專利名稱：低功率無線網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個低功率無線網(wǎng)絡(luò)，特別是涉及在主從設(shè)備之間建立邏輯配對鏈路。
第一種方式，所有的從設(shè)備只與主設(shè)備通信，該主設(shè)備構(gòu)成一個“中樞”且不對消息選路。因此，該“中樞”必須是所有從設(shè)備的焦點，任何來自一個從設(shè)備的消息只有一個可能的目標(biāo)即該“中樞”。(這樣的一個例子是一個無線安全系統(tǒng)，其中控制盒是“中樞”，所有的設(shè)備只與該控制盒通信)。這類系統(tǒng)的缺點是網(wǎng)絡(luò)的“中樞”必須是知道每個設(shè)備以及該系統(tǒng)是如何交互作用的專用單元，如果沒有該“中樞”則網(wǎng)絡(luò)將不存在。
第二種方式，用戶必須通常通過雙列直插式封裝開關(guān)的動作來建立所有的邏輯鏈路。在這個系統(tǒng)中，消除了主從網(wǎng)絡(luò)的概念，每個消息都作為網(wǎng)絡(luò)廣播來廣播，任何人都可根據(jù)其意愿來接收和解釋它。用戶可以選擇一個從設(shè)備所在的組，進而用戶又確定其希望雙列直插式封裝開關(guān)控制的組。這個系統(tǒng)的缺點如下·設(shè)備需要有一組用戶可使用的雙列直插式封裝開關(guān)，其結(jié)果是增加了部件數(shù)、硬件花銷并限制了設(shè)計封裝。
·用戶需要知道網(wǎng)絡(luò)中當(dāng)前的所有設(shè)備以及它們的地址以便用戶能為一個新設(shè)備分配一個新的未使用地址。
·如果用戶錯誤地使用了雙列直插式封裝開關(guān)，則用戶所能得到的唯一反饋是該設(shè)備不工作。
·缺少網(wǎng)絡(luò)管理者設(shè)備意味著沒有安全性。任何人都可以建立任何在你的網(wǎng)絡(luò)上工作的設(shè)備。
·網(wǎng)絡(luò)沒有控制無線電波使用的“管理者設(shè)備”，從而無法保證信道可用性。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一個方法，用來在一個主從無線網(wǎng)絡(luò)中建立邏輯功能鏈路，該主從無線網(wǎng)絡(luò)包括有一個路由表的主無線設(shè)備和多個可數(shù)的從設(shè)備，這些從設(shè)備中的至少一個有一個輸入設(shè)備且這些從設(shè)備中的其它設(shè)備與兼容于該輸入設(shè)備的終端用戶設(shè)備相關(guān)，該方法包括以配對模式來設(shè)置無線網(wǎng)絡(luò)，其中主設(shè)備根據(jù)一個預(yù)定序列相繼地激活兼容的終端用戶設(shè)備，響應(yīng)于激活至少一個預(yù)定的終端用戶設(shè)備來啟動該輸入設(shè)備，并在輸入設(shè)備和路由表中的預(yù)定終端用戶設(shè)備之間建立一條功能鏈路。
根據(jù)本方面的第二方面，提供了一個低功率無線網(wǎng)絡(luò)，它包括一個有一個路由表的主無線設(shè)備和多個可數(shù)的從設(shè)備，這些從設(shè)備中的至少一個有一個輸入設(shè)備而這些從設(shè)備中其它的設(shè)備與兼容于該輸入設(shè)備的終端用戶設(shè)備相關(guān)，其中該路由表包括在輸入設(shè)備和一個預(yù)定終端用戶設(shè)備之間的至少一條功能鏈路。
根據(jù)本發(fā)明的方法使得網(wǎng)絡(luò)上的任何設(shè)備和任何其它設(shè)備之間的通信成為可能，盡管拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個主從網(wǎng)絡(luò)。主從網(wǎng)絡(luò)允許一個主設(shè)備負(fù)責(zé)該網(wǎng)絡(luò)，還意味著從設(shè)備不需要有關(guān)于網(wǎng)絡(luò)上其它從設(shè)備的任何信息。此外，一個從設(shè)備能夠與網(wǎng)絡(luò)上的另一個從設(shè)備通信而主設(shè)備不需要知道消息內(nèi)容。
執(zhí)行本發(fā)明的模式為方便起見，參考一個照明系統(tǒng)來描述

圖1所示的低功率無線網(wǎng)絡(luò)。不過應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的原則可以應(yīng)用于任何其它恰當(dāng)?shù)膽?yīng)用中，這些應(yīng)用要求在高達50米范圍內(nèi)，例如家庭自動化、個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)操作的低花銷、低功耗設(shè)備。
實質(zhì)上無線網(wǎng)絡(luò)包括一個含有一個作為中樞工作的主無線設(shè)備10和低功率無線從設(shè)備SL1到SL6的星型裝置，這些低功率無線從設(shè)備SL1到SL6能夠根據(jù)一個載波監(jiān)聽多路訪問協(xié)議與主設(shè)備10在一個單一信道上通信，這種協(xié)議是已知的因此不予描述。
