CN101069387B - 无线装置和网络系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线装置以及网络系统，其目的是为了增强网络鲁棒性和数据传递可靠性。当目的节点是第六十六无线装置D66时，第二无线装置D2根据第一相邻节点信息的父子节点信息确定相邻节点中没有目的节点，从而将数据传递至作为父节点的第一无线装置D1中。第一无线装置D1可以在可通信范围AR1中进行通信并且存储第零无线装置D0、第二无线装置D2、第七无线装置D7、第八无线装置D8和第十七无线装置D17的网络信息。第一无线装置D1确定作为目的节点的第六十六无线装置D66处于第七无线装置D7的相邻位置，从而将数据传递到第七无线装置D7中。接着，第七无线装置D7确定作为相邻节点的第六十六无线装置D66为目的节点，并将数据传递到此装置中。

Description

无线装置和网络系统

技术领域

本发明涉及一种通过网络与多个分级无线装置相连接的无线装置，以及一种具有多个无线装置的网络系统。

背景技术

最近，随着无线网络的普及，期望更低花费和更低的能量消耗的网络。作为一种实现了低花费和低能耗网络构造，一种多次反射无线网络(下文简称为“多次反射网络”)已经被提出。所述多次反射网络具有这样一种网络构造，它仅使用具备无线通信功能的无线装置(下文可称为“无线装置”)来通过多级连接和中继方法执行无线通信并提供一种自主分散网络。

多次反射网络的一种是树型网络。树型网络是通过多级连接来把多个无线装置分级以在各装置间建立一种父子关系而形成的。

图10是网络系统S100的示意图，该网络系统通过第一到第八无线装置D1到D8组成了一个树型网络。这里，数据通过下述方法由第八无线装置D8传输到第一无线装置D1中。

首先，因为第八无线装置D8没有较低层的无线装置，所以第八无线装置D8把数据传输到较高层的第五无线装置D5中。第五无线装置D5确定其较低层中不存在第一无线装置D1，并把数据传输到较高层的第二无线装置D2中。类似地，第二无线装置D2确定其较低层中不存在第一无线装置D1，并将数据传输到较高层的第一无线装置D1中。第一无线装置D1确定被传输到的数据是以其自己为地址的数据从而来进行数据接收处理。

如上所述，具有分级网络的树型网络能够通过进一步的分级化来增加无线装置的数量，并且有助于构成广域网。根据一个已知树型网络的例子，在树型网络中的一个节点(无线装置)以上位置的父节点实现通信的时间的基础上，根据此节点的ID值来确定用于通过其节点对数据传输进行载波侦听的一个时隙，以避免通信冲突(见专利公开1)

专利公开1：未经审查的日本专利公开号2005-94529

发明内容

本发明要解决的问题

然而，例如，当图10中的第二无线装置D2中被引起诸如硬件故障之类的干扰时，或者当第二无线装置D2和第五无线装置D5间发生无线干扰或障碍时，第五、第七和第八无线装置D5、D7，和D8不仅会被阻止与第二无线装置D2间的通信，并且也会被阻止与其他装置如第一无线装置D1和第三无线装置D3间的通信。

如上所述，就树型网络而言，当在较高层的无线装置中产生干扰，或者与无线装置间的通信被中断从而引起通信故障时，位于发声通信故障的无线装置的较低层的所有装置都会被切断与整个网络的联系。

在以固定的方式特别提供无线网络装置的情况下，当该网络构成时通信路径就被固定了。然而，当通信环境改变时，通信质量就会变得不稳定。这样，网络很容易受到通信路径干扰的影响，并且很难恢复。

就一种所谓组桶式(bucket-brigade)多次反射网络而言，为了加强数据传输的可靠性，用于数据传输的无线装置的数量，也就是反射数期望是越少越好的。然而，因为树型网络的层次结构是在网络构成的时候建立的，所以，数据必须经由一个很间接的通信路径进行传输，比如像这种情况，数据要从第八无线装置D8传输到目的地第六无线装置D6中。因此，对作为目的地的无线装置的搜索区域就要扩大，反射数也要增加。因此，数据传输的可靠性就会变差。

由于上述原因，一直很难保证网络的鲁棒性(强度)和可靠性。这样，即使在对广域网很有效的树型网络的情况下，当通信环境由于例如工厂设计或构建网络中的人、机器等的移动而动态改变时，树型网络也很难被使用。因此，能够使用树型网络的应用就变的越来越有限。

