CN111418185A - 用于定位在通信互连的节点设备的网络中的节点设备处可用的信息的方法、系统和节点设备 - Google Patents

Abstract

在具有有限数据处理和存储资源的通信互连的节点设备（4）的网络（1）中的节点设备（4），诸如节点设备（4）的网状网络（1），在节点设备（4）处接收针对待定位的信息的“查找最佳匹配”类型的查询消息。查询消息包括与待定位的信息有关的基准数据。接收节点设备基于最新接收的消息中的内容和节点本地存储的信息的比较来更新消息。本地存储的信息是从先前从网络（1）中的其他节点设备（4）接收的消息和在接收节点设备处可用的信息中导出的。当不需要更新时，节点设备（4）不广播任何消息，并且所涉及的节点设备处的本地副本在几次广播中聚集成静态内容，从中查找的信息可以在网络（1）中定位。

Description

用于定位在通信互连的节点设备的网络中的节点设备处可用 的信息的方法、系统和节点设备

技术领域

本公开总体上涉及通信互连的网络节点设备的网络，并且更具体地，涉及用于定位在这样的网络中的节点设备处可用的信息的方法和系统。

背景技术

例如，在商业可用的智能照明系统（也称为智慧照明系统）中，照明设备由通信互连的控制设备控制，这些控制设备作为通信互连的节点设备的网络（诸如网状网络）中的节点设备来操作。也就是说，灯具、发光壁式面板、传感器、开关等可以作为网络中的节点设备来操作。

网状网络的典型特征在于网络拓扑，其中每个节点设备为网络中继或路由数据。网状节点设备在网络中的数据分发中协作，并且可以存储其自身或网络的另一节点设备可用的信息。因此，节点设备也可以通过与另一节点设备共享可用信息来充当信息提供者。网状网络可以是集中式的，即具有中央节点设备或网关节点设备，也称为桥接设备或主控制器节点设备，或者可以在非集中式模式下操作，该模式不具有有着足够的存储和处理能力以存储数据和控制网络中的数据交换的强大的中央或控制节点。

对于网络操作，节点设备一般地包括被布置用于数据处理的处理器的收发器（有线或无线收发器）、被布置用于存储信息和与在节点设备处可用的信息相关的基准数据的数据存储器或存储以及识别节点设备的标识（ID）数据。

通常，节点设备的数据存储和数据处理能力容量是有限的。类似灯具、传感器和壁式面板的节点设备具有有限的片上存储和处理能力，使得它们中的每一个可能仅存储信息的一小部分信息。相应地，在非集中式网络中，以及在由容量有限的中央节点操作的集中式网络中，可用或所需的信息被分发并存储在多个联网节点设备上。例如，为了系统的可靠性和鲁棒性，共享信息要求在几个不同的节点设备中的若干备份，并且节点中的每个节点设备可以具有一个版本号来区分可用信息。

用于通过联网控制设备或节点设备交换数据的网络协议一般是可用的，并被称为ZigBee^TM、Bluetooth^TM以及用于无线网络的基于WiFi的协议，以及有线总线网络，诸如DALI^TM（数字可寻址照明接口）、DSI（数字串行接口）、DMX（数字多路复用）和KNX（基于系统）。

例如，在无线网状网络WMN中，节点设备可以使用蓝牙低功耗（BLE）网状协议或ZigBee协议来以单播模式和广播模式中的任一种进行通信。例如，具有ZigBee和BLE连接的所谓的组合节点设备可以作为移动电话和基于ZigBee的照明网络之间的临时桥接节点来操作。

在网状网络中，要求网络中可用的特定信息的终端用户或应用程序可能必须搜索网络地址未知或不确定的资源。也就是说，终端用户或应用程序不必查找特定的节点设备，而是查找“最佳匹配”的一个或多个节点设备。即，最被配备为提供所需信息的一个或多个节点设备。

在常规方法中，为了查找最佳匹配，终端用户或自动化应用必须（a）收集形成用于检索信息的候选者的所有节点设备，（b）例如，就用于传递信息的技术属性比较候选者，并选择最合适的源节点设备，（c）从其收集通信和其他细节，以及（d）采取相应的动作，诸如检索可用的信息。本领域技术人员将理解，前两个步骤（a）和（b）可能导致网络中的性能问题。

步骤（a）极有可能在非常短的时间内生成大量的空中下载（over-the-air）网络流量，这可能使通信信道过载。例如，如果网络正在并行运行一些其他功能，例如对照明的感测和/或手动控制，则它们的故障率和等待时间可能会大幅增加。

