RU2736332C1 - Способ организации подключения к сети опорных датчиков по информационному каналу - Google Patents

Способ организации подключения к сети опорных датчиков по информационному каналу Download PDF

Info

Publication number
RU2736332C1
RU2736332C1 RU2019145275A RU2019145275A RU2736332C1 RU 2736332 C1 RU2736332 C1 RU 2736332C1 RU 2019145275 A RU2019145275 A RU 2019145275A RU 2019145275 A RU2019145275 A RU 2019145275A RU 2736332 C1 RU2736332 C1 RU 2736332C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
data
network
remote station
reference sensors
remote
Prior art date
Application number
RU2019145275A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Львович Баденко
Александр Александрович Федотов
Андрей Андреевич Антонов
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ")
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ") filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" (ФГАОУ ВО "СПбПУ")
Priority to RU2019145275A priority Critical patent/RU2736332C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2736332C1 publication Critical patent/RU2736332C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C8/00—Arrangements for selecting an address in a digital store
    • G11C8/04—Arrangements for selecting an address in a digital store using a sequential addressing device, e.g. shift register, counter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/54—Store-and-forward switching systems 
    • H04L12/56—Packet switching systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к беспроводной связи. Технический результат заключается в обеспечении стабильной работы в сети опорных датчиков, удаленных станций с возможностью определения их месторасположения, оценки качества сигнала, без необходимости синхронизации времени между опорными датчиками и удаленными станциями, с последующей постобработкой, записью данных в базу данных и возможностью отправки полученных данных обратно на удаленные станции. Такой результат достигается за счет того, что используют сеть из не менее 3 распределенных опорных датчиков, удаленная станция работает на расстоянии не более чем 100 метров от трех ближайших опорных датчиков в зоне прямой видимости, используют поле «метка времени опорного датчика», находящееся в поле «полезная нагрузка», не зависящее от пути передачи данных, определяют местоположение удаленной станции на основе данных о «метке времени опорного датчика», не перезапрашивают потерянные данные для снижения нагрузки на сеть, записывают данные в базу данных, отправляют обработанные данные назад на удаленные станции в случае необходимости. 3 ил.

