[發(fā)明專利]基于電力狀態(tài)的火車監(jiān)視裝置和監(jiān)視方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580072182.6
• 申請(qǐng)日: 2015-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN107113548B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金永一;柳原;樸大根;呂建民;李褣臺(tái);林善花
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓國(guó)電子通信研究院
• 主分類號(hào): H04W24/02
• 分類號(hào): H04W24/02;H04W72/04;H04W84/18
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 李芳華

根據(jù)本發(fā)明的一種基于電力狀態(tài)的火車監(jiān)視裝置包括：一個(gè)或多個(gè)無線傳感器單元，用于周期性地測(cè)量火車的操作狀態(tài)并生成傳感器數(shù)據(jù)；一個(gè)或多個(gè)自主電源單元，用于通過使用火車的振動(dòng)能生成電力，將生成的電力供應(yīng)到所述無線傳感器單元，監(jiān)視生成的電力，并將電力狀態(tài)信息傳送到通信控制單元；和該通信控制單元，用于基于該電力狀態(tài)信息控制無線傳感器單元的無線鏈路的配置，以便向其分配專用信道和競(jìng)爭(zhēng)信道的任一個(gè)，并將從無線傳感器單元接收的傳感器數(shù)據(jù)傳送到外部通信網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)領(lǐng)域

以下描述涉及用于安全火車操作的、測(cè)量火車中的裝置的操作狀態(tài)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并更具體地涉及用于控制通過使用能量收割機(jī)監(jiān)視火車的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的操作的技術(shù)。

背景技術(shù)

作為用于安全火車操作的方法，已使用了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，其實(shí)時(shí)測(cè)量行駛火車中的裝置的操作狀態(tài)，使得在異常情況下，可立即修復(fù)有關(guān)火車。為了安全火車操作，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可通過使用能量收割機(jī)實(shí)時(shí)傳送火車的操作狀態(tài)，其中可在不使用外部電源的情況下，從火車的振動(dòng)能生成電力。

然而，當(dāng)使用利用火車的振動(dòng)能的能量收割機(jī)時(shí)，電源可取決于火車的操作狀態(tài)變化，使得存在對(duì)于保證穩(wěn)定電源的方法的需求。為了提供穩(wěn)定電力，已使用了在發(fā)電裝置中使用超級(jí)電容器的方法，但是由于生成的電力和無線傳感器的通信模塊中消耗的電力之間的不平衡引起的放電和充電，所以該方法可導(dǎo)致無線傳感器中的鏈路質(zhì)量的降級(jí)。特別是，在其中由于在無線傳感器工作的同時(shí)電力不足、導(dǎo)致無線鏈路斷開連接的情況下，應(yīng)該在供應(yīng)足以使能通信的電力之后，在無線傳感器和協(xié)調(diào)器之間重新建立鏈路，由此需要附加電力消耗并促使傳感器數(shù)據(jù)的傳輸延遲，這然后導(dǎo)致通信質(zhì)量的惡化。

韓國(guó)專利第10-0877587號(hào)公開了用于檢測(cè)在操作高速火車時(shí)生成的振動(dòng)和振動(dòng)的位置、并將其傳送到控制服務(wù)器的方法。然而，該方法僅公開了通過無線通信傳送所檢測(cè)的信息，而沒有關(guān)于穩(wěn)定電源的問題或通信質(zhì)量惡化的任何解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供基于電力狀態(tài)的火車監(jiān)視設(shè)備和方法，其中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過使用能量收割機(jī)來監(jiān)視火車，使得不規(guī)則發(fā)電不會(huì)導(dǎo)致通信質(zhì)量的惡化。

技術(shù)方案

在一個(gè)一般方面，提供了一種基于電力狀態(tài)的火車監(jiān)視設(shè)備，該設(shè)備包括：一個(gè)或多個(gè)無線傳感器，配置為通過按照預(yù)定間隔測(cè)量火車的操作狀態(tài)，來生成傳感器數(shù)據(jù)；一個(gè)或多個(gè)自主電源，配置為通過使用火車的振動(dòng)能生成電力，將生成的電力供應(yīng)到所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器，并將通過監(jiān)視供應(yīng)的電力所生成的電力狀態(tài)信息傳送到通信控制器；和該通信控制器，配置為基于該電力狀態(tài)信息控制無線鏈路向所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器分配專用信道或競(jìng)爭(zhēng)信道，并通過外部通信網(wǎng)絡(luò)傳送從所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器接收的傳感器數(shù)據(jù)。

該通信控制器可通過基于該電力狀態(tài)信息向所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器分配信道和傳輸間隔，來構(gòu)造超幀。該通信控制器可基于該電力狀態(tài)信息，來確定所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器的電力狀態(tài)是否達(dá)到閾值，在該閾值處，改變建立無線鏈路的方法。此外，該通信控制器可以向所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器之中的具有等于或大于方法確定閾值的電力狀態(tài)的無線傳感器分配競(jìng)爭(zhēng)信道。另外，該通信控制器可以向所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器之中的具有低于方法確定閾值的電力狀態(tài)的無線傳感器分配專用信道。為了向具有低于方法確定閾值的電力狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)無線傳感器之中的、具有等于或低于傳輸間隔擴(kuò)展閾值的電力狀態(tài)的無線傳感器提供充電時(shí)間，該通信控制器可通過向無線傳感器分配具有擴(kuò)展傳輸間隔的專用信道，來改變采樣頻率。

在另一個(gè)一般方面中，提供了一種使用基于電力狀態(tài)的火車監(jiān)視設(shè)備的火車監(jiān)視方法，該方法包括：將通過使用火車的振動(dòng)能生成的電力供應(yīng)到一個(gè)或多個(gè)無線傳感器，并通過監(jiān)視供應(yīng)到所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器的電力，而向通信控制器生成電力狀態(tài)信息；和基于該電力狀態(tài)信息向所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器分配專用信道或競(jìng)爭(zhēng)信道。然后，該方法包括通過外部通信網(wǎng)絡(luò)傳送從所述一個(gè)或多個(gè)無線傳感器接收的傳感器數(shù)據(jù)。