具有组合节点的网络中的路由发现制造技术

本发明专利技术涉及Zigbee无线网状通信网络的领域，并且特别涉及供在网状网络中建立路由的此类系统中使用的方法、系统和节点（A、B、C、D），其中Zigbee路由器节点（A、B、C）包括控制器和无线电收发器，并且被布置成在Zigbee路由器（C）传输的多对一路由请求中包括Zigbee终端设备ZED、Zigbee路由器（C）的子节点（D）的地址和/或在Zigbee路由器（C）传输的AODV路由回复中包括Zigbee路由器（C）的ZED子节点（D）的地址。Zigbee路由器（C）的ZED子节点（D）的地址。Zigbee路由器（C）的ZED子节点（D）的地址。

Route discovery in networks with composite nodes

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有组合节点的网络中的路由发现


[0001]本专利技术涉及无线通信网络领域，并且特别地涉及供在网状网络中建立路由的此类方法中使用的方法、系统和节点。

技术介绍

[0002]专业照明市场中的不断发展的趋势是越来越多地移动向连接照明系统，取使能实现所有种类的新特征，像（远程）调度、能量监视、基于传感器的照明控制和资产管理。在许多情况下，这些系统安装在现有建筑中，在这种情况下，无线网络是优选的，以避免必须通过天花板部署新的电缆（用于照明控制）。在当前实践中广泛使用的这样的无线网络协议的示例是开放标准，像Zigbee、Thread、BLE、BLE网格、Wi
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Fi、Wi
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Fi direct，以及在IEEE 802.15.4、IEEE 802.15.1或IEEE 802.11标准之上构建的各种专有网络实现。
[0003]Zigbee网络、特别是照明控制网络可以非常大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的核心是来自专利技术人的见解，即这样的大型Zigbee网络不仅大，而且还通常非常密集，在这样的密集网络中，将每个节点配置为Zigbee路由器不很好地扩展；事实上，即使许多节点将在彼此的无线电范围内这也增加了很多开销。结果，每个节点中的邻居表（通常16或26个条目）将由于许多其他节点的紧密接近而快速填满。值得注意的是，不在邻居表中的任何节点都需要通过多跳的路由（即使它可能在无线电距离内），从而添加了开销。
[0005]除此之外，路由发现花费时间，并且广播流量的突发可能暂时对网络性能产生负面影响。网络中具有许多路由器节点的开销也是由每个路由器周期性发出的链路状态消息以及由于广播的Zigbee消息的重新广播引入的。
[0006]克服最后一个问题（过多的链路状态消息和重新广播）的现有解决方案是给一些节点分配Zigbee终端设备（ZED）的角色。这样的终端设备要求路由器节点被指定为其“父节点”。
[0007]然而，以上没有解决在利用终端设备的现有Zigbee网络中，必须经由自组按需距离向量（AODV）路由请求来发现到终端设备的路由的问题。该过程是耗时的（它添加了网络时延），并且由于大量的路由请求和路由回复而增加了网络负载。此外，Zigbee网络中的节点的路由发现表（即，临时存储正在进行的路由发现的结果的表，以在10s的时段内保持跟踪路由请求帧的重传和正在改变的成本）是有限的资源（Zigbee r22 PICS仅需要最小4个路由发现表）。
[0008]以上导出如下见解：在可能的情况下应该避免同时发送多个AODV路由。
[0009]Zigbee规范定义了Parent_annce（_rsp）消息，该消息通过它们的IEEE地址列出了路由器的ZED子节点，但是它仅用于清除重新启动的路由器的邻居/子节点表中陈旧的ZED地址。
[0010]Zigbee还支持“多对一路由请求”（MTORR）的概念，其中集中器（通常是网关）周期性地广播MTORR。当节点接收到该MTORR时，它在其路由表中存储指示另一个节点是集中器节点的条目，这建立了从该节点到集中器的路由。
[0011]本专利技术旨在改进以下问题中的至少一个：即减少由于路由请求消息引起的网络负载，并减少向终端设备发送消息时的网络时延。后者进一步改进了用户体验。
[0012]为了解决上述问题，本专利技术旨在通过在其多对一路由请求和/或常规（AODV）路由回复中包括其ZED子节点的地址来增强Zigbee路由器节点。这为接收该路由消息（MTORR或AODV路由回复）的节点提供了到该消息中包括的终端设备的路由。
[0013]根据本专利技术的第一方面，提供了一种供在Zigbee无线网状网络中使用的无线Zigbee路由器节点，该Zigbee路由器节点包括被布置成使用Zigbee无线网络协议进行通信的无线电收发器，其中路由器节点被布置成在其多对一路由请求中包括其ZED子节点的地址，并且可选地，Zigbee路由器节点进一步被布置成在其（AODV）路由回复中包括其ZED子节点的地址。
[0014]根据本专利技术的第二方面，提供了一种供在Zigbee无线网状网络中使用的无线Zigbee路由器节点，该Zigbee路由器节点包括被布置成使用Zigbee无线网络协议进行通信的无线电收发器，其中路由器节点被布置成在其（AODV）路由回复中包括其ZED子节点的地址，并且可选地，路由器节点还被布置成在其多对一路由请求中包括其ZED子节点的地址。
