通信方法、收發(fā)器站和相關(guān)的計算機程序的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于在包括用于無線電通信的主要節(jié)點和多個次要節(jié)點（10）的網(wǎng)絡(luò)中在射頻信道上通信的方法、相關(guān)的收發(fā)器站和相關(guān)的計算機程序。所述方法包括下面步驟：由次要節(jié)點（10）在射頻信道上接收在它的無線電鄰近的節(jié)點發(fā)送的信標消息（16），每個信標消息指示從已發(fā)送消息的無線電鄰近的所述節(jié)點（10）分隔主要節(jié)點的跳頻數(shù)目；所述次要節(jié)點（10），被稱為子節(jié)點，選擇已發(fā)送指示最小跳數(shù)的信標消息（16）的來自無線鄰近的節(jié)點作為父節(jié)點；為了向主要節(jié)點發(fā)送信息（19），通過射頻信道向所述選擇的父節(jié)點發(fā)送所述信息（19）。
【專利說明】通信方法、收發(fā)器站和相關(guān)的計算機程序
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用在無線電通信網(wǎng)絡(luò)中的通信技術(shù)，具體地但不排他地，用在ad hoc(專用)網(wǎng)絡(luò)中的通信技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]Ad hoc網(wǎng)絡(luò)是無固定基礎(chǔ)設(shè)施的無線電通信網(wǎng)絡(luò)。配備無線發(fā)送和/或接收裝置及適當(dāng)?shù)膮f(xié)議的某一數(shù)目的無線站形成ad hoc網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點。
[0003]這些站可以表現(xiàn)為固定或便攜式計算機、袖珍計算機、移動電話、車輛、家用電器等的形式。它們可以進一步與諸如傳感器或致動器的模塊關(guān)聯(lián)。
[0004]傳感器的ad hoc網(wǎng)絡(luò)從而可以收集信息以便例如觀察或監(jiān)視安裝裝置(installation)。
[0005]通常，節(jié)點由更換或再充電困難且昂貴或者甚至不可能的電池來供電，或者使用無電池的能量恢復(fù)技術(shù)來對它們供電。因此在這樣的網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能是關(guān)鍵因素。
[0006]此外，預(yù)制布線系統(tǒng)安裝裝置是要求在很多地方監(jiān)視溫度從而監(jiān)視其狀態(tài)的安裝裝置的一個示例。
[0007]在兩個連續(xù)的布線系統(tǒng)部分之間的接合區(qū)域中常常觀測到異常發(fā)熱，主要是由于安裝者對接合處的螺釘上得不夠緊。當(dāng)前對這些發(fā)熱問題的解決方案包括由系統(tǒng)地上緊螺釘構(gòu)成的預(yù)防性維修操作、以及使用熱成像相機來檢查安裝裝置使得可以觀看到經(jīng)歷異常發(fā)熱的區(qū)域的檢查操作。
[0008]但是，這些技術(shù)具有一些缺點:由于要檢查的接合處的數(shù)量大，以及布線系統(tǒng)中可能難以接近的位置:在高處、地下、假平頂之下等，它們實施起來耗時且復(fù)雜。
[0009]此外，溫度記錄測量的可靠性取決于測量環(huán)境(灰塵、油脂等的存在)，這使得布線系統(tǒng)的溫度狀態(tài)的解釋相對不精確。
[0010]因此需要考慮在位于電布線系統(tǒng)的多個點記錄的溫度來從這多個點收集信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)第一方面，本發(fā)明提出在包括用于無線電通信的主要節(jié)點和多個次要節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中的射頻信道上的通信方法。
[0012]其特征在于它包括下面的步驟:
[0013]-由次要節(jié)點在射頻信道上接收在它的相鄰射頻中的節(jié)點發(fā)送的信標消息，每個信標消息指示從已發(fā)送消息的相鄰射頻的所述節(jié)點分隔主要節(jié)點的無線跳頻數(shù)目；
[0014]-所述次要節(jié)點，被稱為子節(jié)點，從已發(fā)送信標消息的無線鄰近選擇指示最小跳數(shù)的節(jié)點作為父節(jié)點；
[0015]-為了向主要節(jié)點發(fā)送信息，通過射頻信道向所選擇的父節(jié)點發(fā)送所述信息。
[0016]這種方法在傳輸速度和能耗方面產(chǎn)生良好性能，特別是在線性網(wǎng)絡(luò)的情況下，典型的是節(jié)點位于由布線系統(tǒng)的接合處的網(wǎng)絡(luò)。[0017]在一個實施例中，通信方法包括以下特征的一個或多個:
