RU2484586C1 - Communication system for collecting data and method of receiving data in communication system - Google Patents

Communication system for collecting data and method of receiving data in communication system Download PDF

Info

Publication number
RU2484586C1
RU2484586C1 RU2012104747/07A RU2012104747A RU2484586C1 RU 2484586 C1 RU2484586 C1 RU 2484586C1 RU 2012104747/07 A RU2012104747/07 A RU 2012104747/07A RU 2012104747 A RU2012104747 A RU 2012104747A RU 2484586 C1 RU2484586 C1 RU 2484586C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polling
reading
devices
data
commands
Prior art date
Application number
RU2012104747/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Святославович Чухаленко
Владимир Яковлевич Архипкин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Современные беспроводные технологии"
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 Закрытое акционерное общество "Современные беспроводные технологии" filed Critical Закрытое акционерное общество "Современные беспроводные технологии"
Priority to RU2012104747/07A priority Critical patent/RU2484586C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2484586C1 publication Critical patent/RU2484586C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: communication system for collecting data has a distributed network for delivering data to a query initiator device, wherein the distributed network has a plurality of devices for reading parameter values of at least one sensor, a control processor assigned by the query initiator from a number of reading devices, designed to query a plurality of reading devices, wherein the control processor is configured to transmit to the distributed network query commands for a time which overlaps the wakeup period of the reading devices, having an arbitrary wakeup time, receive sensor data, sample said data according to priority and send acknowledgement to the selected reading device, in case of collision, sending negative acknowledgement; the reading devices are designed to receive query commands, transmit data, termination thereof upon receiving acknowledgement, and terminating data transmission upon receiving negative acknowledgement, and resumption thereof after a pseudorandom delay.
EFFECT: high coefficient of utilisation of capacity and reduced power consumption and shorter data collection time.
17 cl, 1 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к сетям, состоящим из беспроводных приемопередающих устройств (узлов), объединяемых посредством беспроводной линии в единую сеть, а также к применяемым в этой сети методам передачи различных видов информации, получаемой от устройств считывания с датчиков, которыми могут быть: полевые устройства, сенсоры, счетчики электроэнергии, газа, воды и т.д., используемых для учета расхода ресурсов.The claimed invention relates to networks consisting of wireless transceivers (nodes), connected via a wireless line into a single network, as well as to methods used in this network for transmitting various types of information received from readers from sensors, which may be: field devices, sensors, counters of electricity, gas, water, etc., used to account for the consumption of resources.

В настоящее время получили широкое распространение использование распределенных и локальных сетей в сфере связи для маршрутизации радиосообщений между процессором управления, устройствами для считывания и датчиками, при этом устройства для считывания (интерфейсы) беспроводной сети поддерживаются в состоянии низкого энергопотребления за исключением периода осуществления связи, при этом до окончания периода связи устройство для считывания работает в режиме полного энергопотребления.Currently, widespread use of distributed and local networks in the field of communications for routing radio messages between the control processor, readers and sensors, while the readers (interfaces) of the wireless network are maintained in a low-power state with the exception of the communication period, while Until the end of the communication period, the reader operates in full power mode.

Метод построения таких сетей включает задание идентифицирующих параметров, которые определяют многоадресные группы интерфейсов для каждой временной сети, и опознавание этих временных сетей, используя упомянутые идентифицирующие параметры. Идентифицирующие параметры для определения многоадресных групп, образующих временную сеть, задают передачей через один из интерфейсов идентифицирующего тестового сообщения и ожиданием в течение определенного времени соответствующего ответного сообщения. Интерфейсы в зависимости от того, входят они или не входят в данную многоадресную группу, посылают соответствующее ответное сообщение или не отвечают на тестовое сообщение.A method for constructing such networks includes specifying identifying parameters that define multicast groups of interfaces for each temporary network, and identifying these temporary networks using the mentioned identifying parameters. Identifying parameters for determining multicast groups forming a temporary network are specified by transmitting an identifying test message through one of the interfaces and waiting for a certain time for the corresponding response message. Interfaces, depending on whether they are included or not included in this multicast group, send the corresponding response message or do not respond to the test message.

Существует несколько типов сбора данных:There are several types of data collection:

1) Дистанционное считывание показаний, называемое «Walk by» («проходя мимо»), в котором человек, снимающий показатели - контролер, снимает показания счетчиков, имеет переносной терминал, оснащенный радио-интерфейсом, по которому показатели собираются в центральном контроллере (RU 2247396 C1, опубл. 27.02.2005).1) Remote reading of readings, called “Walk by” (“passing by”), in which the person taking the indicators - the controller, takes the readings of the meters, has a portable terminal equipped with a radio interface, by which the indicators are collected in the central controller (RU 2247396 C1, publ. 02.27.2005).

В данной системе используются датчики, работающие с периодическим прослушиванием радиоканала, способные прослушивать радиоканал в течение времени, перекрывающего период передачи запросов считывающим устройством, что приводит к повышенному энергопотреблению при нахождении вне зоны действия опрашивающих устройств, постоянно находящихся в активном режиме.This system uses sensors that work with periodic listening to the radio channel, capable of listening to the radio channel for a time overlapping the period of the request transmission by the reading device, which leads to increased power consumption when interrogating devices are constantly in active mode.

2) Дистанционное считывание показаний, основанное на стандартной постоянной сети («fixed network»).2) Remote reading based on a standard fixed network.

