CN102413567B - 无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线通信系统，稳定地检测逻辑地址是否重复。基于来自主设备(1)的从属信息(从属最大可连接数Nmax，地址通知周期T)与设定给自身的设备编号#n，在从属设备中计算地址信息的通知时机ΔT，在延迟了ΔT时间后，在每个周期T将自身的地址信息(逻辑地址+通信地址)通知给主设备。每当接收到地址信息，主设备就对该逻辑地址与通信地址的组合进行存储，在该存储时与接收到的逻辑地址相一致的逻辑地址已经被存储的情况下，对与该逻辑地址组合存储的通信地址进行检查，在与接收到的通信地址不一致时判断为接收到的逻辑地址发生重复。另外，为了进行下次的重复判断，将与该逻辑地址组合存储的通信地址改写成接收到的通信地址。

Description

无线通信系统
技术领域
本发明涉及由主设备与多个从属设备构成的无线通信系统。
背景技术
近年来，利用无线通信来进行环境计测、监视、控制等的系统日益增加。对于该进行环境计测、监视、控制等的无线通信系统而言，较多的情况是对象区域相对较广，或者在对象区域内存在多个无线通信障碍物。在这样的情况下，为了覆盖对象区域，利用即便是由于接收器与发送器的设置位置、电波状况等环境的不同而无法直接进行通信，也能够与其它设备进行中继来通信的无线通信网络是有利的。
作为这种无线通信网络，提出了多跳网络(Mesh Network)，其是利用了紫蜂(Zigbee(注册商标))协议的无线通信网络(例如，参照专利文献1、2)等网络。该多跳网络是如下技术：主设备与从属设备之间的双向通信是通过使与位于直接通信圈内的其它从属设备进行中继来进行的，即使一个通信路径受到多路衰减的影响而无法通信，也能够搜索其它通信路径来使通信得以继续。其中，多路衰减是指由于接收电波在多个通信电波反射路径之间产生的相位差而被抵消，从而无法接收的现象。
在由这种主设备与多个从属设备构成的无线通信系统中，为了对从属设备的种类、层次进行定义，而对从属设备设定逻辑地址，以便与基于系统的协议作为单一的体系使主设备分配的通信地址相区别。该逻辑地址根据系统构成而分别被独立地设定，通常是手动设定。因此，会产生对不同从属设备设定了重复的逻辑地址这样的现象。假如直接运用设定了重复的逻辑地址的系统，则会无法得到所希望的运用，因此需要对该重复进行检测。
因此，作为以往的逻辑地址重复检测方式，公开了如下方式：在包通信方式的网络中，对包进行中继的中继器提取并存储每个包的逻辑地址，对所存储的逻辑地址与所提取出的逻辑地址是否重复进行检测，当检测到重复时便将其通知给网络管理终端(例如，参照专利文献3)。
[专利文献1]日本特开2006-5928号公报
[专利文献2]日本特开2006-42370号公报
[专利文献3]日本特开平6-75900号公报
然而，在将上述的专利文献3所公开的逻辑地址重复检测方式用于利用了紫蜂协议的多跳网络中时，例如，在电源启动时等各中继站(主设备或者从属设备)构建了通信路由的情况下，可能会产生过度的通信流量，从而中继器无法接收消息，该情况下无法检测逻辑地址是否重复。另外，在任何方法中如果中继器没有接收在网络中存在的全部消息的机制，则无法对在网络中存在的全部设备进行逻辑地址的重复的检测。
发明内容
本发明是为了解决这样的课题而完成的，其目的在于提供一种能够稳定地对逻辑地址的重复进行检测的无线通信系统。
为了实现这样的目的，本发明涉及具备第1从属设备～第N(N≥2)从属设备、和接收来自这些从属设备的消息的主设备的无线通信系统，其特征在于：主设备具备：从属信息存储单元，其将从属设备的最大可连接数与来自从属设备的地址信息的通知周期存储为从属信息；地址信息通知请求单元，其至少在起动时，以广播的方式向第1从属设备～第N从属设备发送从属信息，并请求通知来自第1从属设备～第N从属设备的地址信息；以及逻辑地址重复检测单元，其基于根据来自地址信息通知请求单元的地址信息的通知请求而由第1从属设备～第N从属设备作为地址信息通知的逻辑地址与通信地址，检测对第1从属设备～第N从属设备设定的逻辑地址是否重复，第1从属设备～第N从属设备具备：机器信息存储单元，其将以从属设备的最大可连接数为最大值而按顺序确定的设备编号、和作为自身的地址信息而设定的逻辑地址以及通信地址存储为机器信息；地址信息通知时机计算单元，其受理来自主设备的地址信息的通知请求，基于作为从属信息而发送来的从属设备的最大可连接数、地址信息的通知周期和存储为机器信息的设备编号，来计算通知自身的地址信息的时机；以及地址信息通知单元，其根据由地址信息通知时机计算单元计算出的通知时机，在地址信息的每个通知周期，将作为机器信息而存储的自身的地址信息通知给主设备。
