CN110267364A - Wi-Fi网状网火灾探测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及Wi‑Fi网状网火灾探测系统。提供了一种Wi‑Fi网状网火灾探测系统及其方法。所述系统可以包括多个接入点，其中多个接入点中的每个接入点无线连接到多个接入点中的至少两个其他接入点。例如，第一接入点能够被分配作为第三接入点的主父设备，并且第二接入点能够被分配作为第三接入点的辅父设备。当所述第三接入点未能确认主父设备成功接收到由第三接入点发送的消息时，所述第三接入点能够发送消息到辅父设备。

Description

Wi-Fi网状网火灾探测系统

本申请为分案申请，其母案的发明名称为“Wi-Fi网状网火灾探测系统”，申请日为2013年6月21日，申请号为201310248859.X。

技术领域

本发明大体上涉及火灾探测系统。本发明尤其涉及Wi-Fi网状网火灾探测系统。

背景技术

许多火灾控制系统使用无线技术来连接该系统的各个设备，并且使用此类无线技术提供了许多优势。第一，当在火灾控制系统中采用无线技术时，能够降低安装成本。例如，不必像有线安装所要求的那样穿过天花板和墙壁布线。

第二，火灾控制系统中的传感器和装置能够被放置在建筑物中最合适的位置，而不是能够最容易布线的位置。在诸如历史性建筑、医院、和有厚壁的建筑物之类的难以布线的结构中这种优势尤为重要。

最后，采用无线技术的火灾控制系统中的设备能够被自动配置。此外，所述设备能够使用各种无线定位方法来根据它们在建筑物中的位置而建立它们自己唯一的标识符。

尽管采用无线技术的火灾控制系统有包括上述优势的许多优势，但是通常认为无线火灾系统不如有线系统可靠。即使采用有线技术的火灾控制系统具有线路损坏或被切断的风险，这也是正确的。因而，必须小心注意无线火灾系统的鲁棒性和可靠性。

已经提出了无线连接火灾控制系统中的传感器的许多解决方案。例如，许多提出的解决方案已经使用专有无线电装置和协议来将火灾控制面板或有线网关连接到火灾控制系统中的传感器。然而，这些解决方案经常需要安装和连接接入点并且维护支持该火灾系统的专有无线电网络。

因此，存在着对用于火灾控制系统中的改进的无线网络的继续的持续的需求。

附图说明

图1是根据公开的实施例的系统；

图2是根据公开的实施例的时隙多跳通信的框图；

图3是根据公开的实施例的方法的流程图；以及

图4是根据公开的实施例的无线接入点的框图。

具体实施方式

尽管本发明允许多种不同形式的实施例，但是在附图中示出并将在本文中详细描述本发明的特定实施例，这可理解为本公开被认为是本发明的原理的例证。这并不意味着将本发明限制为特定说明的实施例。

802.11Wi-Fi网络已经变得广泛接受且高度可用。因此，本文公开的实施例包括采用支持802.11的硬件和/或软件的无线网络。支持802.11的硬件和/或软件能够构造能够从传感器和拉站（pull station）向火灾面板以及从火灾面板向驱动或报警器（enunciator）设备中转信号的高度可靠的火灾探测系统。

在一些实施例中，现有802.11硬件以及PHY和MAC软件能够被一起使用来构造火灾传感器和驱动器的时间同步的无线网络。这个网络能够提供从传感器和拉站到控制面板以及从控制面板到驱动或报警器设备的冗余的、高度可靠的通信。

根据公开的实施例，能够增强系统的鲁棒性，这是因为每个装置能够提供双连接。例如，多跳网状网络能够在物理上分离连接到火灾控制系统面板的无线接入点（AP）。然后，在到火灾控制面板的一个路径中的任何失效能够经由第二接入点通过第二无线连接发送信号来减轻。

根据本文公开的实施例，无线火灾控制系统能够使用标准和/或已知的802.11无线电装置（PHY和MAC层）（即适合于依从IEEE 802.11标准进行通信的无线电装置）来提供为发送消息、信息和数据提供了至少两个路径的无线网状网络。因此，沿到火灾控制面板的路径的任何节点中的失效能够通过发送消息到网络中的辅节点而减轻。

