网格网络中的改进区域配置制造技术

无线网格网络包括控制器和多个无线网络设备，多个无线网络设备被布置成向控制器发送消息和从控制器接收消息。多个网络设备被布置在区域中，使得被布置成直接与控制器通信的设备被指定为“区域1”设备，而被布置成经由“区域1”设备与控制器通信的设备被指定为“区域2”设备。多个设备中的一个或更多个或每个设备向控制器周期性地发送定位消息以确定其区域，并且如果它能够直接与控制器通信，则它确定自己是“区域1”设备，并且如果它不能直接与控制器通信，但是它能够经由“区域1”设备与控制器通信，则它确定自己是“区域2”设备。

Improved area configuration in grid network

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】网格网络中的改进区域配置
本专利技术涉及网格(mesh)网络，尤其涉及传感器设备的网格网络，特别但非排他地涉及网格网络中由电池供电的传感器设备与控制器之间的通信。
技术介绍
WO2013/017300公开了一种通过将设备布置成“区域”并通过布置分区设备将数据汇集到控制器来提高无线网络布置的性能并降低功耗的方法。一旦根据所述方法将设备布置到区域中，这些设备就接收并存储指示设备之间的成功通信路径的数据，然后沿着这些成功路径传输信号。这种布置避免了在同一区域内的设备之间的信号横向传输，因为设备忽略了从同一区域内的设备或更靠近控制器的设备向控制器发送的消息。消息继续沿着成功的通信路径往返于控制器，因此网络的工作方式与点到点网络类似，但使用网格网络的工作原理作为备份，以防预先建立的路径不成功。这种布置在减少由电池供电的传感器设备的网络中的功耗方面是非常好的，这些由电池供电的传感器设备被永久地放置并且需要定期地向预设控制器发送信息。然而，这一公开文本没有提供关于如何应对网络内移动的设备(或控制器)的建议。它教导了如果“区域3”设备未能通过一个特定的“区域2”设备将消息传回扩展器，则它可以尝试通过替代路径(例如通过替代的“区域2”设备)来传送消息。还教导了非相邻设备可以“跳过”其他设备，因为设备能够根据先前成功的通信选择性地响应消息，并且还能够响应诸如通信故障之类的网络布置的变化。本专利技术试图提供一种能够响应于移动设备和/或控制器的移动的网格网络和一种操作这种网络的方法。专利
技术实现思路
广义上讲，本专利技术涉及一种网格网络，所述网格网络包括控制器和布置成向控制器发送信号和从控制器接收信号的多个网络设备，其中多个网络设备布置在区域中，使得被布置成直接与控制器通信的设备被指定为“区域1”设备，并且被布置成经由“区域1”设备与控制器进行通信的设备被指定为“区域2”设备；其中，响应于控制器和/或网络设备的物理移动，网格网络将重新确定设备的区域指定。根据本专利技术的第一方面，提供了一种无线网格网络，所述无线网格网络包括控制器和多个无线网络设备，所述多个无线网络设备被布置成向所述控制器发送消息并从所述控制器接收消息，其中所述多个网络设备被布置在区域中，这样，被布置成直接与控制器通信的设备被指定为“区域1”设备，并且被布置成经由“区域1”设备与控制器通信的设备被指定为“区域2”设备；其中，多个设备中的一个或更多个或每个设备定期向控制器发送定位消息以确定其区域，并且如果它能够直接与控制器通信，则它确定自己是“区域1”设备，如果它不能直接与控制器通信，但是它能够经由“区域1”设备与控制器通信并且因此能够被布置成经由“区域1”设备与控制器通信，则它确定自己是“区域2”设备。这允许设备根据定位消息的结果来动态更改其区域指定。因此，系统可以响应于设备和/或控制器的位置的变化，同时保持现有技术中提出的基于区域操作的省电效益。这允许在控制器和设备的布置不固定的系统中使用本专利技术的网格网络。例如在控制器可移动的家庭/工业安全系统中，例如在固定建筑工地上的脚手架时，在进行工作时，控制器可以在工地周围移动，或在工地之间移动；或移动到保障设置之外，例如在安全设置(例如气体检测)中。重要的是，定位消息定期发送，并且不仅仅响应于未能沿现有路径发送的消息而进行发送，以便在无法遵循预期路径的情况下“自我修复”。这意味着，如果区域2设备能够与控制器直接通信，则可以将其重新指定为区域1设备。这降低了网格网络的总体功率需求，因为来自区域1设备的消息不需要由另一个(区域1)设备转发。还需要注意的是，定位消息与区域布置中的位置有关，并且尽管在此使用了简称“定位消息”，但是也可以称其为“区域定位消息”。它们与任意的地理位置无关；而是与区域布置中的位置有关，该位置由直接与控制器连接的能力或能够与控制器进行通信所需的其他中间设备的数量来确定。所述方法还可以适应网络设备的移动或影响通信路径的信号强度的波动。