[0015]优选地，Zigbee路由器节点是照明网络中的路由器，并且包括在存在传感器、光传感器、照明开关、改型灯、照明设备和/或无线网络控制器之一中。与纯RF通信网络相比，照明网络倾向于是密集网络，密集指代其他节点的无线电范围内节点的平均数量。在某种程度上，这是来自照明应用要求的结果，计及标志线的特性，照明应用要求照明节点比RF通信严格要求的彼此更紧密接近。这在需要均匀照明并且（日光和/或存在）传感器和/或开关部署在照明区域内或与照明区域相邻的办公室环境中变得更相关。因此，照明网络中的节点数量倾向于高于用于无线电通信目的严格要求的数量，从而致使本专利技术特别有利。根据本专利技术的第三方面，提供了一种由供在Zigbee无线网状网络中使用的Zigbee路由器节点执行的方法，其中该路由器节点被布置成在其多对一路由请求中包括其ZED子节点的地址，并且可选地，Zigbee路由器节点还被布置成在其（AODV）路由回复中包括其ZED子节点的地址。
[0016]根据本专利技术的第四方面，提供了一种由供在Zigbee无线网状网络中使用的Zigbee路由器节点执行的方法，其中该路由器节点被布置成在其（AODV）路由回复中包括其ZED子节点的地址，并且可选地，路由器节点进一步被布置成在其多对一路由请求中包括其ZED子节点的地址。
[0017]根据本专利技术的第五方面，使用根据第一和/或第二方面的一个或多个无线Zigbee路由器来提供Zigbee无线网络。该系统进一步包括将ZED状态分配给多个Zigbee无线网络节点中的一个，所述节点具有路由器功能，但是由于密集的网络结构将“扰乱”路由表。
[0018]根据第五方面的系统优选地通过以下各项来配置：将ZED状态分配给具有路由器功能的多个Zigbee无线节点；并且在Zigbee无线网络中具有所选数量的Zigbee无线路由器，以保证适当的连接性和冗余度，从而维持诸如最小网络连接性的要求，以改进容错性（例如，到每个节点的至少两个路径（或另一预定数量的路径））。通过具有可以自适应地配置成部署Zigbee路由器功能或ZED功能的Zigbee路由器，可以简化网络管理。实际上，这些
Zigbee路由器节点是双重角色节点。它们可以在其中Zigbee路由器部署Zigbee路由器功能的第一模式下操作，或者取而代之在其中它部署ZED功能的第二模式下操作。通过使用这些Zigbee路由器，使用单个类型的节点来创建无线网络成为可能，但是同时它允许在安装之后进行后续配置，例如在调试期间或者在操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种供在Zigbee无线网状网络（100）中使用的Zigbee路由器（10），所述Zigbee路由器包括：
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控制器（20）和
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无线电收发器（30），被布置成使用Zigbee无线网络协议进行通信，其中控制器（20）被布置成在Zigbee路由器（10）传输的多对一路由请求中包括Zigbee终端设备ZED、Zigbee路由器（10）的子节点的地址。2.根据权利要求1所述的Zigbee路由器（10），其中：控制器（20）被布置成将Zigbee路由器的ZED子节点（D）的地址包括在Zigbee路由器传输的AODV路由回复中。3.一种供在Zigbee无线网状网络（100）中使用的Zigbee路由器（10），所述Zigbee路由器包括：
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控制器（20）和
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无线电收发器（30），被布置成使用Zigbee无线网络协议进行通信，其中控制器被布置成将Zigbee路由器（10）的ZED子节点（D）的地址包括在Zigbee路由器传输的AODV路由回复中。4.根据权利要求3所述的Zigbee路由器（10），其中：控制器（20）被布置成在Zigbee路由器传输的多对一路由请求中包括Zigbee路由器的ZED子节点（D）的地址。5.根据前述权利要求中任一项所述的Zigbee路由器（10），该Zigbee路由器包括路由表（40），其中该Zigbee路由器被布置成在接收到：
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在从集中器接收到包括MTORR中的ZED地址列表的MTORR时，在用于所述集中器的路由表中添加或更新条目，并且将用于所述集中器的所有ZED子节点的条目添加或替换到路由表（40）或者
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在从另外的Zigbee路由器接收到包括ZED地址列表的AODV路由回复并且nwkSymLink=true时，将所述另外的路由器的路由条目以及所述另外的路由器的所有ZED子节点的路由条目添加或更新到路由表（40）。6.根据前述权利要求中任一项所述的Zigbee路由器（10），其中Zigbee路由器是照明网络中的路由器，并且包括在存在传感器、光传感器、照明开关、改型灯、照门设备或无线网络控制器之一中。7.根据前述权利要求中任一项所述的Zigbee路由器（10），所述Zigbee路由器（10），其中所述无线电收发器...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：