專利名稱：配置通信網(wǎng)絡的設備的方法、相應設備和網(wǎng)絡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及被設計成通過結構化射頻通信網(wǎng)絡彼此通信的設備領域。更具體地，本發(fā)明涉及用于配置上述設備相對于該網(wǎng)絡的行為的方法以及由該設備接收的信號的幀，從而使設備重新配置其相對于該網(wǎng)絡的行為。
背景技術：
當射頻通信網(wǎng)絡中的各個設備能夠通過一個或多個路由器與所有其他設備(總網(wǎng)絡)通信或僅與設備中的一些(局部網(wǎng)絡)通信時，射頻通信網(wǎng)絡被稱為是結構化的或網(wǎng)絡化的。由此，除了其他之外，設備和路由器使用相同的尋址和通信模式。結構化射頻通信網(wǎng)絡的部署需要在網(wǎng)絡中的設備之間達到具有高連通性的平衡，從而通過增加這些設備之間的交換信號所可能采用的路由數(shù)量來確保服務質量、以及這些 設備中每一個的高反應性，因此避免了網(wǎng)絡中的等待時間并且優(yōu)化了網(wǎng)絡的總能耗。在現(xiàn)有結構化射頻通信網(wǎng)絡中，各個設備具有相對于網(wǎng)絡的特定行為。因此，一些設備能夠充當終端裝置(終端)，也就是說它們具有用于找到結構化射頻通信網(wǎng)絡的裝置，從而與該網(wǎng)絡中的路由器之一相關聯(lián)，并因此變成用于該“父”路由器的“子”路由器，特別是在只要與先前的路由器的鏈接斷開時，就通過該“父”路由器與另一設備通信。此外，通過充當終端，這些設備還能夠通過切換到待機狀態(tài)而限制其能耗，例如在預定時間周期沒有用于它們的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡傳送時就切換到待機狀態(tài)。當這些設備處于待機狀態(tài)時，它們還能夠請求“父”路由器是否已經(jīng)有提供給它們的數(shù)據(jù)，然后數(shù)據(jù)通過“父”路由器被發(fā)送至該設備(輪詢)?？衫眠@些設備的示例為溫度和壓力傳感器、煙霧探測器或多媒體設備或任何其他家用電器例如電冰箱、或致動器(或馬達)。在結構化射頻通信網(wǎng)絡中的一些設備能夠充當路由器，也就是說這些設備具有用于找到結構化射頻通信網(wǎng)絡的裝置，從而與該網(wǎng)絡中的一個乃至幾個路由器相關聯(lián)，并因此與同其相關的路由器通信，從而直接或通過路由器與設備通信，以便例如通過使用路由選擇表和其他發(fā)現(xiàn)表來發(fā)現(xiàn)并維持用于傳送其接收的信號幀的最佳路線。此外，在這些設備充當路由器時，它們能夠與遠程設備相關聯(lián)，因此這些設備作為分級關系的父級，而遠程設備作為該關系的子級。這些設備還能夠根據(jù)點對點模式或廣播模式傳送信號幀，并在子設備處于待機狀態(tài)時將用于子設備的數(shù)據(jù)保持在高速緩存中，在子設備結束其待機模式時將這些數(shù)據(jù)傳送至子設備并從子設備請求數(shù)據(jù)(輪詢)。充當路由器的一些設備還能夠通過切換到待機模式來降低其能耗。在結構化射頻通信網(wǎng)絡中，該網(wǎng)絡中被稱為協(xié)調器的設備在構建網(wǎng)絡中發(fā)揮著中心作用。特別地，協(xié)調器向網(wǎng)絡中的各個設備分配唯一的標識。設備通常能夠以分布在OSI模型的協(xié)議層上的程序形式實施。雖然根據(jù)設備的制造，存在的設備用于作為終端、或作為路由器、或作為協(xié)調器作用，也就是說實施能夠使其具有終端、或路由器、或協(xié)調器功能的程序的設備，實施覆蓋所有這些功能的程序的設備是已知的，從而降低了用于開發(fā)和實施該程序必需的經(jīng)濟成本和存儲空間。這是由于開發(fā)將路由器與終端的功能組合的程序比開發(fā)和實施獨立程序的成本低。在設備具有終端、路由器以及協(xié)調器的功能的情況下，在部署網(wǎng)絡時，根據(jù)設備發(fā)揮的作用來配置設備。因此，如果設備被用作路由器，該設備被配置成作為路由器運行；如果設備被用作終端，則設備被配置成作為終端運行，如果設備被用作協(xié)調器，則設備被配置成作為協(xié)調器運行。一旦被配置，則在其使用時設備在網(wǎng)絡中實現(xiàn)相同的作用。一些結構化射頻通信網(wǎng)絡使用這樣的協(xié)議，該協(xié)議被設計成在顯著降低成本以及能夠使設備減少使用其能源儲備的情況下實施。