在本文公开的无线火灾控制系统中，每个诸如传感器、拉站、和驱动器之类的接入点能够维护到两个物理上分离的接收器（即连接到火灾控制面板的其他接入点）的至少两个连接。在一些实施例中，能够监控每个传感器、拉站、和驱动器以保证所有连接都正常运行。

在一些实施例中，能够管理每个传感器、拉站、和/或驱动器的电池寿命。例如，根据公开的实施例的网络能够是时间同步的，以使得每个设备以精确的时间间隔发送和接收警报信号和/或状态消息。在所有其他时间，所述设备能够保持处于设备节省功率的低功率睡眠状态，从而延长电池寿命。

图1是根据公开的实施例的系统100。如图1所示，系统100能够包含包括传感器110-1、110-2、110-3、110-4和拉站110-5、110-6的多个无线接入点110。每个无线接入点能够包括向两个其他父设备登记的802.11a/b/g/n无线电装置。因而，能够形成网状网络用于经由路由器120-1或120-2而将消息从接入点110-1、110-2、110-3、110-4、110-5、110-6路由到火灾控制面板130。

在一些实施例中，在系统100启动期间，能够给每个接入点分配冗余父设备。这种链路级冗余能够改善系统的可靠性。

当无线接入点之一（例如，110-1）要发送警报消息或状态消息时，该无线接入点110-1能够沿网状网络中的下一跳发送消息到主父设备（例如，110-2）。如果无线接入点110-1确定主父设备110-2不能接收消息，那么可以使用辅父设备（例如110-3）。然后，成功接收到消息的父设备，例如主父设备110-2或辅父设备110-3，能够以相同的方式将该消息向前传递到其父设备，直至该消息被火灾控制面板130接收到。

如上所解释的，每个无线接入点110-1、110-2、110-3、110-4、110-5、110-6能够通过对系统100中所有无线接入点110-1、110-2、110-3、110-4、110-5、110-6进行时间同步而保持低功率运行。例如，系统中的每个无线接入点110-1、110-2、110-3、110-4、110-5、110-6能够被分配唯一的时隙以用于发送和接收消息。

图2是根据公开的实施例的时隙多跳通信的框图。如图2所示，系统能够包括多个节点，例如四个节点S1、S2、S3、和S4。在启动期间，能够给每个节点分配时隙以用于发送和接收。如图2所示，可以给节点S4分配时隙1，可以给节点S3分配时隙2，可以给节点S2分配时隙3，且可以给节点S1分配时隙4。

每个节点S1、S2、S3、S4能够运行于低功率睡眠状态并且能够推迟发送状态和警报消息直到该节点相应的发送和/或接收时隙发生。在发送了要发送的消息之后，节点S1、S2、S3、S4能够重进入低功率睡眠状态以节省可用的功率。当节点处于睡眠状态达更长时间段时，该节点的电池寿命也能够更长。

在一些实施例中，节点S1、S2、S3或S4能够发送可以足够长以包括来自所有其他节点的警报消息和信息的分组。例如，由S1发送到面板210的分组可以包括来自S1、S2、S3和S4每一个的警报消息。

图3是根据公开的实施例的方法300的流程图。如图3所示，方法300能够包括给火灾控制系统中的无线接入点分配主和辅父设备，如310。方法300还可以包括给无线接入点分配发送和/或接收时隙，如320。然后，所述无线接入点能够进入低功率睡眠状态，如330中。

如图3所示，方法300能够确定无线接入点的已分配的发送和/或接收时隙是否已经到达，如340中。如果否，那么无线接入点可以保持在低功率睡眠状态，如330。

然而，当无线接入点的已分配的发送和/或接收时隙已经到达，如340，无线接入点能够离开低功率睡眠状态，如350。然后，方法300能够包括确定是否存在要由无线接入点发送的警报或状态消息，如360。例如，方法300能够确定自无线接入点的上一个发送时隙以来，是否存在还没有被发送的待发送的消息。如果否，那么无线接入点能够返回低功率睡眠状态，如330。

