无线电唤醒方法和无线电唤醒电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于无线通信网络技术领域，尤其涉及一种无线人体局域网(WBAN)中的无线电唤醒方法和无线电唤醒电路。
【背景技术】
[0002]WBAN是一种新型无线传感器网络，利用分布在人体皮肤表面或植入人体的传感器节点来收集人体重要信息，将信息传输给中心智能节点，中心智能节点通过无线通信方式将信息发送给基站。通过这种方式可以对个人身份进行认证，或将人体的生理特征信息进行监测、采集，并以无线方式传递给医院等，也可以控制信息化的汽车、家电、特殊行业的电子设备等，目前WBAN在日常生活、医疗、娱乐等领域已有很多应用。
[0003]WBAN在国际上已经得到了广泛研究，包括医疗技术提供商、医院、保险公司以及工业界等各方人士正在开展战略性合作，但目前仍处于早期起步阶段，在毫瓦级网络能耗、互操作性、系统设备、安全性、传感器验证、数据一致性等面临一系列挑战。WBAN节点能量由电池提供，能量受限，因此，降低能耗、提高网络生存期成为研究的重点和难点。
[0004]IEEE802.15工作组于2007正式成立了 TG6工作组，致力于WBAN的标准化的研究，并于2012年3月正式发布了 IEEE802.15.6标准协议初稿，该标准使用目前ISM频带及其他经过医疗、管理权威批准的频带，支持QoSdiSWBAN的低功率、高数据传输速率(最高可达1Mbps)通信要求。
[0005]IEEE802.15.6标准协议初稿主要规定了 WBAN的物理层(PHY)和媒质访问控制子层(MAC)规范，MAC层协议用来降低无线传感器网络能量消耗，主要方法有两种，一种是采用占空比机制:当传感器节点有数据传输时，收发机处于激活态；当节点无数据传输时，关掉收发机进入休眠态，以节省能量；另一种是额外附加一个无线电唤醒电路，该电路使用频带外的无线电信号，可以将传感器节点由休眠态唤醒进行通信。唤醒无线电网络使用两个信道，即数据包、命令信道和唤醒无线电信号信道。
【发明内容】
[0006]本发明提供了一种无线电唤醒方法和无线电唤醒电路，解决了无线传感器网络控制的问题。
[0007]一种无线电唤醒方法，包括:
[0008]节点判断WBAN网络业务类型；
[0009]所述节点根据所述WBAN网络业务类型，启动与所述WBAN网络业务类型相应的唤醒节点的流程。
[0010]优选的，所述WBAN网络业务类型包括:
[0011]在通常状态下产生的没有严格时间要求的一般业务类型，由网络中心发起的、要求某个传感器节点向网络中心传输指定的数据的需求业务类型，和节点需要向中心传输原计划外的紧急数据业务的紧急业务类型。
[0012]优选的，在所述WBAN网络业务类型为一般业务类型时，所述节点根据所述WBAN网络业务类型，启动与所述WBAN网络业务类型相应的唤醒节点的流程包括:
[0013]所述节点基于唤醒模式进入激活态，接入到信道并等待网络中心的信标。
[0014]优选的，该方法还包括:
[0015]网络中心向处于激活态的节点发送信标，所述信标包括同步、优先级、信道编号和时隙信息。
[0016]优选的，在所述WBAN网络业务类型为需求业务类型或紧急业务类型时，所述节点根据所述WBAN网络业务类型，启动与所述WBAN网络业务类型相应的唤醒节点的流程包括:
[0017]所述节点进入休眠；
[0018]所述节点接收网络中心发送的唤醒命令包；
[0019]所述节点检查接收到的唤醒命令包中的唤醒认证码与该节点的本地唤醒认证码是否匹配；
[0020]在所述节点判定接收到的唤醒命令包中的唤醒认证码与该节点的本地唤醒认证码匹配时，所述节点启动主电路，与所述网络中心进行数据传输。
[0021]优选的，所述启动与所述WBAN网络业务类型相应的唤醒节点的流程的步骤之后，还包括:
[0022]所述节点在完成本次数据传输任务后，更新唤醒认证码，并重启对于所述唤醒认证码的计数器。
[0023]优选的，所述节点接收网络中心发送的唤醒命令包的步骤之前，还包括:
[0024]所述网络中心通过低功率射频信号向所述节点发送所述唤醒命令包，所述低功率射频信号处于ISM频段并使用唤醒认证码WAC技术。
[0025]本发明还提供了一种无线电唤醒电路，包括通信电路与电源管理电路，所述通信电路与电源管理电路均与节点的CPU相连；
