BR112019011793B1

BR112019011793B1 - métodos e nó filho para associação priorizada entre dispositivos filho e dispositivos pai que operam em uma rede de salto de canal com partições de tempo

Info

Publication number: BR112019011793B1
Application number: BR112019011793-8A
Authority: BR
Inventors: Vidya Prakash; Saurabh Jain
Original assignee: Landis+Gyr Innovations, Inc
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2017-11-29
Publication date: 2021-05-04
Also published as: US10143000B2; CA3044849C; WO2018111549A1; JP7046946B2; EP3552436A1; US20180167955A1; EP3552436B1; BR112019011793A2; JP2019537390A; AU2017377972B2; AU2017377972A1; CA3044849A1

Abstract

Trata-se de sistemas e métodos para associações priorizadas entre nós pai que operam em uma rede de salto de canal com partições de tempo (TSCH) e nós filho instalados em uma ou mais redes de área doméstica. Após a partida e inicialização, um nó filho procura por um ou mais nós pai disponíveis na rede de TSCH. Se houver menos de um número limite de nós pai disponíveis na faixa de comunicação do nó filho, o nó filho transmitirá uma solicitação de associação priorizada ao nó pai. O nó pai suporta solicitações de associação priorizadas, reservando pelo menos uma fenda de conexão para nós filho que solicitam associação priorizada.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] Essa revelação refere-se, em geral, a interconexão em rede e, mais particularmente, se refere a um mecanismo para associação priorizada entre dispositivos filho e dispositivos pai que operam em uma rede de salto de canal com partições de tempo IEEE 802.15.4 ou IEEE 802.15.4e.

ANTECEDENTES

[0002] Os sistemas e métodos são fornecidos para estabelecer uma associação priorizada entre dispositivos filho e dispositivos pai que operam em uma rede de salto de canal com partições de tempo (TSCH). Empresas de serviços públicos, provedores de automação residencial, provedores de automação industrial, provedores de aplicação científica e ambiental e outros provedores de recursos podem se comunicar com terminais através de dispositivos que operam em uma rede de TSCH, como aqueles definidos por IEEE 802.15.4 e IEEE 802.15.4(e). Dispositivos pai (por exemplo, medidores elétricos, roteadores) são conectados através de uma rede de TSCH. Os dispositivos primários também são, no presente documento, chamados de nós primários ou nós de TSCH. Dispositivos filho são nós de ponto de extremidade que são usados para monitorar e/ou gerenciar consumo de recursos (por exemplo, eletricidade, calor, água, outros serviços públicos, bem como outros tipos de recursos). Em alguns aspectos, dispositivos filho (também chamados de “nós filho” no presente documento) podem ser dispositivos habilitados para Internet das Coisas (IoT) que podem ser usados em rede de energia elétrica inteligente e tecnologias domésticas inteligentes. Dispositivos filho são utilizados como pontos de extremidade em redes de TSCH e comunicam mensagens sobre leituras de consumo de potência e outras informações de recursos com os dispositivos pai. Em outros aspectos, dispositivos filho podem ser dispositivos móveis que passam pela área de cobertura para um ou mais dispositivos pai na rede de TSCH.

[0003] Os dispositivos pai que operam em uma rede IEEE 802.15.4 podem suportar um número limitado de dispositivos filho. Quando o número máximo de dispositivos filho tiver unido/associado a um dispositivo pai, o dispositivo pai não poderá mais aceitar quaisquer dispositivos filho adicionais. Há uma necessidade de associação priorizada entre dispositivos pai e dispositivos filho que se unem à rede e exigem acesso prioritário à rede de TSCH.

SUMÁRIO

[0004] Os sistemas e métodos são revelados para estabelecer associações priorizadas entre nós pai que operam em uma rede de salto de canal com partições de tempo (TSCH) e nós filho. Os nós filho podem ser implementados em uma rede de área doméstica ou outra rede local para fornecer serviços de monitoramento de recursos a um provedor de recursos através da rede de TSCH. Após a partida e inicialização, um nó filho procura pelos nós pai disponíveis na rede de TSCH. Com base nas características e limitações de hardware e rede, os nós pai têm capacidade para suportar um número limitado de nós filho por vez. Os nós pai disponíveis se referem a nós pai que têm capacidade para suportar pelo menos um nó filho adicional. O nó filho determina se deve transmitir uma solicitação de associação com prioridade, dependendo do número de nós pai disponíveis detectados pela verificação. Se o nó filho determinar que há um número baixo (isto é, menor que um número de limite que é configurável por um administrador de rede) dos nós pai disponíveis, o nó filho inserirá uma solicitação de prioridade com a solicitação de associação. A solicitação de prioridade pode ser adicionada, permitindo-se um bit de prioridade dentro do pacote de dados transmitido para a solicitação de associação. Se o nó filho determinar que há mais de um número limite de nós pai, o nó filho não incluirá uma solicitação de prioridade.

[0005] A solicitação de prioridade também pode incluir uma solicitação de duração para a prioridade para prioridade de curto prazo ou prioridade de longo prazo. A prioridade de curto prazo permite que o nó filho se associe ao nó pai por um período de tempo suficiente para completar um evento de comunicação. Por exemplo, a prioridade de curto prazo permite que o nó filho se associe a um nó pai para transmitir uma mensagem de consumo/utilização de recursos ao nó pai e, após a conclusão da transmissão, se desassocie do nó pai. O nó filho pode solicitar associação priorizada por uma duração de curto prazo se o nó filho determinar que a rede de TSCH está em um estado de inicialização ou o nó filho está ficando sem fonte de alimentação. Prioridade de longo prazo permite que o nó filho se associe ao nó pai enquanto o nó pai estiver operacional. O nó filho pode solicitar associação priorizada por uma duração de longo prazo se o nó filho determinar que a rede de TSCH está em um estado maduro.

[0006] Os nós pai de TSCH são configurados para acomodar solicitações de associação priorizadas, reservando-se uma ou mais partições para nós filho com solicitações de associação priorizadas. O nó pai de TSCH mantém na memória um registro de nós filho limitados em número com base nas capacidades de hardware e de rede do nó pai de TSCH. O nó pai de TSCH reserva uma ou mais dentre as entradas para nós filho que solicitam solicitações de associação priorizadas. Em outras modalidades, o nó pai de TSCH pode optar por desassociar um dos seus nós filho associados para acomodar a solicitação de associação priorizada de outro nó filho. Por exemplo, a dissociação pode ser decidida com base no rádio menos comunicativo ou na intensidade do sinal de outro nó filho. O nó pai de TSCH pode manter estatísticas e informações de nós filho conectados (por exemplo, se um nó filho está conectado ou não através de uma associação priorizada) e pode optar por desassociar um nó filho que não solicitou anteriormente uma associação priorizada.