Известен способ связи для дистанционного считывания показаний счетчиков, в котором считывание показаний счетчиков контроллерами осуществляется в дециметровом диапазоне UHF, а передача информации между контроллерами осуществляется в метровом диапазоне VHF (WO 2008/107261 A1, опубл. 12.09.2008).There is a communication method for remote reading of meter readings, in which the reading of meter readings by controllers is carried out in the UHF decimeter band, and information transfer between the controllers is carried out in the VHF meter band (WO 2008/107261 A1, publ. 12.09.2008).

Этот метод также приводит к повышенному энергопотреблению при нахождении вне зоны действия опрашивающих устройств.This method also leads to increased power consumption when out of range of interrogating devices.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является автоматическая система учета коммунальных услуг, включающая устройство обработки информации в виде центрального концентратора и связанных с ним по телекоммуникационным каналам промежуточных концентраторов, собирающих информацию с блоков опроса счетчиков. (RU 69653 U1, опубл. 27.12.2007).The closest technical solution to the claimed invention is an automatic utility accounting system, including an information processing device in the form of a central hub and intermediate hubs connected via telecommunication channels that collect information from the meter polling units. (RU 69653 U1, publ. 12/27/2007).

Недостатком известного технического решения является большое количество начальных коллизий (столкновений), возникающих при обработке информации при одновременном ответе нескольких блоков опроса счетчиков, что приводит к снижению пропускной способности радиоканалов и, как следствие, увеличению времени сбора данных; кроме того, блок опроса счетчиков передает только положительное подтверждение без указания от какого устройства принят запрос, и отрицательное подтверждение (коллизия), что приводит к нарушению работы системы; при передаче данных по радиоканалу всегда существует вероятность их искажения по причинам, носящим случайный характер, например из-за помех; в известном решении отсутствует возможность повторной передачи данных в пределах цикла опроса; блоки опроса счетчиков с батарейным питанием, работающие в режиме с периодическим прослушиванием радиоканала, не могут быть обнаружены сразу с начала прослушивания, т.к. должны дождаться начала нового цикла.A disadvantage of the known technical solution is the large number of initial collisions (collisions) that occur during the processing of information with the simultaneous response of several blocks of the interrogation of counters, which reduces the throughput of radio channels and, as a result, increases the time of data collection; in addition, the meter polling unit transmits only a positive confirmation without indicating from which device the request was received, and a negative confirmation (conflict), which leads to disruption of the system; when transmitting data over the air, there is always the possibility of their distortion for reasons of a random nature, for example, due to interference; in the known solution there is no possibility of retransmission of data within the polling cycle; battery-powered meter polling units operating in the periodic listening mode of a radio channel cannot be detected immediately from the start of listening, because must wait for the start of a new cycle.

Технический результат заявленного изобретения заключается в повышении коэффициента использования пропускной способности, уменьшении энергопотребления и времени сбора данных.The technical result of the claimed invention is to increase the utilization rate of bandwidth, reducing power consumption and data collection time.

Сущность изобретения заключается в том, что система связи для сбора данных, содержит распределенную сеть для доставки данных на устройство - инициатор опроса, при этом распределенная сеть содержит множество устройств для считывания значения параметра по меньшей мере, одного датчика, процессор управления, назначаемый инициатором опроса из числа устройств для считывания, предназначен для опроса множества устройств для считывания, при этом процессор управления выполнен с возможностью передачи в распределенную сеть команды опроса на время, которое перекрывает период пробуждения устройств для считывания, имеющих произвольное время пробуждения; приема данных от датчиков, их выбора по приоритету и посылке выбранному устройству для считывания персонального подтверждения, при наличии коллизии - посылки отрицательного подтверждения; устройства для считывания предназначены для приема команды опроса, передачи данных, их прекращения в случае получения персонального подтверждения, и прекращения передачи данных в случае получения отрицательного подтверждения, и возобновления ее через псевдослучайную задержку.The essence of the invention lies in the fact that the communication system for collecting data, contains a distributed network for delivering data to the device - the initiator of the survey, while the distributed network contains many devices for reading the parameter value of at least one sensor, a control processor assigned by the initiator of the survey from the number of devices for reading, designed to interrogate many devices for reading, while the control processor is configured to transmit to the distributed network polling commands for a while I, which covers the awakening period of reading devices having an arbitrary awakening time; receiving data from sensors, their selection by priority and sending to the selected device for reading a personal confirmation, if there is a conflict - sending a negative confirmation; readers are designed to receive a polling command, transmit data, terminate it in the event of receiving a personal confirmation, and stop transmitting data in the event of a negative confirmation, and resume it through a pseudo-random delay.

Приоритет определяется по наиболее высокому уровню принимаемого сигнала команды передачи данных от устройства для считывания.The priority is determined by the highest level of the received signal of the data transmission command from the reader.

Команда опроса включает в себя информацию о последнем опрошенном устройстве, номере цикла опроса, пороговых значениях качества канала и уровня принимаемого сигнала.The polling command includes information about the last polled device, the polling cycle number, channel quality thresholds, and received signal strength.

Команда передачи данных устройства для считывания параметра включает в себя номер устройства для считывания и уровень сигнала, измеренный во время приема команды опроса.The data transmission command of the parameter reading device includes the number of the reading device and the signal level measured at the time of receiving the polling command.

Команда персонального подтверждения опроса включает в себя метку в виде номера устройства для считывания.The personalized polling confirmation command includes a label in the form of the number of the reader.

Отрицательное подтверждение включает в себя указание диапазона уровней принимаемого сигнала, при котором возникла коллизия.Negative acknowledgment includes an indication of the range of levels of the received signal at which a collision has occurred.

