CN104885410A

CN104885410A - 用于网状型网络的委托信道切换

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Publication number: CN104885410A
Application number: CN201380069252.3A
Authority: CN
Inventors: S.查特吉; L.冯; T.C.W.申克; D.M.戈尔根; M.P.F.维肖尔; W.A.H.伯克文斯
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2013-01-02
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2033-12-18
Also published as: US10034211B2; JP2016503989A; EP2941847A1; JP6290251B2; CN104885410B; WO2014106788A1; US20150350987A1; EP2941847B8; EP2941847B1

Abstract

本发明涉及用于网状网络的信道切换策略和对应协议，该网状网络包括分段控制器SC（10）和大量室外照明器控制器OLC（20）或其它网络节点。信道切换过程由SC（10）发起和管理，该SC（10）将信道切换命令传送到系统中的所有节点。在实际信道切换之后，SC（10）将请求孤体节点（24）切换到新信道的责任委托给所选的委托节点（22），该委托节点可以为孤体节点（24）的邻居节点。委托节点（22）的选择可以基于先前的链路质量或地理接近度。当OLC在指定的延长时间段内没有接收到任何响应消息时，它可以扫描可用频带以找到联网系统此时在其中操作的（新）信道。

Description

用于网状型网络的委托信道切换

技术领域

本发明涉及多信道网状型网络的领域，其可以用于例如照明控制、家庭自动化、患者监控、智能建筑物控制或传感器联网应用，并且其包括用作通信的中继节点的多个网络节点。

背景技术

使用某种形式的无线通信进行通信的设备数目在多个应用领域中快速增加，诸如在照明控制、建筑物或城市管理、高速因特网访问、安全和监视、家庭自动化和工业监控和控制系统中。作为无线联网技术的广泛采用的结果，不同系统之间的干扰日益变为影响这样的联网系统的操作性能的因素。由于许多系统将使用非授权的工业、科学和医学（ISM）频带，比如次1-GHz频带和2.4GHz ISM频带，这尤其如此。例如，在后一种频带中，存在用于不同应用情景的多个系统，例如WiFi、蓝牙和Zigbee。

用于医学或照明监控和控制应用的系统应当是鲁棒的，并且因此包括干扰敏捷性机制，其可以处置某些水平的干扰。然而，使用无线电通信的系统的性能在无线电干扰存在的情况下可能降级或受阻碍。干扰可能由任何电气设备引起，该电气设备发射具有充足功率的无线电波并且使用近似等于受影响的系统所使用的操作频率的频率。

随着越来越多数目的设备共享相同频带，应对无线电干扰的问题变得比以前任何时候要更加重要。无线电干扰具有使正在无线通信的任何系统的网络性能严重降级的潜力。这使得发展可以帮助缓解干扰问题的技术至关重要。

在多信道系统（例如Zigbee和其它基于802.15.4的系统，其具有2.4GHz ISM频带中的16个信道以及次GHz频带中的4-10个频带）中，解决干扰问题的可能解决方案是将系统的工作频率移动到干净的信道。这在单跳网络应用中，例如无线鼠标中，是相对简单的。对等设备之间的简单同步足以确保成功的信道切换。

在多跳网状拓扑结构中，所有节点用作端到端路由功能的潜在中继（中间）节点。作为任何两个节点之间的路由中的冗余以及自组织本性的结果，网状拓扑结构对于周围环境中的变化是鲁棒的。然而，它们也增加将联网系统切换到不同载波频率的复杂性。

最容易的方法是引入指定新信道的新系统/网络管理消息。然而，一些节点可能由于消息丢失（例如由于干扰）、节点的临时不可用性（例如因为它们未被切换到接通电源）、消息延迟等缘故没有接收到该消息（或没有及时接收到该消息）。这在网状网络中是重要问题，因为没有接收到“信道切换”消息的节点将不会在指定时间改变到所指示的信道，从而在受影响的（多个）节点处于关键路由路径上时可能导致断开的网络。

