CN109982282A - 用于合作网络管理的系统和方法 - Google Patents

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S.苏尔什
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Abstract

提供了系统和方法，包括：安全系统的控制面板接收来自由多个无线安全传感器进行的第一无线协议的第一操作信道的扫描的结果，确定第二无线协议的第二操作信道中的哪个包括无线通信，确定第一无线协议的第一操作信道中的第一个没有与包括无线通信的第二无线协议的第二操作信道相重叠，确定来自扫描的结果是否指示第一无线协议的第一操作信道中的第一个在多个无线安全传感器中的任何一个处包括干扰，以及将与多个无线安全传感器的无线通信迁移到第一无线协议的第一操作信道中的第一个。

Description

用于合作网络管理的系统和方法
技术领域
本发明一般涉及无线通信。更具体地，本发明涉及用于管理或限制无线网络干扰的系统和方法。
背景技术
已知安全系统检测安全区域内的威胁。此类威胁包括对人类安全构成风险或对资产构成风险的事件。
安全系统通常包括用于检测安全区域内的威胁的一个或多个传感器。例如，烟雾、运动和/或入侵传感器分布遍及安全区域以便检测威胁。
在大多数情况下，传感器由控制面板监视，并且在某些情况下，控制面板经由电气和电子工程师协会（IEEE）802.15.4协议（例如ZigBee、Thread、Honeywell SiXTM等）与传感器无线通信。此外，当传感器之一被激活时，控制面板向中央监视站发送警报消息，并且在某些情况下，控制面板经由路由器使用IEEE 802.11 Wi-Fi协议将警报消息无线传送到中央监视站或用户设备。
然而，当发生这种无线通信时，若干无线协议（例如，LTE、IEEE 802.11、IEEE802.15.4）在相同的无线频带（例如，2.4GHz）中竞争有限量的无线带宽。当诸如移动设备、蜂窝电话和安全系统传感器之类的许多设备都在相同的无线频带内无线通信时，这种有限带宽的问题会加剧，从而增加了通信干扰的可能性。因此，存在对于用于限制无线通信干扰的改进的系统和方法的需要。
附图说明
图1是根据所公开实施例的系统的框图；
图2是图示根据所公开实施例的用于第一无线协议和第二无线协议的操作信道的图表；
图3是根据所公开实施例的方法的流程图；
图4是根据所公开实施例的方法的流程图；以及
图5是根据所公开实施例的干扰阈值表。
具体实施方式
虽然本发明可以易受许多不同形式的实施例，但是，在理解本公开被认为是本发明的原理的范例的情况下，在附图中示出并且将在本文中详细描述其具体实施例。没有意图将本发明限制于具体说明的实施例。
本文公开的实施例可以包括用于确保安全系统的控制面板与安全系统的无线安全传感器之间的通信发生在大体上没有 WiFi 干扰或者具有不超过预定干扰量的干扰的第一无线协议（例如，IEEE 802.15.4）的操作信道上的系统和方法。例如，在一些实施例中，控制面板和无线安全传感器中的一个或两者可以扫描第一无线协议的操作信道，以确定第一无线协议的每个操作信道内的无线干扰的相应水平。基于对第一无线协议的操作信道的扫描，控制面板可以确定是否将与无线安全传感器的无线通信从第一无线协议的操作信道中的第一操作信道迁移到第一无线协议的操作信道中的第二操作信道，并且在一些实施例中，这样的迁移可以在几秒或更少内自动发生。
在一些实施例中，无线安全传感器可以经由电气和电子工程师协会（IEEE）802.15.4操作信道将数据（诸如指示在安全区域中检测到安全威胁的数据）传送到控制面板。此外，安全区域中的各种其它设备，诸如移动电话、膝上型计算机、计算机、平板电脑等，可以经由IEEE 802.11操作信道与无线局域网（WLAN）上的路由器通信。 因为IEEE 802.11和802.15.4操作信道都利用相同的无线频带（例如，2GHz频带，如图2所示），所以IEEE802.11操作信道可能与IEEE 802.15.4操作信道重叠并干扰IEEE 802.15.4操作信道。这样的干扰可以防止关键安全消息被控制面板接收，从而防止安全系统报告可能对安全区域内的人或资产造成危险的警报情况。
