[发明专利]用于在通信网络中确定操作信道的方法、能量受限设备及代理设备

说明书

技术领域

本发明涉及能量受限设备到网络中的投用。具体地，本发明涉及根据ZigBee 绿色能源规格的ZigBee绿色能源设备(ZGPD)到包括有ZGP能力的设备的ZigBee网络中的投用。

更一般地，本发明涉及用于能量受限设备确定它们将被加入到例如ZigBee网络的通信网络的操作信道的方式。

对于本发明的应用，ZGPD设备是例如无电池的无线开关，其从摇杆(rocker)的推动和/或释放中收集能量。这个能量能够被用于无线数据传输、无线数据接收或两者。

ZGPD的另一示例是太阳能供电的传感器设备，诸如温度传感器、存在/感应/移动传感器、湿度传感器、CO传感器、CO2传感器、光水平传感器或作为许多传感器的组合的多传感器。

ZGPD的又一示例是按钮或太阳能供电的RC。

又一示例是流动力供电的水表或气表，或通过由被放置在周围的电缆所辐射的电子机械能量来供电的功率表。

一般而言，本发明适用于以感测、计量或控制功能性来使用能量收集(机械的、太阳的、电磁的、基于流动力的等)的任何ZGPD。

此外，本发明还适用于以ZGPD角色实现ZGP规格的其他设备，例如具有非常有限的电池尺寸和/或非常长的寿命预期的电池操作的设备，例如电池供电的流量计。

此外，本发明还适用于根据可以支持多个信道的任何无线技术实现的任何能量受限设备。

在本说明书的意义内，当涉及能够从ZGPD/能量受限设备接收信号的设备时术语“代理”被使用。

在根据ZGP规格的ZGPD情况下，ZGPD可以是根据ZigBee绿色能源规格的ZGPP或ZGPT+或ZGPC。在任何其他技术情况下，它是如由这个技术所定义的接收机。

背景技术

在投用阶段，ZGPD将被加入到ZigBee网络。投用中的基本步骤是获得ZGP网络正在其上操作的无线信道，被称作操作信道（operational channel）。

在针对ZGPD使用的多跳ZigBee环境中，预定义单独的投用信道的使用是不可能的，因为将整个ZigBee网络切换到投用信道是易出错的、麻烦的，并且将消极地影响睡眠ZigBee终端设备。

这是对有可能涉及中间设备的投用程序的要求，因为ZGPD可能已经被安装并且在本应该由其配置和/或与其配对的设备(即它将控制的设备)的无线范围外。

针对网络活动的无源或有源扫描(根据IEEE 802.15.4程序)对于ZGPD来说是过于耗能的。

信道设定的其他方法，诸如键入信道设定、使用ZGPD上的DIP开关输入信道设定等，被认为对于家庭用户来说是太复杂的，并且需要专用用户接口和/或硬件装置。

因此，本发明描述了以便具有有限接收能力的能量受限设备获得网络操作信道的程序。主要方面是所收集到的能量被用来发送信标(beacon)请求并且用来接收响应。然而，响应不是对这个当前信标请求的响应，而是对先前的信标请求的响应。

发明内容

本发明的目标是提出用于确定通信网络的操作信道c_op的方法，所述通信网络包括以便能量受限设备加入网络的至少两个潜在代理和无线信道集C，其中，能量受限设备将加入所述网络，所述方法包括以下步骤：

– 能量受限设备用MAC广播在第一信道succ^(m-1)(c)上发射第一信标消息，其中c属于所述集C，并且在信道listen(c)上切换到接收模式，其中succ和listen是从C到C的算术函数，并且m是正整数，

– 代理接收在信道succ^(m-1)(c)上发送的信标消息，

– 临时主控设备将其无线接收机切换到信道succ^m(c)，

– 能量受限设备在第二信道succ(c)上发射第二信标消息，并且在信道listen(succ^m(c))上切换到接收模式，

– 在收到第二信标时，临时主控设备在信道listen(succ^m(c))上发射响应，

– 能量受限设备在信道listen(succ^m(c))上接收信标响应，确定c = c_op。