系统如何高效且有效地处置没有切换到新信道的节点（随后被称为“孤体节点”）？系统如何使所有节点（尤其是充当消息的路由器的节点）同步以便一起移动到新信道？系统可以如何保证整个系统移动到新信道？清楚的是，在网状网络环境中要解决许多问题，其涉及信道切换。否则，系统不能适当地工作并且将不会提供足够质量的服务。

发明内容

本发明的目的是提供一种多信道网状型网络，其能够平稳且可靠地将整个网状型网络切换到新信道并且降低干扰的影响。

该目的通过如权利要求1中所要求保护的控制器设备、通过如权利要求10和11中所要求保护的网络设备、通过如权利要求13和14中所要求保护的方法以及通过如权利要求15中所要求保护的计算机程序产品来实现。

如以上独立的设备和方法权利要求中所限定的所有解决方案涉及在网状型网络中交互以实现上述目的的相互关联的产品。

相应地，主信道切换命令被传送到网络节点，并且基于所接收的针对主信道切换命令的响应而选择一个或多个委托节点，例如（多个）孤体节点的（多个）相邻节点。然后，一个或多个本地信道切换命令（在本地）从所述一个或多个委托节点传送到一个或多个孤体节点，从该孤体节点尚未接收到针对第一信道切换响应的响应。因而，在其中某些节点不能够切换信道的第一次尝试的不成功信道切换的情况下，某些节点被选择并指派为委托节点。这些委托节点然后被赋予确保尚未切换信道的孤体节点得以恢复的责任。此外，网络节点可以检查它们是否已经在预定时间段内接收到任何命令（例如信道切换命令或任何其它命令），并且如果它们尚未在预定时间段内接收到任何命令，则可以扫描可用频带以找到所述网状型网络的操作信道。所有这些措施确保允许大规模网状网络系统平稳地改变到新信道。此外，所提出的委托节点策略降低了未使用的节点的通信业务量和处理功率。而且，它使风险最小化，因为对于该过程而言，最小数目的节点需要切换回到先前的信道。

根据第一方面，指定网络节点仍应当停留在其当前信道中的时间量的时序参数可以被添加到主信道切换命令。由此，实际信道切换可能被延迟一定的时间段以防止远距离节点由于用作从控制器设备到这些远距离节点的路由上的中继的节点的过早信道切换的缘故而断开。在第一方面的具体示例中，时序参数可以基于网状型网络的所观察到的大小和链路质量中的一个或二者来选择。

根据可以与第一方面组合的第二方面，可以在控制器设备处保持孤体节点的列表，并且孤体节点的列表可以基于针对本地信道切换命令的响应而更新。因而，向控制器设备连续地通知关于孤体节点的数目和位置的信息，并且可以相应地调适受孤体节点的数目和位置影响的路由决策或其它决策。

根据可以与第一和第二方面中的一个或两个组合的第三方面，所选委托节点可以基于先前的链路质量或者与孤体节点的地理接近度而按优先级排序。由此，可以增加委托切换过程成功的可能性。根据第三方面的具体示例，所选委托节点的优先级排序可以基于在委托节点和/或孤体节点的调试阶段期间获得的位置信息和/或基于在网络操作时从委托节点和/或孤体节点接收的数据。因而，优先级排序可以基于集中式或分散式方法。

根据可以与第一到第三方面中的至少一个组合的第四方面，孤体节点可以基于控制器设备与孤体节点之间的路由路径而按优先级排序。由此，可以以较高优先级寻址位于关键路由路径上的孤体节点以确保正确的网络操作。

根据可以与第一到第四方面中的至少一个组合的第五方面，可以创建已经从其接收到针对第一或本地信道切换命令的响应的网络节点与尚未从其接收到针对第一和本地信道切换命令的响应的孤体节点之间的距离的距离排名表格，并且可以基于距离排名表格中的排名成功地选择孤体节点和委托节点，直到控制器设备已经尝试恢复网状型网络的所有孤体节点为止。该措施确保在按优先级排序接近的节点对时对所有孤体节点进行寻址以增加节点恢复成功的可能性。

根据可以与第一到第五方面中的至少一个组合的第六方面，委托节点可以在其已经传送第一本地信道切换命令之后切换到先前的信道或默认信道，并且然后可以在先前的信道或默认信道上分别传送第二本地信道切换命令。由此，可以确保的是，信道切换命令可以到达尚未切换到当前信道或新添加到网络的这样的孤体节点。