Устройства для считывания параметра сконфигурированы для передачи команд и выполнены в виде набора проводных и беспроводных интерфейсов, соединенных шиной и предназначенных для ретрансляции запроса на выполнение опроса, команды опроса, команд передачи данных и команд о подтверждении/не подтверждении.Devices for reading a parameter are configured to transmit commands and are made in the form of a set of wired and wireless interfaces connected by a bus and designed to relay a request for polling, a polling command, data transmission commands, and confirmation / non-confirmation commands.

Любой интерфейс может быть инициатором цикла опроса, от которого по шине передается запрос на опрос.Any interface can initiate a polling cycle, from which a polling request is transmitted on the bus.

Фактом опроса всех устройств для считывания является отсутствие команд передачи данных в течение заданного времени.The fact of the interrogation of all devices for reading is the lack of data transmission commands for a given time.

Процессор управления уменьшает паузы между командами опроса в случае отсутствия приема команд передачи данных от устройств для считывания.The control processor reduces pauses between polling commands in the absence of receiving data transmission commands from reading devices.

При этом способ для приема данных в системе связи заключается в том, что устройство - инициатор опроса передает в процессор управления запрос на выполнение опроса, процессор управления передает на распределенную сеть доставки данных, состоящую из устройств для считывания параметра, команды опроса на время, которое перекрывает период пробуждения устройств для считывания, имеющих произвольное время пробуждения; все устройства для считывания, получившие команду опроса, передают свои данные, в процессоре управления при получении данных выбирается команда от устройства для считывания по приоритету; опрошенному устройству для считывания посылается персональное подтверждение, после чего оно прекращает передачу данных, все остальные устройства для считывания продолжают передавать данные до получения персональных подтверждений; при наличии коллизии, возникающей при приеме сигналов с одинаковыми приоритетами, посылается отрицательное подтверждение, устройства для считывания, получившие отрицательное подтверждение, прекращают посылать данные и возобновляют посылку после псевдослучайной задержки.The method for receiving data in a communication system consists in the fact that the polling initiating device transmits a polling request to the control processor, the control processor transmits to the distributed data delivery network, consisting of devices for reading a parameter, a polling command for a time that overlaps the awakening period of reading devices having an arbitrary awakening time; all readers for receiving a polling command transmit their data, in the control processor, when receiving data, a command is selected from the reader for priority; a personal confirmation is sent to the interrogated reader, after which it stops the data transfer, all other readers continue to transmit data until personal confirmations are received; if there is a collision when receiving signals with the same priorities, a negative acknowledgment is sent, the reading devices that have received a negative acknowledgment stop sending data and resume sending after a pseudo-random delay.

Приоритет определяется по наиболее высокому уровню принимаемого сигнала команды передачи данных от устройства для считывания.The priority is determined by the highest level of the received signal of the data transmission command from the reader.

Команда опроса включает в себя информацию о последнем опрошенном устройстве, номере цикла опроса, пороговых значениях качества канала и уровня принимаемого сигнала.The polling command includes information about the last polled device, the polling cycle number, channel quality thresholds, and received signal strength.

Команда передачи данных устройства для считывания параметра включает в себя номер устройства для считывания и уровень сигнала, измеренный во время приема команды опроса.The data transmission command of the parameter reading device includes the number of the reading device and the signal level measured at the time of receiving the polling command.

Команда персонального подтверждения опроса включает в себя метку в виде номера устройства для считывания.The personalized polling confirmation command includes a label in the form of the number of the reader.

Отрицательное подтверждение включает в себя указание диапазона уровней принимаемого сигнала, при котором возникла коллизия.Negative acknowledgment includes an indication of the range of levels of the received signal at which a collision has occurred.

Устройства для считывания параметра сконфигурированы для передачи команд и выполнены в виде набора проводных и беспроводных интерфейсов, соединенных шиной и предназначенных для ретрансляции запроса на выполнение опроса, команды опроса, команд передачи данных и команд о подтверждении/не подтверждении.Devices for reading a parameter are configured to transmit commands and are made in the form of a set of wired and wireless interfaces connected by a bus and designed to relay a request for polling, a polling command, data transmission commands, and confirmation / non-confirmation commands.

Любой интерфейс может быть инициатором цикла опроса, от которого по шине передается запрос на опрос.Any interface can initiate a polling cycle, from which a polling request is transmitted on the bus.

Фактом опроса всех устройств для считывания является отсутствие команд передачи данных в течение заданного времени.The fact of the interrogation of all devices for reading is the lack of data transmission commands for a given time.

Процессор управления уменьшает паузы между командами опроса в случае отсутствия приема команд передачи данных от устройства для считывания.The control processor reduces pauses between polling commands in the absence of receiving data transmission commands from the reader.

Роли процессора управления и устройств для считывания значения параметра задаются устройством - инициатором опроса для каждого цикла опроса.The roles of the control processor and devices for reading the parameter value are set by the device initiating the survey for each poll cycle.

Устройства визуализируются своим серийным номером, а уровни принимаемого сигнала отображаются с помощью переменного цветового фона, на котором отображаются серийные номера устройств.Devices are visualized by their serial number, and the levels of the received signal are displayed using a variable color background, which displays the serial numbers of the devices.

Структура радиосети отображается клетками произвольного расположения с серийными номерами устройств внутри клеток, а количество ретрансляторов от точки доступа до устройства отображается с помощью цветового фона клеток с серийными номерами устройств.The structure of the radio network is displayed by cells of arbitrary arrangement with serial numbers of devices inside the cells, and the number of repeaters from the access point to the device is displayed using the color background of cells with serial numbers of devices.

На фиг.1 представлена структурная схема системы связи для сбора данных.Figure 1 presents the structural diagram of a communication system for collecting data.

