專利名稱：發(fā)射功率控制方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)射功率控制方法與系統(tǒng)，尤指一種無線網(wǎng)絡(luò)終端裝置發(fā)射功
率控制的方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著微機(jī)電技術(shù)的進(jìn)步與無線傳輸技術(shù)的發(fā)展，無線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)(WirelessSensor Networks)的應(yīng)用已越來越普及。無線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)是由一到數(shù)個(gè)無線數(shù)據(jù)收集器以及為數(shù)眾 多的傳感器(Sensor)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而元件之間的通訊方式則是采用無線通訊方式， 因此可以任意擺放傳感器或是無線數(shù)據(jù)收集器，布置安排上極為方便快速。在無線感測(cè)網(wǎng) 絡(luò)的架構(gòu)下，傳感器的設(shè)計(jì)以省電、價(jià)格低廉、體積小、且具有感應(yīng)環(huán)境裝置為目標(biāo)，可以針 對(duì)環(huán)境中我們所感興趣的事物(如溫度、光影、色彩、聲音等)做檢測(cè)行為，并將所收集的數(shù) 據(jù)通過無線傳輸裝置將數(shù)據(jù)回傳給數(shù)據(jù)收集器，而后，我們就可以根據(jù)數(shù)據(jù)收集器所收集 的數(shù)據(jù)，了解環(huán)境的狀態(tài)，并進(jìn)行災(zāi)害預(yù)警等相關(guān)應(yīng)用。 請(qǐng)參考圖l，其為已知的以有線骨干為基礎(chǔ)的居家環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)示意圖。其 中，在居家環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)1中控制中心ll通過有線網(wǎng)絡(luò)12，如電力線(Powerline communication, PLC) 、 Ethernet、 CAN Bus等，與多個(gè)叢集頭(ClusterHead) 13形成一個(gè) 局域網(wǎng)絡(luò)。每一叢集頭13會(huì)與多個(gè)終端裝置(End Device) 14進(jìn)行無線通訊，形成一個(gè)星 狀拓?fù)洌渲?，該終端裝置可為傳感器(Sensor)，例如溫度、濕度、亮度、磁簧開關(guān)與煙霧傳 感器等，以及例如警報(bào)器、燈光控制、門窗驅(qū)動(dòng)、冷凍空調(diào)(HVAC)與緊急事件處理設(shè)備(如 灑水器、發(fā)電機(jī)、抽風(fēng)機(jī)等)的驅(qū)動(dòng)器(Actuator)，該無線通訊可使用如ZigBee、 Z-Wave、 WiBree、Bluetooth、 Insteon、 WiFi、 UWB等通訊協(xié)議。傳感器14會(huì)周期性地回傳感測(cè)信息 至叢集頭13，再由叢集頭通過有線網(wǎng)絡(luò)12轉(zhuǎn)送至控制中心11?？刂浦行膌l內(nèi)有定義相對(duì) 的條件與反應(yīng)控制法則，例如當(dāng)煙霧傳感器回傳檢測(cè)到火災(zāi)，則控制中心即觸發(fā)警報(bào)器與 灑水器等驅(qū)動(dòng)器。此外，控制中心可具有網(wǎng)關(guān)器功能，通過Internet提供使用者遠(yuǎn)程監(jiān)控 居家安全的功能，或?qū)⒕o急消息傳至使用者手機(jī)或是Email等。 請(qǐng)參考圖2，其為已知的以無線骨干為基礎(chǔ)的居家環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)示意圖。在圖2 中，居家環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)2使用無線的骨干網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。由控制中心21通過無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，與 各叢集頭23形成一個(gè)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(Mesh Network) 22。相同的，每一叢集頭23會(huì)與多個(gè)終端 裝置24通訊，形成一個(gè)星狀拓?fù)?，如前所述?在上述的例子中可知，不論以有線骨干或無線骨干為基礎(chǔ)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其終 端裝置14、24皆需獨(dú)立的電源供應(yīng)，一般即為電池。