[发明专利]无线网络中的静态节点定位

说明书

根据35U.S.C.§119的优先权要求

本申请要求于2008年11月6日提交的题为“STATIC NODE POSITIONING AND MOBILE ZED ZONE LOCATION IN ZIGBEE NETWORK(ZIGBEE网络中的静态节点定位和移动ZED区划定位)”的临时申请No.61/112,051的优先权，该临时申请同样由本申请受让人拥有并通过援引纳入于此。

背景

1.背景领域

本申请针对短程无线网络中的位置确定，且尤其针对使用与定位无关的现有协议机制在短程无线网络中确立静态节点位置。

2.相关背景

随着对常见的中短距离连接问题的无线解决方案日益增长的需求，例如无线个域网(WPAN)标准(诸如IEEE 802.15.4-2003标准)下的ad-hoc(自组织)无线网络正变得流行。此类网络标准的示例包括WiFi和蓝牙。然而，有着在现有WPAN标准下扩展能力的空间。例如，诸如蓝牙之类的现有WPAN标准已建立了“秒”量级的苏醒等待时间，导致随着时间有相对较高的功耗。后来涌现了新的较低功率标准，诸如ZigBee标准。ZigBee是用于使用小型低功率短程数字无线电的通信协议的标准，以促成诸如无线头戴式话机和蜂窝电话之类的设备之间的连接。应注意，贯穿本文通篇使用术语ZigBee，且出于方便起见省略了商标符号，但ZigBee是属于ZigBee联盟的注册商标。由ZigBee规范定义的技术旨在更为简单和便宜，且目标在于要求低数据率、长电池寿命及安全联网的应用。ZigBee标准下的苏醒等待时间为毫秒的量级，从而导致大的功率节省。然而ZigBee标准仍是新兴的，且没有定义用于节点定位的机制。

众所周知，定位信息可能是重要的。例如，在来自与关键装备相关联的静态节点的警报或故障通知的情形中，定位信息对于派遣修复或其他合适服务是至关重要的。此外，网络内(诸如某些区划内)移动节点的定位对于安全性目的以及其他相关目的(诸如跟踪移动节点在由该网络服务的区域内的移动)会变得重要。

根据常规技术，静态节点定位问题当前是通过使用专用消息和应用在应用层解决的。因此，配置成根据标准协议操作的移动节点在没有专用应用的情况下可能不遵循该专用定位服务。此外，在此类专用网络中，区划跟踪是使用过量开销来完成的。在一些跟踪和安全性应用中，目标在控制下的行为取决于区划位置。例如，当正通过使用短程无线设备被跟踪的小孩在教学日期间进入学校区域时，基于检测到的位置位于学校区域内而向该小孩指派安全状态。当小孩在教学日期间离开学校区域时，可生成不安全或警报状态。为了完成此类跟踪，根据常规技术，受控制的区划(诸如学校)可由RF围栏来界定，RF围栏由沿期望围栏的物理边界部署的多个静态节点构成。这些静态节点可被设置在内部空间(诸如教室)中，从而整个区划被使用诸如家庭控制、能量节省或之类的特殊应用的一个或多个有界网络覆盖。这些特殊应用可在区划控制器或区划路由器上运行并监听目前位于网络中的任何ZED的活动，并将所收集的信息(诸如RSSI)传递给ZC，在ZC处基于所提供的信息计算MZED位置。上述方法要求静态节点上有专用应用且浪费了有限的ZigBee RF资源。

本领域将期望使用现有协议机制来生成定位信息。此类办法将避免在静态节点上以及在区划控制器和路由器上过度消耗无线资源。

概述

示例性实施例针对用于在由短程无线网络服务的区域中确立静态节点的位置的系统和方法。根据一实施例，为该区域定义网格。该网格可被划分成多个具有预定大小的单元。与短程无线网络相关联的多个静态节点能够被放置在这多个单元中的各单元内以便于例如确立这些静态节点的可探知位置。当这多个静态节点中的每个静态节点被放置在这多个单元中的各单元内时，向该静态节点指派网络标识符。网络标识符与用于该短程无线网络的标准协议相关联。例如，根据定义ZigBee网络的802.15.4标准，网络标识符可以是其中指定的2字节“短ID”。应注意，根据现有ZigBee标准，该标准中没有指定定位过程。因此，根据各种示例性实施例，网络标识符被指派以便于标识该节点以及还表示与这多个单元中该静态节点所在的第一单元相关联的X、Y坐标集合，而不背离诸如802.15.4网络协议之类的标准协议。在ZigBee示例中，该2字节短ID用于标识该静态节点以及提供该静态节点所在的单元的X和Y坐标。