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2.2 节点配置
根据系统各节点的功能要求,嵌入式控制器能够对网络进行集中控制,被配置成协调器,作为网络的建立者;路由节点作为特殊的节点,仅作为数据汇聚点进行数据转发,不执行其他操作;而开关节点仅在手动开关操作后被唤醒,在网络中活跃的时间较短,不需进行数据转发,被配置为终端设备。
3 网络节点节能方案实现
网络节点低功耗设计是无线传感器网络应用开发热点之一。因此,需要通过从硬件设计和软件设计2个方面提出和总结节点的低功耗设计方法。常见的ZigBee SoC解决方案中,节点由处理器(MCU)、无线收发器(RF)、外设和供电部分组成。其中,处理器作为节点的核心单元,负责数据处理和芯片内部资源的调配;无线收发器进行数据包收发,实现网络通信功能。
对于SoC架构,可采用单部件无线传感器休眠模型进行分析。根据参考文献,无线收发器是节点功耗的主要来源。一般情况下,ZigBee网络的数据传输量较小,大部分节点处于空闲状态。为减小网络的能源消耗,可利用ZigBee节点提供的多种休眠模式,关闭空闲节点的无线收发器,使处理器进入休眠状态。
3.1 事件驱动
开关节点的功能在于检测开关面板的操作,发送开关信息到相应的照明节点,不需主动参与无线通信。开关节点采用能耗最低的深度休眠模式,关闭数字稳压器、高速RC振荡器和所有晶体振荡器,只能通过外部中断进行唤醒,其休眠和唤醒过程如图2所示。