由于終端裝置14、24在檢測(cè)環(huán)境、并將 數(shù)據(jù)傳輸給后端的叢集頭13、23時(shí)，往往都會(huì)耗費(fèi)為數(shù)可觀的電力，而對(duì)一個(gè)公司或家庭 單位來說，其傳感器終端裝置的數(shù)量與其更換電池的操作方式，是相當(dāng)繁復(fù)耗時(shí)的。因此如 何節(jié)省終端裝置14、24的電能消耗而延長(zhǎng)其使用時(shí)間，減少電池更換的頻率，是無線感測(cè) 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)應(yīng)用上很重要的課題。 職是之故，申請(qǐng)人乃經(jīng)悉心試驗(yàn)與研究，并一本鍥而不舍的精神，終構(gòu)思出本發(fā)明「發(fā)射功率控制方法與系統(tǒng)」，以下為本發(fā)明的簡(jiǎn)要說明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在于提供一種發(fā)射功率控制方法與系統(tǒng)，利用終端裝置的發(fā)射功率控制， 減少終端裝置的電能消耗，進(jìn)而增加終端裝置的使用壽命。 根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，提出一種終端裝置發(fā)射功率控制方法，包括(A)以多個(gè)彼此 不同的發(fā)射功率廣播其功率級(jí)別消息；(B)設(shè)定終端裝置的發(fā)射功率為該終端裝置所接收 到的功率級(jí)別消息中的最小值。 根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，提出一種調(diào)整檢測(cè)裝置發(fā)射功率的方法，包括(A)計(jì)算檢測(cè) 裝置的消息傳送成功率；(B)比較該消息傳送成功率與第一門坎值；以及(C)若該消息傳送 成功率低于該第一門坎值，則將該檢測(cè)裝置用以發(fā)送該檢測(cè)消息的發(fā)射功率提高一個(gè)功率 級(jí)別。 根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，提出一種終端裝置發(fā)射功率控制系統(tǒng)，包括終端裝置和叢集 頭節(jié)點(diǎn)，其中該終端裝置用以感測(cè)環(huán)境狀態(tài)，并傳送環(huán)境狀態(tài)消息，該叢集頭節(jié)點(diǎn)用以接收 該環(huán)境狀態(tài)消息，并以至少一不同的發(fā)射功率廣播其功率級(jí)別消息；其中，該終端裝置接收 該叢集頭節(jié)點(diǎn)的廣播，并以該終端裝置所接收到的功率級(jí)別消息中的最小值為該終端裝置 的發(fā)射功率，用以傳送該環(huán)境狀態(tài)消息。 如前述本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法與系統(tǒng)，得通過下列實(shí)施例及圖示說明，俾得 更深入的了解。


圖1為已知的以有線骨干為基礎(chǔ)的居家環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)示意圖；圖2為已知的以無線骨干為基礎(chǔ)的居家環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)示意圖；圖3為本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法第一實(shí)施例的流程示意圖；圖4為本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法第一實(shí)施例的感測(cè)網(wǎng)絡(luò)布置示意5為本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法第二實(shí)施例的流程示意圖；圖6為本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法第三實(shí)施例的流程示意圖；圖7為本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法與系統(tǒng)一實(shí)施例的組成示意圖。[主要元件標(biāo)號(hào)說明]11、21、75 :控制中心12:有線網(wǎng)絡(luò) 22:無線網(wǎng)絡(luò)13、23、43、73 :叢集頭14、24、71 :終端裝置310 :叢集頭開始312 :以不同的功率級(jí)別廣播314 :接收終端裝置消息并回傳確認(rèn)消息320、510、610 :終端裝置開始322 :接收并儲(chǔ)存不同的功率級(jí)別消息324 :設(shè)定發(fā)射功率為已接收的最小功率級(jí)別