在本发明中，主设备至少在起动时，以广播的方式向第1从属设备～第N从属设备发送从属信息(从属设备的最大可连接数Nmax+来自从属设备的地址信息的通知周期T)，并请求通知来自第1从属设备～第N从属设备的地址信息。受理该地址信息的通知请求，第1从属设备～第N从属设备基于从属设备的最大可连接数Nmax、地址信息的通知周期T以及设备编号#n，来计算通知自身的地址信息的时机ΔT。例如，计算通知自身的地址信息的时机作为ΔT＝#n*(T/Nmax)。并且，根据该计算出的通知时机，在地址信息的每个通知周期，将自身的地址信息(逻辑地址+通信地址)通知给主设备。
主设备基于由第1从属设备～第N从属设备通知的地址信息(逻辑地址+通信地址)，检测对第1从属设备～第N从属设备设定的逻辑地址是否重复。例如，每当接收到来自第1从属设备～第N从属设备的地址信息，就对作为地址信息而发送来的逻辑地址与通信地址的组合进行存储，在进行该存储时与接收到的逻辑地址相一致的逻辑地址已经被存储的情况下，对与该逻辑地址组合存储的通信地址进行检查，在该存储的通信地址与接收到的通信地址不一致的情况下，判断为接收到的逻辑地址发生重复。该情况下，为了下次的重复判断，也可以将与判断为重复的逻辑地址组合存储的通信地址改写成接收到的通信地址。另外，在判断为接收到的逻辑地址发生重复的情况下，也可以将该逻辑地址输出给外部。
根据本发明，将从属设备的最大可连接数和来自从属设备的地址信息的通知周期作为从属信息，利用主设备以广播的方式将该从属信息发送给第1从属设备～第N从属设备，在第1从属设备～第N从属设备中基于从属设备的最大可连接数、地址信息的通知周期以及设备编号来计算通知自身的地址信息的时机，根据该计算出的通知时机，在地址信息的每个通知周期，将自身的地址信息(逻辑地址+通信地址)通知给主设备，在主设备中基于由第1从属设备～第N从属设备作为地址信息通知的逻辑地址与通信地址，检测对第1从属设备～第N从属设备设定的逻辑地址是否重复，因此在运用中即使在进行了路由的再构建的情况下，也能够在主设备侧稳定地对逻辑地址的重复进行检测。
附图说明
图1是本发明的无线通信系统的一个实施方式的电源接通后的时序图。
图2是表示该无线通信系统中主设备的逻辑地址的重复检测处理的流程图。
图3是针对逻辑地址的重复检测的具体例，以2台从属设备的构成例来进行说明的时序图(重复产生时)。
图4是针对逻辑地址的重复检测的具体例，以2台从属设备的构成例来进行说明的时序图(重复消除时)。
图5是该无线通信系统中的主设备与从属设备的要部功能框图。
附图标记说明：
1...主设备，2(2-1～2-N)...从属设备，1A...从属信息存储部，1B...地址信息通知请求部，1C...逻辑地址重复检测部，1C1...逻辑地址重复判断部，1C2...地址信息存储部，2A...机器信息存储部，2B...地址信息通知时机计算部，2C...地址信息通知部。
具体实施方式
以下，基于附图详细说明本发明的实施方式。
图1是该发明的无线通信系统的一个实施方式的电源接通后的时序图。在该图中，1是主设备，2(2-1～2-N)是从属设备。
在该无线系统中，以连接个人计算机(以下，省略为个人计算机)等的方式来对主设备1设定从属设备的最大可连接数(从属最大可连接数)Nmax与来自从属设备的地址信息的通知周期(地址通知周期)T。
另外，对从属设备2设定逻辑地址、通信地址以及设备编号。逻辑地址以连接个人计算机等的方式手动设定，通信地址在网络连接时由父设备(主设备或者从属设备)分配。其中，设备编号以从属设备的最大可连接数Nmax为最大值，被主设备1按顺序地分配。或者，也可以变换逻辑地址。例如在将逻辑地址的后2位作为设备编号的情况下，如果逻辑地址是“1002”则设备编号是#2。