本发明是考虑到上述问题而发明的。本发明的一个目的就是要改进网络的鲁棒性和数据传输的可靠性。

解决上述问题的方法

为了解决上述问题，根据本发明，一种通过网络与多个分级无线装置相连的无线装置，包括：

获取单元，其用于预先获取另一可通信装置的网络信息；

目的地确定单元，其用来根据获取单元获取的网络信息，来确定另一可通信装置是否为数据传输目的地；和传输控制单元，其用于当目的地确定单元确定另一可通信装置就是数据传输目的地时，来把数据传输到该另一可通信装置中，其还用于当目的地确定单元确定所述另一可通信装置不是所述数据传输目的地时，来经由网络将数据传输到连接在较高层或较低层的另一装置中。

优选地，所述无线装置进一步包括：

传输能力确定单元，其用来确定是否可以将数据通过网络传输到连接在较高层和较低层的其他装置中的每一个中，其中

当传输能力确定单元确定不可以将数据传输到较高层或较低层的另一装置时，传输控制单元根据网络信息，将数据传输到所述另一可通信装置中。

优选地，当存在多个其他可通信装置时，传输控制单元选择一个可通信装置，并将数据传输到所选择的可通信装置，其中，通过网络连接在该可通信装置较高层的无线装置不同于通过网络连接在所述传输控制单元的无线装置较高层的无线装置。

优选地，当存在多个所选出的可通信装置时，传输控制单元在所选出的可通信装置中进一步选择一个通过网络与层次结构中具有最小层数的层相连接的可通信装置，并把数据传输到所选出的可通信装置中。

优选地，当存在多个所选出的可通信装置时，传输控制单元在所选出的可通信装置中进一步选择一个具有最佳通信灵敏度的可通信装置，并将数据传输给所选出的可通信装置。

优选地，网络信息至少包括以下信息中之一：通过网络与处在较高层和较低层的另一可通信装置相连的无线装置的网络地址；网络层次中另一可通信装置的层数；以及可与另一可通信装置进行通信的无线装置的网络地址。

优选地，所述网络连接是一种由树型网络构成的连接。

根据本发明，在一种通过网络连接有多个分级的无线装置的网络系统中，

每个无线装置包括：

获取单元，其用来预先获取可与所述无线装置进行通信的另一可通信装置的网络信息；

目的地确定单元，其用来根据由获取单元所获取的网络信息，来确定另一可通信装置是否就是数据传输目的地；和传输控制单元，其用来在目的地确定单元确定另一可通信装置就是数据传输目的地时，来将数据传输到另一可通信装置中，以及当目的地确定单元确定另一可通信装置不是数据传输目的地时，来将数据传输到通过网络连接在较高层或较低层的另一装置中。

本发明的效果

根据本发明，当另一可通信装置被确定为数据传输目的地时，根据预先获取的另一可通信装置的网络信息，数据被传输到另一可通信装置中。当另一个可通信装置被确定不是数据传输目的地时，数据被传输到通过网络连接在较高层或较低层的另一装置中。这样，当作为数据传输目的地的另一装置可以通信的时候，数据就可以被传输到目的地，而不用连接与网络连接的另一装置。因此，可以选择一种在数据传输时反射数量少的有效通信路径，并且这样也可以改进数据传输的可靠性。

当确定不可以将数据传输到较高层或较低层的另一装置时，数据被传输到另一可通信装置中。这样，例如这种情况：即当不能与通过网络连接的另一装置进行通信时，通过使用网络的层次结构不能实现数据传输的情况下，数据被传输给另一可通信装置。因此，就可以提供备用通信路径。因此，可以防止整个网络由于通信故障被切断，并且可以改进网络的鲁棒性和数据传输可靠性。

当存在多个其他可通信装置时，选择一可通信装置，在所选的可通信装置中，通过网络连接在该可通信装置较高层的无线装置不同于通过网络连接在传输控制单元的无线装置较高层的无线装置。因此，通过把数据传输给一个未通过网络与传输控制单元的无线装置较高层中的无线装置相连的无线装置，搜索作为目的地的无线装置的区域就会改变，而且可以更有效地选择一条到目的地的通信路径。

当存在多个所选出的其他装置时，会在这些其他装置中进一步选择通过网络连接在层次结构中具有最小层数的装置。这样，数据可以被传输到层次结构中的较高层中。在分级的网络中，通过按照从较高层到较低层的顺序来选择一通信路径，可容易地找到作为目的地的无线装置。这样，可以有效地选择出到达目的地的通信路径。