326 :發(fā)送招呼消息 327:收到回傳確認(rèn)消息 328 :發(fā)射功率提高一個(gè)功率級(jí)別 330 :結(jié)束設(shè)定階段 441 :第一終端裝置 442 :第二終端裝置 443 :第三終端裝置 Ll、 L2、 L3 :發(fā)射功率級(jí)別 512 :回傳感測(cè)消息回叢集頭 514 :周期性地計(jì)算封包傳遞率 516 :封包傳遞率和門坎值比較 517 :發(fā)射功率提高一個(gè)功率級(jí)別 518 :發(fā)射功率降低一個(gè)功率級(jí)別 612 :檢測(cè)到非周期性的緊急事件 614 :終端裝置發(fā)射功率調(diào)至最大值 616 :發(fā)送警告消息 618 :結(jié)束 77、717、737 :警報(bào)裝置 711 :感測(cè)單元 712 :消息接收單元 713 :消息發(fā)送單元 714 :儲(chǔ)存單元 715 :處理器單元 716 :獨(dú)立電源
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的技術(shù)手段將詳細(xì)說明如下，相信本發(fā)明的目的、特征與特點(diǎn)，當(dāng)可由此得 深入且具體的了解，然而下列實(shí)施例與圖示僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以 限制。 首先請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法第一實(shí)施例的流程示意圖，并請(qǐng) 同時(shí)參閱圖4，其為本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法第一實(shí)施例的感測(cè)網(wǎng)絡(luò)布置示意圖，在圖4 中，叢集頭43為終端裝置441、442、443三個(gè)終端裝置的叢集頭，其有三個(gè)發(fā)射功率級(jí)別，由 低至高為L(zhǎng)1、L2、L3。首先，依據(jù)圖3所示的流程，叢集頭43以不同的發(fā)射功率，依序以Ll 廣播方式發(fā)送消息封包(步驟312)，各消息封包內(nèi)包含有叢集頭43用以發(fā)送的功率級(jí)別信 息，其后，各個(gè)終端裝置接收叢集頭43的廣播消息并儲(chǔ)存至存儲(chǔ)空間內(nèi)(步驟322)。由于 各個(gè)終端裝置因距離或遮蔽的不同，其接收叢集頭43消息的能力亦有所不同，如圖4所示， 終端裝置441、442、443與叢集頭43的距離由近至遠(yuǎn)布置。以下以一般情況下的消息傳遞狀 況假設(shè)，當(dāng)叢集頭43以較低發(fā)射功率Ll廣播時(shí)，僅終端裝置441可以接收到包含發(fā)射功率 Ll消息的消息封包；同理，當(dāng)叢集頭43以較L1高一個(gè)級(jí)別的發(fā)射功率L2廣播時(shí)，則終端 裝置441與442皆可以接收到該包含發(fā)射功率L2消息的消息封包，但終端裝置443仍能未 能接收到該消息封包；最后，當(dāng)叢集頭43以最高的發(fā)射功率L3廣播時(shí)，則所有的終端裝置 441、442、443皆可以接收到該包含發(fā)射功率L3消息的消息封包。各終端裝置皆將所接收到包含發(fā)射功率級(jí)別消息的廣播封包儲(chǔ)存起來，因此，終端裝置441會(huì)收到包含發(fā)射功率Ll、 L2、 L3三個(gè)發(fā)射功率級(jí)別消息的廣播封包，終端裝置442則會(huì)收到L2、 L3 二個(gè)發(fā)射功率級(jí) 別消息，而終端裝置443僅收到L3 —個(gè)發(fā)射級(jí)別消息。 其后，為了節(jié)能考慮，各終端裝置會(huì)設(shè)定其發(fā)射功率為前述儲(chǔ)存的發(fā)射功率級(jí)別 中的最小值(步驟324)，例如，終端裝置441會(huì)將其發(fā)射功率設(shè)為L(zhǎng)l，終端裝置442設(shè)為 L2，而終端裝置443則設(shè)為L(zhǎng)3。 為了確保其所設(shè)定的功率是可與叢集頭43通訊的，因此各終端裝置會(huì)各自傳送 一個(gè)招呼(Hello)消息給叢集頭43(步驟326)，該叢集頭43接收到該招呼消息后則各回傳 確認(rèn)(ACK)消息(步驟314)，該終端裝置則再確認(rèn)是否有收到叢集頭43回傳的確認(rèn)消息封 包(步驟327)，如果是，則表示雖用此較低的發(fā)射功率，但仍是可與叢集頭43通訊的，即完 成該終端裝置本身發(fā)射功率的設(shè)定(步驟330)。如果該終端裝置沒有收到確認(rèn)消息封包， 則再增加其發(fā)射功率一個(gè)級(jí)別(步驟328)，再次以高一級(jí)的發(fā)射功率送出招呼消息給叢集 頭43(步驟326)，其后步驟則如前所述。 當(dāng)終端裝置的發(fā)設(shè)功率設(shè)定完成之后，若外在環(huán)境的布局改變，例如人或家具的
移動(dòng)，可能遮蔽了終端裝置傳送消息回至該叢集頭的路徑，而影響消息的送達(dá)，此時(shí)，則必
需動(dòng)態(tài)地調(diào)整終端裝置的發(fā)送功率，以確保發(fā)送消息可為叢集頭所接收。對(duì)于無線感測(cè)網(wǎng)