要指出的是，控制设备和网络设备各自可以基于具有分立硬件组件、集成芯片或芯片模块的布置的分立硬件电路系统而实现，或者基于由存储在存储器中、写在计算机可读介质上或从诸如因特网之类的网络下载的软件例程或程序控制的信号处理设备或芯片而实现。

应当理解的是，权利要求1的控制器设备、权利要求10和11的网络节点、权利要求13和14的方法以及权利要求15的计算机程序具有相似和/或相同的优选实施例，特别是如从属权利要求中所限定的优选实施例。

应当理解的是，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或以上实施例与相应独立权利要求的任何组合。

本发明的这些和其它方面将从以下描述的实施例显而易见并且将参照这些实施例进行阐述。

附图说明

在以下附图中：

图1示出无线网状照明控制网络的示意架构，

图2示出同步信道切换过程的示意处理和信令图，

图3示出根据第一实施例的委托信道切换过程的示意处理和信令图，

图4示出具有多个注册孤体节点的示意网络结构，

图5示出孤体和工作节点的示例性距离矩阵，

图6示出示例性距离排名表格，以及

图7示出根据第二实施例的用于指派委托节点的协议的流程图。

具体实施方式

现在基于用于无线网状照明控制网络的信道切换过程、系统和对应协议来描述本发明的实施例。然而，所提出的解决方案也可以适用于其它网状网络。

图1示出无线网状照明控制网络的示意架构，其包括用作网状网络的根和通往网络的后端部分的网关的分段控制器（SC）10，以及典型地数百到数千量级的大量室外照明器控制器（OLC）20或节点。每一个OLC 20控制照明系统的相应照明器，使得照明器的切换和调光可以由SC 10控制。

此外，由SC 10发起和管理信道切换过程，因为SC 10具有整个系统的信息以及用于协调信道切换过程的足够处理能力和存储容量。更具体地，通过同步广播信道切换实现可靠且高效的信道切换，其中SC 10将信道切换命令广播到系统中的所有节点（即OLC 20）。目标是确保尽可能多的节点在该阶段中移动到新信道。接收命令的节点向SC 10确认其接收。SC 10因而知晓哪些节点没有接收到命令或者没有确认其接收，其被注册。在SC 10处尚未从其接收到确认（即SCR）的这些节点被称为“孤体节点”。

图2示出图示了同步信道切换过程的交互和消息的示意处理和信令图。SC 10将至少包括信道和时序信息的信道切换命令（切换信道消息（SCM））广播到OLC 20，OLC 20的两个示例性OLC（OLC1和OLC2）在图2中示出。在已经接收到SCM的情况下，OLC 20以至少包括状态和信道信息（相同信道或不同信道）的切换信道响应（SCR）做出响应。然后，OLC在它们执行信道切换动作（Sw）之前在接收到SCM之后等待预定的超时或延迟Dsw。SC 10在通过广播要由OLC 20确认的新SCM来检查切换过程之前在接收到SCR之后等待预定超时或延迟Dch，该OLC 20具有包括状态和信道信息（相同信道或不同信道）的SCR。

因而，实际信道切换动作仅在已经经过一定时间段（延迟Dsw）之后制定。这防止节点由于用作从SC 10到这个/这些节点的路由上的中继的（多个）中间节点的不便利的过早切换时间的缘故而断开。为了实现这一点，可以在信道切换命令中使用时序参数或信息（例如超时值）以让SC告知OLC应当仍停留在当前信道多长时间。SC 10可以访问系统的信息并且因而能够在最坏情况下评估切换消息（即，信道切换命令）的递送时间，并且使用它导出时序参数。因此，该时序参数基于实际网络的大小，例如在节点数目和系统中所观察到的最大跳数二者方面。它还可以基于系统的（平均）消息成功速率，因为这将确定将要求的单播再传送的数目。