当存在多个所选出的其他装置时，在这些其他装置中选择具有最佳通信灵敏度的另一装置。这样，可以更加安全地进行数据传输。

网络信息包括以下信息中的至少一个：通过网络与较高层和较低层中的另一可通信装置相连接的无线装置的网络地址；网络层次中另一可通信装置的层数；和能与另一可通信装置进行通信的无线装置的网络地址。这样，就可以根据上述网络信息适当地选择通信路径。

所述网络连接是由一种树型网络形成。因此，可以提供一种具有高鲁棒性和高数据传输可靠性的广域网。

附图说明

图1是举例说明一个无线装置功能结构的方框图。

图2是说明网络系统树型结构的示例的示图。

图3是用来解释无线网络的特定操作的流程图。

图4是说明网络系统中每一个无线装置的布局的示图。

图5是说明网络系统的数据传输步骤的第一示图。

图6是说明网络系统的一个数据传输步骤的第二示图。

图7是说明网络系统的一个数据传输步骤的概要的第三示图。

图8是说明工厂诊断系统的一个系统结构的方框图。

图9是说明楼宇自动控制系统的一个系统结构的概要的方框图。

图10是说明网络系统的一个系统结构的概要的方框图。

具体实施方式

在下文中，将参照图1到图9，详细描述一个实施例，其中本发明的无线装置应用于图1所示无线装置D。注意无线装置D一般作为通信装置(诸如无线集线器，路由器等等)、带有多种无线通信功能的电子装置(诸如笔记本电脑，个人数字助理(PDA)等等)。

在本实施例中，无线装置D是分级连接到网络中的，网络系统S如图2中所示构造。网络系统S组成了一个由第零到第六十六无线装置(D0到D66)分级连接的树型网络。注意无线装置D0到D66具有图1所示的无线装置D同样的功能结构。

所述网络系统S的顶层(路由)为第零无线装置D0，第零无线装置D0与其较低层的第一无线装置D1、第二十二无线装置D22、第四十三无线装置D43，和第六十四无线装置D64相连。这些无线装置的较低层进一步与其他无线装置连接。

当把上述分级的无线装置各自间的关系比作一个父子关系时，经由网络与某一个无线装置的较高层相连的无线装置被称为“父节点”，与某一个无线装置的较低层相连的装置被称为“子节点”，连接在更低层的装置被称为“孙节点”。下文将解释此实施例。

无线装置的功能结构

首先，参考图1，将描述无线装置D的功能结构。如图1所示，无线装置D包括：一个控制单元1，一个无线通信单元11，和一个存储单元21。

无线通信单元11包括天线15和解调电路、调制电路(未示出)等，来实现无线控制功能13。无线通信单元11通过无线控制功能13对从天线15接收来的无线电信号进行解调，从而生成数字信号，并将生成的数字信号输出到控制单元1中。无线通信单元11也根据从控制单元1发出的控制对传输数据进行调制，并将此数据传输给另一个装置。存储单元21是一个可读写的存储器，包括一个RAM，一个闪速存储器等。

控制单元1包括一个中央处理单元(CPU)、一个只读存储器(ROM)、一个随机存储器(RAM)等，以综合的方式来控制和管理无线装置D。具体地说，中央处理单元读取存储在只读存储器中的程序，依照该程序进行处理。接着，根据处理结果，中央处理器进行数据处理，或与另一个无线装置进行通信。

控制单元1存储无线装置D所独有的应用程序，从而根据该程序的处理实现应用功能3。应用功能3检测来自用户的数据传输请求，或来自另一个装置等的传输请求，从而基于TCP/IP传输系统来进行数据传输。接着，传输数据中加入包含作为传输数据目的地(下文称为“目的节点”)的无线装置网络地址的标题信息。

根据从另一个装置传输来的数据中所包括的网络地址，控制单元1也确定该数据是否是针对控制单元1自身装置而预定的。当该数据针对自身装置是预定装置时，控制单元1响应另一个装置等进行诸如数据存储之类的处理。当该数据是针对另一个装置预定的，过后将要描述的数据传递/路由选择功能9选择一条合适的通信路径来把数据传输到任意一个另外相邻的可通信无线装置(下文称为“相邻节点”)，父节点和子节点中。

控制单元1通过具有父子关系管理功能7和数据传递/路由选择功能9的网络功能5获取父节点、子节点和相邻节点的网络信息(网络地址，层次信息)，从而根据这些信息选择一条合适的通信路径并传输该数据。

具体地说，当构成一个带有另外装置的网络时，相邻节点可以通过父子关系管理功能7搜索到。在已搜索到的相邻节点中，确定父节点和子节点以构成一个树型网络。随后，存储单元21收集并存储自身装置的父节点和子节点的网络信息，以及相邻节点的网络信息来管理信息。父节点和子节点可以由用户确定或通过最佳化进行分配。