与控制器或另一网络设备通信的能力可以通过测量与控制器或其它网络设备往来的信号的强度来确定。测得的强度可以与预设的阈值信号强度进行比较，并且可以在测得的强度等于或超过阈值时确定通信能力。因此，所述方法可以包括以下步骤：控制器接收定位消息，将接收到的信号强度与阈值进行比较，并且仅在信号强度高于阈值时才发送应答。一个或更多个或每个设备可以周期性地向控制器发送轮询消息，所述轮询消息包括诸如所述设备的状态之类的数据。一个或更多个或每个轮询消息可以包括(或可以是)定位消息，并且控制器可以通过将接收到的信号强度与阈值进行比较并在信号强度高于阈值时发送应答来对一个或更多个或每个轮询消息作出响应。从一个或更多个或每个设备发送到控制器的每个消息都可以包含定位消息。这样，只要有机会通过在尽可能低的区域中指定一个设备来改进系统的区域布置，就可以抓住这个机会。或者，从一个或更多个或每个设备发送到控制器的所有消息中的一部分可以包括定位消息。例如，从一个或更多个或每个设备发送到控制器的所有消息中，至少10％、至少20％、至少30％、至少50％或至少75％可以包括定位消息。也可以定义定位消息的发送频率，而不是比例。例如，一个或更多个或每个设备可以至少每月一次、每周一次、每天一次、每小时一次或每分钟一次向控制器发送定位消息。特别地，每个设备可以被配置成比较源设备的区域、目的地的区域和它们自己的区域指定，并且当目的地的区域低于源的区域时，如果它们自己的区域指定等于或高于源的区域，则忽略并且不转发消息(并可选地转为非活动状态)。这样就降低了功耗，并且避免了过度重复的消息使网格网络混乱。相反地，每个设备可以被配置成比较源设备的区域、目的地的区域和它们自己的区域指定，并且当目的地的区域高于源的区域时，如果它们自己的区域指定等于或者低于源的区域，则忽略并且不转发消息(并可选地转为非活动状态)。这也降低了功耗，并且避免了过度重复的消息使网格网络混乱。网格网络可以被布置成使得每个设备在发送每个定位消息之后等待预定的时间段，并且在所述时间段内没有收到应答的情况下或者在预定数量的连续无应答(例如1、2或3个重复的无应答定位消息)的情况下，确定它不再位于其指定的区域或更低的区域中。每个设备可被配置成，在确定其不再位于其指定的区域并且不位于更低的区域中之后，递增其区域指定(即，指定为“区域1”的设备将其自身重新指定为“区域2”)，然后将包含其新的假定的重新指定区域的定位消息重新发送给控制器。这样，区域1中的设备将不再忽略其定位消息，但是范围内的任何此类设备都将其转发给控制器，并且在接收到应答时，源设备可以确认它已成为区域2设备。一个或更多个或每个定位消息可以包括：源信息，用于标识作为定位消息的源的设备；目的地信息，用于标识定位消息所去往的设备(例如控制器或网络中的另一设备)；预期路径信息，指示消息打算采用的路径；可选的记录路径信息，由源和目的地之间的、转发消息的任何一个或更多个中间设备填充，并且所述记录路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线网格网络，包括控制器和多个无线网络设备，所述多个无线网络设备被布置为向所述控制器发送消息并从所述控制器接收消息，其中，所述多个网络设备被布置在区域中，使得被布置为与所述控制器直接通信的设备被指定为“区域1”设备，并且被布置为经由所述“区域1”设备与所述控制器进行通信的设备被指定为“区域2”设备；其中，所述多个设备中的一个或更多个或每个设备向所述控制器周期性地发送定位消息以确定其区域，并且如果它能够直接与所述控制器通信，则它确定自己是“区域1”设备，如果它不能直接与所述控制器通信，但是它能够经由“区域1”设备与所述控制器通信并且因此能够被布置成经由“区域1”设备与所述控制器通信，则它确定自己是“区域2”设备。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170905 GB 1714246.41.一种无线网格网络，包括控制器和多个无线网络设备，所述多个无线网络设备被布置为向所述控制器发送消息并从所述控制器接收消息，其中，所述多个网络设备被布置在区域中，使得被布置为与所述控制器直接通信的设备被指定为“区域1”设备，并且被布置为经由所述“区域1”设备与所述控制器进行通信的设备被指定为“区域2”设备；其中，所述多个设备中的一个或更多个或每个设备向所述控制器周期性地发送定位消息以确定其区域，并且如果它能够直接与所述控制器通信，则它确定自己是“区域1”设备，如果它不能直接与所述控制器通信，但是它能够经由“区域1”设备与所述控制器通信并且因此能够被布置成经由“区域1”设备与所述控制器通信，则它确定自己是“区域2”设备。


