単元用于控制數(shù)據(jù)采集単元和發(fā)送數(shù)據(jù)。通過對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采集和傳感器控制的分開獨(dú)立運(yùn)行，有效的提高整體的任務(wù)處理能力，増大通信能力，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率。同吋，由于對(duì)數(shù)據(jù)采集和傳感器控制的分開，使得傳感器有了更大的應(yīng)用范圍，可用于各種惡劣環(huán)境中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲(chǔ)于ー種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種環(huán)境自適應(yīng)性無線傳感器，其特征在干，該傳感器包括數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元與節(jié)點(diǎn)管理単元，其中， 所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元，用于采集傳感器數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)； 所述節(jié)點(diǎn)管理単元，用于控制所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元，獲取所述傳感器數(shù)據(jù)并通過無線發(fā)送。
2.如權(quán)利要求I所述的無線傳感器，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元進(jìn)ー步包括傳感器子単元、從處理器子単元與FIFO存儲(chǔ)子単元，其中， 所述傳感器子単元，用于采集傳感器數(shù)據(jù)； 所述從處理器子単元，用于對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理； 所述FIFO存儲(chǔ)子単元，用于存儲(chǔ)所述傳感器數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求2所述的無線傳感器，其特征在干，所述節(jié)點(diǎn)管理単元進(jìn)ー步包括主處理器子単元與無線傳輸子單元，其中， 所述主處理器子単元，用于控制所述從處理器子単元，接收所述FIFO存儲(chǔ)子単元存儲(chǔ)的傳感器數(shù)據(jù)并發(fā)送給所述無線傳輸子單元； 所述無線傳輸子単元，用于通過無線方式發(fā)送所述傳感器數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的無線傳感器，其特征在于，所述無線傳輸子単元中包括至少兩個(gè)工作頻率不同的無線收發(fā)設(shè)備； 所述主處理器子単元還用于根據(jù)設(shè)定或者外部環(huán)境的變化選擇不同的無線收發(fā)設(shè)備發(fā)送所述傳感器數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求3所述的無線傳感器，其特征在于，所述從處理器子単元根據(jù)所述主處理器子単元的指令，控制所述傳感器子單元采用不同的采集方式采集傳感器數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求I 5任一所述的無線傳感器，其特征在于，所述無線傳感器還包括電源単元，用于為所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元與節(jié)點(diǎn)管理単元提供電源。
7.一種無線傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)送方法，其特征在于，所述方法包括 數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元采集傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)； 節(jié)點(diǎn)管理單元獲取所述傳感器數(shù)據(jù)，通過無線發(fā)送。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在干，所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元采集傳感器數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)，包括 所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元通過傳感器子單元采集傳感器數(shù)據(jù)，并通過從處理器子單元進(jìn)行計(jì)算處理后，將所述傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在FIFO存儲(chǔ)子単元中。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)管理單元獲取所述傳感器數(shù)據(jù)，通過無線發(fā)送，包括 所述節(jié)點(diǎn)管理単元通過主處理器子單元控制所述從處理器子単元，并接受所述FIFO存儲(chǔ)子単元存儲(chǔ)的所述傳感器數(shù)據(jù)，發(fā)送給無線傳輸子単元通過無線方式發(fā)送。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述通過無線方式發(fā)送包括 根據(jù)預(yù)先設(shè)定或者外部環(huán)境的變化，選擇不同的無線收發(fā)設(shè)備通過不同的無線收發(fā)頻率發(fā)送所述傳感器數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種環(huán)境自適應(yīng)性無線傳感器，屬于傳感器技術(shù)領(lǐng)域。所述傳感器包括數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元與節(jié)點(diǎn)管理單元，其中，所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元，用于采集傳感器數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)；所述節(jié)點(diǎn)管理單元，用于控制所述數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)單元，獲取所述傳感器數(shù)據(jù)并通過無線發(fā)送。本發(fā)明還提供一種無線傳感器數(shù)據(jù)采集發(fā)送方法。本發(fā)明通過在無線傳感器中設(shè)置數(shù)據(jù)采集單元和節(jié)點(diǎn)管理單元，數(shù)據(jù)采集單元可以獨(dú)立的完成傳感器數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，節(jié)點(diǎn)管理單元用于控制數(shù)據(jù)采集單元和發(fā)送數(shù)據(jù)。通過對(duì)傳感器數(shù)據(jù)采集和傳感器控制的分開獨(dú)立運(yùn)行，有效的提高整體的任務(wù)處理能力，增大通信能力，提高網(wǎng)絡(luò)吞吐率。
文檔編號(hào)H04L29/08GK102647474SQ20121011299
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月17日
發(fā)明者李致遠(yuǎn), 王良民, 程發(fā), 肖文, 辛燕, 陳向益, 馬小龍 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)