用于搜索相邻节点的方法可以使用基于IEEE 802.15.4无线标准的扫描功能的方法。这种扫描功能是这样一种功能，无线可通信装置可以通过该功能主动或被动发送同步信号。通过使用这种功能，可以搜索到在无线电波可到达范围内的任意数量的相邻节点。注意其他已知技术也可以适当地用作搜索相邻节点的一种方法。

控制单元1使得由父子关系管理功能7获取的网络信息作为父子节点信息23和第一相邻节点信息31存储在存储单元21中。注意关于获取父子节点信息23和第一相邻节点信息31的定时和频率，当诸如网络构成时可以获取父子节点信息23和第一相邻节点信息31，或者例如也可以周期性获取并更新。获取方法可以根据网络系统S的运行和构造进行适当的改变。

父子节点信息23是自身装置的父节点、子节点、孙节点的网络信息25，并且包括一个网络地址27和表示网络系统S层次中层数的层次信息29，其中网络地址27是IP地址或MAC地址。

第一相邻节点信息31包括：作为针对每个相邻节点的网络信息的网络地址35和层次信息37；父子节点信息39；以及第二相邻节点信息41。第一相邻节点信息31的父子节点信息39是相邻节点的子节点和父节点的网络信息，从相邻节点获取来，并通过相邻节点间的通信被存储。第二相邻节点信息41作为可以和相邻节点通信的无线装置(第二相邻节点)的网络信息。当相邻节点通信时，第一相邻节点信息从邻近节点中被获取和存储。

根据以上获得的网络信息，控制单元1就会选择一条合适的路径来实现用来向相邻节点，父节点或子节点传输数据的数据传递/路由选择功能9。这里，将参考图3中的流程图来描述数据传递/路由选择功能9的细节。

[数据传递/路由选择功能细节]

首先，当控制单元1接收将要传输给作为连接数据的连接节点的目的节点的数据时(步骤S1)，控制单元1将相邻节点信息31的网络地址27与接收数据的网络地址进行比较，来确定该相邻节点是否为一个目的节点(步骤S3)。当确定该相邻节点为目的节点时(步骤S1；是)，控制单元1将接收数据传递到该相邻节点(步骤S5)。

当该相邻节点确定不是目的节点时(步骤S3；否)，根据第二相邻节点信息41的网络地址，控制单元1确定目的节点是否与该相邻节点有进一步的相邻关系(步骤S7)。当确定目的节点与该相邻节点有进一步的相邻关系时(步骤S7；是)，控制单元1把数据传递到该相邻节点(步骤S5)。

在步骤S7中，当确定目的节点与该相邻节点间没有进一步的相邻关系时(步骤S7；否)，根据父子节点信息23的网络地址27，控制单元1确定其自身装置的子节点和孙节点是否是目的节点(步骤S9)。当子节点和孙节点被确定为是目的节点时(步骤S9；是)，控制单元1将数据传递到子节点(步骤S13)。注意当孙节点为目的节点时，数据将被传输到子节点作为自身装置与孙节点间的连接点，接着子节点再将数据传递给孙节点。

当确定子节点和孙节点都不是目的节点时(步骤S9；否)，控制单元1根据第一相邻节点信息31的父子节点信息39，来确定相邻节点的子节点和孙节点是否为目的节点(步骤S11)。当控制单元1确定相邻节点的子节点和孙节点为目的节点时(步骤S11；是)，控制单元1将数据传递给该相邻节点(步骤S5)。在这种情况下，该相邻节点将作为一个连接点，向它的子节点传递数据。

当相邻节点的子节点和孙节点被确定为不是目的节点时(步骤S11；否)，就会确定该数据是否能够被传递到其自身装置的父节点中(步骤S15)。如果该数据能够被传递到其自身装置的父节点中，那么该数据就会被传递到此父节点中(步骤S19)。注意任何适当的已知方法都可以用来确定该数据是否能够被传递。例如，当可以与父节点进行交互通信，并从父节点得到回复时，就可以确定该数据可以被传递。可选的，当父节点所传输的无线电波的一个信号值高于或等于预定值时，就可以确定该数据能够被传递。

当控制单元1确定该数据不能被传递到父节点时(步骤S15)，控制单元1从相邻节点中选择满足下面选择条件的无线装置(步骤S17)，来把数据传递到已选的相邻节点(步骤S5)。当存在多个满足选择条件的无线装置时，就会增加选择条件从而选择一个最佳的无线装置传输数据。

