CN102934509A - 传送在结构化射频通信网络中的设备上发生的事件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明通常包括由当网络设备探测到事件时生成的帧以及将该帧通过网络从设备至设备传送。该帧包括配置信息，配置信息的值指示接收信息的设备必须将其自身重新配置成作为路由器运行。该帧还包括设备标识符以及被称为事件信息的信息，设备标识符的值限定发送帧的设备是否为帧在网络中的传送起点处的设备，事件信息指示事件是否仍在帧在网络中的传送起点处的设备上发生，或该事件是否不再在该设备上发生。本发明还涉及传送在结构化射频通信网络中的设备上发生的事件的方法以及实施该方法的设备。

Description

传送在结构化射频通信网络中的设备上发生的事件的方法

技术领域

本发明涉及被设计成通过结构化射频通信网络彼此通信的设备的领域。更具体地，本发明涉及用于传送在上述网络中的设备上发生的事件的方法以及旨在由该网络中的设备接收的用于传送该事件的信号帧。

背景技术

当射频通信网络中的各个设备能够通过一个或多个路由器与所有其他设备(总网络)通信或仅与设备中的一些(局部网络)通信时，射频通信网络被称为是结构化的或网络化的。由此，除了其他之外，设备和路由器使用相同的寻址和通信模式。

结构化射频通信网络的部署需要在网络中的设备之间达到具有高连通性的平衡，从而通过增加这些设备之间的交换信号所可能采用的路由数量来确保服务质量、以及这些设备中每一个的高反应性，因此避免了网络中的等待时间并且优化了网络的总能耗。

在现有结构化射频通信网络中，各个设备具有相对于网络的特定行为。因此，一些设备能够充当终端装置(终端)，也就是说它们具有用于找到结构化射频通信网络的装置，从而与该网络中的路由器之一相关联，并因此变成用于该“父”路由器的“子”路由器，特别是在只要与先前的路由器的链接断开时，就通过该“父”路由器与另一设备通信。此外，通过充当终端，这些设备还能够通过切换到待机状态而限制其能耗，例如在预定时间周期没有用于它们的数据通过网络传送时就切换到待机状态。当这些设备处于待机状态时，它们还能够请求“父”路由器是否已经有提供给它们的数据，然后数据通过“父”路由器被发送至该设备(轮询)。

可利用这些设备的示例为温度和压力传感器、烟雾探测器或多媒体设备或任何其他家用电器例如电冰箱、或致动器(或马达)。

在结构化射频通信网络中的一些设备能够充当路由器，也就是说这些设备具有用于找到结构化射频通信网络的装置，从而与该网络中的一个乃至几个路由器相关联，并因此与同其相关的路由器通信，从而直接或通过路由器与设备通信，以便例如通过使用路由选择表和其他发现表来发现并维持用于传送其接收的信号帧的最佳路线。此外，在这些设备充当路由器时，它们能够与远程设备相关联，因此这些设备作为分级关系的父级，而远程设备作为该关系的子级。这些设备还能够根据点对点模式或广播模式传送信号帧，并在子设备处于待机状态时将用于子设备的数据保持在高速缓存中，在子设备结束其待机模式时将这些数据传送至子设备并从子设备请求数据(轮询)。

充当路由器的一些设备还能够通过切换到待机模式来降低其能耗。

在结构化射频通信网络中，该网络中被称为协调器的设备在构建网络中发挥着中心作用。特别地，协调器向网络中的各个设备分配唯一的标识。

设备通常能够以分布在OSI模型的协议层上的程序形式实施。

虽然根据设备的制造，存在的设备用于作为终端、或作为路由器、或作为协调器作用，也就是说实施能够使其具有终端、或路由器、或协调器功能的程序的设备，实施覆盖所有这些功能的程序的设备是已知的，从而降低了用于开发和实施该程序必需的经济成本和存储空间。这是由于开发将路由器与终端的功能组合的程序比开发和实施独立程序的成本低。

在设备具有终端、路由器以及协调器的功能的情况下，在部署网络时，根据设备发挥的作用来配置设备。因此，如果设备被用作路由器，该设备被配置成作为路由器运行；如果设备被用作终端，则设备被配置成作为终端运行，如果设备被用作协调器，则设备被配置成作为协调器运行。一旦被配置，则在其使用时设备在网络中实现相同的作用。

