基于arm架構(gòu)的高性能水文水資源遙測(cè)終端機(jī)及其功耗控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于ARM架構(gòu)的高性能水文水資源遙測(cè)終端機(jī)及其功耗控制方法。采用多個(gè)高性能嵌入式CPU組成RTU的主機(jī)系統(tǒng)，其邏輯結(jié)構(gòu)由三個(gè)主要功能模塊組成：主控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和電源控制模塊；各模塊又劃分成多個(gè)功能子模塊，各功能子模塊只完成單一的功能任務(wù)；在統(tǒng)一的時(shí)序控制下各個(gè)模塊及其功能子模塊進(jìn)行組合交替工作，保證任何時(shí)候工作的模塊最少，從而達(dá)到整機(jī)功耗最優(yōu)。本發(fā)明方案在保證終端機(jī)整體高性能的同時(shí)大幅度的降低了整機(jī)功耗。
【專利說(shuō)明】基于ARM架構(gòu)的高性能水文水資源遙測(cè)終端機(jī)及其功耗控制方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)采集遙測(cè)終端能耗控制方法領(lǐng)域，具體涉及一種基于ARM架構(gòu)的高性能水文水資源遙測(cè)終端機(jī)及其功耗控制方法，特別適用于野外無(wú)市電工況下RTU長(zhǎng)期工作的能耗控制管理。
【背景技術(shù)】
[0003]水文水源遙測(cè)終端機(jī)(RTU)需要在野外無(wú)市電環(huán)境下長(zhǎng)期工作，因此整機(jī)的低功耗是關(guān)鍵指標(biāo)，國(guó)內(nèi)外廠商均在此項(xiàng)指標(biāo)上做了各種努力。目前降低功耗一般采取選取低功耗器件或簡(jiǎn)化整機(jī)功能等辦法。選取低功耗器件雖然能較大幅度的降低功耗指標(biāo)，但對(duì)有些功能器件而言其，降低功耗的幅度是有限的，尤其是擔(dān)負(fù)主處理任務(wù)的CPU。假如不采取控制措施，讓主機(jī)一直工作，或半休眠工作，其長(zhǎng)期累計(jì)的耗電量也十分可觀。其次簡(jiǎn)化整機(jī)功能也可以降低功耗，但這將犧牲整機(jī)功能和性能。本發(fā)明的著眼點(diǎn)是在保證整機(jī)的高性能品質(zhì)(采用高性能處理器大幅度提高整機(jī)性能)的同時(shí)采用分模塊、分時(shí)序的控制方法大幅度降低整機(jī)功耗指標(biāo)，并使RTU的功能和性能指標(biāo)大幅提升。
[0004]自上個(gè)世紀(jì)末至當(dāng)前，大多數(shù)主流廠商對(duì)野外遙測(cè)設(shè)備的低功耗處理普遍采用的方法是用低功耗單片機(jī)或單板機(jī)做主CPU，采用太陽(yáng)能板和蓄電池聯(lián)合供電，完成的功能比較單一。國(guó)外以美國(guó)SUTRON、HANDAR、CSI等公司為代表；國(guó)內(nèi)以南瑞、水文自動(dòng)化所等為代表的主要公司，目前大量采用的都是這一技術(shù)的產(chǎn)品。這一技術(shù)能夠降低整機(jī)功耗的關(guān)鍵點(diǎn)是采用了低功耗芯片并且主機(jī)使用低功耗單片機(jī)、單板機(jī)。由于單片機(jī)和單板機(jī)不需要使用復(fù)雜的商用操作系統(tǒng)，操作和使用都比較簡(jiǎn)單，另外其RTU功能比較單一從而使較大幅度的降低功耗并不困難，可以在許多功能要求單一的情況下使用。
[0005]但是，隨著信息化的發(fā)展，許多應(yīng)用場(chǎng)合需要RTU的功能和性能越來(lái)越高，例如有的場(chǎng)合需要兩種以上的信道之間自動(dòng)切換，有的要對(duì)參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程配置，有的需要適應(yīng)多種通信協(xié)議，有的需要對(duì)采集的信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，有的還需要采集和傳輸流媒體數(shù)據(jù)等等。這些功能的增加，大大增加了 RTU功能的復(fù)雜度，原有的用單片機(jī)、單板機(jī)做主CPU的方案就很難同時(shí)滿足功能和功耗的要求，而高性能嵌入式硬件和嵌入式操作系統(tǒng)的出現(xiàn)為完成這種新需求提供了可能性。但嵌入式硬件和操作系統(tǒng)的引入所帶來(lái)的功能增加，如不采取措施，也會(huì)較大幅度的增加RTU的整機(jī)功耗。這也是目前嵌入式硬件和操作系統(tǒng)沒(méi)有在水文、水資源RTU普遍采用的原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于通過(guò)采用多個(gè)高性能低功耗的嵌入式硬件作為主機(jī)系統(tǒng)，提升遙測(cè)終端機(jī)的功能和性能，在此基礎(chǔ)上通過(guò)分模塊、分時(shí)序的控制方法控制不同部件的工作順序，從而在保證了整體高性能的同時(shí)又大幅度降低整機(jī)功耗。解決了【背景技術(shù)】中提出的這一矛盾，填補(bǔ)了這方面的空白。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目標(biāo)的技術(shù)解決方案為:
一種基于ARM架構(gòu)的水文水資源遙測(cè)終端機(jī)，由主控制模塊、電源控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊分別通過(guò)內(nèi)部總線互聯(lián)而成；主控制模塊包括CPU子模塊、數(shù)據(jù)處理子模塊、時(shí)序管理子模塊、收發(fā)控制子模塊、任務(wù)管理子模塊和若干個(gè)硬件串行口 ；電源控制模塊包括CPU子模塊、整機(jī)供電子模塊、內(nèi)部接口電源子模塊及其硬件供電開(kāi)關(guān)、通信供電子模塊及其硬件供電開(kāi)關(guān)；數(shù)據(jù)采集模塊包括CPU子模塊、傳感器供電子模塊和數(shù)據(jù)采集子模塊；
電源控制模塊通過(guò)整機(jī)供電子模塊實(shí)現(xiàn)整機(jī)各模塊中CPU子模塊的供電、整機(jī)各模塊中內(nèi)部接口的供電以及外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備的供電；
數(shù)據(jù)采集模塊由傳感器供電子模塊對(duì)外部傳感器供電，由數(shù)據(jù)采集子模塊采集傳感器數(shù)據(jù)；
主控制模塊通過(guò)其CPU子模塊與數(shù)據(jù)采集模塊的CPU子模塊的數(shù)據(jù)交互取得采集到的傳感器數(shù)據(jù)，傳感器數(shù)據(jù)交由數(shù)據(jù)處理子模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波、存儲(chǔ)和打包處理，處理完的打包數(shù)據(jù)在時(shí)序管理子模塊的控制下，通過(guò)收發(fā)控制子模塊和通信供電子模塊的配合，經(jīng)由硬件串行口傳送給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備并發(fā)送至遠(yuǎn)程中心站；
