基于短距離無線數據低功耗傳輸協議研究

　　圖3 低功耗改進后的主、從設備軟件流程

　　經過該協議優化后，主、從設備在一個周期內的工作狀態如圖4所示。

　　改進前的平均工作電流：

　　圖4 改進前后主從設備無數據傳輸時一個周期內的工作狀態

　　改進后的平均工作電流：

　　表1 2.7 V工作電壓下測得的主、從設備工作電流

　　其中：

　　射頻模塊接收狀態時的工作電流IRF(Rx)≈37 mA；

　　射頻模塊發送狀態時的工作電流IRF(Tx)≈30 mA；

　　射頻模塊深度睡眠的工作電流IRF(sleep)≈35 μA；

　　處理器正常工作電流Imcu≈2 mA；

　　處理器休眠工作電流Imcu(sleep)≈5 μA；

　　射頻模塊發送1個數據包需要的最大時間Td≈4 ms。

　　因此，當Twait=5 ms，Tsleep=200 ms時，I后（主）≈1.58 mA，I后（從）≈0.79 mA。遠小于改進前的I前≈39 mA。

　　4 實驗結果和總結

　　采用了低功耗的傳輸協議后，在Tsleep分別為200 ms、500 ms和1 s情況下，無數據傳輸和每10 s互傳一個數據包時測量得到的電流如表1所列。可見，采用了低功耗的傳輸協議后在保證了數據可靠、穩定傳輸的同時，大大降低了設備的功耗。休眠時間Tsleep 增大，功耗就會下降，同時數據傳輸的延時性就會增加。而且當只有從設備在工作時，Tsleep太長反而會增大從設備的功耗。一般地，只有滿足：

　　才能保證主設備不工作時，從設備功耗不會增加。上式中N表示多次未收到信標就進行一次Thibernate的長時間休眠。在實際應用中可以根據需要找到最優點。(作者： 東南大學 王琢玉 方晨 劉昊 )

[1].MC13213datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/MC13213_2413763.html.
[2].HCS08datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/HCS08_370762.html.
[3].RS485datasheethttp://www.dzsc.com/datasheet/RS485_585289.html.