這種類型的網(wǎng)絡屬于常被稱為LRWAN(低速無線區(qū)域網(wǎng)絡)的家族?；贗EEE 802. 15. 4技術的Zigbee網(wǎng)絡或藍牙網(wǎng)絡或6LoffPAN(IETF RFC 4944)為被設計用于短距離通信的這種類型的結構化射頻通信網(wǎng)絡的示例。在全球海上遇險和安全系統(tǒng)(GMDSS)中使用的較長距離網(wǎng)絡也可被作為另一示例， 其中該較長距離網(wǎng)絡使用電信裝置以進行海上搜救以及預防海上意外事件。根據(jù)與目標應用的范圍和靈活性相關的約束，結構化射頻通信網(wǎng)絡的使用者需要路由器(或被配置成作為路由器運行的設備)，以在地理上靠近終端(或被配置成作為終端運行的設備)處部署，從而能夠獲得網(wǎng)絡的期望連通性。此外，在大多數(shù)的時間中(或甚至永久地)，應保持路由器的供電以確保終端與網(wǎng)絡的連通性，并因此保證來自終端(該路由器的子設備)或另一相鄰路由器的信號幀的迅速傳送。提供給路由器的能量較高，因此需要有線連接至電源網(wǎng)絡。因此，所考慮的應用的地理區(qū)域越廣闊，則為這些路由器供電的有線基礎設施的經(jīng)濟成本越高。此外，這些路由器(或被配置成作為路由器運行的設備)的一些元件必須保持供電以偵聽是否有用于該元件的通過網(wǎng)絡傳送的信號幀。發(fā)明人注意到，路由器用于偵聽通過網(wǎng)絡傳送的幀的能耗與路由器用于發(fā)送信號幀的能耗相同。因此，雖然現(xiàn)有的終端(或被配置成作為終端運行的設備)切換到待機模式以節(jié)省網(wǎng)絡的總能耗，但因為用于維持該網(wǎng)絡的連通性所必需的路由器(或被配置成作為路由器運行的設備)的能耗，結構化射頻通信網(wǎng)絡的基礎設施的能耗仍然較大。為了降低能耗，ZigBee技術建議了一種在路由器能夠被切換到待機狀態(tài)時將路由器切換到待機狀態(tài)(睡眠路由器)的解決方案。該路由器一旦處于待機狀態(tài)，則通過接收網(wǎng)絡上傳送的信號幀來被周期性地喚醒。在TDMA型通信的情況下，IEEE 802. 15. 4還設置用于通過周期性地發(fā)送信標信號來喚醒路由器。該信標信號使網(wǎng)絡中的所有終端和路由器的喚醒同步進行，這些終端和路由器在待機狀態(tài)持續(xù)一定時間間隔(幀時隙)并在其它時間間隔(其他幀時隙)中被喚醒。這種解決方案使結構化射頻通信網(wǎng)絡的總能耗最小化，但是這些解決方案并不適合于需要設備的高反應性的應用。這是因為，當在網(wǎng)絡上發(fā)生事件需要立即喚醒設備時，例如當網(wǎng)絡中的一個設備檢測到偶發(fā)事件且該偶發(fā)事件必須迅速在網(wǎng)絡中傳送時，這些解決方案包含有用于傳送該事件的等待時間。特別是對于火警應用的情況，在該情況下必需非常迅速地將檢測到的火災信息通過網(wǎng)絡傳送，也就是說在火災探測與該事件傳送至中心設備之間的時間最小化以通知緊急服務。由ZigBee和IEEE 802. 15. 4標準建議的解決方案具有與用于發(fā)送喚醒幀或幀時隙的持續(xù)時間的周期的數(shù)量級相同的等待時間，路由器在該幀時隙內處于待機狀態(tài)。因此，在這種類型的網(wǎng)絡中火災探測將僅在喚醒幀被發(fā)送或僅在用于喚醒網(wǎng)絡中的設備和其他路由器的幀時隙開始時才被傳送。此外，當擴展現(xiàn)有的結構化射頻通信網(wǎng)絡時，在網(wǎng)絡中增加位于路由器(或被配置成作為路由器運行的設備)范圍之外的新終端(或被配置成作為終端運行的設備)需要新的路由器，新的路由器將靠近該新的終端。當終端至網(wǎng)絡的連通性被認為不足且必須增加另一路由器來擴展網(wǎng)絡時，也可出現(xiàn)類似的情況。因此，當擴展覆蓋較大區(qū)域或連通性必須較高時，現(xiàn)有的結構化射頻通信網(wǎng)絡的連通性的擴展或改進的成本較高。

發(fā)明內容