[0018]-為了向主要節(jié)點發(fā)送信息，由所述次要節(jié)點僅向所述父節(jié)點發(fā)射所述信息；
[0019]-所述次要節(jié)點定期在射頻信道上發(fā)射信標消息，指示將它與主要節(jié)點分離的無線跳頻數(shù)目，等于將主要節(jié)點從該父節(jié)點分離的無線跳頻數(shù)目加I;
[0020]-在射頻信道上向所述父節(jié)點發(fā)射所述信息，子節(jié)點檢測由它的父節(jié)點定期發(fā)射的、定義它能夠接收來自子節(jié)點的信息的時間窗的開始的信標消息，子節(jié)點在那個窗期間向父節(jié)點發(fā)送信息；
[0021]-子節(jié)點定期發(fā)射定義它可以從在它的無線鄰近的節(jié)點接收信息的時間窗的開始的標消息;
[0022]-為了檢測在它的無線鄰近的節(jié)點在第一給定頻率的信標消息的發(fā)射，以及長度等于相對于被劃分成若干部分的第一頻率的倒數(shù)的時段的標準周期，至少一部分由所述次要節(jié)點在相對于收聽另一部分的至少一個偏移周期來收聽，所述次要節(jié)點被置于待機持續(xù)分隔用于兩部分的兩個收聽操作的至少一部分時間；
[0023]-一旦所述次要節(jié)點具有足夠的功率電平來收聽新的部分時，所述部分被收聽；
[0024]-至少一部分的尺寸取決于所述節(jié)點的供電電流電平；
[0025]-實施該方法來監(jiān)視布線系統(tǒng)的發(fā)熱，因此節(jié)點位于布線系統(tǒng)接合處，并且進一步包括至少一個溫度傳感器，所述信息包括至少指示由所述傳感器測量的溫度的數(shù)據(jù)。
[0026]根據(jù)第二方面，本發(fā)明提出收發(fā)器站，來形成能夠發(fā)送和接收射頻通信信道的節(jié)點，屬于網(wǎng)絡(luò)的該節(jié)點包括用于無線電通信的主要節(jié)點和多個次要節(jié)點，所述站包括:
[0027]-用于接收射頻信道上由在它的無線鄰近的節(jié)點發(fā)送的各個信標消息的裝置，每個信標消息指示從發(fā)送消息的無線鄰近的所述節(jié)點分隔主要節(jié)點的無線跳頻數(shù)目；
[0028]用于選擇已發(fā)送指示最小跳數(shù)的信標消息的、來自無線電鄰近的節(jié)點，作為由所述站形成的所述節(jié)點，被稱為子節(jié)點的父節(jié)點的裝置；
[0029]用于在射頻信道上向所選擇的所述父節(jié)點發(fā)送信息的裝置，以便向主要節(jié)點發(fā)送所述信息。
[0030]在一個實施例中，收發(fā)器站包括以下特征的一個或多個:
[0031]-向主要節(jié)點發(fā)送信息，它包括用于通過所述次要節(jié)點專門向所述父節(jié)點發(fā)送所述信息的裝置；
[0032]-它包括用于定期在射頻信道上發(fā)送信標消息的裝置，該信標消息指示將它與主要節(jié)點分離的無線跳頻數(shù)目，等于將主要節(jié)點從父節(jié)點分離的無線跳頻數(shù)目加I ;
[0033]-在射頻信道上向所述父站發(fā)送所述信息，它包括用于檢測由它的父節(jié)點定期發(fā)送的、定義它能夠接收來自所述站的信息的時間窗的開始的信標消息的裝置，該站在那個窗期間向父節(jié)點發(fā)送信息；
[0034]-它包括用于發(fā)送定義它能夠接收來自它的無線電鄰近的節(jié)點的信息的時間窗的開始的定期的信標消息；
[0035]-為了檢測由在它的無線電鄰近的節(jié)點在第一給定頻率的信標消息的發(fā)射，以及長度等于被劃分成若干部分的第一頻率的倒數(shù)的周期的標準周期，它包括用于由所述次要節(jié)點以相對于收聽另一部分的至少一個偏移周期來收聽至少一個部分的裝置，所述次要節(jié)點被置于待機至少持續(xù)分隔對兩部分的收聽的時間部分；[0036]-它包括用于一旦它具有足夠的功率電平來收聽新的部分，就收聽所述部分的裝置；
[0037]-至少一個部分的尺寸取決于所述站的功率電流電平；
[0038]-由父節(jié)點發(fā)送的信息包括用于標識網(wǎng)絡(luò)上的子節(jié)點的地址；
[0039]-它適合于布線系統(tǒng)的熱監(jiān)視，位于布線系統(tǒng)接合處，并且進一步包括至少一個溫度傳感器，所述信息包括至少指示由所述傳感器測量的溫度的數(shù)據(jù)。