一些结构化射频通信网络使用这样的协议，该协议被设计成在显著降低成本以及能够使设备减少使用其能源储备的情况下实施。这种类型的网络属于常被称为LR WAN(低速无线区域网络)的家族。基于IEEE 802.15.4技术的Zigbee网络或蓝牙网络或6LoWPAN(IETFRFC 4944)为被设计用于短距离通信的这种类型的结构化射频通信网络的示例。在全球海上遇险和安全系统(GMDSS)中使用的较长距离网络也可被作为另一示例，其中该较长距离网络使用电信装置以进行海上搜救以及预防海上意外事件。

根据与目标应用的范围和灵活性相关的约束，结构化射频通信网络的使用者需要路由器(或被配置成作为路由器运行的设备)，以在地理上靠近终端(或被配置成作为终端运行的设备)处部署，从而能够获得网络的期望连通性。

此外，在大多数的时间中(或甚至永久地)，应保持路由器的供电以确保终端与网络的连通性，并因此保证来自终端(该路由器的子设备)或另一相邻路由器的信号帧的迅速传送。

提供给路由器的能量较高，因此需要有线连接至电源网络。因此，所考虑的应用的地理区域越广阔，则为这些路由器供电的有线基础设施的经济成本越高。

因此，虽然现有的终端(或被配置成作为终端运行的设备)切换到待机模式以节省网络的总能耗，但因为用于维持该网络的连通性所必需的路由器(或被配置成作为路由器运行的设备)的能耗，结构化射频通信网络的基础设施的能耗仍然较大。

为了降低能耗，ZigBee技术建议了一种在路由器能够被切换到待机状态时将路由器切换到待机状态(睡眠路由器)的解决方案。该路由器一旦处于待机状态，则通过接收网络上传送的信号帧来被周期性地唤醒。在TDMA型通信的情况下，IEEE 802.15.4还设置用于通过周期性地发送信标信号来唤醒路由器。该信标信号使网络中的所有终端和路由器的唤醒同步进行，这些终端和路由器在待机状态持续一定时间间隔(帧时隙)并在其它时间间隔(其他帧时隙)中被唤醒。

这种解决方案使结构化射频通信网络的总能耗最小化，但是这些解决方案并不适合于需要设备的高反应性的应用。这是因为，当在网络上发生事件需要立即唤醒设备时，例如当网络中的一个设备检测到偶发事件且该偶发事件必须迅速在网络中传送时，这些解决方案包含有用于传送该事件的等待时间。特别是对于火警应用的情况，在该情况下必需非常迅速地将检测到的火灾信息通过网络传送，也就是说在火灾探测与该事件传送至中心设备之间的时间最小化以通知紧急服务。由ZigBee和IEEE 802.15.4标准建议的解决方案具有与用于发送唤醒帧或帧时隙的持续时间的周期的数量级相同的等待时间，路由器在该帧时隙内处于待机状态。因此，在这种类型的网络中火灾探测将仅在唤醒帧被发送或仅在用于唤醒网络中的设备和其他路由器的帧时隙开始时才被传送。

此外，当扩展现有的结构化射频通信网络时，在网络中增加位于路由器(或被配置成作为路由器运行的设备)范围之外的新终端(或被配置成作为终端运行的设备)需要新的路由器，新的路由器将靠近该新的终端。当终端至网络的连通性被认为不足且必须增加另一路由器来扩展网络时，也可出现类似的情况。因此，当扩展覆盖较大区域或连通性必须较高时，现有的结构化射频通信网络的连通性的扩展或改进的成本较高。

发明内容

本发明解决的一个问题为即使在扩展非常大的地理范围、该网络中的每个设备的高反应性以及网络的低总能耗的情况下，优化网络中设备之间的高的瞬时连通性之间的折衷。

由此，本发明一般而言由当网络设备探测到事件时生成的帧以及将该帧通过网络从设备至设备的传送组成。该帧包括配置信息，配置信息的值指示接收信息的设备必须将其自身重新配置成作为路由器运行。该帧还包括设备标识符以及被称为事件信息的信息，设备标识符的值限定发送帧的设备是否为帧在网络中的传送开始时的设备，事件信息指示事件是否仍在帧在网络中的传送开始时的设备上发生，或该事件是否不再在该设备上发生。