如果存在要由无线接入点发送的消息，如360，那么方法300可以包括无线接入点发送消息到主父设备，如370。方法300能够确定主父设备是否成功接收到所发送的消息，如380，并且，如果发送是成功的，那么无线接入点能够返回低功率睡眠状态，如330。例如，在一些实施例中，无线接入点能够通过例如确定主父设备是否接收到确认消息来确定主父设备是否成功接收到所发送的消息。

然而，如果从无线接入点到主接入点的消息发送是不成功的，如370，那么方法300可以包括无线接入点发送消息到辅父设备，如390。因而，能够减轻第一次尝试的发送的失败，并且能够改善无线系统的可靠性。

图3的方法300和根据公开的实施例的其他方法能够由图1所示的系统100来执行。可替代地或附加地，方法300中的至少一些步骤能够由可以作为系统100的部分的无线接入点来执行。例如，图4是根据公开的实施例的无线接入点400的框图。

如图4所示，无线接入点400可以包括收发器410、控制电路420、一个或多个可编程处理器430、以及可执行控制软件440。在一些实施例中，收发器410可以包括适合于依从IEEE 802.11标准进行通信的无线电装置。可执行控制软件440能够被储存在包括但不限于计算机存储器、RAM、光学存储介质、磁性存储介质、闪存等的临时或非临时计算机可读介质上。在一些实施例中，可执行控制软件440能够执行如图3所示的方法300以及本文公开的其他方法的至少一些步骤。

例如，可执行控制软件440能够使用收发器410、控制电路420、以及处理器430来请求和/或识别主和辅父设备，请求和/或识别无线接入点的已分配的发送和/或接收时隙，将无线接入点置于低功率睡眠状态，将无线接入点移出低功率睡眠状态，确定何时离开低功率睡眠状态，确定待发送的消息，发送消息到主和/或辅父设备，以及例如通过确定是否在预定时间段内接收到确认消息来确定发送尝试是否成功。

尽管上文中已经详细描述了一些实施例，但是其他修改是可能的。例如，上文描述的逻辑流程不需要所描述的特定次序或连续次序来实现期望的结果。可以提供其他的步骤、或可以从上述流程中消除步骤，并且可以向所述系统添加或从中移除其他元件。在本发明的范围内可以有其他实施例。

从上文中可以观察到许多变形和修改可以在不背离本发明的精神和范围的情况下得以实现。应该理解的是，不意在或应推断出对本文所述的特定系统或方法的限制。这当然旨在覆盖落在本发明的精神和范围内的所有此类修改。

Claims (12)

1.一种系统，包括：

时间同步的网络的多个接入点，

其中，所述多个接入点中的每一个被分配相应的发送时隙和相应的接收时隙，

其中，所述多个接入点中的每一个推迟发送消息直到所述时间同步的网络内的其相应发送和/或接收时隙发生，

其中，所述多个接入点中的每一个在所述多个接入点中相应的一个的相应的发送时隙之外或相应的接收时隙之外的时间进入低功率睡眠状态，

其中，所述多个接入点中的每一个无线连接到所述多个接入点中的至少两个其他接入点，

其中，所述多个接入点中的第一接入点被分配作为所述多个接入点中的第三接入点的主父设备，

其中，所述多个接入点中的第二接入点被分配作为所述第三接入点的辅父设备，

其中，所述第三接入点确定所述第三接入点是否具有要在所述第三接入点的相应的发送时隙期间发送的第一消息，

其中，当所述第三接入点不具有要在所述第三接入点的相应的发送时隙期间发送的消息时，所述第三接入点保持处于低功率睡眠状态，

其中，当所述第三接入点具有要在所述第三接入点的相应的发送时隙期间发送的第一消息时，所述第三接入点将第一消息发送到主父设备，以及

其中，在将第一消息发送到主父设备后，当所述第三接入点确定所述第三接入点未能在预定时间内从主父设备接收到确认消息时，所述第三接入点发送第一消息到辅父设备。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个接入点中的至少一个包括无线传感器、拉站、和驱动器中的至少一个。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个接入点中的每一个彼此时间同步。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个接入点中的每一个包括适合于依从IEEE802.11标准进行通信的相应无线电装置。