[0040]根據(jù)第三方面，本發(fā)明提出要安裝在形成能夠通過射頻信道發(fā)送的節(jié)點的收發(fā)器站中的計算機程序，該節(jié)點屬于包括用于無線電通信的主要節(jié)點和多個次要節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)，所述程序包括當(dāng)通過所述收發(fā)器站的處理裝置運行該程序時用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的步驟的指令。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]閱讀下面的描述之后，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將顯現(xiàn)。提供此描述僅作為說明，并且必須根據(jù)附圖來閱讀此描述，在附圖中:
[0042]-圖1是在電接合處的布線系統(tǒng)安裝裝置的部分的暴露的透視圖；
[0043]-圖2圖示地說明根據(jù)本發(fā)明的收發(fā)器站；
[0044]-圖3是父節(jié)點和子節(jié)點之間的數(shù)據(jù)的傳輸?shù)恼f明圖；
[0045]-圖4是根據(jù)本發(fā)明的通信方法的流程圖；
[0046]-圖5是節(jié)點之間越來越近的數(shù)據(jù)的傳輸?shù)恼f明圖；
[0047]-圖6是圖解用于次要節(jié)點的信標搜索操作的說明圖；
[0048]-圖7圖解相對于主要節(jié)點的偏移的參考。
【具體實施方式】
[0049]圖1示出在本發(fā)明的一個實施例中的、在使用螺釘8a、8b來連接第一布線系統(tǒng)段4和第二布線系統(tǒng)段6的電接合處2的布線系統(tǒng)安裝裝置的部分I。
[0050]在布線系統(tǒng)的安裝期間，將類似于第一段4和第二段6的不同段插入到類似于接合處2的接合處。接下來，使用測力鍵(key)上緊類似于螺釘8a、8b的具有單獨的頭的螺釘，從而拴緊這兩段以連接，并且電流從一段向另一段通過。在接合處2上得不夠緊導(dǎo)致在接合處的一個區(qū)域的惡化的接觸質(zhì)量，這增加了電流密度然后導(dǎo)致在接合處2的異常發(fā)熱。
[0051]所考慮的布線系統(tǒng)例如是400米長，并且例如每4米包括接合處，或者包括大約100個接合處2。
[0052]在本發(fā)明的一個實施例中，這些接合處2的每個具有與它關(guān)聯(lián)的站10，并且其形成了根據(jù)本發(fā)明的無線電通信網(wǎng)絡(luò)的無線電通信節(jié)點。
[0053]在所考慮的情況中，與接合處關(guān)聯(lián)的每個站10被進一步適用于監(jiān)視與它關(guān)聯(lián)的接合處的熱條件，并且向收集來自布線系統(tǒng)的站的所有信息的特定的站10或特定的節(jié)點發(fā)送關(guān)于該熱條件的信息。來自給定節(jié)點的測量的信息包括那個節(jié)點的標識符。
[0054]所述特定的節(jié)點10被稱為主要節(jié)點10a。它可以也與接合處關(guān)聯(lián)或者不與接合處關(guān)聯(lián)。向主要節(jié)點IOa發(fā)送信息的網(wǎng)絡(luò)的其他節(jié)點被稱為次要節(jié)點10b。[0055]參照圖2，每個節(jié)點(也被稱為站)10包括在共享的射頻信道14上的射頻收發(fā)器裝置91，用于由其射頻相鄰節(jié)點發(fā)送消息或發(fā)送消息到其射頻相鄰節(jié)點。
[0056]站10進一步包括能夠執(zhí)行軟件指令的微計算機92和存儲器93。包括軟件指令的程序PROG具體存儲在存儲器93中。
[0057]站10進一步包括供電模塊95,適合于對站10的不同兀件供電。
[0058]在次要節(jié)點IOb的情況下，此供電模塊95例如適合于將所接收的振動和/或熱能轉(zhuǎn)換為電。
[0059]用于主要節(jié)點IOa的供電模塊95包括或連接至一直向它提供電力的電源，例如電網(wǎng)。
[0060]在次要節(jié)點IOb的情況下,如果適用的話在主要節(jié)點IOa的情況下,站10進一步包括能夠定期測量關(guān)聯(lián)接合處的本地溫度的熱傳感器94。
[0061]在一個實施例中，站10進一步適用于處理由熱傳感器94進行的溫度測量，并且基于那些處理的測量與閾值的比較，例如產(chǎn)生警報，警報與站10的標識符一起插入到信息中以被發(fā)送到主要節(jié)點10a。
[0062]基于由電氣與電子工程師協(xié)會(稱為IEEE)定義并適應(yīng)于無線網(wǎng)絡(luò)的802.15.4通信協(xié)議，每個節(jié)點10能夠使用根據(jù)本發(fā)明的通信方法直接與它的相鄰射頻的另一節(jié)點10通信，該通信通過在給定頻率的共享射頻信道14來進行。
[0063]選擇用于通信的頻率例如包括在2400MHz和2483.5MHz之間，并且在所考慮的相當(dāng)?shù)那闆r中，在ISM (工業(yè)科學(xué)和醫(yī)療，許可免費)的2.4GHZ的射頻譜中。