步骤（b）要求大量的存储，并且有时收集节点设备上的计算负载很重。在网状网络中，除了集中式网络的网关/控制器之外，大多数节点设备不太可能具有足够的片上资源来执行这一步骤。

对于网状网络中的基于位置的应用程序，例如，诸如跟踪附于有价值的对象的标签，以及接近控制，即控制靠近可移动控制设备（即被可移动控制设备接近）的致动器（诸如灯具），主要困难在于待定位或跟踪的节点设备通常非常简单，计算能力和能量供应非常有限。本领域技术人员已知的是，接近控制涉及可移动控制设备，该可移动控制设备控制最靠近可移动控制器的一个或多个致动器或灯具或节点。因此，应用程序的计算必须由网络中的一些其他节点来执行。这不同于通常的室内定位应用程序，在通常的室内定位应用程序中，智能电话通常是定位目标。

例如，对象跟踪要求附于这些对象的标签至少运作几年。这种低功率和低成本标签通常被实现为仅发射器（Tx）设备。仅Tx意味着标签只向外发送消息，并且从不或很少从其他节点接收消息。标签只是向相邻的节点设备广播它的ID数据来声明它的存在，剩余的处理留给其他节点设备。

至于接近控制，人们可以区分两种不同的情况：在第一种情况下，控制设备足够强大以与相邻节点中的每一个相邻节点设备通信，例如由控制设备的用户或自动地选择它们中的一个，并且执行一些动作。在这种情况下，没有太多的通信和处理困难需要处理。然而，在第二种情况下，其中控制设备非常简单，具有非常有限的计算能力和能量供应，诸如例如像Hue Tap的ZigBee绿色能源（Green Power）设备，其也是仅Tx设备，主处理必须由网络中的其他节点设备执行。

对于密集网络，即具有大量联网节点设备的网络，诸如在照明网络中，多个节点设备（通常多于十个）从目标跟踪标签或接近控制器接收相同的消息是非常常见的。然而，三到五个静态节点设备足以定位一个标签，并且只需要一个节点设备来处理来自接近控制器的控制命令。因此，需要一种机制，来用于网络节点设备，以协商和选择一个或若干个最合适的节点设备来执行例如定位标签所需的操作。

在目前的网状网络中（诸如ZigBee），这种机制不存在于网络级。解决这一问题的简单方法是，所有可能的候选者节点设备（即那些已经从标签或控制器接收到初始消息的设备）将它们的信息报告给中央节点设备，诸如网关或桥接设备，并让中央节点设备进行选择或执行所需的处理。这种方法会生成大量不必要的消息，由于其浪费了通信信道带宽，从而可能降低处理时间并影响网络中的其他应用程序。

如上所述，网络中的节点设备可以本地存储网络中的应用程序可用或要求的分布式信息。因此，例如，当应用程序需要这种分布式信息的一个项目时，它必须查询整个网络，以查找哪些节点设备存储了所需的信息或信息的一部分，以及哪些节点设备具有最新版本。这类似于上述基于位置的应用程序中的挑战，其中多个节点设备可以回应查询，并且应用程序节点设备必须进行比较并从可能的候选者的长列表中查找合适的一个或多个候选者。

在由简单设备构成的网状网络中，更具挑战性的情况是，应用程序要向网络中添加一些新的信息项，并且必须查找一个或几个合适的节点设备来存储这些新信息。这里的术语“合适”是指足够的空闲存储空间，并且在将来将需要信息的节点设备中或非常靠近这些节点设备。显然，在这种情况下，用于本地存储信息的候选者节点设备的数量可能很大，特别是对于新创建的网络，因为几乎每个节点设备都可以有资格作为候选者。因此，在这种情况下，网络中的通信信道很可能会过载。

例如，在诸如ZigBee、Thread和BLE网的网状网络中，由于联网节点设备的有限通信带宽和处理能力，在网络节点设备处的操作数据或软件的空中下载（OTA）更新通常需要非常长的时间。通常，根据更新映像的大小和网络的繁忙程度，更新一个节点设备可能需要几分钟到几十分钟。例如，在具有100多个节点设备的大型网络中，可能需要总共几个小时甚至几天的时间来更新每个节点设备。本领域技术人员将理解，如此长的更新时间可能不适合满足终端用户的要求。

