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《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》標準解讀
2024年06月06日 08:53:50來源:市場監(jiān)管總局標準技術(shù)司點擊量:37332
導讀當前,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?。ㄗ灾螀^(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”。
  【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。
關(guān)鍵詞 無線傳感器網(wǎng)絡
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