絡(luò)而言，以環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用為例，大部分是以終端節(jié)點(diǎn)回傳感測(cè)信息至叢集頭的單向通
訊為主，加上一般物理現(xiàn)象(如溫度)的變化需要一段時(shí)間，以及同一監(jiān)控范圍內(nèi)通常會(huì)有
多個(gè)感測(cè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)，因此對(duì)單一節(jié)點(diǎn)而言，些許的封包遺失是可以接受的。 請(qǐng)參閱圖5，其為本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法第二實(shí)施例的流程示意圖。如圖5所
表示，其為一終端裝置在正常操作時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整其發(fā)射功率的流程，各終端裝置會(huì)使用前階
段設(shè)定的發(fā)射功率，周期性地回傳感測(cè)消息至叢集頭(步驟512)，而為了反應(yīng)消息實(shí)際傳
輸?shù)臓顩r(例如有新增遮蔽物干擾)，各終端裝置在固定時(shí)間(例如每一小時(shí))或特定情
況(例如每回傳1000個(gè)封包)下，計(jì)算其封包傳遞率(Packet Delivery Ratio, PDR)(步
驟514)，其中該封包傳遞率是指該終端裝置在固定時(shí)間內(nèi)發(fā)送檢測(cè)消息封包總數(shù)量，與成
功發(fā)送該檢測(cè)消息封包至叢集頭或其它消息接收端的消息封包數(shù)量的比率。 封包傳遞率可通過該終端裝置在傳送感測(cè)信息時(shí)是否有收到來自叢集頭的確認(rèn)
消息來累積計(jì)算。其后將封包傳遞率與預(yù)設(shè)的門坎值(Threshold)作比較(步驟516)，例
如70%或80%，如果該封包傳遞率過低，則增加該終端裝置的發(fā)射功率一個(gè)發(fā)射功率級(jí)別
(步驟517)，反之，若該封包傳遞率已高于該預(yù)設(shè)的門坎值甚多，則減少該終端裝置的發(fā)射
功率一個(gè)發(fā)射功率級(jí)別(步驟518)。 此外，亦可將該封包傳遞率分別與二個(gè)門坎值作比較，分別是一個(gè)較低的第一門 坎值，與一個(gè)較高的第二門坎值，亦即，希望該終端裝置的封包傳遞率保持在該第一門坎值 與第二門坎值之間，以兼顧消息傳輸?shù)馁|(zhì)量與省電效能。若該封包傳遞率低于該第一門坎 值，則將該終端裝置的發(fā)射功率提高一個(gè)功率級(jí)別，若該封包傳遞率高于該第二門坎值，則 將該終端裝置的發(fā)射功率降低一個(gè)功率級(jí)別。 上述的終端裝置發(fā)射功率動(dòng)態(tài)調(diào)整，是因在無線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用上，一般對(duì)于周期 性的感測(cè)信息回傳，些許的封包遺失是可以接受的，因此本發(fā)明可設(shè)定較低的封包傳遞率 要求，以減少節(jié)點(diǎn)電耗。然而，當(dāng)非周期性的突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，由于該事件可能為重要的環(huán)境變化甚至可能為嚴(yán)重的災(zāi)害，為了避免消息遺失，而可實(shí)時(shí)地反應(yīng)，必需確保該非周期性
的特定消息能夠被傳送至叢集頭，或至控制中心進(jìn)行后續(xù)的處理或發(fā)布警報(bào)。 請(qǐng)參閱圖6，其為本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法第三實(shí)施例的流程示意圖。在圖6
中，當(dāng)終端裝置檢測(cè)到非周期性的緊急事件(步驟612)，例如煙霧傳感器檢測(cè)到火災(zāi)發(fā)生
等的緊急意外，則直接將終端裝置的發(fā)射功率調(diào)至最大值(步驟614)，并以最大功率發(fā)送
警告消息(步驟616)，以避免封包遺失的可能性發(fā)生。 請(qǐng)參考圖7，其為本發(fā)明的發(fā)射功率控制方法與系統(tǒng)其中一實(shí)施例的組成示意圖。 在圖7中，感測(cè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功率控制系統(tǒng)7包括終端裝置71、叢集頭節(jié)點(diǎn)73、控制中心75以 及警報(bào)裝置77。其中終端裝置71用以感測(cè)環(huán)境狀態(tài)，并傳送環(huán)境狀態(tài)消息，其包括感測(cè)單 元711、消息接收單元712、消息發(fā)送單元713、儲(chǔ)存單元714、處理器單元715以及獨(dú)立電源 716。該叢集頭節(jié)點(diǎn)73則用以接收該環(huán)境狀態(tài)消息，并一開始以至少一不同的發(fā)射功率廣 播其功率級(jí)別消息，該終端裝置接收該叢集頭節(jié)點(diǎn)的廣播，并以該終端裝置所接收到的功 率級(jí)別消息中的最小值為該終端裝置的發(fā)射功率，用以傳送該環(huán)境狀態(tài)消息。
