设备状态数据的传输方法及传感设备、控制设备与流程
本申请涉及信息传输技术领域，特别是设备状态数据的传输方法及传感设备、控制设备。
背景技术
网络控制系统(networkedcontrolsystem，ncs)是一种全分布式、网络化实时反馈控制系统，其是某区域现场内不稳定的受控设备及其传感设备、控制设备和通信网络的集合。传感设备检测受控设备的状态信息，并将该状态信息传输至控制设备，使得该控制设备根据受控设备的状态信息向受控设备发送指令，以使不稳定的受控设备得以稳定。目前，ncs已广泛应用于各个领域如工业自动化、智能交通、远程机器人等领域中。
然而，在当前的ncs中，现有的传感设备均直接将检测得到的所有状态信息通过其建立的所有通信通道发送至控制设备。该大规模的信息传输需占用传感设备的大部分资源，且极大损耗传感设备的电量。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种设备状态数据的传输方法及传感设备、控制设备，该传输方法，能够减少传感设备的资源占用及电量损耗。
根据本发明的第一方面，提供一种设备状态数据的传输方法，包括：传感设备获取受控设备的当前状态数据；根据该受控设备的控制目标确定该当前状态数据的传输方式；以及采用所确定的传输方式向控制该受控设备的控制设备无线发送或不发送每个当前状态数据。
其中，根据该受控设备的控制目标确定该当前状态数据的传输方式的步骤包括：根据状态估计误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线多入多出本征信道，以使该控制设备从该选择的无线多入多出本征信道接收该当前状态数据，进而相应地控制该受控设备；其中，该状态预估误差由该当前状态数据与该受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到。
其中，根据状态估计误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线多入多出本征信道的步骤包括：在判定满足以下公式21时，选择第i条无线多入多出本征信道；
g1(hiσi)>c(21)
其中，hi为无线多入多出信道状态矩阵h的第i个最大奇异值，表示该第i个无线多入多出本征信道条件；σi为该状态预估误差的协方差矩阵的最i个最大奇异值；g1为该σi及该hi的非减函数，c为一常数。
其中，该传感设备的本地电源状况包括该传感设备的本地电源的可用电量，根据状态估计误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线多入多出本征信道的步骤包括：在判定满足以下公式22时，选择第i条无线多入多出本征信道；
g1(hiσi)>g2(e)(22)
其中，σi为该状态预估误差的协方差矩阵的第i个最大奇异值；该hi为无线多入多出信道状态矩阵h的第i个最大奇异值，表示该第i个无线多入多出本征信道条件；g1为σi及hi的非减函数；e为该传感设备的该本地电源的可用电量；g2为e的减函数。
其中，根据该受控设备的控制目标确定该当前状态数据的传输方式的步骤包括：根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，选择至少部分当前状态数据，以使该控制设备接收该选择的当前状态数据，进而对应控制该受控设备；其中，该状态预估误差由该当前状态数据与该受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到。
其中，根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，选择至少部分当前状态数据的步骤包括：在判定满足以下公式23时，选择第i个当前状态数据；
其中，σi为该状态预估误差的协方差矩阵的第i个最大奇异值；hi为无线多入多出信道状态矩阵h的第i个最大奇异值，表示第i个无线信道条件；f1为hi的非减函数。
其中，传感设备的本地电源状况包括该传感设备的本地电源的可用电量，该根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，选择至少部分当前状态数据的步骤包括：在判定满足以下公式24时，选择多个该当前状态数据中的第i个当前状态数据；
其中，σi为状态预估误差的协方差矩阵的第i个最大奇异值；hi为无线多入多出信道状态矩阵h的第i个最大奇异值，表示第i个无线多入多出本征信道条件；e为该传感设备本地电源的可用电量；f2为该hi及该e-1的非减函数。
控制设备反馈无线多入多出信道状态矩阵h。
其中，采用该确定的传输方式向控制该受控设备的控制设备无线发送或不发送每个当前状态数据之前，该方法还包括：对该当前状态数据进行模拟编码。
其中，对当前状态数据进行模拟编码的步骤包括：获取该当前状态数据的量化幅度，其中，该量化幅度用于直接加载于载波上，以传输至该控制设备。
其中，获取该当前状态数据的量化幅度的步骤包括：对该当前状态数据进行模数转换，得到该当前状态数据对应的比特流，其中，该比特流表示的数值为该当前状态数据的量化幅度。
其中，对当前状态数据进行模数转换，得到该当前状态数据对应的比特流的步骤之后，该方法还包括：对该当前状态数据对应的比特流进行串并行转换。
其中，传感设备获取受控设备的当前状态数据的步骤之后，还包括：对获取的该当前状态数据进行限幅处理。
根据本发明的第二方面，提供一种设备状态数据的传输方法，包括：控制设备接收传感设备无线发送的当前状态数据，其中，该当前状态数据的传输方式由受控设备的控制目标确定，该传感设备采用该传输方式向控制该受控设备的该控制设备无线发送或不发送每个当前状态数据；分析接收到的该当前状态数据，并产生相应控制指令；以及将该控制指令发送至该受控设备，使得该受控设备根据该控制指令进行相应操作。
根据本发明的第三方面，提供一种传感设备，包括：获取模块，用于获取受控设备的当前状态数据；确定模块，用于根据该受控设备的控制目标确定该当前状态数据的传输方式；和传输模块，用于采用该传输方式向控制该受控设备的控制设备无线发送或不发送每个当前状态数据。
其中，该确定模块具体用于根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线多入多出本征信道，以使该控制设备从该选择的无线本征信道接收该当前状态数据，进而对应控制该受控设备；其中，该状态预估误差由该当前状态数据与该受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到。
其中，该确定模块具体用于根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，选择至少部分当前状态数据，以使该控制设备接收该选择的当前状态数据，进而对应控制该受控设备；其中，该状态预估误差由该当前状态数据与该受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到。
其中，该传感设备还包括：模拟编码模块，用于对该当前状态数据进行模拟编码；和该传输模块具体用于采用该传输方式向控制该受控设备的控制设备无线发送或不发送该模拟编码模块输出的当前状态数据。
其中，该模拟编码模块具体用于获取该当前状态数据的量化幅度，其中，该量化幅度用于直接加载于载波上，以传输至该控制设备。
根据本发明的第四方面，提供一种传感设备，包括顺序连接的检测电路、中央处理器、射频电路及多入多出天线；该检测电路用于检测受控设备的当前状态数据，并将所检测的当前状态数据输出至该中央处理器；该中央处理器用于根据该受控设备的控制目标确定该当前状态数据的传输方式，并将该当前状态数据输出至该射频电路；并且该射频电路用于将该当前状态数据传输至该多入多出天线，以使该多入多出天线采用该传输方式向控制该受控设备的控制设备无线发送或不发送每个当前状态数据。
其中，该中央处理器具体用于根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线多入多出本征信道，以使该控制设备从该选择的无线多入多出本征信道接收该当前状态数据，进而对应控制该受控设备；其中，该状态预估误差由该当前状态数据与该受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到。
其中，该中央处理器执行该根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线多入多出本征信道，包括：在判定满足以下公式25时，选择第i条无线信道；
g1(hiσi)>c(25)
其中，hi为无线多入多出信道状态矩阵h的第i个最大奇异值，表示该第i个无线信道条件；σi为状态预估误差的协方差矩阵的最i个最大奇异值，g1为该σi及该hi的非减函数，c为一常数。
其中，该传感设备本地电源状况包括传感设备本地电源的可用电量，该中央处理器执行该根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线多入多出本征信道，包括：在判定满足以下公式26时，选择该第i条无线信道；
g1(hiσi)>g2(e)(26)
其中，σi为状态预估误差的协方差矩阵的最i个最大奇异值；hi为无线多入多出信道状态矩阵h的第i个最大奇异值，表示该第i个无线信道条件；g1为σi及hi的非减函数；e为该传感设备本地电源的可用电量；g2为e的减函数。
其中，确定该当前状态数据的传输方式的步骤之前，还用于包括：接收由该控制设备反馈的无线多入多出信道状态矩阵h，获取该无线多入多出信道状态矩阵h中的第i个最大奇异值hi，表示第i个无线多入多出本征信道条件。
其中，该中央处理器具体用于根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，从该当前状态数据中选择至少部分当前状态数据，以使该控制设备接收该选择的当前状态数据，进而对应控制该受控设备；其中，该状态预估误差由该当前状态数据与该受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到。
其中，该中央处理器执行该根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，选择至少部分当前状态数据，包括：
在判定满足以下公式27时，选择第i个当前状态数据；
其中，σi为状态预估误差的协方差矩阵的最i个最大奇异值；hi为无线多入多出信道状态矩阵h的第i个最大奇异值，表示第i个无线信道条件；f1为hi的非减函数。
其中，传感设备本地电源状况包括传感设备本地电源的可用电量，中央处理器执行该根据状态预估误差、无线多入多出信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，选择至少部分当前状态数据的步骤包括：
在判定满足以下公式28时，选择第i个当前状态数据；
其中，σi为状态预估误差的协方差矩阵的最i个最大奇异值；hi为无线多入多出信道状态矩阵h的第i个最大奇异值，表示第i个无线多入多出本征信道条件，e为该传感设备本地电源的可用电量；f2为hi及e-1的非减函数。
其中，确定该当前状态数据的传输方式的步骤之前，还包括：
接收由该控制设备反馈的无线多入多出信道状态矩阵h，获取该无线多入多出信道状态矩阵h中的第i个最大奇异值hi，表示第i个无线多入多出本征信道条件。
其中，该传感设备还包括：分别与该中央处理器和该射频电路连接的模拟编码器，该中央处理器通过该模拟编码器与该射频电路连接。该模拟编码器用于对输入至该射频电路之前的该当前状态数据进行模拟编码。
其中，该模拟编码器具体用于获取该当前状态数据的量化幅度，其中，该量化幅度用于直接加载于载波上，以传输至该控制设备。
其中，该模拟编码器具体用于对该当前状态数据进行模数转换，得到该当前状态数据对应的比特流，其中，该比特流表示的数值为该当前状态数据的量化幅度。
其中，该模拟编码器还用于对该当前状态数据对应的比特流进行串并行转换。
其中，该传感设备还包括：与该检测电路连接的限幅器，用于对输入至该中央处理器之前的该当前状态数据进行限幅处理。
根据本发明的第五方面，提供一种控制设备，包括：接收模块，用于接收传感设备无线发送的当前状态数据，其中，该当前状态数据的传输方式由受控设备的控制目标确定，该传感设备采用该传输方式向控制该受控设备的该控制设备无线发送或不发送每个当前状态数据；产生模块，用于分析接收到的当前状态数据，并产生相应控制指令；和发送模块，用于将该控制指令发送至受控设备，使得受控设备根据该控制指令进行相应操作。
根据本发明的第六方面，提供一种控制设备，包括：中央处理器、射频电路、多入多出天线和输出接口，该中央处理器与该射频电路和该输出接口连接，该射频电路与该多入多出天线连接；该射频电路用于通过该多入多出天线接收传感设备无线发送的当前状态数据，其中，该当前状态数据的传输方式由受控设备的控制目标确定，该传感设备采用该传输方式向控制该控制设备无线发送或不发送每个当前状态数据；该中央处理器用于分析接收到的当前状态数据和产生相应控制指令，并将该控制指令输出至该输出接口；并且该输出接口还用于将该控制指令传输至该受控设备，使得该受控设备根据该控制指令进行相应操作。
根据上述解决方案，传感设备可以根据受控设备的控制目标确定瞬时状态数据的传输方案，并且可以根据确定的传输方案传输或不传输每个当前状态数据。因此，传感设备可以选择性地传输其传感数据，以实现智能数据传输。具体地，当传感设备选择仅发送状态数据的一部分时，可以减少资源消耗和发送的数据量，从而可以节省通信资源和传感设备的功耗。
附图说明
图1是本申请网络控制系统(networkedcontrolsystem，ncs)一实施方式的结构示意图；
图2是本申请设备状态数据的传输方法一实施方式的流程图；
图3是本申请设备状态数据的传输方法另一实施方式的流程图；
图4是图3所示实施方式中传感设备与控制设备之间的无线mimo(multiple-inputmultiple-output，多入多出)信道示意图；
图5a是采用模拟编码方式传输状态数据的示意图；
图5b是采用数字编码方式传输状态数据的示意图；
图6是本申请设备状态数据的传输方法再一实施方式的流程图；
图7是本申请传感设备一实施方式的结构示意图；
图8是本申请传感设备另一实施方式的结构示意图；
图9是本申请传感设备再一实施方式的结构示意图；
图10是本申请控制设备一实施方式的结构示意图；
图11是本申请控制设备另一实施方式的结构示意图；
图12是本申请传感设备再一实施方式的结构示意图；
图13是本申请控制设备再一实施方式的结构示意图；
图14a是在一仿真实例的示例a中，在连续的重复编码中归一化状态估计的均方误差(meansquareerror，mse)与信噪比(signalnoiseratio，snr)比对的示意图；
图14b是在一仿真实例的示例a中，在连续的重复编码中归一化状态估计的均方误差与覆盖距离比对的示意图；
图14c是在一仿真实例的示例a中，在离散的重复编码中归一化状态估计的均方误差与信噪比比对的示意图；
图14d是在一仿真实例的示例a中，在离散的重复编码中归一化状态估计的均方误差与覆盖距离比对的示意图；
图15a是在一仿真实例的示例b中，在连续的重复编码中归一化状态估计的均方误差与信噪比比对的示意图；
图15b是在一仿真实例的示例b中，在连续的重复编码中归一化状态估计的均方误差与覆盖距离比对的示意图；
图15c是在一仿真实例的示例b中，在离散的重复编码中归一化状态估计的均方误差与信噪比比对的示意图；
图15d是在一仿真实例的示例b中，在离散的重复编码中归一化状态估计的均方误差与覆盖距离比对的示意图；
图16a是在另一仿真实例的示例a中，在连续的重复编码中归一化状态估计的均方误差与信噪比比对的示意图；
图16b是在另一仿真实例的示例a中，在连续的重复编码中归一化状态估计的均方误差与覆盖距离比对的示意图；
图16c是在另一仿真实例的示例a中，在离散的重复编码中归一化状态估计的均方误差与信噪比比对的示意图；
图16d是在另一仿真实例的示例a中，在离散的重复编码中归一化状态估计的均方误差与覆盖距离比对的示意图；
图17a是在另一仿真实例的示例b中，在连续的重复编码中归一化状态估计的均方误差与信噪比比对的示意图；
图17b是在另一仿真实例的示例b中，在连续的重复编码中归一化状态估计的均方误差与覆盖距离比对的示意图；
图17c是在另一仿真实例的示例b中，在离散的重复编码中归一化状态估计的均方误差与信噪比比对的示意图；
图17d是在另一仿真实例的示例b中，在离散的重复编码中归一化状态估计的均方误差与覆盖距离比对的示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施方式中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。
在下文中，先对本申请方法所处的系统进行描述。请参阅图1，图1是本申请网络控制系统一实施方式的结构示意图。本实施方式中，网络控制系统(networkedcontrolsystem，ncs)包括受控设备11、传感设备12、控制设备13。控制设备13可与该受控设备11之间建立通信信道以进行数据传输，该通信信道可以是有线信道或无线信道。例如，当采用有线信道时，该控制设备13以有线的方式物理连接该受控设备11。传感设备12与控制设备13之间也可能建立通信信道以进行数据传输。在本实施例中，该控制设备13物理连接该受控设备11的执行器，该传感设备12与该控制设备13之间建立无线mimo信道。通过采用建立的无线mimo信道可提高数据传输的效率和可靠性，进而可提高系统的稳定性。
传感设备12用于周期性或在接收到触发指令时检测受控设备11的状态数据，并将该状态数据通过无线mimo信道发送至控制设备13。其中，该状态数据可以是多维的状态数据，其可以包括受控设备11的不同的状态数据。图1仅示范性示出一个传感设备，然而，该ncs可以包括多个传感设备12，该多个传感设备12可以与该控制设备13连接，以将其检测得到的状态数据均发送至该控制设备13中。
控制设备13用于根据接收到的状态数据及本地信息计算出该受控设备11的状态预估，并根据该状态预估产生相应的控制指令，将该控制指令发送至受控设备11。
受控设备11用于执行控制设备13发送的控制指令，以实现控制设备13对受控设备11的相应控制。在一具体应用中，该受控设备11可为一潜在不稳定性的设备，控制设备13可根据状态数据控制受控设备11，使受控设备11处于稳定状态，以相应控制受控设备11。
在该ncs中，传感设备12传输的状态数据或采用的无线信道越多，则其占用的资源越多，损耗的电量也越大，同时，当传输的状态数据越多，控制设备13对受控设备11的分析准确度越高，即受控设备11的受控准确度越高。本申请同时考虑传感设备12的损耗资源以及受控设备11的受控准确度。为了达到以尽可能较小的资源实现有效控制受控设备11的原则，传感设备12可以能够智能调整其对每个状态数据的传输方式。具体地，传感设备12采用下述实施例方法将状态数据传输至控制设备13，具体内容请参考下面说明。
请参阅图2，图2是本申请设备状态数据的传输方法一实施方式的流程图。本实施方式中，该方法应用于图1所示的ncs，由图1所示的传感设备12执行，该方法具体包括如下步骤。
s21：传感设备获取受控设备的当前状态数据。
例如，传感设备设置于受控设备的附近，通过内部或外部设置的相应传感电路检测得到该受控设备的当前状态数据。该当前状态数据可包括不同位置的温度、不同位置的速度等。需要说明的是，此处描述的“当前状态数据”并不严格限制为目前时刻获取的数据，而是对受控设备有影响的任一时刻状态的数据，包括旧数据。本方法继续进行至步骤s22。
s22：传感设备根据所述受控设备的控制目标确定所述当前状态数据的传输方式。
具体地，该受控设备的控制目标具体指该控制设备对受控设备的控制的准确度、稳定性、或预定要求，即该控制设备控制受控设备在的目标状态的准确度。由于在该ncs中，影响该受控准确度或稳定性等的因素有若干个，例如，控制设备获取到的状态预估与参考状态数据之间的误差(本申请下述的状态数据误差均指控制设备获取到的状态预估与受控设备的参考状态数据之间的误差)、该系统的信道条件、该系统中传感设备的电池电量等。该参考状态数据可以为预设的固定状态数据，或者为传感设备之前检测到的状态数据，例如，传感设备前一次检测到的状态数据或之前多次检测的到的状态数据的平均值等。当状态预估误差越大，控制设备对受控设备的分析、判断和控制的误差越大，故受控准确度越低；当信道条件越差，其传输的数据出错率越大，控制设备对受控设备的分析、判断和控制的误差越大，故受控准确度越低；当传感设备的电池电量越低，受控准确度越低，例如，当电池电量接近全部损耗状态，则传感设备将无法正常工作导致该ncs无法实现正常控制操作，故受控准确度将会降低。因此，上述受控因素为与受控设备的控制目标密切相关的，故可根据上述受控因素，确定当前状态数据的传输方式，以使控制设备能够根据采用该传输方式传输的状态数据来稳定控制该受控设备，使得受控设备的受控制程度达到该控制目标。
该当前状态数据的传输方式包括每个当前状态数据是否发送和/或选择哪些无线信道发送。由于选择的状态数据和无线本征信道越多，传感设备的资源占用越多，损耗电量也越大。因此，本实施例中，传感设备可根据上述状态预估误差、信道条件、传感设备电池电量中的至少一个选择合适的部分无线本征信道以及仅传输部分状态数据至控制设备，以满足该受控设备的控制目标。若上述状态数据的误差越大以及信道条件越好，则其对应的状态数据和无线本征信道被选择的可能性越大；当传感设备电池电量越低，则选择尽量少的状态数据和无线本征信道。本方法继续进行至步骤s23。
s23：传感设备采用所确定的传输方式向控制所述受控设备的控制设备无线发送或不发送每个当前状态数据。
例如，传感设备检测得到的当前状态数据可能包括第一状态数据、第二状态数据及第三状态数据。根据上述受控因素选择状态预估误差较大的第一状态数据和第二状态数据传输，以及根据上述受控因素选择传感设备与控制设备之间的多个无线本征信道中的信道条件较好的第二无线本征信道和第三无线本征信道。传感设备将该第一状态数据和第二状态数据分别通过第二无线本征信道、第三无线本征信道发送至控制设备。
需要说明的是，本申请传感设备选择的当前状态数据量和无线信道量并不限定要一一对应。具体地，其选择的当前状态数据量与无线本征信道量可不相等。例如，选择的当前状态数据量可以少于选择的无线本征信道量。而且，传感设备可仅选择部分当前状态数据或仅选择部分无线本征信道，同样能够达到节省资源和电量及提高该ncs的性能增益的目的。当然，对当前状态数据和无线信道均进行选择，能够使节省效果更加良好。
本实施例中，传感设备根据受控设备的控制目标确定当前状态数据的传输方式，并采用该确定的传输方式发送或不发送每个当前状态数据。即传感设备具有选择性地传输其传感数据，这就实现了传感设备对传感数据的智能传输。具体地，当传感设备仅仅发送部分当前状态数据时，资源消耗和数据传输量将会减小，这样可以节省传感设备的通信资源及其损耗的电量。
请参阅图3，图3是本申请设备状态数据的传输方法另一实施方式的流程图。该方法应用于图1所示的ncs，由图1所示的传感设备执行，该方法具体包括如下步骤。
s31：传感设备接收所述控制设备反馈的无线mimo信道状态矩阵h，并获取所述矩阵h的第i个最大奇异值hi来表示传感设备与控制设备之间的第i条所述无线mimo本征信道条件。
本实施例中，传感设备与控制设备通过图4所示的无线mimo信道传输状态数据。并且，传感设备与控制设备之间还设置有上行链路a(如图1所示)，用于传输控制设备向传感设备反馈的该无线mimo信道状态信息。例如，控制设备周期性向传感设备发送图4所示的无线mimo信道状态矩阵h，其中，
需要说明的是，本文所述的第i个最大奇异值是指降序排列后的第i个奇异值。
可选地，传感设备与控制设备之间也可不设上行链路a，而直接采用传感设备与控制设备间的mimo信道传输该无线mimo信道状态信息。本方法继续进行至步骤s32。
s32：传感设备获取受控设备的当前状态数据。
具体如上面实施例s21所述，在此不作赘述。本方法继续进行至步骤s33。
s33：传感设备对获取的所述当前状态数据进行限幅处理。
例如，传感设备将检测得到的当前状态数据经过限幅器进行限幅处理，以将高于设定幅度的信号幅度降低为该设定幅度，以约束传感设备的峰值传输功率。
该传感设备的限幅器可根据本地计算的状态预估误差，动态调整其限定范围，从而保持一个小的(目标)饱和概率。该限定范围即可称为限幅器的限幅值。当饱和发生时，限幅器可使传感设备停止传输数据。本方法继续进行至步骤s34。
s34：传感设备根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中的至少一个选择至少部分无线mimo本征信道，且根据状态预估误差、无线mimo信道条件及传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分当前状态数据，以使所述控制设备从所述选择的无线mimo本征信道接收所述选择的当前状态数据，进而对应控制所述受控设备。
状态预估误差由当前状态数据与受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到，其中该参考状态数据为预设状态数据或者为传感设备之前检测到的状态数据，例如，传感设备预先检测到该状态数据、从控制设备反馈到传感设备的状态预估、或由传感装置基于受控设备的当前状态确定的受控设备当前时刻的目标状态数据。在一个应用中，在将当前状态数据x(i)与上次检测得到的对应状态数据x’(i)进行作差之前，传感设备检测到当前状态数据x(i)，以得到该状态预估误差δx(i)。
该传感设备本地电源状况包括传感设备本地电源的可用电量。该本地电源可以为通过能量采集技术产电的供电系统、或者为锂电池、充电电池、热激活电池、水激活电池等。对于采用能量采集供电的传感设备，由于能够持久性供电，故延长了传感设备的使用寿命，且能够避免传感设备由于电量耗尽而无法工作的情况，因此防止了该ncs的工作中断，提高了该系统的稳定性。
为实现该控制设备能够控制受控设备在目标范围内工作，该选择策略如下所述：当第i个状态预估误差大于设定误差，则选择该第i个状态数据，及选择对应的无线本征信道(例如，第i条无线信道)；当第i个无线信道条件值大于设定条件值，则选择对应的状态数据(例如，第i个状态数据)，及选择第i个无线本征信道；当传感设备的本地电源的可用电量越多，则该设定误差和设定条件值越小，则选择的状态数据越多，及选择的无线本征信道越多。
本实施例中，传感设备根据状态预估误差、无线mimo信道条件及传感设备本地电源状况三者确定当前状态数据的传输方式。具体地，步骤s32中所述根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线mimo本征信道的包括：在判定满足以下公式11时，选择第i条mimo无线本征信道；
g1(hiσi)>g2(e)(11)
可选地，步骤s32中所述根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线mimo本征信道的包括：在判定满足以下公式12时，选择所述多个当前状态数据中的第i个当前状态数据；
其中，σi为状态预估误差的协方差矩阵的最i个最大奇异值，表示一个或多个对应状态数据的估计误差；hi为无线mimo信道状态矩阵h的第i个最大奇异值，表示第i个无线mimo本征信道条件，本实施例中hi由上述步骤s31得到；g1为σi及hi的非减函数，即当σi及hi越大，该函数值越大；e为传感设备本地电源的可用电量；g2为e的减函数，当e越大，该函数值越小；f2为hi及e-1的非减函数，表示当hi及e-1越大，该函数值越大。在一具体应用中，该传感设备采用能量采集供电，该
在其它实施例中，传感设备可根据上述三个受控因素中的一个或两个确定选择的当前状态数据和/或选择的无线本征信道。
例如，传感设备可根据上述状态预估误差及无线mimo信道条件确定选择的无线本征信道。具体地，根据在判定满足以下公式13时，选择第i条无线mimo本征信道，
g1(hiσi)>c(13)
或者，传感设备单独根据其中一个受控因素进行选择，例如，当满足g(hi)>c、g(σi)>c、或c>g2(e)其中的一个时，选择第i条无线mimo本征信道。其中，所述σi为状态预估误差的协方差矩阵的最i个最大奇异值；g1为所述σi及所述hi的非减函数，当所述hi及所述σi越大，该函数值越大；g为所述σi或所述hi的非减函数，表示当所述hi或所述σi越大，该函数值越大；g2为所述e的减函数，当所述e越大，该函数值越小；c为一常数。该常数c可以预先设定也可以根据应用场景调整。
在另一个实施例中，传感设备可根据上述状态预估误差及无线mimo信道条件确定选择的当前状态数据。具体地，在判定满足以下公式14时，选择多个所述当前状态数据中的第i个当前状态数据，
或者，传感设备单独根据其中一个受控因素进行选择。例如，当满足f(hi)>c、
可以理解的是，当传感设备不根据该无线信道条件确定当前状态数据的传输方式时，传感设备可不执行上述步骤s31。
