信息技術系統間遠程通信和信息交換國家標準化管理委員會國家市場監督管理總局發布國家標準化管理委員會 I Ⅱ 1 1 2 3 56.1概述 5 56.3物理元素 66.4地址元素 77網絡狀態 8 8 8 98物理層幀格式 8.2前導碼 8.4有效載荷 8.5幀校驗序列 9.3能量狀態反饋幀格式 10MAC層功能 23 23 25 25 26 26I本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定本文件是GB/T40783《信息技術系統間遠程通信和信息交換磁域網》的第2部分?！缎畔⒓夹g系統間遠程通信和信息交換磁域網第2部 發展研究中心(中國軟件評測中心)、無錫物聯網產業研究院、西安西電ⅡGB/T40783提供了磁域網(MFAN第1部分：空中接口。目的在于確立適用于低載頻磁場環境中物理層及媒體訪問控制層協議第2部分：帶內無線充電控制協議。目的在于為可以在同一頻帶內同時進行無線能量傳輸和——第4部分：安全鑒別協議。目的在于為使在特殊環境中可靠運行的無線傳感網絡而確立安全1—一個同時用于無線能量傳輸和磁場通信的頻帶；GB/T40783.1—2021信息技術系統間遠程通信和信息交換磁域網第1部分：空中接口23N的連接和釋放。對于數據傳輸，MPAN采用TDMA機制；當MPAN-N加入由MPAN-C管理的如圖1所示，MPAN-C和MPAN-N應位于網絡中。如果MPAN-C從MPAN-N接收到WPT相4家庭家庭圖1MPAN應用場景5物理元素最基礎的單元就是設備。一個設備可以根據它的作用，定義為管理網絡的MPAN-C或與MPAN-C通信的MPAN-N。6.2時間元素文件中新引入了一些與WPT相關的新功能。MPAN的時間元素見圖4,由請求周期、響應周期和自發周期組成。請求和響應時間的長度各不MPAN-N將發送PSF報文作為對來自MPAN-C的PS信標的回應。N-1NN+1在請求周期，MPAN-C發送PTRq報文邀請MPAN-N加入WPT的時間調度。當接收到PTRq6有MPAN-N,則時隙數為0。MPAN-C可以將每個時隙分配給單獨一個MPAN-N或一組MPAN-N。安排的MPAN-N可以在響應期內接收WPT。MPAN-C根據收到的信息計算到MPAN-N的距離。(電源狀態反饋間隔)PS信標MPAN-C或MPAN-N。一個MPAN-C管理整個MPAN。MPAN-C能夠使用RR報文控制MPAN-7GB/T40783.2—2022/ISO/IEC151MPAN-N是關聯至MPAN的設備，且不應在該網絡中作為MPAN-C。最多65519個MPAN-N請求響應請求響應6.4.4節點ID8內容所有節點沒有參與的節點備用 MPAN繼承了GB/T40783.1—2021中規定的MFAN所使用的相同網絡狀態。在此基礎上，到MPAN-C返回的PTEC。MPAN-N將發送PTECA并參與WPT。9MPAN設備狀態包括GB/T40783.1—2021中規定的MPAN-C狀態和MPAN-N狀態。具體來當PSFI開始時，MPAN-C進入能量狀態報文生成狀態。當MPAN-C在PSFI期間向所有果有響應，則MPAN-C進入報文生成狀態以創建PTEC(帶有確認)并返回待機狀態。收到PTECA后，它將進行報文分析，然后進入能量傳輸狀態向低電量設備進行能量傳輸。在自發周期能量傳輸超時時，MPAN-C進入待機狀態。在自發周期的每次能量傳輸之后，MPAN-C都會檢查MPAN-N所接收到的電量。MPAN-C從待機進入到報文生成狀態生成PLRC。MPAN-C在待機狀態等待PLRCA。當MPAN-C收到PLRCA時，它將進入報在恢復過程中，在系統命令生成PTEC(無確認)廣播時，MPAN-C在自發周期的開始進入報文生成狀態。當MPAN-C發送PTEC時，MPAN-N進入能量傳輸；MPAN-C之后返回待機狀態。能量傳輸后，系統命令廣播PLRC。MPAN-C將連續進入報文生成和待機狀態。MPAN-C收到PLRCA后，發現MPAN-N電量低便開啟充電過程。MPAN-C的狀態見圖7。PSF報文數=總PSF報文數能量傳輸在自發周期能量傳輸超時能量傳輸在自發周期能量傳輸超時出錯響應報文出錯或不匹配響應報文出錯或不匹配或命令報文(達到N次)報文報文節點ID匹配節點ID匹配報文信標報文能量傳輸超時發送PS信標報文能量傳輸待機能量傳輸待機PSF報文數=總PSF報文數時隙數<總時隙數對于WPT,MPAN-N的狀態要復雜一如果MPAN-N已接收到PTS信標并被安排在下一個時隙中，它將進入能量接收狀態以接收態時，MPAN-N可以檢測到喚醒序列2信號并進入低電量報文分析狀態。如果報文是PTPC,則GB/T40783.2—2022/ISO/IEC15149-MPAN-N進入低電量報文生成狀態，生成PTRC以請求能量傳輸；MPAN-N返回休眠電量檢測狀態。當MPAN-N接收到PTEC時，MPAN-N會喚醒進入低電量報文分析狀態，然后從低電量報文生成狀MPAN-N進入休眠電量檢測狀態，然后進入適當的休眠狀態。接下來的PLRC將MPAN-N喚醒，以MPAN-N將進入適當的報文生成狀態，并進入休眠電量檢測。此時提供的電量很小，幾乎不會影響發送給其他MPAN-N的WPT。MPAN-N可以在MPAN范圍內自動接收能量傳輸。為了使該過程更加有效，MPAN-C會在自發周期內進行能量傳輸的同時定期廣播PTEC(無應答)。如果關機設備開機并進入低電量休眠狀態，則MPAN-N的狀態見圖8。接收2 沒有時險分8.1概述數據(0～255個8位位組)(0～257個8位位組)(3個8位位組)(3個8位位組)喚醒序列和編碼(16位)幀校驗序8位位組)備用(4位)長度序列傳輸域網通信，另一類用于無線能量傳輸通信。用于磁域網通信的喚醒序列1包含[00000000]序列，用于命令的喚醒序列2包含[11111111]序列，用于無線能量傳輸的喚醒序列3包含[11110000]序列。后續的16位同步序列包含12位的[000000000000]序列，以及4位的[1010]序列。喚醒序列1僅包含在請求周期的響應請求報文中，喚醒序列2僅包含在自發周期的能量傳輸執行命令前導碼采用GB/T40783.1—2021中8.1.3定義的類型0的編碼方式。喚醒序列采用ASK方式調LSB(12位)(4位)圖10前導碼格式幀頭中的無線能量傳輸標志表示整個物理層幀用于無線能量傳輸通信，或者通用的磁域網通信，標志為1表示用于無線能量傳輸通信，標志為0表示用于通用的磁域網通信。幀頭應符合GB/T40783.1—2021中8.1.3的規定。應符合GB/T40783.1—2021中8.1.4的規定。單位為8位位組122212目標節點ID幀頭幀體圖11MPAN的MAC層幀格式幀類型值(二進制)內容周期關聯請求(ARq)、解關聯請求(DaRq)、關聯狀態請求(ASRq)、數據請求(DRq)、能量傳輸請求(PTRq)、能量傳輸信標請求響應幀關聯響應(ARs)、解關聯響應(DaRs)、關聯狀態響應(ASRs)、數據響應(DRs)、能量傳輸響應(PTRs)等響應自發確認MFAN-N的響應(RA*)和數據傳輸(DA)以及節點命令(CA)響應，自發向設備發送能量傳輸許可命令(PTPC)、能量傳輸執行命令(PTEC)、能量請求命令(PLRC)自發·RA包括ARA、DaRA、ASRA等。881L2幀頭幀體圖12命令幀格式111長度(=2L.)請求塊-1類別內容網絡備用備用備用能量傳輸請求能量傳輸信標請求備用 備用備用6)能量傳輸請求：PTRq塊格式見圖14。前2個8位位組用于PTRq的MPAN-N節點ID。如果節點ID為0xFFFF,則向組ID下的所有MPAN-N請求PTRq。第3個8位位組是211時隙號7)能量傳輸信標請求：PTBRq塊格式見圖15。第1個8位位組用于PTBRq的MPAN-N的WPTID。如果WPTID為0xFF,則向所有MPAN-N請求PSBRq。第2個8位位組112211E時隙號時間長度(ms)功率等級(W)n響應幀的有效載荷格式包含有關MFAN-C請求的響應信息。響應幀有效載荷見圖16。第1個8位位組是組ID,第2個8位位組是響應代碼，第3個8位位組是響應數據長度(L),后面L個8位位111長度(=2L,)請求塊-1類別響應代碼內容網絡MFAN-N的UID傳輸MFAN-N的UID傳輸MFAN-N的UID傳輸備用數據備用備用 能量傳輸響應備用備用備用池中的剩余電量，再由2個8位位組表示其所需的電量。接下來的4個8位位組用于信單位為8位位組2222電池剩余電量組是組ID,第2個8位位組是響應確認碼，第3個8位位組是長度(L),后面L個8位位組是響應確單位為8位位組111L響應確認代碼長度(=ZL,)響應確認塊-1響應確認塊-2響應確認塊-n類別響應確認代碼內容網絡關聯響應確認UID和節點ID傳輸MFAN-N關聯狀態響應確認UID傳輸MFAN-N備用數據備用備用—表5響應幀有效載荷響應確認代碼(續)類別響應確認代碼內容能量傳輸響應確認能量傳輸執行命令確認能量請求命令確認備用備用備用1)關聯響應確認：應符合GB/T40783.1—2021中9.4.4.5a)的規定。2)解關聯響應確認：應符合GB/T40783.1—2021中9.4.4.5b)的規定。3)關聯狀態響應確認：應符合GB/T40783.1—2021中9.4.4.5c)的規定。4)數據響應確認：應符合GB/T40783.1—2021中9.4.4.5d)的規定。6)能量傳輸響應確認：能量傳輸響應確認塊格式見圖19。前2個8位位組用于目標節點ID,后1個8位位組用于分配給WPTID。21圖19能量傳輸響應確認塊格式7)能量傳輸請求命令確認：能量傳輸請求命令確認塊格式見圖20。前2個8位位組用于目標節點ID,后1個8位位組用于命令策略(如果為0,則接受；如果為1,則拒絕),最后1個8位位組用于分配WPTID。211圖20能量傳輸請求命令確認塊格式8)能量傳輸執行命令確認：能量傳輸執行命令確認塊格式見圖21。前2個8位位組用于目標節點ID,后1個8位位組用于接收功率強度。21圖21能量傳輸執行命令確認塊格式9)能量請求命令確認：能量請求命令確認塊格式見圖22。前2個8位位組用于目標WPTID,后1個8位位組用于接收功率強度。11當前的能量命令幀塊格式見圖23。前8個8位位組用于UID,后1個8位位組用于命令代碼，后面L個8位81La)UID:UID字段的長度為8個字節。類別內容能量傳輸請求命令能量傳輸執行命令能量傳輸許可命令自發周期允許傳輸包能量請求命令備用備用備用1)能量傳輸請求命令：能量傳輸請求命令塊由2個8位位組組成。前1個8位位組表示能11時間11能量傳輸時間長度(ms)3)能量傳輸許可命令：省略了用于能量傳輸許可命令的塊，通過為其類型放置適當的值，可4)能量請求命令：能量請求命令塊由1個8位位組組成。它可以從標頭中識別出來，通過設置WPTID指定其目的地。塊格式見圖26。1圖26能量請求命令塊格式所有WPT幀由幀頭和幀體組成見圖27。b)幀體：由包含要發送到MPAN設備的PSF數據的有效載荷和用于校驗有效載荷內錯誤的112時隙號總數時隙號幀校驗序列幀頭幀體圖27能量狀態反饋幀格式包括時隙號的總數，有1個8位位組。表示當前時隙號，有1個8位位組。幀類型幀策略備用圖28控制幀字段策略類型值內容響應幀傳輸策略幀體長度可變，由有效載荷和FCS組成。每個有效載荷根據幀控制字段中的幀類型具有不同的格WPT的有效載荷大小是在0～256。幀類型值內容期間能量狀態信標能量狀態信標幀響應能量傳輸啟動信標能量傳輸啟動信標幀響應能量狀態反饋能量狀態反饋幀響應備用在MPAN-C的響應期內，WPT之間有一個PSFI。每當WPT到某個MPAN-N或某個組的時隙當PSFI開始時，MPAN-C發送PS信標，對能量狀態和異常情況進行快速更新。請求幀格式見圖29。1111狀態報告圖29PS信標有效載荷格式值幀狀態備用111其他功能見GB/T40783.1—2021第10章。MPAN-C可以向MPAN-N發送PTRq報文。MPAN-N希望接收能量時將PTRs報文返回給MPAN-C。根據接收到的PTRs報文，MPAN-C將計算WPT時間如果MPAN-C在WPT期間檢測到錯誤，MPAN-在接收WPT的MPAN-N將進入充電狀態。為了獲得最好的確定性，將響應周期設置為超幀的結束點。當MPAN-C請求PTBRq時，將從下一個超幀點充電狀態待機狀態圖31穩定過程(未檢測到錯誤)準備能量狀態更新充電狀態休眠狀態待機狀