本發(fā)明實施例涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法和無線傳感器。

背景技術(shù)：

隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的演化發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最常用的場景為數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)通過無線傳感器采集數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器進行匯總、處理等。數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)通常支持遠程數(shù)據(jù)采集和近距離數(shù)據(jù)采集兩種模式。遠程數(shù)據(jù)采集是指負責相應(yīng)數(shù)據(jù)采集的無線傳感器與遠程的采集器之間進行通信，將采集數(shù)據(jù)發(fā)送給采集器，通過采集器發(fā)送至數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。近距離數(shù)據(jù)采集是指負責相應(yīng)數(shù)據(jù)采集的無線傳感器與近距離的手持移動終端之間進行通信，將采集數(shù)據(jù)通過移動終端發(fā)送給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)面臨的一個主要挑戰(zhàn)是功耗，因為大多數(shù)的無線傳感器都采用電池供電，不可能經(jīng)常性的充電或者更換電池，因此，無線傳感器通常采用監(jiān)聽加休眠的工作模式以降低功耗，在進行數(shù)據(jù)采集時，無線傳感器被采集器或者移動終端喚醒。常用的監(jiān)聽休眠方法包括時間同步的監(jiān)聽休眠方法和時間異步的監(jiān)聽休眠方法。時間同步的監(jiān)聽休眠方法利用了數(shù)據(jù)監(jiān)測采集任務(wù)的周期性特點，首先在所有無線傳感器和采集器/移動終端之間進行嚴格的時間同步，然后在預設(shè)時段內(nèi)喚醒無線傳感器進行數(shù)據(jù)讀取。此方法的主要缺點是采集時長上靈活性差，一旦失步即會導致數(shù)據(jù)丟失，且由于大批量數(shù)據(jù)的集中上報，容易產(chǎn)生干擾而引發(fā)數(shù)據(jù)錯誤。時間異步的監(jiān)聽休眠方法則提供了更高的靈活性和可靠性，通過對傳感器節(jié)點進行即時喚醒以獲取實時數(shù)據(jù)，然后即時上報數(shù)據(jù)以得到系統(tǒng)實時確認，此方法要求無線傳感器的監(jiān)聽休眠周期較短，能夠及時響應(yīng)采集器和移動端發(fā)出的喚醒數(shù)據(jù)包。

但是現(xiàn)有的時間異步的監(jiān)聽休眠方法中，無線傳感器對于采集器和移動終端都采用相同的監(jiān)聽時長，增加了監(jiān)聽時長內(nèi)無線傳感器的功耗，導致無線傳感器功耗大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供一種無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法和無線傳感器，能夠降低無線傳感器的功耗。

本發(fā)明第一方面提供一種無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法，包括：

在N個監(jiān)聽休眠周期中，無線傳感器在N1個監(jiān)聽休眠周期中采用第一監(jiān)聽時長監(jiān)聽采集器或者移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包；

所述無線傳感器在N2個監(jiān)聽休眠周期中采用第二監(jiān)聽時長監(jiān)聽所述移動終端發(fā)送的所述喚醒數(shù)據(jù)包，其中，N＝N1+N2，N1小于或等于N2，所述監(jiān)聽休眠周期等于所述第一監(jiān)聽時長與第一休眠時長之和，且所述監(jiān)聽休眠周期等于所述第二監(jiān)聽時長與第二休眠時長之和，所述第一監(jiān)聽時長大于所述第二監(jiān)聽時長，N1個所述第一監(jiān)聽時長和N2個所述第二監(jiān)聽時長間隔分布，所述N1、N2、N均為正整數(shù)。

可選的，所述無線傳感器與所述采集器之間采用第一平均傳輸速率傳輸數(shù)據(jù)，所述無線傳輸器與所述移動終端之間采用第二平均傳輸速率傳輸數(shù)據(jù)，其中，所述第二平均傳輸速率大于所述第一平均傳輸速率。