從電源饋電獲得動力的主設(shè)備10包括一個一端連接到天線16而另一端連接到微控制器18的發(fā)送器12和接收器14。將一個路由表20連接到微控制器18且在運行時存儲關(guān)于無線網(wǎng)絡(luò)的信息。
從設(shè)備SL1到SL6中的每一個是一個低開銷、電池供電的設(shè)備，該設(shè)備包括一個一端連接到天線34而另一端連接到微控制器36的發(fā)送器30和接收器32。作為遠程控制器工作的那些從設(shè)備，例如SL5和SL6，有一個簡單的人機接口，該接口包括兩臺交換機38、40和語音激活輸入設(shè)備或其它合適的輸入設(shè)備。從設(shè)備中其它的設(shè)備，例如SL1到SL4被連接到要控制的裝置。在本例中，該裝置包括光源LUM1到LUM4。
從設(shè)備SL1到SL6有非常小的存儲器且不知道關(guān)于它們是其一部分的無線網(wǎng)絡(luò)。因此例如當(dāng)一個新的從設(shè)備進入該無線網(wǎng)絡(luò)時，它既沒有關(guān)于該網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有知識也不會獲得關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的任何知識。因此它包括一個可以加入或離開任何兼容的無線網(wǎng)絡(luò)的通用流行設(shè)備。
一個從設(shè)備為了加入一個網(wǎng)絡(luò)，它必須被主設(shè)備計數(shù)。計數(shù)就是這樣一個過程，即由主設(shè)備10給一個從設(shè)備一個標(biāo)識。在申請人的共同未決的專利申請中公開了計數(shù)過程的一個例子，該申請的申請人的參考號是PHB 34405，作為英國專利申請No.9923864.4在1999年10月9日提交。此外，這個過程可以被用來提供關(guān)于從設(shè)備范圍的信息，該信息來自于例如在主設(shè)備10處接收到的信號強度。
為了描述建立邏輯配對鏈路的過程，假設(shè)在網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)為從設(shè)備SL1到SL6計數(shù)。這意味著已經(jīng)為它們分配了一個地址，從而意味著它們與主設(shè)備10通信。不過在這個階段，該從設(shè)備不知道網(wǎng)絡(luò)上有什么其它設(shè)備且實際上什么正在控制或正在被什么控制。這是配對獲得應(yīng)用之處，配對是這樣一個過程，即在諸如遠程控制設(shè)備SL5或SL6的一個“輸入”從設(shè)備和一個相應(yīng)的“輸出”從設(shè)備SL1到SL4之間建立邏輯控制鏈路。定義的配對必須由用戶監(jiān)察以保證建立所需要的鏈路，但目的是最小化所需要的用戶交互量，同時還允許該過程用相對少的用戶接口在設(shè)備上執(zhí)行。因為該網(wǎng)絡(luò)是主從結(jié)構(gòu)的，所以任何設(shè)備只知道網(wǎng)絡(luò)的“主”。所以任何配對過程都必須通過主設(shè)備10。配對采用主設(shè)備10中的路由表20的形式。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備都沒有除了一些基本用戶接口之外的其它接口的情況下，在主設(shè)備10中建立路由表。
為了建立一條邏輯鏈路，使主設(shè)備10進入一個配對模式，例如通過按下從設(shè)備SL5上的一個計數(shù)/配對按鈕38兩次。一旦在配對模式，用戶對主設(shè)備標(biāo)識該用戶試圖鏈接的從設(shè)備的類型。例如用戶標(biāo)識了一個電燈開關(guān)，即遠程控制設(shè)備SL6，則主設(shè)備知道在計數(shù)過程中是一個來自設(shè)備信息結(jié)構(gòu)的電燈開關(guān)要被下載。從此該主設(shè)備進而標(biāo)識網(wǎng)絡(luò)上的任何兼容設(shè)備，即光源LUM1到LUM4。如果用戶確定他希望在從設(shè)備SL6和一個或多個當(dāng)前被標(biāo)識的光源之間建立鏈路，則他通過按下開關(guān)40來確認(rèn)。該主設(shè)備接收到該消息后相應(yīng)地建立路由表。
假設(shè)從設(shè)備SL6要控制光源LUM2，則主設(shè)備10在短時間內(nèi)依次為光源LUM1到LUM4加電。當(dāng)LUM1被加電時，用戶沒有任何操作。當(dāng)LUM2被加電時，用戶啟動從設(shè)備SL6上的開關(guān)40，以使得在路由表20中建立一條配對鏈路。當(dāng)給LUM3和LUM4加電時，用戶沒有任何操作。
如果希望從設(shè)備SL6與LUM2與例如LUM4配對，則主設(shè)備10依次為光源LUM1到LUM4加電，且當(dāng)LUM2被加電時，用戶啟動開關(guān)40，以使得在路由表20中建立一條配對鏈路。當(dāng)LUM4被以同樣的順序加電且開關(guān)40被啟動時，在路由表中建立了另一條配對鏈路，但在從設(shè)備SL6同時控制LUM2和LUM4的意義上，這些鏈路是聯(lián)動的。
