基于無線IoTE傳感器的新型高效喚醒機制
發(fā)布時間：2021-12-24 18:18
針對當前無線物聯(lián)網（Internet of Things,IoT）傳感器接入技術的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題,為避免在電力物聯(lián)網的應用上出現(xiàn)類似情況,應對當前的傳感器接入技術做優(yōu)化與改進。首先介紹了電力物聯(lián)網（Internet of Things in energy,IoTE）的網絡特征與結構,針對IoT場域網,根據應用場景的不同可以靈活取舍,分別對雙網融合的策略進行分析。根據IoT傳感器需要具備低功耗要求,提出了一種適合IoTE網絡的高效喚醒機制,達到了低功耗節(jié)點能夠快速識別無效喚醒幀的目的,從而能快速回到休眠的狀態(tài)。最后針對無線IoT網絡進行功耗的理論分析與計算,與傳統(tǒng)的喚醒機制相比,所提被動喚醒機制在低功耗低延時方面具有更加明顯的優(yōu)勢。
【文章來源】：南方電網技術. 2020,14(08)北大核心CSCD
【文章頁數】：7 頁
【部分圖文】：
應用場景一Fig.2Applicationscenario12)臺區(qū)區(qū)域性改造應用場景
應用場景二Fig.3Applicationscenario2本地MESH網絡與IoT網絡除了場景一的路由
那榭?下，在40ms之內一定要解析到分隔符、序號、短地址和校驗碼，否則繼續(xù)進入休眠模式。解析出序號和短地址后，先核對短地址是否和自己的短地址一致，如果不一致并且不是廣播地址表明不是和自己通信，立刻進入休眠模式。如果和自身短地址一樣或者為廣播地址表明是和自己通信，這時候需要對序號進行判斷，如果序號為喚醒幀最后一幀的序號則繼續(xù)接收數據區(qū)數據，如果不為最后一幀序號，需要根據序號進行計算進行二次休眠，等到數據區(qū)的數據后再次接收數據，喚醒時序圖如圖5所示，工作流程圖如圖6所示。圖5喚醒工作流程時序圖Fig.5Wake-upworkflowsequencediagram該喚醒方式的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下3個方面。1)高效地喚醒機制設計由于路由節(jié)點不要求低功耗的特性，在實際現(xiàn)場同時具有分布廣泛的優(yōu)勢(每個電能表模塊都可充當路由節(jié)點)。因此單個路由節(jié)點實際接入的傳感器數量要遠小于一個LoＲaWAN基站的傳感器接入數量�；诖�，讓發(fā)射端(路由節(jié)點)來匹配適應接收端(傳感器節(jié)點)，有利于降低接收端的功耗。所謂讓發(fā)射端匹配接收端，是指接收端工作于心跳模式下時，發(fā)射端發(fā)射喚醒幀的時間大于接收端心跳的間隔時間，這樣就可以在理論上確保每次數據發(fā)射，都可以被接收端偵測到，如圖7所示。LoＲaWAN的實際應用中，LoＲa的基站接入的傳感器數量遠遠大于路由節(jié)點的傳感器接入量，因此LoＲa的基站發(fā)射時長要盡可能短，這樣才能滿足與龐大數量傳感器節(jié)點進行通信的需求。在LoＲaWAN中的ClassB模式中，接收端要匹配適應發(fā)射端。這樣就要求接收端的接收窗口時長要大于發(fā)射端的發(fā)射時長，以防止時隙不準導致接收失誤。如圖8所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]極端天氣下基于泛在物聯(lián)網的配電系統(tǒng)緊急控制策略[J]. 陳曦,喇元. 南方電網技術. 2020(04)
[2]廣州“互聯(lián)網+”智慧能源發(fā)展模式研究[J]. 王雨潼,許苑,王科. 南方電網技術. 2019(08)
[3]面向能源互聯(lián)網的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃研究綜述[J]. 袁智勇,趙懿祺,郭祚剛,馬溪原,雷金勇,趙心怡,沈欣煒,郭慶來. 南方電網技術. 2019(07)
[4]配電物聯(lián)網在新產業(yè)形態(tài)中的應用探討[J]. 吳姍姍,寧昕,郭屾,郭歡. 高電壓技術. 2019(06)
[5]區(qū)塊鏈在物聯(lián)網中的應用[J]. 卿蘇德. 智能物聯(lián)技術. 2019(03)
[6]物聯(lián)網技術在數字化變電站中的應用探討[J]. 馬恩寧. 電工技術. 2018(24)