2.根据权利要求1所述的网格网络，其中，通过测量去往/来自所述控制器或其他网络设备的信号的强度来确定与所述控制器或另一网络设备之间的通信能力。


3.根据权利要求2所述的网格网络，其中，将所测量的强度与预定阈值信号强度进行比较，并且当所测量的强度等于或超过所述阈值时，确定通信能力。


4.根据权利要求3所述的无线网格网络，其中，所述控制器被配置为接收定位消息，将接收到的信号强度与阈值进行比较，并且仅在所述信号强度高于所述阈值时才发送应答。


5.根据前述权利要求中任一项所述的网格网络，其中，一个或更多个或每个设备被配置为向所述控制器周期性地发送轮询消息，所述轮询消息包括诸如所述设备的状态之类的数据。


6.根据权利要求5所述的网格网络，其中，所述一个或更多个或每个轮询消息包括定位消息，并且其中，所述控制器通过将所接收的信号强度与阈值进行比较并且在所述信号强度高于所述阈值时发送应答来对所述一个或更多个或每个轮询消息作出响应。


7.根据前述权利要求中任一项所述的网格网络，其中，从一个或更多个或每个设备发送到所述控制器的每个消息包括定位消息。


8.根据权利要求1至6中任一项所述的网格网络，其中，从一个或更多个或每个设备发送到所述控制器的所有消息中的至少50％包括定位消息。


9.根据权利要求1至7中任一项所述的网格网络，其中，一个或更多个或每个设备每天至少发送一次定位消息。


10.根据前述权利要求中任一项所述的网格网络，其中，每个设备被配置为比较源设备的区域、目的地的区域和它们自己的区域指定，并且在所述目的地的区域低于源的区域的情况下，如果它们自己的区域指定等于或高于所述源的区域，则忽略并且不转发消息，并可选地转为非活动状态。


11.根据前述权利要求中任一项所述的网格网络，其中，每个设备被配置为比较所述源设备的区域、所述目的地的区域和它们自己的区域指定，并且在所述目的地的区域高于所述源的区域的情况下，如果它们自己的区域指定等于或低于所述源的区域，则忽略并且不转发消息，并可选地转为非活动状态。


12.根据前述权利要求中任一项所述的网格网络，其中，每个设备在发送每个定位消息之后等待预定的时间段，在预定数量的连续无应答之后，确定其不再位于其指定的区域或更低的区域中。


13.根据权利要求12所述的网格网络，其中，在确定其不再位于其指定的区域中并且不位于较低的区域中之后，设备递增其区域指定，然后将包含其新假定的、重新指定的区域的定位消息重新发送给控制器。


14.根据前述权利要求中任一项所述的网格网络，其中，一个或更多个或每个定位消息包括：源信息，用于标识作为所述定位消息的源的设备；目的地信息，用于标识作为所述定位消息所去往的目的地的设备；预期路径信息，用于指示消息打算采用的路径；可选的记录路径信息，由所述源和所述目的地之间的、转发所述消息的任何一个或更多个中间设备填充，所述记录路径信息标识所述一个或更多个中间设备中的每一个；以及所述源设备的指定的区域。


15.根据权利要求14所述的网格网络，其中，所述定位消息还包括每个中间设备的指定的区域。


16.根据权利要求14或15所述的网格网络，其中，预期路径信息包括标识打算转发所述定位消息的任何中间设备的标识符，并且其中，基于从所述目的地发送到所述源的最后一个成功的消息来生成用于标识打算转发所述定位消息的中间设备的预期路径信息。


17.根据权利要求14至16中任一项所述的网格网络，其中，每个设备被配置为：比较所述源设备的区域、所述目的地的区域、它们自己的区域指定以及将所述消息发送到所述每个设备的发送设备的区域；并且在所述目的地的区域低于所述源的区域的情况下，如果它们自己的区域指定等于或高于所述发送设备的区域，或者如果它们的区域仅比所述发送设备低一个并且它们不是所标识的中间设备，则忽略并且不转发消息，并可选地转为非活动状态。


18.根据权利要求14至17中任一项所述的网格网络，其中，每个设备被配置为：比较所述源设备的区域、所述目的地的区域、它们自己的区域指定以及将消息发送到所述每个设备的发送设备的区域；并且在所述目的地的区域高于所述源的区域的情况下，如果它们自己的区域指定等于或低于所述发送设备的区域，或者如果它们的区域仅比所述发送设备高一个并且它们不是所标识的中间设备，则忽略并且不转发消息，并可选地转为非活动状态。


19.根据前述权利要求中任一项所述的网格网络，其中，所述定位消息由任意中间设备填充，以包括指示由每个这样的中间设备所接收的消息的信号强度的接收信号强度。


20.根据前述权利要求中任一项所述的网格网络，其中，所述控制器被配置为响应于所述定位消息以向作为所述定位消息的源的设备发送应答消息。


21.根据权利要求20所述的网格网络，其中，作为所述定位消息的源的设备被配置为基于所述应答消息来确定其区域。


22.根据权利要求20或21所述的网格网络，其中，作为所述定位消息的源的设备被配置为基于所述应答消息来确认或重新确定其区域，并将其指定的区域保存到存储器中。


23.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·亚历山大，克莱姆·布朗，
申请(专利权)人：泰斯康有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB