CN107431910A - 用于管理被配置成支持同构通信协议的异构节点的技术 - Google Patents

用于管理被配置成支持同构通信协议的异构节点的技术 Download PDF

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CN107431910A CN201680011719.2A CN201680011719A CN107431910A CN 107431910 A CN107431910 A CN 107431910A CN 201680011719 A CN201680011719 A CN 201680011719A CN 107431910 A CN107431910 A CN 107431910A
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Abstract

一种无线网状网络，包括异构类型的节点，其包括连续供电的节点和电池供电的节点。电池供电的节点在大多数时间可以驻留在睡眠状态以节省电力。网络中的各节点可以通过在预定时间和预定频率下发送和接收而彼此进行通信。电池供电的节点在所述预定的发送和接收时间期间变为有效。网络管理节点可以通过在网络上发送反映预定的发送和接收时间的信息来促进网络形成。基于此数据，连续供电的节点和电池供电的节点可以彼此建立通信链接。

Description

用于管理被配置成支持同构通信协议的异构节点的技术
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年1月30日提交的、具有序列号62/110,383的、题为“用于管理被配置成支持同构通信协议的异构节点的技术(Techniques for ManagingHeterogeneous Nodes Configured to Support a Homogeneous CommunicationProtocol)”的美国临时专利申请，于2016年1月28日提交的、具有序列号15/009,711的、题为“用于管理被配置成支持同构通信协议的异构节点的技术(Techniques for ManagingHeterogeneous Nodes Configured to Support a Homogeneous CommunicationProtocol)”的美国专利申请，以及于2016年1月28日提交的、具有序列号15/009,715的、题为“用于管理被配置成支持同构通信协议的异构节点的技术(Techniques for ManagingHeterogeneous Nodes Configured to Support a Homogeneous CommunicationProtocol)”的美国专利申请的权益。这些相关申请的每一篇的主题通过引用并入本文。
发明的背景
发明的领域
本发明的实施例总地涉及无线网络通信，且更具体地，涉及用于管理被配置成支持同构通信协议的异构节点的技术。
相关领域描述
传统网络包括被配置成通过各种通信链接彼此通信的多个节点。在第一类型的网络中，网络内的节点从电网获取电力，以执行各种操作，诸如通信操作和数据处理操作。在第二类型的网络中，网络内的节点从电池获取电力来支持通信和数据处理操作。
连续供电的节点和电池供电的节点通常依赖于不同的通信协议，因为连续供电的节点和电池供电的节点具有不同的资源限制。特别地，电池供电的节点通常经由节省电力的协议进行通信，而连续供电的节点通常不是。因此，连续供电的节点不能与电池供电的节点进行通信，所以常规网络通常不会包括连续供电的节点和电池供电的节点两者。一般地，不同类型的节点不采用类似的通信协议，因此，网络通常不包括异构类型的节点。这种限制给日益增长的“物联网”(loT)造成了大量障碍。具体来说，loT旨在互连所有不同类型的“事物(things)”，诸如节点。然而，如上所述，通信障碍阻碍了互连异构节点(诸如连续供电的节点和电池供电的节点)的能力。这种阻碍危及loT继续增长的能力。
如前述所说明的，本领域需要一种用于管理驻留在网络中的不同类型节点之间的通信的技术。
发明内容
本发明的一个实施例阐述了一种用于在不同网络部分之间建立通信链接以生成无线网状网络的计算机实现的方法，包括识别第一网络部分内的第一节点，识别第二网络部分内的第二节点，其中所述第一网络部分和所述第二网络部分包括独立且不同的节点，获得第一网络数据，所述第一网络数据与所述第一网络部分相关联并且包括与包含在所述第一网络部分中的节点相关的连接信息，以及传送所述第一网络数据到所述第二节点，以使得所述第二节点能够基于所述第一网络数据与所述第一节点进行通信。
本文描述的技术的至少一个优点是异构节点，诸如连续供电的节点和电池供电的节点，可以驻留在相同的无线网状网络内。
附图说明
详细理解本发明的上述特征的方式、上面简要总结的本发明的更具体的描述可以参考实施例进行，其中一些实施例在附图中进行说明。然而，应当注意的是，附图仅示出了本发明的典型实施例，因此不被认为是对其范围的限制，因为本发明可以承认其他等同有效的实施例。
图1示出了被配置成实现本发明的一个或更多个方面的网络系统；
图2示出了根据本发明的一个实施例的、被配置成在网状网络内发送和接收数据的网络接口；
图3是根据本发明的一个实施例的、图1中被配置成管理网络系统的部分的操作的网络管理节点的更详细的说明；
图4是根据本发明的一个实施例的、图1中被配置成与网络管理节点交互操作的服务器的更详细的说明；
图5是根据本发明的一个实施例的、示出与图1中的不同节点相关联的操作状态的状态图；
图6示出了根据本发明的一个实施例的、用于在图1的不同节点之间共享时间的时间信标；
图7A-7B是根据本发明的一个实施例的、示出用于在图1的不同节点之间执行数据通信的技术的概念图；
图8示出了根据本发明的一个实施例的一组发送参数，节点根据该发送参数在图1的网络系统内发送数据；
图9是根据本发明的一个实施例的、用于参与无线网状网络的方法步骤的流程图；
图10A-10E是根据本发明的一个实施例的，示出图1的无线网状网络的形成的概念图；
图11A-11D是根据本发明的一个实施例的、示出网络管理节点交互操作为将不相交的网络部分耦合在一起以形成图1的网络系统的概念图；以及
图12是根据本发明的一个实施例的、用于在不相交的网络部分之间共享连接信息以便形成网络系统的方法步骤的流程图。
详细说明
在下面的描述中，阐述了大量具体细节，以提供对本发明的更彻底的理解。然而，对本领域技术人员显而易见的是，本发明可以在没有这些具体细节中的一个或更多个的情况下实践。在其他实例中，为了避免模糊本发明，没有描述公知的特征。
系统概述
图1示出了被配置成实现本发明的一个或更多个方面的网络系统100。如图所示，网络系统100包括无线网状网络102，其可以包括源节点110，节点120、130和140，以及目的地节点112。节点120代表耦合至电网的连续供电的节点。节点130代表从电池获取电力的电池供电的节点。节点140是被配置成管理无线网状网络102的部分104的操作的网络管理节点。具体地，节点140-1被配置成管理部分104-1内的节点120-1、130-1和130-2，而节点140-2被配置成管理部分104-2内的节点120-2、130-3和130-4。节点140-1和140-2还被配置成彼此通信，以便在部分104-1和104-2之间执行交叉网状路由。
