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藍奧聲核心技術 ——無線單火控製技術

作者:深圳藍奧聲科技有限公司 瀏覽: 發表時間:2023-02-14 16:50:59

1.技術背景

無線單火控製技術指基於對目標場景狀態變化的協同感知而獲得觸發響應並進行智能決策,屬於藍奧聲核心技術--邊緣協同感知(EICS)技術的關鍵支撐性技術之一。該項技術屬於物聯網邊緣域的無線通信與智能控製技術領域。

對於不同智能應用場景,由邊緣服務節點與其周邊的若幹目標對象設備(即網絡客戶端設備)所構成的具有動態信息交互特征的物聯網邊緣域,主要面向解決目標對象域和感知控製域的無線網絡通信及其信息交互的服務機製與流程問題。

按照無線通信節點拓撲與協議架構,就目前面向近距離、低功耗的物聯網無線技術標準,可將網絡服務節點與目標對象設備(即網絡客戶端設備)之間無線多點通信的網絡拓撲傳輸方式,歸結為無線定向廣播、無線多點連接與無線Mesh網絡幾種基本的類型。

與經典的互聯網及移動通訊網絡不同的是,物聯網邊緣域網絡及其服務節點所面向的目標對象設備並不僅僅包括像電腦與智能手機那樣支持標準無線網絡接入、具有較強資源能力、可安裝各種應用軟件的強智能終端設備,還包括具有更低成本、超低功耗、資源能力相對較弱的移動式或分布式的目標對象設備(如可穿戴設備、分布式傳感器、外圍執行設備等)。

物聯網邊緣域內設備之間網絡服務節點與目標對象設備之間的無線網絡通信方式,在很多情況下邊緣網絡的穩定性與互操作性顯得更為重要,而不需要大數據量寬帶通信;在網絡服務節點需要以“一對多”或“多對多”對於作為客戶端的目標對象設備進行並發服務時,除了動態接入網絡的互操作性問題,還需要追求硬件資源、功耗與瞬態響應效率之間的平衡,即一個或多個服務節點設備可同時為若幹處於低功耗待機狀態的目標對象設備或設備群組提供同步瞬態觸發以及並發數據傳輸的服務。

物聯網邊緣域內具有相同或相互關聯的設備網絡屬性的多個協同代理節點,與周邊若幹被代理節點通過協同配網構成一個協同代理網絡系統。協同代理節點由上位協同代理節點或網絡系統主機(簡稱“系統主機”)所管理;服務節點設備可以通過對目標對象設備在不同信道或時隙內發送的無線信標進行無線掃描探測,可以在一個瞬間(極短的時間內)對周邊眾多的目標對象設備的狀態變量反饋進行監測收集;典型地,無線設備能夠以無線掃描探測方式獲得無線信標達到每秒幾十到幾百次。但是由於無線掃描探測需要占用較多的功耗與資源,在建立無線連接之前處於低功耗待機狀態的目標對象設備並不能以同樣的方式獲得來自服務節點設備的快速觸發響應與並發控製。

2.2藍奧聲無線單火控製技術針對現有類似技術存在的以下幾方面缺陷:

在現有技術中,無線定向廣播雖然拓撲結構簡單,無線資源占用少、同步數據傳輸效率高、觸發響應速度快及無線協議簡單,互操作性好,但有明顯的缺陷:數據傳輸方向不對稱性;非同步數據傳輸效率低; 數據接收反饋監測效率偏低及無線接收端功耗偏高。

無線多點連接雖然可多點雙向無線數據傳輸、無線數據傳輸穩定、異步連接通信便利及安全性相對較高,但亦有一定的缺陷:如建立連接的響應時間較長,對環境及資源因素較為敏感、無線信道資源占用較大,尤其當客戶端設備數量較多時,無線多點連接的趨於穩定性變差、傳輸距離縮短及傳輸功耗增高。

現有無線Mesh網絡雖然安裝配置簡單,易於快速組網、無線傳輸路徑靈活、 冗餘機製和通信負載平衡強及較低的無線傳輸功率,但亦有明顯的缺陷,如:無線互操作兼容性差、無線通信延遲高、不同無線標準交叉覆蓋的協同性差,尤其對低功耗客戶端設備並不適合作Mesh中繼節點,須解決待機功耗與觸發響應時間的平衡問題。

在實際應用過程中,無線單火裝置對於智能家居中的照明控製裝置(單火開關、調光面板)來說,具有用於改造升級現有存量的大多數住宅已有的牆壁單火開關的優勢。但是,如何兼顧基於互聯網的遠程操作模式與基於邊緣智能網絡的現場互操作性,必要時選擇現場網絡控製模式,並可以讓無線單火裝置及其無線群組設備,在超低功耗待機狀態時,具有對同步控製信號的快速響應,仍然是一亟需解決的技術問題。

