CZ310232B6 - Způsob sběru dat v bezdrátových mesh sítích a zařízení pro jeho implementaci - Google Patents

Způsob sběru dat v bezdrátových mesh sítích a zařízení pro jeho implementaci Download PDF

Info

Publication number
CZ310232B6
CZ310232B6 CZ2020-496A CZ2020496A CZ310232B6 CZ 310232 B6 CZ310232 B6 CZ 310232B6 CZ 2020496 A CZ2020496 A CZ 2020496A CZ 310232 B6 CZ310232 B6 CZ 310232B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
routing
devices
data
communication device
initiation
Prior art date
Application number
CZ2020-496A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2020496A3 (cs
Inventor
VladimĂ­r Ĺ ulc
Šulc Vladimír Ing., Ph.D
Original Assignee
MICRORISC s.r.o
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MICRORISC s.r.o filed Critical MICRORISC s.r.o
Priority to CZ2020-496A priority Critical patent/CZ310232B6/cs
Priority to JP2021142496A priority patent/JP7506038B2/ja
Priority to CN202111031251.2A priority patent/CN114158005A/zh
Priority to EP21020452.5A priority patent/EP3968652B1/en
Priority to ES21020452T priority patent/ES2976742T3/es
Priority to US17/468,567 priority patent/US11943167B2/en
Publication of CZ2020496A3 publication Critical patent/CZ2020496A3/cs
Priority to JP2023142694A priority patent/JP2023162391A/ja
Priority to US18/614,674 priority patent/US12335671B2/en
Publication of CZ310232B6 publication Critical patent/CZ310232B6/cs

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/12—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel
    • H04L1/16—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received by using return channel in which the return channel carries supervisory signals, e.g. repetition request signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/58—Association of routers
    • H04L45/586—Association of routers of virtual routers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/28—Flow control; Congestion control in relation to timing considerations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0053—Allocation of signalling, i.e. of overhead other than pilot signals
    • H04L5/0055—Physical resource allocation for ACK/NACK
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003—Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0078—Timing of allocation
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/50—Network services
    • H04L67/56—Provisioning of proxy services
    • H04L67/565—Conversion or adaptation of application format or content
    • H04L67/5651—Reducing the amount or size of exchanged application data
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/20—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on geographic position or location
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L2001/0092—Error control systems characterised by the topology of the transmission link
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/20—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a distributed architecture
    • H04Q2209/25—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a distributed architecture using a mesh network, e.g. a public urban network such as public lighting, bus stops or traffic lights
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/40—Arrangements in telecontrol or telemetry systems using a wireless architecture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/70—Arrangements in the main station, i.e. central controller
    • H04Q2209/75—Arrangements in the main station, i.e. central controller by polling or interrogating the sub-stations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04Q—SELECTING
    • H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
    • H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
    • H04Q2209/88—Providing power supply at the sub-station
    • H04Q2209/883—Providing power supply at the sub-station where the sensing device enters an active or inactive mode
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/04—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Time-Division Multiplex Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Způsob sběru dat z komunikačních zařízení v bezdrátových mesh sítích s paketovým přenosem zpráv a uspořádaných pro bezkonfliktní směrování využívá časový multiplex a virtuální směrovací číslo (VRN), uložené ve směrujících komunikačních zařízeních (N) a vyjadřující vzdálenost od řídicího komunikačního zařízení (C). Každá mesh síť zahrnuje alespoň jedno řídicí komunikační zařízení (C), množinu směrujících komunikačních zařízení (N) a množinu senzorických zařízení (S). Každé směrující komunikační zařízení (N) přijímá a ukládá senzorická data asynchronně odesílaná ze senzorických zařízení (S) a po příjmu iniciační zprávy z ,řídicího komunikačního zařízení (C) vybere z jím uložených senzorických dat a nastaví jeden nebo více bitů, které následně slučuje s potvrzovacími sběrnými zprávami přijatými od směrujících komunikačních zařízení (N) s vyšším virtuálním směrovacím číslem (VRN) během potvrzovacího rámce, časově synchronizovaného k rámci iniciačnímu, aby je následně odeslalo v odpovídajícím časovém slotu. Popsaný způsob lze využít pro zefektivnění komunikace v telemetrických sítích.