可選的，所述第一監(jiān)聽時長等于所述喚醒數(shù)據(jù)包的大小與第一平均傳輸速率的比值，所述第二監(jiān)聽時長等于所述喚醒數(shù)據(jù)包的大小與第二平均傳輸速率的比值，，其中，所述第一平均傳輸速率為所述無線傳感器與所述采集器之間傳輸數(shù)據(jù)采用的平均傳輸速率，所述第二平均傳輸速率為所述無線傳輸器與所述移動終端之間傳輸數(shù)據(jù)采用的平均傳輸速率，其中，所述第二平均傳輸速率大于所述第一平均傳輸速率。

可選的，所述方法還包括：

當所述無線傳感器在所述第一監(jiān)聽時長內(nèi)監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，所述無線傳感器確定所述喚醒數(shù)據(jù)包的第一剩余接收時長，根據(jù)所述第一剩余接收時長進入休眠狀態(tài)，在所述第一剩余接收時長結(jié)束后，所述無線傳感器進入喚醒狀態(tài)，所述無線傳感器向所述采集器發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)；

當所述無線傳感器在所述第二監(jiān)聽時長內(nèi)監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，所述無線傳感器確定所述喚醒數(shù)據(jù)包的第二剩余接收時長，根據(jù)所述第二剩余接收時長進入休眠狀態(tài)，在所述第二剩余接收時長結(jié)束后，所述無線傳感器進入喚醒狀態(tài)，所述無線傳感器向所述移動終端發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。

可選的，所述方法還包括：

當所述無線傳感器在所述第一監(jiān)聽時長內(nèi)沒有監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，所述無線傳感器在所述第一休眠時長進入休眠狀態(tài)；

當所述無線傳感器在所述第二監(jiān)聽時長內(nèi)沒有監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，所述無線傳感器在所述第二休眠時長進入休眠狀態(tài)。

本發(fā)明第二方面提供一種無線傳感器，包括：

第一監(jiān)聽模塊，用于在N個監(jiān)聽休眠周期中，在N1個監(jiān)聽休眠周期中采用第一監(jiān)聽時長監(jiān)聽采集器或者移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包；

第二監(jiān)聽模塊，用于在N2個監(jiān)聽休眠周期中采用第二監(jiān)聽時長監(jiān)聽移動終端發(fā)送的所述喚醒數(shù)據(jù)包，其中，N＝N1+N2，且N1小于或等于N2，所述監(jiān)聽休眠周期等于所述第一監(jiān)聽時長與第一休眠時長之和，且所述監(jiān)聽休眠周期等于所述第二監(jiān)聽時長與第二休眠時長之和，所述第一監(jiān)聽時長大于所述第二監(jiān)聽時長，N1個所述第一監(jiān)聽時長和N2個所述第二監(jiān)聽時長間隔分布，所述N1、N2、N均為正整數(shù)。

可選的，所述無線傳感器與所述采集器之間采用第一平均傳輸速率傳輸數(shù)據(jù)，所述無線傳輸器與所述移動終端之間采用第二平均傳輸速率傳輸數(shù)據(jù)，其中，所述第二平均傳輸速率大于所述第一平均傳輸速率。

可選的，所述第一監(jiān)聽時長等于所述喚醒數(shù)據(jù)包的大小與第一平均傳輸速率的比值，所述第二監(jiān)聽時長等于所述喚醒數(shù)據(jù)包的大小與第二平均傳輸速率的比值，，其中，所述第一平均傳輸速率為所述無線傳感器與所述采集器之間傳輸數(shù)據(jù)采用的平均傳輸速率，所述第二平均傳輸速率為所述無線傳輸器與所述移動終端之間傳輸數(shù)據(jù)采用的平均傳輸速率，其中，所述第二平均傳輸速率大于所述第一平均傳輸速率。

可選的，所述無線傳感器還包括：

確定模塊，用于當所述第一監(jiān)聽模塊在所述第一監(jiān)聽時長內(nèi)監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，確定所述喚醒數(shù)據(jù)包的第一剩余接收時長；

