典型低功耗无线智能设备的一般功耗模型

刘 建， 欧阳曾恺， 田正其， 段梅梅 ， 王 越， 吴义鹏*

(1.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院， 南京 211103； 2.国网江苏省电力有限公司营销服务中心， 南京 210019；3.国家电网公司电能计量重点实验室， 南京 210019； 4.南京航空航天大学航空学院， 南京 210006)

随着物联网产业的迅速发展及万物物联概念的普及，智能穿戴、家居，无线传感器等设备的市场占有率不断上升，数量越来越多[1-2]。目前上述无线设备使用的通信技术协议主要有Wifi、ZigBee、Bluetooth(蓝牙)、LoRa、NB-IoT等[3-6]。将基于低功耗蓝牙协议开发一种典型的无线温湿度传感器节点，通过周期性地采集节点周围环境温、湿度信息并发送给移动电话或平板电脑，使设备拥有者及时获知环境的基本物理信息。低功耗蓝牙通信协议具有功耗低、数据传输率高，延迟低、可交互等优点，获得了相对较快的发展[7]。目前大部分智能穿戴设备和智能家居设备均选择使用低功耗蓝牙作为主要通信协议[8]，在科学研究、工业生产等方面也有不少应用[9-11]。研究低功耗蓝牙无线智能设备中的相关技术具有较高的工程应用价值[12]。

采用低功耗蓝牙通信协议的无线传感器节点是一种可以实现信息共享，具有感知、通信以及数据运算处理的独立智能节点[13]。相比有线传感器设备，其不需要与主机甚至电源进行有线连接，从而使用更加便捷、布置环境更加广泛。但在一些较为苛刻的环境下安装无线传感器节点，又无电网接入电源，为延长使用时间、降低电池更换维护成本，对设备的功耗要求将极其严苛。……