(条件1)父节点必须是不同于其自身装置的父节点。

首先，控制单元1将父子节点信息23同第一相邻节点信息31中的父子节点信息39相比较，选出一个父节点与其自身装置的父节点不同的相邻节点。就树状网络而言，当子节点和孙节点不是目的节点时，其父节点要相应的增加无线装置作为其后代并扩展能搜寻的目的节点的范围。当数据不能被传递到父节点时，能被搜寻到的目的节点的范围将不能被扩展。因此，数据可以被传递给没有能够扩展可搜寻到目的节点的范围的相同的父节点的相邻节点。

(条件2)网络系统S中的分层最低的层。

当有多个相邻节点满足条件1时，控制单元1根据第一相邻节点信息31的层次信息37选择网络系统S的层次中具有最小层数的层的一个相邻节点。原因是：可以通过假定一个靠近发送端的树状网络的层次中某一层的无线装置作为起始点来扩展可搜寻的目的节点的范围。

(条件3)通信灵敏度良好

当有多个相邻节点满足条件1和条件2时，控制单元1选择与这些相邻节点具有最好通信灵敏度的相邻节点。原因是：相邻节点的灵敏度越高，其数据传输可靠性越高。注意通信灵敏度是通过例如从各自相邻节点接收来的无线电波，来选择一个具有最大无线电波信号值的相邻节点作为一个具有最好通信灵敏度的相邻节点。

[网络系统的特定操作]

接下来，图2中第零无线装置D0到第六十六无线装置D66被布置在图4所示的布局中。将说明当从第二无线装置D2传递数据时实现的网络系统S的特定操作。

首先，当网络建立后，第二无线装置D2获得父子节点信息23和第一相邻节点信息31。如图2所示，第二无线装置D2的父节点就是第一无线装置D1，因此第一无线装置D1的网络信息被作为父子节点信息23来存储。注意，尽管图2没有示出第二无线装置D2的子节点，但是当第二无线装置D2与一个子节点相连接时，该子节点的网络信息同样被作为父子节点信息23来存储。

在图4中，第二无线装置D2可以和可通信范围AR2中存在的无线装置进行通信并且把作为相邻节点的第七无线装置D7、第十七无线装置D17、以及第三十三无线装置D33的网络信息存储作为第一相邻节点信息31的网络地址35和层次信息37。第二无线装置D2同时还获得在第七无线装置D7、第十七无线装置D17、第三十三无线装置D33中每一个父子节点和子节点中的无线装置的网络信息，以及任一可以通信的无线装置的网络信息，从而将该信息存储作为第一相邻节点信息31和第二相邻节点信息41中的父子节点信息39。

当针对第七无线装置D7指定从第二无线装置D2传递的数据时，第二无线装置D2是通过基于第一相邻节点信息31中的网络信息35来确定相邻节点第七无线装置D7是目的节点，从而如图5所示将数据直接传递到第七无线装置D7。

在图2的情况下，当以传统方式通过树型网络的层次结构来传输数据时，即使在第二无线装置D2和第七无线装置之间的远程通信条件或无线电波通信条件很好时，也是按照第二无线装置D2、第一无线装置D1、第七无线装置D7的顺序来传递数据的。因此，反射数(传输数据所经过的无线装置的数量)为“1”。相反，在本实施例中，因为可以不经过第一无线装置D1来传递数据，所以可以提供更为有效的数据传递。

当第二十二无线装置D22作为一个目的节点时，根据第一相邻节点信息31中的父子节点信息39，第二无线装置D2确定第二十二无线装置D22被连接作为其相邻节点中的第三十三无线装置D33的一个父节点，从而将该数据传递给第三十三无线装置D33。

第三十三无线装置D33可以与图6所示可通信范围AR33中的另一装置进行通信，并获取第一无线装置D1和第十二无线装置D12的网络信息来存储作为第一相邻节点信息31的网络地址35和层次信息37的网络信息。作为第一相邻节点信息31和第二相邻节点信息41中的父子节点信息39，第一无线装置D1和第十二无线装置D12中每一个的父节点和子结点的物理信息，以及相邻节点的网络信息将被存储。

当从第二无线装置D2接收数据时，第三十三无线装置D33确定目的节点不是作为相邻节点而是作为父节点而被连接，从而把数据传递给第二十二无线装置D22。

如图2所示，通常情况下，当向目的节点传递数据时，其传递顺序为第二无线装置D2、第一无线装置D1、第零无线装置D0和第二十二无线装置D22。因此，反射数为“2”。相反，在本实施例中，其反射数可减为“1”。