休眠模塊，用于根據(jù)所述第一剩余接收時長控制所述無線傳感器進入休眠狀態(tài)；

發(fā)送模塊，用于在所述第一剩余接收時長結(jié)束后，確定所述無線傳感器進入喚醒狀態(tài)，向所述采集器發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)；

所述確定模塊還用于：當所述第二監(jiān)聽模塊在所述第二監(jiān)聽時長內(nèi)監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，確定所述喚醒數(shù)據(jù)包的第二剩余接收時長；

所述休眠模塊還用于：根據(jù)所述第二剩余接收時長控制所述無線傳感器進入休眠狀態(tài)；

所述發(fā)送模塊，還用于在所述第二剩余接收時長結(jié)束后，確定所述無線傳感器進行喚醒狀態(tài)，向所述移動終端發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。

可選的，所述無線傳感器還包括：

休眠模塊，用于當所述第一監(jiān)聽模塊在所述第一監(jiān)聽時長內(nèi)沒有監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，控制所述無線傳感器在所述第一休眠時長進入休眠狀態(tài)；

所述休眠模塊，還用于當所述第二監(jiān)聽模塊在所述第二監(jiān)聽時長內(nèi)沒有監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，控制所述無線傳感器在所述第二休眠時長進入休眠狀態(tài)。

本發(fā)明的無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法和無線傳感器，在N(N＝N1+N2)個監(jiān)聽休眠周期中，無線傳感器在其中N1個監(jiān)聽休眠周期中采用第一監(jiān)聽時長監(jiān)聽采集器或者移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包，在其余N2個監(jiān)聽休眠周期中采用第二監(jiān)聽時長監(jiān)聽移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包，第一監(jiān)聽時長大于第二監(jiān)聽時長，N1小于或等于N2，N1個第一監(jiān)聽時長和N2個第二監(jiān)聽時長間隔分布。相比于現(xiàn)有技術(shù)中使用單一的監(jiān)聽時長，使得N個監(jiān)聽休眠周期中監(jiān)聽總時長減小，從而降低了無線傳感器的監(jiān)聽功耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所適用的一種數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例一提供的無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例一提供的無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法的流程圖；

圖4為采集器或移動終端與無線傳感器之間數(shù)據(jù)交互過程；

圖5為監(jiān)聽休眠周期的示意圖；

圖6為采用現(xiàn)有的單一監(jiān)聽時長和本發(fā)明的混合監(jiān)聽時長所需的平均電流對比示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例三提供的無線傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例四提供的無線傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法，該方法應(yīng)用在基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)中，例如現(xiàn)有的公共事業(yè)抄表系統(tǒng)、建設(shè)中的環(huán)境實時監(jiān)測系統(tǒng)以及未來將實現(xiàn)的工業(yè)4.0中智能工廠監(jiān)控系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)檢測采集系統(tǒng)都會利用大量的無線傳感器進行數(shù)據(jù)監(jiān)測和采集。這些數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)通常需要支持遠程數(shù)據(jù)采集和近距離數(shù)據(jù)采集兩種模式。

圖1為本發(fā)明實施例所適用的一種數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)包括：一個數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、一個集中器、兩個采集器、一個移動終端、六個無線傳感器，無線傳感器用于采集數(shù)據(jù)，將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給采集器或移動終端，移動終端或采集器將無線傳感器發(fā)送來的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給集中器，通過集中器發(fā)送給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，數(shù)據(jù)處理服務(wù)器用于對無線傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行處理。圖1中無線傳感器1、2、3將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給采集器1，采集器1將數(shù)據(jù)發(fā)送給集中器，通過集中器發(fā)送給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器，無線傳感器4、5、6將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給采集器2，采集器2將數(shù)據(jù)發(fā)送給集中器，通過集中器將數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理服務(wù)器。在實際過程中，采集器通常距離無線傳感器較遠，因此，采集器也稱為遠程采集器，當用戶需要采集數(shù)據(jù)時，移動終端通常距離無線傳感器較近，因此，移動終端也稱為近距離移動端。需要說明的是，圖1只是舉例說明，數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)還可以包括更多或者更少的數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、采集器、移動終端、集中器和無線傳感器。

