动态调整无线终端发射功率的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线物联网相关领域。更具体地说，本发明涉及一种动态调整低功耗无线终端发射功率的方法。
【背景技术】
[0002]在无线传感器网络里，节点往往是电池供电，需要低功耗以取得更久的使用寿命。节点和网关的距离有近有远，加之遮挡物等情况，导致节点和网关之间的链路质量有好有坏。对于好的链路质量，节点使用较低的发射功率发送消息即可，对于坏的链路质量，节点则需使用较高的发射功率。而且，链路质量在一定情况下会发生变化，比如新出现的遮挡物。因而，必须实时估算节点和网关之间的链路质量，并动态调整节点的发射功率，减少节点不必要的功耗开销。
【发明内容】
[0003]本发明的一个目的是提供一种动态调整低功耗无线终端发射功率的方法，其会结合当前接收的信标帧的信号强度、上次收到的建议数据帧的信号强度、上次收到的建议数据帧的具体建议内容，估算节点和网关之间的链路质量，从而动态调整发射功率，减少节点不必要的功耗开销。
[0004]为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种动态调整无线终端发射功率的方法，无线终端中预设有多种用于向网关设备发送信息的发射功率，包括:
[0005]网关设备以固定信标周期发送信标帧，所述无线终端接收信标帧，并记录接收信标帧的信号强度；
[0006]所述无线终端在一个信标周期内以一种预设的发射功率向所述网关设备发送事件消息帧，所述网关设备以向所述无线终端发送建议数据帧的形式响应，所述建议数据帧包含建议无线终端选择的预设发射功率的信息，所述无线终端接收建议数据帧，并记录接收建议数据帧的信号强度；
[0007]其中，所述无线终端根据最近一次接收到的建议数据帧、最近一次的接收信标帧的信号强度以及最近一次的接收建议数据帧的信号强度，从多种预设的发射功率中选择下一次发送事件消息帧使用的发射功率。
[0008]优选的是，所述的动态调整无线终端发射功率的方法，所述事件消息帧包含待发送信息、最近一次的接收信标帧的信号强度以及最近一次的接收建议数据帧的信号强度，所述网关设备接收事件消息帧，并记录接收事件消息帧的信号强度；
[0009]其中，所述网关设备根据之前多次接收事件消息帧的信号强度、所述无线终端最近一次的接收信标帧的信号强度以及所述无线终端最近一次的接收预设建议数据帧的信号强度确定向所述无线终端发送的建议数据帧。
[0010]优选的是，所述的动态调整无线终端发射功率的方法，多种预设发射功率包括第一功率和第二功率，所述第一功率大于所述第二功率；
[0011]其中，所述无线终端从多种预设的发射功率中选择下一次发送事件消息帧使用的发射功率的方法包括:当所述无线终端最近一次接收到的为信息是建议发射功率为第一功率的建议数据帧时，则所述无线终端以第一功率向所述网关设备发送事件消息帧；
[0012]当所述无线终端最近一次接收到的为信息是建议发射功率为第二功率的建议数据帧时，且最近一次的接收信标帧的信号强度和所述无线终端最近一次的接收建议数据帧的信号强度中的较小值小于第一阈值时，则所述无线终端以第一功率向所述网关设备发送事件消息帧；
[0013]当所述无线终端最近一次接收到的为信息是建议发射功率为第二功率的建议数据帧时，且所述无线终端最近一次的接收信标帧的信号强度和所述无线终端最近一次的接收建议数据帧的信号强度中的较小值大于第一阈值，则所述无线终端以第二功率向所述网关设备发送事件消息帧。
[0014]优选的是，所述的动态调整无线终端发射功率的方法，所述网关设备向所述无线终端发射建议数据帧的方法包括:当所述网关设备在之前连续N次接收事件消息帧的过程中得到的N个接收事件消息帧的信号强度中的最小值大于第二阈值，且所述无线终端最近一次的接收信标帧的信号强度和所述无线终端最近一次的接收建议数据帧的信号强度中的较小值大于第一阈值，则所述网关设备向所述无线终端发送信息是建议发射功率为第二功率的建议数据帧；否则，所述网关设备向所述无线终端发送信息是建议发射功率为第一功率的建议数据帧。
[0015]优选的是，所述的动态调整无线终端发射功率的方法，N为3。
[0016]优选的是，所述的动态调整无线终端发射功率的方法，所述第一功率为20dBm，所述第二功率为13dBm。
[0017]优选的是，所述的动态调整无线终端发射功率的方法，所述第一阈值为-1lOdBm或-1 OOdBm，所述第二阈值为-1 OOdBm。
[0018]优选的是，所述的动态调整无线终端发射功率的方法，所述网关设备在收到事件消息帧后，在I?5秒内向所述无线终端发送建议数据帧。
[0019]优选的是，所述的动态调整无线终端发射功率的方法，所述无线终端与所述网关设备之间采用LoRa通信技术进行通信。
[0020]本发明至少包括以下有益效果:
[0021 ]本发明根据对链路质量的实时监控、判断，实时、准确地对无线终端的发射功率进行动态调整，使本发明中的无线终端能够在尽可能长的时间里以低发射功率发送消息，又能在保证消息可以被网关正常接收，从而大幅度降低了各节点功耗，进而大幅度降低了整个网络系统的功耗。
[0022]本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【具体实施方式】
[0023]下面结合实例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0024]—种动态调整无线终端发射功率的方法，无线终端中预设有多种用于向网关设备发送信息的发射功率，包括:
[0025]网关设备以固定信标周期发送信标帧，所述无线终端接收信标帧，并记录接收信标帧的信号强度；
[0026]所述无线终端在一个信标周期内以一种预设的发射功率向所述网关设备发送事件消息帧，所述网关设备以向所述无线终端发送建议数据帧的形式响应，所述建议数据帧包含建议无线终端选择的预设发射功率的信息，所述无线终端接收建议数据帧，并记录接收建议数据帧的信号强度；
[0027]其中，所述无线终端根据最近一次接收到的建议数据帧、最近一次的接收信标帧的信号强度以及最近一次的接收建议数据帧的信号强度，从多种预设的发射功率中选择下一次发送事件消息帧使用的发射功率。
[0028]在上述技术方案中，多个无线终端(节点)和一个网关设备构成一个网络系统，比如构成一个星型网络，在这个网络系统中，无线终端和网关设备的物理位置都相对固定，但是无线终端和网关设备之间的链路质量仍然容易受到周边环境的影响，因而需要对无线终端的发射功率进行实时改变，以在保证网关设备正常接收无线终端采集的事件消息帧的同时，尽可能长时间的以较低发射功率发送事件消息帧，从而降低系统功耗。在这里，网关会周期性发出信标帧，连续两次信标帧之间的时间区间称为信标周期，无线终端只有在收到信标帧后，才允许在收到信标帧所在的当前信标周期里，从多种预设功率中选择一种来发送事件消息帧。无线终端每收到一次信标帧，就会记录本次接收信标帧的信号强度。网关在收到事件消息帧后就会给无线终端反馈一个建议数据帧，无线终端每接收一次建议数据帧，就会记录本次接收建议数据帧的信号强度，该建议数据帧包含了对无线终端下一次发射功率的建议。无线终端根据最近一次的