CN111193994B - 一种确定无线节点位置的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及无线节点位置确定。系统和方法允许自动加入与无线节点所驻留的指定区域相关联的网络。位于指定区域内或附近的网络管理器使用无线邻近检测来估计与请求加入网络的无线节点的距离。网络管理器可以使用估计的距离来确定请求无线节点是否位于指定区域内。如果请求无线节点位于指定区域内，则网络管理器可以允许无线节点加入与相应指定区域关联的无线网络。

Description

一种确定无线节点位置的方法和系统
技术领域
该文档通常但不限于无线网络，特别是但不限于识别试图加入无线网络的无线节点的位置。
背景技术
可以建立无线网络以促进无线节点之间的数据收集和通信。例如，无线传感器可以被定位成收集关于环境的数据并且将数据传送回控制系统。可以将多个无线传感器配置为形成传感器网络，所有传感器均配置为收集感测到的数据并将其报告回通用控制系统。控制系统可以使用收集和报告的数据进行观察并为网络所处的环境提供控制。
发明内容
本发明的发明人已经认识到，除其他事项外，允许无线节点自动加入与车辆或无线节点所驻留的其他指定区域相关联的网络是理想的。位于车辆或其他指定区域上的网络管理器使用无线邻近检测来估计与请求加入网络的无线节点的距离。网络管理器可以使用估计的距离来确定请求无线节点是否位于相应的车辆或其他指定区域上。如果请求无线节点位于指定区域内，则网络管理器可以允许无线节点加入与指定区域关联的无线网络。
在一个例子中，一种用于基于位置自动将分布在车辆周围的多个无线节点与无线网络相关联、同时基于位置排除附近的无线节点的系统包括位于指定位置的无线网络管理器设备。无线网络管理器被配置为从请求无线节点接收无线请求以加入无线网络，并被配置为使用无线邻近检测确定请求无线节点是否位于车辆上，并且如果是，则允许请求无线节点以加入无线网络。
在另外的例子中，一种自动将分布在第一车辆周围的无线节点和与指定区域相关联的无线网络相关联、同时排除不在所述第一车辆内的附近无线节点的方法，包括：通过位于第一指定位置的第一网络管理器设备，从请求无线节点接收加入所述无线网络的无线请求；通过所述第一网络管理器设备使用无线邻近检测，确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上；和如果所述请求无线节点位于所述第一车辆上，允许所述请求无线节点以加入所述无线网络。
在另外的例子中，一种自动将分布在车辆周围的多个无线节点和与位于所述车辆上的网络管理器相关联的无线网络相关联、同时排除不位于所述车辆上的附近无线节点的系统，包括计算设备，位于所述车辆旁边。计算设备被配置为：从请求无线节点接收无线请求以加入所述无线网络；使用无线邻近检测确定所述请求无线节点是否位于所述车辆上；和如果所述请求无线节点位于所述车辆上以供所述请求无线节点加入与所述网络管理器关联的无线网络，则向所述请求无线节点提供加密密钥对的加密密钥。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大体上示出了本文档中讨论的各种实施例。
图1是示出两个车辆的框图，每个车辆包括无线电池监视系统。
图2是示出示例网络管理器的框图。
图3是示出示例无线节点的框图。
图4是示出了在建立无线网络时识别无线节点的位置的方法的流程图。
图5是示出被配置为估计到无线节点的距离的示例网络管理器的图。
图6是示出配置为估计无线节点的物理位置的示例网络管理器的图。
图7是示出了车辆的图，该车辆包括定义了期望无线节点驻留在其中的区域。
图8是示出使用无线节点作为种子生成的示例性Voronoi区域的图。
图9是示出被配置为使用三角测量来估计无线节点的位置的示例网络管理器的图。
图10是示出示例系统的图，该示例系统包括位于车辆之外并且被配置为确定位于车辆上的无线节点的位置的计算系统。
具体实施方式