[0007] Esses aspectos e características ilustrativos são mencionados não para limitar ou definir a invenção, mas para fornecer exemplos para auxiliar o entendimento dos conceitos inventivos revelados neste pedido. Outros aspectos, vantagens e características da presente invenção se tornarão aparentes após a revisão do pedido inteiro.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0008] Esses e outros recursos, aspectos e vantagens da presente revelação são mais bem compreendidos quando a Descrição Detalhada a seguir é lida com referência aos desenhos anexos, em que:

[0009] A Figura 1 é um diagrama de rede que ilustra um exemplo de dispositivos de computação para associação priorizada entre nós pai que operam em uma rede de salto de canal com partições de tempo (TSCH) e nós filho;

[0010] A Figura 2 é um diagrama de blocos que ilustra um exemplo de um nó pai de TSCH;

[0011] A Figura 3 é um diagrama de blocos que ilustra um exemplo de um nó filho;

[0012] A Figura 4 é um diagrama que ilustra as disposições de partições de tempo em um padrão de salto de canal com partições de tempo;

[0013] A Figura 5 é um diagrama de temporização de comunicação que ilustra a sequência de mensagens transmitidas entre o nó filho e o nó de TSCH para estabelecer uma associação priorizada;

[0014] A Figura 6 é um fluxograma que ilustra um processo exemplificativo executado no nó filho para estabelecer uma associação priorizada com um nó pai TSCH;

[0015] A Figura 7 é um fluxograma que ilustra um processo exemplificativo executado no nó pai TSCH para estabelecer uma associação priorizada com um nó filho.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0016] Os sistemas e métodos são fornecidos para estabelecer uma associação priorizada entre os nós filho e nós pai que operam em uma rede de salto de canal com partições de tempo (TSCH). A rede de TSCH inclui, por exemplo, múltiplos dispositivos de TSCH em uma rede de malha que fornece comunicações com um sistema central como um provedor de recurso. Os dispositivos de TSCH se comunicam com o uso do protocolo TSCH, definido pelo IEEE 802.15.4. Por comunicação com o uso de um protocolo TSCH, nós dentro da rede de TSCH transmitem e recebem sinais com o uso de uma série de partições de tempo de acordo com um padrão de salto de canal de frequência programado. Nós pai são dispositivos de TSCH que gerenciam e suportam um ou mais nós filho. Por exemplo, nós filho podem ser dispositivos de ponto de extremidade instalados em uma rede de área doméstica e usados para gerenciar e/ou monitorar o consumo e o uso de recursos na rede da área doméstica. Os nós filho podem, dessa forma, relatar o uso do recurso ao sistema de provedor de recursos através da rede de TSCH. Em outros aspectos, nós filho podem ser dispositivos móveis dentro da faixa de comunicação de um ou mais nós pai da rede de TSCH e podem precisar se conectar temporariamente à rede de TSCH para comunicação de curto prazo.

[0017] Em alguns casos, um nó filho pode exigir acesso priorizado a um nó pai na rede de TSCH. Por exemplo, em alguns aspectos, um nó filho pode determinar que precisa de acesso priorizado, dependendo do número de nós pai disponíveis encontrados pelo nó filho durante uma varredura de rede. Isso ocorre devido a um número limitado de nós pai disponíveis pode indicar que a rede de TSCH está próxima da capacidade e que o nó filho pode exigir acesso priorizado para garantir que possa estabelecer comunicações com a rede de TSCH. Em outros aspectos, o nó filho pode ser um dispositivo móvel que requer acesso priorizado de curto prazo. Em aspectos adicionais, o nó filho pode ser um dispositivo de baixa energia (por exemplo, alimentado por uma fonte de bateria ou outra fonte de energia de capacidade de energia limitada, como uma fonte de supercapacitor). Um nó filho de dispositivo de baixa energia pode exigir acesso priorizado durante instâncias em que diminuiu a vida útil da bateria.

[0018] De acordo com certas características descritas no presente documento, um nó filho pode solicitar acesso priorizado a um nó pai dentro da faixa de comunicação do nó filho que inclui uma solicitação de prioridade em uma solicitação de associação ao nó pai. A solicitação de prioridade é implementada como um elemento de informações personalizadas (IE) nas comunicações IEEE 802.15.4 e IEEE 802.15.4e entre o nó filho e o nó pai. Por exemplo, o nó filho pode incluir um bit de prioridade ativado em um pacote de dados da camada de aplicativo para uma solicitação de associação. Ao receber a solicitação de associação priorizada, o nó pai identifica o bit de prioridade ativado e aceita ou rejeita a solicitação de associação. Se o nó pai já estiver suportando o número máximo de nós filho, o nó pai poderá suspender temporariamente um nó filho conectado anteriormente para aceitar temporariamente a solicitação de associação priorizada do nó filho solicitante por uma duração de curto prazo. O nó pai responde à solicitação de associação transmitindo-se ao nó filho uma resposta de associação que indica se a solicitação de associação é aceita ou rejeitada.

[0019] Para aumentar a probabilidade de aceitar a solicitação de associação, o nó pai é configurado para acomodar associações priorizadas. Especificamente, um nó pai acomoda solicitações de associação priorizadas de nós filho reservando-se uma ou mais fendas de sua capacidade máxima de fendas para nós filho que solicitam acesso prioritário. Por exemplo, o nó pai mantém na memória uma lista de um número limitado de entradas (de acordo com a capacidade máxima de fendas) para nós filho conectados. Um ou mais dentre o número limitado de entradas são reservados para conexões prioritárias. Por exemplo, se o nó pai tem capacidade para suportar um máximo de 50 nós filho, o nó pai pode reservar cinco entradas da lista de entradas para nós filho que solicitam acesso priorizado. O número de fendas reservados para nós filho que solicitam acesso priorizado é configurável e pode ser programado no nó pai durante a configuração inicial da rede.

[0020] Em alguns aspectos, a solicitação de prioridade incluída na solicitação de associação transmitida pelo nó filho pode incluir uma solicitação de duração para a prioridade. Por exemplo, a duração pode ser por uma duração de curto prazo ou por uma prioridade de duração de longo prazo. Em alguns aspectos, o nó filho determina a possibilidade de incluir uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo ou prioridade de longo prazo com base em se o número de nós pai identificados pelas varreduras de rede mudam ao longo de um período de tempo. Por exemplo, se o número de nós pai disponíveis identificados como dentro da faixa de comunicação do nó filho aumentam a partir de uma varredura de rede para a próxima varredura de rede, isso pode indicar que a rede de TSCH ainda está em um estado de inicialização e nós pai adicionais podem estar disponíveis visto que a rede amadurece. Se o nó filho determinar que a rede ainda está inicializando, solicita acesso priorizado a uma solicitação de duração de prioridade de curto prazo. Se o número de nós pai disponíveis identificados como dentro da faixa de comunicação do nó filho permanecer a mesma após várias varreduras de rede durante um período de tempo, isso pode indicar que a rede está madura. Se o nó filho determinar que a rede de TSCH está madura e que o número de nós pai identificados na faixa de comunicação do nó filho permanece menor que um número limite de nós pai, o nó filho solicita acesso priorizado a uma solicitação de duração de prioridade de longo prazo.

