[發(fā)明專利]一種加固型ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110439330.7
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102448195A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁佩瑩
• 申請（專利權(quán)）人: 佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44288
• 代理人: 賀紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ZigBee網(wǎng)絡(luò)的可靠性管理，具體涉及一種加固型ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。

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背景技術(shù)

ZigBee,?在中國被譯為“紫蜂”,?它是一種依賴于IEEE?802.15.4標(biāo)準(zhǔn)所定義的物理層及MAC(媒體接入控制)層協(xié)議的，由ZigBee聯(lián)盟所制定的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)，是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)規(guī)范。具有近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊的技術(shù)特點。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，可用于工業(yè)現(xiàn)場，家庭和建筑物自動化控制、智能電網(wǎng)管理等多種對可靠性和實時性要求較高的應(yīng)用場合。

現(xiàn)行的ZigBee規(guī)范規(guī)定了一個網(wǎng)絡(luò)有且僅有一個協(xié)調(diào)器設(shè)備，當(dāng)協(xié)調(diào)器出現(xiàn)故障的時候，由于整個網(wǎng)絡(luò)的信任管理中心一般來說位于協(xié)調(diào)器內(nèi)部，這會導(dǎo)致該ZigBee網(wǎng)絡(luò)無法打開或者關(guān)閉，無法加入新的設(shè)備，無法更新密鑰等多種問題。換句話說，ZigBee協(xié)調(diào)器是一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)的單點故障源，對整個ZigBee網(wǎng)絡(luò)的安全運行造成極大的隱患。

發(fā)明內(nèi)容

???本發(fā)明實施例提供了一種通過雙機熱備份機制來增強ZigBee協(xié)調(diào)器的可靠性,?從而避免協(xié)調(diào)器單點故障導(dǎo)致ZigBee網(wǎng)絡(luò)工作異常的方案。

??由于ZigBee規(guī)范定義了一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)有且僅有一個協(xié)調(diào)器，在不違反ZigBee協(xié)議規(guī)范的前提條件下，我們無法從邏輯層面上引入一個備份的協(xié)調(diào)器。因此在物理實現(xiàn)上，我們考慮雙機熱備份和地址共享機制來增強該協(xié)調(diào)器的可靠性。?

????一種加固型ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，在硬件上，包含常用ZigBee協(xié)調(diào)器1，備用ZigBee協(xié)調(diào)器2、心跳線3，常用ZigBee協(xié)調(diào)器1和備用ZigBee協(xié)調(diào)器2（下面簡稱為：“兩個協(xié)調(diào)器”）通過心跳線3電連接；在軟件上，除了普通協(xié)調(diào)器所必須的協(xié)議棧及協(xié)調(diào)器應(yīng)用程序以外，還包含軟件控制/切換邏輯4，它通過軟件來控制“兩個協(xié)調(diào)器”并負(fù)責(zé)切換“兩個協(xié)調(diào)器”之間的工作狀態(tài)。

上述的心跳線3是用于連接兩臺服務(wù)器（如工作機與備份機）之間的網(wǎng)線。它通過軟件的方式監(jiān)視工作機,備份機一旦發(fā)現(xiàn)工作機由于某種原因停止服務(wù),則立即投入使用,以保證網(wǎng)絡(luò)的暢通和服務(wù)的正常運行。

上述的軟件控制/切換邏輯4包含心跳發(fā)送及監(jiān)視程序邏輯41、協(xié)調(diào)器切換單元邏輯42、數(shù)據(jù)共享邏輯43，心跳發(fā)送及監(jiān)視程序邏輯41負(fù)責(zé)“兩個協(xié)調(diào)器”之間的心跳數(shù)據(jù)定期發(fā)送和監(jiān)視，得以“兩個協(xié)調(diào)器”均能互知對方的工作狀態(tài)；協(xié)調(diào)器切換單元邏輯42負(fù)責(zé)“兩個協(xié)調(diào)器”之間的工作狀態(tài)切換，得以保持有且僅有一個協(xié)調(diào)器處于激活狀態(tài)；數(shù)據(jù)共享邏輯43負(fù)責(zé)“兩個協(xié)調(diào)器”之間的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)共享和交換，得以確保“兩個協(xié)調(diào)器”同步工作及工作狀態(tài)切換正常。

ZigBee協(xié)調(diào)器一般具備富余的通用I/O接口或者串行口、SPI接口等，因此，心跳線3經(jīng)由這些富余的通用I/O接口，串行口，SPI接口、以太網(wǎng)接口等電連接“兩個協(xié)調(diào)器”。

數(shù)據(jù)共享邏輯43共享“兩個協(xié)調(diào)器”之間的網(wǎng)絡(luò)地址，短地址,?網(wǎng)絡(luò)密鑰，網(wǎng)絡(luò)ID,?擴展網(wǎng)絡(luò)ID?，收發(fā)包緩存和必要的應(yīng)用層數(shù)據(jù)等網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)參數(shù)。數(shù)據(jù)共享邏輯43使“兩個協(xié)調(diào)器”在內(nèi)部邏輯狀態(tài)上保持同步以確保產(chǎn)生活動協(xié)調(diào)器切換動作時不至于丟失網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等數(shù)據(jù)。“兩個協(xié)調(diào)器”共享這些參數(shù)，因此也共享了同一個MAC地址，但由于有且僅有一個協(xié)調(diào)器處于激活狀態(tài)，而另一個協(xié)調(diào)器并不實際發(fā)生從物理層進行收發(fā)包的動作，所以不會引起MAC地址的沖突；同時他們所屬ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備也不會意識到處于待機狀態(tài)的協(xié)調(diào)器的存在，這樣有且僅有一個協(xié)調(diào)器處于激活狀態(tài)的設(shè)置符合ZigBee協(xié)議規(guī)范。

?????本發(fā)明的工作過程如下：在正常情況下，加電開機以后，通過競爭法則或者事先約定，“兩個協(xié)調(diào)器”中有且僅有一個ZigBee收發(fā)器處于激活狀態(tài)，所有的ZigBee無線輸入輸出信號均通過該激活狀態(tài)的協(xié)調(diào)器完成，而另一個協(xié)調(diào)器處于待機狀態(tài)。