用于多址传感器网络的系统和方法技术方案

一种方法使无线接收机能够区分在长时间段内将数据供应到所述接收机的传感器探测器。所述方法包括每一个探测器生成被发送到所述接收机的随机数以便识别所述探测器。每一个探测器和所述接收机还使用伪随机过程来识别每一个探测器的传输时间。所述伪随机过程帮助保持探测器的传输时间在振荡器漂移存在时是分开的。如果发生传输冲突，则所述接收机忽略冲突中的所有探测器并且进行等待，直到所述伪随机过程分开探测器传输为止。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多址传感器网络的系统和方法
本专利通常涉及无线数据传输的领域，并且更具体地涉及用于使接收机能够检测由多个发射机生成的无线传输的系统和方法。
技术介绍
许多工业采用远程感测来向单个显示器提供从多个远程位置收集的信息。远程感测系统的一个示例是潮气感测系统。该潮气感测系统包括放置在花园、田地的不同位置处或者期望潮气检测的任何位置处的多个潮气传感器。每一个潮气传感器配置为执行一个或多个潮气测量，包括土壤的潮气水平和湿度测量。每一个潮气传感器进一步包括将信号发射到接收站的发射设备，典型地是无线发射机。从每一个传感器发射的信号包括代表来自每一个相对应的传感器的潮气测量的数据。接收站典型地包括能够向用户通知由远程潮气传感器检测到的潮气水平的显示器。一些接收站实施例包括能够通知操作员在一个或多个传感器的位置中所检测到的潮气水平是否超过或低于期望范围的可见或可闻警告。各种接收站实施例附加地包括电子数据收集设备以便存储由潮气传感器随着时间生成的所检测到的潮气水平的历史。包括潮气感测网络的远程感测网络在操作中面临挑战。一个这样的挑战是远程传感器网络会部署在可能导致错误的传感器信号的密集配置中。例如，如果将传感器网络A部署在一个田地中，而将传感器网络B部署在从第一田地穿过公路的第二田地中，则耦合到网络A中的潮气传感器的发射机会生成与网络B的发射机混淆的信号，并且反之亦然。传感器网络的接近度会在针对每一个传感器网络的相对应的接收机处导致干扰或错误的潮气读数。即使在一个位置中仅部署单个传感器网络，来自网络中的不同传感器的发射机也会彼此干扰。现有技术无线网络包括使用冲突避免和冲突检测技术来减轻上述问题的包括载波侦听多址(CSMA)的技术。此外，使用多种调制技术来使多个蜂窝电话能够同时操作的蜂窝数据网络是已知的。然而，许多传感器网络并不很好地适合于使用这些技术。在典型的传感器网络中，传感器和相关联的发射机设计为低成本并且使用电池在长时间段内操作。因为传感器暴露于环境，任何电子设备需要是结实的并且能够在延长的时间段内在各种天气条件下操作。结果，发射机经常包括低成本电子设备以及在不要求昂贵的设计改变或在电池寿命和可靠性方面降低的情况下不能够执行已知多址技术的单向无线发射机。因此，用于改善具有将数据发射到单个接收机的多个发射机的传感器网络的操作的技术将是有益的。
技术实现思路
在一个实施例中，开展了一种用于多址的方法。所述方法包括：在第一无线发射机中生成第一随机数；将所述第一随机数从所述第一无线发射机发射到无线接收机；在第二无线发射机中生成第二随机数；将所述第二随机数从所述第二无线发射机发射到所述无线接收机；参照由所述第一发射机识别的当前时间测量以及通过第一时间偏移调整的预定时间段来识别用于来自所述第一无线发射机的第一数据消息的传输的第一时间，所述第一时间偏移参照所述第一随机数和预定的伪随机过程而被识别；在所识别的第一时间处从所述第一无线发射机发射所述第一数据消息；参照由所述第二发射机识别的当前时间测量以及通过第二时间偏移调整的预定时间段来识别用于来自所述第二无线发射机的第一数据消息的传输的第一时间，所述第二时间偏移参照所述第二随机数和所述预定的伪随机过程而被识别；并且在所识别的第二时间处从所述第二无线发射机发射所述第二数据消息。在另一实施例中，开展了一种用于在远程传感器系统中使用的传感器探测器。所述探测器包括配置为生成传感器信号的传感器、无线发射机模块以及可操作地连接到所述传感器和所述无线发射机模块的控制器。所述控制器配置为生成随机数；操作所述无线发射机模块以便将所述随机数发射到无线接收机；参照通过第一时间偏移调整的预定时间段来识别第一时间段，所述第一时间偏移参照所述随机数和预定的伪随机过程而被识别；等待第一时间段的截止，并且在所述第一时间段的截止时从所述第一无线发射机发射数据消息。