加速更新的一种简单方法是例如同时或成组地向所有目标节点设备广播更新映像。但是这在实践中通常是不适用的，例如因为，由于干扰，检查更新的信息部分或数据包是否已被节点设备丢失以及有多少被丢失是十分困难甚至不可能的。在这种成组OTA更新期间，源节点设备通过非常长的一系列广播包向外发送映像文件。在实践中，不同的节点设备会丢失不同的包，这是很常见的。例如，源节点设备需要花费大量的时间和精力来建立那些需要重传的丢失包的序列号列表。

美国专利7545811B2公开了一种网状网络中的通信方法，其中消息数据可以被动态改变，以便传递到目的地址。然而，这种方法的缺点是，只能从网络地址已知的节点设备检索信息。例如，这种方法不能用于定位网络中满足某些或期望标准、然而其网络地址未知的节点设备或标签的位置。

因此，需要提供一种用于定位在通信互连的节点设备的网络（诸如网状网络）中的节点设备处可用的信息的方法，该网络包括多个通信节点设备。术语信息必须以其最广泛的意义来解释，诸如用于定位标签的在节点设备处可用的对象跟踪标签的识别数据；例如，丢失数据包的更新数据和/或信息，以识别和收集成组OTA更新的丢失部分列表；节点设备处可用的资源的信息；用于执行接近控制等附加功能的信息。

发明内容

本公开的目的是提供一种方法，来有效地定位在通信互连的节点设备的网络中可用的信息，诸如在网状网络中操作的节点设备，来用于最终检索在节点设备处可用的信息或信息的部分。另一个目的是实现这种方法，同时避免网络中的大量信令开销，并利用形成网络的节点设备的最小或至少尽可能最小的资源。

因此，在本公开的第一方面，提供了一种定位在通信互连的节点设备的网络中的网络节点设备处可用的信息的方法，其中节点设备包括待定位的信息、与该信息相关的基准数据和识别该节点设备的ID数据。

该方法包括以下步骤：

a）在网络的节点设备处接收信息位置查询消息，该查询消息包括识别待定位的信息的ID数据和具有待通过查询消息定位的信息的网络的候选者节点设备列表，接收到的列表包括识别候选者节点设备的ID数据和在相应的候选者节点设备处可用的与待定位的信息相关的基准数据；

b）基于接收到的查询消息来在接收节点设备处开始查询过程，通过基于接收到的列表的基准数据和与在节点设备处可用的待定位的信息相关的基准数据来更新接收到的列表，更新的列表包括识别节点设备的ID数据和与在节点设备处可用的待定位的信息相关的基准数据；

c）在节点设备处存储更新的列表，以及

d）由节点设备广播包括存储的列表的查询消息。

所提出的方法基于网络中的接收节点设备之间的对待定位的信息的查询消息的交换。该查询消息包括识别待定位的信息的ID数据，以及具有识别有资格提供或贡献于待定位的信息的相应候选者节点设备的ID数据的候选者节点设备列表。候选者节点设备根据与待定位的特定信息有关的基准数据而有资格。在查询开始时，发起节点设备评估基准，并基于待定位的信息创建在发起节点设备处可用的候选者节点设备列表。

例如，如果接收查询消息的节点设备根据其自身的基准数据和接收到的具有候选者节点设备列表的基准数据来确定其是否有资格作为候选者节点设备，则接收节点设备通过将其ID节点设备数据和相关基准数据包括在候选者节点设备列表中来更新候选者节点设备列表，将更新的候选者节点设备列表存储在其数据存储器中，并在网络中广播具有存储的候选者节点设备列表的查询消息。根据基准数据，没有资格的接收节点设备将只存储接收的候选者节点设备列表并广播存储的列表。

也就是说，在接收节点设备处，基于接收到的查询消息，开始或触发查询过程，通过此来准备并存储更新的候选者节点设备列表，并且将接收到的候选者节点设备列表与存储的候选者节点设备列表进行匹配，并且在匹配的情况下，不建立更新的候选者节点设备列表。

只要关于相应查询过程节点设备接收到与当前存储在节点设备处的候选者节点设备列表不同的候选者节点设备列表，就在接收节点设备处重复更新候选者节点设备列表以及广播具有存储的列表的查询消息的过程。一旦针对节点设备处的相应查询过程，接收到的和存储的候选者节点设备列表相匹配，就不要求进一步更新候选者节点设备列表，并且该过程可以终止。最终存储在节点设备中的列表指示位置，即节点设备的ID数据，在该位置处，可以查找并且可以从中检索到所需的信息。