Description

Способ относится к области данных беспроводной связи, управлением и установкой соединений, и измерении расстояния триангуляционным методом. В изобретении описан способ и формат пакета для подключения удаленных станций к сети опорных датчиков по беспроводному информационному каналу. Пакет включает в себя поле «метка времени опорного датчика» наряду с полями «номер удаленной станции» и «номер сообщения удаленной станции».
Изобретение «Способ организации подключения к сети опорных датчиков по информационному каналу» может быть использовано для проектирования удаленных станций, которые необходимо подключить к сети опорных датчиков с последующей передачей данных, служебной информации с удаленных станций и определении их положения в пространстве относительно опорных датчиков, а так же, отправке их обратно на удаленные станции. Может быть использовано на расстоянии не более чем в 100 метрах от 3 опорных датчиков в зоне прямой видимости.
Известен «Протокол передачи пакетных данных для радиосвязи» RU 2139636. Способ обмена данными в сети между главной ЭВМ и удаленным устройством, при котором передают блоки данных в направлении "удаленная станция - главная ЭВМ", блоки данных включают в себя заголовок пакета (поле кода функции), заголовок фрагмента (поле кода субфункции, обеспечивающее дополнительную информацию, связанную с полем кода функции) и передаваемые данные (функционально-зависимую часть). Известный протокол позволяет снизить избыточность передаваемой информации.
Недостатком данного изобретения является отсутствие механизма обеспечения процесса упорядочивания пакетов, что при передаче информации, чувствительной к времени передачи (реального времени), будет приводить к наличию ошибок.
Известно «Устройство и методы для службы позиционирования» (US6943729B2). Изобретение служит для определения местоположения удаленной станции, которое использует трехмерные координаты местоположения для триангуляции местоположения с использованием метода разницы во времени прибытия с уменьшением количества ошибок.
Недостатком данного метода является отсутствие регламентирования способа подключения и отсутствие передачи полезной нагрузки вместе с метками времени.
Известен «способ беспроводной связи (варианты), сетевой узел и мобильная станция» (RU2527728). В изобретении описан способ получения от удаленной станции запроса на установление соединения. В случае определения необходимости отклонения запроса на установление соединения система передает в мобильную станцию ответное сообщение с отказом на установление соединения, причем ответное сообщение содержит время задержки, которое должно выдерживаться удаленной станцией, прежде чем она передаст следующий запрос на установление соединения.
Недостатком является избыточность передаваемых данных, а также, отсутствие гарантии доставки сообщения от удаленной станции сети опорных датчиков.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Способ и устройство повторной передачи данных по протоколу пользовательских дейтаграмм» (RU 2610697). Изобретение описывает сравнение номера текущего сообщения с предыдущим номером предыдущего сообщения, и в случае обнаружения факта потери запускается механизм перезапроса потерянной сообщения. Известный способ позволяет уменьшить потерю данных при сохранении высоких скоростных характеристик.
Недостатком известного способа является отсутствие передачи «времени опорного датчика» и «номера удаленной станции» и «номера сообщения удаленной станции», в качестве отдельного элемента полезной нагрузки сообщения, не являющегося заголовком, которые передаются в каждом сообщении, а также, не возможность работы в распределенной сети, необходимость обязательного ответа на выявленное потерянное сообщение.
Таким образом, технической проблемой, на решение которой направлен заявляемый способ, является избыточность информации (ответ опорного датчика), недостаточная для работы в реальном времени скорость обработки опорным датчиком пакетов, необходимость синхронизации времени между опорным датчиком и удаленной станцией, определение местоположения удаленной станции.
Решение указанной технической проблемы достигается тем, что сообщение формируется с обязательными полями «Номер удаленной станции», «Номер сообщения удаленной станции», «Метка времени опорного датчика» в начале полезной нагрузки, используется распределенная сеть опорных датчиков, производится постобработка полученных сообщений.
Техническим результатом данного изобретения, является обеспечение стабильной работы в сети опорных датчиков, удаленных станций с возможностью определения их месторасположения, оценки качества сигнала, без необходимости синхронизации времени между опорными датчиками и удаленными станциями, с последующей постобработкой, записью данных в базу данных и возможностью отправки полученных данных обратно на удаленные станции.
На прилагаемых к описанию чертежах дано:
На Фиг. 1 представлена блок-схема, описывающая алгоритм работы способа. Показаны основные шаги по передаче и обработке данных.
На Фиг. 2 представлена схема сети передачи данных. Изображены опорные датчиков (1), устройство обработки данных (2) и удаленная станция (3), а также, среды передачи данных. (4) – соединение с помощью провода, (5) вещание в эфир.
На Фиг. 3 представлен формат сообщения передачи данных. Показаны ключевые поля данных в пакете.
Способ работает следующим образом. Имеется сеть опорных датчиков (1), стационарно закрепленных в заранее известных координатах, между ними время синхронизировано известным способом. Удаленные станции (3) не являются стационарно закрепленными, и могут перемещаться в пределах максимального радиуса опорных датчиков. Для удаленных станций, не требуется синхронизация времени. Для подключения к сети опорных датчиков, необходимо наличие как минимум 3 опорных датчиков в радиусе 100 метров. Для подключения к опорной сети, удаленная станция, использует пакет установленного формата (фиг.3). Пакет содержит служебную информацию в заголовке., длинна 64 бита. Содержится динамическое содержимое, содержащее параметры передающего устройства, тип передаваемой информации, а также, контрольную сумму. Далее, в пакете содержится полезная нагрузка, которая может быть разделена на 2 блока. 1 блок, размером 96 бит: номер удаленной станции – идентификатор удаленной станции, может быть только один уникальный номер в сети, у каждой удаленной станции свой, длинна поля 16 бит; номер сообщения удаленной станции – номере сообщения, отправленного удаленной станцией, автоинкрементно, длинна поля 16 бит; метка времени опорного датчика – метка времени, заполняемая опорным датчиком после получения сообщения от удаленной станции, длина поля 64 бита, время измеряется в пикосекундах. 2 блок полезной информации от удаленной станции, длина поля не регламентируется.
Удаленная станция, отправляет сообщение сети опорных датчиков, при этом остается незаполненное поле «Метка времени опорного датчика», все остальные поля являются заполненными. Опорный датчик получает сообщение, и записывает свою метку времени получения сообщения в поле «метка времени опорного датчика». Метка времени записывается в реальном времени, без использования буфера. Сообщение должно быть получено не менее чем 3 опорными датчиками, лучше 4—8 опорными датчиками. Далее сформированное сообщение передаётся в устройство обработки данных (2) по надёжной проводной сети с минимальными задержками передачи данных. Сообщение считается полученным, когда устройство обработки данных, получает сообщение с следующим номером из поля «Номер сообщения удаленной станции». После этого, происходит обработка предыдущего сообщения. Если во время обработки, было получено сообщение от удаленной станции менее чем 3 опорными датчиками (по полю «номер сообщения удаленной станции»), так же, 3 датчика не должны находится на одной прямой, либо в одной плоскости. При наличии аномально отличающийся метки времени опорного датчика, в случае отсутствия избыточного количество сообщений, сообщения с текущим номером удаленной станции и номером сообщения, игнорируются. В случае потери данных, перезапрос не осуществляется.
В случае наличия достаточного количества релевантных сообщений, происходит расчёт положения удаленной станции. Обработка производится с использованием известного триангуляционного способа измерения расстояний. Для этого, необходимо иметь координаты опорных датчиков, которые заранее известны, а также, расстояние от опорных датчиков до удаленных станций, которое вычисляется на основании разницы во времени между временем получения сигнала опорными станциями, т.к. скорость распространения радиоволны равна скорости распространения света в данной среде. Точность достигается за счёт записи времени в пикосекундах, что даёт погрешность порядка 0,3мм.
После обработки данных, в базу данных записывается местоположение удаленной станции, номер сообщения удаленной станции, а также, полезная нагрузка сообщения. После этого, местоположение удаленной станции, может быть передано удаленной станции.