本發(fā)明解決的問題之一為即使在非常大的地理范圍、該網(wǎng)絡中的每個設備的高反應性以及網(wǎng)絡的低總能耗的情況下擴展時，也能優(yōu)化網(wǎng)絡中設備之間的高連通性之間的平 衡。由此，本發(fā)明一般而言包括通過網(wǎng)絡傳送幀，幀包括在設備通過網(wǎng)絡交換數(shù)據(jù)項時相對于該網(wǎng)絡配置該設備行為的配置信息。當設備接收該幀時，設備將其自身重新配置以在網(wǎng)絡需要高連通性時作為路由器運行，從而在該設備不再用于交換網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)時使設備的能耗最小。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明涉及旨在由結構化射頻通信網(wǎng)絡中的設備接收的信號巾貞。該幀的特征在于其包括被稱為配置信息的信息，該信息的值限定相對于該網(wǎng)絡的設備行為的重新配置。根據(jù)一個實施方式，配置信息指示設備必須將其自身重新配置以作為路由器或終端運行。該幀的傳送能夠使接收它的設備將其自身動態(tài)地重新配置以作為路由器或終端運行。例如，當該設備沒有被請求時其被重新配置成作為終端運行。因此，該設備可切換到待機狀態(tài)并降低其能耗。因此，網(wǎng)絡中的大多數(shù)設備(或除了協(xié)調器的所有設備，協(xié)調器必須保持永久供電)，這些設備可被配置為終端并因此在沒有信號幀通過網(wǎng)絡交換時處于待機狀態(tài)，從而優(yōu)化了網(wǎng)絡的總能耗，因為網(wǎng)絡中的所有設備(除了協(xié)調器)處于待機狀態(tài)并且在它們之間沒有保持聯(lián)接。則網(wǎng)絡的連通性不存在。當數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)絡進行交換時，幀被再次通過網(wǎng)絡發(fā)送，網(wǎng)絡中接收幀的各設備則被喚醒并被重新配置以作為路由器運行。因為幀通過各個設備在網(wǎng)絡中傳送，所以網(wǎng)絡中的設備被迅速喚醒并作為路由器運行。此夕卜，因為各設備作為路由器運行，所以網(wǎng)絡的連通性變得較高，一旦兩個設備落入彼此的范圍內則每個設備可與另一設備相關聯(lián)。此外，已被重新配置成作為路由器運行的設備也可喚醒在其范圍內的網(wǎng)絡中設備，并且不能通過向待喚醒的設備發(fā)送幀來作為路由器運行。因此，該設備一旦與已經(jīng)喚醒的設備相關聯(lián)，則該設備連接至網(wǎng)絡并可發(fā)送信息至目的地，在該設備重新配置之前該設備沒有連接該目的地。根據(jù)一個實施方式，配置信息指示當設備處于待機狀態(tài)時，設備必須激活或不激活其用于偵聽幀是否通過網(wǎng)絡傳送的裝置，無論設備是作為終端還是作為路由器運行。這種模式是有利的，因為它通過在設備處于待機狀態(tài)時不激活設備的偵聽裝置而降低了設備的能耗，并使設備能夠在需要時激活這些裝置。幀為用于遠程控制該設備的能耗的方式。當該設備處于待機狀態(tài)時沒有激活其偵聽裝置，則該設備與網(wǎng)絡完全隔絕，但是可以在需要時例如發(fā)送信息至該網(wǎng)絡時重新連接至網(wǎng)絡。根據(jù)另一實施方式，幀包括限定持續(xù)時間的時間信息，在持續(xù)時間結束時設備恢復在其重新配置之前相對于網(wǎng)絡的行為。該實施方式能夠使設備恢復在其重新配置之前相對于網(wǎng)絡的行為的配置。該實施方式是有利的，因為根據(jù)先前的示例，一旦數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡交換，則各設備在該周期結束時將其自身重新配置以作為終端運行。然后，該設備進入待機狀態(tài)，網(wǎng)絡消耗最少的能量。根據(jù)另一特征，幀還包括指明必須進行重新配置的設備的信息。因此，能夠在設備接收到幀時確定在網(wǎng)絡中必須進行重新配置的設備。例如，當設備為子網(wǎng)絡的輸入節(jié)點時，對于該設備有利的是，開始被配置成作為路由器運行然后永久保持這樣的配置。接收幀的這種設備然后充當媒介以將幀傳送至其范圍內的子網(wǎng)絡中設 備。此時，僅子網(wǎng)絡中的這些設備被重新配置。根據(jù)另一特征，幀還包括指示接收幀的設備執(zhí)行相對于網(wǎng)絡中與其關聯(lián)的設備的活動。當設備接收的幀配置信息的值指示該設備將其自身重新配置成作為終端運行時，這是有用的。這是因為，如果該設備重新配置，則其不能將已接收的幀傳送至其子設備。因此，該特征使幀能夠指示該設備在重新配置為終端之前將幀傳送至其子設備。該特征還能夠警告設備的子設備它們之間的聯(lián)接將斷開。