源节点110能够经由通信链接132与某些节点120和130进行通信。节点120、130和140经由通信链接134进行彼此之间通信。节点120和130经由通信链接136与目的地节点112进行通信。网络系统100还可以包括一个或更多个接入点(AP)150、网络152和服务器160。可以实现发现协议以确定邻近一个或更多个邻近节点的节点。例如，节点120-1可以执行该发现协议以确定节点110、140-1和130-1邻近节点120-1。此外，此节点邻近指示可以建立通信链接132和134。可实现任何技术上可行的发现协议而不脱离本发明的实施例的范围和精神。
还可以实现发现协议以确定邻近节点的跳频序列，即节点在其上周期性地接收有效载荷数据的信道的序列。如本领域已知的，“信道”可以对应于特定的频率范围。一旦在源节点110和至少一个节点120、130或140之间建立了邻近关系，则源节点110可以生成有效载荷数据用于传送到目的地节点112(假定路径可用)。有效载荷数据可以包括互联网协议(Internet protocol，IP)分组，以太网框架(Ethernet frame)或任何其他技术上可行的数据单元。类似地，可以实现任何技术上可行的寻址和转发技术，以促进有效载荷数据从源节点110传送到目的地节点112。例如，有效载荷数据可以包括标题字段，所述标题字段被配置成包括目的地地址，诸如IP地址或以太网媒体访问控制(MAC)地址。
每个节点120和130可被配置成基于目的地地址转发有效载荷数据。或者，有效载荷数据可以包括标题字段，所述标题字段被配置成包括至少一个交换标签，用以定义从源节点110到目的地节点112的预定路径。转发数据库可以由每个节点120和130维持，其指示应该使用哪个通信链接132、134、136以及以什么优先级来发送有效载荷数据用于传送到目的地节点112。所述转发数据库可以响应于注册程序由节点140中的一个提供。所述转发数据库可以代表到目的地地址的多个路径，并且所述多个路径中的每一个可以包括一个或更多个成本值。任何技术上可行类型的成本值可表征网络系统100内的链接或路径。在一个实施例中，无线网状网络102内的每个节点实现基本上相同的功能，并且每个节点可以充当源节点、目的地节点、中间节点或网络管理节点。
在网络系统100中，接入点150-1和150-2被配置成与无线网状网络102内的至少一个节点(诸如中间节点120-1或130-3)进行通信。通信可以包括接入点150和无线网状网络102内的至少一个节点之间的有效载荷数据、时间相关数据或任何其他技术上相关的数据的传送。例如，可以在接入点150-1和中间节点130-3之间建立通信链接，以促进部分104-2和网络152之间的有效载荷数据的传送。网络152耦合至服务器160并且被配置成提供无线网状网络102和服务器160之间的通信路径。网络152可以包括被配置成在接入点150和服务器160之间传送有效载荷数据的任何有线网络、光学网络、无线网络或混合网络。
在一个实施例中，服务器160代表在无线网状网络102内起源的有效载荷数据的目的地以及去往无线网状网络102内的一个或更多个节点的有效载荷数据的来源。例如，无线网状网络102内的节点可以执行测量以生成测量数据，诸如消耗数据。服务器160可以执行应用程序以收集所述测量数据并报告所述测量数据。在一个实施例中，服务器160向无线网状网络102内的节点查询某数据。每个被查询的节点回复所请求的数据，诸如消耗数据、系统状态和健康数据等等。在替代实施例中，无线网状网络102内的每个节点自主地报告某数据，该数据在当数据经由自主报告变为可用时由服务器106收集。
本文描述的技术足够灵活以在任何技术上可行的网络环境内使用，包括但不限于广域网(WAN)或局域网(LAN)。此外，在给定的网络系统100内可以存在多种网络类型。例如，两个节点130之间或节点130与对应的接入点150之间的通信可以经由射频局域网(RFLAN)，而接入点150和网络152之间的通信可以经由WAN，诸如通用分组无线业务(GPRS)。无线网状网络102内的每个节点120、130和140包括使得所述节点能够与其他节点进行无线通信的网络接口，如下面结合图2更加详细描述的。
图2示出了根据本发明的一个实施例的、被配置成在网状网络内发送和接收数据的网络接口。图1的无线网状网络102内的每个节点110、112、120、130和140包括网络接口200的至少一个实例。在连续供电的节点120中，网络接口200可以从外部电源(诸如电网)获取电力，以执行下面描述的各种功能。在电池供电的节点130中，网络接口200可以耦合到包含在节点130内的电池，并且网络接口200可以从电池获取电力，以执行下面描述的各种功能。在后一种情况下，网络接口200可以仅间歇地并且在预定的时间变得有效，以便接收和/或发送数据。以这种方式，包括网络接口200的电池供电的节点130可以节省电力。下面结合图5-7B更详细地描述此省电技术。
如图所示，网络接口200包括但不限于微处理器单元(MPU)210，数字信号处理器(DSP)214，数模转换器(DAC)220、221，模数转换器(ADC)222、223，模拟混合器224、225、226、227，移相器232，振荡器230，功率放大器(PA)242，低噪声放大器(LNA)240，天线开关244和天线246。存储器212可以耦合到MPU 210，用于本地程序和数据存储。类似地，存储器216可以耦合至DSP 214，用于本地程序和数据存储。存储器212和/或存储器216可以用于缓冲输入数据以及存储数据结构，诸如转发数据库，和/或包括主要和次要路径信息、路径成本值等的路由表。
在一个实施例中，所述MPU 210实现用于处理由网络接口200发送或接收的作为有效载荷数据的IP分组的程序。所述用于处理IP分组的程序可以包括但不限于无线路由、加密、认证、协议转换以及不同无线和有线网络端口之间的路由。在一个实施例中，当MPU 210执行存储在存储器中的固件程序时，MPU 210实现由包括网络接口200的节点执行的技术。
MPU 214耦合至DAC 220和DAC 221。每个DAC 220、221被配置成将出站数字值的流转换成对应的模拟信号。所述出站数字值由用于调制一个或更多个信道的信号处理程序计算。MPU 214还耦合至ADC 222和ADC 223。每个ADC 222、223被配置成对模拟信号进行采样和量化以生成入站数字值的流。所述入站数字值由信号处理程序处理，以解调入站数字值并从中提取有效载荷数据。
在一个实施例中，MPU 210和/或MPU 214被配置成缓冲存储器212和/或存储器216内的输入数据。所述输入数据可以被缓冲成任何技术上可行的格式，包括，例如来自各个信道的原始软比特、解调比特、原始ADC样本等等。MPU 210和/或MPU 214可以缓冲存储器212和/或存储器216内通过这组信道接收的数据的任何部分，天线246从所述信道组接收数据，包括所有的这种数据。然后，MPU 210和/或MPU 214可以用缓冲的数据执行各种操作，包括解调操作、解码操作等等。
本领域普通技术人员将认识到，网络接口200仅表示可以在图1中示出的无线网状网络102内实现的一个可能的网络接口，并且任何其他技术上可行的用以发送和接收数据的设备可以并入无线网状网络102内的任何节点内。
图3是根据本发明的一个实施例的、图1中被配置成管理网络系统的部分的操作的网络管理节点的更详细的说明。如图所示，网络管理节点140包括处理器300，输入/输出(I/O)设备310和存储器320。存储器320包括管理应用程序322、网络数据324和节点数据326。