Распределенная беспроводная сеть 1, имеет в общей сложности N узлов 2, где N=1, 2, 3 и т.д. Каждый узел 2 состоит из устройства 3 для считывания значения параметра датчика 4, каждый из которых имеет принимающее средство для приема сигнала, передаваемого передающим средством устройства 3, и передающее средство для передачи сигнала, содержащего информацию о величине зафиксированного значения искомого параметра, принимаемого устройством 3. Устройство 3 для считывания значения параметра является интерфейсом, который выполняет функции ретранслятора, и сконфигурировано для передачи команд, адресованных другим устройствам 3, по двухстороннему радиоканалу 7. Устройство - инициатор опроса 5 является шлюзом между микропроцессорной системой управления и распределенной беспроводной сетью 1. Процессором 6 управления может быть назначено любое устройство 3 для считывания. Устройство 3 для считывания в каждом узле соединено шиной 10 с одним или несколькими датчиками 4.The distributed wireless network 1 has a total of N nodes 2, where N = 1, 2, 3, etc. Each node 2 consists of a device 3 for reading the value of the parameter of the sensor 4, each of which has a receiving means for receiving a signal transmitted by the transmitting means of the device 3, and transmitting means for transmitting a signal containing information about the value of the fixed value of the desired parameter received by the device 3. A device 3 for reading a parameter value is an interface that performs the functions of a repeater, and is configured to transmit commands addressed to other devices 3, two 7. The radio apparatus of thoron - poll initiator 5 is the gateway between the microprocessor and the distributed wireless network system 1. Control Processor 6 can be assigned to any device 3 for reading. The reader 3 in each node is connected by a bus 10 with one or more sensors 4.

В качестве датчиков 4 используют счетчики воды, газа, электричества, тепла и т.д. Обмен данными осуществляется между устройствами 3 и 5 по двустороннему радиоканалу 7 с использованием частотной модуляции. Устройства 3 питаются от сети переменного тока или от автономного источника, при этом все устройства 3 находятся в спящем режиме с кратковременным пробуждением для считывания данных с датчиков; причем момент пробуждения каждого из устройств 3 - произвольный, поэтому постоянной синхронизации времени пробуждения не требуется. После пробуждения одного из запрошенных устройств 3, оно ретранслирует команду пробуждения следующему устройству 3 и т.д.As sensors 4 use meters of water, gas, electricity, heat, etc. Data is exchanged between devices 3 and 5 on a two-way radio channel 7 using frequency modulation. Devices 3 are powered by an alternating current network or an autonomous source, while all devices 3 are in sleep mode with short-term waking up to read data from sensors; moreover, the moment of awakening of each of the devices 3 is arbitrary, therefore, constant synchronization of the time of awakening is not required. After waking up one of the requested devices 3, it relays the wake-up command to the next device 3, etc.

Система связи для сбора данных начинает передачу информационного пакета, содержащего адрес одного из устройств 3 для считывания, которое назначено выполнять функции процессора управления 6 в данном цикле опроса. Процессор управления 6 передает безадресные команды опроса 8 другим устройствам 3 для считывания в течение времени, перекрывающего период пробуждения устройств 3.A communication system for collecting data starts transmitting an information packet containing the address of one of the reading devices 3, which is assigned to perform the functions of the control processor 6 in this polling cycle. The control processor 6 transmits the addressless polling commands 8 to other devices 3 for reading during a time spanning the awakening period of the devices 3.

Команда опроса 8 устройств 3 включает в себя информацию о последнем опрашиваемом устройстве 3, номере цикла опроса, пороговых значениях качества канала и уровне (приоритете) принятой команды. Все устройства 3, получившие команду опроса, передают считанные с датчика 4 в период пробуждения данные одновременно. Команда передачи данных 9 устройства 3 для считывания параметра включает в себя считанные данные, а также номер устройства для считывания.The polling command 8 of devices 3 includes information about the last polled device 3, the number of the polling cycle, threshold channel quality values and the level (priority) of the received command. All devices 3 that have received a polling command transmit the data read from the sensor 4 during the waking period at the same time. The data transfer command 9 of the parameter reading device 3 includes the read data, as well as the number of the reading device.

При приеме процессором 6 команды передачи данных 9 устройству 3 посылают подтверждение приема. Команда подтверждения приема 8 включает в себя метку в виде идентификационного номера этого устройства 3. Устройство 3, принявшее подтверждение, прекращает выдавать ответы в текущем цикле. В результате этого в цикле опроса уменьшается количество отвечающих устройств 3.When the processor 6 receives the data transfer command 9, the device 3 sends an acknowledgment. The acknowledgment command 8 includes a label in the form of the identification number of this device 3. The device 3, which has received the acknowledgment, stops issuing responses in the current cycle. As a result of this, the number of responding devices 3 decreases in the polling cycle.

При обнаружении коллизии процессором 6 измеряется уровень этих принимаемых сигналов и передается измеренное значение уровня в очередной команде опроса, при этом предполагается, что в режиме запрос-ответ уровни принимаемого сигнала в обоих направлениях одинаковые. Устройства 3, создавшие коллизию, отвечают на запросы с разной задержкой. Устройства 3, у которых уровень принимаемого сигнала находится в пределах заданного диапазона, распознают данное состояние как коллизию, возникшую по их вине. Единственным способом устранения коллизии от устройств 3 с близким уровнем, является разнесение их ответов во времени.When a collision is detected by the processor 6, the level of these received signals is measured and the measured level value is transmitted in the next polling command, it is assumed that in the request-response mode the received signal levels in both directions are the same. Devices 3 that create a collision respond to requests with different latencies. Devices 3, in which the level of the received signal is within a given range, recognize this condition as a collision that arose through their fault. The only way to eliminate the collision from devices 3 with a similar level is the diversity of their responses in time.