[0064]根據(jù)本發(fā)明的方法具體地基于協(xié)議802.15.4的PHY和MAC層，并且使用節(jié)點10在每個周期T發(fā)送的信標16來實現(xiàn)在節(jié)點10之間同步的發(fā)送和接收操作。
[0065]根據(jù)在節(jié)點的微計算機92上通過計算機程序PROM執(zhí)行軟件指令，通過節(jié)點10實現(xiàn)下述所有步驟。
[0066]參照圖3，使用上行鏈路通信(B卩，從子節(jié)點B到父節(jié)點A)和下行鏈路通信(即，從父節(jié)點A到子節(jié)點B)，來進行父節(jié)點10 (稱為A)和子節(jié)點10 (稱為B)之間的信息發(fā)送(“父”和“子”術(shù)語的定義在下面提供)。
[0067]子節(jié)點B適用于在父節(jié)點A發(fā)送信標信號16的預(yù)定時刻收聽射頻信道14，并且檢測信標16的傳輸(與協(xié)議802.15.4的“信標追蹤”操作對應(yīng))。
[0068]由父節(jié)點A發(fā)送的此信標16是用于節(jié)點A的子節(jié)點B的啟動信號，使得它向節(jié)點A發(fā)送信息。它包括若干數(shù)據(jù)字段，具體地，網(wǎng)絡(luò)標識符PANId、發(fā)送了信標的節(jié)點A的標識符以及下述其他信息。
[0069]事實上，在節(jié)點A在被稱為CAP (連接接入時段)的時間窗中發(fā)送信標16之后節(jié)點B向它的父節(jié)點A發(fā)送信息19。為了避免消息之間的任何沖突，在發(fā)送之前，它通過根據(jù)由IEEE定義的CSMA/CA (載波偵聽多址接入與沖突避免)接入方法進行收聽18，來驗證信道14沒有被占用。
[0070]父節(jié)點A在跟隨節(jié)點A發(fā)送的信標16的傳輸之后的CAP中收聽可能由每個它的子節(jié)點B向它發(fā)送的消息。
[0071]協(xié)議802.15.4進一步提供允許父節(jié)點A不但從子節(jié)點B接收消息，而且向它發(fā)送它們的機制。[0072]因而，當(dāng)父節(jié)點A必須向子節(jié)點B發(fā)送信息時，節(jié)點A在信標16中指示它將發(fā)送對子節(jié)點B可用的信息21 (比較圖3中的指示17)。然后該信息仍然存儲在節(jié)點A中。有關(guān)的子節(jié)點B然后在信標16的傳輸后在CAP中發(fā)送命令20，這促使節(jié)點A發(fā)送信息21，節(jié)點B在發(fā)送它的命令20隨后作好自身準備來接收信息21。
[0073]此通信被描述為間接的，因為包含在節(jié)點A中的消息21不是直接發(fā)送給節(jié)點B。這樣的下行鏈路通信模式雖然由于此間接通信而提供較低的吞吐量，但是很適合于所考慮的情況，因為下行鏈路數(shù)據(jù)流比上行鏈路數(shù)據(jù)流小得多。
[0074]圖4的流程圖示出在本發(fā)明的一個實施例中的通信方法的步驟100、200、210、220、230。
[0075]在用于啟動主要節(jié)點IOa的步驟100期間，主要節(jié)點IOa確保在分配給主要節(jié)點IOa的網(wǎng)絡(luò)的信道14上不存在使用相同標識符PANId發(fā)送的其他網(wǎng)絡(luò)，標識符PANId表征那個網(wǎng)絡(luò)已被分配給主要節(jié)點10a。
[0076]為此，主要節(jié)點IOa執(zhí)行被動收聽以便驗證它沒有接收到包括標識符的任何信標16。
[0077]根據(jù)協(xié)議802.15.4，主要節(jié)點IOa然后發(fā)送以周期T分隔的信標16，其中它被標識為主要節(jié)點或“PAN協(xié)調(diào)者”。
[0078]當(dāng)它被啟動200時，任何次要節(jié)點IOb執(zhí)行步驟210、220、230的某一數(shù)目。
[0079]-在先收聽步驟210，目的在于掃描信道14持續(xù)相當(dāng)于完整的周期T的時間長度，并且檢測在信道14上發(fā)送的信標16，從而確定在它的無線鄰近范圍內(nèi)存在的節(jié)點；
[0080]-然后，在步驟220中，次要節(jié)點IOb確定它將向其發(fā)送意在主要節(jié)點IOa的信息19的單個父節(jié)點；
[0081]-然后，在步驟230期間，次要節(jié)點IOb確定要在它自己的信標信號和來自它的父節(jié)點的信標信號之間執(zhí)行的偏移，然而它在每個周期T依次發(fā)送信標16。
[0082]-一旦已執(zhí)行啟動步驟，次要節(jié)點IOb就可以如例如參照圖3描述的操作地運行。
[0083]下面略述這些各個步驟。
[0084]只有某一數(shù)目的次要節(jié)點IOb可以與主要節(jié)點IOa間接地通信:這些是位于主要節(jié)點IOa的無線范圍之內(nèi)的次要節(jié)點10b。