在一些实施例中，每个无线安全传感器可以扫描IEEE 802.15.4操作信道的一些或全部以确定检测到的干扰是否超过阈值，并且在一些实施例中，每个无线安全传感器可以向控制面板报告IEEE 802.15.4操作信道中的哪个操作信道包括超过阈值的检测到的干扰。附加地或替代地，在一些实施例中，控制面板可以执行以下中的一个或二者：IEEE802.11 WiFi 扫描以确定IEEE 802.11操作信道中的哪个IEEE 802.11操作信道包括超过阈值的业务量和IEEE 802.15.4扫描以确定IEEE 802.15.4操作信道中的哪个IEEE802.15.4操作信道包括超过阈值的业务量。在任何实施例中，控制面板可以使用来自（一个或多个）扫描的数据来确定IEEE 802.15.4操作信道中的哪个802.15.4操作信道具有最少量的干扰或业务量，并且因此最佳适合于与无线安全传感器无线通信。
在一些实施例中，控制面板可以以规律的间隔执行扫描，或者可以指示无线安全传感器以规律的间隔来执行扫描。附加地或替代地，在一些实施例中，控制面板可以响应于来自指示干扰的输入参数的触发来执行扫描。例如，在一些实施例中，控制面板可以接收或检测指示干扰的输入参数，诸如通过控制面板检测操作信道阻塞、从无线安全传感器之一传送的不完整分组，或者对 WiFi 路由器的IEEE 802.11操作信道的改变，其可以触发控制面板扫描IEEE 802.15.4操作信道并且指示无线安全传感器扫描IEEE 802.15.4操作信道。在执行扫描之后，控制面板可以确定用于与无线安全传感器进行无线通信的IEEE802.15.4操作信道中最佳的一个，并且将所有IEEE 802.15.4通信移动到IEEE 802.15.4操作信道中最佳的一个，如果必要的话。
在一些实施例中，控制面板可连接到 WiFi 路由器，知道 WiFi 路由器的IEEE802.11操作信道，并且因此，避免选择与 WiFi 路由器的IEEE 802.11操作信道干扰的IEEE802.15.4操作信道中的一个。控制面板还可以检测其它 WiFi 源，诸如通过从其它 WiFi源接收附近的 WiFi 服务集标识符（SSID）。 然而，仍可能存在其它干扰源（例如，安全区域附近的其它路由器或噪声）。因此，控制面板可以扫描一些或所有IEEE 802.15.4操作信道以确定其上的任何干扰是否超过一个或多个阈值。此外，由于干扰可以在安全区域内的特定位置处增加或减少，所以每个无线安全传感器还可以扫描IEEE 802.15.4操作信道以确定其上的任何干扰是否超过一个或多个阈值。因此，本文描述的系统和方法可以计及在放置安全系统设备的所有位置处的干扰。
在一些实施例中，无线安全传感器或控制面板可以通过确定测量变量超过一个或多个阈值来检测IEEE 802.15.4操作信道上的干扰。此外，在一些实施例中，控制面板可以识别一个或多个阈值并将其传送到无线安全传感器，并且无线安全传感器可以将一个或多个阈值存储在计算机可读存储器中并且确定在IEEE 802.15.4操作信道之一上的测量参数是否超过一个或多个阈值。在一些实施例中，控制面板和无线安全传感器可以测量多个参数，并且将多个参数中的每一个与多个阈值中的相应的对应一个阈值进行比较。
在一些实施例中，一个或多个阈值可以基于安装区域而变化。例如，如果安全系统安装在北美，则控制面板可以使用第一组阈值。 但是，如果安全系统安装在欧洲、中东或亚洲（“EMEA”），则控制面板就可以使用第二组阈值。一个或多个阈值可以在不同的地理区域中变化，因为无线能量可以在不同的地理区域中变化。