本文公开了一种无线网络，其包括能够在建立无线网络连接时自动确认无线节点的位置的网络管理器。在一个示例中，车辆可以包括两个网络管理器，其位于车辆上并被配置为管理与车辆相关联的无线网络。当无线节点请求加入网络时，两个网络管理器可以使用各种技术来确定无线节点的位置，以确定无线节点是否位于车辆上。如果无线节点不在车辆上，则网络管理器可以拒绝无线节点加入网络的请求。
在另一个示例中，未配置为管理网络的网络管理器或其他计算系统可以位于车辆之外，并配置为确认尝试加入网络的无线节点的位置。这些计算系统可以使用各种技术来估计无线节点的位置，以确定无线节点是否位于相应的车辆上。如果无线节点位于车辆上，则网络管理器可以向无线节点提供可用于加入网络的加密密钥。
在另一个示例中，位于仓库或其他设施内的网络管理器或其他计算系统可以被配置为与存储的无线节点建立无线网络。网络管理器可以被配置为使用各种技术来确定所存储的无线节点的位置，以确定该无线节点是否位于指定区域内，例如在特定架子或其他存储位置上。如果无线节点位于指定区域内，则网络管理器可以允许无线节点加入网络。知道网络节点的位置在促进故障节点、故障节点或由于异常行为而需要服务的节点的立即定位方面也是有益的。
为车辆上的无线节点建立无线网络的一般可用技术包括对网络管理器访问控制列表的手动编程。网络管理器使用这些手动编程的列表仅接受来自位于车辆上的无线节点的连接。这些技术在对访问控制列表进行编程时需要大量的体力劳动。相比之下，本发明人已经开发了一种方案，该方案有助于在组装时、维修车辆时、电池充电期间/之后、车辆使用期间、重新建立无线网络时、或在其他任何时间自动建立车辆网络。因此，可以减少或消除与为网络管理器编程访问控制列表相关的体力劳动。
图1是示出了示例系统100的框图，该示例系统100包括两个车辆102a 和102b，每个车辆包括无线电池监视系统。第一车辆102a包括两个网络管理器104a和104b、无线节点106a-106h、电子控制单元(ECU)108和电池110。第二车辆102b包括两个网络管理器104a和104b、无线节点 106a-106h、ECU 116和电池118。在其他示例中，车辆102a和102b可以包括使用无线节点106a-106h和114a-114h监视的任何数量的其他系统或设备。尽管被示为包括八个无线节点和两个网络管理器，但是车辆可以各自包括任意数量的无线节点和任意数量的网络管理器。无线节点106a-106h 和114a-114h中的每一个以及网络管理器104a、104b、112a和112b可以位于相应车辆102a和102b上的任何位置。尽管被图示和讨论为机动车，但是车辆可以是任何完全电池供电的或电池辅助的运输形式，包括飞机、无人机、火车、铁路车厢、船、采矿/隧道掘进机等。
无线节点106a-106h和114a-114h可以是无线传感器，例如，被配置为感测各个电池110和118的操作特性，包括但不限于流过电池110和118 的各个电池的电压或电流。网络管理器104a和104b可以例如从无线节点 106a-106h收集感测到的数据，并且通过有线或无线连接将数据提供给 ECU 108或其他系统。ECU 108可以使用该数据来监视电池110的健康并为其提供控制。
网络管理器104a和104b以及无线节点106a-106h形成与第一车辆 102a相关联的第一网络，并且网络管理器112a和112b以及无线节点 114a-114h形成与第二车辆102b相关联的第二网络。当首先组装车辆102a 和102b时，无线节点106a-106h和114a-114h必须加入相应的网络。
例如，在车辆102a的组装期间，网络管理器104a和104b中的一个或两个可以发送出针对无线节点106a-106h的广告分组。无线节点106a-106h 可以通过将无线请求发送到加入网络来响应广告分组。但是，例如，在装配线或其他服务场景中，车辆102b的某些无线节点114a-114h可能比某些无线节点106a-106h更靠近网络管理器104a和104b。例如，无线节点114a 可以比无线节点106a更靠近网络管理器104a。无线节点106a和114a都将从网络管理器104a和104b接收广告分组，并发送各自的请求以加入与车辆102a相关联的网络。网络管理器104a和104b被配置为接收加入与车辆 102a相关联的网络的请求，允许无线节点106a加入网络以及拒绝对无线节点114a的访问。
