[發(fā)明專利]基于電磁頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功耗控制方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210411256.2
• 申請(qǐng)日: 2012-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN102905289A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂霆;張國(guó)忠;洪浩;孫少鵬;戴輝;李戈;劉曉東;楊國(guó)瑞;梁倩;王更輝;牛增新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所
• 主分類號(hào): H04W24/00
• 分類號(hào): H04W24/00;H04W52/00;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線傳感網(wǎng)應(yīng)用管理領(lǐng)域，具體為基于電磁頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功耗控制方法。

背景技術(shù)

電磁頻譜空間是最復(fù)雜的空間之一，自然界的各種物理現(xiàn)象都會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的干擾頻率，而且干擾的種類，頻率范圍，持續(xù)時(shí)間都沒有規(guī)律。隨著科技的發(fā)展，在各行各業(yè)及軍事場(chǎng)景下，無線射頻技術(shù)應(yīng)用的日益增多，空間電磁信號(hào)變得更加擁擠和復(fù)雜，這給區(qū)域內(nèi)電磁信號(hào)的監(jiān)測(cè)、管理、分配和使用帶來了諸多問題。

為保障頻譜資源合理有序的使用和無線通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，需要運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)手段和設(shè)施，針對(duì)空間電磁環(huán)境狀況進(jìn)行分析與評(píng)估。傳統(tǒng)的集中式臺(tái)站電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)設(shè)備體積過大，不利于室外監(jiān)測(cè)，造價(jià)過高，當(dāng)監(jiān)測(cè)設(shè)備距離信號(hào)源超過一定距離時(shí)會(huì)造成監(jiān)測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分布式監(jiān)測(cè)有著諸多優(yōu)點(diǎn)，價(jià)格較為低廉、由于體積小便于布設(shè)，傳感器監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)可以距離信號(hào)源更近、監(jiān)測(cè)電磁信號(hào)的頻段更為廣泛。

考慮到設(shè)備的使用環(huán)境和小型化要求，供電采用市電和電池供電模式。在使用環(huán)境沒有市電時(shí)，設(shè)備需要電池供電。為了延長(zhǎng)感知節(jié)點(diǎn)單次充電的可用時(shí)間，延長(zhǎng)整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用時(shí)間，在系統(tǒng)的功耗控制上設(shè)計(jì)了專門的功率控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為延長(zhǎng)單次充電整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用時(shí)間，提供一種基于電磁頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功耗控制方法。

一種基于電磁頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功耗控制方法，包括以下步驟：

(1)構(gòu)建基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)層、信息匯聚層和信息處理中心層；電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)層是電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最底層，由采集電磁信號(hào)的感知節(jié)點(diǎn)組成；所述的信息匯聚層由匯聚節(jié)點(diǎn)組成，接收并轉(zhuǎn)發(fā)感知節(jié)點(diǎn)上報(bào)給中心節(jié)點(diǎn)的電磁信號(hào)數(shù)據(jù)和中心節(jié)點(diǎn)下發(fā)給感知節(jié)點(diǎn)的策略；所述的信息處理中心層由中心節(jié)點(diǎn)組成，用于電磁信號(hào)數(shù)據(jù)分析處理和規(guī)劃系統(tǒng)策略；

(2)系統(tǒng)開始工作后，信息處理中心層的中心節(jié)點(diǎn)向信息匯聚層的各匯聚節(jié)點(diǎn)下發(fā)監(jiān)測(cè)策略，監(jiān)測(cè)策略包括監(jiān)測(cè)時(shí)間、信號(hào)調(diào)制類型、中心頻率、帶寬和波特率信號(hào)；

(3)信息匯聚層的匯聚節(jié)點(diǎn)接收信息處理中心層的中心節(jié)點(diǎn)下發(fā)的監(jiān)測(cè)策略并轉(zhuǎn)發(fā)給本簇的電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)層的感知節(jié)點(diǎn)，電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)層的感知節(jié)點(diǎn)收到監(jiān)測(cè)策略后配置本節(jié)點(diǎn)并按照策略開始監(jiān)測(cè)任務(wù)；