[0026]所述通信电路与WBAN的网络中心连接；
[0027]所述电源管理电路与主电路的供电回路相连，接受所述CPU的控制，为所述主电路供电。
[0028]优选的，所述通信电路在接收到网络中心发送的唤醒命令包并转发至CPU，CPU在确认接收到的唤醒命令包中的唤醒认证码与本地唤醒认证码匹配时，向所述电源管理电路发送闭合信号；
[0029]所述电源管理电路在接收到所述闭合信号后闭合对所述主电路供电的回路。
[0030]优选的，所述网络中心通过低功率射频信号发送唤醒命令包。
[0031]本发明提供了一种无线电唤醒方法和无线电唤醒电路，节点判断WBAN网络业务类型，所述节点根据所述WBAN网络业务类型，启动与所述WBAN网络业务类型相应的唤醒节点的流程，对不同的业务类型采用不同的唤醒机制，解决了无线传感器网络控制的问题，降低了 WBAN网络功耗，延长网络寿命。
【附图说明】
[0032]图1是本发明的实施例一提供的一种传感器节点的结构示意图；
[0033]图2是本发明的实施例一提供的一种无线电唤醒电路的结构示意图；
[0034]图3是本发明的实施例二提供的一种无线电唤醒方法的流程图；
[0035]图4是本发明的实施例二中步骤303的具体流程图；
[0036]图5是本发明的实施例二中步骤305的具体流程图；
[0037]图6是本发明的实施例三提供的一种无线电唤醒方法的流程图；
[0038]图7为本发明的实施例四提供的一种无线电唤醒电路的具体实现示意图。
【具体实施方式】
[0039]下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
[0040]下面通过附图和实例对本发明的技术方案进行详细阐述。
[0041 ] 首先结合附图，对本发明的实施例一进行说明。
[0042]本发明实施例提供了一种传感器节点，其结构如图1所示，在现有的传感器节点结构基础之上，添加了唤醒电路，唤醒电路的结构如图2所示，包括通信电路与电源管理电路，所述通信电路与电源管理电路均与节点的CPU相连；
[0043]所述通信电路与WBAN的网络中心连接；
[0044]所述电源管理电路与主电路的供电回路相连，接受所述CPU的控制，为所述主电路供电。
[0045]通信电路监听WBAN的业务分配，电源管理电路根据WBAN业务状态提供不同等级电源能量与电路激活能力。
[0046]WBAN中的唤醒电路与主电路相连，唤醒电路可以唤醒处于休眠状态的CPU与主电路，当CPU处于一定时间不工作状态时，可由CPU控制WBAN的主电路进入休眠状态，并激活唤醒电路.当唤醒电路激活CPU和主电路后，主电路将接收各传感器数据信息，并与网络中心建立数据通信链接，完成WBAN的传感器信息处理与传递以及实现业务执行。
[0047]具体的，所述通信电路在接收到网络中心发送的唤醒命令包并转发至CPU，CPU在确认接收到的唤醒命令包中的唤醒认证码与本地唤醒认证码匹配时，向所述电源管理电路发送闭合信号；所述电源管理电路在接收到所述闭合信号后闭合对所述主电路供电的回路。
[0048]下面结合附图，对本发明的实施例二进行说明。
[0049]本发明实施例提供了一种无线电唤醒方法，结合图1所示的传感器节点，使用本发明提供的无线电唤醒方法完成传感器节点唤醒的流程如图3所示，包括:
[0050]步骤301 JfWBAN网络业务分为三类:在通常状态下产生的没有严格时间要求的一般业务类型，由网络中心发起的、要求某个传感器节点向网络中心传输指定的数据的需求业务类型，和节点需要向中心传输原计划外的紧急数据业务的紧急业务类型。针对三类不同网络业务，采用两类不同的唤醒机制:1)基于事件的一般业务类型的驱动唤醒机制；
2)适用于需求业务类型和紧急业务类型的无线电唤醒机制。
[0051]步骤302 =WBAN网络中心控制着信道的分配和使用，为节点分配信道频带和时隙等资源。IEEE802.15.6协议中，信道以TDMA的超帧为单位划分，每个超帧中包含了信标、竞争接入阶段CAP、专用接入阶段EAP和基于保护时隙GTS的无竞争接入阶段CFP四部分。
[0052]步骤303:多址接入方式。选择基于FDMA/TDMA的接入方式分配信道，本步骤具体如图4所示,包括:
[0053]步骤3031，由网络中心给每一个节点分配一个唯一信道；
[0054]步