图2是示出用于与车辆102a相关联的无线网络的示例网络管理器104 的框图。网络管理器104例如可以是图1的网络管理器104a、104b、112a 或112b中的任何一个。在图2所示的示例中，网络管理器104包括天线 202a和202b、收发器204a和204b、控制和存储电路206、电源接口208 和有线通信接口210。虽然示出为包括两个收发器204a和204b，其允许同时与多个无线节点106a-106h通信，但是网络管理器104可以包括任何数量的天线和收发器。在示例中，天线202a和202b以及收发器204a和204b 可以被配置为使用射频(RF)能量来发送和接收数据。
在某些示例中，例如在电池盒中，由于多径效应而导致的大信号损耗可能会在无线节点与网络管理器之间发生。多径效应的存在会导致出现深频谱零点，从而在某些频率上产生明显的衰减。为了适应这些多径效应，网络管理器和/或无线节点可以使用天线分集技术，天线极化技术和/或定向天线技术来改善射频(RF)链路余量，并使由于多径效应引起的(RF) 传播损失最小化。
例如，控制和存储电路206可以包括一个或多个专用或通用处理器电路。这样的电路可以包括片上系统(SoC)实现，或者这样的电路可以是现场可编程的。作为说明性示例，控制和存储电路206可以包括两个控制器，一个是现场可编程门阵列(FPGA)，另一个是数字信号处理器(DSP)。例如，可以使用两个收发器204a和204b连接FPGA来控制多通道通信，并且DSP可以用于实时处理，例如下采样、上采样、编码或解码。在其他示例中，控制和存储电路206可以包括任意数量的控制器，包括FPGA、 DSP、微处理器、专用集成电路(ASIC)或其他数字逻辑电路。
控制和存储电路206还可包括一个或多个易失性或非易失性存储器。例如，控制和存储电路206可以包括一个或多个非易失性存储器，包括只读存储器(ROM)、闪存、固态驱动器或任何其他非易失性存储器、以及一个或多个非易失性存储器，包括：例如，静态或动态随机存取存储器 (RAM)。
电源接口208可以被配置为通过有线连接进行连接以接收电力，并且通信接口210可以被配置用于与另一网络管理器104和后端系统(例如 ECU 108)中的一个或多个进行有线通信。例如，功率接口208可以被连接以从车辆102a的车辆功率总线(例如，直流(DC)总线)接收功率，并且调节功率以供控制和存储电路208使用。网络管理器104还可以包括备用电源，例如电池、电容器或能量收集器电路。在一些示例中，网络管理器104可以不使用有线电源连接来供电，而可以使用诸如电池或能量收集器的本地电源来完全供电。
图3是示出了车辆102a的示例无线节点设备106的框图。无线节点 106例如可以是图1的节点106a-106h和114a-114h中的任何一个。在图3 所示的示例中，无线节点106包括天线302、收发器304、控制和存储电路306、传感器308和电池310。在其他示例中，节点300可以包括除图3 中所示的组件之外或代替其的其他电路元件。在示例中，天线302和收发器304可以被配置为使用RF能量发送和接收通信。传感器308可以被配置为例如感测关于车辆电池的数据，诸如通过电池单元的电压或电流。电池310可以是本地电池，或任何其他本地能量存储设备，例如电容器或能量收集器。
图4是示出了将无线节点106a-106h自动加入与车辆102a或其他指定区域(例如，存储位置)相关联的网络的方法400的流程图。在步骤402，网络管理器104a或104b广播与车辆102a相关联的网络的广告。无线节点 106a-106h和114a-114h接收广告分组。在步骤404，无线节点106a-106h 和114a-114h中的至少一个发送加入与车辆102a相关联的网络的请求。网络管理器104a和104b从相应的无线节点接收请求。在步骤406，网络管理器104a和104b使用本文公开的各种技术来估计请求无线节点的位置。在步骤408，网络管理器104a和104b使用请求无线节点的估计位置来确定无线节点是否在车辆102a上。在步骤410，如果相应的无线节点位于车辆上，则网络管理器104a和104b允许无线节点加入与车辆102a相关联的网络。在步骤412，如果无线节点不在车辆102a上，则网络管理器104a 和104b拒绝无线节点加入网络的请求。