然而，在上述信道切换过程期间，一些节点（OLC 20）可能没有移动到新信道或者SC 10可能没有从切换到新信道的节点接收到确认。在此情况下，提出使这些孤体节点在新信道中返回到系统的机制。在实际信道切换之后，SC 10通过向孤体节点的所选网络邻居委托请求孤体节点切换到新信道的责任而发起委托信道切换过程。该方法高效地（例如减小消息延迟）将孤体节点移动到新信道。

图3示出根据第一实施例的具有主信道切换命令和本地信道切换命令的所提出的委托信道切换过程的示意处理和信令图。

SC 10具有关于经由先前的路由路径的孤体节点的邻居、OLC 20的地理位置、用户输入或一些其它信息源的知识。再次代替广播（主）信道切换命令（SCM）（其将要求整个网络首先移动回到旧的（先前）信道）的是，SC 10将至少包括信道、时序和孤体地址信息的信道切换委托命令（SCM1）发送给孤体节点（OLC-O）24的（多个）邻居（OLC-D）22。接收到这个委托命令（SCM1）的委托OLC（OLC-D）22将负责将（多个）邻近孤体节点（例如OLC-O 24）带回到系统中。为了实现这一点，委托OLC（OLN-D）22发起信道切换动作（Sw）以改变到先前信道并且经由先前信道发送至少包括信道和延迟信息的本地信道切换命令（SCM2）。如果附近存在尚未切换到当前信道并且仍在先前信道上操作的任何孤体节点（例如OLC-O 24），则其将以SCR确认（至少包括状态和信道信息）回报给SC 10。然后，OLC-D 22可以可选地经由当前信道发送另外的本地信道切换命令（未在图3中示出）。如果附近存在在当前信道上操作的任何孤体节点（例如OLC-O 24），则其将以SCR确认（至少包括状态和信道信息）回报给SC 10以更新在SC 10处保持的孤体节点列表。然而，SCR确认仅在孤体节点（例如OLC-O 24）在也由SC 10使用的当前信道上操作的情况下由SC 10接收。然后，在本地信道切换命令（SCM2）中指定的切换延迟Dsw之后，孤体节点（例如OLC-O 24）发起到当前信道的切换动作（Sw）。在检查延迟Dch期满之后，SC 10广播下一主切换信道命令（SCM3）并且从恢复的孤体节点（例如OLC-O 24）接收期望的SCR确认。由此，仍处于先前信道中的孤体节点可以在当前信道中被带回到系统。

所提出的协调的信道切换过程可以通过以下措施进一步改进。当节点或OLC在指定的延长时间段内没有接收到任何消息时，其自身可以假定其已经变为孤体节点。这样的OLC然后可以扫描可用频带以找到联网系统此时在其中操作的（新）信道。该方法还可以用于将刚出厂的OLC带入到现有系统中。它可以用作针对先前的两个切换过程的备用机制，从而保证所有节点最终将迁移到新信道。作为可替换的方法，一旦节点或OLC被指派给网络，SC就可以开始使用在生产期间指派给每一个节点或OLC的默认信道执行同步或委托信道切换。

为了增加系统可靠性，可以使用多个委托节点（即OLC-D）。SC可以一个接一个地或者通过多播消息指派委托节点。此外，委托节点可以基于到孤体节点的先前链路质量、与孤体的地理接近度或其它准则而按优先级排序。

此外，基于先前信道中的系统拓扑结构，SC还可以对孤体节点进行优先级排序。例如，处于关键路径上并且接近SC的孤体节点应当首先被处置。然后，SC可以对其它（例如另外的边远）孤体节点寻址。

可能导致节点或OLC不移动到新信道的一个具体原因可以是新信道的信息被破坏。这例如可能在新信道信息的写入或提供期间的断电的情况下发生。如果新信息被破坏，则节点或OLC将返回到其默认信道。因此，委托节点还可以在默认信道上发送本地信道切换命令。它由此可以将返回到默认信道的孤体节点在当前信道中带回或恢复到系统。

