[發明專利]用于物聯網的簇首節點、物聯網和數據傳輸方法

在審

• 申請號: 202011292974.3
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112422423A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 曹惠茹;王毅;何勰緋;何波;王世安
• 申請（專利權）人: 廣州工程技術職業學院
• 主分類號: H04L12/715
• 分類號: H04L12/715;H04L29/08;H02J7/35;H02J50/20;H02S10/10;H02S10/12
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 常柯陽

本發明公開了一種用于物聯網的簇首節點、物聯網和數據傳輸方法，簇首節點包括環境傳感單元、第一無線通信單元、數據存儲單元、邊緣計算處理器、數據傳輸處理器、第二無線通信單元、多路輸出電源單元、電池單元、充電管理單元和多個發電單元。本發明可以在使用市電供電的基礎上，通過自帶的多個發電單元將所處環境不同形式的能量轉換成電能使用，并且能自動調整不同形式的能源的供電比例，具有較強的續航能力和環境適應能力，使得簇首節點能夠匯聚更多的普通節點的數據，提高基于簇首節點組建的物聯網的通信效率；較強的環境適應能力使得簇首節點能夠適用于更多部署環境，從而使得物聯網的覆蓋面更廣。本發明廣泛應用于物聯網技術領域。

技術領域

本發明涉及物聯網技術領域，尤其是一種用于物聯網的簇首節點、物聯網和數據傳輸方法。

背景技術

物聯網是實現智能制造、智慧城市等的重要基礎。物聯網以數據為基礎，其核心是實現系統中各個設備、元素等之間的數據高效傳輸。近年，在邊緣計算、大數據、人工智能等新信息技術的驅動下，物聯網在石油管道監控、有毒氣體泄漏、突發事件監控、環境監測、智能交通、智慧農業、地質災害預警等領域得到了廣泛的應用。隨著應用范圍的不斷擴大，大規模物聯網隨之誕生，其具有監測范圍廣、節點數量大、數據傳輸任務重等特點。盡管物聯網在數據傳輸層面已經取得了諸多進展，然而現有的物聯網節點的續航能力和供電能力比較差，限制了這些節點的數據處理能力，從而限制了基于這些節點組建的物聯網的通信效率。

發明內容

針對上述至少一個技術問題，本發明的目的在于提供一種用于物聯網的簇首節點、物聯網和數據傳輸方法。

一方面，本發明的實施例包括一種用于物聯網的簇首節點，包括環境傳感單元、第一無線通信單元、數據存儲單元、邊緣計算處理器、數據傳輸處理器、第二無線通信單元、多路輸出電源單元、電池單元、充電管理單元和多個發電單元；

所述邊緣計算處理器的數據端分別與所述第一無線通信單元和所述數據存儲單元的數據端連接；

所述數據傳輸處理器的數據端與所述環境傳感單元和所述第二無線通信單元的數據端連接；

所述邊緣計算處理器通過高速通信接口與所述數據傳輸處理器連接；

所述多路輸出電源單元的各路輸出端分別與所述環境傳感單元、所述第一無線通信單元、所述數據存儲單元、所述邊緣計算處理器、所述數據傳輸處理器和所述第二無線通信單元的供電端連接；

所述充電管理單元的輸出端通過所述電池單元與所述多路輸出電源單元的輸入端連接；

所述充電管理單元的輸入端分別與各所述發電單元的輸出端連接；

各所述發電單元分別將來自環境的不同形式的能量轉換成電能；所述環境傳感單元用于檢測環境參數；所述數據傳輸處理器用于根據所述環境參數，控制所述充電管理單元調整各所述發電單元的供電比例。

進一步地，所述多個發電單元包括太陽能發電單元、風能發電單元和無線發電單元。

進一步地，所述環境參數包括光強、風速和電磁波強度；所述根據所述環境參數，控制所述充電管理單元調整各所述發電單元的供電比例，包括：

根據所述光強確定太陽能發電能量；

根據所述風速確定風能發電能量；

根據所述電磁波強度確定無線發電能量；

根據所述太陽能發電能量、所述太陽能發電能量和所述無線發電能量，確定總發電能量；

根據所述太陽能發電能量占所述總發電能量的比例，確定所述太陽能發電單元的供電比例；

根據所述風能發電能量占所述總發電能量的比例，確定所述風能發電單元的供電比例；