[0021] Esses exemplos ilustrativos são dados para introduzir o leitor à matéria geral discutida aqui e não se destinam a limitar o escopo dos conceitos revelados. As seções a seguir descrevem vários aspectos e exemplos adicionais com referência aos desenhos nos quais numerais semelhantes indicam elementos semelhantes.

[0022] Agora em referência aos desenhos, a Figura 1 é uma diagrama de rede que ilustra uma rede de TSCH exemplificativa 100 que compreende nós de TSCH 102a a d acoplados comunicativamente a um provedor de recurso 110. A rede de TSCH 100 fornece comunicações entre os nós filho 104a a d e o provedor de recurso 110 através da rede 115. Por exemplo, a rede 115 pode incluir qualquer rede ou dispositivos computacionais intermediários adequados, que incluem intranets privadas ou a Internet. Cada um dos nós de TSCH 102a a d pode ser nós pai para um ou mais dispositivos filho 104a a d. Por exemplo, os nós de TSCH 102b a d são mostrados como nós pai de exemplo para nós filho 104a a d. Os dispositivos de TSCH pai 102c a d podem se comunicar com os dispositivos de TSCH adjacentes (por exemplo, dispositivos de TSCH 102b a c que são adjacentes ao dispositivo TSCH 102d e dispositivos de TSCH 102b, 102d que são adjacentes ao dispositivo TSCH 102c) e nós filho conectados 104a a c através de um ou mais transceptores de rádio.

[0023] Os nós filho 104a a d podem ser usados para realizar uma ou mais aplicações em relação a gerenciar, monitorar, ou de outra forma usar informações relativas a um ou mais atributos de um sistema de distribuição de potência associado com o provedor de recurso 110. Exemplos não limitantes de tais nós filho 104a a d incluem um dispositivo de medição inteligente para monitorar e analisar consumo de energia, um termostato programável para gerenciar consumo de energia, um dispositivo de exibição em casa para exibir informações relacionadas ao consumo de energia e associadas a informações de cobrança para o consumo de energia, e similares. Os nós filho 104a a d podem ser instalados em dispositivos de medição inteligentes dentro de uma rede de área doméstica. Os nós filho 104a a d também incluem outros dispositivos habilitados para Internet das Coisas para fornecer recursos de casa inteligente em uma rede de área doméstica. Em algumas modalidades, os nós filho 104a a d podem também incluir dispositivos móveis que passam dentro da faixa sem fios de mais dispositivos de TSCH 102a a d na rede de TSCH 100.

[0024] Os nós filho 104a a d podem ser alimentados por A/C ou, em algumas modalidades, alimentados por fontes limitadas de potência. Por exemplo, os nós filho 104a a d podem ser alimentados por bateria ou alimentados por supercapacitores. Os nós filho 104a a d, quando implementados como dispositivos alimentados com fontes de alimentação limitadas, são chamados de dispositivos de baixa energia e conservam a vida útil da bateria desligando-se periodicamente a potência dos componentes (por exemplo, osciladores e transceptores) e alternando-se entre um estado de suspensão e um estado de vigília. Os nós filho 104a a d podem operar em qualquer rede sem fio adequada para comunicação uns com os outros e com a rede de TSCH 100 através dos nós de TSCH 102c, 102d. Em outras modalidades, um nó filho pode ser um nó de TSCH (por exemplo, um dispositivo que opera em um protocolo de TSCH) que solicita acesso para se unir à rede de TSCH. Em algumas outras modalidades, nós pai e nós filho podem operar em uma rede de não TSCH, por exemplo, uma rede de acesso múltiplo com detecção de portadora (CSMA) com base em 802.15.4.

[0025] Conforme os nós filho 104a a d inicializam ou despertam de um estado de suspensão, os nós filho 104a a d começam o processo de sincronização para associar à rede de TSCH 100 procurando-se os nós de TSCH 102a a d disponíveis dentro da faixa de comunicação sem fio. No exemplo mostrado na Figura 1, um nó filho 104a que está dentro de uma faixa de comunicação sem fio 110a de ambos os nós de TSCH 102b, 102d, enquanto os nós filho 104b, 104c estão apenas dentro de uma faixa de comunicação sem fio 110b do nó de TSCH 102d. Em certas modalidades, os nós filho 104a a d determinam se devem transmitir solicitações de associação priorizadas durante o processo de associação com a rede de TSCH 100. Dependendo da largura de banda máxima disponível, do tamanho da memória e das capacidades de hardware dos nós de TSCH 102a a d, os nós de TSCH 102a a d podem suportar um número limitado de nós filho de cada vez. Dessa forma, o número de nós de TSCH 102 disponíveis diminui à medida que a rede de TSCH 100 amadurece ao longo do tempo e o número crescente de nós filho 104 se associa aos nós de TSCH 102. Um nó filho 104 que solicita associação com a rede de TSCH 100 pode solicitar associação priorizada com um nó pai se um número limitado de nós de TSCH disponíveis 102 (por exemplo, menor que um número limite) for detectado pelo nó filho 104.

[0026] Para fins de exemplo, assume-se que os nós de TSCH 102b, 102d possuam uma capacidade máxima de fenda de nó filho de duas fendas filho. Assume-se também que os nós filho 104b a c se associaram e se uniram ao nó de TSCH 102d em um determinado momento antes de o nó filho 104a inicializar. Conforme o nó filho 104a inicializa e inicia o processo de associação de rede, o nó filho 104a procura pelos nós pai disponíveis percorrendo-se os canais de frequência utilizados pela rede de TSCH 100 e escutando-se as comunicações dos dispositivos de TSCH. Embora o nó de TSCH 102d esteja dentro da faixa de comunicação do nó filho 104a, o nó filho 104a identifica apenas o nó de TSCH 102b como um nó pai disponível devido ao nó de TSCH 102d já suportar o número máximo de nós filho. O nó filho 104a determina o número de nós de TSCH disponíveis 102 e determina ainda que o número de nós de TSCH disponíveis 102 (nesse exemplo um nó de TSCH disponível 102b) é menor que um número limite de nós pai disponíveis. O número limite de nós pai disponíveis que aciona uma solicitação de associação priorizada de um nó filho 104 pode ser um valor configurável programado no nó filho 104 antes da inicialização e modificado durante o tempo de execução.

[0027] A Figura 2 é um diagrama de blocos que ilustra um exemplo de um nó de TSCH 102d com um único dispositivo transceptor 220 para comunicar com ambos os nós de TSCH adjacentes 102b, 102c e nós filho conectados 104b a c. O nó de TSCH 102d inclui um processador 202. Exemplos não limitantes do processador 202 incluem um microprocessador, um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), uma máquina de estado, uma matriz de portas programável no campo (FPGA) ou outro dispositivo de processamento adequado. O processador 202 pode incluir qualquer número de dispositivos de processamento, incluindo um. O processador 202 pode ser acoplado comunicativamente a mídias legíveis por computador não transitórias, tal como o dispositivo de memória 204. O processador 202 pode executar instruções de programa executáveis por computador e/ou acessar informações armazenadas no dispositivo de memória 204.

