低功率無線網絡的製作方法

2023-06-08 16:26:11 2

專利名稱：低功率無線網絡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一個低功率無線網絡，特別是涉及在主從設備之間建立邏輯配對鏈路。
第一種方式，所有的從設備只與主設備通信，該主設備構成一個「中樞」且不對消息選路。因此，該「中樞」必須是所有從設備的焦點，任何來自一個從設備的消息只有一個可能的目標即該「中樞」。(這樣的一個例子是一個無線安全系統，其中控制盒是「中樞」，所有的設備只與該控制盒通信)。這類系統的缺點是網絡的「中樞」必須是知道每個設備以及該系統是如何交互作用的專用單元，如果沒有該「中樞」則網絡將不存在。
第二種方式，用戶必須通常通過雙列直插式封裝開關的動作來建立所有的邏輯鏈路。在這個系統中，消除了主從網絡的概念，每個消息都作為網絡廣播來廣播，任何人都可根據其意願來接收和解釋它。用戶可以選擇一個從設備所在的組，進而用戶又確定其希望雙列直插式封裝開關控制的組。這個系統的缺點如下·設備需要有一組用戶可使用的雙列直插式封裝開關，其結果是增加了部件數、硬體花銷並限制了設計封裝。
·用戶需要知道網絡中當前的所有設備以及它們的地址以便用戶能為一個新設備分配一個新的未使用地址。
·如果用戶錯誤地使用了雙列直插式封裝開關，則用戶所能得到的唯一反饋是該設備不工作。
·缺少網絡管理者設備意味著沒有安全性。任何人都可以建立任何在你的網絡上工作的設備。
·網絡沒有控制無線電波使用的「管理者設備」，從而無法保證信道可用性。
根據本發明的一個方面，提供了一個方法，用來在一個主從無線網絡中建立邏輯功能鏈路，該主從無線網絡包括有一個路由表的主無線設備和多個可數的從設備，這些從設備中的至少一個有一個輸入設備且這些從設備中的其它設備與兼容於該輸入設備的終端用戶設備相關，該方法包括以配對模式來設置無線網絡，其中主設備根據一個預定序列相繼地激活兼容的終端用戶設備，響應於激活至少一個預定的終端用戶設備來啟動該輸入設備，並在輸入設備和路由表中的預定終端用戶設備之間建立一條功能鏈路。
根據本方面的第二方面，提供了一個低功率無線網絡，它包括一個有一個路由表的主無線設備和多個可數的從設備，這些從設備中的至少一個有一個輸入設備而這些從設備中其它的設備與兼容於該輸入設備的終端用戶設備相關，其中該路由表包括在輸入設備和一個預定終端用戶設備之間的至少一條功能鏈路。
根據本發明的方法使得網絡上的任何設備和任何其它設備之間的通信成為可能，儘管拓撲結構是一個主從網絡。主從網絡允許一個主設備負責該網絡，還意味著從設備不需要有關於網絡上其它從設備的任何信息。此外，一個從設備能夠與網絡上的另一個從設備通信而主設備不需要知道消息內容。
執行本發明的模式為方便起見，參考一個照明系統來描述