尽管针对车辆的组装进行了图示，但是存在其他情形，其中期望网络管理器104a和104b确定各个无线节点106a-106h的位置。在示例中，当车辆正在维修时，电池模块可以被更换，并且网络管理器104a和104h可能需要重新建立用于车辆的网络。在另一示例中，在车辆使用期间，可能需要重新配置电池模块，在这种情况下，网络管理器104a和104b可能需要重新建立网络。在这些示例中，为了在可能受到来自非车载电池模块的干扰的情况下可靠地重建用于车辆的网络，期望管理器104a和104b使用位置信息来识别位于车辆上的无线节点。
在另一个示例中，网络管理器104a和104b以及112a和112b以及无线节点106a-106h和114a-114h可以位于存储设施、服务器场、太阳能场或其他非移动应用中，而不是在车辆上。在该示例中，网络管理器104a和 104b以及112a和112b可以仍然被配置为确定无线节点106a-106h和 114a-114h的位置以将无线节点加入到各个网络。例如，知道存储设施内的网络节点的位置也有利于促进故障节点、故障节点或由于异常行为而需要维修的节点的即时定位。
图5是示出配置为估计到无线节点的距离的示例网络管理器104a和 104b的图。在图5所示的示例中，网络管理器104a和104b从无线节点106 和无线节点114两者接收加入与车辆102a相关联的网络的请求。使用无线邻近检测，网络管理器104a被配置为估计从网络管理器104a的位置到无线节点106的距离500a，并估计从网络管理器104a的位置到无线节点114 的距离500b。同样使用无线邻近检测，网络管理器104b被配置为估计从网络管理器104b的位置到无线节点106的距离502a，并估计从网络管理器104b的位置到无线节点114的距离502b。
网络管理器104a和104b可以被配置为使用相应的天线202a和202b 以及收发器204a和204b执行无线邻近检测。例如，网络管理器104a和 104b可以被配置为使用RF测距来估计距离500a、500b、502a和502b。在其他示例中，网络管理器104a和104b可以被配置为使用任何其他无线测距技术。在一个示例中，网络管理器104a和104b采用基于低功率相位的RF测距技术，例如由美国专利申请No.15/955,049公开的技术，该专利通过引用整体结合于此。在该示例中，无线节点106可以接收广告分组，调整参考时钟信号，并使用调整后的参考时钟信号发送网络加入请求。网络管理器104可以将原始广告分组的阶段与接收到的加入请求的阶段进行比较，以估计到无线节点106的距离。
可以基于网络管理器104a和104b的位置为每个相应的网络管理器 104a和104b定义范围504a和504b。范围504a和504b可以被定义为径向距离，用于相应车辆的所有无线节点将位于该径向距离内。从网络管理器 104a或104b到无线节点106或1144的估计距离可以与范围504a和504b 进行比较，以确定无线节点是否位于相应的车辆上。例如，对于无线节点 106，将距离500a与范围504a进行比较，并且将距离502a与范围504b进行比较。因为距离500a和502a都落在各自的可接受范围504a和504b内，所以无线节点106被确定为位于车辆102a上并且被允许加入与车辆102a 相关联的网络。对于无线节点114，将距离500b与范围504a进行比较，并且将距离502b与范围504b进行比较。因为距离500b落在范围504a之外，所以无线节点114被确定为不位于车辆102a上并且被拒绝访问与车辆 102a相关联的网络。
图6是示出被配置为确定各个无线节点106和114的估计位置600和 602的示例网络管理器104a和104b的图。在图6所示的示例中，网络管理器104a和104b可以被配置为使用无线邻近检测技术估计到每个无线节点106和114的距离，例如以上参照图5讨论的技术。无线节点106具有到网络管理器104a的实际物理距离604a，和到网络管理器104b的实际物理距离604b。
