【智慧城市網(wǎng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)】本文對(duì)《林草物聯(lián)網(wǎng) 面向視頻的無線傳感網(wǎng)絡(luò)媒體訪問控制和物理層協(xié)議》進(jìn)行解讀。
 

　　一、標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)及標(biāo)準(zhǔn)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(luò)媒體訪問控制和物理層協(xié)議》。
 

　　二、標(biāo)準(zhǔn)制定背景
 

　　當(dāng)前，物聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用日益普及。北京、遼寧、湖南等多個(gè)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(fēng)耳”。此外，林產(chǎn)品倉儲(chǔ)管理、野生動(dòng)物監(jiān)測(cè)、旅游景區(qū)管理等業(yè)務(wù)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(zāi)害監(jiān)控及應(yīng)急響應(yīng)、林草生態(tài)監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，原有的短距無線通信協(xié)議無法同時(shí)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(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)下達(dá)《林草物聯(lián)網(wǎng) 面向視頻的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)媒體訪問控制和物理層協(xié)議》制定項(xiàng)目。
 

　　三、標(biāo)準(zhǔn)制定的主要內(nèi)容
 

　　該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)林草物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中面向視頻的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提出了相關(guān)要求，主要對(duì)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(duì)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(luò)拓?fù)洳捎眯切途W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以接入點(diǎn)(AP)為中心，各個(gè)站點(diǎn)(STA)與AP通信的網(wǎng)絡(luò)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蟆６x了四種服務(wù)：關(guān)聯(lián)、解除關(guān)聯(lián)、重新關(guān)聯(lián)和MAC業(yè)務(wù)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(wù)是由一種或多種MAC幀類型支持的。有些服務(wù)由MAC管理消息支持，有些服務(wù)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(duì)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(wù)通路進(jìn)行的。MAC管理消息用于支持本文件服務(wù)并通過MAC管理服務(wù)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(gè)面向視頻的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(VWSN)正交頻分復(fù)用(OFDM)系統(tǒng)的PHY實(shí)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(wù)，并完成產(chǎn)生并發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信標(biāo)幀、STA與AP的同步、個(gè)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(jī)制訪問信道、支持時(shí)隙保障(SP)機(jī)制等任務(wù)。分別從服務(wù)規(guī)范、幀格式、MAC功能、傳輸選擇(TS)的調(diào)度與發(fā)送、服務(wù)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(wù)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(shí)體(SME)應(yīng)存在于每個(gè)STA中。SME是與層無關(guān)的實(shí)體，可被看作存在于一個(gè)獨(dú)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(shí)體通常可被視為負(fù)責(zé)從不同層管理實(shí)體上收集依賴于層的狀態(tài)，并類似地設(shè)置層特定參數(shù)的值。SME以通用系統(tǒng)管理實(shí)體的名義典型地執(zhí)行這些功能，并實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)管理協(xié)議。該模型中的各種實(shí)體以各種方式進(jìn)行交互。
 

　　四、標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施意義
 

　　林草物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在時(shí)間上要求同步、持續(xù)性，在空間上要求范圍廣、測(cè)點(diǎn)多，還要求維持較低的人力和設(shè)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(cè)、低成本等諸多特點(diǎn)，可滿足林草物聯(lián)網(wǎng)在復(fù)雜環(huán)境的視頻、圖像無線傳輸?shù)男枨螅壳皩?duì)森林旅游、濕地旅游、森林防火、生態(tài)監(jiān)測(cè)、資源監(jiān)管、物流管理等林草物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中將起到重要的作用。