[发明专利]基于周期性信标信号在无线传感器网络内提供通信的系统和方法

权利要求书

1.一种用于提供无线非对称网络的系统，其包括：

第一集线器，其具有被配置成控制所述无线非对称网络架构中的通信和功耗的无线控制装置；以及

第一多个节点，所述第一多个节点中的每个含有具有发射器和接收器以在所述无线非对称网络架构中实现与所述第一集线器的无线控制装置的双向通信的无线装置，其中所述无线控制装置被配置成基于所述第一集线器的周期性信标信号来针对每个无线装置确定使所述发射器可操作为发射并且使所述接收器可操作为接收的第一预定定时，以减少所述第一多个节点的无线装置的功耗。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一集线器由主电源供电并且所述第一多个节点各自由电池源供电以形成所述无线非对称网络，其中利用所述第一集线器和所述第一多个传感器节点的可用功率的不对称性以基于低占空比网络来提高所述第一多个传感器节点的所述无线非对称网络中的电池寿命和通信范围，从而减少所述第一多个传感器节点的发射相关的能量消耗。

3.根据权利要求1所述的系统，其中基于所述周期性信标信号与所述第一多个节点的通信之间的定时关系来针对所述第一多个节点的每个无线装置确定使所述发射器可操作为发射并且使所述接收器可操作为接收的所述第一预定定时。

4.根据权利要求1所述的系统，其中在检测到冲突或检测到新的传感器节点时，所述第一集线器通过针对所述第一多个节点的至少两个无线装置确定使所述发射器可操作为发射并且使所述接收器可操作为接收的不同的第二预定定时来提供抗冲突特征，其中所述第一集线器最初发射具有所述第一预定定时的周期性信标信号，随后在检测到冲突或检测到新的节点时发射具有第二预定定时的周期性信标信号。

5.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：

第二集线器，其具有被配置成控制所述无线非对称网络架构中的通信和功耗的无线控制装置；以及

第二多个节点，所述多个第二节点中的每个含有具有发射器和接收器以在所述无线非对称网络架构中实现与所述第二集线器的无线控制装置的双向通信的无线装置，其中所述第二集线器的无线控制装置被配置成针对所述第二多个节点的每个无线装置确定使所述发射器可操作为发射并且使所述接收器可操作为接收的第三预定定时，以减少所述第二多个节点的无线装置的功耗。

6.根据权利要求1所述的系统，其中确定所述第二预定定时包括基于接收不可理解的通信的至少一部分来确定至少一个不可理解的通信并且然后确定所述至少一个不可理解的通信由在大约相同的时间处从不同节点发射的通信的冲突引起的可能性。

7.根据权利要求5所述的系统，其中具有所述无线控制装置的所述第二集线器被配置成将通信发送到所述第一集线器并且从所述第一集线器接收通信以控制和监测所述无线非对称网络架构。

8.一种用于提供无线非对称网络架构的设备，其包括：

存储器，其用于存储指令；

一个或多个处理单元，其用于执行指令以在无线非对称网络中建立和控制通信；以及

射频(RF)电路，其用于在所述无线非对称网络中发射和接收通信，所述RF电路将通信发射到多个节点，所述多个节点中每个含有具有发射器和接收器以在所述无线非对称网络中实现与所述设备的RF电路的双向通信的无线装置，其中所述一个或多个处理单元被配置成执行指令以基于所述设备的周期性信标信号来针对每个无线装置确定使所述发射器可操作为发射并且使所述接收器可操作为接收的第一预定定时，以减少所述多个节点的无线装置的功耗。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述设备由主电源供电并且所述多个节点各自由电池源或其它能量源供电以形成所述无线非对称网络，其中利用所述设备和所述第一多个传感器节点的可用功率的不对称性以基于低占空比网络来提高所述第一多个传感器节点的所述无线非对称网络中的电池寿命和通信范围，从而减少所述第一多个传感器节点的发射相关的能量消耗。

10.根据权利要求8所述的设备，其中基于所述周期性信标信号与所述多个节点的通信之间的定时关系来针对所述第一多个节点的每个无线装置确定使所述发射器可操作为发射并且使所述接收器可操作为接收的所述第一预定定时。