本實施例中，數(shù)據(jù)監(jiān)測采集系統(tǒng)支持遠程數(shù)據(jù)采集和近距離數(shù)據(jù)采集兩種模式，這兩種模式的時延需求和數(shù)據(jù)傳輸速率不同。一般而言，通過采集器進行遠程數(shù)據(jù)采集的實時性要求相對較低，因為遠程數(shù)據(jù)采集經(jīng)常是成批進行的。而通過移動終端進行近距離數(shù)據(jù)采集則實時性要求很高，因為操作員每次采集單個無線傳感器的數(shù)據(jù)，需要得到及時反饋以提高人工效率。因此在這兩種模式下，對于無線傳感器進行喚醒的時長要求是不一樣的，遠程數(shù)據(jù)采集的喚醒時延可以較大(分鐘級)，而近距離數(shù)據(jù)采集的喚醒時延較小(秒級)。因此對于遠程數(shù)據(jù)采集的喚醒監(jiān)聽可以較為稀疏，而對近距離數(shù)據(jù)采集的喚醒監(jiān)聽應(yīng)該更加密集。

針對數(shù)據(jù)傳輸速率，在自由空間中，10倍的距離差對應(yīng)理論路損差為20dB，而在實際通信環(huán)境中，此路損差更大。超過20dB的路損差意味著可以支持的通信速率也有很大差別。一般而言，采集器和無線傳感器的距離較遠(幾十米)，只能采用相對較低的速率進行數(shù)據(jù)交互。而采用移動終端進行數(shù)據(jù)采集時，移動終端距離無線傳感器很近(約1-2米)，可以支持更高的速率進行通信，以節(jié)省無線傳感器的工作時長，使其盡早完成數(shù)據(jù)傳輸進入休眠，從而降低功耗。

基于兩種模式的時延需求和數(shù)據(jù)傳輸速率的特點，本發(fā)明提出一種無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法，在保證喚醒時延需求的前提下，明顯降低了無線傳感器功耗，有助于延長無線傳感器的工作時長。圖2為本發(fā)明實施例一提供的無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法的流程圖，如圖2所示，本實施例提供的方法可以包括以下步驟：

步驟101、在N個監(jiān)聽休眠周期中，無線傳感器在N1個監(jiān)聽休眠周期中采用第一監(jiān)聽時長監(jiān)聽采集器或者移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包。

步驟102、無線傳感器在N2個監(jiān)聽休眠周期中采用第二監(jiān)聽時長監(jiān)聽移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包。

其中，N＝N1+N2，且N1小于或等于N2，N1、N2、N均為正整數(shù)，監(jiān)聽休眠周期等于第一監(jiān)聽時長與第一休眠時長之和，且監(jiān)聽休眠周期等于第二監(jiān)聽時長與第二休眠時長之和，第一監(jiān)聽時長大于第二監(jiān)聽時長，相應(yīng)的，第一休眠時長小于第二休眠時長。第一監(jiān)聽時長用于監(jiān)聽采集器或者移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包，第二監(jiān)聽時長用于監(jiān)聽移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包。可選的，無線傳感器與采集器之間采用第一平均傳輸速率傳輸數(shù)據(jù)，無線傳輸器與移動終端之間采用第二平均傳輸速率傳輸數(shù)據(jù)，其中，第二平均傳輸速率大于第一平均傳輸速率。需要說明的是，采集器向無線傳感器發(fā)送喚醒數(shù)據(jù)包時，在各個時間段內(nèi)使用的傳輸速率可能不同，假設(shè)喚醒數(shù)據(jù)包公共需要10秒，那么可以在前5秒采用較高的傳輸速率，在后5秒采用較低的傳輸速率，這樣弟弟平均傳輸速率就為喚醒數(shù)據(jù)包在10秒內(nèi)的平均傳輸速率。