設(shè)備上電后，電源控制模塊中的整機(jī)供電子模塊產(chǎn)生設(shè)備工作所需的各類(lèi)工作電源，供電正常后各個(gè)模塊執(zhí)行自身必要的初始化和參數(shù)加載后進(jìn)入無(wú)任務(wù)休眠狀態(tài)。
[0008]外部的傳感器在內(nèi)部定時(shí)或外部中斷數(shù)據(jù)采集事件的驅(qū)動(dòng)下，由數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)外部傳感器設(shè)備的供電和傳感器數(shù)據(jù)采集，采集到的傳感器數(shù)據(jù)交由主控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波、存儲(chǔ)和打包處理，處理完的打包數(shù)據(jù)在時(shí)序管理子模塊的控制下，通過(guò)收發(fā)控制子模塊和通信供電子模塊的配合，經(jīng)由外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程中心站；數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送完成后，設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入低功耗睡眠模式以降低自身功耗。
[0009]所述主控制模塊中，
(PU子模塊采用ARM Cortex M3，用于實(shí)現(xiàn)主控制模塊內(nèi)各子模塊任務(wù)的運(yùn)行以及與數(shù)據(jù)采集模塊、電源控制模塊之間的數(shù)據(jù)交互和相關(guān)供電開(kāi)關(guān)的控制；
數(shù)據(jù)處理子模塊用于實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、存儲(chǔ)和發(fā)送前發(fā)送數(shù)據(jù)包的制作，制作完成的發(fā)送數(shù)據(jù)包交由收發(fā)控制子模塊通過(guò)外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備向遠(yuǎn)程中心站發(fā)送；
時(shí)序管理子模塊一方面通過(guò)ARM Cortex M3 CPU子模塊與數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制動(dòng)作的交互，來(lái)實(shí)現(xiàn)外部傳感器按需供電及傳感器工作正常后通知執(zhí)行采數(shù)；另一方面ARM Cortex M3 CPU子模塊與電源控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制動(dòng)作的交互，來(lái)實(shí)現(xiàn)通信供電子模塊按需給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備供電；
收發(fā)控制子模塊一方面實(shí)現(xiàn)獲取數(shù)據(jù)采集模塊采集到的外部傳感器數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)交給數(shù)據(jù)處理子模塊進(jìn)行后續(xù)處理；另一方面將數(shù)據(jù)處理子模塊制作完成的發(fā)送數(shù)據(jù)包按照時(shí)序管理子模塊的控制在外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電準(zhǔn)備好的時(shí)隙內(nèi)向遠(yuǎn)程中心站發(fā)送；
任務(wù)管理子模塊用于排列內(nèi)部定時(shí)器觸發(fā)的定時(shí)數(shù)據(jù)采集、發(fā)送任務(wù)和外部傳感器中斷觸發(fā)的中斷數(shù)據(jù)采集、發(fā)送任務(wù)的執(zhí)行順序；數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送完成后，主控制模塊自動(dòng)進(jìn)入低功耗睡眠模式以降低自身功耗。
[0010]所述電源控制模塊中，
CPU子模塊采用MSP430，用于實(shí)現(xiàn)電源控制模塊與主控制模塊之間的數(shù)據(jù)交互和供電開(kāi)關(guān)的控制；
整機(jī)供電子模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生設(shè)備工作所需的各類(lèi)工作電源；
通信供電子模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備的工作電源，該工作電源經(jīng)其供電開(kāi)關(guān)由主控制模塊控制在執(zhí)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上報(bào)發(fā)送期間給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備供電，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上報(bào)完成后該電源停止供電以降低整體功耗；
內(nèi)部接口電源經(jīng)其通供電開(kāi)關(guān)由主控制模塊控制在主控制模塊工作期間為整機(jī)的除CPU以外器件供電，設(shè)備睡眠期間該電源停止供電以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的低功耗；
數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送完成后，電源控制模塊自動(dòng)進(jìn)入低功耗睡眠模式以降低自身功耗。
[0011]所述數(shù)據(jù)采集模塊中，
CPU子模塊采用MSP430，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊與主控制模塊之間的數(shù)據(jù)交互；
傳感器供電子模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生給外部傳感器供電的電源，該電源在數(shù)據(jù)采集模塊采集外部傳感器數(shù)據(jù)期間給傳感器供電，傳感器數(shù)據(jù)采集完成后該電源關(guān)閉以降低整體功耗；數(shù)據(jù)采集子模塊負(fù)責(zé)在外部傳感器上電后采集外部傳感器數(shù)據(jù)，并將采集到的外部傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)由MSP430 CPU子模塊傳輸給主控制模塊進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)濾波、存儲(chǔ)和打包上報(bào)；
數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送完成后，數(shù)據(jù)采集模塊自動(dòng)進(jìn)入低功耗睡眠模式以降低自身功耗。
[0012]一種基于上述水文水資源遙測(cè)終端機(jī)的功耗控制方法，包括定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送和中斷數(shù)據(jù)采集發(fā)送兩種工況條件下整機(jī)分模塊、分時(shí)序功耗控制的方法；
