[发明专利]应用于工业物联网的异构B5G/RFID智能资源分配系统

说明书

本发明公开了应用于工业物联网的异构B5G/RFID智能资源分配系统，利用新兴的B5G技术实现了工业物联网对于超可靠低延迟以及高数据传输速率的要求。同时，为解决在部分动态复杂工业场景中B5G工业物联网设备通信易受干扰问题以及无稳定的电源供应问题，本发明将低频RFID无线携能通信和B5G无线通信相结合，提出了用于多种工业环境的异构B5G/RFID智能资源分配系统。该系统使用强化学习算法进行优化，通过在工业物联网环境中不断地进行算法迭代，分别实现B5G无线通信的频谱最优分配、RFID无线携能通信的功率最优控制以及动态复杂工业环境中的B5G/RFID通信最优选择，实时地完成多种资源的最优分配，有效提高了工业物联网的通信效能。

技术领域

本发明涉及物联网资源分配领域，尤其涉及应用于工业物联网的异构B5G/RFID智能资源分配系统。

背景技术

随着工业自动化和信息化的全面发展，第四次工业革命(工业4.0)将物联网带入工业系统，智能设备(传感器、执行器、机器和机器人)得以智能地发送数据，以最少的人机交互实现实时的工业控制和环境监测，形成了工业物联网。为了提高移动设备的灵活性并减少基础设施的投入，未来的工厂和其他工业应用会逐步用无线网络取代传统的有线通信网络。在实际的工业无线网络中，工业物联网设备通常需要面对以下挑战：严格的延迟和可靠性要求、高传输数据速率要求、稳定的电源供应以及稀缺的无线频谱资源。

正在发展中的B5G(Beyond 5G)技术是解决上述挑战的途径之一。目前，第五代(The fifth generation，5G)移动通信网络已经在全球范围内开始了规模化商用，6G网络也已备受关注。B5G作为通往6G时代的路径，将其应用于工业物联网是基于当前研究现状的适当选择。B5G在海量连接的机器通信、超可靠低延迟的联网应用等方面都有着高于5G的性能表现，但在工业物联网应用方面，仍然存在部分动态复杂工业环境对B5G通信干扰严重，且小型工业物联网设备(如智能传感器、小型执行器等)在动态复杂工业环境中难以获取电源供应的问题。

为此，本发明提出一种异构B5G/RFID系统，利用低频的RFID(Radio FrequencyIdentification)通信来保障动态复杂工业环境中的通信可靠性，同时利用RFID成熟的无线携能通信技术在提供通信可靠性的同时也为动态复杂工业环境中的小型工业物联网设备提供稳定的电源供应，为B5G技术在多种工业环境中的应用提供了解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，完成了一种工业环境下的异构B5G/RFID智能资源分配系统设计。该应用于工业环境的智能资源分配系统由B5G无线通信和低频RFID无线携能通信终端组成。在友好工业环境下，B5G通信可以通过提高频谱资源的利用率满足工业物联网设备的超可靠低延迟、高数据传输速率需求。而在动态复杂工业通信场景中，单一B5G通信容易受到干扰，造成数据丢失，并且动态复杂工业环境中通信设备难以获取稳定的电源供应，频繁的人工更换电池也难以实现。因此引进低频RFID无线携能通信，为小型工业物联网设备在复杂工业场景中提供稳定电源供应的同时，确保在B5G无线通信不稳定的情况下，适时地切换到低频RFID通信，以满足动态复杂工业环境中的小型工业物联网设备通信的可靠性需求。下面对异构B5G/RFID智能资源分配系统进行简单说明。