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明涉及用于配置設備相對于結構化射頻通信網(wǎng)絡的行為的方法，其特征在于，該方法包括發(fā)送如上所述的幀的步驟、接收所述幀的步驟以及從所接收的幀獲得被稱為配置信息的信息的步驟，配置信息的值限定裝置相對于該網(wǎng)絡的行為的重新配置。根據(jù)一個實施方式，在發(fā)生在該設備上的內部事件之后由設備發(fā)送幀，或在發(fā)生在該設備的外部事件之后由設備發(fā)送。這種模式是有利的，因為其能夠使傳感器或探測器在該傳感器進行環(huán)境測量時或探測到偶發(fā)事件發(fā)生時將如上所述的幀發(fā)送至網(wǎng)絡。因此，這種模式能夠使探測到該偶發(fā)事件的設備的反應非常迅速地喚醒在網(wǎng)絡中傳送該偶發(fā)事件的所有其他設備。根據(jù)一個實施方式，該方法包括根據(jù)獲得的配置信息重新配置設備相對于網(wǎng)絡的行為的步驟。根據(jù)一個實施方式，如果設備具有能力并且設備沒有如配置信息所限定的那樣進行配置，則設備重新配置其自身。該實施方式使方法能夠在不具有路由器的能力的終端上實施，或能夠在不具有終端的能力的路由器上實施、和/或在不具有更改其偵聽裝置的激活狀態(tài)的能力的設備上實施。根據(jù)一個實施方式，在重新配置步驟中，當配置信息指示設備必須重新配置成作為路由器運行時，如果設備的能量儲備能夠使其進行重新配置則設備重新配置為路由器。根據(jù)一個實施方式，在重新配置步驟中，當配置信息指示設備的偵聽裝置必須被激活時，如果設備處于待機狀態(tài)則激活其偵聽裝置。
根據(jù)一個實施方式，該方法還包括存儲設備相對于網(wǎng)絡的配置的步驟以及重新建立配置的步驟，存儲步驟在重新配置步驟之前進行，在重新建立配置的步驟中，在周期結束時，設備再次根據(jù)所存儲的配置進行配置。根據(jù)一個實施方式，重新建立配置的步驟由設備的內部事件或設備的外部事件預先制止。該模式是有利的，因為其增加了等待重新配置的例如配置為路由器的設備的反應性，直至周期結束。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明涉及結構化射頻通信網(wǎng)絡中的設備。該設備的特征在于其包括用于獲得被稱為配置信息的信息的裝置以及用于根據(jù)所獲得的配置信息重新配置設備相對于網(wǎng)絡的行為的裝置，配置信息的值限定設備相對于網(wǎng)絡的行為的重新配置。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明涉及包括一組設備的結構化射頻通信網(wǎng)絡，一組設備中包括至少一個上述設備。附圖
簡要說明通過閱讀以下參照附圖對示例性實施方式的描述，本發(fā)明的上述特征以及其他特征將變得顯而易見，在附圖中圖I示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的信號幀，圖2示出配置結構化射頻通信網(wǎng)絡中的設備的行為的方法步驟的示意圖，圖3示出結構化射頻通信網(wǎng)絡的示例，以及圖4示出結構化射頻通信網(wǎng)絡的示例。
具體實施例方式如圖I所示，幀T包括指示其類型的幀標識符DT。因此，設備可確定所接收的幀T的類型并應用特定裝置來從該幀中提取幀所攜帶的信息。幀T包含信息IC，IC被稱為配置信息，IC的值限定設備相對于網(wǎng)絡的行為的重新配置。根據(jù)一個實施方式，配置信息IC指示設備必須重新配置其自身以作為路由器或終端運行。根據(jù)一種變型，信息IC指示該設備應重新配置其自身以切換其相對于網(wǎng)絡的運行。因此，如果設備作為終端運行，則設備應重新配置其自身以作為路由器運行，如果設備作為路由器運行，則設備應重新配置其自身以作為終端運行。根據(jù)一個實施方式，無論設備作為終端還是路由器運行，配置信息IC都還指示設備應在該設備處于待機狀態(tài)時激活或不激活用于偵聽幀是否通過網(wǎng)絡傳送的裝置。根據(jù)一種變型，信息IC指示該設備應切換其偵聽裝置的激活，如果偵聽裝置被激活則使其不激活，相反地，如果偵聽裝置未激活則將其激活。根據(jù)一個實施方式，幀T還包括時間信息IT，時間信息IT限定周期D，在周期D結束時設備重新恢復其在重新配置之前所具有的相對于網(wǎng)絡的行為。根據(jù)一個實施方式，幀T還包括信息AD，信息AD標明必須重新配置的設備。因此，通過為信息AD設置特定的值(例如值NULL)，接收幀T的設備理解該幀用于它，如果該值不是NULL，則該設備理解其必須將幀T轉發(fā)至具有信息AD所指示的地址的設備。