该帧的传送能够使接收它的设备将其自身动态地重新配置以作为路由器或终端运行。例如，当该设备没有被请求时其被重新配置成作为终端运行。因此，该设备可切换到待机状态并降低其能耗。因此，网络中的大多数设备(或除了协调器的所有设备，协调器必须保持永久供电)可被配置为终端并因此在没有信号帧通过网络交换时处于待机状态，从而优化了网络的总能耗，因为网络中的所有设备(除了协调器)处于待机状态并且在它们之间没有保持联接。则网络的连通性不存在。当事件在这些设备中的一个设备上发生时，帧被再次通过网络发送，网络中接收帧的各设备则被唤醒并被重新配置以作为路由器运行。因为帧通过各个设备在网络中传送，所以网络中的设备被迅速唤醒并作为路由器运行。此外，因为各设备作为路由器运行，所以网络的连通性变得较高，一旦两个设备落入彼此的范围内则各设备可与另一设备相关联。

此外，已被重新配置成作为路由器运行的设备也可将网络中在其范围内的设备唤醒，并且不能通过向待唤醒的设备发送帧来作为路由器运行。因此，该设备一旦与将其唤醒的设备相关联，则连接至网络并可发送信息至在该设备重新配置之前没有与其连接的目的地。

根据本发明的另一方面，本发明涉及用于传送在结构化射频通信网络中的设备上发生的事件的方法，在结构化射频通信网络中包括多个设备。该方法的特征在于，该设备：

-在探测到事件之后将其自身重新配置以作为路由器运行，

-发送上述被称为警报帧的帧，其中，设备标识符的值限定该设备为帧在网络中的传送开始时的设备，事件信息指示事件在该设备上发生，以及

当设备接收所述警报帧时，该设备将其自身重新配置以作为路由器运行并发送另一警报帧，其中，设备标识符的值限定该设备不是帧在网络中的传送开始时的设备，事件信息指示事件在帧在网络中的传送开始时的设备上发生。

该方法的一个有利之处在于，能够使传感器或探测器在该传感器进行环境测量时或探测到在其附近环境中发生偶发事件时，将如上所述的帧发送至网络。因此，这种模式能够使探测到该偶发事件的设备的反应非常迅速地唤醒在网络中传送该偶发事件的所有其他设备。

根据一个实施方式，在设备接收到警报帧后，如果该标识符的值限定发送帧的设备为帧在网络中的传送开始时的设备，则设备首先将从警报帧中提取的设备标识符和该帧被接收的时间存储在其存储器中。

根据一个实施方式，每次设备接收警报帧时，所存储的关于从接收的帧中提取的设备标识符的时间进行更新。

根据一个实施方式，当自时间由设备存储时起的周期大于预定值时，测试信号由该设备发送至由所存储的关于该时间的设备标识符标识的设备，如果由此标识的该设备与该测试信号不对应，则将时间和设备标识符从已发送测试信号的设备的存储器中清除。

这种模式是特别有利的，因为其能够确定警报帧在网络中的传送开始时设备是否仍然在运行。例如，在火灾探测系统的情况下该实施方式可证明为有用的，因为其能够确定设备是否已经损坏。

根据一个实施方式，设备周期性地发送各个警报帧。

这种模式通过由设备重复发送，增加了警报帧在网络中的传送的可靠性。

根据一个实施方式，当事件不再在帧在网络中的传送开始时的设备上发生时，该设备发送被称为警报结束帧的上述帧，其中，所标识的设备的值限定该设备为帧在网络中的传送开始时的设备，事件信息指示事件不再在该设备上发生。