该方法提供了可以贡献于待定位的信息的节点设备的“最佳匹配”。没有资格被包括在候选者节点设备列表中的节点设备可以不参与网络消息交换，使得不仅有效地避免了网络中通信信道的过载，还避免了这种节点设备处稀缺资源的浪费，从而不妨碍节点设备处的操作和正常过程处理。

在本公开的范围内，术语“基准数据”将被理解为可以表征待定位的信息的任何数据。例如，基准数据可以是例如从对象或资产跟踪应用中的标签接收的信号的接收信号强度指示符RSSI值。可替代地，基准数据可以包括节点设备处可用的存储空间，或者节点设备处可用的数据处理能力。在另一个选项中，基准数据可以指示与网络内的更新有关的特定文件的存在或不存在，例如在节点设备的空中下载（OTA）更新过程中。本领域技术人员将理解，上述数据仅仅是示例性的，并且不应被解释为对本公开的应用领域的限制。

所提出的方法有资格作为所谓的跨层协议来实现。也就是说，处理器控制的数据处理、数据存储以及在节点设备处的待定位的信息和消息的交换为根据多层数据处理和数据传输模型来配置的，例如基于众所周知的开放系统互连（OSI）模型，该模型至少包括网络层级和应用层级。在该跨层协议中，与上文公开的方法的步骤a）和f）相关的操作在应用层级执行，而与步骤b）、c）和d）相关的操作在网络层级执行。

在这种跨层协议中，网络层传输被应用层有效影响和修改。网络节点设备处的应用级处理动态地更新查询消息的广播内容，而网络级处理横跨网络分发查询消息。因此，网络层处理可以根据应用层的计算来取消大量不必要或冗余的消息重传，使得例如可以由此为其他应用程序节省网络带宽。

这种机制不同于已知的多层网络协议，诸如ZigBee，其中网络层和应用层相对独立，即网络层负责将消息从源节点设备传输到目的节点设备，并且从不改变消息的内容。应用层只关心内容，而将数据交换和传输处理留给下层。

相反，对于上文公开的“查找最佳匹配”（网络中的节点设备或资源的），所提出的跨层协议允许网络层根据应用级处理动态地更新横跨网络传输的消息的内容，诸如无线传输网络中的空中下载，该应用级处理将最新接收的消息的候选者列表内容与节点本地存储的候选者节点设备列表进行比较，以用于相应的查询过程。

这种跨层协议的另一个好处是，在消息横跨网络传播期间，可以在节点设备处比较和聚集来自不同节点设备的信息。通信信道上的流量负载和执行搜索过程的持续时间因此可以显著缩短。

查询消息的候选者节点设备列表可以被汇总了候选者网络节点设备所拥有的资源的聚集有效载荷所代替。对于聚集有效载荷，它是能够将来自各个网络节点设备的资源信息以汇总方式组合成短得多的数据大小的数据集，来解决在通过横跨整个网络或节点设备组的广播进行的OTA更新之后收集丢失信息部分的列表的挑战。也就是说，OTA更新的源节点设备通过一长串广播数据或信息包向外发送更新映像文件，然后源节点设备必须知道网络中的一个或几个节点设备丢失了哪些部分，使得源节点设备可以只重新发送丢失的包。

聚集的有效载荷可以包括映像文件的位图（即映像文件被分割成的每个数据包）由聚集的有效载荷数据中的相应位表示。任何丢失的部分都可以在位图上被标记为丢失部分列表。在网络节点设备之间的足够的消息交换之后，如上面阐述的候选者列表一样，正在进行的聚集有效载荷将被转换成不再改变的静态版本，并且该静态版本是表示网络节点设备的每个丢失部分的最终位图。可以应用资源的任何其他可聚集表示，来代替一组资源的位图。

例如，在对象跟踪的情况下，其中终端设备（诸如被跟踪对象的标签）周期性地报告其在网络中的存在，每次一个或多个网络节点设备接收到标签的存在或信标消息时，可能需要获得标签的位置。例如，节点设备可以向中央控制服务器报告存在消息。然而，利用本方法，通过在应该定位终端设备的发起节点设备处建立包括候选者节点设备的空白列表的查询消息，可以有效地定位已经接收到存在消息的节点设备。

由于终端设备的现有消息通常在彼此为邻居的节点设备处被接收，所以发起节点设备广播空白列表将导致用接收节点设备更新列表，并且最终，发起节点设备将包括可用于准备终端设备的精确定位的所有节点设备列表。其中，基准数据将包括指示终端设备的存在消息的接收时间的时间戳，以及与接收到的存在消息的信号强度有关的RSSI数据。接收更强传入消息的节点设备应该具有该消息的更高RSSI。