处理器300可以是被配置成执行应用程序和处理数据的任何技术上可行的硬件单元。处理器300可以是，例如中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、微处理器等，但不限于此。I/O设备310可以包括被配置成接收和/或提供数据的任何技术上可行的设备。I/O设备310可以包括，例如，诸如接收机的输入设备，诸如发射机的输出设备，或诸如收发器的组合输入/输出设备。在一个实施例中，I/O设备310包括网络接口200的实例。存储器320可以是任意技术上可行的计算机可读和/或可写存储介质。存储器320可以包括，例如随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)等等，但不限于此。
管理应用程序322是软件程序，当其由处理器300执行时，使得节点140管理网络部分104。这样做时，管理应用程序322使得节点140将网络数据324和节点数据326发送到网络部分104内的其他节点。网络数据324通常包括路由信息(其包括邻居表和转发数据库)，以及其他与网络部分104相关联的面向网络的数据。节点数据326通常包括与网络部分104中的节点相关联的操作参数。所述操作参数可以包括发送参数、接收参数和影响网络部分104上的节点功能的其他参数。
给定节点120或130可以与节点140交互，以便获得网络数据324和/或节点数据326。基于该数据，所述接收节点然后可以发现并获取网络部分104内的邻居，执行路由操作，并且通常参与无线网状网络102。获得前述数据的过程可以在由节点120或130与节点140发起的注册过程的上下文中发生。节点140可以向网络部分104内的每个节点提供网络数据324和节点数据326，以便促进该部分的形成。下面结合图11A-12更详细地描述该过程。在一个实施例中，节点140从服务器160接收网络数据324和节点数据326。以下结合图4更详细地描述服务器160的示例性实现方式。
图4是根据本发明的一个实施例的、图1中被配置成与网络管理节点交互操作的服务器的更详细的说明。如图所示，服务器160包括处理器400，输入/输出(I/O)设备410和存储器420。存储器420包括网络应用程序422、网络数据424和节点数据426。
处理器400可以是被配置成执行应用程序和处理数据的任何技术上可行的硬件单元。处理器400可以是，例如CPU、ASIC、微处理器等，但不限于此。I/O设备410可以包括被配置成接收和/或提供数据的任何技术上可行的设备。I/O设备410可以包括，例如，诸如接收机的输入设备，诸如发射机的输出设备，或诸如收发器的组合输入/输出设备。存储器420可以是任何技术上可行的计算机可读和/或可写存储介质。存储器420可以包括，例如RAM、闪存、ROM等，但不限于此。
网络应用程序324是软件程序，当其由处理器400执行时，协调服务器160的功能。在这样做时，网络应用程序422使得服务器160将网络数据424和节点数据426发送到无线网状网络102内的节点。服务器160可以将不同的网络数据424发送到每个不同的网络部分104。例如，图3中所示的网络数据324可以反映与特定网络部分104相关联的网络数据424的部分。网络数据424通常包括路由信息(其包括邻居表和转发表)，以及其他面向网络的数据。节点数据426可以反映操作参数，包括发送参数、接收参数以及影响无线网状网络102上的节点功能的其他参数。
给定节点140可以与服务器160交互，以便获得网络数据424和/或节点数据426。节点140然后可以通过向网络部分104内的节点提供上述网络数据和/或节点数据来管理那些节点，如上面结合图3所讨论的。以这种方式，服务器160管理节点140的操作，反过来，节点140管理相应网络部分104内的节点120和130的操作。节点120和130被配置成根据特定的一组操作状态进行操作，如下面结合图5所描述的。
节点功能概述和通信协议
图5是根据本发明的一个实施例的、示出与图1的不同节点相关联的操作状态的状态图。节点110、112、120、130或140中的任一个均可实现状态图500。在一些实施例中，网络管理节点140可以实现本文中未描述的不同状态图。如图所示，状态图500包括五个操作状态：休眠状态510，嗅探状态(sniff state)520，接收状态530，处理状态540和发送状态550。尽管示出了若干示例性状态转换，为了清楚起见某些其他状态转换已经被省略。在实践中，状态图500内的任何状态可以在本文中可以未明确公开的情况下转换为任何其他状态。如下面更详细描述的，尽管连续供电的节点120和电池供电的节点130同样地可以实现状态图500，但是这些不同类型的节点在每个状态中花费不同的时间量。特别地，与连续供电的节点130相比，电池供电的节点130可以在休眠状态510中花费更多的时间。以这种方式，电池供电的节点130可以节省电力。
休眠状态510是低功率操作模式，在该模式期间节点内的一些或大部分硬件断电。所述节点可以根据该节点的电力资源和电力消耗周期性地进入休眠状态510。例如，考虑到连续供电的节点120可以接入丰富的电力资源，则节点120可以很少或从不进入睡眠状态510。相反地，考虑到电池供电的节点130仅接入有限的电池电力资源，则节点130可以经常进入睡眠状态510。在实践中，连续供电的节点120在正常操作条件下可以完全不进入睡眠状态510，而电池供电的节点130可以大部分时间驻留于睡眠状态510中。
嗅探状态520是另一个低功率操作模式，在该模式期间，节点内的特定接收硬件被激活，以便“嗅探(sniff)”与无线电信号相关联的能量。节点内的其他硬件可以被断电，从而节省电力。节点可以在特定时间和特定信道或频率上进入嗅探状态520，以便检测打算在该特定时间和该特定信道上接收的无线电信号。当活动的硬件检测到至少阈值水平的能量时，作为响应，节点内的硬件的剩余部分可以被上电，以便接收该信号。一般地，无线网状网络102内的节点发送包括前同步码(preamble)的分组。一旦由接收节点嗅探到，则所述前同步码触发接收节点上电并接收在所述分组中包含的有效载荷。在一些实施例中，连续供电的节点120可以不进入嗅探状态520，因为这些节点不受电力限制。相反，在这些实施例中，连续供电的节点120可以进入接收状态530。
接收状态530是用于接收无线电信号的操作模式。如上所述，当在嗅探状态520期间检测到前同步码时，可以进入接收状态530。所述节点还可以在多种情况下直接进入接收状态530。当在接收状态530时，所述节点通常为节点内的大多数或全部接收硬件上电，包括图2所示的网络接口200的接收部分。
处理状态540是一种操作模式，凭借这种操作模式节点处理所接收到的数据、处理数据用于后续传送、以及执行多种其他处理操作。所述节点包括在处理状态540期间有效的比特流处理器，以及用于在处理状态540下运行协议和执行软件应用程序的另一处理器。此外，所述节点可以包括用于执行加密功能或其他专业化操作的其他外围处理器。
发送状态550是一种操作模式，在这种操作模式内节点向其他节点发送数据。节点可以在特定时间进入发送状态550，然后在特定信道上进行发送，以便瞄准另一个节点。具体地，并且如下面更详细地描述的，所述节点被配置成计算用于瞄准特定节点的时间和信道，所述瞄准基于该特定节点的媒体访问控制(MAC)地址、传送将要被接收的时间以及无线网状网络102中使用的信道的数量。因此，维持无线网状网络102内的节点上的准确时间是优先的，因此节点120、130和140被配置成彼此交换包括当前时间的“时间信标”。下面结合图6描述示例性时间信标。
图6示出了根据本发明的一个实施例的、用于在图1的不同节点之间共享时间的时间信标。如图所示，时间信标600包括标题610，时间有效载荷620，认证区段(section)630-1至630-N和循环冗余校验640。时间有效载荷620包括接收时间622、当前时间624和时间跳跃626。每个认证区段620包括短标识符(ID)622和散列消息识别码(HMAC)624。