在图6所示的示例中，网络管理器104a确定到无线节点106的估计距离606a，并且网络管理器104b确定到无线节点106的估计距离606b。使用两个估计距离606a和606b，以及网络管理器104a和104b的指定物理位置，可以确定无线节点106的估计位置600。可以使用相同的过程来确定无线节点114的估计位置602。
无线邻近检测技术可以在估计距离中包括一些可接受的误差。例如，使用基于低功率相位的RF测距技术，误差可能约为0.5米。这导致无线节点106的实际物理位置与估计位置602之间的差异。但是，该差异相对于车辆102a和102b的尺寸足够小，使得估计位置600和602可以被网络管理器104a和104b用于准确地确定无线节点106位于车辆102a上，而无线节点114不在车辆102a上。网络管理器104a和104b因此可以允许无线节点106加入与车辆102a相关联的网络，并且基于估计的位置600和602 拒绝对无线节点114的访问。
图7是示出为各个车辆102a和102b定义的物理区域700和702的图。如上所述，允许无线节点自主地加入与相应车辆相关联的网络是有利的。例如，在电池监视系统中，为加入网络的每个无线节点自动确定关联的电池单元也是有利的。
在说明性示例中，可以为期望无线节点驻留在其中的每个车辆102a 和102b定义物理区域700和702。例如，区域700和702可以指示电池单元的位置。例如，网络管理器104a和104b可以被配置为确定各个节点的估计位置600和602，如上面关于图6所描述的。无线节点106的估计位置600落在区域700之一内，因此网络管理器104a和104b允许无线节点 106加入与车辆102a相关联的网络，并且能够将无线节点106与与相应区域700关联的电池单元链接。无线节点114的估计位置602不落在任何区域700内，因此，网络管理器104a和104b可以拒绝对与第一车辆102a 相关联的网络的无线节点114的访问。
图8是示出使用Voronoi生成定义的示例区域800的图。对于某些电池和其他车辆部件，具有简单形状的区域(例如图7中所示的区域)足以将无线节点链接到车辆的各个位置或部件。然而，可能希望为不具有基本形状或形式的车辆设备定义更复杂的区域。在说明性示例中，可以使用 Voronoi生成来形成复杂区域800。Voronoi区域由到二维平面中的一组种子的距离定义。对于每个种子，都有一个相应的区域，该区域由比所有其他种子更靠近该种子的所有点组成。为了定义Voronoi区域800，无线节点 106可以用作种子。因此，可以基于任何车辆的每个节点106的预期位置，使用计算机系统来生成Voronoi区域800。可以将由计算机系统生成的定义的区域800提供给网络管理器104a和104b，例如，以用于网络建立。
虽然被示为二维区域，但是也可以以类似方式生成三维区域。在一个示例中，例如，可以将电池组的每个节点分配给相应的区域800。通过这种方式，网络管理器例如能够验证电池组是否包含预期数量的节点并为每个节点校正正确的位置。可以这样做以防止节点欺骗或以其他方式为电池组提供更高的安全性。
图9是示出了示例网络管理器104a和104b的图，该示例网络管理器 104a和104b被配置为使用三角测量来估计无线节点106和114的位置。在图9所示的示例中，网络管理器104a和104b相对于彼此轴向对齐(如虚线所示)。可以使用以上示例中讨论的任何技术来估计(通过箭头示出) 到无线节点106和114的距离。
一旦估计了距离，网络管理器104a和104b就可以相对于网络管理器 104a和104b以及无线节点106和114确定各种角度，例如角度θa、θb和θc。可以将角度θa、θb和θc中的一个或多个与为给定车辆102a定义的阈值角度进行比较，以确定无线节点是否在相应车辆上。例如，如果角度θc 大于阈值，例如90°，则网络管理器104a和104b可以确定无线节点106位于车辆102a上。在另一示例中，如图9所示，角度θa指示位于车辆102a 上的无线节点，而角度θb指示不在车辆102a上的无线节点。因此，可以参考网络管理器104a的角度范围以针对估计的角度确定请求无线节点是否位于相应的车辆上。