根据一个实施方式，在警报帧在网络中的传送开始时的设备发送警报结束帧之后，如果设备未接收到警报帧，则该设备将其自身重新配置以作为终端运行。

该实施方式是有利的，因为其能够自动地指示所有设备停止传送警报帧并授权所有设备继续处于待机状态。

根据一个实施方式，在设备接收警报结束帧之后，该设备从其存储器中清除所接收的帧的设备标识符(如果该设备标识符存储在其中的话)以及关于该设备标识符的时间。

根据一个实施方式，当在设备的存储器中没有设备标识符时，该设备将其自身重新配置成作为终端运行。

该实施方式能够在由警报帧在网络中的传送引起的事件终止时使设备重新配置为终端。

根据一个实施方式，当设备在其附近的地理环境中探测到反常情况时或在程序指令之后，事件在该设备上发生。

根据一个实施方式，设备仅在能够将其自身重新配置为路由器并还未进行配置的情况下将其自身重新配置为路由器。

根据一个实施方式，设备仅在其能量储备允许的情况下将其自身重新配置为路由器。

根据本发明的另一方面，本发明涉及结构化射频通信网络中的设备，该设备包括：

-用于从上述帧中提取数据的装置，

-用于在该设备探测到事件之后或接收到上述帧之后将其自身重新配置以作为路由器运行的装置，

-用于通知上述帧的装置，以及

-用于发送上述帧的装置。

根据本发明的另一方面，本发明涉及包括一组设备的结构化射频通信网络，其中，这些设备中的至少一个与上述设备相关联。

附图简要说明

通过阅读以下参照附图对示例性实施方式的描述，本发明的上述特征以及其他特征将变得显而易见，在附图中：

图1示意性地示出根据本发明的信号帧；

图2和图3示出传送在结构化射频通信网络中的设备上发生的事件的方法步骤的示意图；

图4示出在参照图1描述帧T时的图2和图3所示方法的步骤2和7的实施方式；以及

图5示出本发明在部署用于现场火灾探测的结构化无线通信网络中的使用的实施例。

具体实施方式

如图1所示，帧T包括指示其类型的帧标识符DT。因此，设备可确定所接收的帧T的类型并应用特定装置来从该帧中提取帧所携带的信息。

帧T包括信息IC，IC被称为配置信息，IC的值指示设备必须将其自身重新配置成作为路由器运行。

帧T还包括设备标识符DID，设备标识符DID的值限定发送帧的设备是否处于帧在网络中传送的起点处。

帧T还包括被称为事件信息EVS的信息，该信息指示事件是否在在网络中最初传送帧的设备上发生或该事件是否不再在该设备上发生。

帧T的格式取决于实施结构化射频通信网络所使用的技术。

在ZigBee标准的情况下，帧T可以被格式化成例如为DT分配8比特、为IC分配8比特、为DID分配8比特、为EVS分配8比特。

图2和图3示出传送在结构化射频通信网络中的设备上发生的事件的方法步骤的示意图，在结构化射频通信网络中包括多个设备Di。

在事件探测(步骤1)例如火灾探测之后，或在编程后事件例如从网络中的一个设备至另一设备(协调器或其他)的数据请求之后，网络中的设备D1被唤醒(如果该设备处于待机状态)并将其自身重新配置以作为路由器运行(步骤2)。设备D1发送被称为警报帧(alertframe)的帧TA(步骤3)，帧TA与参照图1描述的帧T相关联，其中，设备标识符DID的值限定设备D1处于帧TA在网络中传送的起点处，事件信息EVS指示事件发生在该设备D1上。

设备D1连续探测事件。例如，在火灾警报系统的情况下，设备D1为火灾探测器(烟雾、过高温度探测器等)，在设备D1被触发之后，只要其没有被重新初始化，则致动设备D1的声音警告装置。

根据一个实施方式，只要事件在设备D1上发生，该设备就周期性地发送帧TA(步骤4)，在这种情况下火灾发生在该设备附近。

根据一个实施方式，当事件不再在设备D1上发生时(步骤4)，也就是说不在网络中开始传送警报帧TA的设备上发生时，该设备D1发送被称为警报结束帧(end-of-alert frame)的帧TE，其与参照图1描述的帧T相关联，其中，设备标识符DID的值将该设备限定为处于警报帧在网络中传送的起点处，事件信息EVS指示事件不再在该设备D1上发生。

根据一个实施方式，在由设备D1发送警报结束帧TE之后，如果设备没有接收警报帧(步骤6)，则该设备将其自身重新配置成作为终端运行(步骤7)。

在设备D1再次接收由另一设备(在这种情况下为D2)发送的警报帧TA的情况下，设备D1遵循参照图3所描述的方法。

当网络中的设备(D1或D2)接收与参照图1描述的帧相关联的帧T时，该设备确定其是否是警报帧TA的情况(步骤9)。

如果是这种情况，该设备将其自身重新配置成作为路由器运行(步骤2)并发送另一警报帧TA(步骤12)，其中，设备标识符DID的值限定该设备(在这种情况下为D2)不处于帧在网络中传送的起点处，或该设备(在这种情况下为D1)处于帧在网络中传送的起点处。帧TA的事件信息EVS指示事件在设备D1上发生，以及帧TA由设备D1或设备D2发送。