(4)各感知節(jié)點(diǎn)定時(shí)對(duì)自己的電池電量進(jìn)行采樣，并通過匯聚節(jié)點(diǎn)定時(shí)上報(bào)給中心節(jié)點(diǎn)；

(5)中心節(jié)點(diǎn)根據(jù)目前的監(jiān)測(cè)任務(wù)和感知節(jié)點(diǎn)的電量，重新制定路由表，確定數(shù)據(jù)路由路徑；同時(shí)確定哪些感知節(jié)點(diǎn)處于工作狀態(tài)，哪些感知節(jié)點(diǎn)處于休眠狀態(tài)；中心節(jié)點(diǎn)形成新的監(jiān)測(cè)策略；

(6)中心節(jié)點(diǎn)將新的監(jiān)測(cè)策略進(jìn)行下發(fā)，系統(tǒng)按新的監(jiān)測(cè)策略進(jìn)行監(jiān)測(cè)，之后重復(fù)步驟(3)至步驟(6)；

完成電磁頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功耗控制。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比所取得的有益效果為：

本發(fā)明的方法可由感知節(jié)點(diǎn)將自己的電池電量上報(bào)給中心節(jié)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)根據(jù)目前的監(jiān)測(cè)任務(wù)和感知節(jié)點(diǎn)的電量，重新制定路由表，確定數(shù)據(jù)路由路徑，形成新的監(jiān)測(cè)策略，并可對(duì)新的監(jiān)測(cè)策略進(jìn)行實(shí)時(shí)修正，延長(zhǎng)了感知節(jié)點(diǎn)設(shè)備單次充電的可用時(shí)間，延長(zhǎng)了整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用時(shí)間。

附圖說明

圖1電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拓?fù)涫疽鈭D；

圖2電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組網(wǎng)流程圖。

具體實(shí)施方法

以下結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

一種基于電磁頻譜監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功耗控制方法，包括以下步驟：

(1)構(gòu)建基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)層、信息匯聚層和信息處理中心層；電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)層是電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的最底層，由采集電磁信號(hào)的感知節(jié)點(diǎn)組成；所述的信息匯聚層由匯聚節(jié)點(diǎn)組成，接收并轉(zhuǎn)發(fā)感知節(jié)點(diǎn)上報(bào)給中心節(jié)點(diǎn)的電磁信號(hào)數(shù)據(jù)和中心節(jié)點(diǎn)下發(fā)給感知節(jié)點(diǎn)的策略；所述的信息處理中心層由中心節(jié)點(diǎn)組成，用于電磁信號(hào)數(shù)據(jù)分析處理和規(guī)劃系統(tǒng)監(jiān)測(cè)策略；

圖1為電磁信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拓?fù)涫疽鈭D，系統(tǒng)采取分頻段監(jiān)測(cè)、分級(jí)匯總和告警上報(bào)相結(jié)合的工作模式，采用基于集中配置管理和處理的分級(jí)分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)總體架構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含以下網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：各頻段電磁信號(hào)感知節(jié)點(diǎn)、信息匯聚節(jié)點(diǎn)、信息處理中心節(jié)點(diǎn)。電磁信號(hào)感知節(jié)點(diǎn)攜帶頻譜監(jiān)測(cè)模塊對(duì)周圍空間中的電磁信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)全頻段內(nèi)的信號(hào)監(jiān)測(cè)要求；信息匯聚節(jié)點(diǎn)具備較強(qiáng)的信息處理和傳輸能力，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)本區(qū)域內(nèi)各感知節(jié)點(diǎn)的接入及數(shù)據(jù)的聚合、查詢、管理；信息處理中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的管理和集中配置，提供分布式數(shù)據(jù)聚合和信息融合的能力。