在一些实施例中，当控制面板将所有IEEE 802.15.4通信从IEEE 802.15.4操作信道中的第一IEEE 802.15.4操作信道移动到IEEE 802.15.4操作信道的第二IEEE 802.15.4操作信道时，控制面板可以在信标中传送迁移数据，诸如包括在时分多址（TDMA）超帧中的信标，并且迁移数据可以识别IEEE 802.15.4操作信道中的第二IEEE 802.15.4操作信道，新的网络ID（如果必要的话），以及何时IEEE 802.15.4通信将在IEEE 802.15.4操作信道中的第二IEEE 802.15.4操作信道上开始（例如下一个超帧）。
图1是根据所公开实施例的安全系统10的框图。如图1中所见，安全系统10可以包括一个或多个无线安全传感器12、14，其针对威胁而监视安全区域16，并且在一些实施例中，无线安全传感器12、14可以包括入侵、摄像机、运动、火、烟和气体检测器。无线安全传感器12、14可以经由第一无线协议（例如IEEE 802.15.4协议）与控制面板18通信，并且控制面板18可以监视无线安全传感器12、14的激活。附加地或替换地，在一些实施例中，无线安全传感器12、14可以连接到接入点，并且接入点可以将消息从无线安全传感器12、14路由到控制面板18或位于安全区域16外的设备上。
在一些实施例中，控制面板18可以在激活无线安全传感器12、14中的一个时向中央监视站20 发送警报消息，并且在一些实施例中，警报消息可以通过路由器22和因特网24被发送到中央监视站20。中央监视站20可以通过召唤适当的帮助来进行响应。例如，如果无线安全传感器12、14中的一个检测到火情，则中央监视站20可以召唤本地消防部门。 替代地，如果无线安全传感器12、14中的一个检测到入侵，则中央监视站20可以召唤警察。
路由器 22还可以托管无线局域网（WLAN）26，并且一个或多个用户设备28、30（例如，iPhone、智能TV、游戏控制台、Android设备等）可以连接到WLAN 26，并且经由第二无线协议（例如，IEEE 802.11协议）与路由器22通信。用户设备28、30可以在适当的格式（例如，TCP/IP等）下通过因特网24或WLAN 26交换数据，并且控制面板18可以经由路由器22和第二无线协议向远程设备31传送警报消息或其它状态更新（例如，由摄像机12、14捕获的实时视频）。
应当理解，虽然结合IEEE 802.11 协议和IEEE 802.15.4协议描述了本文公开的系统和方法，但是本文公开的系统和方法并不限于此并且可以与如本领域普通技术人员所理解的任何无线协议、标准或技术结合使用。例如，在一些实施例中，本文公开的系统和方法可以与在相同无线频带或重叠无线频带（包括LTE、蓝牙或任何其它IEEE协议）中操作的无线协议结合使用。
控制面板18可以包括控制面板控制电路32，其可以包括如本领域普通技术人员将理解的一个或多个控制面板可编程处理器32a和控制面板可执行控制软件32b。 控制面板可执行控制软件32b可以存储在暂时性或非暂时性计算机可读介质上，包括但不限于本地计算机存储器、RAM、光学存储介质、磁性存储介质等。在一些实施例中，控制面板控制电路32、控制面板可编程处理器32a和控制面板控制软件32b可以执行和控制本文所公开的方法的部分。
此外，在一些实施例中，控制面板18可以包括收发器34，用于经由IEEE 802.15.4协议发送和接收IEEE 802.15.4通信和经由IEEE 802.11协议发送和接收IEEE 802.11通信。根据所公开的实施例，控制面板控制电路32、控制面板可编程处理器32a和控制面板控制软件32b可以使得收发器34能够扫描IEEE 802.15.4协议或IEEE 802.11协议的操作信道以确定在扫描的任何操作信道上是否存在网络业务量或干扰。
无线安全传感器12、14还可以包括传感器控制电路42，其可以包括如本领域普通技术人员将理解的一个或多个传感器可编程处理器42a和传感器可执行控制软件42b。 传感器可执行控制软件42b可以存储在暂时性或非暂时性计算机可读介质上，包括但不限于本地计算机存储器、RAM、光学存储介质、磁性存储介质等。在一些实施例中，传感器控制电路42、传感器可编程处理器42a和传感器控制软件42b可以执行和控制本文所公开的方法的部分。