根据一个实施方式，在设备(D1或D2)接收警报帧TA之后，如果该标识符DID的值限定已经发送帧的设备处于帧网络中传送的起点处(步骤10)，首先从警报帧TA提取的设备标识符DID和该帧被接收的时间TS被存储在该设备的存储器M中(步骤11)。因此，如果设备D2接收由设备D1发送的帧TA，则设备D2存储设备标识符DID，设备标识符DID标识D1处于帧在网络传送的起点处。设备D2也存储其接收该帧TA的时间。

根据一个实施方式，只要设备的存储器M不为空，则帧TA就由设备周期性地发送(步骤13)。

根据一个实施方式，由设备(例如D2)每次接收警报帧TA时，于从所接收的帧TA提取的设备标识符DID相关存储的时间TS进行更新(步骤11)。因此，根据给出的示例，设备D2每次接收帧TA，帧TA的标识符DID标识设备D1，与该标识符DID相关存储的时间TS就被设备D2接收最后帧DA时的时间替换。

根据一个实施方式，当自时间TS由设备(例如D2)存储时起的周期大于预定值(步骤15)时，测试信号由该设备(D2)发送至由所存储的与该时间(TS)有关的设备标识符DID标识的设备(例如D1)中，如果由此标识的该设备(在这种情况下为D1)不响应该测试信号(步骤16)，则将与D1有关的时间TS和设备标识符DID从已发送测试信号的设备D2的存储器中删除(步骤17)。

根据一个实施方式，在设备接收警报结束帧之后，该设备从其存储器中删除(步骤17)所接收的帧TE的设备标识符DID(如果其存储在存储器中的话)以及与该标识符DID有关的时间TS。因此，根据该实施例，当设备D2接收帧TE时，设备D2从其存储器中删除标识设备D1的设备标识符DID以及与该标识符DID有关的时间TS。

根据一个实施方式，当设备的存储器中没有设备标识符DID(步骤13)时，该设备将其自身重新配置成作为终端运行(步骤7)。

根据一个实施方式，设备仅在能够将其自身重新配置为路由器或终端并且还未配置的情况下，设备才将其自身重新配置为路由器或终端。

根据一个实施方式，设备仅在其能量储备允许的情况下才将其自身重新配置为路由器。

参照图2和图3所述的方法的实施方式之一的实施取决于设备充当终端和/或路由器的能力。

在其简约形式中，设备包括用于从帧T提取信息IC、设备标识符DID和事件信息EVS的装置、用于在该设备探测到事件之后或在接收帧TA之后将其自身重新配置以作为路由器运行的装置、用于通知帧TA和/或TE的装置、用于发送帧T的装置、用于实施步骤1、2、3、8、9和12的装置，而在其完整形式中，设备还包括用于实施方法的其他步骤的装置，特别是存储器M。

无论设备使用何种方法，其实施遵从使用的网络所使用的协议。例如，在ZigBee网络中，除了其他，通信协议指示通过设备的信号发送经过预先授权并由接收到命令的设备发送响应。该响应沿特定路线向接收命令的设备报告关于该命令的应用。

在ZigBee网络上使用的方法因此需要设备还包括用于标识根据图1所示的帧T对所接收的命令进行格式化的装置。由此，使用帧的标识符DT。该设备还包括用于生成这种命令的装置，但响应可例如包括帧标识符和状态域，其指示将该命令应用至接收命令的设备的报告。状态域可指示设备已根据命令(值SUCCESS)重新配置其自身，或该设备未识别该命令或不能根据该命令重新配置其行为(值NOT-SUPPORTED)，或在设备的重新配置过程中发生了内部错误(值ERROR)。