При наличии коллизии, возникающей при приеме сигналов с одинаковыми приоритетами (уровнями сигнала), посылается отрицательное подтверждение, устройства 3 для считывания, получившие отрицательное подтверждение, прекращают посылать данные и возобновляют посылку после псевдослучайной задержки.If there is a collision when receiving signals with the same priorities (signal levels), a negative acknowledgment is sent, the reading devices 3 that have received a negative acknowledgment stop sending data and resume sending after a pseudo-random delay.

При этом отрицательное подтверждение включает в себя указание диапазона уровней сигнала команды передачи данных, при котором возникла коллизия.In this case, a negative confirmation includes an indication of the signal level range of the data transmission command at which a collision occurred.

С этого момента устройства 3, создавшие коллизию, пропускают определенное количество запросов процессора 6, которое определяется двумя младшими разрядами десятичного серийного идентификационного номера, после чего снова отвечают на запрос процессора 6. В случае возникновения повторной коллизии количество пропускаемых запросов определяется следующими разрядами серийного идентификационного номера и т.д. Во время пауз, возникающих при устранении коллизий, выполняется прием ответов от других устройств 3 с меньшим уровнем сигнала, что приводит к более эффективному использованию пропускной способности радиоканала.From this moment, the devices 3 that created the collision miss a certain number of requests from processor 6, which is determined by the two least significant digits of the decimal serial identification number, and then again respond to the request from processor 6. In the event of a repeated collision, the number of missed requests is determined by the following bits of the serial identification number and etc. During pauses arising from the elimination of collisions, the response is received from other devices 3 with a lower signal level, which leads to a more efficient use of the bandwidth of the radio channel.

Устранение коллизий в точке приема в процессоре 6, возникающих при одновременном ответе нескольких устройств 3, основано на использовании известного в радиотехнике явления захвата, состоящего в избирательном приеме одного из группы одновременно поступающих на вход сигналов. Явление захвата проявляется в успешном приеме сигнала, мощность которого превышает на требуемую величину суммарную мощность остальных конкурирующих сигналов, таким образом, все множество окружающих устройств разбивается на несколько десятков поддиапазонов, различающихся по уровню принимаемого сигнала, при этом коллизии возникают только внутри поддиапазонов. Таким образом, в процессе обнаружения большого количества устройств 3 количество возможных коллизий оказывается существенно меньше, чем при использовании известных методов.The elimination of collisions at the receiving point in the processor 6 arising from the simultaneous response of several devices 3 is based on the use of the capture phenomenon known in radio engineering, consisting in the selective reception of one of a group of signals simultaneously input to the input. The capture phenomenon is manifested in the successful reception of a signal whose power exceeds the required total power of the remaining competing signals by the required value; thus, the entire set of surrounding devices is divided into several tens of subbands that differ in the level of the received signal, while collisions occur only within the subbands. Thus, in the process of detecting a large number of devices 3, the number of possible collisions is significantly less than when using known methods.

Цикл опроса выполняется заданное время или может закончиться досрочно при заполнении приемного буфера процессора 6, далее ответ со списком обнаруженных устройств 3 и уровней принимаемого сигнала передается в устройство - инициатор опроса 5 по цепочке ретрансляторов в обратной последовательности по радиоканалу 7.The polling cycle runs for a predetermined time or may end ahead of schedule when the receive buffer of processor 6 is full, then a response with a list of detected devices 3 and received signal levels is transmitted to the polling initiator 5 through the relay chain in the reverse sequence via radio channel 7.

Цикл опроса выполняется для каждого устройства 3, результаты используются для поиска других устройств 3 и автоматического построения маршрутов с контролем уровней сигналов между устройствами 3.A polling cycle is performed for each device 3, the results are used to search for other devices 3 and automatically build routes with control of signal levels between devices 3.

В команде опроса процессором 6 передается серийный номер устройства 3, называемый меткой в качестве подтверждения об обнаружении.In the polling command, the processor 6 transmits the serial number of the device 3, called the label as confirmation of detection.

В команде опроса передаются также значения качества принимаемого сигнала для фильтрации маршрутов с плохим качеством и значение уровня принимаемого сигнала для фильтрации устройств 3, создающих коллизию из-за близких уровней принимаемого сигнала.The polling command also transmits the received signal quality values for filtering routes with poor quality and the received signal level value for filtering devices 3, which create a collision due to close levels of the received signal.

Для запуска очередного цикла опроса используется последовательная нумерация циклов. При приеме команды опроса 8 с другим номером все устройства 3 возобновляют передачу ответов 9. Таким образом, устройства 3, выведенные из спящего режима командой опроса, не ждут начала очередного цикла, а начинают отвечать в текущем цикле, что приводит уменьшению потребляемой энергии.To start the next polling cycle, sequential numbering of cycles is used. Upon receipt of a polling command 8 with a different number, all devices 3 resume the transmission of responses 9. Thus, devices 3 that are woken up by the polling command do not wait for the next cycle to begin, but begin to respond in the current cycle, which leads to a decrease in energy consumption.

Все устройства 3 могут отвечать на запросы процессора 6 синхронно, используя одинаковый код доступа (access code), который в этом случае распознается без ошибок даже при наложении сигналов с одинаковым уровнем. Это позволяет определить факт отсутствия ответа от устройств 3 на начальной стадии приема и не тратить время на прием отсутствующих ответов. В случае отсутствия ответов от устройств 3 из-за их асинхронного выхода в кратковременный режим прослушивания радиоканала процессор 6 увеличивает частоту передачи команд опроса путем уменьшения пауз между запросами.All devices 3 can respond to requests from processor 6 synchronously using the same access code, which in this case is recognized without errors even when superimposing signals with the same level. This allows you to determine the fact of the absence of a response from devices 3 at the initial stage of reception and not to waste time on receiving missing answers. In the absence of responses from devices 3 due to their asynchronous exit to short-term listening to the radio channel, processor 6 increases the frequency of transmission of polling commands by reducing the pauses between requests.