可選的，第一監(jiān)聽時長等于喚醒數(shù)據(jù)包的大小與第一平均傳輸速率的比值，第二監(jiān)聽時長等于喚醒數(shù)據(jù)包的大小與第二平均傳輸速率的比值，由于無線傳感器的所需要的監(jiān)聽時長和相應(yīng)的通信速率成反比，由于第二平均傳輸速率大于第一平均傳輸速率，因此，第一監(jiān)聽時長大于第二監(jiān)聽時長。

假設(shè)無線傳感器能夠支持的數(shù)據(jù)傳輸速率為{R_a,R_b}，其中R_a為第一平均傳輸速率，R_b為第二平均傳輸速率，且有R_b>R_a，假設(shè)無線傳感器喚醒過程中交互的喚醒數(shù)據(jù)包的大小為M，則無線傳感器監(jiān)聽采集器發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包所需的第一監(jiān)聽時長為而無線傳感器監(jiān)聽移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包所需的第二監(jiān)聽時長為現(xiàn)有技術(shù)中，為了同時支持遠程數(shù)據(jù)采集和近距離數(shù)據(jù)采集兩種模式，監(jiān)聽時長應(yīng)取為較大的T_w,a，在N個監(jiān)聽休眠周期中監(jiān)聽總時長為N*T_w,a，相應(yīng)的監(jiān)聽能耗較高。

本實施例中，N1個第一監(jiān)聽時長和N2個第二監(jiān)聽時長間隔分布，即任意兩個第一監(jiān)聽時長之間至少有一個第二監(jiān)聽時長。

而本實施例的方法中，在N個監(jiān)聽休眠周期中，在N1個監(jiān)聽休眠周期中采用第一監(jiān)聽時長監(jiān)聽采集器或移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包，在N2個監(jiān)聽休眠周期中采用第二監(jiān)聽時長監(jiān)聽移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包，那么在N個監(jiān)聽休眠周期中監(jiān)聽總時長為N1*T_w,a+N2*T_w,b，由于N＝N1+N2，且R_b>R_a，所以N1*T_w,a+N2*T_w,b小于N*T_w,a，即在N個監(jiān)聽休眠周期中，監(jiān)聽總時長變小了，相應(yīng)的，監(jiān)聽能耗降低了。

本實施例的方法，在N(N＝N1+N2)個監(jiān)聽休眠周期中，無線傳感器在其中N1個監(jiān)聽休眠周期中采用第一監(jiān)聽時長監(jiān)聽采集器或者移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包，在剩余N2個監(jiān)聽休眠周期中采用第二監(jiān)聽時長監(jiān)聽移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包，第一監(jiān)聽時長大于第二監(jiān)聽時長，N1小于或等于N2，N1個第一監(jiān)聽時長和N2個第二監(jiān)聽時長間隔分布。相比于現(xiàn)有技術(shù)中使用單一的監(jiān)聽時長，使得N個監(jiān)聽休眠周期中監(jiān)聽總時長減小，從而降低了無線傳感器的監(jiān)聽功耗。

圖3為本發(fā)明實施例一提供的無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法的流程圖，如圖3所示，本實施例提供的方法可以包括以下步驟：

步驟201、在N個監(jiān)聽休眠周期中，無線傳感器在N1個監(jiān)聽休眠周期中采用第一監(jiān)聽時長監(jiān)聽采集器或者移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包。

步驟202、無線傳感器在N2個監(jiān)聽休眠周期中采用第二監(jiān)聽時長監(jiān)聽移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包。