根據(jù)一個實施方式，幀還包括信息IL，信息IL指示接收該幀的(父)設備，該(父)設備應執(zhí)行其相對于網(wǎng)絡中與其相關的(子)設備的活動。該活動禁止子設備或指示這些子設備中的每個應將接收的幀轉發(fā)至其任何子設備。幀T的格式取決于實施結構化射頻通信網(wǎng)絡使用的技術。在ZigBee標準的情況下，幀T可以被格式化成例如為DT分配8比特、為IC分配8比特、為IT分配8比特、為AD分配64比特以及為IL分配I比特。圖2示出配置結構化射頻通信網(wǎng)絡中設備的行為的方法步驟的示意圖。該方法包括發(fā)送幀T的步驟I、接收所述幀的步驟2以及從所接收的幀T獲得信息 IC的步驟3。根據(jù)一個實施方式，在步驟I中，在設備上發(fā)生內部事件之后由設備發(fā)送幀。該事件可以是來自由設備實施的程序之一的事件，并可選地隨時間被編程。例如，在對靠近設備的環(huán)境(溫度、壓力、火災探測等)進行測量的軟件事件之后，幀T被發(fā)送。根據(jù)一個實施方式，在步驟I中，在設備外部的事件由設備接收之后，幀被發(fā)送。例如，該事件可以是使用者在該設備上進行的活動或通過射頻或有線通信進行的信號接收而不是建立在結構化射頻通信網(wǎng)絡上的信號接收。根據(jù)步驟I的實施方式，幀T在網(wǎng)絡上進行廣播，根據(jù)另一模式，該幀被發(fā)送至網(wǎng)絡中的特定設備。該方法還包括步驟5，在步驟5中根據(jù)信息IC重新配置設備相對于網(wǎng)絡的行為。根據(jù)一個實施方式，在步驟5中，當信息IC指示設備必須重新配置其自身以作為路由器運行時，如果設備的能量儲備允許，則設備將其自身重新配置為路由器。根據(jù)一個實施方式，在步驟5中，當信息IC指示設備的偵聽裝置必須被激活時，當偵聽裝置處于待機狀態(tài)時設備激活其偵聽設備。根據(jù)一個實施方式，方法還包括步驟4，在步驟4中存儲設備相對于網(wǎng)絡的行為的配置CA。該步驟在步驟5之前。該方法還包括重新建立配置的步驟6，在步驟6中，在周期D結束時，設備根據(jù)所存儲的配置CA再次進行配置?？赏ㄟ^設備預設并存儲周期D。然而，如果信息IT的值未指示無限的周期D，則周期D還可由從幀T提取的信息IT來限定。在這種情況下，不執(zhí)行步驟4和6。根據(jù)一個實施方式，以該周期D來初始化計時器，當計時器走動時進行步驟6。根據(jù)一個實施方式，步驟6由設備的內部事件或設備的外部事件預先制止(pre-empted)。該內部事件可以為來自由設備實施的程序之一的事件并可選地隨時間被編程，例如對靠近設備的環(huán)境(溫度、壓力、火災探測等)進行測量。該外部事件可以是使用者在該設備上進行的活動或新幀T的接收。當步驟6被預先制止時，與周期D相關的定時不再對設備有任何影響。參照圖2描述的方法的一個實施方式的實施取決于設備充當終端或路由器和/或當設備處于待機狀態(tài)時激活/不激活其裝置的能力以及幀T的內容。在其簡約版本中，設備包括用于從幀T提取信息IC的裝置和用于執(zhí)行步驟1、2、3和5的裝置，而在其完整版本中，設備還包括用于執(zhí)行步驟4和6的裝置。
無論設備使用何種方法,其實施遵從使用中網(wǎng)絡所利用的協(xié)議。例如,在ZigBee網(wǎng)絡中，除了其他之外，通信協(xié)議指示通過設備發(fā)送信號要經(jīng)過預先授權，并由接收到指令的設備發(fā)送響應。該響應沿某路線向接收指令的設備報告關于該指令的應用。在ZigBee網(wǎng)絡上使用的方法因此需要設備還包括用于識別根據(jù)圖I所示的幀T對所接收的指令進行格式化的裝置。由此，使用了幀的標識符DT。該設備還包括用于生成該指令和響應的裝置，該響應可例如包括幀標識符和狀態(tài)域，其指示關于該指令對接收指令的設備的應用的報告。狀態(tài)域可指示設備已根據(jù)指令重新配置其自身(值SUCCESS)，或該設備未識別該指令或不能根據(jù)該指令重新配置其行為(值N0T-SUPP0RTED)，或在設備的重新配置過程中發(fā)生了內部錯誤(值ERROR)。因此，在接收幀T之后或一旦設備重新配置了其自身或嘗試這么做，則設備將系統(tǒng)地將響應發(fā)送至已發(fā)送該指令的設備，響應包括設備的重新配置的報告。此外，在ZigBee網(wǎng)絡中的設備將關于相對于網(wǎng)絡的設備行為配置的信息維持在存儲器中。