控制中心75與該叢集頭節(jié)點(diǎn)連接，用以接收、儲(chǔ)存、顯示并處理該叢集頭節(jié)點(diǎn)收 集并傳送的該環(huán)境狀態(tài)消息，且/或控制該叢集頭節(jié)點(diǎn)廣播其功率級(jí)別消息，其內(nèi)可建置 依法則(Rule-Based)所建立的數(shù)據(jù)庫，用以比對(duì)收到的感測(cè)信息，并反應(yīng)進(jìn)行的操作。警 報(bào)裝置77則至少與該控制中心75、叢集頭節(jié)點(diǎn)73、和該終端裝置71其中之一連接，用以發(fā) 送警報(bào)。 在終端裝置71中，感測(cè)單元711用以感測(cè)該環(huán)境狀態(tài)；消息接收單元712則用以 接收該叢集頭節(jié)點(diǎn)廣播的該功率級(jí)別消息，以及接收來自該叢集頭節(jié)點(diǎn)的回傳確認(rèn)消息； 消息發(fā)送單元713則與感測(cè)單元711和處理器單元715電連接，其具有動(dòng)態(tài)功率調(diào)整單元， 可以設(shè)定以不同的發(fā)射功率發(fā)送消息，該消息包括招呼消息、該環(huán)境狀態(tài)消息、或警報(bào)消 息；儲(chǔ)存單元714與該消息接收單元712電連接，用以儲(chǔ)存所接收到的該功率級(jí)別消息；處 理器單元715與感測(cè)單元711 、消息接收單元712、消息發(fā)送單元713、儲(chǔ)存單元714電連接， 用以決定消息接收單元712接收到的該叢集頭節(jié)點(diǎn)所廣播的功率級(jí)別消息的最小值；獨(dú)立 電源716 —般為電池，用以提供終端裝置71所有的驅(qū)動(dòng)電源。 該處理器單元715并計(jì)算該消息發(fā)送單元713發(fā)送消息到達(dá)該叢集頭節(jié)點(diǎn)73的
消息成功率，并將該消息成功率與第一門坎值及第二門坎值比較，根據(jù)該比較結(jié)果調(diào)整該
消息發(fā)送單元的發(fā)射功率。例如，該消息成功率可為封包傳遞率，即終端裝置71在固定時(shí)
間內(nèi)發(fā)送消息封包總數(shù)量與成功發(fā)送至該叢集頭節(jié)點(diǎn)73的消息封包數(shù)量的比率，若該消
息成功率低于該第一門坎值，則將終端裝置71的發(fā)射功率提高一個(gè)功率級(jí)別，反之，若該
封包傳遞率高于該第二門坎值，則將終端裝置71的發(fā)射功率降低一個(gè)功率級(jí)別。 此外，當(dāng)感測(cè)單元711檢測(cè)到非周期性的緊急事件，經(jīng)處理器單元715判定后，該
消息發(fā)送單元713即將其發(fā)射功率調(diào)至最大值，并發(fā)送緊急消息，以確保緊急消息的成功
傳送，叢集頭73接收到該緊急消息后往回傳到控制中心75，即可控制該警報(bào)裝置77發(fā)出警
報(bào)，且/或?qū)⒃摼o急消息經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或通訊傳送至相關(guān)人士的移動(dòng)電話或終端系統(tǒng)。 終端裝置71或該叢集頭亦可具備獨(dú)立的警報(bào)裝置717、737，當(dāng)感測(cè)單元711檢測(cè)
到緊急事件時(shí)，經(jīng)處理器單元715判斷確定后，即可在傳送緊急消息的同時(shí)，亦獨(dú)立發(fā)布警
報(bào)，以達(dá)先期警報(bào)的效果。
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—較佳的實(shí)施方式是在感測(cè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)射功率控制系統(tǒng)7中，其終端裝置71、叢集頭節(jié)點(diǎn)73和控制中心75具有唯一的識(shí)別碼，且控制中心75具有依法則(Rule-Based)建立的數(shù)據(jù)庫，用以儲(chǔ)存所接收的該環(huán)境消息以及反應(yīng)行為。 此外，終端裝置71與叢集頭節(jié)點(diǎn)73間的消息傳送可使用如ZigBee、 Z-Wave、WiBree、Bluetooth、Insteon、WiFi以及UWB等的通訊協(xié)議技術(shù)；叢集頭節(jié)點(diǎn)73與控制中心75間的消息傳送則可使用如ZigBee、Z-Wave、WiBree、Bluetooth、 Insteon、WiFi、UWB等無線協(xié)議，或是電力線(power lineco匪nication， PLC) 、Ethe潔t、CAN bus等有線協(xié)定。
