无源无线传感网能量感知管理组件制造技术

本发明专利技术公开了一种无源无线传感网能量感知管理组件，包括：第一获取模块，用于获取无源无线传感网的本地的能量信息；第二获取模块，用于获取无源无线传感网的外部节点的能量信息；存储模块，用于存储本地的能量信息、外部节点的能量信息和数据索引；计算模块，用于通过预设的能量预测模型进行能量预测，以得到预测能量；交互模块，用于根据本地的能量信息、外部节点的能量信息和数据索引向外提供数据服务和管理服务。该管理组件可以很好地协调本地和外部节点的能量感知与管理，有效提高管理组件的可扩展性和可维护性，简单易实现。

【技术实现步骤摘要】
无源无线传感网能量感知管理组件
本专利技术涉及无源无线传感网
，特别涉及一种无源无线传感网能量感知管理组件。
技术介绍
无源无线传感网又名能量收集传感网，是一种由具有能量收集能力的传感器节点组成的网络，可以通过能量收集装置收集环境中的太阳能、振动能、热能、流体能等能量，并转化为电能使用，极大地延长了网络寿命并降低了成本。无源无线传感网中一个重要的环节是能量管理，与传统的使用电池供电的传感网络不同，无源无线传感网收集的能量具有波动和不确定性，需要设计合理的能量感知、管理方案保证能量供给的可靠性。然而，传统能量感知管理方案存在的问题如下：1.缺乏一个统一的实施标准，对于不同的传感器芯片型号、储电容量、采集能力缺乏一个快速可靠地实施方案。2.无法很好地协调本地和外部节点的能量感知与管理。3.可扩展性差，对于新的算法策略的更新成本较高，不易维护。4.对于大规模传感网的能量感知管理设计尚不成熟，限制了网络规模。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的目的在于提出一种无源无线传感网能量感知管理组件，该组件可以很好地协调本地和外部节点的能量感知与管理，有效提高管理组件的可扩展性和可维护性，简单易实现。为达到上述目的，本专利技术一方面实施例提出了一种无源无线传感网能量感知管理组件，包括：第一获取模块，用于获取无源无线传感网的本地的能量信息；第二获取模块，用于获取所述无源无线传感网的外部节点的能量信息；存储模块，用于存储所述本地的能量信息、所述外部节点的能量信息和数据索引；计算模块，用于通过预设的能量预测模型进行能量预测，以得到预测能量；交互模块，用于根据所述本地的能量信息、所述外部节点的能量信息和所述数据索引向外提供数据服务和管理服务。本专利技术实施例的无源无线传感网能量感知管理组件，通过本地的能量信息、外部节点的能量信息和数据索引向外提供数据服务和管理服务，从而可以很好地协调本地和外部节点的能量感知与管理，有效提高管理组件的可扩展性和可维护性，简单易实现。另外，根据本专利技术上述实施例的无源无线传感网能量感知管理组件还可以具有以下附加的技术特征：进一步地，在本专利技术的一个实施例中，进一步地，在本专利技术的一个实施例中，还包括：初始化模块，用于初始化节点功率信息、电池容量、芯片外围电路连接方式、信息获取频率、信息存储空间大小和时长。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述存储模块进一步用于根据初始化时设定的最大存储空间和存储时长工作，并擦除超过预设存储时长的数据。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述计算模块进一步用于根据预测目标节点的ID预测时长预测所述预测能量。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述交互模块包括：数据接口，所述数据接口包括本地能量信息获取接口、外部节点能量信息获取接口、能量预测信息获取接口、数据存储接口，以通过调用所述数据接口进行信息获取和信息存储；管理接口，所述管理接口包括初始化接口和能量预测函数设定接口，以通过调用所述管理接口进行信息初始化和能量预测。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述第二获取模块还用于获取不同邻居节点的能量信息，以根据每个节点的ID进行能量查询。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述每个节点的ID为节点地址或标识符。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述本地的能量信息和所述外部节点的能量信息均包括节点剩余能量、节点能量收集速率和节点功率。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术一个实施例的无源无线传感网能量感知管理组件的结构示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的无源无线传感网能量感知管理组件在协议栈中的位置示意图；图3为根据本专利技术一个具体实施例的无源无线传感网能量感知管理组件的结构示意图；图4为根据本专利技术一个实施例的能量信息构成示意图；图5为根据本专利技术一个实施例的本地能量信息获取和外部节点信息获取的流程图；图6为根据本专利技术一个实施例的本地能量信息存储和外部节点能量信息存储流程图；图7为根据本专利技术一个实施例的能量预测模型结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参照附图描述根据本专利技术实施例提出的无源无线传感网能量感知管理组件。