15.4和6LowPAN協(xié)議下交換消息的第一組時分多址接入(TDMA)時隙104、106、108、110。定義超幀的第二時間段110的第二組時隙112、114通常被指定用于在WiFi協(xié)議下在便攜式無線設備與互聯(lián)網(wǎng)之間交換消息。
[0030]該幀可體現(xiàn)為跨傳感器和協(xié)調器分布的許多時間閾值，其標識超幀內的各種標記的位置。例如，時隙102可由起始時間(S卩，零秒)和結束時間(例如5毫秒)來標識。類似地，每個時隙的起始和結束時間可由它們從超幀的起始的偏移來定義。此外，幀文件還可包括被允許使用每個時隙的設備的類型的標識符以及可在任何時隙中傳輸?shù)南⒌念愋偷闹甘酒鳌?br>[0031]該信標標識超幀的起始點并包含由信標處理器定義和填充的多個數(shù)據(jù)字段。數(shù)據(jù)字段可包括用于幀信息的第一字段以及一個或多個控制時隙。
[0032]系統(tǒng)中的每個設備(例如傳感器、密鑰卡等)具有短地址和IPv6 (6LowPan)地址以及MAC標識符(MAC ID) ο尋址系統(tǒng)促進在物聯(lián)網(wǎng)(1T)概念下由任何可兼容IPv6的設備對傳感器和密鑰卡的訪問。這允許傳感器被相應的處理器布置成如圖4所示的星形或樹形網(wǎng)絡，但不布置成網(wǎng)格網(wǎng)絡。
[0033]控制面板的狀態(tài)(例如有戒備的、取消戒備的、困難(trouble)等)作為信標凈荷(payload)的部分而被承載。此外，如果需要的話，可在6LowPAN/802.15.4協(xié)議下的相應時隙內承載面板狀態(tài)的詳細指示器。
[0034]可由控制面板的消息處理器使用信標的控制時隙以基于最終設備的IEEE802.15.4地址而使用單播、多播或廣播格式將請求消息從控制面板發(fā)送到最終設備(例如傳感器、密鑰卡等)。
[0035]在超幀的第一組時隙內，第一部分106被保留用于控制面板和傳感器之間.的警報、狀態(tài)和監(jiān)督消息。由于警報、狀態(tài)和監(jiān)督消息具有有限數(shù)據(jù)大小，IEEE802.15.4分組格式被對應的分組處理器用來使這些消息的播放時間(airtime)最優(yōu)化。該協(xié)議支持適應要求更大范圍的場景所需的星形或樹形拓撲。
[0036]通常，來自控制面板的網(wǎng)絡信息基于用于單信道操作的動態(tài)ΡΑΝ-1D和802.15.4信道號。符合該信息的傳感器和/或密鑰卡可以在激活之后立即自動向控制面板注冊。每個傳感器的最終設備委托(commiss1ning)可基于公共秘密消息加密密鑰以及最終設備唯一的 MAC-1D。
[0037]傳感器可基于該信息而將其自身布置到星形或樹形拓撲中，所述星形或樹形拓撲包括協(xié)調器、中繼器以及一個或多個最終設備。父和子設備之間的分組交換可使用部分110、112而不是104、106、108和114的一個或多個時隙而發(fā)生。協(xié)調器和最終設備之間的DNA簡檔傳輸(即傳感器標識出它是什么)和配置事務可被用于促進將這些設備布置到星形或樹形拓撲中。
[0038]對于距控制面板過遠的最終設備來說，該協(xié)調器將轉發(fā)該信標。
[0039]到控制面板的警報、狀態(tài)和監(jiān)督消息可導致協(xié)調器和最終設備之間的雙向通信?？墒褂镁W(wǎng)絡密鑰來完成針對每個消息的空中安全加密通信。
[0040]從傳感器到控制面板的警報消息可經(jīng)由第二部分106的時隙之一來完成。在該情況下，激活的傳感器可在發(fā)生事件(例如火情、入侵等)時喚醒。傳感器內的警報處理器可檢測到該事件，組成警報消息，與其超幀信標進行同步，基于幀文件而識別出時隙，并在該超幀內的對應位置處傳輸警報消息。TDMA超幀的每個時隙可包括用于傳輸經(jīng)加密的分組的充足的時間加上用于來自父級的MAC級ACK消息的足夠的時間。
[0041]如果傳感器在第一部分106的時隙內沒有接收到ACK消息，則傳感器的警報處理器可在載波感測多路訪問和碰撞避免CSMA/CA算法/機制下重新發(fā)送該警報消息。在該情況下，激活的傳感器可通過首先嘗試感測其他而選擇部分104、108之一內的時隙。如果沒有檢測到其他用戶，則該傳感器可在所選擇的時隙內向控制面板重傳警報消息。