步驟203、當無線傳感器在第一監(jiān)聽時長內(nèi)監(jiān)聽到喚醒數(shù)據(jù)包時，無線傳感器確定喚醒數(shù)據(jù)包的第一剩余接收時長，根據(jù)第一剩余接收時長進入休眠狀態(tài)，在第一剩余接收時長結(jié)束后，無線傳感器進入喚醒狀態(tài)，無線傳感器向采集器發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)；當無線傳感器在第二監(jiān)聽時長內(nèi)監(jiān)聽到喚醒數(shù)據(jù)包時，無線傳感器確定喚醒數(shù)據(jù)包的第二剩余接收時長，根據(jù)第二剩余接收時長進入休眠狀態(tài)，在第二剩余接收時長結(jié)束后，無線傳感器進入喚醒狀態(tài)，無線傳感器向移動終端發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。

本實施例中，第一監(jiān)聽時長和第二監(jiān)聽時長都小于喚醒數(shù)據(jù)包時長，因此，無線傳感器在監(jiān)聽到喚醒數(shù)據(jù)包后可以繼續(xù)休眠到剩余喚醒數(shù)據(jù)包發(fā)送完畢，本實施例中，在第一監(jiān)聽時長或第二監(jiān)聽時長結(jié)束后，且監(jiān)聽到了喚醒數(shù)據(jù)包，無線傳感器確定喚醒數(shù)據(jù)包的第一剩余接收時長或第二剩余接收時長，但是無線傳感器在第一剩余接收時長和第二剩余接收時長內(nèi)并不繼續(xù)接收喚醒數(shù)據(jù)包，而是進行休眠狀態(tài)，在第一剩余接收時長或第二剩余接收時長結(jié)束后，即休眠結(jié)束后，才向采集器或移動終端發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。無線傳感器可以采用已有的技術(shù)確定喚醒數(shù)據(jù)包的第一剩余接收時長和第二剩余接收時長，本實施例不做詳細說明。

當然，無線傳感器在第一監(jiān)聽時長或第二監(jiān)聽時長內(nèi)也可能監(jiān)聽不到喚醒數(shù)據(jù)包。當無線傳感器在第一監(jiān)聽時長內(nèi)沒有監(jiān)聽到喚醒數(shù)據(jù)包時，無線傳感器在第一休眠時長進入休眠狀態(tài)，當無線傳感器在第二監(jiān)聽時長內(nèi)沒有監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，無線傳感器在第二休眠時長進入休眠狀態(tài)。

圖4為采集器或移動終端與無線傳感器之間數(shù)據(jù)交互過程。如圖4所示，采集器或移動終端周期性或者按照需求向無線傳感器發(fā)送喚醒數(shù)據(jù)包，在喚醒數(shù)據(jù)包結(jié)束后，接收無線傳感器發(fā)送的數(shù)據(jù)。無線傳感器在監(jiān)聽時長T_w監(jiān)聽喚醒數(shù)據(jù)包，圖4中T_w即可以表示第一監(jiān)聽時長也可以表示第二監(jiān)聽時長，T_s為無線傳感器的休眠時長，由圖4可知，當無線傳感器在監(jiān)聽時長T_w內(nèi)監(jiān)聽到喚醒數(shù)據(jù)包，則進入休眠狀態(tài)以減少無效監(jiān)聽，在采集器或移動終端將喚醒數(shù)據(jù)包發(fā)送完畢后，無線傳感器被喚醒，向采集器或移動終端發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)，在將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，進入休眠狀態(tài)，在休眠時長T_s結(jié)束后，進入監(jiān)聽時長T_w，圖3中監(jiān)聽時長T_w和休眠時長T_s之和為一個監(jiān)聽休眠周期。當無線傳感器在監(jiān)聽時長T_w內(nèi)沒有監(jiān)聽到喚醒數(shù)據(jù)包，則在休眠時長T_s進行休眠，然后重復監(jiān)聽、休眠。

圖5為監(jiān)聽休眠周期的示意圖，圖5所示例子中，共有N個時長為T的監(jiān)聽休眠周期，N1的取值為1，N2的取值為N-1，即在N個監(jiān)聽休眠周期中提供一個監(jiān)聽休眠周期采用第一監(jiān)聽時長T_w,a，其余的監(jiān)聽休眠周期均采用第二監(jiān)聽時長T_w,b。此時監(jiān)聽時長的占比為為現(xiàn)有技術(shù)中的監(jiān)聽時長的占比，通過比較可知本發(fā)明的方法監(jiān)聽時長的占比小于現(xiàn)有技術(shù)的監(jiān)聽時長的占比，從而能夠有效地降低監(jiān)聽能耗。

