[發明專利]基于代理冗余的無線通信方法

有效

• 申請號: 201080055858.8
• 申請日: 2010-11-30
• 公開（公告）號: CN102652445A
• 公開（公告）日: 2012-08-29
• 發明（設計）人: B.埃德曼恩;L.M.G.M.托休伊曾;W.原
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦電子股份有限公司
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 劉鵬;汪揚

技術領域

本發明涉及一種用于在無線控制網絡中通信的方法。更特別地，本發明涉及一種用于確保維持在無線網絡中的通信設備和目的設備間的正確通信的方法。

本發明例如是與包括具有低功耗資源的資源受限的設備的無線網絡相關的。在特定的應用中，本發明是與使用遵循IEEE802.15.4的通信協議以及還有基于IEEE802.15.4的協議（例如，ZigBee協議，尤其是ZigBee綠色動力協議（Green?Power?protocol））的無線網絡相關的。

背景技術

無線控制網絡近來已經在通信和連通性/自動化領域成為普遍的趨勢，尤其是對于樓宇管理系統。因為不需要拉電纜和鉆孔，所以無線技術在設備放置的自由度、設備便攜性和安裝成本降低方面呈現出較大的優勢。因此，這樣的技術對于使用如下類型的傳感器設備的互連、傳感、自動化、控制或監控系統是特別有吸引力，這些傳感器設備諸如電燈開關、燈調光器、無線遙控器、運動或光檢測器、窗或門開啟器，它們不得不被設立在相互間距離較遠且距它們控制的設備（例如，燈）較遠的位置。

在類似的網絡中出現的缺點之一涉及設備功耗。事實上，因為設備不是有線的，所以它們不能從市電電源或經由與控制器的連接而接收對于執行在網絡中需要的所有操作所必須的動力。因此，設想為這樣的設備裝備內置電池。然而，因為這些設備在大小上是頗受限制的，所以電池不能是大尺寸的，這導致設備使用期限降低或電池更換的勞動量大。

已經提出通過為傳感器設備裝配自持式（self-sustained）能源來補救這個問題，該自持式能源從它的環境或從與用戶的交互中采集能量。盡管如此，通過現成的能量采集器可得到的能量的量是非常有限的，這意味著資源受限的設備的特性和功能嚴重受限。

?對于在無線網絡中的良好運行而言，強制性的功能之一是保持正確的通信，這使得有可能在任何時間確保資源受限的設備被鏈接到代替其轉發消息的路由器，也稱為代理。因此，在現有的實現方式中，在設備（通常為資源受限的）和它的父路由器之間建立父子關系。子終端設備把它的所有通信均尋址到父設備，以便被轉發到它的最終目的地。然而，尤其是在能量采集的設備的情形下，這種關系在網絡中造成單點故障，因為如果父鏈接被中斷，則來自終端設備的通信不再能被成功地執行。

已經提出幾種解決方案來補救該問題，即通過使用代理冗余。解決方案的第一類型目旨在在任何給定的時間確保一個并且僅有一個代理在代表資源受限的設備將幀轉發到目的設備。然而，當設備在網絡中移動時，用于保證代理冗余的類似的現有的過程牽涉大量的附加通信、大量的附加代理代碼、以及相當大的延遲。而且，在這些過程中，一些先前的主代理可能仍然未被發現，因此導致了許多主代理沖突。

發明內容

本發明的目的是提出一種用于在網絡中無線通信的方法，該網絡允許使用代理冗余，同時至少克服一些以上提到的缺點。

更精確地，本發明的一個目的是提供一種用于無線通信的方法，其中在網絡中的不同的代理設備間的通信量被降低了。

本發明的再另一個目的是提供一種允許主代理選擇的方法。

為此目的，本發明涉及一種用于在網絡中無線通信的方法，該網絡包括資源受限的設備、至少兩個代理設備和至少一個目的設備，其中該方法包括如下步驟：

-資源受限的設備傳送將要轉發到網絡中的目的設備的幀，所述幀包含資源受限的設備的唯一的源標識符，

-至少一個代理設備接收所述幀并且確定所述幀是起源于資源受限的設備的，

-該代理設備確定唯一的源標識符并且按照唯一標識符的已知的函數導出組標識符，組標識符指定網絡中的一組設備，

-如果該代理還不是由導出的組標識符識別的組的成員，則代理成為具有導出的組標識符的組的成員，

-該代理從所述幀構造要被轉發的適當的分組，該代理通過考慮組標識符來轉發所述分組。

在本發明的意義內，資源受限的設備涉及至少在能量資源方面受限制的通信設備，其在網絡中充當功能縮減的設備。這個構想包括，但不限于，具有有限的能量存儲的電池供電的設備和能量采集設備。

資源受限的設備例如是電燈開關、光傳感器、存在檢測器、或在需要高鏈路可靠性的控制網絡中使用的任意的類似的設備，這樣的網絡例如燈光控制網絡、樓宇或家庭自動化網絡。能量采集可以通過使用機電元件（例如，由用戶操作）、太陽能電池，或采集震動、熱敏、流或其他類型的能量而被執行。