因此，在接收帧T之后或一旦设备重新配置了其自身或尝试这么做，则设备将响应系统地发送至已发送该命令的设备，响应包括设备的重新配置的报告。

此外，在ZigBee网络中的设备将关于相对于网络的设备行为配置的信息维持在存储器中。该信息被称为能力信息，除了其他之外该信息包括信息DDETY，信息DDETY确定设备是否作为终端运行(例如值等于TERMINAL)或作为路由器运行(例如值等于ROUTER)。在这种情况下，帧T的信息IC包括信息DETY，信息DETY指示接收帧的设备是否必须将其自身重新配置为路由器(DETY＝ROUTER)。

图4示出了当参照图1描述帧T时的图2和图3所示方法的步骤2和7的实施方式。

图2和图3的步骤2从子步骤21开始，在子步骤21中通过比较信息DDETY与DETY(由所接收的帧TA的信息IC携带的信息)确定设备是否必须将其自身重新配置为路由器。如果DDETY和DETY等于相同的值(在这种情况下为值ROUTER)，则设备不必重新配置其运行。

如果设备必须将其自身重新配置(为路由器)，则该方法继续进行子步骤22，在子步骤22中检查设备是否能够作为路由器运行。

如果设备能够作为路由器运行，则设备将其自身重新配置为路由器并更改其本地信息DDRTY，DDETY现在等于ROUTER(子步骤23)。

如果设备不能作为路由器运行，则设备将其自身与网络中的路由器(或作为路由器运行的远程设备)相关联(子步骤24)。然后，相对于该路由器，设备变成子设备。在设备重新配置之前已存在于网络上的情况下，设备可选地保持其网络地址。例如，在ZigBee网络中，设备在以下情况下被认为存在于网络上：如果短地址和长地址(网络中设备的唯一的PANID标识符)已分配至该设备；如果设备的网络信息(网络信息库)、其邻居表包含与设备相关的父路由器的地址，该父设备在其邻居表中包含该(子)设备的地址，如果设备包含网络的所有安全密钥，其中在网络中使用安全密钥以获得发送信号的许可。

如果设备必须重新配置为终端(图2和图3中的步骤7)，则设备检查其是否能够作为终端运行(子步骤71)。如果是这样，则设备检查其在重新配置之前已接收到请求设备将帧T转发至其子设备和/或断开与其子设备的联系的指示(子步骤72)。该指示例如由所接收的帧T携带。如果是这样，则设备相对于其子设备通过清空(除了其他之外)其路由安排及路由发现表进行该活动(子步骤73)。然后，设备重新配置为终端并更改其本地信息DDETY，本地信息DDETY现在等于TERMINAL。作为终端运行的设备将其自身与网络中的路由器相关联，如果在设备重新配置之前已存在与网络上，则保持设备的网络地址(子步骤74)。

在设备再次作为路由器运行之前设备重新配置为终端的优点在于，当设备需要该设备的资源时，例如当在设备的能量储备不足或出于维护该设备的目的时用于进行测量或限制该设备的作用，释放设备的资源。

当设备重新配置时，可能需要重新启动该设备。在这种情况下，设备实施由网络上使用的通信协议限定的特定程序。

图5示出在部署用于现场探测火灾的结构化无线通信网络中使用本发明的示例。根据该示例，该示例并不限制本发明而是仅作为示例的方式给出以对方法的使用进行说明，结构化无线通信网络RES包括协调器CO和三个设备D1、D2和D3(如上所述)，三个设备D1、D2和D3能够被配置成作为终端或路由器运行并实施图2和图3所示的方法。本领域技术人员可从现有技术中生产这样的设备。本领域技术人员可例如参照ZigBee和IEEE 802.15.4标准，这些标准描述了用于网络、MAC和这些设备和协调器的物理层的通信协议。

在图中，设备由椭圆形表示。当该设备被配置成作为终端运行时由白色椭圆形表示，当该设备被配置成作为路由器运行时由黑色椭圆形表示，当该设备处于待机模式而无论其被配置成作为路由器还是终端运行时由虚线的椭圆形表示。此外，连接两个椭圆形的实线表示在网络中两个元件之间的活动联接，也就是说这两个元件彼此关联。两个椭圆形之间的虚线表示两个元件之间可能的但不活动的联接，也就是这两个元件彼此位于对方的范围内。