如图6所示，如果第三十三无线装置D33向作为父节点的第二十二无线装置D22传递数据，当由于障碍、无线电干扰等因素造成数据不能被传递时，第三十三无线装置D33将会从与第二十二无线装置D22相连的网络中断开。第三十三无线装置D33的控制单元1在相邻节点中选择第二十二无线装置D22不是其父节点的一个无线装置。在这种情况下，因为第一无线装置D1和第十二无线装置D12是可应用的，提供在较低层的第一无线装置D1被选择，并且将数据传递给该第一无线装置D1。然后，通过按照第一无线装置D1、第零无线装置D0和第二十二无线装置D22的层次结构来传递数据。

如上所述，当由于通信故障或其它问题导致网络系统S关闭而不能传递数据时，可从相邻节点中重新选择一个向其传递数据的节点来提供足够通信路径。当在最低层中有多个无线装置时，可以通过在这些无线装置中选择一个通信灵敏度最强的无线装置以安全方式传递数据。

当目的节点为第六十六无线装置D66时，第二无线装置D2基于第一相邻节点信息31中的父子节点信息39来确定相邻节点中没有向目的节点来把数据传递给作为父节点的第一无线装置D1。

第一无线装置D1可以在图7所示的可通信范围AR1内进行通信并存储第零无线装置D0、第二无线装置D2、第七无线装置D7、第八无线装置D8、以及第十七无线装置D17的网络信息作为其第一相邻节点信息31。第七无线装置D7在可通信范围AR7内进行通信并存储第六十六无线装置D66的网络信息作为其第一相邻节点信息31。因此，第一无线装置D1存储第六十六无线装置D66的网络信息作为其第二相邻节点信息41。

第一无线装置D1根据其第二相邻节点信息41确定作为目的节点的第六十六无线装置D66存在于第七无线装置D7的相邻位置来向第七无线装置D7传递数据。然后，第七无线装置D7根据其第一相邻节点信息31确定作为其相邻节点的第六十六无线装置D66作为目的节点来向该装置传递数据。

如图2所示，通常情况下，当向目的节点传递数据时，其传递顺序为第二无线装置D2、第一无线装置D1、第零无线装置D0、第六十四无线装置D64、第六十五无线装置D65以及第六十六无线装置D66。因此，反射数为“4”。相反，在本实施例中，其反射数可减为“2”并能够提供有效的数据传递。

如上所述，根据本实施例，其它通信装置(相邻节点)的网络信息事先被获取。如果向目的节点传递数据时相邻节点是目的节点，则数据将被传递到该相邻节点。因此，当目的节点位于邻近位置时，无需依次按照树型网络的层次结构传递数据，而可以直接传递。因此，可以减少通信路径上的反射数，从而改善数据传递可靠性。

当相邻节点中没有目的节点时，将数据传输给与目的节点相连的一个父节点和一个子节点。因此，能够按照树型网络的层次结构传递数据。如上所述，事先基于获取到的网络信息，从一个相邻节点，一个父节点和一个子节点中选择向其传递数据的节点。因此，可以经过一条优化的通信路径来传递数据。

当不能给一个父节点传递数据时，一个满足选择条件的相邻节点，诸如具有不同父节点的相邻节点、一个层次结构中提供在最低层的相邻节点、以及一个具有良好通信灵敏度的相邻节点将被选择来向其传递数据。因此，当由于通信失败等原因从网络系统S断开该装置时，可选择能在搜索目的节点的范围内扩展的邻近节点来向其传递数据。因此，对于整个网络来说，可以阻止通信失败变得严重。而且，该网络可以避免通信故障，并可改善鲁棒性。

例如，当由电池驱动无线装置时，假定经常由于电池耗尽造成装置故障。然而，由于改善了网络系统S的鲁棒性，因而无线网络的可用性也得到了改进。当无线装置中的通信路径被确定后，则很可能由于障碍或无线电干扰造成通信不稳定。然而，由于变化的通信环境造成的通信的不稳定性可以通过动态地选择另一个能够提供一条如本实施例所述备用的传输路径的通信装置来避免。因此，它能够改善网络系统S的可靠性并提供一个稳定的通信质量。

例如，即使当网络系统S是由户外的无线装置构造而成，并且网络系统S由于一些无线装置的维护而临时停止工作时，因为从相邻节点开始对目的节点的搜索，从而维护的影响可以被减小。而且，在维护结束系统恢复后，像网络信息的恢复与保持等相关的人为操作是不需要的。因此，网络系统S的维护也可得到改进。如上所述改善后的鲁棒性、可靠性、以及网络的维护性都会导致运营成本的改进：例如，方便性，维护花费的降低等等。