[0042]WiFi設備可在時間段110到112和/或114中操作?？苫诔瑤慕Y束處的時隙可用性而發(fā)送在該協(xié)議下操作的設備的選通(strobe)?？商鎿Q地，WiFi設備可經(jīng)由硬接線信號進行同步。
[0043]圖1的系統(tǒng)在僅單個信道上操作。例如，生活方式和生活安全應用可使用相同
2.4GHz ISM頻帶中的重疊或非重疊頻率。該信道上的業(yè)務可包括音頻、視頻、警報數(shù)據(jù)或其它高容量業(yè)務，諸如固件升級、JPEG或網(wǎng)頁。對于不同類型的應用，該業(yè)務是不同的，且需要不同的帶寬。例如，視頻/音頻需要兆字節(jié)范圍中的帶寬，而警報數(shù)據(jù)僅需要幾個字節(jié)。
[0044]另一方面，通過單信道發(fā)送數(shù)據(jù)的不同應用具有不同的優(yōu)先級。例如，警報數(shù)據(jù)不能被推遲，并且在生活安全的上下文中必須立即被發(fā)送。來自圖2所示的IP攝像機的數(shù)據(jù)的視頻流式傳輸將實時發(fā)生，而JPEG數(shù)據(jù)將不實時發(fā)生，并且能夠被延遲。
[0045]系統(tǒng)的等待時間要求也是不同的。例如，UL標準要求警報在幾秒內被轉發(fā)到控制面板。另一方面，固件升級可被推遲，并且能夠在涉及多個小時的時段內發(fā)生。
[0046]在現(xiàn)有技術系統(tǒng)中，2.4GHz網(wǎng)絡用于生活方式應用，而使用低于GHz (sub-GHz)的網(wǎng)絡(例如868MHz、902MHz等)處理生活安全應用。因此，對于現(xiàn)有技術應用而言不需要在生活方式和生活安全應用之間共享其帶寬，這是因為每個具有其自己的操作區(qū)域(不同的操作頻率)和專用帶寬。
[0047]圖1系統(tǒng)的超幀可通過發(fā)現(xiàn)在啟動期間動態(tài)地進行調整。例如，第一時間段(即802.15.4時間段)可通過量度(dimens1ning)處理器基于向該系統(tǒng)登記的傳感器的數(shù)量以及通過基于所登記的傳感器而確定的時隙的成比例的數(shù)量來確定。
[0048]類似地，第二或802.11時間段可經(jīng)由發(fā)現(xiàn)處理器來確定。例如，處理器可首先使用發(fā)現(xiàn)機制來確定系統(tǒng)中的WiFi攝像機的數(shù)量，然后是802.11b、g或η類型攝像機的數(shù)量。接下來，處理器可查詢攝像機以確定一組操作特性(例如每秒幀數(shù)(fps)、分辨率等)。每個攝像機的全帶寬可被組合以提供對第二時間段的估計。然后第一和第二時間段可被組合，并與最小響應相比較以確定是否任何額外或剩余時間可用。剩余時間可被傳感器用于警報的重傳。
[0049]應注意的是，由于所有攝像機將同時進行傳輸是高度不可能的，攝像機的實際數(shù)據(jù)傳輸時間可能并不占用第二時間段的全部。因此，有用的多態(tài)方法可在第二時間段內實施，其中相同時間片段由調度處理器使用以處理不同類型的數(shù)據(jù)。例如，處理器可臨時(或半永久地)地調度第二時間段的一部分以用于在802.15.4網(wǎng)絡之上注冊(enroll)或再注冊(re-enroll)傳感器。類似地，該處理器可保留第二時間段的一部分以用于其他高容量業(yè)務(例如JPEG、對傳感器的固件升級等)。在所有情況下，WiFi業(yè)務是不允許的，并且802.15.4業(yè)務具有較高的相對優(yōu)先級。雖然多態(tài)性(polymorphism)可被看作為用于802.15.4數(shù)據(jù)的第二時間段的使用，多態(tài)性還可被看作對第一和第二時間段之間的邊界進行移位。
[0050]在系統(tǒng)內可實施任何使用情況。在一個實施例下，優(yōu)先級處理器可控制多態(tài)性的優(yōu)先級。在一些條件下，第二時間段將用于生活方式應用以發(fā)送和接收生活方式數(shù)據(jù)。然而，在其他802.15.4業(yè)務的情況下(例如基于6LowPAN的請求/響應或空中/網(wǎng)絡下載(0ND)，第二時間段的全部或部分將被竊取以由802.15.4系統(tǒng)來使用。
[0051 ] 在安全性警報、從控制面板到中央監(jiān)視站的傳輸?shù)那闆r下，優(yōu)先級被反轉(invert)。在該情形下，WiFi數(shù)據(jù)(通常被給予低優(yōu)先級)的傳輸被給予最高優(yōu)先級。例如，如果控制面板