Это позволяет уменьшить время прослушивания радиоканала и сократить энергопотребление. В отличие от измерения уровня принимаемого сигнала обнаружение ответа устройств 3 по коду доступа обеспечивает правильный результат во всем диапазоне принимаемых уровней сигналов, особенно при работе на предельной чувствительности приемника процессора 6.This allows you to reduce the listening time of the radio channel and reduce power consumption. In contrast to measuring the level of the received signal, detecting the response of devices 3 by the access code provides the correct result in the entire range of received signal levels, especially when operating at the maximum sensitivity of the receiver of the processor 6.

Если количество окружающих устройств 3 превышает размер приемного буфера процессора 6, то цикл опроса может быть продолжен путем повторной подачи из устройства - инициатора опроса 5 запроса на выполнение опроса с тем же номером цикла.If the number of surrounding devices 3 exceeds the size of the receive buffer of processor 6, then the polling cycle can be continued by re-submitting from the polling initiator 5 a request for polling with the same cycle number.

Условием, подтверждающим факт обнаружения всех окружающих устройств 3, является отсутствие ответов 9 на команды опроса 8 в течение заданного времени. Для запуска следующего цикла опроса изменяется номер цикла.A condition confirming the discovery of all surrounding devices 3 is the absence of responses 9 to the polling commands 8 for a given time. To start the next polling cycle, the cycle number is changed.

Для удобства анализа структура радиосети отображается клетками произвольного расположения с серийными номерами устройств внутри клеток, а количество ретрансляторов от точки доступа до устройства отображается с помощью цветового фона клеток с серийными номерами устройств. Цвет ячейки с номером устройства 3 указывает на количество ретрансляторов между ним и устройством - инициатором опроса 5: цвет меняется от теплых тонов до холодных, что упрощает естественное восприятие результатов.For ease of analysis, the radio network structure is displayed by cells of arbitrary arrangement with serial numbers of devices inside the cells, and the number of repeaters from the access point to the device is displayed using the color background of cells with serial numbers of devices. The color of the cell with device number 3 indicates the number of repeaters between it and the device initiating the survey 5: the color changes from warm to cold tones, which simplifies the natural perception of the results.

Для удобства анализа результатов измерения уровней сигнала относительно выбранного устройства 6, все остальные ответившие ему устройства 3 выделяются определенным цветом в зависимости от измеренного уровня принимаемого сигнала, при уменьшении уровня принимаемого сигнала цвет меняется от теплых тонов до холодных, вместе с номером устройства в клетках отображается цифровое значение измеренного уровня. Не ответившие устройства помечаются серым цветом.For the convenience of analyzing the results of measuring signal levels relative to the selected device 6, all other devices 3 responding to it are highlighted in a certain color depending on the measured level of the received signal, when the level of the received signal decreases, the color changes from warm to cold tones, along with the device number in the cells displays a digital value of the measured level. Unanswered devices are grayed out.

Claims (23)