虽然在上述实施例里，描述了当数据不能传递给父节点时会选择一个满足选择条件的相邻节点，例如，下面的流程同样会被用到。具体地说，当在步骤S9把数据传递给一个子节点时，确定是否能将该数据传递到该子节点。当确定不能传递数据时，选择满足上述选择条件的相邻节点。

因此，例如在从图7中第七无线装置D7向第八无线装置D8传递数据时发生通信故障的情况下，可以向在层次结构中提供在最低层的具有不同父节点的第零无线装置D0传递数据，并且可以在相邻节点中从第零无线装置D0向第八无线装置D8传递数据。因此，甚至可以把数据传递到一个与网络系统S隔离的子节点。

尽管描述了树型网络是通过连接多个无线装置D组成的情况，但是只要所应用的网络是多次反射网络，就可以应用本发明。

[实例：工厂设备诊断系统]

接下来，将描述网络系统S的实际例子。图8是网络系统S实际用作工厂设备诊断系统PS情况的系统结构概要的方框图。

该工厂设备诊断系统PS是由连接在骨干网N上的一个数据收集服务器SV和一个网关装置G构成的。该工厂设备诊断系统是工厂/车间自动化系统(FA/PA)，其中，把用于诊断工厂厂房中的管道的信息从传感装置E1到传感装置E10收集到数据收集服务器SV。

如图8所示，网关装置G的较低层包括互相无线连接的第一至第三连接装置R1-R3。第一至第三连接装置R1-R3和网关装置G是由上面所讲无线装置D的相同结构中的网络装置所实现的。具体地说，第一到第三连接装置R1到R3和网关装置G形成了与网络系统S相对应的树型网络。

传感装置E1到E10中的每一个传感装置都诊断工厂等地的管路流动状态，并将诊断结果传递给第三连接装置R3。第三连接R3接收到诊断结果后，假定网关装置G为一个目的节点，并将诊断结果发送给作为父节点的第一连接装置R1。即使在第一连接装置R1与第三连接装置R3间引起通信失败时，由于在可通信范围AR3内，第三连接装置R3重新将作为相邻节点的第二连接装置R2变为目的节点，因此，诊断结果就可以被传递到网关装置G。

一般来讲，当建筑物要进行扩建时，很难通过有线通信来组建网络，这样就会考虑使用可在大范围内进行通信的树型网络。然而，由于存在很多设施(障碍)，并且网络在提供有无线装置的工厂建筑物里很容易受到无线装置的干扰，这样无线通信就容易变得不稳定。即使在因工厂建筑物环境发生改变而造成通信路径间产生干扰时，通过应用本实施例的网络系统S，可以通过重建网络的方法来增强工厂诊断系统PS的鲁棒性和可靠性。因此，可以提供新的附加值(服务)，如对大工厂里一些设施的诊断。

[实例：楼宇自动化系统]

图9是说明将网络系统S实际用作一个楼宇自动化系统BS的情况下的系统结构大略框图。此楼宇自动化系统BS是用来在该楼宇内通过给设备附加无线装置来实行各种装置自动化的系统，如照明设备和空调设备。

构成楼宇自动化系统BS使得第一到第六传感装置E10到E60与第一到第四连接装置R10到R40间是无线连接的。第一连接装置R10拥有第一到第三传感装置E10到E30，以及第二和第三连接装置R20和R30作为其子节点。第二连接装置R20有第四和第六传感装置E40和E60作为其子节点。第三连接装置R30分别有第四连接装置R40和第五传感装置E50作为其子节点。具体地说，第一连接装置R10是位于与网络系统S的第零级无线装置D0相对应的顶层(路由)的装置。

第一到第六传感装置E10到E60分别连接到照明装置中来调整它们的开/关操作。例如，当第三传感装置E30的照明装置的开关打开时，所有连接到第一到第四传感装置E10到E40的照明装置的照明装置都被控制并调整以致全部处于打开状态。通过把行动传感器等类似物附加到所述传感装置，当有人进入或离开房间时，照明装置就能够被控制至打开或关闭状态了。

例如，当第六传感装置E60传递数据到第三连接装置R30时，因为可通信范围AR20中的第三连接装置R30的网络信息是预先得到的，因此数据就可以直接传递到第三连接装置R30中，而不需要把数据传递到作为父节点的第二连接装置R20中了。

