一种实现Zigbee模块单火线或电池供电的装置和方法

摘要

本专利是一种实现Zigbee模块单火线或电池供电的装置和方法。包括为每个Zigbee模块设置一个休眠时间，此期间Zigbee模块仅消耗微安级的电流，Zigbee模块在以下情况被唤醒：一是设备的输入输出端电平发生变化，此时设备的微处理器收到一个外部中断信号，此中断将唤醒Zigbee模块；二是在预设休眠时间到来时，Zigbee模块被看门狗电路唤醒。本专利采用超低静态功耗的供电模块。在供电模块输出端并联一个电容以起蓄电的作用。供电模块输出不高于数十微安的电流给输出电容充电。Zigbee模块被周期唤醒或被输入端口电平触发唤醒期间，以电容所蓄的电给Zigbee模块供电。这种蓄电方式既能使保证吸取的电流不会大于引起灯具闪烁的极限值，又能满足Zigbee模块在被唤醒期间所需要较大电流的供给。

主权项

一种实现Zigbee模块单火线或电池供电的方法，其特征在于：在大部分时间里Zigbee模块处于耗电仅为数微安的休眠状态，通过周期唤醒或Zigbee模块外部端口触发使其在短时间内从休眠转为工作状态，从而执行主机下达的命令或者报告端口状态，以降低Zigbee模块功耗；有两种使Zigbee模块退出休眠状态的方式，一种是Zigbee模块受其输入端口电平变化触发，一种使Zigbee模块由休眠状态转为工作状态的方式是周期唤醒，处于休眠状态的Zigbee模块的定时器还处于工作的状态，在到达预设的定时时间的情况下，定时器产生的中断将使Zigbee模块由休眠状态转变为工作状态；该方法的应用场合包括单火线供电或电池供电两种；在周期唤醒的方式下，Zigbee模块的功耗分为两种情况，一种是处于数微安级别的超低功耗状态；另一种是处于工作状态下的几十毫安的高功耗状态，而为了使单火线供电的智能开关所连接的灯具不会发生闪烁现象，Zigbee模块的消耗电流不能大于数十微安，所以要实现智能开关的单火线供电，供电模块的设计最少需要做到以下两个方面：一是流过灯具的电流不能大于数十微安；二是吸取电流的峰值不能太大；对于一些电池来说，其能提供的瞬间电流是有限的，为满足Zigbee在工作状态时数十毫安的电流需求，需要在供电电路的输出端并联一个电容以起蓄电的作用，供电模块一直输出不高于数十微安的电流，给输出电容充电，在Zigbee 模块被周期唤醒或被输入端口电平触发唤醒期间，以电容所蓄的电能给Zigbee 模块供电，通过这种蓄电的方式，既能使保证吸取的电流不会大于引起灯具闪烁的极限值，又能满足Zigbee模块在被唤醒期间所需要的较大电流的供给；单火线供电时，休眠和唤醒时间占比的确定方法：供电模块能提供的电能=不引起灯具闪烁的最大吸取电流值×供电电压×休眠时间，Zigbee模块的消耗电能＝休眠期间工作电流×供电电压×休眠时间+被唤醒期间工作电流×供电电压×唤醒时间，供电模块能提供的电能＝Zigbee模块的消耗电能；根据以上三点，可以计算出休眠和唤醒时间的占比，同时根据第一点可以估算出供电模块输出电容所需要的电容值；电池供电设备的Zigbee模块的休眠时间估算方式如下：首先确定Zigbee模块被唤醒的时间，也就是模块发送其当前状态数据包到主机、接收主机发来的确认信息共需要花费的时间；其次要确定电池供电设备的目标续航时间；然后通过以下公式可以计算出需要休眠的时间：电池容量(毫安时)＝(模块休眠电流+模块工作电流×被唤醒时间/休眠时间)×供电电压×目标续航时间/电源模块效率。