[0085]節(jié)點10的級(rank)被定義為將那個節(jié)點10從主要節(jié)點IOa分隔的無線跳頻數(shù)目。
[0086]因而，主要節(jié)點IOa具有級零。將當(dāng)執(zhí)行步驟210時從主要節(jié)點IOa接收信標16的次要節(jié)點IOb定級為I。
[0087]在一旦啟動它們就執(zhí)行的步驟210期間，接收級I的信標16而不從主要節(jié)點IOa接收信標16的次要節(jié)點IOb被定級為2，等等。
[0088]因而，從具有嚴格地大于I的次要節(jié)點IOb向主要節(jié)點IOa的信息19的傳送通過級每次減I的中間節(jié)點10b。
[0089]根據(jù)本發(fā)明，每個節(jié)點10在它發(fā)送的信標信號16中包括它的級。
[0090]因而，當(dāng)節(jié)點IOb收聽210信道14持續(xù)相當(dāng)于周期T時，它接收到來自在它的網(wǎng)絡(luò)相鄰范圍內(nèi)發(fā)送的所有節(jié)點10的信標16，這些信標16的每個都指示了發(fā)射它的節(jié)點10的級。[0091]在步驟220中，次要節(jié)點IOb在它的無線相鄰范圍內(nèi)的那些節(jié)點10當(dāng)中選擇發(fā)射指示最小級的信標16的作為父節(jié)點。節(jié)點IOb接下來在它自己的信標16中發(fā)送的級將等于它的父節(jié)點的級加一。
[0092]在一個實施例中，通過給定的節(jié)點從若干節(jié)點10當(dāng)中對父節(jié)點的選擇取決于所述節(jié)點10的級和/或指示它的信標信號與由它自身的父節(jié)點發(fā)射的信標信號之間的偏移的、給定的節(jié)點與每個節(jié)點10之間的通信質(zhì)量的指示符(例如將優(yōu)先選擇具有相對于它的父節(jié)點的信標偏移來說最低的信標偏移的父節(jié)點，導(dǎo)致主要節(jié)點更快地收集信息)。
[0093]一旦次要節(jié)點IOb已選擇它的父節(jié)點，它就進入信標監(jiān)視模式。此模式包括使它自己待機，僅在從它的父節(jié)點發(fā)送信標16的預(yù)定時間蘇醒，以便在父節(jié)點的CAP窗中與父節(jié)點交換數(shù)據(jù)，或者僅在發(fā)送它自己的信標16時蘇醒，以便在它自己的窗CAP中與它的子節(jié)點交換數(shù)據(jù)。
[0094]圖5圖解從節(jié)點C (級K+1)到它的父節(jié)點(級K)，以及從那兒到節(jié)點B的父節(jié)點A(級κ-1)的數(shù)據(jù)的傳送，因而此數(shù)據(jù)從子節(jié)點中繼到父節(jié)點再上至主要節(jié)點10a。
[0095]節(jié)點B發(fā)送信標16b，使得可以校準它與它的子節(jié)點(包括節(jié)點C)的交換。節(jié)點C檢查它的父節(jié)點B的信標16b的傳輸，以便在那些信標16b隨后的窗CAPb期間發(fā)送要發(fā)送的信息19。
[0096]在一個實施例中，一旦啟動次要節(jié)點10b，就通過每部分執(zhí)行收聽持續(xù)相當(dāng)于一個周期T來以如此方式進行掃描步驟210，以便節(jié)約可用能量。
[0097]參照圖6，節(jié)點IOb在時間t0開始收聽信道14以便檢測在無線范圍之內(nèi)的節(jié)點發(fā)送的所有信標16，不持續(xù)完整的周期T，但是它收聽以T為模的部分P1至Pn的若干周期T，使得可以持續(xù)相當(dāng)于完整的周期。每個部分Pi持續(xù)時間屯。持續(xù)時間屯嚴格地短于T。在兩個連續(xù)的收聽部分之間，·節(jié)點IOb進入待機模式以便供電模塊95再充電。
[0098]在開始于t0的第一周期T期間，節(jié)點IOb收聽信道14，對于部分Pl，從t0到切+屯，來檢測發(fā)送的信標。它然后進入待機模式來在始于to的第二周期期間僅在to+T+di蘇醒，并且在返回待機模式之前對于部分P2收聽信道14，從tO+T+di到to+di+d〗。
[0099]因而，對于i=l到n，重復(fù)這些步驟:節(jié)點IOb在收聽部分Pp1隨后進入待機模式，并且在始于to的第i周期期間僅在tO+T+d1...+Cli^1蘇醒，并且在部分Pi期間在返回待機模式之 ill 收聽/[目道 14,從 tO+T+dj...+cIh 到 tO+T+dj+di^+dio
[0100]在圖6中圖示的情況中，n=9，屯=山對于i=l至9恒定。
[0101]實際上，收聽持續(xù)時間被大大地延伸:收聽部分15毫秒的話，花費17分鐘來完全收聽兩個信標16之間的周期，用4秒來分隔信標16的傳輸。
[0102]替換地，通過用二分法實現(xiàn)掃描算法來定義要被收聽的部分。