Description

Způsob sběru dat v bezdrátových mesh sítích a zařízení pro jeho implementaci
Oblast techniky
Předložený vynález se týká způsobu sběru dat ze senzorických komunikačních zařízení v bezdrátových mesh sítích uspořádaných pro bezkonfliktní směrování využívající časový multiplex.
Dosavadní stav techniky
Mesh síť je nejobecnější síťová topologie, ve které může být obecně mezi libovolnými dvěma zařízeními zapojenými v této síti navázáno spojení, to znamená, že tato zařízení mohou spolu navzájem napřímo komunikovat a předávat si zprávy. Mesh síť, kde mezi každými dvěma zařízeními této sítě může být navázáno spojení, se nazývá jako plně propojená mesh síť, v praxi se ovšem podstatně častěji řeší případy, kdy pouze některá zařízení jsou navzájem propojená a mohou spolu navázat spojení.
V bezdrátové mesh síti spolu zařízení komunikují bezdrátově, obvykle v oblasti radiových vln. Přímé spojení mezi dvěma komunikujícími zařízeními je tak obvykle limitováno dosahem těchto zařízení, zařízení mimo dosah spolu nemohou navzájem navázat přímé spojení. Proto jsou zprávy posílány v datových blocích označovaných jako pakety, přičemž pakety v sobě nesou informaci o svém adresátovi a jsou v obecné síti mesh přeposílány od odesílatele postupně z jednoho zařízení na další až k adresátovi. Definování cesty, tedy určování, přes která zařízení budou pakety přeposílány, se označuje jako směrování nebo routování. Cílem směrování je zabezpečit co možná nejspolehlivější a nerychlejší doručení paketu od odesílatele k adresátovi.
Protože v obecné bezdrátové mesh síti není obvykle dopředu známo, která zařízení jsou spolu schopna navázat spojení, je směrování, tedy postupné přeposílání mezi zařízením odesílajícím paket a adresátem paketu, relativně složitý technický a algoritmický problém, především vzhledem k počtu možných cest, jako kombinací různých spojení, přičemž počet celkových možných spojení v síti zahrnující n zařízení je menší nebo roven číslu Nmax danému vztahem Nmax = n * (n - 1) / 2.
Řešení založené na vytvoření funkčního uspořádání obecné bezdrátové mesh sítě a techniky směrování v této síti podle patentu [P1] zaručuje spolehlivé a efektivní doručování zpráv. S počtem komunikačních zařízení připojených do sítě však narůstá doba odezvy a režie při potřebě sběru dat z více zařízení najednou. Tento fakt především pro bateriově napájená zařízení, nejčastěji senzory, vede k vyšší spotřebě energie a následně k omezení doby provozu na baterii u senzorických zařízení.
Řešení představené v patentech [P2] a využívající výhod uspořádané sítě dle [P1] zásadním způsobem zvyšuje časovou efektivitu sběru dat v uspořádaných bezdrátových mesh sítích s paketovým přenosem, s vytvořenou směrovací strukturou a využívající směrové zaplavení. Senzorická bateriově napájená zařízení však obvykle pracují v režimu spánku a do komunikačních režimů se probouzejí pouze v případě potřeby komunikovat, která však u tohoto způsobu sběru dat musí být dopředu naplánována. Technickým omezením s vlivem na energetickou efektivitu senzorického zařízení je v tomto případě nutnost jeho přesného probuzení těsně před příjmem iniciační zprávy, aby senzorické zařízení mohlo zprávu přijmout a vykonat příslušné sekvence. Včasnější probuzení má za následek snížení energetické efektivity vlivem strávení delšího času v energeticky náročném komunikačním režimu, což je u bateriově napájených zařízení nežádoucí, pozdější probuzení naopak vede k nepřijetí iniciační zprávy a k selhání odeslání dat. Přesné časování pak znamená obvykle vyšší ekonomické náklady kvůli nutnosti využití přesných časovačů s velice nízkým odběrem. Navíc, i v případě dosažení