在实践中，连续供电的节点120从外部源接收时间信号，并基于该时间设置内部时钟。所述外部源可以是可经由网络152访问并且提供相当准确的时间的任何技术上可行的服务。连续供电的节点120然后将时间信标600的实例发送到相邻节点。所述相邻节点可以是连续供电的节点120或电池供电的节点130。一旦接收到时间信标600的实例，接收节点同样设置内部时钟，然后可以向下游的相邻节点发送时间信标600的另一个实例。以这种方式，时间在无线网状网络102上传播。一般地，无线网状网络102的节点根据时间信标时间表彼此共享时间信标600的实例。时间信标时间表可以由例如网络管理节点140建立，或者由每个节点单独确定。
在时间信标600中，接收时间622指示如由发送时间信标600的节点接收的时间。当前时间624指示时间信标600被发送的时间。时间跳跃626指示发送节点和外部时间源之间跳跃的数量。时间跳跃626通常反映接收时间622和当前时间624的准确性。具体地，已经在网络上传播许多跳跃的时间通常不如靠近外部时间源接收到的时间准确，因为每一跳跃可能引入与中间节点相关联的漂移。
每个认证区段630通常与不同的相邻节点相关联，并且包括与相应的相邻节点相关联的短ID 622。当两个节点首次发现彼此时，这两个节点可以交换短ID 622以为随后交换时间信标600做准备。接收时间信标600的节点被配置成基于所分配的短ID 622访问特定认证区段630，然后用相应的HMAC 624执行各种安全检查。以这种方式，节点可以防止网络攻击，包括将不准确的时间引入无线网状网络102。为了数据完整性目的，接收节点还可以检查CRC 640。在一个实施例中，给定节点可以接收时间信标600的多个不同实例，然后组合其中包括的数据，以便生成时间估计。例如，所述节点可以平均由每个这样的时间信标实例指示的当前时间。
如上所述，准确时间的共享对节点之间的同步传送是重要的。在具有长时间驻留在睡眠状态510的许多电池供电的节点130的网络中，在嗅探或接收时瞄准这些节点是维护网络连接的核心。换句话说，无线网状网络102内的节点在网络上正确和有效地传送业务的能力取决于准确的时序。图7A-7B示出了用于基于时间测量来瞄准传送的技术。
图7A-7B是根据本发明的一个实施例的、示出用于在图1的不同节点之间执行数据通信的技术的概念图。如图7A所示，发送节点120-T在沿着时间线700的不同时间点向接收节点130-R发送消息。节点130-R是电池供电的节点，因此大部分时间驻留在睡眠模式510中。然而，节点130-R在接收窗口710期间变为有效。接收窗口710具有从t0到t1的持续时间。节点120-T可以被配置成安排(schedule)传送，从而节点130-R在接收窗口710期间接收传送。
当节点120-T和130-R没有足够的时间同步时，可能会出现问题。特别地，如果与节点130-T相关联的内部时钟比与节点130-R相关联的内部时钟更快或更慢，则节点120-T可能分别发送太早或太晚，以及错过接收窗口710。例如，在图7A中，节点130-T可以在时间t0之前发送分组720，并且因此，当该分组到达时，节点130-R将处于睡眠模式510。可替代地，节点120-T可以在时间t1之后发送分组740，并且当该分组到达时，节点130-R将已经返回到睡眠模式510。在任一情况下，节点之间不良的时间同步会导致通信中断。如果节点120-T和130-R保持相对同步，则节点120-T可以在接收窗口710内发送分组730，并且节点130-T将能够接收该分组。节点130-R被配置成基于一组发送参数750向节点130-T发送分组，如下面结合图8更详细地讨论的。
现在参考图7B，实际上，节点130-R在接收窗口710期间进入嗅探模式520。再次，如果在嗅探时检测到足够的能量，则节点130-R可以上电并接收传送。当在嗅探模式520下操作时，节点130-R执行嗅探760的序列，如图所示。每个嗅探反映出能够检测到能量的短时间段。节点130-R可以在嗅探之间返回睡眠模式520。以这种方式，可以节省功率。节点130-T仅需要发送具有比嗅探之间的时间更长的前同步码的消息，以触发节点130-R进入接收模式530。节点130-R然后可以接收并解调所述消息的实际有效载荷。
接收窗口710的宽度、产生嗅探760的嗅探速率以及嗅探760之间的时间(以下称为嗅探间隔)是可配置参数。节点130-R可以基于电池寿命、当前数据速率、剩余存储空间或任何其他技术上可行的参数来选择这些参数。此外，节点130-R可以从反映这些参数的网络管理节点140获取数据。节点120-T同样可以获取这些参数(例如，从节点140)，以便适当地瞄准节点130-R的传送。例如，节点120-T可以基于与节点130-R相关联的嗅探间隔来缩放分组的前同步码，从而增大由该节点接收传送的可能性。一般地，节点120-T在产生传送时依赖于发送参数750，其包括面向网络的参数和特定于节点的参数。
图8示出根据本发明的一个实施例的一组发送参数，根据该发送参数，节点在图1的网络系统内发送数据。如图所示，发送参数750包括齿轮数据(gear data)，信道数据，接收带宽，零信道，前同步码长度，接收窗口，接收时间表，占空比，ACK等待时间和信标时间表。图8所示的发送参数仅用于示例性目的而提供，并且可以包括更少的参数或附加参数。
发射参数750可以作为整体或部分地从被配置成管理节点120-T所驻留的网络部分104的节点140接收。例如，当节点120-T向节点140注册时，节点140可以将网络数据324和节点数据326发送到节点120-T。与给定节点相关联的每个发送参数的具体值可以根据节点的类型而变化。例如，与连续供电的节点相比，电池供电的节点可以实现发送参数750的不同的值。当节点120-T和120-R最初彼此发现时，发送参数750可以作为整体或部分地从节点130-R接收。例如，节点120-T可以从指示接收窗口710的宽度的节点130-R获得接收窗口数据。然后，节点120-T可以瞄准该窗口的中心，从而提高成功通信的可能性。类似地，节点120-T可以从节点130-R获得齿轮数据，然后使用适当的数据速率发送至该节点。
节点120-T被配置成基于节点130-R的MAC地址、在无线网状网络102中使用的信道的数量和时间值来计算与接收窗口710相关联的信道和时间。节点120-T和130-R可以在初始发现时彼此共享MAC地址，或者从指示附近邻居的MAC地址的节点140接收数据。在一个实施例中，节点120-T采用节点130-R的MAC地址、可用信道的数量以及节点130-R应该接收传送的时间来执行詹金斯散列(Jenkins hash)，以便计算在哪一信道上发送传送。
如上所述，发送参数750可以从图3所示的节点140提供的网络数据324或节点数据326导出。发送参数750还可以从图4所示的服务器160提供的网络数据424和节点数据426导出。总之，在网络形成期间，服务器160，节点110、112、120、130和140可以交换本文所讨论的任何信息，以彼此形成通信链接。
总地参考图1-8，通过实现本文讨论的技术，无线网状网络102支持单个网络内的许多不同类型的节点的共存。具体地，无线网状网络102依赖于单一通信协议来管理网络通信，并且其可以由连续供电的节点120和电池供电的节点130两者实现。再者，该协议依赖于时间的准确维持以及数据的共享，其允许正确瞄准传送以发生。下面结合图9对到目前为止描述的技术还以逐步的方式进行描述。
图9是根据本发明的一个实施例的、用于参与无线网状网络的方法步骤的流程图。尽管结合图1-8的系统描述了方法步骤，但是本领域技术人员将理解的是，被配置为以任何顺序执行所述方法步骤的任何系统都在本发明的范围内。