根据图5中的示例，假设设备D1、D2和D3开始被配置为作为终端运行(DDETY＝TERMINAL)，这些设备中的每一个均处于待机状态。

现在假设设备D1探测到火灾(步骤1)。该设备D1将其自身重新配置以作为路由器运行(步骤2)。设备D1生成警报帧TA，警报帧TA的设备标识符DID将设备D1标识为帧TA在网络中的传送的起点处的设备(DID＝D1)，事件信息EVS等于TRUE(例如)，因此指示事件在D1上发生。设备D1优选地以广播的模式发送帧TA，从而唤醒设备D2和D3(图5b)。

在接收警报帧TA(步骤8和9)之后，设备D2将标识符DID和接收该帧TA的时间存储在其存储器中(步骤10和11)。设备D2将其自身重新配置以作为路由器运行(步骤2)，并生成帧TA，帧TA的标识符DID等于D2(D2不是帧在网络中的传送的起点处的设备)且信息EVS等于TRUE。设备D2优选地以广播的模式发送该帧TA(图5c)。

在接收由设备D1发送的警报帧TA(步骤8和9)之后，设备D3将标识符DID和接收该帧TA的时间存储在其存储器中(步骤10和11)。如果帧TA来自D2，则设备D3不存储标识符DID和接收该帧TA的时间(步骤10)。设备D3将其自身重新配置以作为路由器运行(步骤2)，并生成帧TA，帧TA的标识符DID等于D3(D3不是帧在网络中的传送起点处的设备)且信息EVS等于TRUE，因此指示事件仍在设备D1上发生，设备D3优选地以广播的模式发送该帧TA(图5d)。

然后网络的连通性达到最大，各个设备D1、D2和D3周期性地发送帧TA。因此，协调器CO(例如可充当紧急服务中心)不仅从设备D2还从设备D3接收帧TA，从而通过增加设备之间帧的传输路径的数量来增加警报帧传输的可靠性。

应注意，如果设备包括声音警报装置，则一旦接收到警报帧该设备就触发这些装置。

显然，如果设备中的一个(例如D2)探测到火灾，则其发送警报帧TA，警报帧TA的设备标识符DID指示设备D2处于帧TA在网络中的传送的起点处，事件信息EVS等于TRUE(例如)，因此指示事件在设备D2上发生。因而在这种情况下，设备D1存储一对(D2，时间)，设备D2存储一对(D1，时间)，设备D3存储两对：(D1，时间)和(D2，时间)。

假设这种情况，D1不再探测任何火灾(步骤4)。则设备D1生成警报结束帧TE，警报结束帧TE的设备标识符DID将设备D1标识为处于帧TA在网络中的传送的起点处(DID＝D1)，事件信息EVS等于FALSE(例如)，因此指示事件结束(不再由D1探测)。然后，设备D1优选地以广播的方式(图5e)发送警报结束帧TE(步骤5)。

当设备D2接收由设备D1发送的帧TE时，D2从其存储器中删除对(D1，时间)(步骤14、17)，而当设备D2从设备D3接收帧TA时，D2存储对(D1，时间)，因为设备D3还没有接收到由设备D1发送的帧TE。每次设备D1从设备D2或D3接收帧时就发送帧TA并存储对(D2，时间)。然而，当设备D1不再探测任何火灾时，D1还发送帧TE。

因此，帧TA和帧TE通过网络传输。当设备D2不再探测火灾(步骤4)时，设备D2发送帧TE且各个设备删除其存储的对。然后，仅帧TE在网络上传送(图5f)。一旦各个设备的存储器为空，则它们将其自身重新配置为终端(步骤13和7)并且各个终端切换到待机状态。网络的连通性不存在且网络恢复其初始配置(图a)。

通过该示例，可以理解，一旦设备发送帧TA时如何动态建立结构化射频通信网络的连通性，以及如何通过传送帧TE来断开连通性。

还可以理解，该方法还可用于扩展现有的网络。让我们考虑包括协调器、路由器(和/或能够配置成作为路由器运行的设备)以及终端(和/或能够配置成作为终端运行的设备)的网络。当在地理上远离路由器的终端必须与该现有网络的设备或协调器进行通信时，足以在该终端上实施该方法，并设有用于获取路由器能力的装置，从而能够部署子网络，子网络的接入点将是这个改进的终端。

还能够在这样的网络上使用该方法，即网络的设备很少活动，例如当设备之一必须从另一设备周期性地接收测量时。

Claims (15)