1. Система связи для сбора данных, содержащая распределенную сеть для доставки данных на устройство - инициатор опроса, при этом распределенная сеть содержит множество устройств для считывания значения параметра по меньшей мере одного датчика, процессор управления, назначаемый инициатором опроса из числа устройств для считывания, предназначен для опроса множества устройств для считывания, отличающаяся тем, что процессор управления выполнен с возможностью передачи в распределенную сеть команды опроса на время, которое перекрывает период пробуждения устройств для считывания, имеющих произвольное время пробуждения; приема данных от датчиков, их выбора по приоритету и посылке выбранному устройству для считывания персонального подтверждения, при наличии коллизии - посылки отрицательного подтверждения; устройства для считывания предназначены для приема команды опроса, передачи данных, их прекращения в случае получения персонального подтверждения, и прекращения передачи данных в случае получения отрицательного подтверждения, и возобновления ее через псевдослучайную задержку.1. A communication system for collecting data, comprising a distributed network for delivering data to a polling initiator device, wherein the distributed network contains a plurality of devices for reading a parameter value of at least one sensor, a control processor designated by the polling initiator from among the reading devices is intended for polling a plurality of reading devices, characterized in that the control processor is adapted to transmit polling commands to a distributed network for a time that overlaps d awakening reader having an arbitrary time awakening; receiving data from sensors, their selection by priority and sending to the selected device for reading a personal confirmation, if there is a conflict - sending a negative confirmation; readers are designed to receive a polling command, transmit data, terminate it in the event of receiving a personal confirmation, and stop transmitting data in the event of a negative confirmation, and resume it through a pseudo-random delay. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что приоритет определяется по наиболее высокому уровню принимаемого сигнала команды передачи данных от устройства для считывания.2. The system according to claim 1, characterized in that the priority is determined by the highest level of the received signal of the data transmission command from the reader. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что команда опроса включает в себя информацию о последнем опрошенном устройстве, номере цикла опроса, пороговых значениях качества канала и уровне принимаемого сигнала.3. The system according to claim 1, characterized in that the polling command includes information about the last polled device, the number of the polling cycle, threshold channel quality and the level of the received signal. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что команда передачи данных устройства для считывания параметра включает в себя номер устройства для считывания и уровень сигнала, измеренный во время приема команды опроса.4. The system according to claim 1, characterized in that the data transmission command of the device for reading the parameter includes the number of the device for reading and the signal level measured while receiving the polling command. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что команда персонального подтверждения опроса включает в себя метку в виде номера устройства для считывания.5. The system according to claim 1, characterized in that the personal survey confirmation command includes a label in the form of the number of the reader. 6. Система по п.1, отличающаяся тем, что отрицательное подтверждение включает в себя указание диапазона уровней принимаемого сигнала, при котором возникла коллизия.6. The system according to claim 1, characterized in that the negative acknowledgment includes an indication of the range of levels of the received signal at which a collision has occurred. 7. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройства для считывания параметра сконфигурированы для передачи команд и выполнены в виде набора проводных и беспроводных интерфейсов, соединенных шиной и предназначенных для ретрансляции запроса на выполнение опроса, команды опроса, команд передачи данных и команд о подтверждении/не подтверждении.7. The system according to claim 1, characterized in that the device for reading a parameter is configured to transmit commands and is made in the form of a set of wired and wireless interfaces connected by a bus and designed to relay a request for polling, a polling command, data transfer commands and commands about confirmation / non-confirmation. 8. Система по п.7, отличающаяся тем, что любой интерфейс может быть инициатором цикла опроса, от которого по шине передается запрос на опрос.8. The system according to claim 7, characterized in that any interface can initiate a polling cycle from which a polling request is transmitted via the bus. 9. Система по п.1, отличающаяся тем, что фактом опроса всех устройств для считывания является отсутствие команд передачи данных в течение заданного времени.9. The system according to claim 1, characterized in that the fact of polling all the reading devices is the absence of data transmission commands for a given time. 10. Система по п.1, отличающаяся тем, что процессор управления уменьшает паузы между командами опроса в случае отсутствия приема команд передачи данных от устройств для считывания.10. The system according to claim 1, characterized in that the control processor reduces pauses between the polling commands in the absence of receiving data transmission commands from reading devices. 11. Способ для приема данных в системе связи, заключающийся в том, что устройство - инициатор опроса передает в процессор управления запрос на выполнение опроса, процессор управления передает на распределенную сеть доставки данных, состоящую из устройств для считывания параметра, команду опроса на время, которое перекрывает период пробуждения устройств для считывания, имеющих произвольное время пробуждения; все устройства для считывания, получившие команду опроса, передают свои данные, в процессоре управления при получении данных выбирается команда от устройства для считывания по приоритету; опрошенному устройству для считывания посылается персональное подтверждение, после чего оно прекращает передачу данных, все остальные устройства для считывания продолжают передавать данные до получения персональных подтверждений; при наличии коллизии, возникающей при приеме сигналов с одинаковыми приоритетами, посылается отрицательное подтверждение, устройства для считывания, получившие отрицательное подтверждение, прекращают посылать данные и возобновляют посылку после псевдослучайной задержки.11. A method for receiving data in a communication system, the device initiating a survey transmits a request to perform a survey to the control processor, the control processor transmits to the distributed data delivery network, consisting of devices for reading a parameter, a polling command for a time that covers the waking period of reading devices having an arbitrary waking time; all readers for receiving a polling command transmit their data, in the control processor, when receiving data, a command is selected from the reader for priority; a personal confirmation is sent to the interrogated reader, after which it stops the data transfer, all other readers continue to transmit data until personal confirmations are received; if there is a collision when receiving signals with the same priorities, a negative acknowledgment is sent, the reading devices that have received a negative acknowledgment stop sending data and resume sending after a pseudo-random delay. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что приоритет определяется по наиболее высокому уровню принимаемого сигнала команды передачи данных от устройства для считывания.12. The method according to claim 11, characterized in that the priority is determined by the highest level of the received signal of the data transmission command from the reading device. 13. Способ по п.11, отличающийся тем, что команда опроса включает в себя информацию о последнем опрошенном устройстве, номере цикла опроса, пороговых значениях качества канала и уровня принимаемого сигнала.13. The method according to claim 11, characterized in that the polling command includes information about the last polled device, the number of the polling cycle, threshold values of the channel quality and the level of the received signal. 14. Способ по п.11, отличающийся тем, что команда передачи данных устройства для считывания параметра включает в себя номер устройства для считывания и уровень сигнала, измеренный во время приема команды опроса.14. The method according to claim 11, characterized in that the data transmission command of the device for reading the parameter includes the number of the device for reading and the signal level measured while receiving the polling command. 15. Способ по п.11, отличающийся тем, что команда персонального подтверждения опроса включает в себя метку в виде номера устройства для считывания.15. The method according to claim 11, characterized in that the personal survey confirmation command includes a label in the form of the number of the reader. 16. Способ по п.11, отличающийся тем, что отрицательное подтверждение включает в себя указание диапазона уровней принимаемого сигнала, при котором возникла коллизия.16. The method according to claim 11, characterized in that the negative acknowledgment includes an indication of the range of levels of the received signal at which a collision has occurred. 17. Способ по п.11, отличающийся тем, что устройства для считывания параметра сконфигурированы для передачи команд и выполнены в виде набора проводных и беспроводных интерфейсов, соединенных шиной и предназначенных для ретрансляции запроса на выполнение опроса, команды опроса, команд передачи данных и команд о подтверждении/не подтверждении.17. The method according to claim 11, characterized in that the device for reading a parameter is configured to transmit commands and is made in the form of a set of wired and wireless interfaces connected by a bus and designed to relay a request for a survey, a polling command, data transmission commands and commands about confirmation / non-confirmation. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что любой интерфейс может быть инициатором цикла опроса, от которого по шине передается запрос на опрос.18. The method according to 17, characterized in that any interface can initiate a polling cycle, from which a polling request is transmitted on the bus. 19. Способ по п.11, отличающийся тем, что фактом опроса всех устройств для считывания является отсутствие команд передачи данных в течение заданного времени.19. The method according to claim 11, characterized in that the fact of polling all the reading devices is the absence of data transmission commands for a given time. 20. Способ по п.11, отличающийся тем, что процессор управления уменьшает паузы между командами опроса в случае отсутствия приема команд передачи данных от устройства для считывания.20. The method according to claim 11, characterized in that the control processor reduces pauses between the polling commands in the absence of receiving data transmission commands from the reader. 21. Способ по п.11, отличающийся тем, что роли процессора управления и устройств для считывания значения параметра задаются устройством - инициатором опроса для каждого цикла опроса.21. The method according to claim 11, characterized in that the roles of the control processor and devices for reading the parameter value are set by the device initiating the survey for each poll cycle. 22. Способ по п.11, отличающийся тем, что устройства визуализируются своим серийным номером, а уровни принимаемого сигнала отображаются с помощью переменного цветового фона, на котором отображаются серийные номера устройств.22. The method according to claim 11, characterized in that the devices are visualized by their serial number, and the levels of the received signal are displayed using a variable color background on which the serial numbers of the devices are displayed. 23. Способ по п.11, отличающийся тем, что структура радиосети отображается клетками произвольного расположения с серийными номерами устройств внутри клеток, а количество ретрансляторов от инициатора опроса до устройства отображается с помощью цветового фона клеток с серийными номерами устройств. 23. The method according to claim 11, characterized in that the radio network structure is displayed by cells of arbitrary arrangement with serial numbers of devices inside the cells, and the number of repeaters from the polling initiator to the device is displayed using the color background of cells with serial numbers of devices.
RU2012104747/07A 2012-02-10 2012-02-10 Communication system for collecting data and method of receiving data in communication system RU2484586C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104747/07A RU2484586C1 (en) 2012-02-10 2012-02-10 Communication system for collecting data and method of receiving data in communication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012104747/07A RU2484586C1 (en) 2012-02-10 2012-02-10 Communication system for collecting data and method of receiving data in communication system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2484586C1 true RU2484586C1 (en) 2013-06-10