[0028] O dispositivo de memória 204 pode armazenar instruções que, quando executadas pelo processador 202, fazem com que o processador 202 realize operações descritas no presente documento. O dispositivo de memória 204 pode ser uma mídia legível por computador tal como (mas não limitado a) um dispositivo de armazenamento eletrônico, óptico, magnético ou outro capaz de fornecer instruções legíveis por computador a um processador. Exemplos não limitantes de tais dispositivos de armazenamento óptico, magnético ou outros incluem dispositivo (ou dispositivos) de memória somente de leitura (“ROM”), dispositivo (ou dispositivos) de memória de acesso aleatório (“RAM”), disco (ou discos) magnéticos, fita (ou fitas) magnéticas ou outro armazenamento magnético, chip (ou chips) de memória, um processador (ou processadores) configurado para ASIC, dispositivo (ou dispositivos) de armazenamento óptico, ou qualquer outra mídia a partir da qual um processador de computador possa ler instruções. As instruções podem compreender instruções específicas de processador geradas por um compilador e/ou um interpretador a partir de código escrito em qualquer linguagem de programação de computador adequada. Exemplos não limitantes de linguagens de programação de computador adequadas incluem C, C++, C#, Visual Basic, Java, Python, Perl, JavaScript, ActionScript e similares.

[0029] O nó de TSCH 102d pode incluir um barramento 206. O barramento 206 pode acoplar comunicativamente um ou mais componentes do nó de TSCH 102. Embora o processador 202, o dispositivo de memória 204 e o barramento 206 sejam respectivamente retratados na Figura 2 como componentes separados em comunicação um com o outro, outras implementações são possíveis. Por exemplo, o processador 202, o dispositivo de memória 204 e o barramento 206 podem ser respectivos componentes de respectivas placas de circuito impresso ou outros dispositivos adequados que podem ser dispostos no nó de TSCH 102d para armazenar e executar código de programação.

[0030] O nó de TSCH 102d também inclui um dispositivo transceptor 220 acoplado comunicativamente ao processador 202 e ao dispositivo de memória 204 através do barramento 206. Exemplos não limitantes de um dispositivo transceptor 220 incluem um transceptor de RF e outros transceptores para transmitir e receber sinais por tecnologia sem fio. O dispositivo transceptor 220 é usado pelo nó de TSCH 102 para se comunicar com os nós de TSCH adjacentes 102b, 102c e os nós filho conectados 104a a b através da antena 208. Em algumas modalidades, o dispositivo transceptor 220 tem capacidade para implementar múltiplas interfaces MAC utilizando-se múltiplas antenas para se comunicar com ambos os nós de TSCH adjacentes 102b, 102c e nós filho conectados 104b a c. O nó de TSCH 102d pode comunicar com os nós de TSCH 102b a c adjacentes e os nós filho 104a a b com o uso de um único dispositivo transceptor 220 através dos mesmos protocolos de rede ou diferentes. Por exemplo, o nó de TSCH 102d pode se comunicar com um nó filho 104 quando funciona com potência de bateria e pode ser configurado para operar com o uso de um protocolo de TSCH de baixa energia, no qual o nó filho 104 muda os canais de frequência a uma taxa mais lenta em comparação com o padrão de salto de canal usado pela rede de TSCH 100. O nó de TSCH 102d pode se comunicar com ambos os nós de TSCH adjacentes 102b a c e nós filho conectados 104b a c, mesmo que o nó de TSCH 102 e o nó filho 104 usem frequências diferentes. Em outras modalidades, o nó filho e o nó de TSCH podem se comunicar nas mesmas frequências.

[0031] Enquanto o nó de TSCH 102d é mostrado com um único dispositivo transceptor 220 para fins exemplificativos, em algumas modalidades, o nó de TSCH 102d pode incluir múltiplos dispositivos transceptores. Por exemplo, em modalidades em que a rede de TSCH 100 opera em um conjunto diferente de frequências ou técnicas de modulação do que os nós filho conectados 104a a b, o nó de TSCH 102 pode incluir múltiplos dispositivos transceptores para comunicar com o uso de diferentes técnicas de modulação. Por exemplo, um primeiro dispositivo transceptor (configurado para um primeiro conjunto de frequências ou técnicas de modulação) pode ser usado para comunicação com os nós adjacentes de TSCH 102b, 102c e um segundo dispositivo transceptor (configurado para um segundo conjunto de frequências ou técnicas de modulação) pode ser usado para comunicação com o nó filho 104b a c.

[0032] A Figura 3 é um diagrama de blocos que ilustra um exemplo de um nó filho 104c para se comunicar com o nó pai 102d. O nó filho 104c inclui um processador 302, memória 304, dispositivo transceptor 320, todos interconectados por meio do barramento 306. O processador 302, a memória 304, o dispositivo transceptor 320 e o barramento 306 realizam operações similares àquelas descritas acima com respeito à Figura 2. Em modalidades em que o nó filho 104c é alimentado por bateria, a memória 304, o processador 302, o barramento 306 e o dispositivo transceptor 320 são alimentados por uma bateria (não mostrado).

[0033] Como mencionado acima, a rede de TSCH 100 utiliza um protocolo TSCH para comunicar informações sem fio dentro da rede e fora da rede. Em uma rede de TSCH, os dispositivos dentro da rede são sincronizados de acordo com um padrão de salto de canal TSCH. Em modalidades em que os nós de TSCH 102a a d e nós filho 104a a d operam em redes ou protocolos diferentes, os nós de TSCH 102a a d podem alternar períodos de comunicação entre a rede de TSCH 100 e os nós filho 104a a d, subdividindo-se as partições de tempo de TSCH. Técnicas exemplificativas para alternar os períodos de comunicação entre a rede de TSCH primária 100 e a rede utilizada pelos nós filho 104a a d, subdividindo-se as partições de tempo de TSCH são descritas no Pedido de Patente Pendente US14/830,271, intitulado “Interleaved Communication With Resource Providers And A Home Area Network”, cujos conteúdos são incorporados por referência no presente documento.

[0034] Cada partição de tempo em uma rede de TSCH 100 é de um tempo de duração de duração “T” que pode ser definido em milissegundos ou outra unidade de tempo apropriada. Uma rede de TSCH também usa múltiplas frequências de canal para comunicação entre os dispositivos na rede. Um padrão de salto define o canal usado para comunicar durante cada partição de tempo. A Figura 4 é um diagrama que ilustra partições de tempo e padrão de salto de canal para uma rede de TSCH que segue um protocolo de TSCH. A Figura 4 ilustra partições de tempo 411-415, 421-425, e 431-436, cada uma com a mesma duração de partição de tempo 430. Como um exemplo, a duração de partição de tempo 430 pode ser de 25 milissegundos. Cada quadro de partição 410 e 420 inclui sete partições de tempo. A Figura 4 também ilustra o padrão de salto de canal 440 (mostrado como padrões de salto de canal 440a a c). Um padrão de salto de canal define uma frequência de canal ou canal para cada partição de tempo no padrão de salto. Por exemplo, o padrão de salto 440a pode ser canal 4, canal 6, canal 3, canal 5, canal 7, isto é, o mesmo pode associar o canal 4 com a partição de tempo 1, o canal 6 com a partição de tempo 2, o canal 3 com a partição de tempo 3, o canal 5 com a partição de tempo 4 e o canal 7 com a partição de tempo 5. Na Figura 4, o padrão de salto 440a tem uma extensão de padrão de salto de 5. O padrão de salto se repete. A primeira iteração ilustrada do padrão de salto 440a contém partições de tempo 1 a 5 (411 a 415), a segunda iteração do padrão de salto 440b contém partições de tempo 6 a 10 (421 a 425) e a terceira iteração do padrão de salto 440c contém partições de tempo 11 a 15 (431 a 435). O número de partições de tempo em um padrão de salto é independente do número de partições de tempo em um quadro de partição.

