面向强干扰电力物联网的数据回传方法、系统和物联网技术方案

本发明专利技术涉及无线通信技术领域，公开了面向强干扰电力物联网的数据回传方法、系统和物联网，包括在所述物联网节点之间进行时间同步和通信信道划分，得到固定时隙和监听频段；将监听频段和上传时隙对应分配给传感器节点；对传感器节点监听得到的干扰功率值进行量化，得到干扰强度值，并在上传时隙内将干扰强度值发送至基站节点；根据传感器节点采集得到采集数据，生成上传优先级，并将上传优先级发送至基站节点；在广播时隙内将最优信道编号和最优先节点编号进行广播。本发明专利技术通过分布式传感器节点持续干扰监听，结合基站节点频谱拼接，优选信道进行数据上传，实现低功耗场景下的最大容量上行传输，解决了强干扰电力物联网环境下的数据回传问题。数据回传问题。数据回传问题。

【技术实现步骤摘要】
面向强干扰电力物联网的数据回传方法、系统和物联网


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别是涉及面向强干扰电力物联网的数据回传方法、系统和物联网。

技术介绍

[0002]目前，在典型的电力物联网通信场景中，通常存在两类节点：一类是负责数据采集与发送的传感器节点；另一类是负责数据收集汇总的基站节点。大量的传感器节点实时采集各类电力设备的状态并按指定的通信协议将数据发送给基站节点；基站节点接收所有传感器节点无线传输的数据，并将数据通过骨干网发送给后台服务器，从而保障电网系统的安全高效运行。
[0003]当前的电力物联网数据采集回传系统一般采用类似于载波侦听多路监测(CSMA)的方法进行数据回传。此类方法适用于突发干扰的无线场景中，但是当电力物联网场景中由于电力设备繁多，电磁环境复杂，对无线回传系统造成了时变宽带强干扰时，此类方法会引起持续的信道竞争，导致通信性能急剧下降，极大增加了无线回传的功耗，降低通信性能。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种面向强干扰电力物联网的数据回传方法、系统和物联网，以能够解决传感器节点低功耗数据回传问题，从而达到在宽带时变强干扰环境中能够以极低的功耗完成传感器节点数据实时传输的技术效果。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种面向强干扰电力物联网的数据回传方法，所述方法包括：
[0006]在物联网节点之间进行时间同步和通信信道划分，得到固定时隙和监听频段，所述物联网节点包括基站节点和若干个传感器节点，所述通信信道包括数据信道和控制信道，所述固定时隙包括广播时隙和上传时隙；
[0007]将所述监听频段和所述上传时隙对应分配给所述传感器节点，并将分配结果在所述广播时隙内进行广播，以使所述传感器节点获取所述分配结果；
[0008]对所述传感器节点对所述监听频段进行干扰监听得到的干扰功率值进行量化，得到干扰强度值，并在所述上传时隙内将所述干扰强度值发送至所述基站节点，以使所述基站节点从接收到的若干个所述干扰强度值中选取出干扰最小的监听频段作为最优信道；
[0009]根据所述传感器节点对相对应的电气设备进行采集得到采集数据，生成上传优先级，并在所述上传时隙内将所述上传优先级发送至所述基站节点，以使所述基站节点从接收到的若干个所述上传优先级中选取出优先级最高的传感器节点作为最优先节点；
[0010]在所述广播时隙内将最优信道编号和最优先节点编号进行广播，以使所述最优先节点通过所述最优信道将所述采集数据发送至所述基站节点。
[0011]进一步地，所述在所述物联网节点之间进行时间同步和通信信道划分的步骤包
括：
[0012]在控制信道内发送定时信息，以所述定时信息为基准对物联网节点进行时间同步；
[0013]根据传感器节点的数量，对数据信道进行频段划分，得到若干个监听频段，并根据传感器节点的数量，对控制信道进行时隙划分，得到一个广播时隙和若干个上传时隙。
[0014]进一步地，采用如下公式表示所述监听频段：
[0015][0016]式中，b
n
表示第n个监听频段，N表示传感器节点的数量，B表示数据通道的带宽，n＝0、
…
N
‑
1；
[0017]采用如下公式表示所述上传时隙：
[0018][0019]式中，t
n
表示第n个上传时隙，T表示控制信道中一个周期的时隙长度。
[0020]进一步地，所述对所述传感器节点对所述监听频段进行干扰监听得到的干扰功率值进行量化，得到干扰强度值，并在所述上传时隙内将所述上传优先级发送至所述基站节点，以使所述基站节点从接收到的若干个所述上传优先级中选取出优先级最高的传感器节点作为最优先节点的步骤包括：
[0021]对所述传感器节点在第一时长内监听得到的第一干扰功率值进行量化，得到第一干扰强度值；
[0022]在所述上传时隙内将所述第一干扰强度值发送至所述基站节点，以使所述基站节点从接收到的若干个所述第一干扰强度值中选取出干扰最小的第一监听频段作为最优信道。
[0023]进一步地，在所述上传时隙内将所述第一干扰强度值发送至所述基站节点的步骤之后，还包括：
[0024]实时获取所述传感器节点监听到的第二干扰功率值，判断所述第二干扰功率值是否满足预设条件；
[0025]若是，则将满足预设条件的第二干扰功率值作为第三干扰功率值，并对所述第三干扰功率值进行量化，得到第二干扰强度值；