Claims (1)

  1. Способ организации подключения к сети опорных датчиков по информационному каналу, состоящий из следующих шагов: пакеты передают от удаленной станции сети опорных датчиков, без обязательного ответа-подтверждения получения, далее пакеты обрабатывают на устройстве обработки данных, где производится выявление ошибок на основании номера пакета удаленной станции, отличающийся тем, что используют сеть из не менее 3 распределенных опорных датчиков, при этом удаленная станция работает на расстоянии не более чем 100 метров от трех ближайших опорных датчиков в зоне прямой видимости, используют поле «метка времени опорного датчика», находящееся в поле «полезная нагрузка», не зависящее от пути передачи данных, определяют местоположение удаленной станции на основе данных о «метке времени опорного датчика», не перезапрашивают потерянные данные для снижения нагрузки на сеть, записывают данные в базу данных, отправляют обработанные данные назад на удаленные станции в случае необходимости.
RU2019145275A 2019-12-30 2019-12-30 Способ организации подключения к сети опорных датчиков по информационному каналу RU2736332C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145275A RU2736332C1 (ru) 2019-12-30 2019-12-30 Способ организации подключения к сети опорных датчиков по информационному каналу

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019145275A RU2736332C1 (ru) 2019-12-30 2019-12-30 Способ организации подключения к сети опорных датчиков по информационному каналу

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736332C1 true RU2736332C1 (ru) 2020-11-16

Family

ID=73460738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019145275A RU2736332C1 (ru) 2019-12-30 2019-12-30 Способ организации подключения к сети опорных датчиков по информационному каналу