[0035] A Figura 5 ilustra um diagrama de temporização de comunicação entre um nó filho 104a e um nó de TSCH 102b de uma rede de TSCH 100 para estabelecer uma associação priorizada. A temporização de comunicação na Figura 5 pretende ilustrar a sequência de mensagens que são transmitidas entre o nó filho 104a e o nó de TSCH 102b ao estabelecer a associação priorizada.

[0036] Para associar à rede de TSCH 100, ao determinar que uma solicitação de associação deve incluir uma solicitação de prioridade, o nó filho 104a transmite uma solicitação de associação priorizada ao nó de TSCH 102b durante um primeiro período de tempo 510. Em resposta, o nó de TSCH 102b transmite uma mensagem de confirmação para o nó filho durante um segundo período de tempo 520. Se o nó filho 104a não receber a mensagem de confirmação dentro de um período de tempo limite, o nó filho 104a pode retransmitir a solicitação de associação priorizada. Conforme explicado mais abaixo em relação à Figura 7, o nó de TSCH 102b determina se aceita ou nega a solicitação de associação priorizada e transmite uma resposta de associação priorizada 530 para o nó filho 104a durante um terceiro período de tempo 530. A resposta de associação priorizada indica se o nó de TSCH 102b aceitou ou negou a solicitação de associação.

[0037] Nota-se que enquanto a mensagem de confirmação do nó de TSCH 102b e a resposta de associação priorizada são mostradas como conforme são transmitidas como comunicações separadas durante um segundo período de tempo 520 e um terceiro período de tempo 530, respectivamente, a resposta de associação priorizada e a mensagem de confirmação os aspectos podem ser combinados como uma única mensagem e transmitidos para o nó filho 104a.

[0038] Ao receber a resposta de associação priorizada, o nó filho 104a transmite uma mensagem de confirmação para o nó de TSCH 102b durante um quarto período de tempo 540. Se o nó de TSCH 102b não receber a mensagem de confirmação dentro de um período de tempo limite, o nó de TSCH 102b pode retransmitir a resposta de associação priorizada. Subsequentemente, se o nó de TSCH 102b aceitou a solicitação de associação, o nó filho 104a e o nó de TSCH 102b iniciam o procedimento de associação e união definido em IEEE 802.15.4 ou no IEEE 802.15.4e.

[0039] A Figura 6 é um fluxograma que ilustra um método de exemplo 600 executado por um nó filho 104a para iniciar uma solicitação de associação priorizada para se conectar a um nó de TSCH 102b. Para fins ilustrativos, o método 600 é descrito com referência às implantações de sistema retratadas nas Figuras 1 a 3 e em relação às ilustrações de partição de tempo de TSCH mostradas na Figura 4. Outras implementações, no entanto, são possíveis.

[0040] Conforme mostrado no bloco 610, o processo 600 inclui a varredura de um ou mais nós pai disponíveis em uma rede de TSCH. Por exemplo, após a partida de inicialização ou acordar de um estado de suspensão, o nó filho 104a procura pelos nós pai de TSCH disponíveis 102b, 102d dentro da faixa de comunicação do nó filho 104a. A varredura é realizada escutando-se as comunicações dos dispositivos pai de TSCH 102b, 102d próximos, percorrendo-se os diferentes canais de frequência usados pela rede de TSCH 100. Dispositivos pai de TSCH transmitem intermitentemente sinais de sinalização que indicam a disponibilidade. Os sinais de localização também podem incluir informações que indicam se um dispositivo pai de TSCH aceitou novos nós filho. O nó filho 104a pode determinar que os dispositivos pai de TSCH 102b, 102d estão disponíveis escutando-se os sinais de localização.

[0041] O nó filho pode determinar se o acesso prioritário a um nó pai é necessário, dependendo do número de nós pai de TSCH disponíveis 102b, 102d encontrados pela varredura. Por exemplo, se o nó filho identificar um número limite de nós pai de TSCH disponíveis dentro da faixa de comunicação do nó filho, o nó filho determinará que o acesso priorizado não é necessário. Se o nó filho identificar menos que um número limite de nós pai dentro da faixa de comunicação, o nó filho determinará que o acesso priorizado é necessário.

[0042] Em alguns aspectos, um nó filho 104a identifica o número de dispositivos pai de TSCH 102b, 102d dentro da faixa de comunicação e determina se uma solicitação de associação priorizada é necessária com base no número de dispositivos pai de TSCH identificados 102b, 102d, independentemente da disponibilidade dos dispositivos pai. Por exemplo, um nó filho 104a procura dispositivos pai de TSCH 102b, 102d nas proximidades, procurando-se ou por comunicações a partir de dispositivos de TSCH 102a a d próximos, percorrendo-se diferentes canais de frequência usados pela rede de TSCH 100. O nó filho 104a, nesse exemplo, não determina se os dispositivos pai identificados 102a a d estão disponíveis, mas identifica dispositivos pai 102b, 102d próximos. O dispositivo filho 104a determina se deve transmitir uma solicitação priorizada se o número de dispositivos pai identificados 102b, 102d dentro da faixa de comunicação do nó filho 104a for menor do que um número limite.

[0043] Ao determinar que há menos de um número limite de nós pai de TSCH 102b, 102d dentro da faixa de comunicação do nó filho 104a, o nó filho transmite uma solicitação de associação de prioridade a um primeiro nó pai 102b dentre um ou mais nós pai 102b, 102d, conforme mostrado no bloco 620. Por exemplo, ao determinar que há menos de um número limite de nós pai de TSCH 102b, 102d, o nó filho 104a pode incluir uma solicitação de prioridade na forma de um bit ativado no quadro de dados que transporta a solicitação de associação. O número limite que determina se a solicitação de prioridade é incluída pode ser programado no nó filho 104a antes da implementação de rede e configurado uma vez que o nó filho 104a esteja instalado.