[0103]替換地，不是每個周期T在一個收聽的部分中進行收聽，而是節(jié)點IOb —累積到收聽這樣的部分P持續(xù)時間Cli的足夠功率，就收聽新的部分Pi。在此替換例中，整個收聽更快，但是管理已收聽或要收聽的部分的存儲更加復(fù)雜。
[0104]同樣替換地，收聽持續(xù)時間Cli可變并且例如取決于在執(zhí)行收聽的節(jié)點IOb中的可用功率。在此替換例中，整個收聽更快。
[0105]每個節(jié)點通過單個64位地址來標識,被稱為擴充地址。
[0106]為了限制交換的數(shù)據(jù)量，尤其是由于將節(jié)點的標識符插入到它發(fā)送的信標中或者插入到由主要節(jié)點收集的、表示節(jié)點進行的溫度測量的數(shù)據(jù)中，通過對網(wǎng)絡(luò)特定的并且分配給主要節(jié)點IOa的更短的地址來標識集成到網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點。一旦節(jié)點已選擇父節(jié)點，它發(fā)送中繼到主要節(jié)點IOa的、對于短地址的分配的請求，然后主要節(jié)點IOa將向它發(fā)送那個短地址作為回報。
[0107]次要節(jié)點IOb然后可以使用那個短地址來依次發(fā)送信標16和數(shù)據(jù)。
[0108]在本發(fā)明的一個實施例中，遵循下述某些規(guī)則的替換或結(jié)合，在步驟230中選擇由所考慮的次要節(jié)點IOb發(fā)送信標16的時刻。
[0109]節(jié)點IOb不能與它的父節(jié)點同時發(fā)送信標，因為在那時它必須收聽來自其父節(jié)點的傳輸。因此，其父節(jié)點的信標傳輸與次要節(jié)點IOb的傳輸之間的偏移δ必須嚴格地短于T并且嚴格地大于零。
[0110]因此次要節(jié)點IOb從它選擇它自己的偏移的可能偏移的列表中排除了與它自己的父節(jié)點對應(yīng)的偏移。
[0111]當(dāng)正收聽并且在無線范圍之內(nèi)的節(jié)點10正處于監(jiān)視來自另一節(jié)點的信標傳輸16的過程中時，次要節(jié)點IOb也不能發(fā)送任何信標16，因為沒有在先CSMA/CA來進行信標16的此傳輸，然后所接收的信號將是兩個信標16的混合物(對于發(fā)送和接收，無線范圍被認為相同)。
[0112]為避免此類沖突，每個節(jié)點10在它的信標16中進一步指示從它的父節(jié)點發(fā)送的信標起相對于它自己的信標的偏移。因而，一旦節(jié)點10已執(zhí)行步驟210中的它對信標16的初始收聽，它就知道對于在它的范圍之內(nèi)的所有節(jié)點10的避免的那些偏移的列表。因此次要節(jié)點IOb從可能的偏移的列表中排除與位于它的無線范圍中的節(jié)點的父節(jié)點對應(yīng)的那些。
[0113]一旦排除了已被緊接的鄰近使用并且為第二次序的偏移δ (結(jié)果是由子節(jié)點在它的父節(jié)點的CAP中發(fā)送的信息僅被父節(jié)點接收)，很多可能的自由偏移δ可保持，并且明智地選擇那些偏移δ使得可以盡快將數(shù)據(jù)向上輸送(escalate)到主要節(jié)點10a。
[0114]為了避免破壞尋求加入網(wǎng)絡(luò)并且在同時發(fā)送它們的信標的兩個節(jié)點的無線范圍之內(nèi)的節(jié)點，從可能的偏移列表中排除與在所考慮的次要節(jié)點的無線范圍之內(nèi)的節(jié)點的信標傳輸時刻對應(yīng)的偏移。
[0115]為了避免無意義的消耗(無意義的信標信號的接收)和帶寬損失(其他節(jié)點可能發(fā)送的窗CAP中的時刻的減少)，偏移必須如此使得由所考慮的次要節(jié)點發(fā)送的信標在它的無線范圍之內(nèi)的節(jié)點的CAP窗之外。
[0116]偏移的長度被選擇為等于持續(xù)時間D的整體因子，持續(xù)時間D等于信標的傳輸持續(xù)時間與CAP窗的持續(xù)時間的和，并且被選擇來測量它的單位將那個持續(xù)時間D作為它的單位。
[0117]參照圖7，因而每個偏移在O (與主要節(jié)點IOa發(fā)送其信標16的時刻對應(yīng))和N之間編號，與T除以D的商的整值相等。在圖7中指示的數(shù)字對應(yīng)于絕對基準(即，對于原點具有主要節(jié)點IOa的偏移)。
[0118]在信標中，偏移可以基于在絕對值中指示的實施例。在一個實施例中，可以在相對于節(jié)點(即，將所述節(jié)點的偏移作為它的原點)的基準中指示在節(jié)點的信標中指示的、節(jié)點的父節(jié)點的偏移。[0119]一旦排除了上述指示的偏移，很多自由的可能的偏移值可以保持。所考慮的次要節(jié)點IOb在它們當(dāng)中選擇在它的父節(jié)點的信標偏移之下的最大的可能偏移。