如果只有网络中的少数节点设备已经接收到终端设备的存在消息，则定位过程将很快停止，因为仅少数更新的候选者节点设备列表将被广播，使得终端设备的最佳位置在发起节点设备的周围。

在发送存在消息之后，终端设备可以进入睡眠模式以节省能量。

实际上，横跨网络的查询消息的传输可以被限制到作为发起节点设备的邻居的节点设备。诸如在上述对象跟踪的示例中。在该方法的另一实施例中，在包括识别发起节点设备的ID数据的发起节点设备处建立查询消息，并且广播包括识别广播节点设备的ID数据的查询消息，其中只有在发起节点设备的ID数据和查询消息的广播节点设备的ID数据相同的情况下，才在接收节点设备处建立候选者节点设备的更新的列表。这种“仅邻居”的操作模式有效地减少了网络中不需要的消息流量，而不会影响所查找的信息的定位。

应当理解，当非邻居节点设备开始查询过程时，并且如果不应用“仅邻居”选项，则当查询消息被发起时，候选者列表应该是空白的。

当该过程完成并且应用“仅邻居”选项时，首先更新候选者节点设备列表的节点设备应该将该列表发送到网络的控制服务器或网关节点设备，用于从邻居节点设备及其在网络中的相应地理坐标计算终端或标签位置。当该过程已经完成，并且未应用“仅邻居”选项时，网关节点设备可能已经在定位过程期间接收到候选者列表。

如果网络节点设备安装得非常稀疏，仅邻居选项可能导致邻居节点设备的两个或更多个子组获得不同的结果。但是这可以在控制服务器侧容易地解决。也就是说，服务器从不同的节点设备接收少量不同的结果，可以组合和截断这些结果。

为了进一步减少网络中的通信负载，候选者列表可以被限制为包括列表中要包括的最大数量的候选者节点设备。对于终端设备（诸如对象标签）的位置的计算，建议列表中候选者的最大数量至少为三个。此选项显著减少了网络中循环的消息的数量，尤其是当网络规模不小（例如>50个节点）时。

接近控制可以被认为是上述公开的对象跟踪的变型，其中遥控器替换被跟踪对象上的终端设备或标签。所选择的（多个）候选者执行来自遥控器的命令，而不是获得终端设备或标签的位置。通常，此应用程序的候选者的最大数量被设定为1。

在根据本公开的方法的另一实施例中，候选者节点设备列表还可以包括与在候选者节点设备处可用的待定位的信息的内容相关的有效载荷数据。有效载荷数据可以包括一旦定位过程完成就必须在节点设备处执行的动作，例如与所定位的信息内容的检索有关的动作，或者节点设备可以记录其自己的地理坐标并将它们作为有效载荷数据放入候选者节点设备列表中。在后一种情况下，例如，为了计算对象的位置，网络网关和/或控制服务器可以直接从候选者列表获得坐标，而不是例如查询节点坐标的附加数据库。

在根据本公开的方法的另一实施例中，例如在候选者节点设备列表中或者在其基准数据中，查询消息可以包括至少一个参数，来用于在网络的节点设备的查询过程中控制查询消息的处理。这样的一个或多个参数可以与在节点设备处可用的用于信息的数据处理的所需处理能力和/或用于在节点设备处本地分布式存储信息的所需存储容量、处理消息的可用时间、消息序列号、消息的时间戳等有关。

在根据本公开的方法的实施例中，包括存储的列表的查询消息在等待时间之后由节点设备广播。这是为了避免在接收节点设备处的与特定查询过程有关的查询消息的冲突。根据所公开的方法的实施例，可以在网络中的节点设备之间随机设定接收节点设备传输查询消息的等待时间或延迟时间，以便区分不同节点设备的传输时间，该查询消息包括本地存储的候选者节点设备列表。

可选地，根据另一实施例，等待时间可以基于要广播的查询消息中的候选者节点设备列表中包括的节点设备的基准数据来设定。例如，等待时间可以根据新更新的基准值来进行优先排序。也就是说，鉴于待定位的信息而具有更好基准的那些候选者节点设备列表应该具有更短的延迟时间，而那些具有更差基准的候选者节点设备列表应该具有更长的延迟或等待时间。这是为了使来自那些高潜力候选者的信息在网络上传播得更快。