[0044] Em alguns aspectos, a solicitação de associação inclui uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo ou de longo prazo. Uma solicitação de prioridade de curto prazo indica a prioridade que é solicitada durante um período de tempo limitado (por exemplo, uma duração de tempo necessária para completar um único evento de comunicação entre o nó de TSCH 102b e o nó filho 104a). Por exemplo, uma solicitação de prioridade de curto prazo permite que o nó filho 104b se associe ao nó pai de TSCH 102a para um evento ou tarefa específica, como métricas de consumo de energia de relatório para o nó pai de TSCH 102b. Após a conclusão da comunicação de dados, o nó filho 104a se desassocia do nó pai de TSCH 102b. Uma solicitação de prioridade a longo prazo indica a prioridade que é solicitada enquanto o nó pai de TSCH 102b estiver operacional e energizado e até que o nó filho 104a solicite a desassociação do nó pai de TSCH 102b.

[0045] O nó filho 104a determina se deve incluir uma solicitação de duração a curto prazo ou uma solicitação de duração a longo prazo com a solicitação de associação priorizada com base em uma ou mais condições na rede de TSCH 100 detectada pelo nó filho 104a. Por exemplo, o nó filho 104a pode determinar se deve incluir uma solicitação de duração a curto prazo ou uma solicitação de duração a longo prazo com base no fato de o nó filho 104a determinar que a rede de TSCH 100 se encontra em um estado de inicialização ou em um estado maduro.

[0046] Uma rede de TSCH 100 em um estado de inicialização indica que a rede de TSCH 100 ainda é inicializada como nós de TSCH 102a a d ligados, conectados e sincronizados com nós de TSCH adjacentes 102a a d e disponibilidade de publicidade de transmissão de sinal de difusão para escutar nós filho 104a a d. Um nó filho 104a pode determinar que a rede de TSCH 100 se encontra em um estado de inicialização comparando-se o número de nós de TSCH disponíveis 102a a d detectados como está dentro da faixa de comunicação ao longo de um período de tempo limite. Por exemplo, se o nó filho 104a determinar, através de múltiplas varreduras de rede, que o número de nós de TSCH 102a a d disponíveis aumentou durante um período de tempo limite, o nó filho 104a determina que a rede de TSCH 100 ainda está em um estado de inicialização devido aos nós de TSCH 102a a d ainda estarem no processo de ligar e sincronizar com a rede de TSCH 100. Após determinar que a rede de TSCH 100 está em um estado de inicialização (e após determinar que o número de nós pai de TSCH disponíveis 102b, 102d é menor do que um número limite conforme discutido acima em relação ao bloco 620), o nó filho 104a inclui uma solicitação de associação priorizada com uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo.

[0047] Uma rede de TSCH 100 em um estado maduro indica que a rede de TSCH 100 inclui um número estável de nós de TSCH 102a a d que são operacionais ao longo de um período limite de tempo (o valor para o período limite de tempo que é um ajuste programável para o nó filho 104). Por exemplo, se o nó filho 104a determinar através de múltiplas varreduras de rede que o número de nós de TSCH disponíveis 102b, 102d permanece constante durante o período limite, o nó filho 104a determina que a rede de TSCH 100 está em um estado maduro porque os novos nós de TSCH 102b, 102d não são mais detectados. Após determinar que a rede de TSCH 100 está em um estado maduro (e após determinar que o número de nós pai de TSCH disponíveis 102b, 102d é menor do que um número limite conforme discutido acima em relação ao bloco 620), o nó filho 104a inclui uma solicitação de associação priorizada com uma solicitação de duração para prioridade de longo prazo.

[0048] Outras condições também podem fazer com que o nó filho 104a transmita uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo. Por exemplo, em alguns aspectos, o nó filho 104a pode compreender um dispositivo móvel que entra na faixa de um ou mais nós de TSCH 102a a d da rede de TSCH 100. Nesse exemplo, o dispositivo móvel pode necessitar de acesso de curto prazo a um nó de TSCH 102b dentro da faixa de comunicação, de modo que o nó de TSCH 102b possa encaminhar comunicações do dispositivo móvel para uma rede externa. Se o dispositivo móvel determinar que uma solicitação de associação priorizada é necessária, o dispositivo móvel pode incluir uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo. Em outros aspectos, o nó filho 104a pode operar com potência de bateria e transmitir uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo quando o nó filho 104a estiver com pouca bateria. Em outros aspectos, o nó filho 104a pode transmitir uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo se o nó filho 104a tiver dados de aplicação de alarme que precisa transmitir.

[0049] Em alguns aspectos, o nó filho 104a pode transmitir uma solicitação de associação com uma solicitação de duração de curto prazo sem solicitar prioridade. Por exemplo, ao determinar, por uma varredura de rede, que há menos de um número limite de nós pai de TSCH 102b, 102d dentro da faixa de comunicação do nó filho 104a, o nó filho 104a pode transmitir uma solicitação de associação para duração de curto prazo, mas sem prioridade. Em um exemplo, o nó filho 104a pode transmitir uma solicitação de associação para duração de curto prazo sem prioridade quando o nó filho 104a precisa se associar a qualquer um dos nós pai 102b, 102d e a associação com um nó pai específico não é necessária. Se o nó filho 104a precisar de se conectar a um nó pai particular 102b, 102d, o nó filho 104a pode transmitir uma associação para duração de curto prazo com prioridade.

[0050] O processo 600 inclui ainda a recepção, a partir do nó pai 102b, de uma resposta de associação que aceita ou rejeita a solicitação de associação, conforme mostrado no bloco 630. Uma resposta de associação que aceita a solicitação de associação indica que o nó pai de TSCH 102b incluiu o nó filho 104a na sua lista de conexões de nós. Ao receber a resposta de associação que aceita a solicitação, o nó filho 104a e o nó de TSCH 102b iniciam o processo de sincronização para sincronizar o nó filho 104a com a rede de TSCH 100. Se o nó filho 104a receber uma resposta de associação que rejeita/nega a solicitação de associação, o nó filho 104a transmite a solicitação de associação priorizada para o próximo nó de TSCH 102d disponível dentro da faixa de comunicação do nó filho 104a.

[0051] Se o nó filho 104a tivesse solicitado associação de curto prazo com o nó pai 102b, conforme discutido acima, em relação ao bloco 620, o nó filho 104a desconecta/desassocia do nó pai 102b ao concluir uma comunicação com o nó pai 102b (por exemplo, depois de concluir a transmissão ou o recebimento de uma mensagem de comunicação referente a um evento, como o relato do consumo de potência de uma rede de área doméstica monitorada).

[0052] A Figura 7 é um fluxograma que ilustra um processo de exemplo 700 executado por um nó pai 102d para receber e processar uma solicitação de associação de um nó filho 104b, com suporte para solicitações de associação priorizadas. Para fins ilustrativos, o método 700 é descrito com referência às implantações de sistema retratadas nas Figuras 1 a 3 e em relação às ilustrações de partição de tempo de TSCH mostradas na Figura 4. Outras implementações, no entanto, são possíveis.