無線傳感器的電池工作時間與其平均功耗成反比，而其平均功耗跟其平均工作電流成正比。假設(shè)無線傳感器在休眠狀態(tài)下電流為I_s，在監(jiān)聽狀態(tài)下電流為I_w，在采用監(jiān)聽時長為T_w,a的單一監(jiān)聽周期設(shè)置下，無線傳感器在一個監(jiān)聽休眠周期T內(nèi)的平均電流為而在本發(fā)明所提出的無線傳感器的混合監(jiān)聽休眠方法中，無線傳感器在一個監(jiān)聽休眠周期T內(nèi)的平均電流為易知，I₁>I₂，即采用本發(fā)明的方法有助于降低無線傳感器的平均功耗，延長其電池工作時間。

本發(fā)明中，無線傳感器可以采用si4464芯片，si4464芯片能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速率，且具備超低電流省電模式，該芯片被廣泛使用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，其具體工作參數(shù)表如下。下面以該芯片為例，分析本發(fā)明提出的混合監(jiān)聽休眠方法的性能優(yōu)勢，表一為使用si4464芯片的參數(shù)：

表一

表1中R_a為第一平均傳輸速率，R_b為第二平均傳輸速率，假設(shè)喚醒數(shù)據(jù)包的大小為200bit，N＝1，N1＝1，N2＝59，R_a＝0.123Kbps＝123bps,R_b＝1Mbps＝1×10⁶bps則第一監(jiān)聽時長秒，第二監(jiān)聽時長秒。

圖6為采用現(xiàn)有的單一監(jiān)聽時長和本發(fā)明的混合監(jiān)聽時長所需的平均電流對比示意圖，如圖6所示，橫軸表示監(jiān)聽時長，縱軸表示平均電流，虛線表示單一監(jiān)聽時長時無線傳感器所需的平均電流，實現(xiàn)表示混合監(jiān)聽時長時無線傳感器所需的平均電流，通過對比可知采用混合監(jiān)聽時長所需的平均電流遠低于單一監(jiān)聽實現(xiàn)所需的平均電流。

從圖6中選出幾組不同監(jiān)聽休眠周期下電流數(shù)據(jù)組成表2：

表2

顯然在監(jiān)聽休眠周期較小的時候，此發(fā)明所提出的混合監(jiān)聽周期有更加明顯的低功耗優(yōu)勢。在典型取值2秒的監(jiān)聽休眠周期下，單一監(jiān)聽周期和混合監(jiān)聽周期所對應(yīng)的平均電流差異達到59.03倍?？梢姳景l(fā)明所提出的方法更適用于移動終端要求數(shù)據(jù)采集響應(yīng)時間較短的情況，這與移動終端近距離數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用場景需求完全契合。

本實施例的方法，當無線傳感器在第一監(jiān)聽時長內(nèi)監(jiān)聽到喚醒數(shù)據(jù)包時，確定喚醒數(shù)據(jù)包的第一剩余接收時長，根據(jù)第一剩余接收時長進入休眠狀態(tài)，在第一剩余接收時長結(jié)束后，無線傳感器進入喚醒狀態(tài)，無線傳感器向采集器發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)；當無線傳感器在第二監(jiān)聽時長內(nèi)監(jiān)聽到喚醒數(shù)據(jù)包時，確定喚醒數(shù)據(jù)包的第二剩余接收時長，根據(jù)第二剩余接收時長進入休眠狀態(tài)，在第二剩余接收時長結(jié)束后，無線傳感器進入喚醒狀態(tài)，無線傳感器向移動終端發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。所述方法，由于第一剩余接收時長和第二剩余接收時長結(jié)束前無線傳感器仍處于休眠狀態(tài)，避免無效監(jiān)聽，從而進一步降低了無線傳感器的監(jiān)聽功耗。