在所描述的配對過程的一個變體中，遠程控制從設(shè)備SL5或SL6可以發(fā)送一個真實的“我希望配對”消息給主設(shè)備10而不只是發(fā)送一個未調(diào)制信號例如2秒。
在所描述的利用主設(shè)備10存儲范圍信息的配對過程的另一個變體中，修改為光源LUM1到LUM4即刻加電的順序以使為鄰近主設(shè)備10的光源先加電而為遠一些的光源晚一些加電。這樣離主設(shè)備10最近的一組光源被配對。
在其它應(yīng)用中，輸入設(shè)備可以是一個話音激活麥克風(fēng)，從設(shè)備可以與聲音、視頻或觸覺傳感器相關(guān)。
在本說明書和權(quán)利要求中，在一個元件之前的單詞“一個”不排除多個這樣的元件的存在。此外，單詞“包括”不排除那些列出之外的其它元件或步驟的存在。
通過閱讀本公開內(nèi)容，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其它修改也是顯而易見的。這樣的修改可以包括在低功率無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、制造和使用中已知的其它特征以及部件部分，這些特征可以被用來替代或添加到這里已經(jīng)描述的特征中。
工業(yè)適用性低功率網(wǎng)絡(luò)，例如用于家庭自動化、個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和其它小范圍應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.在一個主從無線網(wǎng)絡(luò)中建立邏輯功能鏈路的方法，該主從無線網(wǎng)絡(luò)包括一個有一個路由表的主無線設(shè)備和多個可數(shù)的從設(shè)備，這些從設(shè)備中的至少一個有一個輸入設(shè)備且其它的從設(shè)備與兼容于該輸入設(shè)備的終端用戶設(shè)備相關(guān)，該方法包括將該無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成為一種配對模式，其中主設(shè)備按照一個預(yù)定序列相繼地激活這些兼容的終端用戶設(shè)備，響應(yīng)于激活至少一個預(yù)定的兼容的終端用戶設(shè)備來啟動該輸入設(shè)備，并在輸入設(shè)備和路由表中的預(yù)定終端用戶設(shè)備之間建立一條功能鏈路
2.如權(quán)利要求1的方法，其特征在于通過響應(yīng)于按照相同的激活順序來激活預(yù)定終端用戶設(shè)備來啟動開關(guān)接口，在至少兩個終端用戶設(shè)備和輸入設(shè)備之間建立一條功能鏈路。
3.如權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于上述預(yù)定順序考慮了來自主無線設(shè)備的兼容終端用戶設(shè)備的范圍。
4.如權(quán)利要求1、2或3的方法，其特征在于通過啟動一個輸入設(shè)備來將無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成配對模式。
5.一個低功率無線網(wǎng)絡(luò)，包括一個有一個路由表的主無線設(shè)備以及多個可數(shù)的從設(shè)備，上述從設(shè)備中的至少一個有一個輸入設(shè)備且其它從設(shè)備與兼容于該輸入設(shè)備的終端用戶設(shè)備相關(guān)，其中上述路由表包括在輸入設(shè)備和一個預(yù)定的終端用戶設(shè)備之間的至少一條功能鏈路。
6.如權(quán)利要求5的低功率無線網(wǎng)絡(luò)，其中該路由表包括在輸入設(shè)備和至少兩個預(yù)定的終端用戶設(shè)備之間的至少一條功能鏈路。
全文摘要
一個低功率無線網(wǎng)絡(luò)包括一個主無線設(shè)備(10)，它有一個路由表(20)及多個從設(shè)備(SL1到SL6)，這些從設(shè)備中的至少一個有一個輸入設(shè)備(38，40)且其它從設(shè)備(SL1到SL4)與兼容于該輸入設(shè)備的終端用戶設(shè)備(LUM1到LUM4)相關(guān)。為了在至少一個預(yù)定用戶設(shè)備和輸入設(shè)備之間建立一條功能鏈路，以配對模式來設(shè)置該無線網(wǎng)絡(luò)，其中主設(shè)備(10)順序激活終端用戶設(shè)備并且在激活預(yù)定的終端用戶設(shè)備時，激活輸入設(shè)備以使得路由表建立一條配對鏈路。
文檔編號H04L12/56GK1399834SQ00802207
公開日2003年2月26日 申請日期2000年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月9日
發(fā)明者P·A·雅米森, I·A·馬斯登 申請人:皇家菲利浦電子有限公司