該信息被稱為能力信息，除了其他之外該信息包括信息DDETY和信息DROWIJf 息DDETY確定設備是否作為終端運行(例如值等于TERMINAL)或作為路由器運行(例如值等于ROUTER)，信息DROWI指示該設備具有的、用于在該設備處于待機模式時偵聽幀是否通過網(wǎng)絡傳送的裝置的激活狀態(tài)。如果這些裝置被激活則該信息例如等于TRUE，如果這些裝置未激活則該信息等于FALSE。還在存儲器中維持信息DIL，指示活動是否必須在任何子設備上執(zhí)行(在這種情況下為該活動的性質)。在這種情況下，除了其他，信息IC包括信息DETY，信息DETY確定裝置是否必須將其自身重新配置為終端(例如值等于TERMINAL)或路由器(例如值等于ROUTER)，信息ROWI指示如果該設備具有的、用于在該設備處于待機模式時偵聽幀是否通過網(wǎng)絡傳送的裝置是否必須被激活。顯然，如果設備不包括用于更改其運行的裝置或用于更改其偵聽裝置的激活狀態(tài)的裝置，該設備不將信息維持在存儲器中。圖3示出當幀T包括相對于圖I描述的全部域時的圖2的方法的實施方式，也就是說幀T包括信息IC和信息IT、AD和IL。讀者將理解，如果使用該幀的其他實施方式，則可以通過省略與丟失信息相對應的部分來減少圖3所述的方法。步驟1、2和3相對于圖2保持不變。步驟3從子步驟51開始，在子步驟51中，通過比較信息DDETY和DETY (由所接收的幀T的信息IC攜帶的信息)，確定設備是否必須將其自身重新配置為路由器或終端。如果DDETY和DETY等于相同的值，設備不必重新配置其運行。如果設備必須將其自身重新配置為路由器，則該方法繼續(xù)進行子步驟52，在子步驟52中檢查設備是否能夠作為路由器運行。如果設備能夠作為路由器運行，設備將其自身重新配置為路由器并更改其本地信息DDRTY，DDETY現(xiàn)在等于ROUTER (子步驟53)。如果設備不能作為路由器運行，則設備將其自身與網(wǎng)絡中的路由器(或作為路由器運行的遠程設備)相關聯(lián)(子步驟54)。然后，相對于該路由器，設備變成子設備。在設備重新配置之前設備已存在于網(wǎng)絡上的情況下，設備可選地保持其網(wǎng)絡地址。例如，在ZigBee網(wǎng)絡中，在以下情況中則設備被認為存在于網(wǎng)絡上如果短地址和長地址(網(wǎng)絡中設備的唯一的PANID標識符)已分配至該設備；如果設備的網(wǎng)絡信息(網(wǎng)絡信息庫)、其鄰居表包含與設備相關的父路由器的地址，該父設備在其鄰居表中包含該(子)設備的地址；如果設備包含網(wǎng)絡的所有安全密鑰，其中在網(wǎng)絡中使用安全密鑰以獲得發(fā)送信號的許可。如果設備必須重新配置為終端，則方法繼續(xù)子步驟55，在子步驟55中，設備檢查其是否能夠作為終端運行。如果是這樣，則設備檢查到在重新配置之前其已接收到請求設備將幀T轉發(fā)至其子設備和/或斷開與其子設備的聯(lián)系的指示(子步驟56)。該信息例如由幀T的信息IL攜帶。如果是這樣，則設備通過清空(除了其他之外)其路由選擇及路由發(fā)現(xiàn)表來執(zhí)行相對于其子設備的該活動(子步驟57)。然后，設備重新配置為終端并更改其本地信息DDETY，本地信息DDETY現(xiàn)在等于TERMINAL。作為終端運行的設備將其自身與網(wǎng)絡中的路由器相關聯(lián)，如果在設備重新配置之前設備已存在于網(wǎng)絡上，則保持設備的網(wǎng)絡地址(子步驟58)。
在設備再次作為路由器運行之前設備重新配置為終端的優(yōu)點在于，當設備需要該設備的資源時，例如當在設備的能量儲備不足或出于維護該設備的目的時用于進行測量或限制該設備的作用，釋放設備的資源。子步驟51、53、54、55和58后繼續(xù)子步驟59，在子步驟59中，通過比較信息ROffI (由所接收的幀T的信息IC攜帶的信息)與DR0WI，來確定是否需要更改設備的偵聽裝置的激活狀態(tài)。如果這些信息項具有不同的值，則信息DROWI等于R0WI。因此，在設備處于待機模式時，通過對信息DROWI的值進行簡單咨詢來確定作為路由器或終端運行的設備激活或不激活其偵聽裝置。當設備重新配置時，可能需要重新啟動該設備。在這種情況下，設備實施由網(wǎng)絡上使用的通信協(xié)議限定的特定程序。圖4示出結構化無線通信網(wǎng)絡的示例。該示例并不限制本發(fā)明而是僅作為示例的方式給出以對方法的使用進行說明，根據(jù)該示例，結構化無線通信網(wǎng)絡RES I包括協(xié)調器CO和如之前所述的兩個設備Dl和D2，兩個設備Dl和D2能夠被配置成作為終端或路由器運行。本領域技術人員可根據(jù)現(xiàn)有技術生產(chǎn)這種設備。本領域技術人員例如可參照ZigBee和IEEE 802. 15. 4標準，這些標準描述了用于網(wǎng)絡、MAC和這些設備和協(xié)調器的物理層的通