如图所示，方法900在步骤902开始，其中无线网状网络102内的节点获取一个或更多个电池供电的邻居。所述节点可以是连续供电的节点120或电池供电的节点130。所述节点可以被预编程为包括与电池供电的邻居相关联的MAC地址，或者可以通过和邻居一起执行发现过程来获取那些MAC地址。一旦节点获得邻居MAC地址，则该节点可以使用上述结合图7A-7B所描述的瞄准方法向其发送数据。
在步骤904中，节点获取一个或更多个连续供电的邻居。类似于步骤902，所述节点可以被预编程为包括与连续供电的邻居相关联的MAC地址，或者可以通过执行发现过程来获取那些MAC地址。一旦节点获得邻居MAC地址，则该节点可以使用上述结合图7A-7B所描述的瞄准方法向这些邻居发送数据。
在步骤906中，节点在网络上传播时间。在这样做时，该节点可以从上游邻居接收第一时间信标。所述上游邻居可以是，例如，在步骤902和904中获取的任何相邻的节点。然后，节点可以基于第一时间信标生成第二时间信标，并且将第二时间信标发送至一个或更多个下游邻居。以这种方式，节点将时间从上游邻居传播到下游邻居。
在步骤908中，节点向一个或更多个网络管理节点140注册。节点向其注册的网络管理节点140可以管理，例如，节点驻留在其中的网络部分104，或者还可以管理另一个网络部分104。当节点向网络管理节点140注册时，网络管理节点140然后向该节点发送各种注册数据，包括网络数据324和节点数据326。
在步骤910中，所述节点从网络管理节点140接收注册数据。注册数据通常包括面向网络的数据，诸如在无线网状网络102内使用的信道的数量以及其他。注册数据还包括可以辅助节点获取邻居的面向节点的数据。例如，节点数据326可以包括该节点的潜在邻居的MAC地址、路由表、转发表等。
在步骤912中，所述节点基于注册数据获取额外的邻居。例如，节点可以从注册数据解析出一组MAC地址，以及在无线网状网络102内使用的信道的数量，然后计算当一个或更多个相邻节点可以接收数据时的信道和时间。当一个这样的邻居的接收窗口打开时，所述节点可将发现包(discovery packet)发送至该节点，从而获取新的邻居。
总地参考图1-9，本文所讨论的任何节点可以执行到现在为止所描述的任何技术。因此，这些节点可以交互操作，不管这些节点是电池供电的还是连续供电的。一般情况下，除了具有不同类型电源的节点以外，上面所讨论的技术可以由任何节点的异构集合来实现。当这样的异构节点的集合初始化和第一次上线时，每个这样的节点可以实现所述方法900以形成无线网状网络，诸如图1中的无线网状网络102。下面结合图10A-10E描述网络的示例性形成。
网络功能性概述和示例性网状形成
图10A-10E为根据本发明的一个实施例的、示出图1中无线网状网络的形成的概念图。在一个实施例中，可以实现本文所描述的技术以形成网络部分104-1和104-2，或可选地，形成作为整体的无线网状网络102。如图10A中所示，网络1000包括节点120-A和120-B，节点130-A到130-E，和节点140-A。节点140-A是被配置成管理网络1000的一些或全部的网络管理节点。节点120-A和120-B是被配置成将时间引入网络1000中的连续供电的节点，如下面更加详细描述的。节点130-A到130-E为电池供电的节点。图10A示出了在将时间引入网络100中之前和任何通信链接被建立之前，网络1000的初始状态。
在图10B中，节点120-A和120-B从外部源接收时间信号。这样做，节点120-A和120-B可以经由网络(诸如图1中的网络152)访问时间源。一般地，连续供电的节点120而不是电池供电的节点130将时间引入网络1000，因为引入时间需要电力，电池供电的节点130通常供应不足。连续充电的节点130可能不具有相当严格的能量预算，因此可以假设负责引入时间。一旦节点120-A和120-B基于所接收的时间设定了间隔的时钟，那些节点可以开始与相邻节点建立通信链接。
在图10C中，节点120-A和120-B已经开始与邻居建立通信链接。一旦这些链接被建立，节点120-A和120-B可开始通过这些链接向新获取的相邻节点传播时间。特别地，节点120-A和120-B可以将时间信标600的实例发送至那些邻居。然后，基于在那些信标中指示的时间，所述相邻节点可以转而获取额外的邻居。
在图10D中，在网络1000内的节点已经获取了显著更多的邻居，因此时间信号在几乎整个网络中传播，节点130-E例外。随着时间在这么多节点上共享，每个这样的节点可以准确瞄准向任何其他节点的传送。此性质的精确瞄准依赖于当前时间、被瞄准的节点的MAC地址和在网络1000内使用的信道的数量，如前面所描述的那样。在网络1000中的给定节点可以从网络管理节点140-A获取包括这样的信息的网络数据324和/或节点数据326。
在图10E中，节点130-E最终加入网络1000。因为节点130-E实质上与网络1000的其他节点相距较远，节点130-D和/或130-E可以执行各种技术以建立彼此之间的通信链接。例如，当向节点130-E发送发现包时，节点130-D可以周期性地减小数据速率。较低的数据速率可以允许从130-D至130-E的传送更有效地覆盖那些节点之间的距离。此外，节点130-E可以周期性地扩宽接收窗口以捕获额外分组。因为当网络1000的其他节点形成通信链接时，节点130-E隔离于准确的时间源，则节点130-E可能与那些其他的节点不同步。结果，节点130-E在节点130-D发送发现包时可能不进入嗅探模式520。为缓解这个潜在的问题，节点130-E可以扩宽接收窗口直到发现包被接收到。
总地参考图10A-10E，网络1000的节点可以获得辅助该网络的形成的各种数据。如所提到的，每个节点可以获得准确的时间测量以及潜在邻居的MAC地址。此数据允许给定节点快速瞄准发现包至邻居。还可以向每个节点提供指示何时本地公告信标将被相邻节点传送的网络信标时间表。基于此时间表，给定的节点可周期性地扩宽接收窗口，直到从相邻节点捕获本地公告信标。所述公告信标可以包括相邻节点的MAC地址。基于该MAC地址，然后所述节点可以向相邻节点发送发现包以建立通信链接。以这种方式，节点可以填充邻居表。
此外，节点140-A可以执行各种技术以辅助网络1000的形成和生长。例如，节点140-A，一旦耦合至一个或更多个其他的节点，可以向那些节点广播网络数据324和/或节点数据326。这种数据可以包括MAC地址、数据速率、信道信息和可允许接收节点获取额外的邻居的其他类型的数据。一般情况下，节点140可以执行辅助网络的形成和网络的持续能力两者从而以强健的方式作用的多种多样的网络管理操作。此外，节点140可彼此交互操作以将支配网络(overarching network)的之前分离的部分连接在一起。下面结合图11A-11D更加详细描述节点140的此特殊功能。
图11A-11D为根据本发明的一个实施例的、示出网络管理节点交互操作以将分离的网络部分耦合在一起以形成图1中的网络系统的概念图。可以实现下面描述的技术以将图1中所示的、初始时彼此分离的网络部分104-1和104-2结合在一起。
如图11A所示，图1中的每个网络部分104-1和104-2耦合至网络管理节点140-3。节点140-3允许节点140-1和140-2彼此之间交换各种数据，包括网络数据324和节点数据326。网络数据324可以包括连接信息，节点数据326可以包括MAC地址。此数据允许节点130-1和130-4建立通信链接1100，正如下面更加详细描述的。