圖7為本發(fā)明實施例三提供的無線傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，本實施例提供的無線傳感器包括：第一監(jiān)聽模塊11和第二監(jiān)聽模塊。

其中，第一監(jiān)聽模塊11用于在N個監(jiān)聽休眠周期中，在N1個監(jiān)聽休眠周期中采用第一監(jiān)聽時長監(jiān)聽采集器或移動終端發(fā)送的喚醒數(shù)據(jù)包；

第二監(jiān)聽模塊12用于在N2個監(jiān)聽休眠周期中采用第二監(jiān)聽時長監(jiān)聽移動終端發(fā)送的所述喚醒數(shù)據(jù)包。

其中，N＝N1+N2，且N1小于或等于N2，所述監(jiān)聽休眠周期等于所述第一監(jiān)聽時長與第一休眠時長之和，且所述監(jiān)聽休眠周期等于所述第二監(jiān)聽時長與第二休眠時長之和，所述第一監(jiān)聽時長大于所述第二監(jiān)聽時長，N1個所述第一監(jiān)聽時長和N2個所述第二監(jiān)聽時長間隔分布，所述N1、N2、N均為正整數(shù)。

可選的，所述無線傳感器與所述采集器之間采用第一平均傳輸速率傳輸數(shù)據(jù)，所述無線傳輸器與所述移動終端之間采用第二平均傳輸速率傳輸數(shù)據(jù)，其中，所述第二平均傳輸速率大于所述第一平均傳輸速率。

可選的，所述第一監(jiān)聽時長等于所述喚醒數(shù)據(jù)包的大小與第一平均傳輸速率的比值，所述第二監(jiān)聽時長等于所述喚醒數(shù)據(jù)包的大小與第二平均傳輸速率的比值。

本實施例的無線傳感器，可用于執(zhí)行實施例一的方法，具體實現(xiàn)方式技術(shù)效果類似，這里不再贅述。

圖8為本發(fā)明實施例四提供的無線傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖8所示，本實施例提供的無線傳感器在圖7所示傳感器的基礎(chǔ)上還包括：確定模塊13、休眠模塊14和發(fā)送模塊15。

確定模塊13用于當所述第一監(jiān)聽模塊11在所述第一監(jiān)聽時長內(nèi)監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，確定所述喚醒數(shù)據(jù)包的第一剩余接收時長，休眠模塊14用于根據(jù)所述第一剩余接收時長控制所述無線傳感器進入休眠狀態(tài)，發(fā)送模塊15用于在所述第一剩余接收時長結(jié)束后，確定所述無線傳感器進入喚醒狀態(tài)，向所述采集器發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。

所述確定模塊13還用于當所述第二監(jiān)聽模塊12在所述第二監(jiān)聽時長內(nèi)監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，確定所述喚醒數(shù)據(jù)包的第二剩余接收時長，所述休眠模塊14還用于根據(jù)所述第二剩余接收時長控制所述無線傳感器進入休眠狀態(tài)，所述發(fā)送模塊15還用于在所述第二剩余接收時長結(jié)束后，確定所述無線傳感器進行喚醒狀態(tài)，向所述移動終端發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。

所述休眠模塊14還用于當所述第一監(jiān)聽模塊11在所述第一監(jiān)聽時長內(nèi)沒有監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，控制所述無線傳感器在所述第一休眠時長進入休眠狀態(tài)，以及當所述第二監(jiān)聽模塊12在所述第二監(jiān)聽時長內(nèi)沒有監(jiān)聽到所述喚醒數(shù)據(jù)包時，控制所述無線傳感器在所述第二休眠時長進入休眠狀態(tài)。

本實施例的無線傳感器，可用于執(zhí)行實施例二的方法，具體實現(xiàn)方式技術(shù)效果類似，這里不再贅述。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實現(xiàn)上述各方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成。前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中。該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述各方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括：ROM、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍。