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　　【智慧城市網(wǎng) 行業(yè)標準】本文對《林草物聯(lián)網(wǎng) 面向視頻的無線傳感網(wǎng)絡媒體訪問控制和物理層協(xié)議》進行解讀。
 

　　一、標準編號及標準名稱
 

　　GB/T 43957-2024《林草物聯(lián)網(wǎng) 面向視頻的無線傳感器網(wǎng)絡媒體訪問控制和物理層協(xié)議》。
 

　　二、標準制定背景
 

　　當前，物聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控技術(shù)應用日益普及。北京、遼寧、湖南等多個省(自治區(qū)、直轄市)已建立了覆蓋全省的林火視頻監(jiān)控系統(tǒng)，成為森林防火的“千里眼”、“順風耳”。此外，林產(chǎn)品倉儲管理、野生動物監(jiān)測、旅游景區(qū)管理等業(yè)務中也大量采用了視頻監(jiān)控技術(shù)，取得了良好的效果。然而，隨著視頻監(jiān)控技術(shù)在林草資源監(jiān)管、林草災害監(jiān)控及應急響應、林草生態(tài)監(jiān)測等多個領(lǐng)域的應用，原有的短距無線通信協(xié)議無法同時滿足林草領(lǐng)域低功耗、低成本、高同步的視頻和圖像無線傳輸需求。為此，國家標準化管理委員會下達《林草物聯(lián)網(wǎng) 面向視頻的無線傳感器網(wǎng)絡媒體訪問控制和物理層協(xié)議》制定項目。
 

　　三、標準制定的主要內(nèi)容
 

　　該標準對林草物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中面向視頻的無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議提出了相關(guān)要求，主要對其物理層(PHY)和數(shù)據(jù)鏈路層(MAC)規(guī)范提出了相關(guān)要求，并對各層之間的管理方法提出了要求。
 

　　一是在總體要求方面，提出網(wǎng)絡拓撲采用星型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，以接入點(AP)為中心，各個站點(STA)與AP通信的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。AP一般使用持續(xù)電力系統(tǒng)供電，而STA可以采用電池供電或者電力系統(tǒng)供電，從而提高在林草物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?qū)Φ凸奶匦缘奶厥庖?。定義了四種服務：關(guān)聯(lián)、解除關(guān)聯(lián)、重新關(guān)聯(lián)和MAC業(yè)務數(shù)據(jù)單元(MSDU)發(fā)送，用于支持STA之間的MSDU交付。每種服務是由一種或多種MAC幀類型支持的。有些服務由MAC管理消息支持，有些服務由MAC數(shù)據(jù)消息支持。所有消息均利用MAC層媒體訪問方法獲得對無線媒體(WM)的訪問。MAC層使用數(shù)據(jù)、管理及控制三種類型的消息。數(shù)據(jù)消息的處理是通過MAC數(shù)據(jù)服務通路進行的。MAC管理消息用于支持本文件服務并通過MAC管理服務數(shù)據(jù)通路來處理。MAC控制消息用于支持交付本文件數(shù)據(jù)和管理消息。
 

　　二是在物理層規(guī)范方面，規(guī)范了一個面向視頻的無線傳感器網(wǎng)絡(VWSN)正交頻分復用(OFDM)系統(tǒng)的PHY實體。支持四種信道帶寬：8 MHz、4 MHz、2 MHz和1 MHz。子載波間隔31.25 kHz適用于所有的帶寬情況。AP和非AP的STA都使用單陣元的天線，不支持多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)。
 

　　三是在MAC層規(guī)范方面，由MAC子層提供高層訪問物理無線信道的服務，并完成產(chǎn)生并發(fā)送網(wǎng)絡信標幀、STA與AP的同步、個域網(wǎng)(PAN)的關(guān)聯(lián)和解關(guān)聯(lián)操作、確保無線信道通信安全、利用載波監(jiān)聽多路訪問-沖突避免(CSMA-CA)機制訪問信道、支持時隙保障(SP)機制等任務。分別從服務規(guī)范、幀格式、MAC功能、傳輸選擇(TS)的調(diào)度與發(fā)送、服務期(SP)的分配和管理等方面提出了具體要求。
 

　　四是在層管理方面，提供層管理服務接口，通過這些接口，可以調(diào)用層管理功能。為了提供正確的MAC操作，站管理實體(SME)應存在于每個STA中。SME是與層無關(guān)的實體，可被看作存在于一個獨立的管理面中或存在于“層一側(cè)之外”(off to the side)。SME的確切功能在本文件中沒有規(guī)定，但是該實體通?？杀灰暈樨撠煆牟煌瑢庸芾韺嶓w上收集依賴于層的狀態(tài)，并類似地設置層特定參數(shù)的值。SME以通用系統(tǒng)管理實體的名義典型地執(zhí)行這些功能，并實現(xiàn)標準管理協(xié)議。該模型中的各種實體以各種方式進行交互。
 

　　四、標準實施意義
 

　　林草物聯(lián)網(wǎng)應用在時間上要求同步、持續(xù)性，在空間上要求范圍廣、測點多，還要求維持較低的人力和設備成本，無線傳感網(wǎng)具有低功耗、智能化自組織、大規(guī)模持續(xù)同步監(jiān)測、低成本等諸多特點，可滿足林草物聯(lián)網(wǎng)在復雜環(huán)境的視頻、圖像無線傳輸?shù)男枨?，目前對森林旅游、濕地旅游、森林防火、生態(tài)監(jiān)測、資源監(jiān)管、物流管理等林草物聯(lián)網(wǎng)應用中將起到重要的作用。