[發(fā)明專利]一種智能照明燈具通信傳輸信道選擇方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910541435.X
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110278590B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐曉冰;金孝志;朱毅;徐超;李奇越
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)智能制造技術(shù)研究院
• 主分類號: H04W36/00
• 分類號: H04W36/00;H04W36/30;H04W48/16
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發(fā)明公開了一種智能照明燈具的通信傳輸信道選擇方法，是利用信道過去的狀態(tài)信息預(yù)測通信信道未來空閑的概率與空閑時間期望，空閑概率的大小決定是否切換信道，信道空閑時間期望用于更新智能照明ZigBee設(shè)備的備選信道序列。本發(fā)明能用于智能照明ZigBee設(shè)備受到信號干擾時選擇出優(yōu)良的通信信道，減少ZigBee設(shè)備信道選擇的次數(shù)、保證ZigBee設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種智能照明燈具通信傳輸信道選擇方法，適用于智能照明ZigBee設(shè)備受強(qiáng)Wi-Fi信號干擾的環(huán)境中。

背景技術(shù)

隨著人們生活品質(zhì)的提高和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，人們對于照明燈具的要求越來越高。一方面，照明設(shè)備需要提供基礎(chǔ)的照明功能；另一方面，還需要實現(xiàn)照明燈具的“智能化、節(jié)能化、精細(xì)化控制與管理”，達(dá)成人、照明設(shè)備、其他設(shè)備三者之間互聯(lián)互通的目標(biāo)，進(jìn)一步推進(jìn)智慧城市的到來。

按照控制方式智能照明控制技術(shù)可劃分為三種，即人工控制、自動控制、智能控制；按照通信方式的不同，智能照明控制技術(shù)也可劃分為有線、電力載波和無線三大類。要實現(xiàn)照明燈具的“智能化”，“網(wǎng)絡(luò)化”是其關(guān)鍵的一步，運用了ZigBee組網(wǎng)技術(shù)的智能照明控制系統(tǒng)引人關(guān)注。

ZigBee是基于IEEE802.1.5.4的無線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，有868MHz、915MHz、2.4GHz三個工作頻段，在中國地區(qū)默認(rèn)使用了2.4GHz的工作頻段。與此同此，Wi-Fi技術(shù)也工作于2.4GHz頻段，且Wi-Fi的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相比ZigBee節(jié)點有著更高的發(fā)送功率、更短的數(shù)據(jù)幀間隔，造成了強(qiáng)Wi-Fi信號會影響ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點通信性能的局面，提高ZigBee技術(shù)的抗干擾性能已刻不容緩。

為了避免來自WiFi信號的干擾，目前的解決方法可分為避免和共存兩種策略，干擾避免指的是通過掃描信道尋找到相對安靜的工作信道，避開WiFi信號的干擾；共存是指預(yù)測WiFi的工作時隙，在WiFi信號可能的空閑時隙來發(fā)送ZigBee網(wǎng)絡(luò)信息。

當(dāng)選擇切換通信信道的方法避免信號干擾時，常用的切換信道序列有基于IEEE802.15.4協(xié)議無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)定義的四種固定跳信道序列和隨機(jī)的切換信道。

天津大學(xué)唐偉華等提出了一種基于概率的載波偵聽多路訪問(CSMA)控制算法(計算機(jī)工程,2016,第42卷(4):55-59)，根據(jù)包接收率的大小判斷網(wǎng)絡(luò)干擾的強(qiáng)弱，并通過預(yù)先設(shè)置概率函數(shù)選擇開啟或者關(guān)閉CSMA。但是該方法在某一信道受阻嚴(yán)重時無法實現(xiàn)信道的切換。

內(nèi)蒙古大學(xué)邊瑋提出了一種基于多信道的ZigBee網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量下降嚴(yán)重時的孤立節(jié)點跳頻方法(內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文，基于ZigBee的多信道干擾避免研究與應(yīng)用，2017)，該方法中孤立節(jié)點在原網(wǎng)絡(luò)通信信道受阻的情況下可以加入其他信道的網(wǎng)絡(luò)。但是該方法需要配置多個協(xié)調(diào)器建立ZigBee網(wǎng)絡(luò)，成本較高。

西南科技大學(xué)冉君軍提出了一種基于無線鏈路時空性的干擾評估方法(西南科技大學(xué)碩士學(xué)位論文，ZigBee網(wǎng)絡(luò)抗干擾技術(shù)的研究與實現(xiàn)，2018)，該方法采用模糊C均值聚類對信道狀態(tài)進(jìn)行等級劃分，并基于鏈路質(zhì)量與包接收率來優(yōu)化信道切換的序列。但是該方法在信號干擾嚴(yán)重時無法保證信道切換的次數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供了一種智能照明燈具通信傳輸信道選擇方法，以期在智能照明ZigBee設(shè)備受到信號干擾時能選擇出優(yōu)良的通信信道，從而減少ZigBee設(shè)備信道選擇的次數(shù)、保證ZigBee設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量。

本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明一種智能照明燈具的通信傳輸信道選擇方法，所述智能照明燈具中包含有若干個ZigBee終端節(jié)點，所述ZigBee終端節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器進(jìn)行通信并形成通信網(wǎng)絡(luò)；其特點是，所述傳輸信道選擇方法是如下步驟進(jìn)行：