在图11B中，节点140-1和140-2经由节点140-3交换数据1110-1和1110-2。此外，数据1110包括面向网络的数据和面向节点的数据。在节点130-1或130-4中的一个指示需要通信链接1100时，节点140-1和140-2可以交换数据1110。在图11C中，节点140-1向节点130-1发送数据1110-2，节点140-2向节点130-4发送数据1110-1。
在图11D中，节点130-1基于数据1110-2向节点130-4发送发现包1120，从而建立通信链接1110。这样做，节点130-1可以依赖于至少两个不同的技术。首先，节点130-1可以从数据1110-2解析反映网络部分104-2的拓扑的连接信息。然后，节点130-1可以通过网络部分104-1将发现包1120发送至接入点150(这里未示出)，然后通过网络部分104-2发送至节点130-4。可替代地，节点130-1可以解析与节点130-4相关联的MAC地址和数据速率，并且直接瞄准该节点。节点130-1可以基于节点130-1和130-4之间的距离依赖于这种技术之一。
总地参考图11A-11C，这些图示出了一个示例性场景，在其中网络管理节点140可以将之前分离的网络部分104耦合在一起。在一些实施例中，节点140-3的功能可以由节点140-1和140-2中的任意一个执行。在进一步的实施例中，节点140-1和140-2可以分担管理网络部分104-1和104-2的职责。上面讨论的一般方法还在下面结合图12以逐步的方式进行描述。
图12是根据本发明的一个实施例的、用于共享分离的网络部分之间的连接信息以便形成网络系统的方法步骤的流程图。尽管方法步骤结合图1-8和10A-11D中的系统进行了描述，但本领域技术人员将理解的是，被配置成以任何顺序执行所述方法步骤的任何系统均落入本发明的范围中。
如图所示，方法1200在步骤1202开始，其中节点140-3识别网络部分104-1中的节点130-1。节点140-3可以基于与节点140-1的通信识别节点130-1。在步骤1202中，节点140-2识别网络部分104-2中的节点130-4。类似地，节点140-3可以基于与节点140-2的通信识别节点130-4。在步骤1206中，节点140-3确定节点130-1和130-4应该耦合在一起。节点140-3可以基于节点130-1请求耦合至节点130-4，或者节点130-4请求耦合至节点130-1以及其他情况，来进行这个确定。
在步骤1208中，节点140-3获取与网络部分104-1相关联的数据1110-1，并经由节点140-2向节点130-4提供该数据。数据1110-1可以包括与网络部分104-1相关联的连接信息，以及节点130-1的MAC地址和数据速率。在步骤1210中，节点140-3获取与网络部分104-2相关联的数据1110-2，并经由节点140-1向节点130-1提供该数据。数据1110-2可以包括与网络部分104-2相关联的连接信息，以及节点130-4的MAC地址和数据速率。
基于数据1110，然后节点130-1和130-4可以建立彼此之间的通信链接1100。节点130-1和130-4可以经由瞄准传送直接通信，或通过穿越网络部分104-1和104-2间接通信。通过实现这一方法，被配置成管理一个或更多个网络部分104的给定的网络管理节点140能够将那些网络部分中的节点耦合至其他网络部分104中的其他节点。
总而言之，无线网状网络包括异构类型的节点，其包括连续供电的节点和电池供电的节点。电池供电的节点大部分时间可以驻留在睡眠状态以节省功率。所述网络中的各种节点可以通过在预定的时间和预定的频率下发送和接收而彼此通信。电池供电的节点可在预定的发送和接收时间期间变为有效。网络管理节点可以通过在所述网络上发送反映预定发送和接收时间的信息来促进网络的形成。基于此数据，连续供电的节点和电池供电的节点可以彼此建立通信链接。
本文描述的技术的至少一个优势为异构类型的节点(诸如连续供电的节点和电池供电的节点)可以驻留在相同的无线网状网络内。因此，尽管有异构混合的设备类型，但诸如“物联网”的网络可以持续壮大。当每个这样的设备实现本文所描述的同构通信协议时，那些设备可以彼此建立通信链接。此外，所述网络管理节点的功能允许分离的网络部分彼此耦合，进一步提升异构设备可以连接的程度。
为了说明的目的已经提供了多个实施例的描述，但并不意图穷尽或限制为所公开的实施例。对本领域普通技术人员来说许多修改和变形是显而易见的，而不脱离所描述的实施例的精神和范围。
本实施例的方面可以具体化为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的方面可以采用全部硬件实施例、全部软件实施例(包括固件、常驻软件、微代码等)或组合了软件和硬件方面的实施例(在本文中通常全部称为“电路”、“模块”或“系统”)的形式。进一步，本公开的方面可以采用具体化在一种或更多种计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，其具有具体化在其上的计算机可读程序代码。
可以利用一种或更多种计算机可读介质的任何组合。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是，例如但不限于，电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体的系统、装置或设备、或前述任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷尽的列表)可以包括以下：具有一根或更多根线缆的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、光学存储设备、磁存储设备、或前述任何合适的组合。在本文档的背景下，计算机可读存储介质可以是可包含或存储程序用于由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的有形介质。
以上参考了方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图说明和/或框图对根据本公开的实施例的、本公开的方面进行了描述。应当理解的是，流程图说明和/或框图的每个块，以及流程图说明和/或框图中的块的组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以产生机器，使得经由计算机的处理器或其他可编程数据处理装置执行指令时，能够实现一个或更多个流程图和/或框图块中指定的功能/动作。这样的处理器可以是但不限于通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或现场可编程处理器。
附图中的流程图和框图示出了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个块可以代表包括用于实现指定的逻辑功能的一个或更多个可执行指令的模块、片段或部分代码。还应当注意的是，在一些替代的实现方式中，块中记录的功能可以不按照图中所示的顺序发生。例如，顺序示出的两个块实际上可以基本上同时执行，或者有时可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。还将注意的是，框图和/或流程图说明中的每个块和框图和/或流程图说明中的块的组合可以由执行指定功能或动作的基于专用硬件的系统或专用硬件和计算机指令的组合来实现。
尽管前述针对本公开的实施例，但是可以设计本公开的其他和进一步的实施例而不脱离其基本范围，并且其范围由随后的权利要求来确定。

Claims (44)