圖1所示的低功率無線網絡。不過應當理解，本發明的原則可以應用於任何其它恰當的應用中，這些應用要求在高達50米範圍內，例如家庭自動化、個人區域網絡內操作的低花銷、低功耗設備。
實質上無線網絡包括一個含有一個作為中樞工作的主無線設備10和低功率無線從設備SL1到SL6的星型裝置，這些低功率無線從設備SL1到SL6能夠根據一個載波監聽多路訪問協議與主設備10在一個單一信道上通信，這種協議是已知的因此不予描述。
從電源饋電獲得動力的主設備10包括一個一端連接到天線16而另一端連接到微控制器18的發送器12和接收器14。將一個路由表20連接到微控制器18且在運行時存儲關於無線網絡的信息。
從設備SL1到SL6中的每一個是一個低開銷、電池供電的設備，該設備包括一個一端連接到天線34而另一端連接到微控制器36的發送器30和接收器32。作為遠程控制器工作的那些從設備，例如SL5和SL6，有一個簡單的人機接口，該接口包括兩臺交換機38、40和語音激活輸入設備或其它合適的輸入設備。從設備中其它的設備，例如SL1到SL4被連接到要控制的裝置。在本例中，該裝置包括光源LUM1到LUM4。
從設備SL1到SL6有非常小的存儲器且不知道關於它們是其一部分的無線網絡。因此例如當一個新的從設備進入該無線網絡時，它既沒有關於該網絡的現有知識也不會獲得關於網絡的任何知識。因此它包括一個可以加入或離開任何兼容的無線網絡的通用流行設備。
一個從設備為了加入一個網絡，它必須被主設備計數。計數就是這樣一個過程，即由主設備10給一個從設備一個標識。在申請人的共同未決的專利申請中公開了計數過程的一個例子，該申請的申請人的參考號是PHB 34405，作為英國專利申請No.9923864.4在1999年10月9日提交。此外，這個過程可以被用來提供關於從設備範圍的信息，該信息來自於例如在主設備10處接收到的信號強度。
為了描述建立邏輯配對鏈路的過程，假設在網絡上已經為從設備SL1到SL6計數。這意味著已經為它們分配了一個地址，從而意味著它們與主設備10通信。不過在這個階段，該從設備不知道網絡上有什麼其它設備且實際上什么正在控制或正在被什麼控制。這是配對獲得應用之處，配對是這樣一個過程，即在諸如遠程控制設備SL5或SL6的一個「輸入」從設備和一個相應的「輸出」從設備SL1到SL4之間建立邏輯控制鏈路。定義的配對必須由用戶監察以保證建立所需要的鏈路，但目的是最小化所需要的用戶交互量，同時還允許該過程用相對少的用戶接口在設備上執行。因為該網絡是主從結構的，所以任何設備只知道網絡的「主」。所以任何配對過程都必須通過主設備10。配對採用主設備10中的路由表20的形式。假設網絡上的設備都沒有除了一些基本用戶接口之外的其它接口的情況下，在主設備10中建立路由表。
為了建立一條邏輯鏈路，使主設備10進入一個配對模式，例如通過按下從設備SL5上的一個計數/配對按鈕38兩次。一旦在配對模式，用戶對主設備標識該用戶試圖連結的從設備的類型。例如用戶標識了一個電燈開關，即遠程控制設備SL6，則主設備知道在計數過程中是一個來自設備信息結構的電燈開關要被下載。從此該主設備進而標識網絡上的任何兼容設備，即光源LUM1到LUM4。如果用戶確定他希望在從設備SL6和一個或多個當前被標識的光源之間建立鏈路，則他通過按下開關40來確認。該主設備接收到該消息後相應地建立路由表。
假設從設備SL6要控制光源LUM2，則主設備10在短時間內依次為光源LUM1到LUM4加電。當LUM1被加電時，用戶沒有任何操作。當LUM2被加電時，用戶啟動從設備SL6上的開關40，以使得在路由表20中建立一條配對鏈路。當給LUM3和LUM4加電時，用戶沒有任何操作。
如果希望從設備SL6與LUM2與例如LUM4配對，則主設備10依次為光源LUM1到LUM4加電，且當LUM2被加電時，用戶啟動開關40，以使得在路由表20中建立一條配對鏈路。當LUM4被以同樣的順序加電且開關40被啟動時，在路由表中建立了另一條配對鏈路，但在從設備SL6同時控制LUM2和LUM4的意義上，這些鏈路是聯動的。
在所描述的配對過程的一個變體中，遠程控制從設備SL5或SL6可以發送一個真實的「我希望配對」消息給主設備10而不只是發送一個未調製信號例如2秒。
在所描述的利用主設備10存儲範圍信息的配對過程的另一個變體中，修改為光源LUM1到LUM4即刻加電的順序以使為鄰近主設備10的光源先加電而為遠一些的光源晚一些加電。這樣離主設備10最近的一組光源被配對。
在其它應用中，輸入設備可以是一個話音激活麥克風，從設備可以與聲音、視頻或觸覺傳感器相關。
在本說明書和權利要求中，在一個元件之前的單詞「一個」不排除多個這樣的元件的存在。此外，單詞「包括」不排除那些列出之外的其它元件或步驟的存在。
通過閱讀本公開內容，對本領域的技術人員來說，其它修改也是顯而易見的。這樣的修改可以包括在低功率無線網絡的設計、製造和使用中已知的其它特徵以及部件部分，這些特徵可以被用來替代或添加到這裡已經描述的特徵中。
工業適用性低功率網絡，例如用於家庭自動化、個人區域網絡和其它小範圍應用。
權利要求
1.在一個主從無線網絡中建立邏輯功能鏈路的方法，該主從無線網絡包括一個有一個路由表的主無線設備和多個可數的從設備，這些從設備中的至少一個有一個輸入設備且其它的從設備與兼容於該輸入設備的終端用戶設備相關，該方法包括將該無線網絡設置成為一種配對模式，其中主設備按照一個預定序列相繼地激活這些兼容的終端用戶設備，響應於激活至少一個預定的兼容的終端用戶設備來啟動該輸入設備，並在輸入設備和路由表中的預定終端用戶設備之間建立一條功能鏈路
2.如權利要求1的方法，其特徵在於通過響應於按照相同的激活順序來激活預定終端用戶設備來啟動開關接口，在至少兩個終端用戶設備和輸入設備之間建立一條功能鏈路。
3.如權利要求1或2的方法，其特徵在於上述預定順序考慮了來自主無線設備的兼容終端用戶設備的範圍。
4.如權利要求1、2或3的方法，其特徵在於通過啟動一個輸入設備來將無線網絡設置成配對模式。
5.一個低功率無線網絡，包括一個有一個路由表的主無線設備以及多個可數的從設備，上述從設備中的至少一個有一個輸入設備且其它從設備與兼容於該輸入設備的終端用戶設備相關，其中上述路由表包括在輸入設備和一個預定的終端用戶設備之間的至少一條功能鏈路。
6.如權利要求5的低功率無線網絡，其中該路由表包括在輸入設備和至少兩個預定的終端用戶設備之間的至少一條功能鏈路。
全文摘要
一個低功率無線網絡包括一個主無線設備(10)，它有一個路由表(20)及多個從設備(SL1到SL6)，這些從設備中的至少一個有一個輸入設備(38，40)且其它從設備(SL1到SL4)與兼容於該輸入設備的終端用戶設備(LUM1到LUM4)相關。為了在至少一個預定用戶設備和輸入設備之間建立一條功能鏈路，以配對模式來設置該無線網絡，其中主設備(10)順序激活終端用戶設備並且在激活預定的終端用戶設備時，激活輸入設備以使得路由表建立一條配對鏈路。
文檔編號H04L12/56GK1399834SQ00802207
公開日2003年2月26日 申請日期2000年9月28日 優先權日1999年10月9日
發明者P·A·雅米森, I·A·馬斯登 申請人:皇家菲利浦電子有限公司