在另一实施例中，在由节点设备广播包括更新的列表的查询消息之后，相应查询过程的另一信息位置查询消息可以在设定的时间段之后被相应节点设备接收，并且当在设定的时间段内节点设备没有接收到其他查询消息时，终止节点设备处的相应查询过程。

时间段应该设定为足够长的值，以便在每个节点设备上自动终止该方法。当查询消息的内容已经更新时，该时间段将被刷新或重置。

将理解，根据本公开的方法可以包括其他选项，例如，诸如根据相关基准数据来组合、排序和截断接收和存储的候选者列表。

可以根据多层数据处理和数据传输模型来配置位于节点设备中的处理器控制的数据处理、数据存储以及待定位的信息和消息的交换。这种模型至少包括网络层级和应用层级，并且根据本公开的方法可以作为跨层协议来执行。

在本公开的第二方面，提供了一种系统，该系统包括通信互连的节点设备的网络，节点设备包括被布置用于数据处理的处理器、被布置用于存储信息、与该信息相关的基准数据、识别该信息的ID数据、识别该节点设备的ID数据以及与查询过程有关的候选者节点设备列表的数据存储器、以及收发器，其中节点设备被可操作地布置用于执行上述公开的方法。

在该系统的实施例中，特别是在集中式系统或网络中，至少一个节点设备被布置为网关节点设备，被布置用于作为该系统的发起节点设备来操作。

被布置用于在根据本公开的系统中操作的节点设备可以特别地被布置用于根据ZigBee和蓝牙低功耗（BLE）数据处理协议之一来操作，来用于在照明设备的联网系统中操作，该联网系统例如包括由照明电枢或器材、传感器、开关等组成的节点设备。

在本公开的第三方面，提供了一种计算机程序产品，包括存储指令的计算机可读存储介质，当在至少一个处理器上执行指令时，所述指令使得至少一个处理器执行上文公开的方法。例如，计算机程序产品可以采取如记忆棒、数据盘等的非暂时性介质的形式，和/或可以作为网络中的下载信号来提供。

参考下文描述的实施例，本公开的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐述。

附图说明

图1示意性地示出了包括控制服务器和包括网关节点设备的通信互连节点设备的网络的系统。

图2示意性地示出了根据本公开的检索信息的方法，该方法由流程图图示。

图3示意性地图示了在根据图1的网络的各种节点设备处定位信息的事件序列。

图4示意性地图示了根据本公开的方法的另外的实施例。

图5示出了被布置用于根据本公开的方法操作的节点设备的简化实施例。

具体实施方式

注意，在附图的描述中，相同的附图标记指代执行相同或基本相似功能的相同或相似的组件。

图1图示了包括多个通信互连的节点设备4的网络1（诸如网状网络）的系统。这种互连可以是有线的或无线的，并且被布置成使得节点设备4至少可以以例如广播操作模式与其邻居节点设备4交换数据。本公开的实施例涉及不一定包括中央处理节点设备的网络1。然而，本领域技术人员将理解，本公开的教导也可以应用于具有中央处理节点设备的网络。此外，节点设备4可以相同或不同，具有相同或不同的（有限）处理和数据存储能力以及通信可能性。

在所示的实施例中，该系统还包括服务器2，例如，一个或若干个应用程序或专用计算机程序正在服务器2上运行。例如，为了在服务器2处执行应用程序，假设必须检索来自网络1的信息。服务器2通过网关节点设备3连接到网络1。网关节点设备3通常与节点设备4之一相同，除了网关节点设备3还与服务器2通信这一事实之外。应当理解，节点设备4（包括网关节点设备3）不一定必须是固定的或静止的节点设备。相反，网络1中的节点设备可以是移动的，并且能够与服务器2通信的任何节点设备4都可以作为网关节点设备来操作。例如，为了计算对象在网络1中的位置，节点设备的地理位置或坐标应该是可用的。

例如，要执行的应用程序是计算正横跨网络1移动的或者应当在网络1中静止的单元或终端设备5的地理位置。在对象的情况下，诸如有价值的资产，例如，单元5是附在对象上的标签，通常实现为仅发射（仅Tx）的低功率标签。这里，仅Tx意味着这种标签或单元仅发射消息，诸如信标消息，并且从不或很少从节点设备4接收消息。单元或终端设备5可以仅偶尔或重复地向网络中的邻居节点设备4广播其识别（ID）数据，诸如图1中指定为4a、4b、4c和4d的网络节点设备。这声明它的存在或活动状态，剩余的处理留给节点设备。例如，单元、标签或终端设备5也可以被解释为网络1的节点设备。