1.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由处理器执行时，使得所述处理器通过执行以下步骤建立不同网络部分之间的通信链接以生成无线网状网络：
识别第一网络部分内的第一节点；
识别第二网络部分内的第二节点，其中所述第一网络部分和所述第二网络部分包括独立且不同的节点；
获得第一网络数据，所述第一网络数据与所述第一网络部分相关联且包括与包含在所述第一网络部分中的节点相关的连接信息；以及
传送所述第一网络数据至所述第二节点，以使所述第二节点能够基于所述第一网络数据与所述第一节点通信。
2.如权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，进一步包括如下步骤：
获得第二网络数据，所述第二网络数据与所述第二网络部分相关联并且包括与包含在所述第二网络部分中的节点相关的连接信息；以及
传送所述第二网络数据至所述第一节点，以使所述第一节点能够基于所述第二网络数据与所述第二节点通信。
3.如权利要求2所述的非暂时性计算机可读介质，其中传送所述第二网络数据至所述第一节点包括：在所述第二网络部分形成期间传送所述第二网络数据。
4.如权利要求3所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述第二网络数据包括与一个或更多个邻居节点相对应的一个或更多个地址，所述一个或更多个邻居节点驻留在所述第二节点附近并包含在所述第二网络部分中，以及其中所述第二节点基于所述第二网络数据传送数据至所述一个或更多个邻居节点。
5.如权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，进一步包括步骤：确定在传送所述第一网络数据至所述第二节点之前，所述第二节点生成数据用于传送至所述第一节点。
6.如权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，进一步包括步骤：使得在所述第二网络部分内的时间源节点传送指示时间值的第一时间信标至所述第二节点。
7.如权利要求6所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述时间源节点包括连续供电的节点，以及其中使得所述连续供电的节点传送所述第一时间信标包括：为所述连续供电的节点提供与所述第二节点相关联的地址。
8.如权利要求1所述的非暂时性计算机可读介质，进一步包括以下步骤：
将包含在所述第一网络部分中的第一组连续供电的节点配置为根据统一的通信协议与包含在所述第一网络部分中的第一组电池供电的节点通信；以及
将包含在所述第二网络部分中的第二组连续供电的节点配置为根据所述统一的通信协议与包含在所述第二网络部分中的第二组电池供电的节点通信。
9.如权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中将所述第一组连续供电的节点配置为与所述第一组电池供电的节点通信包括：使得所述第一组连续供电的节点基于与所述第一组电池供电的节点相关联的第一组媒体访问控制地址和基于当前时间值安排向所述第一组电池供电的节点的数据传送。
10.如权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中将所述第二组连续供电的节点配置为与所述第二组电池供电的节点通信包括：使得所述第二组连续供电的节点基于与所述第二组电池供电的节点相关联的第二组媒体访问控制地址和基于当前时间值安排向所述第二组电池供电的节点的数据传送。
11.如权利要求8所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述第一网络数据包括与包含在所述第一网络部分中的节点相关联的第一媒体访问控制地址，以及其中所述第二节点一旦接收到所述第一网络数据，则基于所述第一媒体访问控制地址和基于当前时间值，安排向包含在所述第一网络部分中的节点的数据传送。
12.一种用于将不同的网络部分耦合在一起以生成无线网状网络的系统，包括：
主网络管理节点，包括：
存储器，所述存储器包括网络管理应用程序，和
处理器，所述处理器结合执行所述网络管理应用程序而实施以下步骤：
识别第一网络部分内的第一节点，
识别第二网络部分内的第二节点，其中所述第一网络部分和所述第二网络部分包括独立且不同的节点，
获得第一网络数据，所述第一网络数据与所述第一网络部分相关联且包括与包含在所述第一网络部分中的节点相关的连接信息，以及
传送所述第一网络数据至所述第二节点，以使所述第二节点基于所述第一网络数据与所述第一节点通信。
13.如权利要求12所述的系统，进一步包括：
第一网络管理节点，所述第一网络管理节点驻留在所述第一网络部分中，包括：
第一存储器，所述第一存储器包括第一网络管理应用程序，以及
第一处理器，所述第一处理器结合执行所述第一网络管理应用程序而传送所述第一网络数据至所述主网络管理节点。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述第一处理器结合执行所述第一网络管理应用程序，通过使得包含在所述第一网络部分中的第一组连续供电的节点基于与包含在所述第一网络部分中的第一组电池供电的节点相关联的第一组媒体访问控制地址和基于当前时间值安排向所述第一组电池供电的节点的数据传送，而将所述第一组连续供电的节点配置为根据统一的通信协议与所述第一组电池供电的节点通信。
15.如权利要求14所述的系统，其中所述第一组电池供电的节点和所述第二组电池供电的节点驻留在睡眠状态一小段时间，其超过所述第一组连续供电的节点和所述第二组连续供电的节点驻留在所述睡眠状态的一小段时间。
16.如权利要求12所述的系统，其中所述处理器结合执行所述网络管理应用程序而执行如下额外的步骤：
获得第二网络数据，所述第二网络数据与所述第二网络部分相关联并且包括与包含在所述第二网络部分中的节点相关的连接信息；和
传送所述第二网络数据至所述第一节点，以使所述第一节点基于所述第二网络数据与所述第二节点通信。
17.如权利要求16所述的系统，进一步包括：
第二网络管理节点，所述第二网络管理节点驻留在所述第二网络部分中，包括：
第二存储器，所述第二存储器包括第二网络管理应用程序，和
第二处理器，所述第二处理器结合执行所述第二网络管理应用程序而传送所述第二网络数据至所述主网络管理节点。
18.如权利要求17所述的系统，其中所述第二处理器结合执行所述第二网络管理应用程序，通过使得包含在所述第二网络部分中的第二组连续供电的节点基于与包含在所述第二网络部分中的第二组电池供电的节点相关联的第二组媒体访问控制地址和基于当前时间值安排向所述第二组电池供电的节点的数据传送，而将所述第二组连续供电的节点配置为根据统一的通信协议与所述第二组电池供电的节点通信。
19.一种用于建立不同的网络部分之间的通信链接以生成无线网状网络的计算机实现的方法，所述方法包括：
识别第一网络部分内的第一节点；
识别第二网络部分内的第二节点，其中所述第一网络部分和所述第二网络部分包括独立且不同的节点；
获得第一网络数据，所述第一网络数据与所述第一网络部分相关联并且包括与包含在所述第一网络部分中的节点相关的连接信息；以及
传送所述第一网络数据至所述第二节点，以使所述第二节点基于所述第一网络数据与所述第一节点通信。
20.如权利要求19所述的计算机实现的方法，其中所述第一网络数据包括与包含在所述第一网络部分中的节点相关联的第一媒体访问控制地址，以及其中所述第二节点一旦接收到所述第一网络数据，则基于所述第一媒体访问控制地址和基于当前时间值，安排向包含在所述第一网络部分中的节点的数据传送。
21.如权利要求20所述的计算机实现的方法，进一步包括：