縱上所述，本發(fā)明提供的發(fā)射功率控制方法與系統(tǒng)，的確可以在無線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)中，在發(fā)揮其既有功能的情況下，調(diào)整各終端裝置的發(fā)射功率以達(dá)有效益的節(jié)省電力消耗，而進(jìn)一步延長(zhǎng)各終端裝置的壽命。此外，由于經(jīng)由叢集頭廣播功率級(jí)別的方式，無需經(jīng)由定位各個(gè)終端裝置的位置，或經(jīng)由叢集頭與各終端裝置間繁復(fù)的通訊協(xié)商(Negotiation)過程，僅需經(jīng)由少量的招呼與確認(rèn)消息交換，即可使各個(gè)終端裝置快速的收斂至最佳的發(fā)射功率設(shè)定，在時(shí)間與通訊容量亦具有相當(dāng)?shù)男б?，同時(shí)亦進(jìn)一步的節(jié)省各個(gè)終端裝置在設(shè)定階段的用電量。 換言之，本發(fā)明揭露了一種省電、快速、易于設(shè)定且兼具彈性的發(fā)射功率控制方法與系統(tǒng)，其適合于各種無線感測(cè)網(wǎng)絡(luò)，或環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)，其節(jié)省終端裝置的用電量、延長(zhǎng)終端裝置的使用壽命、減少通訊負(fù)載度的效益是明顯而特出的，故本發(fā)明存在顯著的產(chǎn)業(yè)利用性與進(jìn)步性。 雖然本發(fā)明已以數(shù)個(gè)實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種終端裝置發(fā)射功率控制方法，包括(A)以多個(gè)彼此不同的發(fā)射功率廣播其功率級(jí)別消息；以及(B)設(shè)定終端裝置的發(fā)射功率為該終端裝置所接收到的功率級(jí)別消息中的最小值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的終端裝置發(fā)射功率控制方法，還包括 (Al)儲(chǔ)存該終端裝置所接收到的功率級(jí)別消息于該終端裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的終端裝置發(fā)射功率控制方法，還包括(C) 確認(rèn)該終端裝置是否可與消息接收端通訊；若該終端裝置不能與該消息接收端通 訊，則將該終端裝置的發(fā)射功率提高一個(gè)功率級(jí)別。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的終端裝置發(fā)射功率控制方法，其中該消息接收端為叢集頭節(jié)點(diǎn)， 其中步驟(C)還包括(CI)該終端裝置以所設(shè)定的發(fā)射功率發(fā)送招呼消息；(C2)若該終端裝置未收到該叢集頭節(jié)點(diǎn)回傳的確認(rèn)消息，則將該終端裝置的發(fā)射功率 提高一個(gè)功率級(jí)別；以及(C3)重復(fù)步驟(CI)和步驟(C2)，直到該終端裝置收到該叢集頭節(jié)點(diǎn)回傳的該確認(rèn)消 息為止。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1的終端裝置發(fā)射功率控制方法，還包括 (Dl)該終端裝置發(fā)送檢測(cè)消息；(D2)該叢集頭節(jié)點(diǎn)接收該檢測(cè)消息，并將該檢測(cè)消息傳送至控制中心； (D3)將該檢測(cè)消息與該控制中心的數(shù)據(jù)庫作比對(duì)； (D4)若該檢測(cè)消息符合特定事件，則發(fā)布警報(bào)；以及(D5)儲(chǔ)存該檢測(cè)消息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的終端裝置發(fā)射功率控制方法，還包括(E) 計(jì)算該終端裝置于固定期間的封包傳遞率；(F) 比較該封包傳遞率與第一門坎值，若該封包傳遞率低于該第一門坎值，則將該終端 裝置的發(fā)射功率提高一個(gè)功率級(jí)別；以及(G) 比較該封包傳遞率與第二門坎值，若該封包傳遞率高于該第二門坎值，則將該終端 裝置的發(fā)射功率降低一個(gè)功率級(jí)別。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的終端裝置發(fā)射功率控制方法，其中該封包傳遞率是指該終端裝置 在固定時(shí)間內(nèi)發(fā)送檢測(cè)消息封包總數(shù)量與成功發(fā)送該檢測(cè)消息封包至消息接收端的消息 封包數(shù)量的比率。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7的終端裝置發(fā)射功率控制方法，其中該消息接收端為叢集頭節(jié)點(diǎn)， 而該封包傳遞率可通過該終端裝置所接收到該叢集頭節(jié)點(diǎn)的回傳確認(rèn)消息累積計(jì)算。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的終端裝置發(fā)射功率控制方法，還包括(H) 若該終端裝置檢測(cè)到特定事件，則將該終端裝置的發(fā)射功率提高至最大級(jí)別，并發(fā) 送警告消息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l的終端裝置發(fā)射功率控制方法，其中該終端裝置可為火焰檢測(cè)器、 煙霧檢測(cè)器、溫度檢測(cè)器以上其中之一或其組合，該特定事件可為火災(zāi)。