[7]電網新功能形態(tài)下儲能技術的發(fā)展愿景和技術路徑[J]. 張明霞,閆濤,來小康,陳繼忠,牛萌,徐少華. 電網技術. 2018(05)
[8]低功耗廣域網絡技術綜述[J]. 鄭寧,楊曦,吳雙力. 信息通信技術. 2017(01)
[9]LoRa技術在低功耗廣域網絡中的實現(xiàn)和應用[J]. 鄭浩. 信息通信技術. 2017(01)
[10]智慧能源物聯(lián)網應用研究與分析[J]. 陳永波,劉建業(yè),陳繼軍. 中興通訊技術. 2017(01)
本文編號：3550965
【文章來源】：南方電網技術. 2020,14(08)北大核心CSCD
【文章頁數】：7 頁
【部分圖文】：
應用場景一Fig.2Applicationscenario12)臺區(qū)區(qū)域性改造應用場景
應用場景二Fig.3Applicationscenario2本地MESH網絡與IoT網絡除了場景一的路由
那榭?下，在40ms之內一定要解析到分隔符、序號、短地址和校驗碼，否則繼續(xù)進入休眠模式。解析出序號和短地址后，先核對短地址是否和自己的短地址一致，如果不一致并且不是廣播地址表明不是和自己通信，立刻進入休眠模式。如果和自身短地址一樣或者為廣播地址表明是和自己通信，這時候需要對序號進行判斷，如果序號為喚醒幀最后一幀的序號則繼續(xù)接收數據區(qū)數據，如果不為最后一幀序號，需要根據序號進行計算進行二次休眠，等到數據區(qū)的數據后再次接收數據，喚醒時序圖如圖5所示，工作流程圖如圖6所示。圖5喚醒工作流程時序圖Fig.5Wake-upworkflowsequencediagram該喚醒方式的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下3個方面。1)高效地喚醒機制設計由于路由節(jié)點不要求低功耗的特性，在實際現(xiàn)場同時具有分布廣泛的優(yōu)勢(每個電能表模塊都可充當路由節(jié)點)。因此單個路由節(jié)點實際接入的傳感器數量要遠小于一個LoＲaWAN基站的傳感器接入數量�；诖�，讓發(fā)射端(路由節(jié)點)來匹配適應接收端(傳感器節(jié)點)，有利于降低接收端的功耗。所謂讓發(fā)射端匹配接收端，是指接收端工作于心跳模式下時，發(fā)射端發(fā)射喚醒幀的時間大于接收端心跳的間隔時間，這樣就可以在理論上確保每次數據發(fā)射，都可以被接收端偵測到，如圖7所示。LoＲaWAN的實際應用中，LoＲa的基站接入的傳感器數量遠遠大于路由節(jié)點的傳感器接入量，因此LoＲa的基站發(fā)射時長要盡可能短，這樣才能滿足與龐大數量傳感器節(jié)點進行通信的需求。在LoＲaWAN中的ClassB模式中，接收端要匹配適應發(fā)射端。這樣就要求接收端的接收窗口時長要大于發(fā)射端的發(fā)射時長，以防止時隙不準導致接收失誤。如圖8所示。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]極端天氣下基于泛在物聯(lián)網的配電系統(tǒng)緊急控制策略[J]. 陳曦,喇元. 南方電網技術. 2020(04)
[2]廣州“互聯(lián)網+”智慧能源發(fā)展模式研究[J]. 王雨潼,許苑,王科. 南方電網技術. 2019(08)
[3]面向能源互聯(lián)網的綜合能源系統(tǒng)規(guī)劃研究綜述[J]. 袁智勇,趙懿祺,郭祚剛,馬溪原,雷金勇,趙心怡,沈欣煒,郭慶來. 南方電網技術. 2019(07)
[4]配電物聯(lián)網在新產業(yè)形態(tài)中的應用探討[J]. 吳姍姍,寧昕,郭屾,郭歡. 高電壓技術. 2019(06)
[5]區(qū)塊鏈在物聯(lián)網中的應用[J]. 卿蘇德. 智能物聯(lián)技術. 2019(03)
[6]物聯(lián)網技術在數字化變電站中的應用探討[J]. 馬恩寧. 電工技術. 2018(24)
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[8]低功耗廣域網絡技術綜述[J]. 鄭寧,楊曦,吳雙力. 信息通信技術. 2017(01)
[9]LoRa技術在低功耗廣域網絡中的實現(xiàn)和應用[J]. 鄭浩. 信息通信技術. 2017(01)
[10]智慧能源物聯(lián)網應用研究與分析[J]. 陳永波,劉建業(yè),陳繼軍. 中興通訊技術. 2017(01)
本文編號：3550965
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