此外，在一些实施例中，无线安全传感器12、14可以包括传感器收发器模块44，用于经由IEEE 802.15.4协议发送和接收IEEE 802.15.4通信。根据所公开的实施例，传感器控制电路42、传感器可编程处理器42a和传感器控制软件42b可以使得传感器收发器模块44能够扫描IEEE 802.15.4协议的操作信道，以确定在扫描的任何操作信道上存在网络业务量或者干扰。
在一些实施例中，控制面板18或无线传感器12、14可以周期性地执行对操作的扫描或对触发进行响应。例如，触发可以包括路由器22改变操作信道、安全区域16附近的另一路由器改变操作信道，控制面板18接收到指示来自无线安全传感器12、14之一的干扰的扫描结果、控制面板18接收到指示来自安全系统10的接入点的干扰的扫描结果、控制面板18检测到操作信道阻塞，或者控制面板18检测到来自无线传感器12、14之一的通信分组被带有干扰地接收，例如，通过识别不完整、丢失或损坏的通信分组。
图2是图示根据所公开实施例的2.4GHz频带的曲线图。如图2中所见，两个无线通信协议202、204二者可以在2.4GHz频带内通信。 在一些实施例中，第一无线协议202可以是IEEE 802.15.4协议，并且在一些实施例中，第二无线协议204可以是IEEE 802.11协议。 此外，在一些实施例中，第一无线协议202可以在2.4GHz频带中包括15个操作信道206，在图2中标号为11-26，并且第二无线协议204可以在2.4 GHz频带内包括14个操作信道208，其中三个在图2中标号为1、7和14。然而，应该理解，2.4GHz频带可以包括多于三个图示的第二无线协议的操作信道208，并且第二无线协议204的一些操作信道208可以与第二无线协议204的其它操作信道208相重叠。此外，在一些实施例中，第一无线协议202的每个操作信道206可以是2MHz宽，并且在一些实施例中，第二无线协议204的每个操作信道208可以是22 MHz宽。如图2中所见，第一无线协议202的一些操作信道206可以与第二无线协议204的一些操作信道208相重叠。例如，第二无线协议204的操作信道1可以与第一无线协议202的操作信道11-14相重叠。但不与第一无线协议202的信道15-26相重叠。
图3是根据所公开的实施例的扫描第一无线协议（例如，IEEE 802.15.4协议）的操作信道的无线安全传感器（例如，无线安全传感器12，14中的一个）的方法300的流程图。如图3中所见，方法300可以包括无线安全传感器的处理器（例如，可编程处理器42a），扫描第一无线协议的操作信道之一，如302中那样，并且无线安全传感器的处理器确定在操作信道之一中检测到的参数是否超过一个或多个阈值，如304中所示。例如，在扫描操作信道之一期间，无线安全传感器可以检测图5中所图示的一个或多个参数。如果检测到的参数没有超过如304中的一个或多个阈值，则方法300可以包括确定是否已经扫描了第一无线协议的所有操作信道，例如，通过确定是否扫描的操作信道之一是扫描的操作信道中的最后一个，如306所示。例如，操作信道中的第一操作信道可以是信道11，而操作信道中的最后一个操作信道可以是信道26。然而，当处理器如304中确定所扫描的参数之一超过一个或多个阈值时，方法300可以包括处理器报告扫描的操作信道之一上的干扰，如在308中那样。然后，方法300可以包括确定扫描的操作信道之一是否是要扫描的操作信道中的最后一个，如在306中那样。在无线安全传感器已经扫描了操作信道中的最后一个操作信道之后，方法300可以结束。然而，当处理器如306中那样确定尚未扫描到任何操作信道时，方法300可以重复进行。
