在工業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控為提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本提供了信息和手段,成為工業(yè)生產(chǎn)中的部分。與傳統(tǒng)有線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相比，無(wú)線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有靈活、輕便、工作范圍大，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),解決了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在一些特殊的環(huán)境中布線難的問(wèn)題。應(yīng)用RFID超高頻模塊的供電和能耗一直是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。在電池供電的系統(tǒng)中，系統(tǒng)的能耗決定整個(gè)系統(tǒng)的工作時(shí)間長(zhǎng)度，電池的更換頻率直接關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)成本。在以收集自然能源的無(wú)源系統(tǒng)中，更低的功耗能減少無(wú)源電源的設(shè)計(jì)難度。因此，降低無(wú)線數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)的能耗是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要問(wèn)題之一。
系統(tǒng)的優(yōu)化方向和方案
1、系統(tǒng)的優(yōu)化方向
無(wú)線數(shù)據(jù)采集的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分為樹形網(wǎng)絡(luò)、星形網(wǎng)絡(luò)和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)三種，其中樹形網(wǎng)絡(luò)和星形網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用比較廣泛。在這兩種網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，超高頻模塊是非簇頭節(jié)點(diǎn)。這類節(jié)點(diǎn)受供電模塊約束較為嚴(yán)重，因此，在實(shí)現(xiàn)功能的前提下硬件設(shè)計(jì)要盡可能采用低功耗元件和簡(jiǎn)潔的電路，以達(dá)到降低功耗的要求。在無(wú)線通信平臺(tái)已經(jīng)確定的情況下，電路設(shè)計(jì)相對(duì)固定，硬件上的優(yōu)化空間較小。
超高頻閱讀器這類簇頭節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)受功耗的限制相對(duì)較小，將整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化重點(diǎn)放在數(shù)據(jù)收集節(jié)點(diǎn)的通信方式上相對(duì)較容易。將整個(gè)數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的大部分工作盡可能多地安排在簇頭節(jié)點(diǎn)，減少終端節(jié)點(diǎn)的通信工作時(shí)間是整體設(shè)計(jì)的優(yōu)化方向。
2、優(yōu)化方案
輪詢是系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的常用方法。在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，非簇頭節(jié)點(diǎn)受到功耗的限制，除上傳數(shù)據(jù)以外，其他時(shí)間都會(huì)處于休眠狀態(tài)。為了保證握手與通信成功，簇頭節(jié)點(diǎn)會(huì)增加通信范圍內(nèi)的每個(gè)終端節(jié)點(diǎn)的詢問(wèn)次數(shù)，導(dǎo)致停留在單節(jié)點(diǎn)的時(shí)間變長(zhǎng)。假設(shè)采集節(jié)點(diǎn)A和F在某一時(shí)刻同時(shí)喚醒，傳統(tǒng)輪詢機(jī)制在A點(diǎn)上傳數(shù)據(jù)完成后，F(xiàn)點(diǎn)需要?dú)v經(jīng)B、C、D、E 4個(gè)節(jié)點(diǎn)的輪詢時(shí)間才能進(jìn)行通信。
將系統(tǒng)對(duì)終端節(jié)點(diǎn)的輪詢和數(shù)據(jù)傳輸功能分離，輪詢節(jié)點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)某一節(jié)點(diǎn)需要進(jìn)行通信，將該節(jié)點(diǎn)信息通知數(shù)據(jù)采集的模塊，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集的超高頻模塊收到信息后,立即與該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。簇頭節(jié)點(diǎn)在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的同時(shí),也進(jìn)行著輪詢。若在A節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信完成之前，輪詢已發(fā)現(xiàn)F節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)需要傳輸，則系統(tǒng)在完成A節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)交換后，會(huì)立刻進(jìn)行F節(jié)點(diǎn)的通信。這種通信設(shè)計(jì)方式將提高RFID閱讀器找尋工作狀態(tài)設(shè)備節(jié)點(diǎn)的效率。尤其在系統(tǒng)中存在數(shù)據(jù)量較大的單節(jié)點(diǎn)時(shí)，優(yōu)勢(shì)會(huì)更加明顯。
網(wǎng)站客服