经步骤s34确定的当前状态数据的传输方式能够使得传感设备在实现减少资源占用和电量损耗的同时，也保证了受控设备的受控程度达到其控制目标。本方法继续进行至步骤s35。
s35：传感设备对选择的所述当前状态数据进行模拟编码。
上述模拟编码是指传感设备直接获取当前状态数据的量化幅度。该量化幅度可用于直接加载在载波上以进行传输。由于该量化幅度作为调制信号，其可以为无限种状态，具体地，不同值的当前状态数据的量化幅度亦为不同，故可称为模拟编码。
现有技术中传感设备一般采用数字编码方式来编码传输数据。然而，数字编码需要对经模数转换后得到的比特流形式数字信号进行传输块校验和块分割、速率匹配等处理，并将调制后的数字信号传输至控制设备，控制设备接收该数据后需执行相应解码处理并进行数模转换，其后对转换得到的模拟信号进行进一步处理。而在模拟编码中，模拟信号的模拟幅值直接调制以传输。故相对于数字编码方式，模拟编码方式无需上述数字编码和解码步骤，因此简化了传感设备和控制设备的结构及传输路径，并且也降低了传感设备和控制设备的花销。
而且，如图5b所示，经数字编码后的数字信号经无线信道发送至控制设备的过程中，若其它传感设备也同时将数字信号发送至控制设备，则可能会导致不同传感设备发送的数字信号发生冲突，从而使得控制设备不能解码来自发生冲突的数字信号的正确信号，导致信号无效。然而，当采用模拟编码方式时，如图5a所示，则即使多个传感设备的信号叠加在一起，控制设备没有必要解码叠加的信号，并且可以直接使用该叠加的信号以使得设备稳定，即信号依然有用。因此，本申请传感设备采用模拟编码方式对当前状态数据进行编码，提高可通信可靠性，使得该ncs可兼容多个传感设备同时向同一控制设备发送数据的情况。
可以理解的是，在其它如ncs只有一个传感设备的实施例中，传感设备也可不执行该步骤s35，而对该当前状态数据进行数字编码后发送至控制设备。
而且，在其它实施例中，若传感设备在上述步骤s34中确定的当前状态数据的传输方式仅包括选择无线本征信道，则本步骤s35为传感设备采用模拟编码器对检测得到的所有所述当前状态数据进行模拟编码。本方法继续进行至步骤s36。
s36：传感设备通过选择的所述无线本征信道向控制所述受控设备的控制设备发送已编码的所述当前状态数据。
例如，在图1所示的ncs中，传感设备周期性检测并获取受控设备的多个当前状态数据x(n)(即x(1),x(2)…x(n))，对获取到的该多个当前状态数据进行限幅得到q(n)(即q(1),q(2)…q(n))。传感设备根据控制设备反馈的无线mimo信道状态矩阵h得到每个无线本征信道条件hi，并根据当前状态数据x(n)与参考状态数据进行对比得到状态预估误差δx(n)(即δx(1),δx(2)…δx(n))。传感设备利用上述公式11对每条无线mimo本征信道进行判断，以选择出无线mimo本征信道h(k)(即h(1),h(2)…h(k))，利用上述公式12对每个当前状态数据进行判断，以选择出当前状态数据q(j)(即q(1),q(2)…q(j))，对选择的当前状态数据进行模拟编码f(j)q(j)，并输出f(j)q(j)，在将该输出数据f(j)q(j)通过无线mimo本征信道h(k)发送至控制设备，以使控制设备根据接收到的数据计算得到受控设备的状态预估，并进行相应控制操作以稳定受控设备。
可选地，传感设备执行上述步骤s35具体可为传感设备获取当前状态数据的量化幅度。量化幅度用于直接加载于载波上，以传输至控制设备。量化幅度为传感设备可识别处理的数值。例如，当前状态数据为14.8012，传感设备可处理的一位小数点，故将该当前状态数据转换为14.8。
传感设备经该模拟编码得到量化幅度后，对该量化幅度直接进行调制，然后将加载量化幅度的已调制信号发送至控制设备。
具体地，如图12所示，传感设备将该当前状态数据经过模数转换器121进行模数转换，以得到该当前状态数据对应的比特流，其中，该比特流表示的数值为当前状态数据的量化幅度，故传感设备根据该比特流即可获取该当前状态数据的量化幅度。例如，假设一当前状态数据为14.001，通过模数转换得到对应比特流1110，该比特流表示的数值为14，即传感设备获取该当前状态数据的量化幅度为14。传感设备也可不通过模数转换而通过其它方式对状态数据进行量化处理。传感设备获取由该比特流数值表示的该当前状态数据的量化幅度后，其将该量化幅度加载在载波上并进一步生成无线帧，例如，该量化振幅依序经变换预编码器(transformprecoder)123进行预编码、资源粒子映射器(resourceelementmapper)124进行资源块映射、sc-fdma(single-carrierfrequency-divisionmultipleaccess，单载波频分多址)信号生成器(sc-fdmasignalgeneration)125生成复值时域sc-fdma信号以及最后经过帧生成器(framegeneration)126生成无线帧。形成的无线帧将会通过对应的无线信道传输至控制设备。
进一步地，在一些传感设备的传输方式为两路并行传输，例如，为了传输复值信号。为兼容该传输方式，传感设备在通过模数转换获取比特流后，进一步对所述当前状态数据对应的比特流进行串并行转换。即，当传感设备需传输多个当前状态数据时，其将串行的多个连续的状态数据转换成并行状态数据，以实现两路同时传输，提高传输效率。在串并行转换后，再将两路比特流表示的量化幅度加载在载波上以形成无线帧，并发送至控制设备。
控制设备接收到加载量化幅度的无线帧，将该无线帧转换为控制设备可识别处理的数值。然后控制设备对无线帧解调以获取该量化幅度，并进一步根据量化幅度及信道估计进行状态估计，以产生相应控制指令。例如，参考图13所示，控制设备对接收到的无线帧经模数转换器131进行模数转换，以获取对应该无线帧的比特流，该比特流即为该控制设备可处理的数值，并且表示接收到的状态数据的量化幅度。然后，将该无线帧的比特流经帧同步(framesynchronization)模块132进行帧同步，然后经快速傅氏变换(fft)模块133解调以获取加载的量化幅度信息，并将其输出至信道预估模块134和状态预估模块135。该状态预估模块135根据该fft模块133的输出和信道预估模块134的输出进行状态预估。
可以理解的是，尽管本申请的上述模拟编码方式虽采用模数转换得到比特流，但其模数转换的目标并不在于传输每个信息位，而是提供设备可处理的多个位共同构成的幅度信息。因此，相对于数字编码方式，控制设备根据该接收到幅度信息进行状态预估，而不是对每个信息位进行判断，因此可以得到更有效和强大的状态预估性能。
为更好说明本申请编码方式的优点，下面对数字编码进行简要描述。数字编码方式中源信号，需要经过模数转换器进行模数转换以生成比特流，通过传输crc(cyclicredundancycheck，循环冗余校验)附件模块、块分割模块以及用于速率匹配的速率匹配模块进行数字编码。该比特流再经变换预编码器、资源粒子映射器、sc-fdma信号生成器、帧生成器处理后，通过传输信道传输。接收端接收到帧信号后，对应需要对接收到的帧信号通过解调器(demodulation)、信道交织器(channeldeinterleaver)、信道解码器和crc解码器(channeldecoderandcrcdecoder)等进行数字解码后，才能进行状态预估。接收端接收到的信号为yd(j)＝r(j)x(j)+zq(j)[1]。其中，zq(j)为量化噪声，x(j)为状态数据，该r(j)属于{0,1}，为一个二元随机变量，若r(j)为1，则对应x(j)的所有数据符号能够在信道和crc解码器处理后正确被解码，若r(j)为0，则接收到信号不包含关于x(j)的任何信息，只有噪声，故状态预估性能较差。