[0026]在所述上传时隙内将所述第二干扰强度值发送至所述基站节点，以使所述基站节点根据第二监听频段对所述最优信道进行更新，所述第二监听频段为所述基站节点从接收到的若干个第二干扰强度值中选取出的干扰最小的监听频段；
[0027]若否，则将所述最优信道保持不变。
[0028]进一步地，所述判断所述第二干扰功率值是否满足预设条件的步骤包括：
[0029]判断所述第二干扰功率值是否超过阈值功率；若超过阈值功率，则判断超过阈值功率的持续时长是否达到第二时长，若达到第二时长，则判定所述第二干扰功率值满足预设条件；
[0030]若未达到第二时长或未超过阈值功率，则判定所述第二干扰功率值不满足预设条件。
[0031]进一步地，所述根据所述传感器节点对相对应的电气设备进行采集得到采集数据，生成上传优先级的步骤包括：
[0032]根据采集数据的数据类型确定数据优先级，将所述数据优先级和采集数据中的未上传数据量按照预设规则进行组合，生成上传优先级。
[0033]进一步地，所述将所述数据优先级和采集数据中的未上传数据量按照预设规则进行组合，生成上传优先级的步骤包括：
[0034]根据所述数据优先级生成第一比特值，并根据所述未上传数据量生成第二比特值；
[0035]将所述第一比特值和所述第二比特值进行顺序组合，生成第三比特值，并将所述第三比特值作为上传优先级。
[0036]第二方面，本专利技术提供了一种面向强干扰电力物联网的数据回传系统，所述系统包括：
[0037]信道划分模块，用于在物联网节点之间进行时间同步和通信信道划分，得到固定时隙和监听频段，所述物联网节点包括基站节点和若干个传感器节点，所述通信信道包括数据信道和控制信道，所述固定时隙包括广播时隙和上传时隙；
[0038]信道分配模块，用于将所述监听频段和所述上传时隙对应分配给所述传感器节点，并将分配结果在所述广播时隙内进行广播，以使所述传感器节点获取所述分配结果；
[0039]强度值计算模块，用于对所述传感器节点对所述监听频段进行干扰监听得到的干扰功率值进行量化，得到干扰强度值，并在所述上传时隙内将所述干扰强度值发送至所述基站节点，以使所述基站节点从接收到的若干个所述干扰强度值中选取出干扰最小的监听频段作为最优信道；
[0040]优先级生成模块，用于根据所述传感器节点对相对应的电气设备进行采集得到采集数据，生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向强干扰电力物联网的数据回传方法，其特征在于，包括：在物联网节点之间进行时间同步和通信信道划分，得到固定时隙和监听频段，所述物联网节点包括基站节点和若干个传感器节点，所述通信信道包括数据信道和控制信道，所述固定时隙包括广播时隙和上传时隙；将所述监听频段和所述上传时隙对应分配给所述传感器节点，并将分配结果在所述广播时隙内进行广播，以使所述传感器节点获取所述分配结果；对所述传感器节点对所述监听频段进行干扰监听得到的干扰功率值进行量化，得到干扰强度值，并在所述上传时隙内将所述干扰强度值发送至所述基站节点，以使所述基站节点从接收到的若干个所述干扰强度值中选取出干扰最小的监听频段作为最优信道；根据所述传感器节点对相对应的电气设备进行采集得到采集数据，生成上传优先级，并在所述上传时隙内将所述上传优先级发送至所述基站节点，以使所述基站节点从接收到的若干个所述上传优先级中选取出优先级最高的传感器节点作为最优先节点；在所述广播时隙内将最优信道编号和最优先节点编号进行广播，以使所述最优先节点通过所述最优信道将所述采集数据发送至所述基站节点。2.根据权利要求1所述的面向强干扰电力物联网的数据回传方法，其特征在于，所述在所述物联网节点之间进行时间同步和通信信道划分的步骤包括：在控制信道内发送定时信息，以所述定时信息为基准对物联网节点进行时间同步；根据传感器节点的数量，对数据信道进行频段划分，得到若干个监听频段，并根据传感器节点的数量，对控制信道进行时隙划分，得到一个广播时隙和若干个上传时隙。3.根据权利要求2所述的面向强干扰电力物联网的数据回传方法，其特征在于，采用如下公式表示所述监听频段：式中，b
n
表示第n个监听频段，N表示传感器节点的数量，B表示数据通道的带宽，n＝0、
…
N
‑
1；采用如下公式表示所述上传时隙：式中，t
n
表示第n个上传时隙，T表示控制信道中一个周期的时隙长度。4.根据权利要求1所述的面向强干扰电力物联网的数据回传方法，其特征在于，所述对所述传感器节点对所述监听频段进行干扰监听得到的干扰功率值进行量化，得到干扰强度值，并在所述上传时隙内将所述上传优先级发送至所述基站节点，以使所述基站节点从接收到的若干个所述上传优先级中选取出优先级最高的传感器节点作为最优先节点的步骤包括：对所述传感器节点在第一时长内监听得到的第一干扰功率值进行量化，得到第一干扰强度值；在所述上传时隙内将所述第一干扰强度值发送至所述基站节点，以使所述基站节点从接收到的若干个所述第一干扰强度值中选取出干扰最小的第一监听频段作为最优信道。5.根据权利要求4所述的面向强干扰电力物联网的数据回传方法，其特征在于，在所述
上传时隙内将所述第一干扰强度值发送至所述基站节点的步骤之后，还包括：实时获取所述传感器节点监听到的第二干扰功率值，判断所述第二干扰功率值是否满足预设条件；若是，则将满足...

【专利技术属性】
技术研发人员：李波，张健，李溢杰，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：