在该例子中，对从属设备2-1，设定“10001”作为逻辑地址，设定“aaaa”作为通信地址，设定#1作为设备编号。另外，对从属设备2-2，设定“10002”作为逻辑地址，设定“aaab”作为通信地址，设定#2作为设备编号。以下同样地对各从属设备2设定逻辑地址、通信地址以及设备编号，对最后的从属设备2-N，设定“1000N”作为逻辑地址，设定“aaaZ”作为通信地址，设定#N作为设备编号。
〔来自主设备的地址信息的通知请求〕
在该无线通信系统中，主设备1在电源接通后(初始化结束后)以及长周期(例如，1小时1次)下，将从属设备的最大可连接数Nmax与来自从属设备的地址信息的通知周期T作为从属信息，以广播(broacast)的方式将其发送给从属设备2-1～2-N，并请求通知来自从属设备2-1～2-N的地址信息(图1：箭头(1)，(2)，(3))。
〔通知来自从属设备的地址信息(平均化)〕
受理到来自该主设备1的地址信息的通知请求，从属设备2-1～2-N在进行了基于被设定给自身的设备编号的延迟后，在被通知的地址信息的每个通知周期T，将被设定给自身的逻辑地址与通信地址作为地址信息通知给主设备1。在该例子中以自身的设备编号为#n，求出地址信息的通知时机作为ΔT＝#n*(T/Nmax)，根据该通知时机ΔT，在地址信息的每个通知周期T，将自身的地址信息(逻辑地址+通信地址)通知给主设备1。
该情况下，从属设备2-1求出地址信息的通知时机作为ΔT＝#1*(T/Nmax)，在受理到来自主设备1的地址信息的通知请求后，在延迟了ΔT＝#1*(T/Nmax)时间后，在被通知的地址信息的每个通知周期T，将设定给自身的逻辑地址“10001”与通信地址“aaaa”通知给主设备1(图1：箭头(4)，(7))。
从属设备2-2求出地址信息的通知时机作为ΔT＝#2*(T/Nmax)，在受理到来自主设备1的地址信息的通知请求后，在延迟了ΔT＝#2*(T/Nmax)时间后，在被通知的地址信息的每个通知周期T，将设定给自身的逻辑地址“10002”与通信地址“aaab”通知给主设备1(图1：箭头(5)，(8))。
从属设备2-N求出地址信息的通知时机作为ΔT＝#N*(T/Nmax)，在受理到来自主设备1的地址信息的通知请求后，在延迟了ΔT＝#N*(T/Nmax)时间后，在被通知的地址信息的每个通知周期T，将设定给自身的逻辑地址“1000N”与通信地址“aaaZ”通知给主设备1(图1：箭头(6))。
由此，来自从属设备2-1～2-N的地址信息的通知被平均化，能够不施加通信负载地进行主设备1的逻辑地址的重复检测。
〔主设备的逻辑地址的重复检测〕
主设备1接收从从属设备2通知来的地址信息(逻辑地址+通信地址)(图2：步骤S101)。这里，如果通知来的逻辑地址是初次通知来的逻辑地址(步骤S102的“是”)，则将通知来的逻辑地址与通信地址的组合存储在自身的存储器中(步骤S103)。
与此相对，如果与通知来的逻辑地址相一致的逻辑地址已经被存储在自身的存储器中(步骤S102的“否”)，则对与该逻辑地址组合存储的通信地址和通知来的通信地址进行比较(步骤S104)，如果这2个通信地址相一致(步骤S105的“是”)，则判断为通知来的逻辑地址不重复(步骤S106)。
与此相对，如果这2个通信地址不一致(步骤S105的“否”)，则判断为通知来的逻辑地址发生重复(步骤S107)，而将产生了逻辑地址的重复的事态通知给外部(步骤S108)。此时，也可以向外部输出重复中的逻辑地址，并使其显示在所连接的个人计算机的画面上等。
而且，为了下次的重复判断，主设备1将与被判断为重复的逻辑地址组合存储的通信地址改写成通知来的通信地址(步骤S109)。
〔逻辑地址的重复检测的具体例〕
针对该逻辑地址的重复检测的具体例，以2台从属设备的构成例来进行说明。图3表示该情况的时序图。在该构成例中，主设备1与从属设备2-1、2-2在同一个电源系统中被同时接通电源。另外，在该例子中假定设错从属设备2-2的逻辑地址，设定了与从属设备2-1相同的逻辑地址“10001”。
在接通电源后，主设备1在初次受理到来自从属设备2-1的地址信息的通知时(图3：箭头(1))，将从从属设备2-1作为地址信息被通知来的逻辑地址“10001”与通信地址“aaaa”的组合存储在存储器中(参照图3(a))。该情况下，未产生逻辑地址的重复。