在上述切换控制过程之后，若干节点仍可能“卡”在先前信道中，例如由于丢失消息或临时断电。出于此原因，如上文已经指示的，孤体节点可以在其没有在延长的预定义的时间段内接收到消息时主动地扫描整个或其可用频带。出于此目的，消息（例如SCM）至少每X秒分布在系统中，其中预定义时间段可以被设定为至少M*X秒，其中M＞＞1。孤体节点基于信道中的使用的网络身份（ID，例如个域网ID（PAN-ID））和/或安全密钥来评判系统处于当前（或新）信道中。不需要检查寻址到自身的消息，但是出于此目的也可以使用寻址到其它节点的消息。如果经由SC或OLC的广播消息发现系统的操作信道，则孤体节点可以切换到新信道并且向SC报告它已经移动到新信道。随后，SC可以更新其孤体列表。

在干扰存在的情况下，可能存在多个OLC 20不能够与SC通信的情况。为了解决这样的情形，对系统而言，可能必要的是在委托切换过程中指派多个委托节点。

在下文中，描述第二实施例，其中作为第一实施例中所描述的信道切换协议或过程的部分而使用优先级排序方法选择委托节点。所提出的优先级排序可以取决于参数，诸如工作（即响应的）OLC与孤体OLC之间的地理距离、工作OLC与孤体OLC之间的跳数距离、工作OLC与孤体OLC之间的RSSI（接收的信号强度指示符）值。优先级排序可以基于集中式方法执行，其中SC使用在调试阶段期间向OLC分派的该OLC的位置信息做出决策（即不存在从OLC收集的的信息以便在决策做出过程中帮助SC），或者优先级排序可以基于分布式方法执行，其中SC使用由OLC周期性地提供的数据（诸如RSSI或邻域信息）。

图4示出具有SC 10、多个OLC 20、以及由于其断开的缘故而注册为SC 10处的孤体OLC（OLC-O）的多个断开的节点24的示意网络结构。如果位于网络拓扑结构中间某处的节点25面临干扰，则存在网络可能变得断开的可能。如图4中所示，这将导致多个OLC 24变成被注册为SC 10处的OLC-O。

为了解决此问题，SC 10然后可以将整个网络的操作信道切换到免受干扰的另一信道。当SC 10由于断开而不能够联系任何OLC-O 24时，其然后需要选择可充当委托OLC的适当节点。委托OLC应当被选择为使得其处于OLC-O 24之一的通信范围内。然而，要指出的是，在存在多个OLC-O 24的情况下，可能必要的是使用多个委托OLC，即所有OLC可能都不处于单个委托OLC的直接通信范围内。然后问题是SC 10应当如何按优先级排序潜在的委托OLC以便将正确的OLC选择为委托节点。

根据第二实施例的所提出的优先级排序方案是基于若干参数中的单个参数或其组合，所述参数诸如距离、跳数或RSSI值。优先级排序方案最终帮助选择适当的委托OLC。然而，要指出的是，上述参数仅仅是几个示例。一般而言，可能对分组接收速率产生正面影响的任何参数或参数组合可以被认为支持选择委托OLC。所选参数然后可以用于创建潜在委托节点的排名表格。

在第二实施例中，距离可以用作可帮助系统（例如SC）选择适当的委托OLC的示例性参数。为了恢复特定孤体OLC，协议的优先级排序过程最初基于其距孤体OLC的距离而对网络中的所有非孤体OLC进行排名。该排名表格存储在可在SC处保持的距离排名表格中。

当多个孤体OLC存在时，最接近相邻的非孤体OLC的孤体OLC可以被标识。这可以通过选择距离排名表格中所列出的第一（最顶部的条目）孤体/非孤体OLC对而执行，其中距离排名表格中的第一条目指示具有孤体OLC与非孤体OLC之间的最小距离的对。如果该基于距离的方法失败并且最接近孤体OLC的非孤体OLC不能够成功地传送消息给孤体OLC，SC可以简单地暂停。它然后通过选择距离排名表格中所列出的下一孤体/非孤体OLC对而重复该过程。该过程可以重复，直到SC已经尝试恢复网络内的所有节点为止。

所要求的要录入到距离排名表格中的距离信息可以基于由SC在调试阶段期间存储的所有OLC的全球定位系统（GPS）坐标，或者基于使用定位算法估计它们的距离的OLC估计（例如基于来自它们的邻居的RSSI或连接性信息）而获得。

可以使用若干表格来允许系统恢复网络中的所有孤体OLC。所有表格可以存储在SC处或网络的后端部分处。孤体列表表格可以存储不对由SC发出的消息做出响应的OLC的ID。换言之，它指示SC未能与其建立联系的节点。该表格的内容是动态的并且由SC在需要的时候有规律地更新。

此外，孤体/工作OLC距离矩阵（OWDM）可以存储每一个孤体OLC与工作OLC之间的距离。表格可以由SC在孤体列表表格每次更新时进行更新。距离可以例如使用在调试期间录入到系统中的OLC的位置信息或使用从OLC接收到的位置估计来计算。

图5示出孤体（OLC-O）与工作节点（OLC）的示例性距离矩阵，其中d(ID_a, ID_b)是指具有ID_a的孤体OLC与具有ID_b的工作OLC之间的距离。

而且，可以使用距离排名表格（DRT），其根据增加的距离对OWDM的OLC-O/OLC对进行排名。因而，排名越大，相应对的孤体OLC（OLC-O）与工作OLC（OLC）之间的距离就越远。可以从OWDM获得距离信息。

若干规则可以应用于生成DRT。作为第一规则，仅在该表格中列出具有比用户限定的最大传送范围更小的距离的对。这确保处于孤体OLC的传送范围之外的工作OLC不会被指派为孤体OLC的委托。作为第二规则，每一个孤体OLC只能具有DRT中的单个条目。DRT在孤体列表表格中每次有变化时被更新。

图6示出示例性距离排名表格，其中R标示排名并且每一个表格条目包括相应对的OLC-O的ID和OLC的ID以及其距离d(ID_a, ID_b)。

此外，可以提供失败的孤体列表表格，其列出在第一次尝试时没有恢复的孤体OLC，并且可以提供永久失败的孤体列表表格，其列出SC甚至在多次尝试之后还不能够恢复的孤体OLC。

作为附加选项，可以保持失败的孤体/工作OLC距离矩阵（FOWDM），其类似于OWDM但是包括失败的孤体OLC。

一旦SC具有在其孤体列表表格中列出的一个或多个孤体OLC，SC就需要决定首先尝试恢复哪一孤体OLC，并且一旦已经标识孤体OLC，SC就需要选择可以以高可能性确保孤体OLC可成功地恢复的适当的委托节点。

如图7中所示，该流程以步骤S700开始并且SC的上述任务通过选择最接近彼此的孤体/工作OLC对而执行。这通过以处于DRT顶部的孤体/工作OLC对作为目标而获得。

首先，图2的信道切换操作在步骤S701中执行并且在S702中检查孤体列表表格中是否存在任何孤体OLC。如果否，则流程跳至步骤S710并且检查失败的孤体列表表格中是否存在任何孤体OLC。如果否，则流程在步骤S723中结束。如果在步骤S702中已经在孤体列表表格中发现孤体节点，则在步骤S703中生成或更新OWDM。然后，在步骤S704中，基于OWDM生成或更新DRT。然后，在步骤S705中选择DRT的最顶部的孤体ORT和最顶部的委托（即工作）ORT。一旦已经标识孤体/工作OLC对，则下一步骤S706使用图3的委托信道切换流程来通过使用所选委托OLC尝试恢复所标识的孤体OLC。在步骤S707中，检查恢复是否成功。如果在步骤S707中确定所标识的孤体OLC的恢复已经失败，则孤体OLC在步骤S708中被移动到失败的孤体列表表格并且其条目在步骤S709中从孤体列表表格移除。如果在步骤S707中确定恢复操作成功，则流程直接分支到步骤S709并且孤体OLC仅从孤体列表表格移除。在两种情况下，在步骤S709之后，流程跳回到步骤S702以检查是否存在孤体列表表格中所列出的任何其它孤体OLC。步骤S702到S709的该过程继续，直到孤体列表表格中的所有条目已经被寻址为止。当每次成功恢复孤体OLC时，在对下一孤体/工作OLC对进行寻址之前重新生成孤体OLC、OWDM和DRT表格。