終端機(jī)上電啟動(dòng)并初始化后，主控制模塊、電源控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊均處于休眠狀態(tài)，使設(shè)備靜態(tài)功耗最低，外部的傳感器在內(nèi)部定時(shí)或外部中斷數(shù)據(jù)采集事件的驅(qū)動(dòng)下，由數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)外部傳感器設(shè)備的供電和外部傳感器數(shù)據(jù)采集，采集到的外部傳感器數(shù)據(jù)交由主控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波、存儲(chǔ)和打包處理，處理完成的打包數(shù)據(jù)通過(guò)主控制模塊中時(shí)序管理子模塊的控制，先由電源控制模塊中通信供電子模塊給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備供電以準(zhǔn)備好遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送信道，然后通過(guò)主控制模塊中收發(fā)控制子模塊將打包好的數(shù)據(jù)交給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備將數(shù)據(jù)上報(bào)發(fā)送至遠(yuǎn)程中心站，數(shù)據(jù)上報(bào)確認(rèn)成功后各模塊均進(jìn)入低功耗睡眠模式以降低整機(jī)功耗。
[0013]定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送工況條件下具體的分模塊、分時(shí)序功耗控制過(guò)程如下:
當(dāng)內(nèi)部定時(shí)器觸發(fā)定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送后，主控制模塊中時(shí)序管理子模塊通過(guò)主控制模塊的CPU子模塊與電源控制模塊的CPU子模塊的控制動(dòng)作交互，打開(kāi)電源控制模塊中內(nèi)部接口電源子模塊的供電開(kāi)關(guān)，并同時(shí)喚醒數(shù)據(jù)采集模塊開(kāi)始采集外部傳感器數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)控制其傳感器供電子模塊使外部傳感器上電工作后開(kāi)始采集外部傳感器數(shù)據(jù)，外部傳感器數(shù)據(jù)采集完成后，數(shù)據(jù)采集模塊將外部傳感器電源關(guān)閉以降低功耗；然后，數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)其CPU子模塊與主控制模塊的CPU子模塊的數(shù)據(jù)交互，將采集到的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送給主控制模塊的數(shù)據(jù)處理子模塊并使自身進(jìn)入低功耗模式；主控制模塊的數(shù)據(jù)處理子模塊將傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、存儲(chǔ)、打包后交給收發(fā)控制子模塊準(zhǔn)備發(fā)送，同時(shí)，主控制模塊的時(shí)序管理子模塊通過(guò)主控制模塊的CPU子模塊與電源控制模塊的CPU子模塊的控制動(dòng)作交互，打開(kāi)電源控制模塊中通信供電子模塊對(duì)應(yīng)的供電開(kāi)關(guān)，使外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電工作；外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電正常后，主控制模塊的收發(fā)控制子模塊將打包后的上報(bào)數(shù)據(jù)通過(guò)主控制模塊的硬件串行口交給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備發(fā)送到遠(yuǎn)程中心站；待主控模塊的收發(fā)控制子模塊收到遠(yuǎn)程中心站下發(fā)的數(shù)據(jù)上報(bào)成功確認(rèn)后，主控制模塊的時(shí)序管理子模塊控制關(guān)閉外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備的電源和內(nèi)部接口電源，設(shè)備進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，等待下一個(gè)定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送時(shí)間的到來(lái)。
[0014]中斷數(shù)據(jù)采集發(fā)送工況條件下具體的分模塊、分時(shí)序控制過(guò)程如下:
當(dāng)外部傳感器數(shù)據(jù)發(fā)生變化，在數(shù)據(jù)采集子模塊形成外部數(shù)據(jù)觸發(fā)中斷時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊開(kāi)始工作；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)控制傳感器供電子模塊使外部傳感器上電工作后開(kāi)始采集外部傳感器數(shù)據(jù)，外部傳感器數(shù)據(jù)采集完成后數(shù)據(jù)采集模塊關(guān)閉外部傳感器電源；同時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)其CPU子模塊與主控制模塊的CPU子模塊的控制動(dòng)作交互，喚醒主控制模塊工作，主控制模塊中時(shí)序管理子模塊通過(guò)主控制模塊的CPU子模塊與電源控制模塊的CPU子模塊的控制動(dòng)作交互，打開(kāi)電源控制模塊中內(nèi)部接口電源子模塊的供電開(kāi)關(guān)；然后，主控制模塊通過(guò)其CPU子模塊與數(shù)據(jù)采集模塊的CPU子模塊的數(shù)據(jù)交互，將數(shù)據(jù)采集模塊采集到的外部傳感器數(shù)據(jù)取到主控制模塊的數(shù)據(jù)處理子模塊中進(jìn)行濾波、存儲(chǔ)和打包；數(shù)據(jù)采集模塊將外部傳感器數(shù)據(jù)交給主控制模塊后自身進(jìn)入低功耗模式以降低整機(jī)功耗；打包后的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)處理子模塊交給收發(fā)控制子模塊準(zhǔn)備發(fā)送；接著，主控制模塊的時(shí)序管理子模塊通過(guò)主控制模塊的CPU子模塊與電源控制模塊的CPU子模塊的控制動(dòng)作交互，打開(kāi)電源控制模塊中通信供電子模塊對(duì)應(yīng)的供電開(kāi)關(guān)，使外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電工作；外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電正常后，主控制模塊的收發(fā)控制子模塊將打包后的上報(bào)數(shù)據(jù)通過(guò)主控制模塊的硬件串行口交給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備發(fā)送到遠(yuǎn)程中心站；待主控模塊收到收發(fā)控制子模塊到遠(yuǎn)程中心站下發(fā)的數(shù)據(jù)上報(bào)成功確認(rèn)后，主控制模塊的時(shí)序管理子模塊控制關(guān)閉外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備的電源和內(nèi)部接口電源，設(shè)備進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，等待下一個(gè)中斷數(shù)據(jù)采集發(fā)送觸發(fā)的到來(lái)。