[發(fā)明專利]應(yīng)用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)B5G/RFID智能資源分配系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111007107.5
• 申請(qǐng)日: 2021-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN113938917A
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 亓元;耿淑琴;李熙;李朋昆;朱榮豪;魯航;聶敬瑤;曹文華;彭曉宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W24/02
• 分類號(hào): H04W24/02;H04W72/04;H04L67/12;G06K9/62
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發(fā)明公開了應(yīng)用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)B5G/RFID智能資源分配系統(tǒng)，利用新興的B5G技術(shù)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于超可靠低延遲以及高數(shù)據(jù)傳輸速率的要求。同時(shí)，為解決在部分動(dòng)態(tài)復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景中B5G工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信易受干擾問題以及無穩(wěn)定的電源供應(yīng)問題，本發(fā)明將低頻RFID無線攜能通信和B5G無線通信相結(jié)合，提出了用于多種工業(yè)環(huán)境的異構(gòu)B5G/RFID智能資源分配系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法進(jìn)行優(yōu)化，通過在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中不斷地進(jìn)行算法迭代，分別實(shí)現(xiàn)B5G無線通信的頻譜最優(yōu)分配、RFID無線攜能通信的功率最優(yōu)控制以及動(dòng)態(tài)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的B5G/RFID通信最優(yōu)選擇，實(shí)時(shí)地完成多種資源的最優(yōu)分配，有效提高了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的通信效能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)資源分配領(lǐng)域，尤其涉及應(yīng)用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)B5G/RFID智能資源分配系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)自動(dòng)化和信息化的全面發(fā)展，第四次工業(yè)革命(工業(yè)4.0)將物聯(lián)網(wǎng)帶入工業(yè)系統(tǒng)，智能設(shè)備(傳感器、執(zhí)行器、機(jī)器和機(jī)器人)得以智能地發(fā)送數(shù)據(jù)，以最少的人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的工業(yè)控制和環(huán)境監(jiān)測(cè)，形成了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。為了提高移動(dòng)設(shè)備的靈活性并減少基礎(chǔ)設(shè)施的投入，未來的工廠和其他工業(yè)應(yīng)用會(huì)逐步用無線網(wǎng)絡(luò)取代傳統(tǒng)的有線通信網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)際的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)中，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常需要面對(duì)以下挑戰(zhàn)：嚴(yán)格的延遲和可靠性要求、高傳輸數(shù)據(jù)速率要求、穩(wěn)定的電源供應(yīng)以及稀缺的無線頻譜資源。

正在發(fā)展中的B5G(Beyond 5G)技術(shù)是解決上述挑戰(zhàn)的途徑之一。目前，第五代(The fifth generation，5G)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)開始了規(guī)模化商用，6G網(wǎng)絡(luò)也已備受關(guān)注。B5G作為通往6G時(shí)代的路徑，將其應(yīng)用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是基于當(dāng)前研究現(xiàn)狀的適當(dāng)選擇。B5G在海量連接的機(jī)器通信、超可靠低延遲的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等方面都有著高于5G的性能表現(xiàn)，但在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面，仍然存在部分動(dòng)態(tài)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境對(duì)B5G通信干擾嚴(yán)重，且小型工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(如智能傳感器、小型執(zhí)行器等)在動(dòng)態(tài)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中難以獲取電源供應(yīng)的問題。

為此，本發(fā)明提出一種異構(gòu)B5G/RFID系統(tǒng)，利用低頻的RFID(Radio FrequencyIdentification)通信來保障動(dòng)態(tài)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的通信可靠性，同時(shí)利用RFID成熟的無線攜能通信技術(shù)在提供通信可靠性的同時(shí)也為動(dòng)態(tài)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的小型工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)，為B5G技術(shù)在多種工業(yè)環(huán)境中的應(yīng)用提供了解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，完成了一種工業(yè)環(huán)境下的異構(gòu)B5G/RFID智能資源分配系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的智能資源分配系統(tǒng)由B5G無線通信和低頻RFID無線攜能通信終端組成。在友好工業(yè)環(huán)境下，B5G通信可以通過提高頻譜資源的利用率滿足工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的超可靠低延遲、高數(shù)據(jù)傳輸速率需求。而在動(dòng)態(tài)復(fù)雜工業(yè)通信場(chǎng)景中，單一B5G通信容易受到干擾，造成數(shù)據(jù)丟失，并且動(dòng)態(tài)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中通信設(shè)備難以獲取穩(wěn)定的電源供應(yīng)，頻繁的人工更換電池也難以實(shí)現(xiàn)。因此引進(jìn)低頻RFID無線攜能通信，為小型工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在復(fù)雜工業(yè)場(chǎng)景中提供穩(wěn)定電源供應(yīng)的同時(shí)，確保在B5G無線通信不穩(wěn)定的情況下，適時(shí)地切換到低頻RFID通信，以滿足動(dòng)態(tài)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的小型工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信的可靠性需求。下面對(duì)異構(gòu)B5G/RFID智能資源分配系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單說明。