1.一种由结构化射频通信网络中的设备接收的信号的帧(T)，其特征在于，所述帧包括：被称为配置信息的信息(IC)，所述配置信息的值指示所述设备应将其自身重新配置以作为路由器运行；设备标识符(DID)，所述设备标识符(DID)的值限定已发送帧的设备是否处于所述帧在所述网络中传送的起点处；以及被称为事件信息(EVS)的信息，所述事件信息指示事件是否在所述帧在所述网络中传送的起点处的设备上发生，或所述事件是否不再在所述设备上发生。

2.一种传送在包括多个设备的结构化射频通信网络中的设备上发生的事件的方法，所述方法的特征在于，所述设备：

-所述设备在探测到所述事件之后(1)，所述设备将其自身重新配置以作为路由器运行(2)，

-发送被称为警报帧的帧(TA)(3)，其中，设备标识符(DID)的值限定所述设备处于所述帧在所述网络中传送的起点处，事件信息(EVS)指示所述事件发生在所述设备上，以及

-当另一设备接收所述警报帧时(8、9)，所述另一设备将其自身重新配置以作为路由器运行(2)并发送另一警报帧(TA)(12)，其中，设备标识符(DID)的值限定所述设备未处于所述帧在所述网络中的传送的起点处，所述事件信息(EVS)指示所述事件发生在处于所述帧在所述网络中传送的起点处的设备上。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，在设备接收到警报帧(TA)之后，如果所述设备标识符(DID)的值限定发送所述帧的设备处于所述帧在所述网络中传送的起点处(10)，则从所述警报帧(TA)中提取的所述设备标识符(DID)和所述帧被接收的时间(TS)存储在所述设备的存储器(M)中(11)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，每次设备接收警报帧时，更新与从接收的帧中提取的设备标识符(DID)相关地存储的时间(TS)(11)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，当自时间(TS)由设备存储时起的周期大于预定值时(15)，测试信号由所述设备发送至由所存储的与所述时间(TS)相关的设备标识符(DID)标识的设备，如果由此标识的所述设备没有响应所述测试信号(16)，则将所述时间(TS)和所述设备标识符(DID)从已发送所述测试信号的设备的存储器中删除(17)。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，只要设备的存储器不为空或只要在所述设备上发生的事件没有结束(3、4、12、13)，则所述设备周期性地发送各个警报帧(TA)。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，当事件不再发生在处于警报帧(TA)在所述网络中传送的起点处的设备上(4)时，所述设备发送根据权利要求1的被称为警报结束帧(TA)的帧(5)，其中，所述设备标识符(DID)的值限定所述设备处于所述警报帧在所述网络中传送的起点处，所述事件信息(EVS)指示事件不再在所述设备上发生。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在警报帧(TA)在所述网络中传送的起点处的设备发送所述警报结束帧(TE)之后，如果所述设备未接收到警报帧，则所述设备将其自身重新配置以作为终端运行(6、7)。

9.根据权利要求7至8中任一项所述的方法，其中，在设备接收警报结束帧(TE)(14)之后，如果设备标识符(DID)存储在所述设备的存储器中，所述设备从其存储器中删除所接收的帧的设备标识符(DID)以及与所述设备标识符有关的时间(TS)。

10.根据权利要求3至9中任一项所述的方法，其中，当在设备的存储器中没有设备标识符(13)时，所述设备将其自身重新配置成作为终端运行(7)。

11.根据权利要求2至10中任一项所述的方法，其中，当设备在其附近的地理环境中探测到反常情况时或在程序指令之后，事件在所述设备上发生。

12.根据权利要求2至11中任一项所述的方法，其中，设备仅在能够将其自身重新配置为路由器且还未进行配置的情况下，将其自身重新配置为路由器。

13.根据权利要求2至12中任一项所述的方法，其中，设备仅在其能量储备允许的情况下将其自身重新配置为路由器。

14.一种结构化射频通信网络中的设备，所述设备包括：

-用于从根据权利要求1所述的帧中提取数据的装置，

-用于在所述设备探测到事件之后或接收到根据权利要求1所述的帧之后，所述设备将其自身重新配置以作为路由器运行的装置，

-用于通知根据权利要求1所述的帧的装置，以及

-用于发送根据权利要求1所述的帧的装置。

15.一种包括一组设备的结构化射频通信网络，其中，这些设备中的至少一个是根据权利要求14所述的设备。

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