11. 一種終端裝置發(fā)射功率控制系統(tǒng)，包括 終端裝置，用以感測(cè)環(huán)境狀態(tài)，并傳送環(huán)境狀態(tài)消息；以及叢集頭節(jié)點(diǎn)，用以接收該環(huán)境狀態(tài)消息，并以至少一不同的發(fā)射功率廣播其功率級(jí)別 消息， 其中，該終端裝置接收該叢集頭節(jié)點(diǎn)的廣播，并以該終端裝置所接收到的功率級(jí)別消 息中的最小值為該終端裝置的發(fā)射功率，用以傳送該環(huán)境狀態(tài)消息。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11的終端裝置發(fā)射功率控制系統(tǒng)，還包括控制中心，其與該叢集頭節(jié)點(diǎn)連接，用以接收、儲(chǔ)存、顯示并處理該叢集頭節(jié)點(diǎn)傳送的該環(huán)境狀態(tài)消息，并控制該叢集頭節(jié)點(diǎn)廣播其功率級(jí)別消息；以及警報(bào)裝置，其與該控制中心和該終端裝置至少其一連接，用以發(fā)送警報(bào)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11的終端裝置發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其中該終端裝置還包括 感測(cè)單元，用以感測(cè)該環(huán)境狀態(tài)；消息接收單元，用以接收該叢集頭節(jié)點(diǎn)廣播的該功率級(jí)別消息及該叢集頭節(jié)點(diǎn)的回傳 確認(rèn)消息；儲(chǔ)存單元，其與該消息接收單元電連接，用以儲(chǔ)存所接收到的該功率級(jí)別消息； 處理器單元，其與該消息接收單元電連接，用以決定所接收到的該功率級(jí)別消息的最 小值；消息發(fā)送單元，其與該感測(cè)單元和該處理器單元電連接，并具有動(dòng)態(tài)功率調(diào)整單元，可 以不同的發(fā)射功率發(fā)送消息，該消息包括招呼消息、該環(huán)境狀態(tài)消息、與警報(bào)消息；以及 電源，用以提供該終端裝置驅(qū)動(dòng)電能，其中，該處理器單元并計(jì)算該消息發(fā)送單元所發(fā)送消息到達(dá)該叢集頭節(jié)點(diǎn)的消息成功 率，并將該消息成功率與第一門坎值及第二門坎值比較，根據(jù)該比較結(jié)果調(diào)整該消息發(fā)送 單元的發(fā)射功率。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的終端裝置發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其中，該電源是電池。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13的終端裝置發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其中該消息成功率為封包傳遞 率，是指該終端裝置在固定時(shí)間內(nèi)發(fā)送消息封包總數(shù)量與成功發(fā)送至該叢集頭節(jié)點(diǎn)的消息 封包數(shù)量的比率，若該消息成功率低于該第一門坎值，則將該終端裝置的發(fā)射功率提高一 個(gè)級(jí)別，若該封包傳遞率高于該第二門坎值，則將該終端裝置的發(fā)射功率降低一個(gè)級(jí)別。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13的終端裝置發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其中該消息發(fā)送單元用最大發(fā)射 功率發(fā)送該警報(bào)消息。
17. 根據(jù)權(quán)利要求ll的終端裝置發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其中該終端裝置與該叢集頭節(jié) 點(diǎn)間的消息傳送可使用以下通訊協(xié)議技術(shù)至少其一 ZigBee、 Z-Wave、 WiBree、 Bluetooth、 Insteon、WiFi以及UWB。
18. 根據(jù)權(quán)利要求12的終端裝置發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其中該叢集頭節(jié)點(diǎn)與該控制中心 間的消息傳送可使用ZigBee、Z-Wave、WiBree、Bluetooth、Insteon、WiFi、UWB等無線協(xié)議， 或是電力線PLC、 Ethernet 、 CAN bus等有線協(xié)定。