- 1 CZ 310232 B6 přesného časování na senzorických zařízeních může dojít k dalšímu snížení jejich energetické efektivity, například v případě, že je řídicí síťové zařízení (C) zaneprázdněno vykonáváním prioritních příkazů z nadřazeného systému a iniciační paket proto odešle později, než bylo naplánováno. Stejně tak v případě, že iniciační zpráva, například kvůli okolnímu rušení, senzorickému zařízení nedojde. Senzorická zařízení v těchto případech musejí čekat delší dobu v přijímacím režimu, ve kterém je o několik řádu vyšší spotřeba energie než v režimu spánku.
Na řešení [P2] navazuje, ale uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje dále popsaný způsob agregace dat z komunikačních zařízení v bezdrátových mesh sítích s paketovým přenosem zpráv, který optimalizuje energetickou efektivitu bateriově napájených senzorických zařízení.
Na trhu lze najít také principiálně odlišná řešení vysílání a sběru dat ze senzorů založená na zcela jiných principech než jsou uvedená řešení využívající výhod speciálního uspořádání sítě [P1] v kombinaci s procesem řízené hromadné agregace dat. Zmínit lze například řešení popsané dokumentem [P3], kdy senzory vysílají data na základě výzvy od rodičovského uzlu sítě (abstrakce mesh sítě do stromové topologie), nebo řešení [P4] popisující vysílání dat ze senzorů sdružených do clusterů k nim napřímo dedikovaným agregátorům.
Seznam odkazů
[P1] CZ patent č. 305446 Způsob vytvoření funkčního uspořádání obecné bezdrátové mesh sítě komunikačních zařízení s paketovým přenosem zpráv a způsob směrování paketového přenosu zpráv v takto vytvořené síti.
[P2] CZ patent č. 306142 Způsob potvrzování zpráv a/nebo sběru dat komunikačních zařízení s paketovým přenosem zpráv v bezdrátových mesh sítích a způsob zpřístupnění tohoto potvrzování a sběru dat pro vytvoření generické platformy.
[P3] US 2016345317 A1 (LEVESQUE ALAIN PIERRE [US]; DOHERTY LANCE
ROBERT [US]; SIMON JONATHAN NOAH [US]), 24.11.2016
[P4] US 2013016625 A1 (MURIAS RONALD GERALD [CA]; HAYDAR RASHED
[CA]), 17.01.2013
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je způsob sběru dat z komunikačních zařízení v bezdrátových mesh sítích s paketovým přenosem zpráv a uspořádaných pro bezkonfliktní směrování využívající časový multiplex a virtuální směrovací číslo [P1].
Podstata vynálezu spočívá v tom, že směrující zařízení (N) přijímají od senzorických zařízení (S) jimi asynchronně odesílané zprávy se senzorickými daty, ta ukládají do paměti, a v případě přijetí iniciační zprávy je na základě řídicích dat v této zprávě následně slučují s potvrzovacími sběrnými zprávami a odesílají během potvrzovacího rámce, časově synchronizovaného k začátku rámce iniciačního, a to postupně, od směrujících zařízení (N) s nejvyšším virtuálním číslem (VRN) k těm s nejnižším virtuálním směrovacím číslem (VRN). Uvedeným způsobem tak směrující zařízení (N) zajišťují agregaci senzorických dat.