[0120]如果沒有滿足這兩個條件的偏移，則它選擇大于它的父節(jié)點的信標偏移的最大可能偏移。
[0121]此偏移值的選擇允許主要節(jié)點IOa更快地收集信息。
[0122]因此將本發(fā)明應(yīng)用到上述情況使得可以收集信息，可以對電氣安裝裝置上的熱缺陷定位，同時最小化每個無線電通信節(jié)點10使用的能量，并且最優(yōu)化主要節(jié)點IOa的信息收集速度。
[0123]當(dāng)然，本發(fā)明可以用于相對于溫度的數(shù)據(jù)之外以及在布線系統(tǒng)之外的環(huán)境中的數(shù)據(jù)通信目的。
【權(quán)利要求】
1.一種在包括用于無線電通信的主要節(jié)點(IOa)和多個次要節(jié)點(IOb)的網(wǎng)絡(luò)中通過射頻信道(14)的通信方法， 其特征在于它包括下面的步驟(100、200、210、220、230): -由次要節(jié)點(IOb)在射頻信道(14)上接收由它的無線電鄰近的節(jié)點(10)發(fā)送的信標消息，每個信標消息指示從已發(fā)送消息的無線電鄰近的所述節(jié)點(IOb)分隔主要節(jié)點(IOa)的無線跳頻數(shù)目； -由所述次要節(jié)點(10b)，被稱為子節(jié)點(10)，選擇已發(fā)送指示最小跳數(shù)的信標消息(16)的來自無線鄰近的節(jié)點(10)作為父節(jié)點； -為了向主要節(jié)點(IOa)發(fā)送信息(19)，在射頻信道(14)上向如此選擇的所述父節(jié)點(10)發(fā)送所述信息(19)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信方法，其中為了向主要節(jié)點(IOa)發(fā)送信息(19)，由所述次要節(jié)點(IOb)僅向所述父節(jié)點(10)發(fā)射所述信息(19)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的通信方法，其中所述次要節(jié)點(IOb)在射頻信道(14)上定期發(fā)射信標消息(16)，指示將它從主要節(jié)點(IOa)分隔的無線跳頻數(shù)目，等于將主要節(jié)點(IOa)從父節(jié)點(10)分隔的無線跳頻數(shù)目加I。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的通信方法，其特征在于，為了在射頻信道(14)上向所述父節(jié)點發(fā)射所述信息，子節(jié)點檢測由它的父節(jié)點定期發(fā)射的、定義它能夠接收來自子節(jié)點的信息(19)的時間窗的開始的信標消息(16)，子節(jié)點(10)在那個窗期間向父節(jié)點發(fā)送信息(19)。
5.根據(jù)前 述權(quán)利要求之一所述的通信方法，其特征在于子節(jié)點定期發(fā)射定義它可以從它的無線鄰近的節(jié)點(10)接收信息(19)的時間窗的開始的信標消息(16)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的通信方法，其特征在于為了檢測在它的無線鄰近的節(jié)點(10)在第一給定頻率的信標消息(16)的發(fā)射、和長度等于相對于被劃分成若干部分(P)的第一頻率的倒數(shù)的時段的標準周期(T)，至少一個部分(P1)由所述次要節(jié)點(IOb)以相對于收聽另一部分(P2)的至少一個偏移周期來收聽，所述次要節(jié)點(IOb)被置于待機持續(xù)分隔用于兩個部分的兩個收聽操作的時間的至少部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信方法，其特征在于一旦所述次要節(jié)點(IOb)具有足夠的功率電平來收聽新的部分(P2),就收聽所述部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的通信方法，其特征在于至少一個部分(P1)的尺寸取決于所述節(jié)點(10)的供電電流電平。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的通信方法，被實現(xiàn)為監(jiān)視布線系統(tǒng)的熱量，其特征在于節(jié)點(10)位于布線系統(tǒng)接合處(2)，并且進一步包括至少一個溫度傳感器，所述信息(19)包括至少指示由所述傳感器測量的溫度的數(shù)據(jù)。