協(xié)議。在圖中，設備由橢圓形表示。當該設備被配置成作為終端運行時由白色橢圓形表示，當該設備被配置成作為路由器運行時由黑色橢圓形表示，當該設備處于待機模式而無論其被配置成作為路由器還是終端運行時由虛線的橢圓形表示。此外，連接兩個橢圓形的實線表示在網(wǎng)絡中兩個元件之間的活動聯(lián)接，也就是說這兩個元件彼此關聯(lián)。兩個橢圓形之間的虛線表示兩個元件之間可能的但不活動的聯(lián)接，也就是這兩個元件彼此位于對方的范圍內。根據(jù)圖4a中的示例，假設設備Dl開始被配置為能夠繼續(xù)待機的路由器，當設備Dl處于待機狀態(tài)時(DDETY+ROUTER，DROWI = TRUE)其偵聽裝置被激活，而設備D2開始被配置為終端，當設備D2處于待機狀態(tài)時(DDETY = TERMINAL, DROffI = FALSE)其偵聽裝置未被激活。兩個設備處于待機狀態(tài)且不存在網(wǎng)絡RESl的連接。假設設備D2由D2的內部事件喚醒。則該設備生成幀T，其中信息DETY等于ROUTER以指示設備Dl重新配置為路由器，信息ROWI = TURE以指示設備Dl處于待機狀態(tài)時激活其偵聽裝置，信息AD = NULL指示該幀旨在用于接收其的設備(在這種情況下為Dl)，信息IL等于FALSE以指示沒有進行關于Dl的任何子設備的活動，信息IT限定有限周期D。設備D2則發(fā)送幀T (步驟I)。當設備Dl偵聽到通過網(wǎng)絡傳送的幀時，設備Dl接收幀T (步驟2)并獲得來自幀T的信息(步驟3)。設備Dl則存儲其本地信息DDETY、DROffI和DIL，周期D由信息IT確定，計時器被初始化為值D (步驟4)。此外，因為D I運行為路由器，DDETY等于DETY(分步驟51)，Dl不必重新配置其運行。在其環(huán)境中檢測路由器的設備D2與該路由器相關聯(lián)。此外，因為Dl的偵聽裝置已被激活(子步驟59)，在方法結束時，網(wǎng)絡再次處于圖3b所示的狀態(tài)。Dl作為路由器運行時，設備Dl依次發(fā)送幀T，設備D2再次與協(xié)調器CO連接以例如將測量信息(圖4c)發(fā)送至D2。一旦D2的計時器被觸發(fā)，則設備D2根據(jù)所存儲的配置進行重新配置(步驟6)。因此，根據(jù)該示例，設備D2根據(jù)所存儲的配置進行重新配置，在這種情況下重新配置為終·端(DDETY = TERMINAL, DROffI = FALSE)。由此，根據(jù)該示例，因為設備D2在重新配置之前已作為終端運行，所以滿足在分步驟55中進行的測試。這種情況可出現(xiàn)在周期D中與設備D2相關聯(lián)的設備中。在這種情況下，這些子設備上的活動由設備D2根據(jù)信息DIL執(zhí)行(子步驟56和57)，然后設備D2被重新配置并與作為路由器運行的設備Dl相關聯(lián)(圖4d)。當設備D2或設備Dl切換到待機狀態(tài)時，Dl與D2之間的聯(lián)接斷開(圖4e)，當設備Dl切換到待機狀態(tài)時，Dl與協(xié)調器CO之間的聯(lián)接也斷開(圖4f)。通過該示例，可以理解，一旦設備發(fā)送幀T時如何動態(tài)建立結構化射頻通信網(wǎng)絡的連通性，以及一旦該網(wǎng)絡的設備的活動性消失時該連通性如何斷開。還應當理解，該方法還可用于擴展現(xiàn)有的網(wǎng)絡。讓我們考慮包括協(xié)調器、路由器(和/或能夠配置成作為路由器運行的設備)以及終端(和/或能夠配置成作為終端運行的設備)的網(wǎng)絡。當在地理上遠離路由器的終端必須與該現(xiàn)有網(wǎng)絡的設備或協(xié)調器進行通信時，足以在該終端上實施該方法，并設有用于獲取路由器能力的裝置，從而能夠部署子網(wǎng)絡，子網(wǎng)絡的接入點將是這個改進終端。還能夠在這樣的網(wǎng)絡上使用該方法，即網(wǎng)絡的設備很少活動，例如當設備之一必須從另一設備周期性地接收測量數(shù)據(jù)時或當數(shù)據(jù)沒有通過網(wǎng)絡交換時，除了在這些設備之一探測到在其周圍環(huán)境中存在反常情況例如在火災探測應用中。