Senzorická zařízení (S) se již neúčastní vlastní agregace dat, svá data odesílají bez výzvy, obvykle v nějakém periodickém režimu, nemusí proto čekat na iniciační zprávu a tento způsob komunikace vede k zásadnímu snížení energetické náročnosti jejich provozu.
Protože se senzorická zařízení (S) neúčastní vlastního sběru dat a uložená senzorická data jsou agregována na směrujících komunikačních zařízeních (N), dochází navíc ke značnému zkrácení
- 2 CZ 310232 B6 doby sběru dat z více zařízení, protože v potvrzovacím rámci není třeba dedikovat časové sloty pro senzorická zařízení (S), ale pouze pro směrující komunikační zařízení (N).
Předmětem vynálezu je také směrující zařízení realizující popsaný způsob sběru dat ze senzorických komunikačních zařízení. Takové zařízení musí obsahovat paměť, která je částečně, nebo celá, vyhrazená pro ukládání přijatých asynchronních senzorických dat, a řídicí jednotku zajišťující interpretaci iniciačních zpráv a agregační logiku.
Objasnění výkresů
Na obr. 1 je znázorněn příklad topologického uspořádání sítě obsahující tři směrující zařízení a šest senzorických zařízení, obr. 2 znázorňuje příklad realizace směrujícího zařízení (repeater) s vyhrazenou pamětí (RAM) a jeho blokové schéma. V tabulce 1: Znázornění agregace, je znázorněn postupný sběr dat a jejich slučování pro příklad topologického uspořádání sítě zobrazeného na obr. 1.
Příklady uskutečnění vynálezu
Předmětem vynálezu je způsob sběru dat ze senzorických komunikačních zařízení v bezdrátových mesh sítích s paketovým přenosem zpráv a uspořádaných pro bezkonfliktní směrování využívající časový multiplex a virtuální směrovací číslo (VRN).
Příklad takového topologického uspořádání je zobrazen na obr.1. Příklad obsahuje řídicí komunikační zařízení (C) a tři směrující komunikační zařízení (N1 až N3) s přidělenými virtuálními směrovacími čísly (R1 až R3) s tím, že plné čáry zobrazují spojení v rámci tohoto topologického uspořádání mesh sítě. Součástí sítě je navíc šest senzorických komunikačních zařízení označených (S1 až S6). V uvedeném příkladu znázorňují přerušované čáry pro každé senzorické zařízení (S1 až S6), která směrující zařízení mohou v tomto topologickém uspořádání přijmout jejich vysílání/data. Senzorická zařízení odesílají aktuální data periodicky, data jsou ukládána do paměti směrujících zařízení v jejich dosahu, přičemž každé směrující komunikační zařízení po příjmu iniciační zprávy, časově relativně synchronizované k začátku rámce, vybere z přijatých senzorických dat uložených ve své paměti požadovaná data, což může být jeden nebo více bitů, přičemž tyto bity následně vloží do sběrné potvrzovací zprávy, adresované řídicímu síťovému zařízení (C). Agregace dat během potvrzovacího rámce se provádí postupně, od směrujících zařízení s vyšším virtuálním směrovacím číslem ke směrujícím zařízením s nižším virtuálním směrovacím číslem. Tímto způsobem dochází k agregaci senzorických dat z jednotlivých senzorických zařízení na směrujících zařízeních, díky kterému v tomto konkrétním případě přináší násobné zkrácení celkového komunikačního rámce oproti řešení [P2]. Pro jednoduchou vizualizaci vlastní agregace dat v topologickém uspořádání dle obrázku obr. 1 je v tabulce tab. 1 nejprve zachycen stav paměti jednotlivých směrujících zařízení před přijetím iniciační zprávy, tedy uložená senzorická data, zde pro názornost ve formě pořadového čísla senzorického zařízení nabývající v příkladu hodnot 1 až 6. Následně jsou zachyceny stavy agregace na jednotlivých směrujících zařízeních postupně po jednotlivých časových slotech potvrzovacího rámce. Směrující zařízení po odvysílání jím agregovaných dat ukončují daný agregační cyklus, v tabulce označeno jako konec.
Doplňkovou informací vloženou do iniciační zprávy může být seznam senzorických, ale také směrujících zařízení, například ve formě bitového pole, jejichž data se mají vybrat, případně může být vložena definice typu dat, která se mají vybrat, například data o teplotě nebo třeba bitová informace o překročení mezní hodnoty nějaké jiné veličiny. V tomto případě se budou na základě této doplňkové informace vybírat a následně agregovat pouze určitá data. To může být výhodné například v případě optimalizací nesourodých telemetrických sítí s různými druhy senzorických zařízení, kdy data ze senzorů určených pro monitorování pomalých dějů není nutné
- 3 CZ 310232 B6 mít k dispozici, a tedy provádět jejich sběr, tak často jako sběr kritických dat.
Doplňkovou informací může být také například požadavek na prodlevu před zahájením potvrzovacího rámce, což může být výhodné například v sítích se směrujícími zařízeními různého výpočetního výkonu pro časovou synchronizaci jednotlivých směrujících zařízení po vykonání výpočetně náročnějších výběrových a agregačních operací, v případě, že by některé směrující komunikační zařízení mohlo kvůli delší době exekuce agregačních operací zpozdit či promeškat svůj příslušný časový slot během potvrzovacího rámce.
Vložením doplňkových informací do iniciační zprávy a jejich následnou interpretací na směrujících zařízeních tak může dojít k dalšímu aplikačnímu zefektivnění telemetrického systému, ke zvýšení rychlosti sběru dat, k menšímu zatížení přenosového kanálu nebo k zajištění vyšší spolehlivosti celého způsobu sběru dat.
Příkladem zařízení implementujícího popsaný způsob sběru dat ze senzorů (S) v bezdrátových mesh sítích může být například směrující komunikační zařízení (N) zobrazené včetně jeho blokového schématu na obrázku obr. 2 a komerčně označované jako repeater, obsahující externí paměť RAM (MEM), plně dedikovanou pro ukládání dat ze senzorických zařízení, a také modul transceiveru, který obsahuje mikrořadič (CPU) interpretující iniciační zprávy a vybírající požadovaná senzorická data pro agregaci z paměti RAM.
Příkladem implementace senzorického zařízení s částečně dedikovanou pamětí může být transceiver modul obsahující kromě mikrořadiče také dostatečně velkou FRAM paměť, která se díky své výhodnosti (životnost 1013 zápisů, rychlý zápis i čtení) využívá nejen pro ukládání dat ze senzorických zařízení, ale proto, že je nevolatilní, využívá se také pro ukládání konfigurace a bezpečnostních informací.
Průmyslová využitelnost
Vynález může být využit pro zefektivnění komunikace v telemetrických sítích. Pro bateriově napájená senzorická zařízení vynález představuje možnost, jak zásadním způsobem zvýšit energetickou efektivitu procesu komunikace, a proto i zásadně prodloužit cyklus výměny baterie. Má nízké nároky na hardwarové zdroje a jeho realizace je ekonomicky zajímavá.