接下来，主设备1如果受理到来自从属设备2-2的地址信息的通知(图3：箭头(2))，则确认出与从从属设备2-2通知来的逻辑地址“10001”相一致的逻辑地址已经存储在存储器中，对与该逻辑地址“10001”组合存储的通信地址“aaaa”和通知来的通信地址“aaab”进行比较。
该情况下，因为所存储的通信地址“aaaa”与通知来的通信地址“aaab”不一致，因此判断为通知来的逻辑地址“10001”发生重复。并且，为了进行下次的重复判断，将与逻辑地址“10001”组合存储的通信地址“aaaa”改写成通知来的通信地址“aaab”(参照图3(b))。
接下来，主设备1当受理到来自从属设备2-1的地址信息的通知时(图3：箭头(3))，确认与从从属设备2-1通知来的逻辑地址“10001”相一致的逻辑地址已经被存储在存储器中，比较与该逻辑地址“10001”组合存储的通信地址“aaab”和通知来的通信地址“aaaa”。
该情况下，因为所存储的通信地址“aaab”与通知来的通信地址“aaaa”不一致，因此判断为通知来的逻辑地址“10001”发生重复。为了进行下次的重复判断，将与逻辑地址“10001”组合存储的通信地址“aaab”改写成通知后的通信地址“aaaa”(参照图3(c))。
接下来，主设备1当受理到来自从属设备2-2的地址信息的通知时(图3：箭头(4))，确认出与从从属设备2-2通知来的逻辑地址“10001”相一致的逻辑地址已经被存储在存储器中，比较与该逻辑地址“10001”组合存储的通信地址“aaaa”和通知来的通信地址“aaab”。
该情况下，因为所存储的通信地址“aaaa”与被通知来的通信地址“aaab”不一致，因此判断为通知来的逻辑地址“10001”发生重复。并且，为了进行下次的重复判断，将与逻辑地址“10001”组合存储的通信地址“aaaa”改写成通知来的通信地址“aaab”(参照图3(d))。
接下来，假设在中途，发现从属设备2-2的逻辑地址错误，将从属设备2-2的逻辑地址从“10001”变更成“10002”。
主设备1在从从属设备2-2的逻辑地址“10001”向“10002”变更后，当受理到来自从属设备2-1的地址信息的通知(图4：箭头(3))，则确认与从从属设备2-1通知来的逻辑地址“10001”相一致的逻辑地址已经被存储在存储器中，比较与该逻辑地址“10001”组合存储的通信地址“aaab”和通知来的通信地址“aaaa”。
该情况下，因为所存储的通信地址“aaab”与被通知来的通信地址“aaaa”不一致，因此判断为通知来的逻辑地址“10001”发生重复。而且，为了后面的重复判断，将与逻辑地址“10001”组合存储的通信地址“aaab”改写成被通知来的通信地址“aaaa”(参照图4(c))。
接下来，主设备1当受理到来自从属设备2-2的地址信息的通知时(图4：箭头(4))，与从从属设备2-2通知来的逻辑地址“10002”相一致的逻辑地址未被存储在存储器中，因此将通知来的逻辑地址“10002”与通信地址“aaab”的组合存储在存储器中。该情况下，针对逻辑地址“10002”判断为未产生重复(参照图4(d))。
接下来，主设备1当受理到来自从属设备2-1的地址信息的通知时(图4：箭头(5))，确认出与从从属设备2-1通知来的逻辑地址“10001”相一致的逻辑地址已经被存储在存储器中，比较与该逻辑地址“10001”组合存储的通信地址“aaaa”和通知来的通信地址“aaaa”。该情况下，因为被存储的通信地址“aaaa”与通知来的通信地址“aaaa”相一致，因此判断为逻辑地址“10001”的重复被消除了(参照图4(e))。
〔功能框图〕
图5表示在上述无线通信系统中主设备1与从属设备2的要部功能框图。该主设备1以及从属设备2由包括处理器和存储装置的硬件、与这些硬件相配合地实现各种功能的程序实现。
主设备1具备：从属信息存储部1A，其对从属设备的最大可连接数Nmax与来自从属设备的地址信息的通知周期(地址通知周期)T进行存储；地址信息通知请求部1B，其在电源接通后(初始化结束后)以及长周期下(例如，1小时1次)，以广播的方式对从属设备2-1～2-N发送从属信息存储部1A中的从属信息，并请求通知来自从属设备2-1～2-N的地址信息；以及逻辑地址重复检测部1C，其基于根据来自地址信息通知请求部1B的地址信息的通知请求而由从属设备2-1～2-N作为地址信息通知的逻辑地址与通信地址的组合，检测对从属设备2-1～2-N设定的逻辑地址是否重复。