为了计算单元或终端设备5的地理位置，在单元5的通信范围内的节点设备（诸如单元5的邻居节点设备）从单元5接收广播存在消息或信标信号。节点设备4被布置来测量接收到的存在消息的信号强度，其由所谓的接收信号强度指示符RSSI值指示。在图1中，测量的RSSI值在相应节点设备4处被指示，以dBm表示。可以看出，不仅直接邻居节点设备4a、4b、4c、4d接收单元或终端设备5的存在消息，而且位于更远距离处的节点设备4也接收该存在消息。在图1中，位于图1中的虚线圆圈区域6内的节点设备4都接收单元或终端设备5的存在值。例如，节点设备4a、4b、4c、4d显示最高的RSSI值，使得这些节点最有资格作为用于计算单元5的地理位置的候选者。

最靠近单元5的节点设备4a、4b、4c、4d现在可能必须基于特定单元或终端设备5的最高RSSI值的查询来识别。在本公开的上下文中，RSSI值被称为基准数据，并且单元5的ID数据是待定位的信息。因此，当运行在服务器2上的应用程序请求单元5的位置时，根据本公开的方法可以返回识别四个节点设备4a、4b、4c和4d的地址或ID数据，以及它们的RSSI值作为结果。下面将参考对相关附图的描述来阐明根据本公开的用于定位节点设备的方法的实际操作。

根据本公开的方法通常涉及在网络中查找或定位最匹配或有资格用于检索要瞄准的信息的节点设备。在本说明书的剩余部分中，通常称为“查找最佳匹配”（FBM）方法或过程。

通常，在FBM过程开始时，发起该过程的节点设备评估在发起该过程的节点设备处可用的基准数据，该基准数据与待定位的信息有关或相关，并且创建可以有资格用于定位所需的信息的候选者节点设备的本地列表（或者简而言之，候选者列表），或者创建本地聚集有效载荷（如上文发明内容部分所述），并且广播包括候选者列表或聚集有效载荷的FBM查询消息。为了定位图1中的单元5的目的，候选者列表通常包括作为基准数据的RSSI值，并且候选者节点设备由相应节点设备4的ID数据来识别。

每当在接收节点设备处接收到查询消息时，在节点设备上运行的用于特定信息查询的FBM过程将该消息中的候选者节点设备列表（或聚集有效载荷）和与在接收节点设备处可用的所请求信息相关的候选者节点设备的本地列表（或本地聚集有效载荷）进行比较；如果需要，则FBM过程通过组合两个列表（或有效载荷）、根据它们的基准值对项进行排序来更新本地候选者列表（或本地聚集有效载荷），如果适用的话，将列表截断到足够短的长度，并将更新的列表存储在接收节点设备的本地存储器中。

在以下情况下，接收节点处的FBM过程向其邻居广播FBM查询消息：

1.到达的FBM消息是FBM过程的第一个消息，或者

2.关于消息内容（即，候选者列表或聚集有效载荷）有新的更新，或者由节点设备本身更新，或者由一些其他节点设备借助于不同消息内容更新。

在等待时段或等待时间之后，广播FBM询问消息。该等待时间或延迟时间可以在节点设备之间随机设定，以便适当区分不同节点设备的传输时间。可选地，可以根据新更新的基准值对延迟时间进行优先排序，以在网络上更快地扩展高潜力候选者。因此，与根据其基准数据而不太有资格的候选者设备相比，包括高潜力的候选者设备的查询消息在短得多的等待之后、或者甚至根本没有等待（即等待时间值为零）而被广播。

等待时间应设定得足够长，以自动终止每个节点设备上的FBM过程，并且当FBM查询消息的内容已被更新时，等待时间应被刷新。

利用上述FBM过程，在FBM过程已在每个节点设备上终止之前，查询消息将稳定到固定版本。“最佳匹配的资源或（多个）节点设备”的答案就存在于消息的内容中，并且FBM过程中涉及的每个节点设备在过程终止之前都将具有内容的本地副本。

消息格式1：

在FBM过程的查询消息的示例中，以伪协议语言的典型查询消息的语义可以采取以下形式：

FindBestMatch {SrcAddr, SeqN, AppID, [AppOption,]

　　　　　MaxCandidateNum,

　　　　　Addr1, Benchmark1, [Payload1,]

　　　　　Addr2, Benchmark2, [Payload2,]