Claims (5)

1. Způsob sběru dat z komunikačních zařízení v bezdrátových mesh sítích s paketovým přenosem zpráv a uspořádaných pro bezkonfliktní směrování využívající časový multiplex a virtuální směrovací číslo (VRN), uložené ve směrujících komunikačních zařízeních (N) a vyjadřující vzdálenost od řídicího komunikačního zařízení (C), kde každá mesh síť zahrnuje alespoň jedno řídicí komunikační zařízení (C), množinu směrujících komunikačních zařízení (N) a množinu senzorických zařízení (S), vyznačující se tím, že každé směrující komunikační zařízení (N) přijímá a ukládá senzorická data asynchronně odesílaná ze senzorických zařízení (S) a po příjmu iniciační zprávy z řídicího komunikačního zařízení (C) vybere z jím uložených senzorických dat a nastaví jeden nebo více bitů, které následně slučuje s potvrzovacími sběrnými zprávami přijatými od směrujících komunikačních zařízení (N) s vyšším virtuálním směrovacím číslem (VRN) během potvrzovacího rámce, časově synchronizovaného k rámci iniciační, aby je následně takto sloučené odeslalo v odpovídajícím časovém slotu tohoto potvrzovacího rámce.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že řídicí komunikační zařízení (C) vloží do iniciační zprávy doplňkové informace, směrující komunikační zařízení (N) tyto doplňkové informace interpretuje a jeden nebo více bitů nastavuje v závislosti na výsledku interpretace.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že potvrzovací rámec může být časově posunut v závislosti na doplňkové informaci vložené do iniciační zprávy řídicím komunikačním zařízením (C).
4. Zařízení pro realizaci způsobu sběru dat podle některého z nároků 1, 2 nebo 3, vyznačující se tím, že zařízení obsahuje paměť (MEMD), jejíž část je vyhrazena pro ukládání přijatých senzorických dat, a která je spojena s řídicí jednotkou (CPU) transceiver modulu, která zajišťuje interpretaci iniciačních zpráv a agregaci dat podle některého z nároků 1, 2 nebo 3.
5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že celá paměť (MEMD) je vyhrazena pro příjem asynchronních senzorických dat.
CZ2020-496A 2020-09-07 2020-09-07 Způsob sběru dat v bezdrátových mesh sítích a zařízení pro jeho implementaci CZ310232B6 (cs)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020-496A CZ310232B6 (cs) 2020-09-07 2020-09-07 Způsob sběru dat v bezdrátových mesh sítích a zařízení pro jeho implementaci
JP2021142496A JP7506038B2 (ja) 2020-09-07 2021-09-01 ワイヤレスメッシュネットワークにおけるデータ収集の方法、及びその実行のためのデバイス
CN202111031251.2A CN114158005A (zh) 2020-09-07 2021-09-03 无线网格网络中的数据收集方法及用于其实现的设备
EP21020452.5A EP3968652B1 (en) 2020-09-07 2021-09-07 Data collection from asynchronous transmissions in wireless mesh networks
ES21020452T ES2976742T3 (es) 2020-09-07 2021-09-07 Recopilación de datos de transmisiones asíncronas en redes de malla inalámbricas
US17/468,567 US11943167B2 (en) 2020-09-07 2021-09-07 Data collection from asynchronous transmissions in wireless mesh networks
JP2023142694A JP2023162391A (ja) 2020-09-07 2023-09-04 ワイヤレスメッシュネットワークにおけるデータ収集の方法、及びその実行のためのデバイス
US18/614,674 US12335671B2 (en) 2020-09-07 2024-03-24 Data collection from asynchronous transmissions in wireless mesh networks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2020-496A CZ310232B6 (cs) 2020-09-07 2020-09-07 Způsob sběru dat v bezdrátových mesh sítích a zařízení pro jeho implementaci