而本申请采用的模拟编码中，上述控制设备接收到信号为ya(j)＝h(j)x(j)+zc(j)，其中，h(j)为上述无线信道状态，该zc(j)包含信道噪声和量化噪声，x(j)为状态数据。故无论何种情况，接收到的信号总是包含状态数据x(j)的信息，故提高了状态预估性能。
而且，该模拟编码方式仅需把现有数字编码方式的数字调制模块替换成上述模拟编码的对应模块。例如，传感设备中将数字编码中的预编码器之前的所有模块替换成上述模数转换器和串并行转换器，且将现有数字解码部分去除，如将控制设备中fft之前的所有解调相关模块去除即可。由于剩余模块与其在数字编码时执行的功能一致，故该模拟编码传输方式可兼容现有网络物理层，如lte物理层。而且，本发明采用的模拟编码方式无需数字调制和数字及解调，简化了设备结构。
另外，在数字编码方式中，比特流的未编码或编码都是采用简单的信道编码方式，如重复编码。这将导致其编码后的信号存在非常高的ber(biterrorrate，比特错误率)，进而导致状态预估性能较差。然而上述模拟编码传输方式无需对比特流进行数字编码，因此可避免出现上述情况。而且数字编码传输方式不能适应于低发射功率的设备，因此当传感设备的发射功率较低，则可能导致snr(signalnoiseratio，信噪比)不足以确保其稳定的状态预估性能，这将引起高比特错误率，从而导致发射区域极其有限，而模拟编码方式由于接收信号总包含状态数据信息，故不存在于上述问题，进而可保证更好的覆盖性能。
在一具体应用中，采用模拟编码的数据处理如下：当前状态数据源信号
而且，采用模拟编码方式，由于该数据符号序列与量化幅度对应，故每个当前状态数据对应的该数字符号序列只包括一个符号，因此一个资源块中该符号可重复84次。相对于采用数字编码，一个当前状态数据对应多个位，故其该数据符号序列对应包含多个符号，如基于上述实施例的条件，其应为-1-i1,1-i1,1+i1,-1+i1。故在一个资源块中，该数组符号序列只被重复21次。因此，模拟编码方式的重复次数远多于数字编码，当控制设备接收到该资源块，并根据该资源块中重复的数据符号序列进行处理时，如将该资源块的噪声除以重复次数，重复次数越多，可将每个数据符号序列的噪声减少越多，故重复次数越多，其snr越高。
为更好说明上述模拟编码的良好状态预估性能，进行以下仿真：
仿真示例一：在lte-m中的性能增强
1)源模型：受控设备的状态变动由x(n+1)＝ax(n)+bu(n)+w(n)，n≥0，x(0)＝0提供，其中，x(n)∈r4×1，是该受控设备的状态处理，u(n)∈r4×1，是该受控设备的控制操作，以及w(n)∈r4×1，是受控设备的噪声的具有零平均值和单位方差的iid(independentidenticallydistributed，独立同分布)的高斯分布。我们考虑两种情况，在示例a中，动态受控设备的开环路响应在(a,b)＝(1.1i4×4,i4×4)内不稳定，其中，i4×4是4*4的单位矩阵，如图1中所示，传感设备周期性感应当前状态数据x(n)，并通过lte-m和nblte-m将其传输至控制设备，以形成稳定的闭环反馈。在示例b中，动态受控设备的开环响应稳定在(a,b)＝(0.9i4×4,1i4×4)，传感设备周期性发送当前状态数据x(n)给控制设备，以提升受控设备的稳态误差。
2)信道模型：根据3gpptr36.814中章节b.1.2.2中用于城市微观情景的lte信道模型生成该信道。假设传感设备天线方向图是全向的，天线增益为3db。路径损失模型由pl(db)＝40log10(d)-12.6提供，d是以米为单位的距离。根据3gpptr36.814中表格b.1.2.2.1-4选择该信道模型的参数。
3)系统配置：系统参数总结在下表1中。
表1
4)性能比较：我们将控制设备处的归一化状态估计误差(定义为
对于示例a，其中动态受控设备的开环响应是不稳定的，图14a和图14b示出了与连续重复编码下的现有数字编码传输方案相比，所提出的模拟编码传输的性能增强。以及图14c和图14d示出了在离散式重复编码下所提出的模拟编码传输的性能增强。在连续重复编码的情况下，与具有qpsk和16qam的数字编码传输相比，所提出的方案(模拟编码)在-16.87db的mse(mean-squareerror，均方误差)下具有14.75db和15.71db的性能增益。在离散式重复编码的情况下，与具有qpsk和16qam的数字编码传输相比，所提出的方案在-19.27db的mse下具有12.31db和15.85db的性能增益。
对于示例b，其中动态受控设备的开环响应是稳定的，图15a和图15b示出了与连续重复编码下的现有数字编码传输方案相比所提出的模拟编码传输的性能增强。以及图15c和图15d示出了在离散重复编码下所提出的模拟编码传输的性能增强。在连续重复编码的情况下，与具有qpsk和16qam的数字编码传输相比，所提出的方案在-7.19db的mse下具有4.21db和6.52db的性能增益。在离散重复编码的情况下，与具有qpsk和16qam的数字编码传输相比，所提出的方案在-7.79db的mse下具有3.75db和4.96db的性能增益。
仿真二：nblte-m中的性能增强。
1)源模型：受控设备的状态变动由x(n+1)＝ax(n)+bu(n)+w(n)，n≥0，x(0)＝0提供，其中，x(n)∈r4×1，是该受控设备的状态处理，u(n)∈r4×1，是该受控设备的控制操作，以及w(n)∈r4×1，是受控设备的噪声的具有零平均值和单位方差的iid(independentidenticallydistributed，独立同分布)的高斯分布。我们考虑两种情况，在示例a中，动态受控设备的开环响应在(a,b)＝(1.1i4×4,i4×4)内不稳定，其中，如图1中所示，传感设备周期性感应当前状态数据x(n)，并通过lte-m和nblte-m将其传输至控制设备，以形成稳定的闭环反馈。在示例b中，动态受控设备的开环响应稳定在(a,b)＝(0.9i4×4,1i4×4)，传感设备周期性发送当前状态数据x(n)给控制设备，以提升受控设备的稳态误差。
2)信道模型：根据3gpptr36.814中章节b.1.2.2中用于城市微观情景的lte信道模型生成该信道。假设传感设备天线方向图是全向的，天线增益为3db。路径损失模型由pl(db)＝40log10(d)-12.6提供，其中d是以米为单位的距离。根据3gpptr36.814中表格b.1.2.2.1-4选择该信道模型的参数。
3)系统配置：系统参数总结在下表2中。
表2
4)性能比较：对于示例a，其中动态受控设备的开环响应是不稳定的，图16a和图16b示出了与连续重复编码下的现有数字编码传输方案相比，所提出的模拟编码传输的性能增强。图16c和图16d示出了在离散重复编码下所提出的模拟编码传输的性能增强。在连续重复编码的情况下，与qpsk和16qam的数字编码传输相比，所提出的方案在-13.86db的mse下具有10.41db和13.14db的性能增益。在离散重复编码的情况下，与具有qpsk和16qam的数字编码传输相比，在-18.01db的mse下，所提出的方案具有14.98db和16.26db的性能增益。