图1是本专利技术一个实施例的无源无线传感网能量感知管理组件的结构示意图。如图1所示，该无源无线传感网能量感知管理组件10包括：第一获取模块100、第二获取模块200、存储模块300、计算模块400和交互模块500。其中，第一获取模块100用于获取无源无线传感网的本地的能量信息。第二获取模块200用于获取无源无线传感网的外部节点的能量信息。存储模块300用于存储本地的能量信息、外部节点的能量信息和数据索引。计算模块400用于通过预设的能量预测模型进行能量预测，以得到预测能量。交互模块500用于根据本地的能量信息、外部节点的能量信息和数据索引向外提供数据服务和管理服务。本专利技术实施例的管理组件10可以很好地协调本地和外部节点的能量感知与管理，有效提高管理组件的可扩展性和可维护性，简单易实现。可以理解的是，本专利技术实施例的管理组件10在协议栈中的位置如图2所示，包括第一获取模块100、第二获取模块200、存储模块300、计算模块400和交互模块500，下面将分别对每一部分进行详细阐述。进一步地，第一获取模块100可以为本地能量信息获取模块，如图3所示，本地能量信息获取模块可以获取本地的能量信息，并如图4所示，包含节点剩余能量、节点能量收集速率、节点功率等信息，并将这些信息存储于能量存储模块提供给外部访问，可以屏蔽底层不同硬件的差异，提供标准的服务。具体而言，如图3和图4所示，本地能量信息获取模块可以获取实时的本地能量信息，其中包含节点剩余能量、节点能量收集速率、节点功率。其中，节点剩余能量用ADC引脚采集的当前电池电压表示，单位使用V；节点能量收集速率通过读取能量信息存储模块获得，单位使用mW；节点功率通过读取能量信心存储模块获得，包含休眠功率、启动但不发送数据功率、启动并发送数据功率，单位使用mW。可以通过数据接口调用本地能量信息获取模块获取上述信息。进一步地，在本专利技术的一个实施例中，第二获取模块200还用于获取不同邻居节点的能量信息，以根据每个节点的ID进行能量查询。其中，在本专利技术的一个实施例中，每个节点的ID为节点地址或标识符。可以理解的是，第二获取模块200可以为外部节点能量信息获取模块，如图3所示，外部节点能量信息获取模块可以获取外部节点的能量信息，并且如图4所示，包含节点剩余能量、节点能量收集速率、节点功率，信息的查询通过查询节点ID实现。具体而言，如图3和图4所示，外部节点能量信息获取模块可以获取外部节点的能量信息，其中包含节点剩余能量、节点能量收集速率、节点功率，此部分信息表示及单位与本地能量信息获取模块相同。信息获取方式是读取能量信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无源无线传感网能量感知管理组件，其特征在于，包括：第一获取模块，用于获取无源无线传感网的本地的能量信息；第二获取模块，用于获取所述无源无线传感网的外部节点的能量信息；存储模块，用于存储所述本地的能量信息、所述外部节点的能量信息和数据索引；计算模块，用于通过预设的能量预测模型进行能量预测，以得到预测能量；以及交互模块，用于根据所述本地的能量信息、所述外部节点的能量信息和所述数据索引向外提供数据服务和管理服务。

【技术特征摘要】
1.一种无源无线传感网能量感知管理组件，其特征在于，包括：第一获取模块，用于获取无源无线传感网的本地的能量信息；第二获取模块，用于获取所述无源无线传感网的外部节点的能量信息；存储模块，用于存储所述本地的能量信息、所述外部节点的能量信息和数据索引；计算模块，用于通过预设的能量预测模型进行能量预测，以得到预测能量；以及交互模块，用于根据所述本地的能量信息、所述外部节点的能量信息和所述数据索引向外提供数据服务和管理服务。2.根据权利要求1所述的无源无线传感网能量感知管理组件，其特征在于，还包括：初始化模块，用于初始化节点功率信息、电池容量、芯片外围电路连接方式、信息获取频率、信息存储空间大小和时长。3.根据权利要求2所述的无源无线传感网能量感知管理组件，其特征在于，所述存储模块进一步用于根据初始化时设定的最大存储空间和存储时长工作，并擦除超过预设存储时长的数据。4.根据权利要求1所述的无源无线传感网能量感知管理组件，其特征在于，所述计...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雪峰，杨冬，关山，王洪超，崔恩放，庞龙，
申请(专利权)人：北京新联铁集团股份有限公司，北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11