通常，从楼宇管理中寿命周期成本(LCC)的角度，实行能量管理来降低运行成本是十分重要的，并且可有效地使用无线技术。在此情况下，采取容易组成广域网的树型网络也是合理的做法。然而，当现场中的特定地点过于拥挤或存在诸如白板或隔离物的装备时，通信很容易不稳定。这样，即使当发生通信故障时，通过本应用实施例的网络系统S，根据通信环境的变化依次选择相邻节点。因此，能够增强网络的鲁棒性和通信可靠性。

网络系统S也可以被实际用作一个用来收集和监控诸如传感数据、图像、声音等信息的现场监控系统(未示出)。通常来讲，在这种现场监控系统中，通信环境经常由于诸如天气或自然环境的变化、新楼宇的结构、以及无线装置独有的局限性(无线电波特性，电源寿命)而改变。此外，当系统通过使用无线通信特性而建造，以便使无线装置以一种特别的方式进行布置时，也可以经常对无线装置进行维护。就这种情况而言，通过应用本实施例的网络系统S，即使当无线装置临时停止工作时，相邻节点也可以被循序的选择出并将向其传递数据。维护得到了改进。另外，系统的使用方便性可以得到改进，并且也可以实现使用特别性能的无线装置的复杂系统集成的可用性。

如上所述，通过应用所述以树型网络为基础的网络系统S，能够给很难构成广域网的有线连接的、星型的、或环型的网络提供各种各样类别的系统。

工业使用性

根据本发明的无线装置和网络系统能够被用来控制一种如工厂诊断、楼宇自动化、现场监控等之类的广域网。

Claims (7)

1.一种无线装置，其通过网络与多个分级的无线装置相连接，该无线装置包括：

获取单元，其用于预先获取另一可通信装置的网络信息；

目的地确定单元，其用于根据由所述获取单元所获取的网络信息，来确定所述另一可通信装置是否为数据传输目的地；

传输控制单元，其用于当所述目的地确定单元确定所述另一可通信装置为数据传输目的地时，来将数据传输至该另一可通信装置，其还用于当所述目的地确定单元确定所述另一可通信装置不是数据传输目的地时，来经由网络将数据传输至连接在较高层或较低层的另一无线装置；和

传输能力确定单元，其用于确定是否能够将数据经由网络传输到连接在较高层和较低层的其他无线装置中的每一个，其中，

当所述传输能力确定单元确定不能将数据传输到较高层或较低层的另一无线装置时，所述传输控制单元根据所述网络信息将数据传输到所述另一可通信装置中。

2.如权利要求1中的无线装置，其中当存在多个其他可通信装置时，所述传输控制单元选择一个可通信装置，并把数据传输到所选的可通信装置，其中，通过网络连接在该可通信装置较高层的无线装置不同于通过网络连接在所述传输控制单元所属的无线装置较高层的无线装置。

3.如权利要求2中的无线装置，其中，当存在多个所选出的可通信装置时，所述传输控制单元在所述所选出的可通信装置中进一步选择一个通过网络与层次结构中具有最小层数的层相连接的可通信装置，并将数据传输到所述被选出的可通信装置中。

4.如权利要求3中的无线装置，其中当存在多个所选出的可通信装置时，所述传输控制单元在所述所选出的可通信装置中进一步选择一个具有最佳通信灵敏度的可通信装置，并将数据传输到所述被选出的可通信装置中。

5.如权利要求1到4任意一个中的无线装置，其中

所述网络信息包括以下信息中的至少一个：通过网络与处于较高层和较低层的另一可通信装置相连的无线装置的网络地址；网络层次中另一可通信装置的层数；以及可与另一可通信装置进行通信的无线装置的网络地址。

6.如权利要求1到4任意一个中的无线装置，其中网络连接是由树型网络构成的连接。

7.一种网络系统，其中通过网络连接有多个分级的无线装置，其中

每个所述无线装置包括：

获取单元，其用于预先获取可与所述无线装置进行通信的另一可通信装置的网络信息；

目的地确定单元，其用于根据由所述获取单元所获取的网络信息，来确定所述另一可通信装置是否为数据传输目的地；

传输控制单元，其用于当所述目的地确定单元确定所述另一可通信装置为数据传输目的地时，来将数据传输给所述另一可通信装置，其还用于当所述目的地确定单元确定所述另一可通信装置不是数据传输目的地时，来将数据传输到通过网络连接在较高层或较低层的另一个无线装置；以及

传输能力确定单元，其用于确定是否能够将数据经由网络传输到连接在较高层和较低层的其他无线装置中的每一个，其中，

当所述传输能力确定单元确定不能将数据传输到较高层或较低层的另一无线装置时，所述传输控制单元根据所述网络信息将数据传输到所述另一可通信装置中。

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