结合无线安全传感器执行第一无线协议的操作信道的扫描来描述图3的方法300，并且应当理解，附加地或替代地，控制面板（例如控制面板18）可以执行扫描。然而，控制面板可以连接到 WiFi 源（例如路由器22），并且因此，确定 WiFi 源的操作信道以及 WiFi频带、功率和类型（例如，IEEE 802.11a/b/n等）。因此，在扫描期间，控制面板可以跳过已知由 WiFi 源占用的第一无线协议的一些操作信道。例如，并且再次参考图2，如果 WiFi 源正在使用第二无线协议的信道1进行通信，则控制面板可以开始在第一无线协议的信道15处扫描，因为第一无线协议的信道11-14干扰在第二无线协议的信道1上通信的 WiFi 源。在一些实施例中，控制面板可以扫描第一无线协议的操作信道和第二无线协议的操作信道二者。
图4是根据所公开的实施例的确定是否经由第一无线协议将通信从第一无线协议的操作信道中的第一操作信道迁移到第一无线协议的操作信道中的第二操作信道的方法400的流程图。如图4中所见，方法400可以包括控制面板检测触发事件，如402中那样。例如，触发事件可以包括当前时间等于预定时间、连接到控制面板的路由器改变其操作信道、另一个 WiFi 源改变其操作信道、控制面板接收指示来自无线安全传感器的干扰的扫描结果、控制面板检测到操作信道阻塞，或控制面板检测到分组丢失。
在如402中那样控制面板接收到触发事件之后，方法400可以包括的向连接到控制面板的所有无线安全传感器发送命令以开始扫描第一无线协议的所有操作信道（例如，方法300），如在404中那样，并且控制面板执行第一无线协议的操作信道或第二无线协议的操作信道的扫描，如406中那样。在一些实施例中，控制面板可以生成扫描报告，该报告列出了所有WiFi 源及其信道，并且扫描报告可以指示第二无线协议的哪个操作信道被 WiFi 源占用以及第二无线协议的哪个操作信道未被占用，或者，该扫描报告可以通过能量级别对第二无线协议的操作信道进行排序，所述能量级别可以被控制面板用于基于最小干扰量对第二无线协议的操作信道进行排序。此外，方法400可以包括控制面板从无线安全传感器接收扫描结果，如408中那样，并且控制面板将第二无线协议的操作信道中的被占用的操作信道与第一无线协议的操作信道中的工作操作信道进行比较，以识别未占用的第一无线协议的操作信道中的未占用操作信道，如410中那样。如果第一无线协议的所有操作信道被占用，则控制面板可以识别具有最少量的无线能量的第一无线协议的操作信道之一。此外，方法400可以包括控制面板基于来自无线安全传感器的扫描结果来确定第一无线协议的操作信道中的未占用操作信道或最高排序的操作信道在无线安全传感器处是否没有干扰，如412中那样，并且当第一无线协议的操作信道中的未占用操作信道不同于第一无线协议的操作信道中的当前使用的操作信道时，控制面板则将无线安全传感器迁移到第一无线协议的操作信道中的未占用操作信道，如414中那样。当决定执行这样的迁移时，控制面板可以跟踪所有无线安全传感器的迁移，以确保所有无线安全传感器移动到第一无线协议的操作信道中的未占用操作信道，并且控制面板可以执行迁移而不改变第二无线协议的任何操作信道。
图5是根据所公开的实施例的针对不同参数的控制面板和无线安全传感器所使用的干扰阈值的表格。例如，控制面板或无线安全传感器可以测量任何以下参数：在分贝方面的 WiFi 功率、能量扫描参数、干扰期间传送的分组的数量、能量扫描期间占用的时间的百分比、承销有限（Underwriters limited）（UL）阈值以及时间和能量方面的阻塞检测阈值。在一些实施例中，阈值可以在最小值和最大值之间配置，并且在一些实施例中，无线安全传感器或控制面板可以将图5中列出的一些或全部参数与图5中列出的对应阈值相比较。
总之，本文公开的系统和方法可以确保IEEE 802.15.4通信在IEEE 802.15.4协议的最小噪声操作信道上发生。这样，可以优化控制面板和无线安全传感器之间的通信，这可以导致由无线安全传感器报告威胁检测中的优化，以及在安全区域内IEEE 802.11的通信的优化。