10.一種形成能夠在射頻通信信道(14)上發(fā)送和接收的節(jié)點的收發(fā)器站(10)，該節(jié)點(10)屬于包括用于無線電通信的主要節(jié)點(IOa)和多個次要節(jié)點(IOb)的網(wǎng)絡(luò)，所述站(10)包括: -用于接收在射頻信道(14)上的、由它的無線電鄰近的節(jié)點(10)發(fā)送的各個信標消息(16)的裝置，每個信標消息指示從發(fā)送消息的無線電鄰近的所述節(jié)點(10)分隔主要節(jié)點(IOa)的無線跳頻數(shù)目；-用于選擇已發(fā)送指示最小跳數(shù)的信標消息(16)的來自無線電鄰近的節(jié)點(10)，作為由所述站形成的所述被稱為子節(jié)點的節(jié)點的父節(jié)點(10)的裝置； -用于在射頻信道(14)上向如此選擇的所述父節(jié)點(IOa)發(fā)送信息(19)以便向如此選擇的主要節(jié)點發(fā)送所述信息(19)的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的收發(fā)器站(10)，其特征在于為了向主要節(jié)點(IOa)發(fā)送信息(19)，它包括用于通過所述次要節(jié)點(IOb)專門向所述父節(jié)點(10)發(fā)送所述信息(19)的>j-U ρ?α裝直。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11之一所述的收發(fā)器站(10)，其特征在于它包括用于在射頻信道(14)上定期發(fā)送信標消息(16)的裝置，該信標消息(16)指示將它從主要節(jié)點(IOa)分隔的無線跳頻數(shù)目，等于將主要節(jié)點(IOa)從它的父節(jié)點分隔的無線跳頻數(shù)目加I。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12之一所述的收發(fā)器站(10)，其特征在于為了在射頻信道(14)上向所述父節(jié)點發(fā)送所述信息(19)，它包括用于檢測由它的父節(jié)點(10)定期發(fā)送的、定義它能夠接收來自站(10 )的信息(19 )的時間窗的開始的信標消息(16 )，所述站在那個窗期間向父節(jié)點發(fā)送信息(19 )。
14.根據(jù)權(quán)利要求10至13之一所述的收發(fā)器站(10)，其特征在于它包括用于定期發(fā)送定義它能夠接收來自它的無線電鄰近的節(jié)點(10)的信息(19)的時間窗的開始的信標消息(16)的裝置。`
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14之一所述的收發(fā)器站(10)，其特征在于為了檢測由它的無線電鄰近的節(jié)點(10)在第一給定頻率的信標消息(16)的傳輸、和長度等于被劃分成若干部分的第一頻率的倒數(shù)的時段的標準周期，它包括用于所述次要節(jié)點(IOb)以相對于收聽另一部分(P2)的至少一個偏移周期來收聽至少一個部分(P1)的裝置，所述次要節(jié)點(IOb)被置于待機至少持續(xù)分隔對兩個部分的收聽的部分時間。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的收發(fā)器站(10)，其特征在于它包括用于一旦它具有足夠的功率電平來收聽新的部分(P2)，就收聽所述部分的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的收發(fā)器站(10)，其特征在于至少一個部分(P1)的尺寸取決于所述站(10)的功率電流電平。
18.根據(jù)權(quán)利要求10至17之一所述的收發(fā)器站(10)，其特征在于由父節(jié)點(10)發(fā)送的信息(19 )包括用于標識網(wǎng)絡(luò)上的子節(jié)點的地址。
19.根據(jù)權(quán)利要求10至18之一所述的收發(fā)器站(10)，其特征在于它適合于布線系統(tǒng)的熱監(jiān)視，它位于布線系統(tǒng)接合處(2)，并且進一步包括至少一個溫度傳感器(94)，所述信息(19)包括至少指示由所述傳感器測量的溫度的數(shù)據(jù)。
20.一種安裝在形成能夠在射頻信道(14)上發(fā)送的節(jié)點的收發(fā)器站(10)中的計算機程序(PROG)，該節(jié)點屬于包括用于無線電通信的主要節(jié)點(IOa)和多個次要節(jié)點(IOb)的網(wǎng)絡(luò)，所述程序(PROG)包括當(dāng)通過所述收發(fā)器站的處理裝置運行該程序時用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求I至9之一的方法的步驟的指令。
【文檔編號】H04W52/02GK103856950SQ201310644173
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月3日
【發(fā)明者】P.努奇 申請人:施耐德電器工業(yè)公司