在另一实施例中，开展了一种用于在传感器系统中使用的接收机。所述接收机包括无线接收机模块、输出设备以及可操作地连接到所述无线接收机模块和所述输出设备的控制器。所述控制器配置为：接收与来自由第一发射机发射并且由无线接收机模块接收的信号的随机数相对应的数据；参照通过第一时间偏移调整的预定时间段来识别第一时间段，所述第一时间偏移参照所述随机数和所述预定的伪随机过程而被识别；以第一电功率水平在第一时间段内操作所述无线接收机模块；并且以第二电功率水平在所述第一时间段之后的第二时间段内操作所述无线接收机模块，以便使所述接收机能够接收由所述第一发射机发射的第一数据消息，所述第二电功率水平大于所述第一电功率水平。附图说明图1是接收机和传感器探测器的示意图。图2是部署为彼此邻近的多个接收机和传感器探测器的视图。图3是用于使探测器与接收机相关联的方法的方框图。图4是用于操作探测器的方法的方框图。图5是用于操作接收机的方法的方框图。图6是描绘由两个探测器生成的信号的时序图。图7是描绘由两个探测器生成的信号的另一时序图。图8是描绘用于接收由两个探测器生成的信号的接收机的操作的时序图。具体实施方式为了促进对本文公开的实施例的原理的理解，现在参照附图和在下面的书面说明书中的描述。附图标记并不意在限制主题的范围。本专利还包括对所说明的实施例的任何变更和修改，并且包括本专利所属领域的技术人员通常想到的所公开实施例的原理的进一步应用。如本文使用的，术语“多址”和“多址系统”是指包括经由共享通信介质向一个或多个接收机进行广播的多个发射机的方法和系统。多址系统的常见示例包括两个或更多个无线发射机，每一个无线发射机使用公共频带或共享通信介质来广播信号，并且每一个无线发射机都位于公共接收机的范围内。在时分多址(TDMA)系统中，发射机能够在不同的时间通过共享通信介质发射信号。如本文使用的，术语“冲突”是指在多址系统中发生的任何事件，其中接收机不能够从发射机接收消息，因为两个或更多个发射信号与共享通信介质冲突。例如，在TDMA系统中，如果从不同发射机发射的两个或更多个信号同时到达接收机，则接收机不能够区分开信号并且不能够有效地接收在该信号中编码的数据。如本文使用的，术语“伪随机过程”是指以看起来随机但是确定的方式生成数字的各种系统和方法。例如，线性反馈移位寄存器(LFSR)的各种配置按照伪随机的方式生成数字。LFSR包括保持被表示为预定数量的二进制比特的第一数字的寄存器，即，存储器。LFSR遵循预定的操作系列以便操控存储器中的比特来生成被称为“伪随机数”的新数字，该伪随机数代替寄存器中的第一数字。由LFSR生成的下一个伪随机数的值取决于存储在LFSR中的当前数字以及LFSR对当前数字执行的用于生成该下一个数字的预定操作。术语“种子”是指通过将种子数装入寄存器中来初始化LFSR的操作。给定伪随机过程的可重复本质，如果两个不同的设备都实现相同的伪随机过程并且如果这两个过程都使用公共种子数进行初始化，则这两个设备能够生成相同序列的伪随机数。如本文使用的，术语“随机数”是指由设备按照非确定的方式生成的数字。相关术语“随机数发生器”是指以非确定的方式生成数字的设备或过程。下面描述的无线发射机中的各种部件具有能够被测量以便生成随机数的非确定的操作特性。与伪随机过程不同，随机发生器不按照确定的方式来生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多址的方法，包括：在第一无线发射机中生成第一随机数；将所述第一随机数从所述第一无线发射机发射到无线接收机；在第二无线发射机中生成第二随机数；将所述第二随机数从所述第二无线发射机发射到所述无线接收机；参照由所述第一发射机识别的当前时间测量以及通过第一时间偏移调整的预定时间段来识别用于从所述第一无线发射机发射第一数据消息的第一时间，所述第一时间偏移是参照所述第一随机数和预定的伪随机过程而被识别的；在所识别的第一时间处从所述第一无线发射机发射所述第一数据消息；参照由所述第二发射机识别的当前时间测量以及通过第二时间偏移调整的预定时间段来识别用于从所述第二无线发射机发射第一数据消息的第一时间，所述第二时间偏移是参照所述第二随机数和所述预定的伪随机过程而被识别的；以及在所识别的第二时间处从所述第二无线发射机发射所述第二数据消息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.28 US 13/247,8071.