尽管上面已经详细描述了一些实施例，但是其它修改是可能的。例如，上述逻辑流程不要求所描述的特定次序或顺序次序来实现期望的结果。可以提供其它步骤，可以从所描述的流程中去除步骤，并且可以将其它组件添加到所描述的系统或从所描述的系统中去除。其它实施例可以在本发明的范围内。
从上述内容将观察到在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以实现许多变化和修改。应当理解，没有意图或不应推断关于本文所述的特定系统或方法的限制。当然，意图在于涵盖如落入本发明的精神和范围内的所有这些修改。

Claims (10)

1.一种方法，包括：
安全系统的控制面板接收来自由多个无线安全传感器中的每一个进行的第一无线协议的第一操作信道的扫描的结果；
控制面板确定第二无线协议的第二操作信道中的哪个包括经由第二无线协议的无线通信；
控制面板确定第一无线协议的第一操作信道中的第一个没有与包括经由第二无线协议的无线通信的第二无线协议的第二操作信道相重叠；
控制面板确定来自扫描的结果是否指示第一无线协议的第一操作信道中的第一个在多个无线安全传感器中的任何一个处包括干扰；以及
当来自扫描的结果指示第一无线协议的第一操作信道中的第一个在多个无线安全传感器中的任何一个处没有包括干扰时，控制面板将与多个无线安全传感器的无线通信迁移到第一无线协议的第一操作信道中的第一个。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：控制面板指示多个无线安全传感器中的每一个进行扫描。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述扫描包括将测量参数与阈值进行比较。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述阈值的值是基于所述安全系统的安装位置的。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述扫描包括将多个测量参数中的每一个与多个阈值中的相应的对应阈值进行比较。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，第一无线协议是电气和电子工程师协会（IEEE）802.15.4，并且其中，第二无线协议是IEEE 802.11。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，控制面板将与多个无线安全传感器的无线通信迁移到第一无线协议的第一操作信道中的第一个包括控制面板向多个无线安全传感器传送信标，所述信标包括迁移数据，所述迁移数据识别第一无线协议的第一操作信道中的第一个。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：控制面板指示多个无线安全传感器中的每一个响应于检测到触发事件而进行扫描。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述触发事件包括来自包括以下的组中的一个或多个：当前时间等于预定时间、连接到控制面板的路由器改变第二无线协议的操作信道中的被占用的操作信道、WiFi 源改变第二无线协议的操作信道中的被占用的操作信道、控制面板接收指示来自多个无线安全传感器之一的干扰的扫描结果、控制面板检测到操作信道阻塞，或控制面板检测到分组丢失。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：
控制面板确定第一无线协议的第一操作信道中的第二个没有与包括经由第二无线协议的无线通信的第二无线协议的第二操作信道相重叠；以及
当来自扫描的结果指示第一无线协议的第一操作信道中的第二个在多个无线安全传感器中的任何一个处没有包括干扰时，控制面板将与多个无线安全传感器的无线通信迁移到第一无线协议的第一操作信道中的第二个。
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