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)和產(chǎn)品相比，具有如下其顯著特點(diǎn):(1)提出高性能低功耗RTU通用的一體化功耗控制方法:通過(guò)分模塊、分時(shí)序的控制方法控制不同部件的工作順序，從而在保證RTU整體高性能的同時(shí)大幅度降低整機(jī)功耗。(2)通過(guò)在RTU中引入高性能嵌入式硬件，既實(shí)現(xiàn)了高處理性能(采集、傳輸流媒體數(shù)據(jù))，又使靜態(tài)功耗小于400微安@12伏、工作功耗小于25毫安@12伏的水平，綜合整機(jī)功耗降低75%以上，性能與功耗指標(biāo)在同類(lèi)產(chǎn)品中處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
[0016]隨著在水文水資源信息化的深入以及相關(guān)產(chǎn)品在國(guó)防和海洋等領(lǐng)域的水情、氣象、環(huán)保、雷電、地震等的自動(dòng)監(jiān)測(cè)場(chǎng)合廣泛應(yīng)用，本發(fā)明具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明RTU的分布式控制層次結(jié)構(gòu)圖。
[0018]圖2是RTU定時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送分模塊、分時(shí)序控制流程圖。
[0019]圖3是RTU中斷數(shù)據(jù)發(fā)送分模塊、分時(shí)序控制流程圖。[0020]圖4是RTU定時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送分模塊、分時(shí)序控制工作時(shí)序圖。
[0021]圖5是RTU中斷數(shù)據(jù)發(fā)送分模塊、分時(shí)序控制工作時(shí)序圖。
[0022]圖6是本發(fā)明方法實(shí)測(cè)功耗比較結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明方法選用低功耗的嵌入式硬件，通過(guò)分模塊、分時(shí)序控制不同部件的工作順序，在保證整體高性能的同時(shí)大幅度的降低整機(jī)功耗。其基本原理如下:RTU包含許多功能，從邏輯上可以劃分為電源控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和主控制模塊，從時(shí)序上可以分為守候時(shí)間和工作時(shí)間，RTU所有功能并不是同時(shí)發(fā)生的，可以細(xì)分為不同功能模塊的獨(dú)立工作時(shí)間，因此，可以進(jìn)行整機(jī)分模塊分時(shí)序控制以降低功耗。本發(fā)明的基本方法是:首先從邏輯上劃分功能模塊并理清相互關(guān)系，然后再?gòu)臅r(shí)序上確定各模塊的工作順序和相互組合關(guān)系，最后通過(guò)總體調(diào)度控制讓每個(gè)時(shí)間片段上系統(tǒng)內(nèi)的工作單元數(shù)最少(只讓?xiě)?yīng)該工作的有關(guān)聯(lián)模塊工作，其他非關(guān)聯(lián)的模塊休眠)，從而在保證整機(jī)全部功能完成的同時(shí)切實(shí)降低整機(jī)功耗。運(yùn)用本方法研制的基于ARM架構(gòu)的高性能水文水資源遙測(cè)終端機(jī)經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)和實(shí)驗(yàn)比對(duì)，達(dá)到使整機(jī)功耗降低75%以上的效果。根據(jù)這個(gè)方法，還可以繼續(xù)對(duì)模塊層次和時(shí)序進(jìn)行優(yōu)化細(xì)分，但太過(guò)細(xì)化又會(huì)導(dǎo)致控制邏輯的過(guò)度復(fù)雜，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定，所以本發(fā)明所述遙測(cè)終端機(jī)采用了三層模塊和若干個(gè)時(shí)隙的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。從而使本發(fā)明所述遙測(cè)終端機(jī)整機(jī)功耗達(dá)到靜態(tài)功耗小于400微安@12伏、工作功耗小于25毫安@12伏的水平，這一指標(biāo)在同類(lèi)產(chǎn)品中處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
[0024]本發(fā)明的技術(shù)方案主要分為以下兩步:
一、采用多個(gè)高性能嵌入式CPU組成RTU的主機(jī)系統(tǒng)，其邏輯結(jié)構(gòu)由三個(gè)主要功能模塊組成:主控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊和電源控制模塊。各模塊又劃分成多個(gè)功能子模塊，各功能子模塊只完成單一的功能任務(wù)。數(shù)據(jù)采集模塊主要包括MSP430 CPU子模塊、傳感器供電子模塊和數(shù)據(jù)采集子模塊；主控制模塊主要包括ARM Cortex M3 CPU子模塊、數(shù)據(jù)處理子模塊、時(shí)序管理子模塊、收發(fā)控制子模塊、任務(wù)管理子模塊和若干個(gè)硬件串行口 ；電源控制模塊主要包括整機(jī)MSP430 CPU子模塊、整機(jī)供電子模塊、通信供電子模塊及其硬件供電開(kāi)關(guān)、內(nèi)部接口電源子模塊及其硬件供電開(kāi)關(guān)。
[0025]二、在統(tǒng)一的時(shí)序控制下各個(gè)模塊及其功能子模塊進(jìn)行組合交替工作，保證任何時(shí)候工作的模塊最少，從而達(dá)到整機(jī)功耗最優(yōu)。例如:在無(wú)任務(wù)的情況下RTU只有任務(wù)管理子模塊和數(shù)據(jù)采集子模塊的相關(guān)部件工作；當(dāng)數(shù)據(jù)采集子模塊偵測(cè)到傳感器數(shù)據(jù)變化觸發(fā)事件或收到來(lái)自主控制模塊的定時(shí)數(shù)據(jù)采集事件時(shí)，喚醒數(shù)據(jù)采集模塊工作，數(shù)據(jù)采集工作完成后數(shù)據(jù)采集模塊又進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，同時(shí)主控制模塊轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)，主控制模塊的相關(guān)子模塊按時(shí)序工作，同樣保證其參與工作的子模塊最少，數(shù)據(jù)處理完成后調(diào)用相關(guān)協(xié)議，啟動(dòng)收發(fā)模塊，完成信息上傳、命令接收和參數(shù)設(shè)定等任務(wù)，最后所有模塊又恢復(fù)到睡眠狀態(tài)。
