[发明专利]无线通信网络间的通信网关

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信系统，其能够利用无线通信网络，特别是传感器/ 激励器网络，交换消息。该类型的通信系统可以，例如，在如建筑物自动化 (照明控制、热控制等)、工业过程自动化和自动仪表读取(AMR)的活动 部门中发现。

背景技术

在下文中，术语“先进的通信网络”将被用来指其通信协议包括执行网 络访问控制(媒体访问控制MAC层)的能力的任何网络。网络访问控制还 包括连接到网络的不同设备(或通信节点)之间的业务量的控制。例如，在 先进的通信网络中，协议可以提供先于授权发送的监视机制、具有“超时” 和“确认”的消息重发机制。由于由先进的通信网络(特别地，CSMA、自 动重发、确认、建网(meshing)等)提供的功能，因此通信节点必须具有 作为发射机和接收机两者的能力。ZigBee技术是该类型的无线通信网络的实 例。它在由“ZigBee联盟”出版的题为“ZigBee规范V1.0”的文献中被描 述。对于最低的通信层而言，该技术当前遵守IEEE 802.15.4标准，并且潜 在地遵守IEEE 802.15.4b或IEEE 802.15.4a标准。

无线通信网络上通信的通信节点或从外部的电源(市电(mains))以传 统方式供电，或仅仅从如内部电池或转换机械能为电能的临时变换设备的迷 你电源供电。在后一种情形，通信节点通常休眠或待机，以便实现非常低的 消耗。为了在网络上发送信息，它可以周期性地被唤醒，或者它可以通过中 断被唤醒(例如，在遥控、无线照明开关或无线限制检测器的情形中，继外 部机械操作之后)。

为了直接在先进的通信网络上交换消息，刚刚被唤醒的节点在捕获它之 前通常将监视信道、在通信网络上发送其消息、等待信息反馈、并且如果第 一消息已经被忽略则可能重发该消息。

如果要实施该类型的先进协议，则通信节点必须具有接收装置，并且必 须能够保持在激活阶段中一段期间，所述期间可以持续几百毫秒。节点的这 些发送/接收阶段消耗相当数量的电力，该电力在每次请求时冒过早对其放电 的风险从内部电池汲取，或与由临时电力变换设备提供的电力不兼容。

这就是为什么通信节点已经存在的原因，所述通信节点下文被称作为简 单发射机并且一般由迷你电源供电，其不具有接收消息的装置，但是其仅仅 能够通过无线电发送短的盲消息。因此该类型的简单发射机不能直接地集成 入先进的通信网络中，但是仅仅能够经由其简化通信协议不包括网络访问控 制功能(MAC层)的通信网络来通信。然而，如果网络包括例如经由多个 消息中继器(回应、阻塞、循环等)与多个接收机通信的多个简单发射机， 则该类型的简化通信协议快速地使该网络不可控制。简单发射机可以例如是 无线并且无电池的按钮，如推压按钮、开关、限制检测器等，通过在短暂的 期间内将机械激励能转换为电能，其唯一的电源源自该按钮的激活。

文献US 2005/171662A1描述了通过星形配置或网格网络中连接的“收 发机”经由无线通信网络通信的车辆中的分布式自动化系统。然而，该系统 还描述了一种同质(homogeneous)网络，在该同质网络中，所有的收发机 或者仅仅使用IEEE 802.15.4协议的物理层PHY，或者使用IEEE 802.15.4协 议、或根据IEEE 802.15.4协议的ZigBee网络的物理层PHY和MAC层。该 文献不包含任何通信网关的指示，所述通信网关将能够接收消息，该消息或 源自仅仅使用根据IEEE 802.15.4的物理层PHY的网络，或源自使用根据 IEEE 802.15.4的物理层PHY和MAC层的不同网络。

为了发送消息至连接到先进的通信网络的节点，简单发射机必须因此经 由通信网关通过，该通信网关一方面能够连续监视源自简单发射机的消息， 而另一方面能够将该消息路由到遍布该先进的通信网络的不同接收者。

然而，该通信网关必须因此包括：第一接收装置，用于经由第一简单通 信网络与简单发射机通信；以及第二接收装置，用于经由第二先进的通信网 络与其他节点通信。该架构的缺点在于需要在网关中实现两种通信技术：第 一技术用于在先进的通信网络上通信的无线收发机，而第二不同技术用于这 样的无线接收机：该无线接收机的功能是获得源自与其相关联的简单发射机 的消息。这种网关中的双重技术实质上导致额外的成本。

发明内容