一旦孤体列表表格已经完全被处理，下一步骤就是在步骤S710中检查失败的孤体列表表格，如果其具有任何条目的话。在该阶段，一次一对地对每一对失败的孤体OLC和工作OLC进行寻址，并且系统尝试使用处于通信范围内的所有失败的孤体OLC和工作OLC对来相继地恢复先前失败的孤体OLC。在步骤S711到S722中一次使用一对尝试恢复。如果在步骤S710中已经在失败的孤体列表表格中发现失败的孤体节点，则恢复计数器被设定为零。然后在步骤S712中生成或更新FOWDM。随后，在步骤S713中，基于FOWDM而生成或更新DRT。然后，在步骤S714中选择DRT的最顶部的失败的孤体ORT和最顶部的委托（即工作）ORT。在下一步骤S715中，使用图3的委托信道切换流程来尝试通过使用所选委托OLC恢复所标识的失败的孤体OLC。在步骤S716中，检查先前失败的孤体OLC的恢复是否成功。如果在步骤S716中确定失败的孤体节点的恢复操作成功，则流程分支到S722并且失败的孤体OLC从失败的孤体列表表格移除。然后，流程跳回到步骤S710以检查是否存在失败的孤体列表表格中所列出的任何其它失败的孤体OLC。否则，如果在步骤S716中确定所标识的失败的孤体OLC的恢复已经再次失败，则在步骤S708中将恢复计数器增加一并且然后在步骤S718中从失败的孤体列表表格移除失败的孤体节点。然后，在步骤S719中检查恢复计数器是否已经计数到小于3的值。如果恢复计数器的值小于3，则流程分支到步骤S720并且当前失败的孤体ORT连同具有距当前失败的孤体OLC的下一最小距离的委托（即工作）OLC一起被再次使用，如FOWDM中所标识的。然后，流程跳回到步骤S715以通过委托信道切换过程发起另一恢复尝试。否则，如果在步骤S719中确定恢复计数器已经达到值3，则流程分支到S721并且失败的孤体节点被附加到永久失败的孤体列表表格并且流程跳回到步骤S710。

因而，如果系统在3次尝试之后仍不能够恢复失败的孤体OLC，则该失败的孤体节点被认为是不可由系统恢复的。然而，要指出的是，值“3”仅是示例。可以在此处使用任何整数值，这取决于单独的应用和目的。

此外，SC的控制器功能性或SC本身可以在连接到因特网的远程计算机中提供。因而，迄今为止已经针对SC描述的所有功能性也可以在远程计算机中实现。

总结起来，已经描述了用于网状网络的信道切换策略和对应协议，该网状网络包括SC或其它远程控制控制器和大量OLC或其它网络节点。信道切换过程由SC发起和管理，该SC将主信道切换命令传送到系统中的所有节点。在实际信道切换之后，SC向可以为孤体节点的邻居节点的所选委托节点委托请求将孤体节点切换到新信道的责任。委托节点的选择可以基于优先级排序。当OLC在指定的延长时间段内没有接收到任何消息时，其可以扫描可用频带以找到联网系统此时在其中操作的（新）信道。

尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述将被视为是说明性或示例性的，而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。在室外照明控制之外，所提出的切换控制过程和系统可以在如例如用于照明控制、家庭自动化、患者监控、智能建筑物控制和其它传感器联网应用的各种其它网状联网系统中实现。

通过研究附图、公开文本和随附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的其它变形。在权利要求中，词语“包括”不排除其它元件或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。单个处理器或其它单元可以实现在权利要求中记载的若干项目的功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的既有事实不指示这些措施的组合不能用于获益。

前面的描述详细描述了本发明的某些实施例。然而，应当领会，不管前述内容在文本中如何详细地出现，本发明都可以以许多方式实践，并且因此不限于所公开的实施例。应当指出的是，在描述本发明的某些特征或方面时对特定术语的使用应当被认为暗示着该术语在本文中重新定义以被约束为包括与该术语相关联的本发明的特征或方面的任何具体特性。

单个单元或设备可以实现在权利要求中记载的若干项目的功能。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的既有事实不指示这些措施的组合不能用于获益。

像在图2、3和7中指示的那些那样所描述的操作可以实现为计算机程序的程序代码构件和/或实现为专用硬件。计算机程序可以存储和/或分布在适当的介质上，诸如存储在连同其它硬件一起或作为其它硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质上，但是也可以以其它形式分发，诸如经由因特网或其它有线或无线电信系统分发。