[0026]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0027]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)RTU的高性能和低功耗，采用72MHz高性能32位ARM Cortex M3架構(gòu)的STM32F103ZET6來(lái)做主處理CPU，采用低功耗性能優(yōu)越的16位MSP430系列中的MSP430F149MP來(lái)做輔助處理CPU，利用ARM架構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的多功能和高性能，利用MSP430系列來(lái)實(shí)現(xiàn)整機(jī)的低靜態(tài)功耗，通過(guò)上述整機(jī)分模塊、分時(shí)序控制方法實(shí)現(xiàn)整機(jī)性能與功耗的統(tǒng)一。
[0028]結(jié)合圖1，本發(fā)明的RTU的硬件結(jié)構(gòu)分為主控制模塊、電源控制模塊、數(shù)據(jù)采集模塊。其中，主控制模塊主要包括ARM Cortex M3 CPU子模塊、數(shù)據(jù)處理子模塊、時(shí)序管理子模塊、收發(fā)控制子模塊、任務(wù)管理子模塊和若干個(gè)硬件串行口 ；電源控制模塊主要包括MSP430(PU子模塊、整機(jī)供電子模塊、通信供電子模塊及其硬件供電開(kāi)關(guān)、內(nèi)部接口電源子模塊及其硬件供電開(kāi)關(guān)；數(shù)據(jù)采集模塊主要包括MSP430 CPU子模塊、傳感器供電子模塊和數(shù)據(jù)采集子模塊。MSP430 CPU子模塊與整機(jī)供電子模塊、內(nèi)部接口電源子模塊及其硬件供電開(kāi)關(guān)依次連接，MSP430 CPU子模塊與通信供電子模塊及其硬件供電開(kāi)關(guān)依次連接；ARM CortexM3 CPU子模塊與收發(fā)控制子模塊及硬件串行口依次連接，ARM Cortex M3 CPU子模塊、數(shù)據(jù)處理子模塊、時(shí)序管理子模塊和任務(wù)管理子模塊之間互相連接；MSP430子模塊與傳感器供電子模塊、數(shù)據(jù)采集子模塊依次連接。
[0029]主控制模塊除完成時(shí)序控制管理和數(shù)據(jù)處理分析功能外還有收發(fā)控制子模塊和整機(jī)任務(wù)管理子模塊來(lái)完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)收發(fā)和定時(shí)、中斷觸發(fā)數(shù)據(jù)采集任務(wù)的調(diào)度管理功能；電源控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊一個(gè)主要完成整機(jī)電源供應(yīng)和外部設(shè)備電源開(kāi)關(guān)，另一個(gè)完成傳感器供電管理與傳感器數(shù)據(jù)采集。電源控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊在主控制模塊的時(shí)序管理子模塊的管理下協(xié)同工作，工作方式包括定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送和中斷數(shù)據(jù)采集發(fā)送兩種，下面分別結(jié)合圖2、圖3、圖4和圖5進(jìn)行說(shuō)明。
[0030]結(jié)合圖2和圖4，定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送工作過(guò)程如下:RTU啟動(dòng)并初始化后，主控制模塊、電源控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊都處于休眠狀態(tài)。當(dāng)定時(shí)器觸發(fā)定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送后，主控模塊中的時(shí)序管理子模塊控制打開(kāi)電源控制模塊中的內(nèi)部接口電源，同時(shí)喚醒數(shù)據(jù)采集模塊采集外部傳感器數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)控制其傳感器供電子模塊使外部傳感器上電工作后開(kāi)始采集外部傳感器數(shù)據(jù)。外部傳感器數(shù)據(jù)采集完成后，數(shù)據(jù)采集模塊將外部傳感器供電電源關(guān)閉以降低功耗。同時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊將采集到的外部傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送給主控制模塊的數(shù)據(jù)處理子模塊，數(shù)據(jù)處理子模塊將數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、存儲(chǔ)、打包后交給收發(fā)控制子模塊準(zhǔn)備發(fā)送。接著，主控制模塊的時(shí)序管理子模塊控制開(kāi)啟電源控制模塊中的外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備電源。外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電正常后，主控制模塊的收發(fā)控制子模塊將數(shù)據(jù)通過(guò)硬件串行口交給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備傳輸?shù)竭h(yuǎn)程中心站。待主控制模塊的收發(fā)控制子模塊收到遠(yuǎn)程中心站下發(fā)的數(shù)據(jù)上報(bào)成功確認(rèn)后，主控制模塊的時(shí)序管理子模塊控制關(guān)閉外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備電源和內(nèi)部接口電源，設(shè)備進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，等待下一個(gè)定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送時(shí)間的到來(lái)。