一种用于多址的方法，包括：在无线发射机中参照来自与所述无线发射机相关联的第一振荡器的信号以及来自与潮气传感器相关联的第二振荡器的另一信号来生成随机数；将所述随机数从所述无线发射机发射到无线接收机；在所述无线发射机中使用所述随机数来初始化第一预定的伪随机过程；使用所述无线发射机来识别用于从所述无线发射机发射多个数据消息的多个发射时间，所述多个发射时间中的每一个发射时间是参照预定时间段而被识别的，所述预定时间段是位于用于发射所述多个数据消息中被参照来自所述第一预定的伪随机过程的一个伪随机时间偏移修改的每一个数据消息的时间和所述多个数据消息中的先前数据消息的发射时间之间的；在所述多个发射时间的相对应的发射时间处从所述无线发射机发射所述多个数据消息中的每一个数据消息；使用所述无线接收机从所述无线发射机接收所述随机数；在所述无线接收机中使用所述随机数初始化第二预定的伪随机过程；使用所述无线接收机识别来自所述无线发射机的所述多个发射时间，所述多个发射时间中的每一个发射时间是参照预定时间段而被识别的，所述预定时间段是位于用于发射所述多个数据消息中被参照来自所述第二预定的伪随机过程的一个伪随机时间偏移修改的每一个数据消息的时间和所述多个数据消息中的先前数据消息的发射时间之间的；针对与位于用于所述无线发射机的所述多个发射时间之间的时间段相对应的第一多个时间段，以第一电功率水平操作所述无线接收机；并且针对与用于所述无线发射机的所述多个发射时间相对应的第二多个时间段，以第二电功率水平操作所述无线接收机，以使得所述无线接收机能够接收由所述无线发射机发射的所述多个数据消息，所述第二电功率水平大于所述第一电功率水平。2.如权利要求1所述的方法，生成随机数进一步包括：识别在由所述第一振荡器生成的所述信号中的第一频率漂移；识别在由所述第二振荡器生成的所述另一信号中的第二频率漂移；并且参照所述第一频率漂移和所述第二频率漂移的组合来识别所述随机数。3.如权利要求1所述的方法，使用所述发射机来发射所述随机数和所述多个数据消息中的至少一个数据消息进一步包括：以第三电功率水平发射所述随机数；并且以第四电功率水平发射所述至少一个数据消息，所述第四电功率水平大于所述第三电功率水平。4.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个数据消息包括由能够通信地耦合到所述无线发射机的所述潮气传感器生成的潮气数据。5.一种传感器系统，其包括第一传感器探测器和无线接收机，所述第一传感器探测器包括：第一无线发射机模块；第一振荡器；配置为生成传感器信号的第一传感器，所述第一传感器进一步包括：配置为插入到土壤中的第一电容性元件；能够操作地耦合到所述第一电容性元件的第二振荡器；以及第一控制器，其能够操作地连接到所述第一传感器、所述第一振荡器和所述第一无线发射机模块，所述第一控制器配置为：参照由所述第一振荡器生成的信号以及由所述第一传感器中的所述第二振荡器生成的另一信号来生成第一随机数；操作所述第一无线发射机模块以便将所述第一随机数发射到无线接收机；使用所述第一随机数初始化第一预定的伪随机过程；识别用于从所述第一无线发射机模块发射多个数据消息的第一多个发射时间，所述第一多个发射时间中的每一个发射时间是参照预定时间段而被识别的，所述预定时间段是位于用于发射所述第一多个数据消息中被参照来自所述第一预定的伪随机过程的一个伪随机时间偏移修改的每一个数据消息的时间和所述第一多个数据消息中的先前数据消息的发射时间之间的；在所述第一多个发射时间的相对应的发射时间处从所述第一无线发射机模块发射所述第一多个数据消息中的每一个数据消息；并且所述无线接收机包括：无线接收机模块；以及能够操作地连接到所述无线接收机模块的第二控制器，所述第二控制器配置为：使用所述无线接...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·W·雅各布斯，K·W·克莱曼哈根，R·D·沃特金斯，D·G·特拉维斯，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，S·W·雅各布斯，K·W·克莱曼哈根，R·D·沃特金斯，D·G·特拉维斯，
类型：发明
国别省市：德国;DE