權利要求
1.一種相對于結構化射頻通信網(wǎng)絡配置設備行為的方法，所述方法包括 步驟(2)，由所述設備接收包括配置信息(IC)的幀，所述配置信息的值限定設備相對于所述網(wǎng)絡的行為的重新配置； 步驟(3)，從所接收的幀T中獲得配置信息； 步驟(5)，根據(jù)所獲得的配置信息重新配置所述設備相對于所述網(wǎng)絡的行為； 其特征在于，所接收的幀還包括活動信息(IL)，所述活動信息指示所述設備應相對于所述網(wǎng)絡的至少一個子設備進行活動，以在所述網(wǎng)絡中傳送幀，所述至少一個子設備與所述設備分級關聯(lián)，所述設備還執(zhí)行相對于所述至少一個子設備或所述子設備進行所述活動的步驟。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，所述設備被配置為路由器時，所述配置信息指示所述設備應重新配置為終端，所述活動信息指示所述設備應將所述幀傳送至所述至少一個子設備或所述子設備，所述設備在重新配置為終端之前執(zhí)行將所述幀傳送至所述至少一個子設備或所述子設備的步驟。
3.根據(jù)權利要求I至2中任一項所述的方法，其中，所述設備被配置為路由器時，所述配置信息指示所述設備應重新配置為終端，所述活動信息指示所述設備應斷開與所述至少一個子設備或所述子設備的各聯(lián)系，所述設備在重新配置為終端之前執(zhí)行通知與所述至少一個子設備或所述子設備斷開聯(lián)系的步驟。
4.根據(jù)權利要求I所述的方法，其中，在所述重新配置步驟中，當所述配置信息(IC)指示設備應重新配置成作為路由器運行時，僅在所述設備的能量儲備允許時，所述設備重新配置為路由器。
5.根據(jù)權利要求I至4中任一項所述的方法，其中，僅在所述設備能夠進行重新配置時且所述設備還沒有由所述配置信息限定的那樣進行配置時，所述設備進行重新配置。
6.根據(jù)權利要求I至5中任一項所述的方法，其中，在所述重新配置步驟(5)中，當所述配置信息(IC)指示所述設備的偵聽裝置必須被激活時，如果所述設備處于待機狀態(tài)則所述設備激活其偵聽裝置。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，還包括 步驟(4)，在步驟(5)之前存儲所述設備相對于所述網(wǎng)絡的配置(CA)，以及 步驟出)，重新建立所述配置，在重新建立所述配置的步驟中，在周期(D)結束時所述設備再次根據(jù)所存儲的配置(CA)進行配置。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中，重新建立所述配置的步驟由設備的內部事件或設備的外部事件預先制止。
9.一種在結構化射頻通信網(wǎng)絡中使用的設備，所述設備包括 用于通過所述設備接收包括配置信息(IC)的幀的裝置，所述配置信息的值限定設備相對于所述網(wǎng)絡的行為的重新配置； 用于從所接收的幀T中獲得配置信息的裝置； 用于根據(jù)所獲得的配置信息重新配置所述設備相對于所述網(wǎng)絡的行為的裝置； 其特征在于，所接收的幀還包括活動信息(IL)，所述活動信息指示所述設備應相對于所述網(wǎng)絡的至少一個子設備進行活動，以在所述網(wǎng)絡中傳送幀，所述至少一個子設備與所述設備分級關聯(lián)，所述設備還包括用于相對于所述至少一個子設備或所述子設備進行所述活動的裝置。
10.一種包括一組設備的結構化射頻通信網(wǎng)絡，其特征在于這些設備中的至少一個為根據(jù)權利要求9所述的設備。
全文摘要
本發(fā)明通常包括通過網(wǎng)絡傳送幀，幀包括在設備通過網(wǎng)絡交換數(shù)據(jù)時設備相對于該網(wǎng)絡的行為的配置信息。當設備接收到該幀時，設備將其自身重新配置以在網(wǎng)絡需要高連通性時作為路由器運行，從而在該設備不再用于交換網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)時使設備能耗最小化。
文檔編號H04W40/24GK102918920SQ201180021355
公開日2013年2月6日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權日2010年4月30日
發(fā)明者讓·帕里特, 揚·洛蘇安 申請人:薩熱姆通訊能源電信簡易股份有限公司