[0031]結(jié)合圖3和圖5，中斷數(shù)據(jù)采集發(fā)送工作過(guò)程如下:RTU啟動(dòng)并初始化后主控制模塊、電源控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊都處于休眠狀態(tài)，當(dāng)外部傳感器數(shù)據(jù)發(fā)生變化觸發(fā)數(shù)據(jù)采集模塊中數(shù)據(jù)采集子模塊中斷事件后，數(shù)據(jù)采集模塊自動(dòng)喚醒工作。數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)控制其傳感器供電子模塊使外部傳感器上電工作后開(kāi)始采集外部傳感器數(shù)據(jù)，外部傳感器數(shù)據(jù)采集完成后，數(shù)據(jù)采集模塊將外部傳感器供電電源關(guān)閉以降低功耗。然后，數(shù)據(jù)采集模塊喚醒主控制模塊開(kāi)始工作，主控制模塊喚醒后先通過(guò)其時(shí)序管理子模塊控制打開(kāi)電源控制模塊中的內(nèi)部接口電源。然后，主控制模塊從數(shù)據(jù)采集模塊獲取數(shù)據(jù)采集模塊采集的外部傳感器數(shù)據(jù)，并交給其數(shù)據(jù)處理子模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、存儲(chǔ)和打包，打包后的數(shù)據(jù)交給主控制模塊的收發(fā)控制子模塊準(zhǔn)備發(fā)送。接著，主控制模塊的時(shí)序管理子模塊控制開(kāi)啟電源控制模塊中的外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備電源。外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電正常后，主控制模塊的收發(fā)控制子模塊將數(shù)據(jù)通過(guò)硬件串行口交給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備傳輸?shù)竭h(yuǎn)程中心站。待主控制模塊的收發(fā)控制子模塊收到遠(yuǎn)程中心站下發(fā)的數(shù)據(jù)上報(bào)成功確認(rèn)后，主控制模塊的時(shí)序管理子模塊控制關(guān)閉外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備電源和內(nèi)部接口電源，設(shè)備進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，等待下一次的外部傳感器數(shù)據(jù)變化觸發(fā)中斷數(shù)據(jù)采集發(fā)送事件。
[0032]結(jié)合圖6，本發(fā)明RTU及其功耗控制方法具體功耗的實(shí)測(cè)結(jié)果分析如下:以同等條件下一次數(shù)據(jù)采集發(fā)送過(guò)程為例(含數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、通信撥號(hào)、通信收發(fā)全過(guò)程，正常為2分鐘)，在沒(méi)有采取低功耗管理方法的普通工作模式下，完成一次數(shù)據(jù)采集和發(fā)送消耗的功耗為2190mW，采用本發(fā)明分模塊時(shí)、分時(shí)序控制方法后，通過(guò)實(shí)測(cè)各個(gè)模塊各個(gè)時(shí)序的工作時(shí)長(zhǎng)和工作電流數(shù)據(jù)，通過(guò)加權(quán)平均算法，最后得到完成一次數(shù)據(jù)采集和發(fā)送所消耗的功耗為538.2mff,只占普通工作模式的24.6%，證明本發(fā)明方法在RTU整體功耗控制方面效果顯著。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ARM架構(gòu)的水文水資源遙測(cè)終端機(jī)，其特征在于:由主控制模塊、電源控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊分別通過(guò)總線互聯(lián)而成；主控制模塊包括CPU子模塊、數(shù)據(jù)處理子模塊、時(shí)序管理子模塊、收發(fā)控制子模塊、任務(wù)管理子模塊和若干個(gè)硬件串行口 ；電源控制模塊包括CPU子模塊、整機(jī)供電子模塊、內(nèi)部接口電源子模塊及其硬件供電開(kāi)關(guān)、通信供電子模塊及其硬件供電開(kāi)關(guān)；數(shù)據(jù)采集模塊包括CPU子模塊、傳感器供電子模塊和數(shù)據(jù)采集子模塊；電源控制模塊通過(guò)整機(jī)供電子模塊實(shí)現(xiàn)整機(jī)各模塊中CPU子模塊的供電、整機(jī)各模塊中除CPU外的內(nèi)部接口芯片的供電以及外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備的供電；數(shù)據(jù)采集模塊由傳感器供電子模塊對(duì)外部傳感器供電，由數(shù)據(jù)采集子模塊采集傳感器數(shù)據(jù)；主控制模塊通過(guò)其CPU子模塊與數(shù)據(jù)采集模塊的CPU子模塊的數(shù)據(jù)交互取得采集到的傳感器數(shù)據(jù)，傳感器數(shù)據(jù)交由數(shù)據(jù)處理子模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波、存儲(chǔ)和打包處理，處理完的打包數(shù)據(jù)在時(shí)序管理子模塊的控制下，通過(guò)收發(fā)控制子模塊和通信供電子模塊的配合，經(jīng)由硬件串行口傳送給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備并發(fā)送至遠(yuǎn)程中心站；設(shè)備上電后，電源控制模塊中的整機(jī)供電子模塊產(chǎn)生設(shè)備工作所需的各類(lèi)工作電源，供電正常后各個(gè)模塊執(zhí)行自身必要的初始化和參數(shù)加載后進(jìn)入無(wú)任務(wù)休眠狀態(tài)；外部的傳感器在內(nèi)部定時(shí)或外部中斷數(shù)據(jù)采集事件的驅(qū)動(dòng)下，由數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)外部傳感器設(shè)備的供電和傳感器數(shù)據(jù)采集，采集到的傳感器數(shù)據(jù)交由主控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波、存儲(chǔ)和打包處理，處理完的 打包數(shù)據(jù)在時(shí)序管理子模塊的控制下，通過(guò)對(duì)收發(fā)控制子模塊和通信供電子模塊的配合，經(jīng)由外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備將數(shù)據(jù)發(fā)送至遠(yuǎn)程中心站；數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送完成后，設(shè)備自動(dòng)進(jìn)入低功耗睡眠模式以降低自身功耗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM架構(gòu)的水文水資源遙測(cè)終端機(jī)，其特征在于:所述主控制模塊中，(PU子模塊采用ARM Cortex