图10是示出示例系统1000的图，该示例系统1000包括位于车辆102a 和102b之外并且被配置为确定位于车辆102a和102b上的无线节点106 和114的位置的计算系统1002a和1002b。计算系统1002a和1002b可以是网络管理器或位于车辆102a和102b之外的任何其他计算系统。例如，计算系统1002a和1002b可以位于车辆组装线附近。随着车辆102a和102b经过计算系统1002a和1002b，计算系统1002a和1002b可以监视来自无线节点106和114的请求以加入与车辆102a相关联的网络。在另一个示例中，计算系统1002a和1002b可以位于存储设施中并且被配置为监视来自存储在该存储设施内的无线节点的请求。
在检测到对无线节点106和114加入与车辆102a相关联的网络的请求时，计算系统1002a和1002b可以使用以上关于图5-9描述的任何技术来估计无线节点106和114的位置。估计的位置可以用于确定无线节点106 和114是否位于车辆102a上。例如，在确定无线节点106位于车辆102a 上时，计算系统1002a和1002b可以执行无线密钥交换，以向无线节点106提供加密密钥对的加密密钥。然后，无线节点106可以使用加密密钥与网络管理器104a和104b通信，以加入与车辆102a关联的网络。网络管理器 104a和104b被配置为使用加密密钥对确定无线节点106位于车辆102a上，并允许无线节点106加入网络。
计算系统1002a和1002b还可以确定无线节点114的估计位置指示无线节点114不在车辆102a上并且因此不执行无线密钥交换。因为无线节点 114没有从计算设备1002a和1002b接收加密密钥，所以无线节点114不能加入与车辆102a相关联的网络。
在示例中，计算系统1002a和1002b还可以向网络管理器104提供位于相应车辆上的无线节点的列表。例如，可以将位于车辆上的电池组的每个无线节点的标识符提供给该车辆的网络管理器。一旦相应的网络管理器已经接收到标识符，则网络管理器可以基于计算系统1002a和/或1002b接收的标识符来允许或拒绝请求加入相应车辆的网络的无线节点。
尽管在以上示例中将其描述为使用RF测距技术来确定无线节点的位置以构建网络的网络管理器，但是RF测距可以与其他技术组合以构建网络。例如，接收信号强度指示符(RSSI)可以与RF测距技术结合使用以确定到无线节点的距离。在一个示例中，在密集网络中，网络管理器可以利用几个无线节点来执行RF测距，并且这些无线节点可以使用RSSI来基于与那些邻近节点的距离来验证邻近无线节点的位置以建立网络。
另外，网络管理器可以使用节点的位置来控制已建立网络中的数据流。例如，网络管理器可以在向网络内的无线节点提供数据或从网络中的无线节点接受数据之前，验证节点的位置。这在防止无线节点欺骗方面是有益的。例如，欺骗的节点可能存在于试图发送数据到该车辆的网络管理器或从该车辆的网络管理器接收数据的各个车辆之外。通过确定节点的位置，网络管理器可以确定该节点不是网络的合法节点，并拒绝访问该节点的数据。可以将其与证书或其他安全措施结合使用，以提高网络的安全性。
上面的描述包括对附图的参考，附图形成详细描述的一部分。附图通过说明的方式示出了可以实践本发明的特定实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这些示例可以包括除了示出或描述的那些元件之外的元件。然而，本发明人还考虑了仅提供示出或描述的那些元件的示例。此外，本发明人还设想了使用示出或描述的那些元素(或其一个或多个方面)的任何组合或置换的示例，或关于此处显示或描述的特定示例(或其一个或多个方面)，或其他示例(或其一个或多个方面)。
在本文件中，术语“一个”或“一种”用于专利文件中，包括一个或多个、独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他情况或用法。在本文中，“或”一词是指非排他性的，使得“A或B”包括“A但不包括B”、“B但不包括A”以及“A和B”，除非另有说明指示。在本文档中，术语“包括”和“其中”用作相应术语“包括”和“其中”的等效词。此外，在以下方面，术语“包括”和“包含”这些术语是开放式的，即系统、装置、物品、组合物、制剂或方法包括除权利要求中在此术语之后列出的那些元素之外的其他元素，仍然被认为属于该方面的范围。而且，在以下方面中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并且不旨在对其对象施加数字要求。
上面的描述旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在回顾以上描述之后，例如可以由本领域的普通技术人员使用其他实施例。另外，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意在意欲使未声明的公开特征对于任何声明都是必不可少的。相反，发明主题可以在于少于特定公开实施例的所有特征。因此，以下方面在此作为示例或实施例并入详细说明中，每个方面作为独立的实施例独立存在，并且可以想到，这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。本发明的范围应参考所附方面以及这些方面应具有的等效形式的全部范围来确定。

Claims (18)

1.一种用于基于位置自动将分布在第一车辆周围的多个无线节点与无线网络相关联、同时基于位置排除附近的无线节点的系统，该系统包括：
第一网络管理器设备，所述第一网络管理器设备位于所述第一车辆上的第一指定位置处并被配置为从请求无线节点接收加入所述无线网络的无线请求；以及
第二网络管理器设备，所述第二网络管理器设备位于所述第一车辆上的第二指定位置处；
其中所述第一网络管理器设备被配置为使用无线邻近检测来估计从所述第一指定位置到所述请求无线节点的第一距离，并且所述第二网络管理器设备被配置为使用无线邻近检测来估计从所述第二指定位置到所述请求无线节点的第二距离；以及
其中所述第一网络管理器设备被配置为使用所估计的第一距离和第二距离来确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上，并且如果是，则允许所述请求无线节点加入所述无线网络。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一网络管理器设备和所述第二网络管理器设备中的至少一个被配置为基于所述第一距离和第一阈值范围的比较以及所述第二距离和第二阈值范围的比较来确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述第一网络管理器设备和所述第二网络管理器设备中的至少一个被配置为使用所述第一距离和所述第二距离来估计所述请求无线节点的物理位置，并使用所估计的物理位置来确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上。
4.如权利要求3所述的系统，其中所述第一车辆被划分为多个区域，并且其中所述第一网络管理器设备和所述第二网络管理器设备中的至少一个被配置为使用所估计的物理位置来确定所述请求无线节点位于所述多个区域中的哪个区域内。
5.如权利要求4所述的系统，其中所述多个区域是使用所述多个无线节点中的每个无线节点的预期位置作为种子而生成的Voronoi区域。
6.如权利要求1所述的系统，其中所述第一网络管理器设备和所述第二网络管理器设备使用三角测量来确定所述第一网络管理器设备和所述第二网络管理器设备中的一个与所述请求无线节点之间的角度，并且其中所述第一网络管理器设备和所述第二网络管理器设备中的至少一个被配置为通过将所述角度与角度阈值范围比较来确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上。
7.如权利要求1所述的系统，还包括第二车辆，并且其中所述第一车辆和所述第二车辆是位于装配线上的机动车，并且其中所述多个无线节点是用于车辆电池监控系统的传感器。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述第一网络管理器设备被配置为使用基于相位的射频测距来执行所述无线邻近检测。
9.如权利要求1所述的系统，其中所述第一网络管理器设备被配置为在将数据传输到相应的无线节点之前，使用所述无线邻近检测来验证所述相应的无线节点的位置。
10.如权利要求1所述的系统，其中所述第一网络管理器设备包括第一天线和第二天线，并且其中所述第一网络管理器设备被配置为采用天线分集技术、天线极化技术或定向天线技术中的至少一种来执行所述无线邻近检测。
11.一种自动将分布在第一车辆周围的无线节点和与指定区域相关联的无线网络相关联、同时排除不在所述第一车辆内的附近无线节点的方法，该方法包括：
通过位于所述第一车辆上的第一指定位置处的第一网络管理器设备，从请求无线节点接收加入所述无线网络的无线请求；
通过所述第一网络管理器设备使用无线邻近检测来估计从所述第一指定位置到所述请求无线节点的第一距离；
通过位于所述第一车辆上的第二指定位置处的第二网络管理器设备使用无线邻近检测来估计从所述第二指定位置到所述请求无线节点的第二距离；
通过所述第一网络管理器设备和所述第二网络管理器设备中的至少一个使用所估计的第一距离和第二距离来确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上；以及
如果所述请求无线节点位于所述第一车辆上，则允许所述请求无线节点加入所述无线网络。
12.如权利要求11所述的方法，其中通过所述第一网络管理器设备和所述第二网络管理器设备中的至少一个来确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上包括：
比较所述第一距离和第一阈值；
比较所述第二距离和第二阈值；以及
如果所述第一距离小于所述第一阈值并且所述第二距离小于所述第二阈值，则确定所述请求无线节点位于所述第一车辆上。
13.如权利要求11所述的方法，其中通过所述第一网络管理器设备和所述第二网络管理器设备中的至少一个确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上包括使用所述第一距离和所述第二距离来估计所述请求无线节点的物理位置。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：
限定所述第一车辆的多个区域；以及
使用所述请求无线节点的所估计的物理位置来确定所述请求无线节点位于所述多个区域中的哪个区域内。
15.如权利要求14所述的方法，其中限定所述第一车辆的所述多个区域包括使用围绕所述第一车辆定位的多个无线节点的预期位置作为种子而生成Voronoi区域。
16.如权利要求11所述的方法，其中通过所述第一网络管理器设备和所述第二网络管理器设备中的至少一个来确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上包括：
使用三角测量来确定所述第一网络管理器设备或所述第二网络管理器设备中的一个与所述请求无线节点之间的角度；以及
将所述角度与角度阈值范围比较来确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上。
17.如权利要求11所述的方法，其中通过所述第一网络管理器设备使用无线邻近检测来确定所述请求无线节点是否位于所述第一车辆上包括：通过所述第一网络管理器设备采用天线分集技术、天线极化技术或定向天线技术中的至少一种。
18.一种自动将分布在车辆周围的多个无线节点和与位于所述车辆上的网络管理器相关联的无线网络相关联、同时排除不位于所述车辆上的附近无线节点的系统，所述系统包括：
计算设备，所述计算设备位于所述车辆旁边并被配置为：
从请求无线节点接收无线请求以加入所述无线网络；
使用无线邻近检测来确定所述请求无线节点是否位于所述车辆上；以及
如果所述请求无线节点被确定为位于所述车辆上，则向所述请求无线节点提供加密密钥对的加密密钥，以供所述请求无线节点加入与所述网络管理器相关联的所述无线网络。
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