[0053] O processo 700 inclui receber, em um nó pai TSCH 102d que opera em uma rede de TSCH 100, uma solicitação de associação de um nó filho 104b, conforme mostrado no bloco 710. O nó pai de TSCH 102d mantém na memória 204 uma lista de entradas para nós filho conectados. O número de entradas é limitado de acordo com a capacidade máxima de fendas para o nó pai de TSCH 102d (ou seja, o número máximo de nós filho que o nó pai 102d pode suportar por vez). Para acomodar solicitações de associação priorizadas, o nó pai de TSCH 102d reserva pelo menos uma entrada do número limitado de entradas para solicitações de associação prioritárias dos nós filho 104a-d. Dessa forma, um primeiro conjunto de entradas do número limitado de entradas é usado pelo nó de TSCH 102d para solicitações de associação que são recebidos com ou sem solicitações de prioridade. Um segundo conjunto do número limitado de entradas é reservado pelo nó de TSCH 102d para solicitações de associação que são recebidos com solicitações de prioridade. Como os nós filho 104b a c se associam e se unem ao nó de TSCH 102d, o nó de TSCH 102d preenche a lista de entradas com cada nó filho associado 104b a c até o número máximo de nós filho 102d serem suportados. Em algumas outras implementações, o nó de TSCH 102d pode não reservar nenhuma entrada para solicitações prioritárias. Nesse caso, o nó de TSCH 102d, ao receber a solicitação de prioridade, pode escolher eliminar um nó filho já unido com base em um ou mais parâmetros (por exemplo, último tempo de pacote recebido, menor intensidade de sinal, entre outros).

[0054] O registro na memória 204 pode ser implementado como qualquer tabela ou banco de dados de software adequado para armazenar informações na lista de nós filho conectados. Por exemplo, o registro pode incluir informações como identificadores (por exemplo, endereço IP ou endereço MAC) para os nós filho 104b a c que são suportados pelo nó de TSCH 102, se os nós filho 104b-c solicitaram associações de prioridade e, em caso afirmativo, a duração dos solicitações prioritárias.

[0055] O processo 700 inclui ainda determinar se a solicitação de associação inclui uma solicitação de prioridade, conforme mostrado no bloco 720. Por exemplo, o nó pai de TSCH 102d processa o pacote de solicitações de associação de entrada e identifica o bit de prioridade ativada, que indica que o nó filho 104b solicitou a associação de prioridade.

[0056] Se a solicitação de associação não incluir uma solicitação de prioridade, o nó de TSCH 102d determina se existe uma entrada não reservada entre a lista do número limitado de entradas disponíveis, conforme mostrado no bloco 730. Uma entrada disponível não reservada indica que o nó de TSCH 102d tem capacidade para suportar um nó filho adicional sem solicitações de prioridade. Se o nó de TSCH 102d determinar que não há entradas não reservadas disponíveis (ou seja, todas as entradas não reservadas na lista de entradas limitadas estão cheias com nós filho conectados 104b-c), o nó de TSCH 102 nega a solicitação de associação, conforme mostrado no bloco 750. Se o nó de TSCH 102d determinar que há pelo menos uma entrada disponível não reservada para solicitações de associação priorizadas, o nó de TSCH 102d aceita a solicitação de associação, conforme mostrado no bloco 740. O nó de TSCH 102d adiciona ainda informação sobre o nó filho 104b que transmitiu a solicitação de associação para a entrada disponível.

[0057] Se a solicitação de associação incluir uma solicitação de prioridade, o nó de TSCH 102d determinará se há uma entrada não reservada ou uma entrada reservada (isto é, reservada para nós filho 104a-d com solicitações de associação priorizadas) da lista do número limitado de entradas disponíveis, conforme mostrado no bloco 750. Se houver uma entrada disponível, o nó de TSCH 102d aceita a solicitação de associação priorizada e adiciona informações no nó filho 104b que solicita associação priorizada à lista de entradas de nós filho conectados. Em alguns aspectos, o nó de TSCH 102d aceita a solicitação de associação priorizada para uma associação de longo prazo (isto é, desde que o nó de TSCH 102d permaneça operacional). Em algumas situações, o nó de TSCH 102d pode ter várias fendas de conexão disponíveis (isto é, várias entradas não reservadas disponíveis na lista de entradas). Nesses aspectos, se a solicitação de associação priorizada do nó filho 104b incluir uma solicitação de duração para prioridade de longo prazo, o nó de TSCH 102d incluirá informações sobre o nó filho 104b em uma entrada não reservada. Se a solicitação de associação priorizada do nó filho 104b incluir uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo, o nó de TSCH 102d incluirá informações sobre o nó filho 104b em uma entrada reservada da lista de filho reservada. No entanto, outras implementações também são possíveis.

[0058] Se não houver entradas disponíveis, indicando que o nó de TSCH 102d suporta o número máximo de nós filho 104b a c, o nó de TSCH 102d pode negar a solicitação de associação ou permitir associação de curto prazo ou associação de longo prazo com base na solicitação de duração que suspende a associação de um nó filho previamente conectado 104b, 104c, conforme mostrado no bloco 760. O nó de TSCH 102d continua a associar nós filho que transmitem solicitações de associação com prioridade ao mesmo tempo em que suspende os nós filho conectados anteriormente que estão conectados sem prioridade até que um número limite de associações priorizadas seja alcançado. O número limite pode ser configurado por um administrador de rede através da configuração do nó de TSCH 102d. Ao associar um número limite de nós filho priorizados, o nó de TSCH 102d nega solicitações de associação subsequentes de nós filho adicionais.

[0059] Por exemplo, com referência à Figura 1, o nó filho 104b pode ser um nó filho previamente conectado que já se associou ao nó de TSCH 102d. Se o nó de TSCH 102d receber uma solicitação de associação com uma solicitação de prioridade do nó filho 104c, o nó de TSCH 102d pode negar a solicitação de associação ou suspender temporariamente a associação do nó filho 104b para permitir a associação a curto prazo do nó filho 104c. O nó de TSCH 102d remove temporariamente o nó filho 104b da lista de entradas reservadas e adiciona o nó filho 104c à lista de entradas reservadas para uma duração de curto prazo (por exemplo, durante um período de tempo que permite ao nó filho 104c completar uma único evento de comunicação).

[0060] Em alguns aspectos, o nó de TSCH 102d pode alterar a configuração de duração de prioridade dos nós filho conectados 104b, 104c com base nas condições de rede. Por exemplo, em algumas situações, um primeiro nó filho conectado 104b (conectado através de associação priorizada com uma solicitação de duração de longo prazo) pode ter deixado a faixa de comunicação e não se comunicar com o nó de TSCH por um período de tempo limite. Em tais aspectos, se um segundo nó filho ligado 104c tentar se associar ao nó de TSCH 102d com associação priorizada, o nó de TSCH 102d pode alterar a definição de duração de prioridade do primeiro nó filho ligado 104b. A quantidade limite de tempo é configurável por um administrador de rede.

[0061] O processo 700 inclui ainda a transmissão, a partir do nó de TSCH 102d, de uma resposta de associação ao nó filho 104b, 104c que solicitou a associação. A resposta de associação indica se a solicitação de associação do nó filho foi aceito ou rejeitado/negado em conjunto com informações que indicam o motivo da rejeição (por exemplo, rede em capacidade etc.).