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2020496A3 CZ2020496A3 (cs) 2022-03-16
CZ310232B6 true CZ310232B6 (cs) 2024-12-18

Family

ID=80215892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2020-496A CZ310232B6 (cs) 2020-09-07 2020-09-07 Způsob sběru dat v bezdrátových mesh sítích a zařízení pro jeho implementaci

Country Status (6)

Country Link
US (2) US11943167B2 (cs)
EP (1) EP3968652B1 (cs)
JP (2) JP7506038B2 (cs)
CN (1) CN114158005A (cs)
CZ (1) CZ310232B6 (cs)
ES (1) ES2976742T3 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ310232B6 (cs) 2020-09-07 2024-12-18 MICRORISC s.r.o Způsob sběru dat v bezdrátových mesh sítích a zařízení pro jeho implementaci

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130016625A1 (en) * 2011-07-11 2013-01-17 Srd Innovations Inc. Wireless mesh network and method for remote seismic recording
US20160345317A1 (en) * 2015-05-22 2016-11-24 Linear Technology Corporation Low power sensor node operation for wireless network

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7423985B1 (en) * 2004-06-03 2008-09-09 Jason Lester Hill System for large area telemetry data collection networks
WO2010092532A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method for communicating in a network comprising a batteryless zigbee device, network and device therefor
CZ305446B6 (cs) 2010-11-26 2015-09-23 Microrisc S. R. O. Způsob vytvoření funkčního uspořádání obecné bezdrátové mesh sítě komunikačních zařízení s paketovým přenosem zpráv a způsob směrování paketového přenosu zpráv v takto vytvořené síti
US9247481B2 (en) * 2013-02-04 2016-01-26 Electronics And Telecommunications Research Institute Routing device and method
CZ306142B6 (cs) 2013-08-26 2016-08-17 Microrisc S. R. O. Způsob potvrzování zpráv a/nebo sběru dat komunikačních zařízení s paketovým přenosem zpráv v bezdrátových mesh sítích a způsob zpřístupnění tohoto potvrzování a sběru dat pro vytvoření generické platformy
US10972388B2 (en) * 2016-11-22 2021-04-06 Cisco Technology, Inc. Federated microburst detection
JP6757653B2 (ja) * 2016-11-25 2020-09-23 ミネベアミツミ株式会社 通信システム
JP6965290B2 (ja) * 2019-01-30 2021-11-10 太陽誘電株式会社 無線通信装置、無線通信方法、および無線通信システム
CZ310232B6 (cs) 2020-09-07 2024-12-18 MICRORISC s.r.o Způsob sběru dat v bezdrátových mesh sítích a zařízení pro jeho implementaci

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130016625A1 (en) * 2011-07-11 2013-01-17 Srd Innovations Inc. Wireless mesh network and method for remote seismic recording
US20160345317A1 (en) * 2015-05-22 2016-11-24 Linear Technology Corporation Low power sensor node operation for wireless network

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022044567A (ja) 2022-03-17
US20220077992A1 (en) 2022-03-10
JP2023162391A (ja) 2023-11-08
JP7506038B2 (ja) 2024-06-25
US12335671B2 (en) 2025-06-17
EP3968652B1 (en) 2024-02-07
ES2976742T3 (es) 2024-08-07
EP3968652A1 (en) 2022-03-16
US20240235792A1 (en) 2024-07-11
CN114158005A (zh) 2022-03-08
US11943167B2 (en) 2024-03-26
EP3968652C0 (en) 2024-02-07
CZ2020496A3 (cs) 2022-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101635975B (zh) 无线传感器网络数据收集路由方法及装置
EP2074716B1 (en) Wireless mesh network with locally activated fast active scheduling of wireless messages
KR100936130B1 (ko) 무선 센서 네트워크 시스템
CA2612564A1 (en) Method for data communication of bus users in an open automation system
US20090049215A1 (en) Network unit and programmable controller using the same
EP2169487A1 (en) Industrial controller with coordination of network transmissions using global clock
CN104767598A (zh) 一种用于储能电站现场设备之间的数据传输系统及其方法
Terraneo et al. TDMH-MAC: Real-time and multi-hop in the same wireless MAC
CZ310232B6 (cs) Způsob sběru dat v bezdrátových mesh sítích a zařízení pro jeho implementaci
CN108646650A (zh) 基于ttp通信的电机监控系统及方法
KR20060088994A (ko) 지그비 시스템에서 데이터 송수신 방법 및 그 방법을사용하는 코디네이터 및 디바이스
CN107005936A (zh) 高带宽无线网格网络的电源管理
CN102377678A (zh) 一种数据传输处理方法及装置
CN105050077A (zh) 一种分簇链式无线传感网数据传输方法
US8824333B2 (en) Method and apparatus for full duplex serial shifting mode and switch mode data transmission
JP5050889B2 (ja) データ伝送方法およびデータ伝送装置
CZ35000U1 (cs) Zařízení pro agregaci dat v bezdrátových mesh sítích
CN103312603B (zh) 网络拥塞信息传输方法和装置
da Rocha et al. An Energy-Efficient Process for Optimal Communication Synchronization in Low Power Wireless Smart Sensors
CN107820308A (zh) 数据通信方法及装置
Ma et al. SA-SWS: A Self-Adaptive Sleep/Wake-Up Scheduling Approach for Linear Sensor Networks
US20050117600A1 (en) Communication in a data network
CN112003878B (zh) 一种串行通信装置和系统
JP2005286380A (ja) リング接続による通信システム
Meybodi et al. Content-based Clustering in Flooding-based Routing: The case of Decentralized Control Systems