此外，该例子中，主设备1在长周期下对从属设备2-1～2-N进行地址信息的通知请求，但是也可以仅在电源接通后，即仅在主设备1启动时，对从属设备2-1～2-N进行地址信息的通知请求。
从属设备2(2-1～2-N)具备：机器信息存储部2A，其将设备编号、逻辑地址以及通信地址存储为机器信息；地址信息通知时机计算部2B，其受理来自主设备1的地址信息的通知请求，根据从属设备的最大可连接数Nmax、地址信息的通知周期T以及设备编号#n，来计算出通知自身的地址信息的时机作为ΔT＝#n*(T/N)；地址信息通知部2C，其根据由地址信息通知时机计算部2B计算出通知时机ΔT，在地址信息的每个通知周期T，将自身的地址信息(逻辑地址+通信地址)通知给主设备1。
在主设备1中，逻辑地址重复检测部1C具备逻辑地址重复判断部1C1与地址信息存储部1C2，逻辑地址重复判断部1C1每当接收到来自从属设备2-1～2-N的地址信息，就将该逻辑地址与通信地址的组合存储在地址信息存储部1C2中，在进行该存储时与接收到的逻辑地址相一致的逻辑地址已经被存储的情况下，对与该逻辑地址组合存储的通信地址进行检查，在该存储的通信地址与接收到的通信地址不一致的情况下，判断为接收到的逻辑地址发生重复。另外，在判断为接收到的逻辑地址发生重复的情况下，将与该逻辑地址组合存储的通信地址改写成接收到的通信地址。
本发明的无线通信系统能够在使通信干线无线化的多跳构造的中规模、大规模的监视控制系统等各种领域中加以利用。具体而言，可考虑向基于VAV(可变风量调节)的居室内空调系统的应用等。

Claims (4)

1.一种无线通信系统，具备第1从属设备～第N从属设备、和接收来自这些从属设备的消息的主设备，该无线通信系统的特征在于，
上述主设备具备：
从属信息存储单元，其将上述从属设备的最大可连接数与来自上述从属设备的地址信息的通知周期存储为从属信息，上述地址信息包括逻辑地址和通信地址；
地址信息通知请求单元，其至少在起动时，以广播的方式向上述第1从属设备～第N从属设备发送上述从属信息，并请求通知来自上述第1从属设备～第N从属设备的地址信息；以及
逻辑地址重复检测单元，其基于根据来自上述地址信息通知请求单元的地址信息的通知请求而由上述第1从属设备～第N从属设备作为地址信息通知的逻辑地址与通信地址，检测对上述第1从属设备～第N从属设备设定的逻辑地址是否重复，
上述第1从属设备～第N从属设备具备：
机器信息存储单元，其将以上述从属设备的最大可连接数为最大值而按顺序确定的设备编号、和作为自身的地址信息而设定的逻辑地址以及通信地址存储为机器信息；
地址信息通知时机计算单元，其受理来自上述主设备的地址信息的通知请求，基于作为上述从属信息而发送来的上述从属设备的最大可连接数、上述地址信息的通知周期和作为上述机器信息而存储的设备编号，来计算通知自身的地址信息的时机；以及
地址信息通知单元，其根据由上述地址信息通知时机计算单元计算出的通知时机，在上述地址信息的每个通知周期，将作为上述机器信息而存储的自身的地址信息通知给上述主设备，
其中，N≥2。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，
每当接收到来自上述第1从属设备～第N从属设备的地址信息，上述主设备的逻辑地址重复检测单元就对作为地址信息而发送来的逻辑地址与通信地址的组合进行存储，在进行该存储时与接收到的逻辑地址相一致的逻辑地址已经被存储的情况下，对与该逻辑地址组合存储的通信地址进行检查，在该存储的通信地址与接收到的通信地址不一致的情况下，判断为接收到的逻辑地址发生重复。
3.根据权利要求2所述的无线通信系统，其特征在于，
在判断为接收到的逻辑地址发生重复的情况下，上述主设备的逻辑地址重复检测单元将与该逻辑地址组合存储的通信地址改写成接收到的通信地址。
4.根据权利要求2或者3所述的无线通信系统，其特征在于，
在判断为接收到的逻辑地址发生重复的情况下，上述主设备的逻辑地址重复检测单元将该逻辑地址输出到外部。
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