M3，用于實(shí)現(xiàn)主控制模塊內(nèi)各子模塊任務(wù)的運(yùn)行以及與數(shù)據(jù)采集模塊、電源控制模塊之間的數(shù)據(jù)交互和相關(guān)供電開(kāi)關(guān)的控制；數(shù)據(jù)處理子模塊用于實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)采集模塊采集到的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、存儲(chǔ)和發(fā)送前發(fā)送數(shù)據(jù)包的制作，制作完成的發(fā)送數(shù)據(jù)包交由收發(fā)控制子模塊通過(guò)外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備向遠(yuǎn)程中心站發(fā)送；時(shí)序管理子模塊一方面通過(guò)ARM Cortex M3 CPU子模塊與數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制動(dòng)作的交互，來(lái)實(shí)現(xiàn)外部傳感器按需供電及傳感器工作正常后通知執(zhí)行采數(shù)；另一方面通過(guò)ARM Cortex M3 CPU子模塊與電源控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制動(dòng)作的交互，實(shí)現(xiàn)通信供電子模塊按需給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備供電以及內(nèi)部接口電源按需給整機(jī)除CPU以外器件供電；收發(fā)控制子模塊一方面實(shí)現(xiàn)獲取數(shù)據(jù)采集模塊采集到的外部傳感器數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)交給數(shù)據(jù)處理子模塊進(jìn)行后續(xù)處理；另一方面將數(shù)據(jù)處理子模塊制作完成的發(fā)送數(shù)據(jù)包按照時(shí)序管理子模塊的控制，通過(guò)外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備向遠(yuǎn)程中心站發(fā)送；任務(wù)管理子模塊用于排列內(nèi)部定時(shí)器觸發(fā)的定時(shí)數(shù)據(jù)采集、發(fā)送任務(wù)和外部傳感器中斷觸發(fā)的中斷數(shù)據(jù)采集、發(fā)送任務(wù)的執(zhí)行順序；數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送完成后，主控制模塊自動(dòng)進(jìn)入低功耗睡眠模式以降低自身功耗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM架構(gòu)的水文水資源遙測(cè)終端機(jī)，其特征在于:所述電源控制模塊中，CPU子模塊采用MSP430，用于實(shí)現(xiàn)電源控制模塊與主控制模塊之間的數(shù)據(jù)交互和供電開(kāi)關(guān)的控制；整機(jī)供電子模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生設(shè)備工作所需的各類(lèi)工作電源；通信供電子模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備的工作電源，該工作電源經(jīng)其供電開(kāi)關(guān)由主控制模塊控制在執(zhí)行打包數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程上報(bào)發(fā)送期間給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備供電，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)上報(bào)完成后該電源停止供電以降低整體功耗；內(nèi)部接口電源經(jīng)其供電開(kāi)關(guān)由主控制模塊控制在主控制模塊工作期間為整機(jī)除CPU以外器件供電，設(shè)備睡眠期間該電源停止供電以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的低功耗；數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送完成后，電源控制模塊自動(dòng)進(jìn)入低功耗睡眠模式以降低自身功耗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM架構(gòu)的水文水資源遙測(cè)終端機(jī)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊中， CPU子模塊采用MSP430，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊與主控制模塊之間的數(shù)據(jù)交互；傳感器供電子模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生給外部傳感器供電的電源，該電源在數(shù)據(jù)采集模塊采集外部傳感器數(shù)據(jù)期間給傳感器供電，傳感器數(shù)據(jù)采集完成后該電源關(guān)閉以降低整體功耗；數(shù)據(jù)采集子模塊負(fù)責(zé)在外部傳感器上電后采集外部傳感器數(shù)據(jù)，并將采集到的外部傳感器數(shù)據(jù)經(jīng)由MSP430 CPU子模塊傳輸給主控制模塊進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)濾波、存儲(chǔ)和打包上報(bào)；數(shù)據(jù)采集、處理、發(fā)送完成后，數(shù)據(jù)采集模塊自動(dòng)進(jìn)入低功耗睡眠模式以降低自身功耗。
5.一種基于權(quán)利要求1所述的水文水資源遙測(cè)終端機(jī)的功耗控制方法，其特征在于:包括定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送和中斷數(shù)據(jù)采集發(fā)送兩種工況條件下整機(jī)分模塊、分時(shí)序功耗控制的方法；終端機(jī)上電啟動(dòng)并初始化后，主控制模塊、電源控制模塊和數(shù)據(jù)采集模塊均處于休眠狀態(tài)，使設(shè)備靜態(tài)功耗最低，外部的傳感器在內(nèi)部定時(shí)或外部中斷數(shù)據(jù)采集事件的驅(qū)動(dòng)下，由數(shù)據(jù)采集模塊實(shí)現(xiàn)外部傳感器設(shè)備的供電和外部傳感器數(shù)據(jù)采集，采集到的外部傳感器數(shù)據(jù)交由主控制模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)濾波、存儲(chǔ)和打包處理，處理完成的打包數(shù)據(jù)通過(guò)時(shí)序管理子模塊的控制，先由通信供電子模塊給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備供電以準(zhǔn)備好遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)發(fā)送信道，然后通過(guò)收發(fā)控制子模塊將打包好的數(shù)據(jù)交給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備將數(shù)據(jù)上報(bào)發(fā)送至遠(yuǎn)程中心站，數(shù)據(jù)上報(bào)確認(rèn)成功后各模塊均進(jìn)入低功耗睡眠模式以降低整機(jī)功耗。