[0062] Embora a presente matéria tenha sido descrita em detalhes em relação aos aspectos específicos da mesma, será verificado que aqueles versados na técnica, mediante a obtenção de um entendimento do que foi anteriormente mencionado, podem produzir prontamente alterações, variações e equivalentes a tais aspectos. Consequentemente, deve ser entendido que uma presente revelação foi apresentada para propósitos de exemplos em vez de limitação e não elimina uma inclusão de tais modificações, variações e/ou adições à presente matéria conforme será prontamente evidente para uma pessoa de habilidade comum na técnica.

Claims

1. Método executado por um nó filho (104a, 104b, 104c, 104d) que inicia uma solicitação de associação para se conectar com um nó pai (102a, 102b, 102c, 102d) que opera em uma rede de salto de canal com partições de tempo (TSCH), sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: procurar, a partir de um nó filho, por um ou mais nós pai disponíveis na rede de TSCH (100); ao determinar que há menos de um número limite de um ou mais nós pai disponíveis na faixa de comunicação do nó filho, transmitir uma solicitação de associação a um primeiro nó pai entre um ou mais nós pai disponíveis, a solicitação de associação que inclui uma solicitação de prioridade que identifica a solicitação de associação como tendo uma prioridade mais alta; e receber, a partir do primeiro nó pai, uma resposta de associação que aceita ou rejeita a solicitação de associação.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a solicitação de associação inclui uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo ou de longo prazo.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a solicitação de associação inclui a solicitação de duração para prioridade de curto prazo ao determinar, pelo nó filho, que a rede de TSCH está em um estado de partida, determinando-se que o número limite de nós pai aumentou ao longo de um período de tempo limite.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a solicitação de associação inclui a solicitação de duração para prioridade de longo prazo ao determinar, pelo nó filho, que a rede de TSCH está em um estado maduro, determinando-se que o número limite de nós pai não se alterou ao longo de um período de tempo limite.

5. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o nó filho compreende um dispositivo móvel temporariamente dentro da faixa de comunicação de um ou mais nós pai da rede de TSCH e em que a solicitação de associação inclui a solicitação de duração para prioridade de curto prazo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a solicitação de associação inclui a solicitação de duração para prioridade de curto prazo ao determinar, pelo nó filho, que o nó filho está com pouca potência de bateria.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a resposta de associação recebida do nó filho rejeita a solicitação de associação, e o método compreende adicionalmente: transmitir a solicitação de associação a um segundo nó pai entre um ou mais nós pai disponíveis, sendo que a solicitação de associação inclui a solicitação de prioridade.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o um ou mais nós pai disponíveis compreendem dispositivos de roteamento para fornecer comunicação entre o nó filho e o provedor de recurso (110) de serviços públicos.

9. Nó filho (104a, 104b, 104c, 104d) caracterizado pelo fato de que compreende: um processador (302), e uma mídia legível por computador não transitória, em que o processador é configurado para executar instruções incorporadas na mídia legível por computador não transitória para realizar operações que compreendem: procurar, a partir do nó filho, por um ou mais nós pai disponíveis que operam em uma rede de salto de canal com partições de tempo (TSCH); ao determinar que há menos que um número limite de um ou mais nós pai disponíveis na faixa de comunicação do nó filho, transmitir uma solicitação de associação a um primeiro nó pai entre um ou mais nós pai disponíveis, a solicitação de associação que inclui uma solicitação de prioridade que identifica a solicitação de associação como tendo uma prioridade mais alta; e receber, a partir do nó pai, uma resposta de associação que aceita ou rejeita a solicitação de associação.

10. Nó filho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a solicitação de associação inclui uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo ou de longo prazo.

11. Nó filho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a solicitação de associação inclui a solicitação de duração para prioridade de curto prazo ao determinar, pelo nó filho, que a rede de TSCH está em um estado de partida, determinando-se que o número limite de nós pai aumentou ao longo de um período de tempo limite.

12. Nó filho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a solicitação de associação inclui a solicitação de duração para prioridade de longo prazo ao determinar, pelo nó filho, que a rede de TSCH está em um estado maduro, determinando-se que o número limite de nós pai não se alterou em um período de tempo limite.

13. Nó filho, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo móvel temporariamente dentro da faixa de comunicação de um ou mais nós pai da rede de TSCH e em que a solicitação de associação inclui a solicitação de duração para prioridade de curto prazo.

14. Nó filho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a resposta de associação recebida pelo nó filho rejeita a solicitação de associação e o método compreende adicionalmente: transmitir uma solicitação de associação a um segundo nó pai entre um ou mais nós pai disponíveis, a solicitação de associação incluindo a solicitação de prioridade.

15. Nó filho, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o um ou mais nós pai disponíveis compreendem dispositivos de roteamento para fornecer comunicação entre o nó filho e o provedor de recurso (110) de serviços públicos.

16. Método caracterizado pelo fato de que compreende: receber, por um nó pai que opera em uma rede de salto de canal com partições de tempo (TSCH), uma solicitação de associação de um nó filho solicitante para conectar com o nó pai, a solicitação de associação incluindo uma solicitação de prioridade que identifica a solicitação de associação como tendo uma prioridade mais alta, em que o nó pai mantém na memória uma lista de um número limitado de entradas para nós filho conectados, e em que o nó pai reserva pelo menos uma entrada do número limitado de entradas para conexões prioritárias; ao determinar, pelo nó pai, que a solicitação de associação inclui a solicitação de prioridade, aceitar a solicitação de associação para uma associação de curto prazo ou para uma associação de longo prazo que depende se a lista de número limitado de entradas para nós filho conectados está completa, em que a solicitação de associação é aceita adicionando-se um identificador que identifica o nó filho solicitante à pelo menos uma entrada do número limitado de entradas para conexões prioritárias; e transmitir, para o nó filho solicitante, uma resposta de associação que indica se a solicitação de associação foi aceita ou rejeitada.

17. Método, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a solicitação de associação inclui uma solicitação de duração para prioridade de curto prazo ou de longo prazo.

18. Método, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o nó pai é um dentre uma pluralidade de nós de TSCH que fornece comunicações entre um provedor de recurso (110) de serviços públicos e uma pluralidade de nós filho instalados em uma ou mais redes de área doméstica, sendo que o nó filho solicitante é uma pluralidade de nós filho.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: determinar que o número limitado de entradas para os nós filho conectados é completo; e suspender uma associação de um nó filho previamente conectado, em que a solicitação de associação de prioridade a partir do nó filho solicitante é aceita para a associação de curto prazo ou associação de longo prazo.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a associação de curto prazo é por uma duração de tempo necessária para completar um evento de comunicação entre o nó filho solicitante e o nó pai.

21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende ainda dissociar o nó filho solicitante ao completar o evento de comunicação.

22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: determinar que o número limitado de entradas para nós filho conectados não está completo, em que a solicitação de associação a partir do nó filho solicitante é aceita para a associação de longo prazo.