2.關於藍奧聲無線單火控製技術

2.1藍奧聲無線單火控製技術所解決的技術問題

該項技術的目的在於提供一種無線單火控製方法、裝置及系統,以解決上述背景技術中所提到的問題。

2.2類似競爭技術的缺陷問題(→見前述)

3.技術解決方案

3.1概述

某一無線主端設備向處於同步匹配狀態的一個或多個作為無線從端設備的無線單火裝置發送包含同步時間標識的同步序列信標;

所述無線單火裝置在與至少一個無線主端設備保持同步匹配狀態下,根據在其同步偵測接收時隙接收識別的所述無線主端設備發送的狀態控製信息,對一個或多個交流負載回路的通斷狀態進行控製操作;

所述無線單火裝置通過對電源狀態的監測而獲取狀態監測變量,並根據所述狀態監測變量所述同步偵測接收時隙進行狀態反饋調製,使所述無線單火裝置的所述電源狀態符合對所述交流負載回路進行控製的通斷狀態條件。

3.2 主要技術特征

1)所述通斷狀態條件包括:通態條件:所述無線單火裝置串接於所述交流負載回路而帶來的開關壓降Von遠遠小於正常狀態的交流供電電壓Vac;斷態條件:所述無線單火開關串接於所述交流負載回路而帶來的開關漏電流Ioff遠遠小於正常狀態的負載接通電流Ion;其中,所述通斷狀態條件取決於對所述受控負載的通狀與斷態的加載交流電壓的需求條件,分別包括通態允許電壓範圍、斷態允許漏電流,並與所述受控負載的類別與參數相關聯。

2)當所述狀態監測變量達到或超過預警設定值時,通過調低無線模式參數中的偵測時隙占空比,而調低同步偵測時隙功耗;當所述狀態監測變量超過期望預定值時,則通過調高無線模式參數中的偵測時隙占空比,調高所述同步偵測時隙功耗。

3)所述無線單火裝置的單火電源模塊按其交流取電輸入端被劃分為通態交流取電模塊與斷態交流取電模塊;所述無線單火裝置通過聯動選擇方式控製多選開關接通不同的聯動擲點,使得所述交流負載回路與不同的所述交流取電輸入端接通,進而控製對應的受控負載處於相應不同的通斷狀態。

4)還包括:通過控製端軟件選定無線設備模式對所述無線單火裝置的通斷狀態進行控製,並根據用戶需求及目標設備狀態對所述通斷狀態條件進行參數設定與調整;所述控製端軟件根據用戶指示策略與/或自適應調整策略,基於默認值設定對所述通斷狀態條件進行動態參數調整。

5)控製端軟件根據當前所述無線單火裝置或其所屬的目標設備群組的無線模式狀態,基於多級觸發控製/群控的需求,對所述通斷狀態條件進行動態值調整。

6)所述無線單火控製模塊包括無線同步主控模塊、狀態監測單元、開關驅動/控製單元;所述狀態監測單元:用於對電源狀態的監測而獲取狀態監測變量;所述開關驅動/控製單元:用於驅動/控製所述多選開關模塊中對應所述交流負載回路的開關單元的通斷狀態;所述無線同步主控模塊包括以下單元:同步偵測處理單元:用於作為無線從端設備與所述無線主端設備建立並保持同步匹配狀態;在其同步偵測接收時隙接收識別的所述無線主端設備發送的狀態控製信息;狀態操作執行單元:用於對一個或多個交流負載回路的通斷狀態進行控製的預定時序操作;反饋調製處理單元:用於根據所述狀態監測變量對其同步偵測接收時隙進行狀態反饋調製,使所述無線單火裝置的所述電源狀態符合對所述交流負載回路進行控製的通斷狀態條件。

4.技術效果

4.1解決的技術問題

所述單火電源模塊中,所述通態交流取電模塊與所述斷態交流取電模塊的輸入端之間保持隔離狀態,所述交流負載回路在通態或斷態時,分別被開關串接到所述通態交流取電模塊或所述斷態交流取電模塊;所述多選開關執行模塊包括若幹個多選開關,所述多選開關的聯動擲點A、聯動擲點B分別與所述通態交流取電模塊和所述斷態交流取電模塊的輸入端電性連接,所述多選開關的COM端與所述交流負載回路電性連接。

4.2技術效果

該項技術公開了一種無線單火控製方法、裝置及系統,兼顧基於互聯網的遠程操作模式與基於邊緣智能網絡的現場互操作性,必要時選擇現場網絡控製模式,並可以讓無線單火裝置及其無線群組設備,在超低功耗待機狀態時,具有對同步控製信號的快速響應;該項技術無線單火裝置在低功耗待機狀態具有對同步控製信號的快速響應,並發群控,觸發發接收響應快,自動多選匹配、狀態反饋監控效率高,網絡安裝配置簡單靈活,全自動配網,實現高效率微功耗AC/DC取電,兼具低功耗同步數據接收,面向低功耗省電的無線模式參數優化調整機製。


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