[发明专利]基于代理冗余的无线通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在无线控制网络中通信的方法。更特别地，本发明涉及一种用于确保维持在无线网络中的通信设备和目的设备间的正确通信的方法。

本发明例如是与包括具有低功耗资源的资源受限的设备的无线网络相关的。在特定的应用中，本发明是与使用遵循IEEE802.15.4的通信协议以及还有基于IEEE802.15.4的协议（例如，ZigBee协议，尤其是ZigBee绿色动力协议（Green Power protocol））的无线网络相关的。

背景技术

无线控制网络近来已经在通信和连通性/自动化领域成为普遍的趋势，尤其是对于楼宇管理系统。因为不需要拉电缆和钻孔，所以无线技术在设备放置的自由度、设备便携性和安装成本降低方面呈现出较大的优势。因此，这样的技术对于使用如下类型的传感器设备的互连、传感、自动化、控制或监控系统是特别有吸引力，这些传感器设备诸如电灯开关、灯调光器、无线遥控器、运动或光检测器、窗或门开启器，它们不得不被设立在相互间距离较远且距它们控制的设备（例如，灯）较远的位置。

在类似的网络中出现的缺点之一涉及设备功耗。事实上，因为设备不是有线的，所以它们不能从市电电源或经由与控制器的连接而接收对于执行在网络中需要的所有操作所必须的动力。因此，设想为这样的设备装备内置电池。然而，因为这些设备在大小上是颇受限制的，所以电池不能是大尺寸的，这导致设备使用期限降低或电池更换的劳动量大。

已经提出通过为传感器设备装配自持式（self-sustained）能源来补救这个问题，该自持式能源从它的环境或从与用户的交互中采集能量。尽管如此，通过现成的能量采集器可得到的能量的量是非常有限的，这意味着资源受限的设备的特性和功能严重受限。

 对于在无线网络中的良好运行而言，强制性的功能之一是保持正确的通信，这使得有可能在任何时间确保资源受限的设备被链接到代替其转发消息的路由器，也称为代理。因此，在现有的实现方式中，在设备（通常为资源受限的）和它的父路由器之间建立父子关系。子终端设备把它的所有通信均寻址到父设备，以便被转发到它的最终目的地。然而，尤其是在能量采集的设备的情形下，这种关系在网络中造成单点故障，因为如果父链接被中断，则来自终端设备的通信不再能被成功地执行。

已经提出几种解决方案来补救该问题，即通过使用代理冗余。解决方案的第一类型目旨在在任何给定的时间确保一个并且仅有一个代理在代表资源受限的设备将帧转发到目的设备。然而，当设备在网络中移动时，用于保证代理冗余的类似的现有的过程牵涉大量的附加通信、大量的附加代理代码、以及相当大的延迟。而且，在这些过程中，一些先前的主代理可能仍然未被发现，因此导致了许多主代理冲突。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于在网络中无线通信的方法，该网络允许使用代理冗余，同时至少克服一些以上提到的缺点。

更精确地，本发明的一个目的是提供一种用于无线通信的方法，其中在网络中的不同的代理设备间的通信量被降低了。

本发明的再另一个目的是提供一种允许主代理选择的方法。

为此目的，本发明涉及一种用于在网络中无线通信的方法，该网络包括资源受限的设备、至少两个代理设备和至少一个目的设备，其中该方法包括如下步骤：

-资源受限的设备传送将要转发到网络中的目的设备的帧，所述帧包含资源受限的设备的唯一的源标识符，

-至少一个代理设备接收所述帧并且确定所述帧是起源于资源受限的设备的，

-该代理设备确定唯一的源标识符并且按照唯一标识符的已知的函数导出组标识符，组标识符指定网络中的一组设备，

-如果该代理还不是由导出的组标识符识别的组的成员，则代理成为具有导出的组标识符的组的成员，

-该代理从所述帧构造要被转发的适当的分组，该代理通过考虑组标识符来转发所述分组。

在本发明的意义内，资源受限的设备涉及至少在能量资源方面受限制的通信设备，其在网络中充当功能缩减的设备。这个构想包括，但不限于，具有有限的能量存储的电池供电的设备和能量采集设备。

资源受限的设备例如是电灯开关、光传感器、存在检测器、或在需要高链路可靠性的控制网络中使用的任意的类似的设备，这样的网络例如灯光控制网络、楼宇或家庭自动化网络。能量采集可以通过使用机电元件（例如，由用户操作）、太阳能电池，或采集震动、热敏、流或其他类型的能量而被执行。