19. 根據(jù)權(quán)利要求12的終端裝置發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其中該終端裝置、該叢集頭節(jié)點(diǎn) 和該控制中心具有唯一的識(shí)別碼，且該控制中心還具有數(shù)據(jù)庫，用以儲(chǔ)存所接收的該環(huán)境 消息以及依法則建立的反應(yīng)行為。
20. —種調(diào)整檢測(cè)裝置發(fā)射功率的方法，包括 (A)計(jì)算檢測(cè)裝置的消息傳送成功率，(B) 比較該消息傳送成功率與第一門坎值；以及(C) 若該消息傳送成功率低于該第一門坎值，則將該檢測(cè)裝置用以發(fā)送該檢測(cè)消息的 發(fā)射功率提高一個(gè)功率級(jí)別。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20調(diào)整檢測(cè)裝置發(fā)射功率的方法，其中該消息傳送成功率是指在固 定時(shí)間內(nèi)或特定消息量時(shí)該檢測(cè)裝置發(fā)送消息的總數(shù)量和成功發(fā)送至該消息接收端的消 息數(shù)量的比率，該消息傳送成功率可通過該終端裝置所接收到該消息接收端的回傳確認(rèn)消 息數(shù)量累積計(jì)算。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20調(diào)整檢測(cè)裝置發(fā)射功率的方法，還包括(D) 比較該消息傳送成功率與第二門坎值；以及(E) 若該消息傳送成功率高于該第二門坎值，則將該檢測(cè)裝置用以發(fā)送該檢測(cè)消息的 發(fā)射功率降低一個(gè)功率級(jí)別。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20的調(diào)整檢測(cè)裝置發(fā)射功率的方法，還包括(F) 若該檢測(cè)裝置檢測(cè)到特定事件，則將該檢測(cè)裝置的發(fā)射功率提高至最大級(jí)別，并發(fā) 送警告消息。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23的調(diào)整檢測(cè)裝置發(fā)射功率的方法，其中該檢測(cè)裝置可為火焰檢測(cè) 器、煙霧檢測(cè)器、溫度檢測(cè)器以上其中之一或其組合，該特定事件可為火災(zāi)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求20的調(diào)整檢測(cè)裝置發(fā)射功率的方法，還包括(F)若該檢測(cè)裝置檢測(cè)到特定事件，則將該檢測(cè)裝置的發(fā)射功率提高至最大級(jí)別，并發(fā) 送警告消息。
26. 根據(jù)權(quán)利要求20的調(diào)整檢測(cè)裝置發(fā)射功率的方法，還包括(Al)消息接收端以至少一不同的發(fā)射功率廣播該不同的發(fā)射功率的功率級(jí)別消息； (A2)設(shè)定該檢測(cè)裝置的發(fā)射功率為該檢測(cè)裝置所接收到的功率級(jí)別消息中的最小值；(A3)確認(rèn)該檢測(cè)裝置是否可與該消息接收端通訊；以及(A4)若該檢測(cè)裝置不能與該消息接收端通訊，則將該終端裝置的發(fā)射功率提高一個(gè)功 率級(jí)別。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26的調(diào)整檢測(cè)裝置發(fā)射功率的方法，其中該消息接收端為叢集頭節(jié) 點(diǎn)，其中步驟(A3)確認(rèn)該檢測(cè)裝置是否可與該消息接收端通訊是由該檢測(cè)裝置發(fā)送招呼 消息，并接收到由該叢集頭節(jié)點(diǎn)回傳的對(duì)應(yīng)該招呼消息的確認(rèn)消息。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)射功率控制方法與系統(tǒng)，利用終端裝置的發(fā)射功率控制，減少終端裝置的電能消耗，進(jìn)而增加終端裝置的使用壽命。該發(fā)射功率控制方法包括(A)以多個(gè)彼此不同的發(fā)射功率廣播其功率級(jí)別消息；以及(B)設(shè)定終端裝置的發(fā)射功率為該終端裝置所接收到的功率級(jí)別消息中的最小值。
文檔編號(hào)H04W52/26GK101765195SQ20081018864
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2008年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月25日
發(fā)明者莊俊杰, 李俊賢 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院