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736332C1 (ru)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0849914A2 (fr) * 1992-04-02 1998-06-24 Inria Institut National De Recherche En Informatique Et En Automatique Détection de collision, en transmission de données par réseau radio
US20040218568A1 (en) * 2003-02-14 2004-11-04 Goodall David S. Selecting an access point according to a measure of received signal quality
US20050073459A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-07 Spectrum5, Inc. Method and system for time difference of arrival (TDOA) location services
US20050135242A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Larsen James D. Data transport protocol for a multi-station network
US20110035491A1 (en) * 1999-10-06 2011-02-10 Gelvin David C Method for Internetworked Hybrid Wireless Integrated Network Sensors (WINS)
RU2527728C2 (ru) * 2009-08-12 2014-09-10 Эппл Инк. Способ беспроводной связи (варианты), сетевой узел и мобильная станция
RU2610697C1 (ru) * 2015-12-24 2017-02-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Способ и устройство повторной передачи данных по протоколу пользовательских дейтаграмм

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0849914A2 (fr) * 1992-04-02 1998-06-24 Inria Institut National De Recherche En Informatique Et En Automatique Détection de collision, en transmission de données par réseau radio
US20110035491A1 (en) * 1999-10-06 2011-02-10 Gelvin David C Method for Internetworked Hybrid Wireless Integrated Network Sensors (WINS)
US20040218568A1 (en) * 2003-02-14 2004-11-04 Goodall David S. Selecting an access point according to a measure of received signal quality
US20050073459A1 (en) * 2003-10-01 2005-04-07 Spectrum5, Inc. Method and system for time difference of arrival (TDOA) location services
US20050135242A1 (en) * 2003-12-19 2005-06-23 Larsen James D. Data transport protocol for a multi-station network
RU2527728C2 (ru) * 2009-08-12 2014-09-10 Эппл Инк. Способ беспроводной связи (варианты), сетевой узел и мобильная станция
RU2610697C1 (ru) * 2015-12-24 2017-02-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "18 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Способ и устройство повторной передачи данных по протоколу пользовательских дейтаграмм

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8335173B2 (en) Inserting time of departure information in frames to support multi-channel location techniques
CN107508719B (zh) 测量网络时延的方法、装置及网络节点
CN101112112B (zh) 测量两个无线电通信装置之间的距离的方法和适于实现该方法的装置
US7058020B2 (en) Hardware time stamping and registration of packetized data method and system
TW408546B (en) Method for determining position of mobile communication terminals
CN105610652B (zh) 数据传输延时的获取方法和装置
EP1931084A1 (en) A method for getting the link estimating parameters
CN109714700B (zh) 一种同步方法、定位方法、主基站及定位系统
US8644350B2 (en) Packet-based timing measurement
CN104429137A (zh) 用于在基于网络的wlan定位系统中执行测量和定位的方法
KR102407915B1 (ko) 플렉서블 이더넷 지연 측정 방법 및 관련 장치
WO2018107606A1 (zh) 物联网中消息传递方法和装置
US20020021717A1 (en) Method and system for transmit time stamp insertion in a hardware time stamp system for packetized data networks
KR20150083311A (ko) Ｍｍｔ 시그널링 메시지를 처리하는 장치 및 방법
CN109565344A (zh) 用于确定传播延迟的系统与方法
US9069834B2 (en) Control method and storage controller apparatus
WO2018227703A1 (zh) 物联网中消息传递方法和装置
RU2736332C1 (ru) Способ организации подключения к сети опорных датчиков по информационному каналу
KR20100062786A (ko) 유무선 통합 네트워크에서의 시각 동기화 시스템 및 시각 동기 방법
CN108259105A (zh) 一种时间同步处理方法、装置及同步网络
KR102308601B1 (ko) 리버스 TDoA 기반의 측위 방법 및 시스템
WO2021129648A1 (zh) 一种上行同步方法、终端、以及基站
WO2023231426A1 (zh) 时延测量方法及其装置、存储介质、程序产品
US20090215470A1 (en) Method, apparatus or software for locating a mobile node relative to one or more other nodes
KR101575885B1 (ko) 도달 시간 기반의 시간 동기 및 위치 획득 방법과 그 장치

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210427

Effective date: 20210427