Family

ID=48785877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012104747/07A RU2484586C1 (en) 2012-02-10 2012-02-10 Communication system for collecting data and method of receiving data in communication system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2484586C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2247396C1 (en) * 2003-08-01 2005-02-27 Лачков Виталий Александрович Arrangement for measuring flow rates and power consumption
RU69653U1 (en) * 2005-12-26 2007-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" AUTOMATED SYSTEM OF ACCOUNTING HOUSING AND COMMUNAL SERVICES, ACCOUNTING AND PROVISION OF INFORMATION SERVICES AND COMMUNICATION SERVICES
WO2008107261A1 (en) * 2007-02-22 2008-09-12 Actaris Sas Method of linking for remote reading of meters

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2247396C1 (en) * 2003-08-01 2005-02-27 Лачков Виталий Александрович Arrangement for measuring flow rates and power consumption
RU69653U1 (en) * 2005-12-26 2007-12-27 Общество с ограниченной ответственностью "Межотраслевое юридическое агентство "Юрпромконсалтинг" AUTOMATED SYSTEM OF ACCOUNTING HOUSING AND COMMUNAL SERVICES, ACCOUNTING AND PROVISION OF INFORMATION SERVICES AND COMMUNICATION SERVICES
WO2008107261A1 (en) * 2007-02-22 2008-09-12 Actaris Sas Method of linking for remote reading of meters

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9367718B2 (en) Methods for enabling low-power RFID communication
CN105934976B (en) The method, apparatus and master-slave network electricity-saving system of master-slave network suspend mode and wake-up
CN102017527A (en) Wake-up apparatus and wake-up method for a low power sensor node
RU2014102283A (en) WIRELESS DETECTION NETWORK AND METHOD FOR ITS FUNCTIONING
US10820070B2 (en) Method for transmitting data
CN107409271A (en) The system and method that communication is provided based on cyclic beacon signal in wireless sensor network
CN106332248B (en) Low-power-consumption meter reading method and system
US20140293855A1 (en) Wireless communication system and wireless router
CN102340173A (en) Wireless multi-point equalized low-power-consumption power monitoring system and method
US20080070547A1 (en) Method for Radio Transmission in a Radio Cell of an Alarm System
WO2015148065A1 (en) Systems and methods for optimizing power consumption associated with processing group addressed messages
CN103743436A (en) Remote control environment monitoring system, and method for realizing environment and system inspection
KR102258309B1 (en) Wakeup radio systems and methods based on backscatter wakeup radio
CN111372215A (en) LORA-based single-channel synchronous information acquisition system and method
CN104506645A (en) Data collection terminal for Internet of Things and communication method and communication system of data collection terminal
RU2484586C1 (en) Communication system for collecting data and method of receiving data in communication system
JP2009294706A (en) Radio automatic meter-reading system
CN105225454A (en) A kind of multi-object off-line data collecting method and system thereof
CN213847030U (en) Wireless communication system of vehicle detector
CN111212395B (en) Sensor data transmission method and system based on low-power-consumption Bluetooth module
CN210670113U (en) Power grid equipment operation and detection system
KR101519638B1 (en) Method of transmitting/receiving low power data for m2m bi-directional remote meter reading system
CN106157568A (en) A kind of Novel intelligent home security protection wireless alarm system
CN215930948U (en) Water quality monitoring data acquisition device
CN109506798A (en) A kind of contact temperature of high-voltage switch cabinet monitoring system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140211

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150110

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20151019