获得第二网络数据，所述第二网络数据与所述第二网络部分相关联并且包括与包含在所述第二网络部分中的节点相关的连接信息；以及
传送所述第二网络数据至所述第一节点，以使所述第一节点能够基于所述第二网络数据与所述第二节点通信。
22.如权利要求21所述的计算机实现的方法，其中所述第二网络数据包括与包含在所述第二网络部分中的节点相关联的第一媒体访问控制地址，以及其中所述第一节点一旦接收到所述第二网络数据，则基于所述第二媒体访问控制地址和基于当前时间值，安排向包含在所述第二网络部分中的节点的数据传送。
23.一种非暂时性计算机可读介质，包括指令，所述指令当被处理器执行时，使得所述处理器实施以下步骤：
获得与网络相关联的注册数据；
基于所述注册数据和根据第一通信协议传送第一分组至参与在所述网络中的第一电池供电的节点；以及
基于所述注册数据和根据所述第一通信协议传送第二分组至参与在所述网络中的第一连续供电的节点，
其中所述第一通信协议管理参与在所述网络中的多个节点的至少部分通信，所述多个节点包括一个或更多个电池供电的节点和一个或更多个连续供电的节点。
24.如权利要求23所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述注册数据包括指示所述网络内的可用信道的数量和所述网络内维持的时间的测量的数据，以及指示与所述第一电池供电的节点相关联的媒体访问控制(MAC)地址和与所述连续供电的节点相关联的MAC地址的数据。
25.如权利要求24所述的非暂时性计算机可读介质，进一步包括：基于所述网络内可用信道的所述数量、所述时间的测量和所述第一电池供电的节点的所述MAC地址来执行散列函数，以确定在其上传送所述第一分组至所述电池供电的节点的第一信道和传送所述第一分组的第一时间。
26.如权利要求25所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述电池供电的节点能接受在所述第一时间和所述第一信道上的通信，以及在所述第一时间后的一段时间是无效的。
27.如权利要求24所述的非暂时性计算机可读介质，进一步包括：基于所述网络内可用信道的所述数量、所述时间的测量和所述第一连续供电的节点的所述MAC地址来执行散列函数，以确定在其上传送所述第二分组至所述连续供电的节点的第一信道和传送所述第二分组的第一时间。
28.如权利要求23所述的非暂时性计算机可读介质，进一步包括：在第一时间间隔转换为第一状态，以便为了来自于所述电池供电的节点或所述连续供电的节点的响应而采用第一频率定期监控第一信道。
29.如权利要求28所述的非暂时性计算机可读介质，进一步包括：在确定在所述第一时间间隔期间所述响应未被接收到时，在第二时间间隔内转换为所述第一状态，其中所述第二时间间隔超过所述第一时间间隔。
30.如权利要求28所述的非暂时性计算机可读介质，进一步包括：在确定在所述第一时间间隔期间所述响应未被接收时，采用第二频率定期监控所述第一信道，其中所述第二频率超过所述第一频率。
31.如权利要求23所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述第一分组和所述第二分组中的至少一个包括时间信标，所述时间信标包括所述网络内维持的时间的测量。
32.如权利要求23所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述第一分组和所述第二分组中的每一个基于传送参数跨越所述网络被传送，所述传送参数包括以下中的至少一个：齿轮数据、信道数据、接收带宽、零信道、前同步码长度、接收窗口、接收时间表、占空比、确认等待时间和信标时间表。
33.如权利要求32所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述第一分组基于所述传送参数的第一组值被传送至所述电池供电的节点，所述第一组值对于所述网络中的电池供电的节点是唯一的，以及其中所述第二分组基于所述传送参数的第二组值被传送至所述连续供电的节点，所述第二组值对于所述网络中的连续供电的节点是唯一的。
34.如权利要求33所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述电池供电的节点和所述连续供电的节点中的至少一个还参与至少一个其他网络。
35.一种计算设备，包括：
存储器，存储软件应用程序；和
处理器，耦合至所述存储器，当执行所述软件应用程序时，所述处理器被配置成：
获得与网络相关联的注册数据，
基于所述注册数据和根据第一通信协议发送第一分组至参与在所述网络内的第一电池供电的节点，以及
基于所述注册数据和根据所述第一通信协议发送第二分组至参与在所述网络内的第一连续供电的节点，
其中所述第一通信协议管理参与在所述网络内的多个节点的至少部分通信，所述多个节点包括一个或更多个电池供电的节点和一个或更多个连续供电的节点。
36.如权利要求35所述的计算设备，其中所述注册数据包括指示所述网络内可用信道的数量和所述网络内维持的时间的测量的数据，以及指示与所述第一电池供电的节点相关联的媒体访问控制(MAC)地址和与所述连续供电的节点相关联的MAC地址的数据。
37.如权利要求36所述的计算设备，进一步包括采用所述注册数据的不同部分执行詹金斯散列以确定在第一时间在其上传送所述第一分组至所述电池供电的节点的第一信道和在第二时间在其上传送所述第二分组至所述连续供电的节点的第二信道。
38.如权利要求35所述的计算设备，其中所述处理器进一步被配置成：在第一时间间隔转换为第一状态，以便为了来自所述电池供电的节点或所述连续供电的节点的响应采用第一频率定期监控第一信道。
39.如权利要求38所述的计算设备，其中所述处理器进一步被配置成：在确定在所述第一时间间隔期间所述响应未被接收到时，在第二时间间隔转换为所述第一状态，其中所述第二时间间隔超过所述第一时间间隔。
40.如权利要求38所述的计算设备，其中所述处理器进一步被配置成：在确定在所述第一时间间隔期间所述响应未被接收到时，采用第二频率定期监控所述第一信道，其中所述第二频率超过所述第一频率。
41.如权利要求35所述的计算设备，其中所述第一分组和所述第二分组中的每一个基于传送参数跨越所述网络被传送，所述传送参数包括以下中的至少一个：齿轮数据、信道数据、接收带宽、零信道、前同步码长度、接收窗口、接收时间表、占空比、确认等待时间和信标时间表。
42.如权利要求41所述的计算设备，其中所述处理器基于所述传送参数的第一组值传送所述第一分组至所述电池供电的节点，所述第一组值对于所述网络中的电池供电的节点是唯一的，以及所述处理器基于所述传送参数的第二组值传送所述第二分组至所述连续供电的节点，所述第二组值对于所述网络中的连续供电的节点是唯一的。
43.一种用于将节点配置为参与网络的计算机实现的方法，所述方法包括：
获得与网络相关联的注册数据；
基于所述注册数据和根据第一通信协议传送第一分组至参与在所述网络内的第一电池供电的节点；以及
基于所述注册数据和根据所述第一通信协议传送第二分组至参与在所述网络内的第一连续供电的节点，
其中所述第一通信协议管理参与在所述网络内的多个节点的至少部分通信，所述多个节点包括一个或更多个电池供电的节点和一个或更多个连续供电的节点。
44.如权利要求43所述的计算机实现的方法，其中获得所述注册数据包括：采用被配置成管理所述网络内的节点之间的通信的网络管理实体注册以参与所述网络，以及其中所述网络管理实体还被配置成管理驻留在所述网络内的节点和驻留在至少一个其他网络内的节点之间的通信。
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