基于ZigBee的休眠唤醒策略

　　3.2 定时唤醒

　　照明节点作为系统中的执行部分，其主要的工作为接收控制信号和执行相应操作。由于其需要等待无线控制信号来触发服务，因此不能采取通过外部中断的方式进行唤醒。浅休眠模式提供定时器唤醒功能，该模式下关闭数字稳压器、高速RC振荡器和高速晶振，仅保留低速晶振提供时钟，可通过睡眠定时器定时对MCU进行唤醒。

　　如图3所示，睡眠定时器以周期tperiod对节点进行唤醒。整个唤醒过程与开关节点相同，其平均功率为：

　　照明节点作为无线照明系统的应用执行部分，是直接为用户提供服务的部件。实施休眠机制后，设备大部分时间将处于休眠状态，只是周期性苏醒过来收发数据或者检测信道的状态。若休眠时间过长，则会影响设备对控制信号的响应速度，甚至导致控制信号传输失败，因此应用中需要对休眠时间进行实验评估，避免用户等待时间过长或操作失败。

4 数据分析

　　本系统以CC2430为无线通信芯片，以高性能8051为内核，集成ZigBee RF收发器。如上文所述，无线节点采取两种不同的休眠唤醒机制，实现节能策略。根据参考文献，获得数据分析如图4和图5所示。

　　由图4可见，影响开关节点功率大小的因素有运行时间trun和开关次数n。其中，trun与通信过程有关，控制信息的目标节点越多，trun越大;而开关次数n则由使用习惯决定，平均功率随开关的频繁程度增加而增大。若某开关信息需要同时控制2个照明节点(trun=30 ms)，每天开关20次，平均功率约为0.5 mW;控制3个节点，每天开关10次，其平均功率则为0.31 mW。如图5所示，照明节点的平均功率由运行时间trun和唤醒周期tperiod决定。其中，trun与电路设计和执行器件有关;唤醒周期与网络响应速度有关，tperiod越大，网络的响应时间就越长。在照明的控制中，对系统的实时性要求不大，同时考虑到节能和用户操作的要求，唤醒周期取值在250～400 ms之间，照明节点的功率可控制在10mW以下。

　　5 结语

　　研究结果证明，对无线节点各部件进行休眠唤醒策略，能有效控制其功耗，提高能源利用率，在家庭自动化和节能环保的发展趋势下，将具有较好的参考价值。