对于示例b，其中动态受控设备的开环响应是稳定的，图17a和图17b示出了与连续重复编码下的现有数字编码传输方案相比，所提出的模拟编码传输的性能增强。并且图17c和图17d示出了在离散重复编码下所提出的模拟编码传输的性能增强。在连续重复编码的情况下，与qpsk和16qam的数字编码传输相比，所提出的方案在-3.32db的mse下具有4.96db和6.85db的性能增益。在离散重复编码的情况下，与qpsk和16qam的数字编码传输相比，所提出的方案在-3.52db的mse下具有4.67db和5.87db的性能增益。
由以上仿真可得，本申请提出的模拟编码传输方式所带来的性能增益远远大于现有数字编码传输方式。
请参阅图6，图6是本申请设备状态数据的传输方法再一实施方式的流程图。该方法应用于图1所示的ncs，由图1所示的控制设备执行，该方法具体包括如下步骤。
s61：控制设备接收传感设备无线发送的当前状态数据，其中，所述当前状态数据的传输方式由受控设备的控制目标确定，所述传感设备采用所述传输方式向控制所述受控设备的控制设备无线发送或不发送每个当前状态数据。
在一个实施场景中，控制设备通过该通信信道接收到的该信号是具有信道噪音的衰弱的状态数据。传感设备采用上述实施例所述方法发送检测得到的当前状态数据，具体请参阅上面实施例的描述。本方法继续进行至步骤s62。
s62：控制设备分析接收到的当前状态数据，以产生相应控制指令。本方法继续进行至步骤s63。
其中，当传感设备采用上述模拟编码传输方式时，控制设备采用上述对应方式对当前状态数据进行处理，可如图13所示。
s63：控制设备将所述控制指令发送至受控设备，使得受控设备根据所述控制指令进行相应操作。
例如，控制设备根据接收到的当前状态数据以及本地信息计算得到受控设备的状态预估，并根据该状态预估产生相应控制指令，并将该控制指令发送至受控设备，于是受控设备执行该控制指令，使得该受控设备能够维持稳定状态，从而保证满足该受控设备的控制目标。
请参阅图7，图7是本申请传感设备一实施方式的结构示意图。本实施例中，该传感设备为图1所示的传感设备12，该传感设备包括获取模块71、确定模块72及传输模块73。
获取模块71用于获取受控设备的当前状态数据。
确定模块72用于根据所述受控设备的控制目标确定所述当前状态数据的传输方式。
传输模块73用于采用所述传输方式向控制所述受控设备的控制设备无线发送或不发送每个当前状态数据。
可选地，该确定模块72具体用于根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线mimo本征信道。传输模块73用于通过选择的无线本征信道将当前状态数据发送至控制设备，以使控制设备从选择的无线本征信道接收当前状态数据，进而相应控制受控设备。状态预估误差由多个当前状态数据与受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到。
可选地，无线mimo信道状态矩阵h由控制设备反馈得到。该传感设备还包括接收模块，用于接收控制设备反馈的无线mimo信道状态矩阵h，并获取矩阵h的第i个最大奇异值hi来表示无线mimo本征信道的第i条无线mimo信道条件。
可选地，该确定模块72执行根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线mimo本征信道，包括：在判定满足上述公式11时，选择第i条无线mimo本征信道。
可选地，该传感设备本地电源状况包括传感设备本地电源的可用电量，该确定模块72执行根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线mimo本征信道，包括：在判定满足上述公式12时，选择第i条无线mimo本征信道。
可选地，确定模块72具体用于根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，选择至少部分当前状态数据，以使控制设备接收选择的当前状态数据，进而相应控制受控设备；其中，状态预估误差由当前状态数据与受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到。
可选地，确定模块72执行根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，选择至少部分当前状态数据，包括：在判定满足上述公式13时，选择第i个当前状态数据。
可选地，传感设备本地电源状况包括传感设备本地电源的可用电量。确定模块72执行根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，选择至少部分当前状态数据，包括：在判定满足上述公式14时，选择第i个当前状态数据。
可选地，该传感设备还包括模拟编码模块，用于对当前状态数据进行模拟编码；传输模块73具体用于采用传输方式向控制受控设备的控制设备无线发送或不发送模拟编码模块输出的每个当前状态数据。
模拟编码模块具体用于获取所述当前状态数据的量化幅度，其中，所述量化幅度用于直接加载于载波上，以传输至所述控制设备。
具体地，模拟编码模块可具体用于对当前状态数据进行模数转换，得到当前状态数据对应的比特流，其中，比特流表示的数值为当前状态数据的量化幅度。进一步地，模拟编码模块还可用于对当前状态数据对应的比特流进行串并行转换。在一具体应用中，模拟编码模块的结构可至少包括图12所示的部件121和122。
可选地，该传感设备还包括限幅模块，用于对获取模块71获取的当前状态数据进行限幅处理，并输出至确定模块72。
请参阅图8，图8是本申请传感设备另一实施例的结构示意图。本实施例中，该传感设备为图1所示的传感设备12，该传感设备80包括限幅模块81、数据选择模块82、传输调度模块83及模拟编码模块84。
限幅模块81用于将检测得到的受控设备的当前状态数据进行限幅处理。
数据选择模块82用于根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，从由限幅模块81输出的经限幅后的当前状态数据中选择至少部分当前状态数据；
传输调度模块83用于根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，选择至少部分无线mimo本征信道；
模拟编码模块84用于通过所述选择的无线本征信道将所述选择的当前状态数据发送至控制设备，以使所述控制设备相应控制所述受控设备。
上述传感设备实施例中，该传感设备的上述模块分别用于执行上述方法实施例中的相应步骤，具体执行过程如上方法实施例说明，在此不作赘述。
请参阅图9，图9是本申请传感设备再一实施方式的结构示意图。本实施方式中，该传感设备为图1所示的传感设备12，传感设备90包括顺序连接的检测电路91、cpu(centralprocessingunit，中央处理器)92、rf(radiofrequency，射频)电路94及mimo天线93。
检测电路91用于检测受控设备的当前状态数据，并输出至cpu92。
cpu92用于根据受控设备的控制目标确定当前状态数据的传输方式，并将当前状态数据输出至rf电路94；
rf电路94用于将当前状态数据传输至mimo天线93，以使mimo天线93采用传输方式向控制受控设备的控制设备无线发送或不发送当前状态数据。