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水文水資源遙測(cè)終端機(jī)的功耗控制方法，其特征在于:定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送工況條件下具體的分模塊、分時(shí)序功耗控制過(guò)程如下:當(dāng)內(nèi)部定時(shí)器觸發(fā)定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送后，時(shí)序管理子模塊通過(guò)主控制模塊的CPU子模塊與電源控制模塊的CPU子模塊的控制動(dòng)作交互，打開(kāi)內(nèi)部接口電源子模塊的供電開(kāi)關(guān)，并同時(shí)喚醒數(shù)據(jù)采集模塊開(kāi)始采集外部傳感器數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)控制其傳感器供電子模塊使外部傳感器上電工作后開(kāi)始采集外部傳感器數(shù)據(jù)，外部傳感器數(shù)據(jù)采集完成后，數(shù)據(jù)采集模塊將外部傳感器電源關(guān)閉以降低功耗；然后，數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)其CPU子模塊與主控制模塊的CPU子模塊的數(shù)據(jù)交互，將采集到的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理子模塊并使自身進(jìn)入低功耗模式；數(shù)據(jù)處理子模塊將傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、存儲(chǔ)、打包后交給收發(fā)控制子模塊準(zhǔn)備發(fā)送，同時(shí)，時(shí)序管理子模塊通過(guò)主控制模塊的CPU子模塊與電源控制模塊的CPU子模塊的控制動(dòng)作交互，打開(kāi)通信供電子模塊對(duì)應(yīng)的供電開(kāi)關(guān)，使外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電工作；外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電正常后，收發(fā)控制子模塊將打包后的上報(bào)數(shù)據(jù)通過(guò)主控制模塊的硬件串行口交給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備發(fā)送到遠(yuǎn)程中心站；待收發(fā)控制子模塊收到遠(yuǎn)程中心站下發(fā)的數(shù)據(jù)上報(bào)成功確認(rèn)后，時(shí)序管理子模塊控制關(guān)閉外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備的電源和內(nèi)部接口電源，設(shè)備進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，等待下一個(gè)定時(shí)數(shù)據(jù)采集發(fā)送時(shí)間的到來(lái)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水文水資源遙測(cè)終端機(jī)的功耗控制方法，其特征在于:中斷數(shù)據(jù)采集發(fā)送工況條件下具體的分模塊、分時(shí)序控制過(guò)程如下:當(dāng)外部傳感器數(shù)據(jù)發(fā)生變化，在數(shù)據(jù)采集子模塊形成外部數(shù)據(jù)觸發(fā)中斷時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊開(kāi)始工作；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)控制傳感器供電子模塊使外部傳感器上電工作后開(kāi)始采集外部傳感器數(shù)據(jù)，外部傳感器數(shù)據(jù)采集完成后數(shù)據(jù)采集模塊關(guān)閉外部傳感器電源；同時(shí)，數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)其CPU子模塊與主控制模塊的CPU子模塊的控制動(dòng)作交互，喚醒主控制模塊工作，時(shí)序管理子模塊通過(guò)主控制模塊的CPU子模塊與電源控制模塊的CPU子模塊的控制動(dòng)作交互，打開(kāi)內(nèi)部接口電源子模塊的供電開(kāi)關(guān)；然后，主控制模塊通過(guò)其CPU子模塊與數(shù)據(jù)采集模塊的CPU子模塊的數(shù)據(jù)交互，將數(shù)據(jù)采集模塊采集到的外部傳感器數(shù)據(jù)取到數(shù)據(jù)處理子模塊中進(jìn)行濾波、存儲(chǔ)和打包；數(shù)據(jù)采集模塊將外部傳感器數(shù)據(jù)交給主控制模塊后自身進(jìn)入低功耗模式以降低整機(jī)功耗；打包后的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)處理子模塊交給收發(fā)控制子模塊準(zhǔn)備發(fā)送；接著，時(shí)序管理子模塊通過(guò)主控制模塊的CPU子模塊與電源控制模塊的CPU子模塊的控制動(dòng)作交 互，打開(kāi)通信供電子模塊對(duì)應(yīng)的供電開(kāi)關(guān)，使外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電工作；外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備上電正常后，收發(fā)控制子模塊將打包后的上報(bào)數(shù)據(jù)通過(guò)主控制模塊的硬件串行口交給外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備發(fā)送到遠(yuǎn)程中心站；待主控模塊收到收發(fā)控制子模塊到遠(yuǎn)程中心站下發(fā)的數(shù)據(jù)上報(bào)成功確認(rèn)后，、時(shí)序管理子模塊控制關(guān)閉外部遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備的電源和內(nèi)部接口電源，設(shè)備進(jìn)入低功耗休眠狀態(tài)，等待下一個(gè)中斷數(shù)據(jù)采集發(fā)送觸發(fā)的到來(lái)。
【文檔編號(hào)】G06F1/32GK103645796SQ201310688976
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】孫榮久, 李祥勇, 姚文才, 宮云濤 申請(qǐng)人:南京金水尚陽(yáng)軟件技術(shù)有限公司