5.一种方法，包括：

为火灾控制系统中的时间同步的网络的多个接入点中的每一个分配相应的主父设备；

为所述多个接入点中的每一个分配相应的辅父设备；

为所述多个接入点中的每一个分配相应的发送时隙且为所述多个接入点中的每一个分配相应的接收时隙，其中，所述多个接入点中的每一个推迟发送消息直到所述时间同步的网络内的其相应发送和/或接收时隙发生，其中，所述多个接入点中的每一个在所述多个接入点中相应的一个的相应的发送时隙之外或相应的接收时隙之外的时间进入低功率睡眠状态；

确定所述多个接入点中的第一接入点是否具有要在所述第一接入点的相应的发送时隙期间发送的第一消息；

当所述第一接入点不具有要在所述第一接入点的相应的发送时隙期间发送的消息时，所述第一接入点保持处于低功率睡眠状态；

当所述第一接入点具有要在所述第一接入点的相应的发送时隙期间发送的第一消息时，所述第一接入点将来自所述第一接入点的第一消息发送到所述第一接入点的相应的主父设备；以及

当所述第一接入点未能在预定时间段内从所述第一接入点的相应的主父设备接收到确认消息时，所述第一接入点将来自所述第一接入点的第一消息到所述第一接入点的相应的辅父设备。

6.如权利要求5所述的方法，进一步包括，除了在所述第一接入点的相应的发送时隙期间，所述第一接入点保持处于低功率睡眠状态。

7.如权利要求6所述的方法，进一步包括，当所述第一接入点的相应的发送时隙或相应的接收时隙发生时，所述第一接入点离开低功率睡眠状态。

8.如权利要求5所述的方法，其中，所述第一接入点将来自所述第一接入点的第一消息发送到所述第一接入点的相应的主父设备以及所述第一接入点将来自所述第一接入点的第一消息发送到所述第一接入点的相应的辅接入点包括：所述第一接入点发送关于所述第一接入点的警报或状态信息。

9.如权利要求5所述的方法，进一步包括，在来自所述第一接入点的第一消息到所述第一接入点的相应的主父设备的发送成功后，所述第一接入点进入低功率睡眠状态。

10.如权利要求5所述的方法，进一步包括，在所述第一接入点将来自所述第一接入点的第一消息发送到所述第一接入点的相应的辅父设备后，所述第一接入点进入低功率睡眠状态。

11.一种时间同步的网络的接入点，包括：

收发器；

控制电路；

至少一个可编程处理器；以及

可执行控制软件，其储存在非临时计算机可读介质上，用于：

识别主父设备；

识别辅父设备；

识别发送时隙；以及

识别接收时隙；

其中，所述至少一个可编程处理器推迟发送消息直到所述时间同步的网络内的其发送和/或接收时隙发生，

其中，所述至少一个可编程处理器在发送时隙之外或接收时隙之外的时间进入低功率睡眠状态；

确定所述收发器是否具有要在发送时隙期间发送的第一消息；

确定所述收发器是否具有要在接收时隙期间接收的第二消息；

当所述收发器不具有要在发送时隙期间发送的消息时，指示所述至少一个可编程处理器保持处于低功率睡眠状态；

当所述收发器不具有要在接收时隙期间接收的消息时，指示所述至少一个可编程处理器保持处于低功率睡眠状态；

当所述收发器具有要在接收时隙期间接收的第二消息时，指示所述收发器在接收时隙期间接收第二消息；

当所述收发器具有要在发送时隙期间发送的第一消息时，指示所述收发器在发送时隙期间发送所述第一消息到主父设备；

确定何时在预定时间段内未接收到来自主父设备的确认消息；以及

当在预定时间段内未接收到来自主父设备的确认消息时，指示所述收发器发送所述第一消息到辅父设备。

12.如权利要求11所述的接入点，其中，所述收发器包括适合于依从IEEE 802.11标准进行通信的无线电装置。