可选地，cpu92具体用于根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择无线mimo信道中的至少部分无线mimo本征信道，以使控制设备从选择的无线信道接收当前状态数据，进而相应控制受控设备；其中，状态预估误差由多个当前状态数据与受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到。
可选地，无线mimo信道状态矩阵h由控制设备反馈得到的，cpu92还用于根据控制设备反馈的无线mimo信道状态矩阵h，计算得到矩阵h的第i个最大奇异值hi来表示第i条无线mimo本征信道条件。
可选地，cpu92执行根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线mimo本征信道，包括：在判定满足上述公式11时，选择第i条无线mimo本征信道。
可选地，传感设备本地电源状况包括传感设备本地电源的可用电量，cpu92根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个选择至少部分无线mimo本征信道，包括：在判定满足上述公式12时，选择第i条无线mimo本征信道。在一具体应用中，该传感设备为能量采集传感设备，即该传感设备本地利用能量采集技术进行供电。
可选地，cpu92具体用于根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，从当前状态数据中选择至少部分当前状态数据，以使控制设备接收选择的当前状态数据，进而对应控制受控设备；其中，状态预估误差由当前状态数据与受控设备相应的参考状态数据进行对比而得到。
可选地，cpu92根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，从当前状态数据中选择至少部分当前状态数据，包括：在判定满足上述公式13时，选择第i个当前状态数据。
可选地，传感设备本地电源状况包括传感设备本地电源的可用电量，cpu92根据状态预估误差、无线mimo信道条件、传感设备本地电源状况中至少一个，从当前状态数据中选择至少部分当前状态数据，包括：在判定满足上述公式14时，选择第i个当前状态数据。
可选地，传感设备90还包括：分别与cpu92和rf电路94连接的模拟编码器95，cpu92通过该模拟编码器95与该rf电路94连接。该模拟编码器95用于对输出至rf电路94之前的当前状态数据进行模拟编码。
可选地，模拟编码器95具体用于获取当前状态数据的量化幅度，其中，量化幅度用于直接加载于载波上，以传输至控制设备。
具体地，模拟编码器95可具体用于对当前状态数据进行模数转换，得到当前状态数据对应的比特流，其中，比特流表示的数值为当前状态数据的量化幅度。进一步地，模拟编码器95还可用于对当前状态数据对应的比特流进行串并行转换。在一具体应用中，该模拟编码器95的结构可至少包括如图12所示的部件121和122。
可选地，传感设备90还包括：与检测电路91连接的限幅器96，用于对输入至cpu92之前的当前状态数据进行限幅处理。
上述本发明实施例揭示的由传感设备90执行的方法可以应用于cpu92。cpu92可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过cpu92中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的cpu92可以是通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，其可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。cpu92读取存储介质中的程序，结合其硬件完成上述方法的步骤。
请参阅图10，图10是本申请控制设备一实施例的结构示意图。本实施例中，该控制设备为图1所示的控制设备13，该控制设备包括接收模块101、产生模块102及发送模块103。
接收模块101用于接收传感设备无线发送的当前状态数据，其中，所述当前状态数据的传输方式由受控设备的控制目标确定，所述传感设备采用所述传输方式向控制所述控制设备无线发送或不发送所述当前状态数据。该传感设备为上面实施例所述的传感设备。
产生模块102用于分析接收到的当前状态数据，以产生相应控制指令。
发送模块103用于将所述控制指令发送至受控设备，使得受控设备根据所述控制指令进行相应操作。
请参阅图11，图11是本申请控制设备另一实施例的结构示意图。本实施例中，该控制设备为图1所示的控制设备13，该控制设备110包括cpu111、射频电路112、mimo天线113、输出接口114。cpu111分别与射频电路112和输出接口114连接，射频电路112与mimo天线113连接。
射频电路112用于通过mimo天线113接收传感设备无线发送的当前状态数据，其中，所述当前状态数据的传输方式由受控设备的控制目标确定，所述传感设备采用所述传输方式向控制所述控制设备无线发送或不发送所述当前状态数据。其中，该传感设备为上面实施例所述的传感设备。
cpu111用于分析接收到的当前状态数据，以产生相应控制指令，并将所述控制指令输出至输出接口114。
输出接口114可以进一步传输控制指令给受控设备，使得受控设备根据该控制指令执行对应的的操作。
在一些实施例中，输出接口114是串行接口，控制设备通过其传输指令给受控设备。在其它实施例中，在控制设备和受控设备之间建立无线信道，输出接口114可以包括另一个rf模块和另一个mimo天线。可以理解的是，上述射频电路112与另一个rf模块由同一射频电路实现，该mimo天线113和另一个mimo天线也可由同一组mimo天线实现。
上述本发明实施例揭示的由控制设备执行的方法可以应用于cpu111中，或者由cpu111实现。cpu111可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过cpu111中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的cpu111可以是通用处理器、dsp(digitalsignalprocessing，数字信号处理器)、asic(applicationspecificintegratedcircui，专用集成电路)、fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。cpu111读取存储介质中的程序，结合其硬件完成上述方法的步骤。
区别于现有技术，上述方案中，传感设备根据受控设备的控制目标确定当前状态数据的传输方式，并采用该传输方式发送或不发送当前状态数据，即传感设备具有选择性地传输其传感数据，实现了传感设备对传感数据的智能传输，当传感设备选择不发送数据时，可减少数据传输量，节省了传感设备的通信资源及其损耗的电量。
本申请不同实施例中相同名称不同标号的元件可以为相同的元件。
在本申请所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外，在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！