Claims

1.一种用于控制具有多个网络节点（20）的多信道网状型网络中的信道切换的控制器设备（10），所述控制器设备（10）适于将主信道切换命令传送到所述网络节点（20），基于所接收的针对所述主信道切换命令的响应而选择一个或多个委托节点（22），并且控制所述一个或多个委托节点（22）以便将本地信道切换命令从所述一个或多个委托节点（22）传送到尚未从其接收到针对所述主信道切换响应的响应的一个或多个孤体节点（24）。

2.权利要求1的设备，其中所述控制器设备（10）适于为将所述孤体节点（24）的邻居节点选择为所述委托节点（22）。

3.权利要求1的设备，其中所述控制器设备（10）适于向所述信道切换命令添加时序参数，该时序参数指定所述网络节点（20）仍应当停留在其当前信道中的时间量。

4.权利要求3的设备，其中所述控制器设备（10）适于基于所述网状型网络的所观察到的大小和链路质量中的一个或二者而选择所述时序参数。

5.权利要求1的设备，其中所述控制器设备（10）适于保持孤体节点（24）的列表并且基于针对所述本地信道切换命令的响应而更新所述孤体节点（24）的列表。

6.权利要求1的设备，其中所述控制器设备（10）适于基于先前的链路质量或与所述孤体节点（24）的地理接近度而按优先级排序所述所选委托节点（22）。

7.权利要求6的设备，其中所述控制器设备（10）适于基于在所述委托节点（22）和/或孤体节点（24）的调试阶段期间所获得本地信息或者基于在网络操作时从所述委托节点（22）和/或孤体节点（24）所接收的数据而按优先级排序所述所选委托节点（22）。

8.权利要求1的设备，其中所述控制器设备（10）适于基于所述控制器设备（10）与所述孤体节点（24）之间的路由路径或链路质量或二者的组合而按优先级排序所述孤体节点（24）。

9.权利要求1的设备，其中所述控制器设备（10）适于创建已经从其接收到针对所述主信道切换命令或所述本地信道切换命令的响应的网络节点（20）与尚未从其接收到针对所述主信道切换命令和本地信道切换命令的响应的孤体节点（24）之间的距离或链路质量或二者的组合的排名表格，并且基于所述排名表格中的排名相继地选择孤体节点（24）和委托节点（22），直到所述控制器设备（10）已经尝试恢复所述网状型网络的所有孤体节点（24）为止。

10.一种多信道网状型网络的网络节点（20），所述网络节点（20）适于检查其在预定时间段内是否已经接收到命令，并且如果其尚未在所述预定时间段内接收到任何命令，则扫描可用频带以找到所述网状型网络的操作信道。

11.一种多信道网状型网络的网络节点（20），所述网络节点（20）适于响应于从控制器设备（10）接收到信道切换委托命令而切换到先前的信道或默认信道，并且在所述先前的信道或所述默认信道上分别传送本地信道切换命令。

12.权利要求11的网络节点，其中所述网络节点（22）适于在所述网状型网络的当前信道上传送另外的本地信道切换命令。

13.一种控制具有多个网络节点（20）的多信道网状型网络中的信道切换的方法，所述方法包括以下步骤：

将主信道切换命令传送到所述网络节点（20），

基于所接收的针对所述主信道切换命令的响应而选择一个或多个委托节点（22），

将一个或多个本地信道切换命令从所述一个或多个委托节点（22）传送到尚未从其接收到针对所述主信道切换命令的响应的一个或多个孤体节点（24）。

14.一种控制具有多个网络节点（20）的多信道网状型网络中的信道切换的方法，所述方法包括以下步骤：

检测在预定时间段内在网络节点（20）处是否已经接收到命令，以及

如果在预定时间段内尚未在所述网络节点（20）处接收到所述命令，则通过所述网络节点（20）扫描可用频带以找到所述网状型网络的操作信道。

15.一种包括代码构件的计算机程序产品，该代码构件在计算机设备上运行时用于产生权利要求13或14的步骤。