　　　　　…

　　　　　AddrN, BenchmarkN, [PayloadN]}

这里花括号中的参数是强制的，而方括号中的参数是可选的。这些参数具有以下含义：

SrcAddr：发起“查找最佳匹配”（FBM）过程的网络节点设备的地址。

SeqN：消息的序列号，由发起该FBM过程的节点设备（即SrcAddr的节点设备）生成。

由于消息的内容在其在网络中传播期间可能发生改变，因此SrcAddr和SeqN是识别FBM过程的唯一标志。

AppID：ID号表示链接到这个FindBestMatch（查找最佳匹配）消息的应用程序，即这个应用程序的程序负责更新消息的内容，这些内容可以由识别待定位的信息的ID数据来表示或链接。

AppOption：这是链接到AppID的应用程序所要求的一个或一组可选参数。这些选项可以用于限制参与FBM过程的节点设备的数量，或定义基准参数的计算方法（Benchmark1、Benchmark2…BenchmarkN），或定义有效载荷参数的内容（Payload1、Payload2…PayloadN）。

MaxCandidateNum：可以包括在FindBestMatch消息中的候选者节点设备的最大数量（参见下文）。

候选者节点设备的列表或表采用（Addrn、Benchmarkn、Payloadn）的形式，其中n可以是1、2…、MaxCandidateNum。

Addrn：候选者节点设备的地址。

Benchmarkn：由链接到Addrn的节点设备上的AppID的应用程序计算。网络层使用该值来比较候选者，并更新候选者节点设备列表，或者简称为候选者列表。

Payloadn：一个或一组可选参数，应用程序可以使用其来在FBM过程完成后执行进一步的动作。如果应用程序将使用一些其他消息来执行后续动作，尤其是当有效载荷太长而无法被包括在FBM消息中时，可以忽略这一点。

如上所述，候选者节点设备是潜在节点设备，其具有在已经发起FBM过程的发起节点处的应用程序的最佳匹配资源或信息。查询消息中的候选者节点设备列表正在通过其在网络中的传播而改变。当改变停止时，最终列表给出哪个或哪些节点设备包含最佳匹配的资源的答案。

消息格式2：

以FBM过程的伪协议语言的查询消息的替代语义可以采取以下形式：

FindBestMatch {SrcAddr, SeqN, AppID, [AppOption,]

　　AggregatedPayload}

这里，候选者节点设备列表被AggregatedPayload代替，当目标资源不是来自特定节点设备，而是来自许多或所有网络节点设备的一些聚集信息时，这是适用的。在上文发明内容部分阐述的为成组OTA更新建立“收集丢失部分列表”可以应用这种格式来执行FBM过程。

AggregatedPayload：此参数是网络节点设备将其本地资源信息聚集至的地方。它可以是一组资源的位图，或者目标资源的任何其他可聚集表示。

可选地，FBM过程可以还包括用于控制查询消息的处理或在节点设备处可用的资源的其他参数，例如：

常量（Constant）：常量是在FBM过程期间固定的参数。这些参数可以被预先设定为网络中所有节点设备的一组固定值；或者放入AppOption，使得一个FBM过程可以有一组定制的值。例如：

a.T_w：最大等待时间。该参数相当于正常网络层广播的总持续时间。

b.T_mt：消息传输的最大延迟时间。此参数相当于节点设备中继正常网络层广播消息的最大随机延迟时间。

FBM表：该表可以由每个节点设备4保留，以记录和识别进行中的FBM过程。表的长度根据应用程序的要求确定。每个表项可能包含来自FBM消息的以下参数：

a.SrcAddr

b.SeqN

每个FBM过程的局部变量：每个节点设备应该为每个FBM过程保留一组局部变量，直到过程完成。例如：

a.M_img（本地消息映像）：这与FBM消息相同，但是保留在本地存储器中。

b.F_t：布尔变量，指示FBM消息将在本地节点设备上传输。

c.t_t：传输消息的时间。

d.t_f：完成FBM过程的时间。

示例程序A：

假设网关节点设备3（如图1所示）通过向FBM表添加一个新项来发起FBM过程。在下一步中，应该通过定义SrcAddr、SeqN、AppID、AppOption和MaxCandidateNum（如果适用）来根据应用程序的要求设定M_img。如果应用消息格式1，并且如果节点设备是资源匹配的候选者，则候选者列表的第一项将用本地节点设备的信息填充。如果本地节点设备不是候选者，则可以将候选者列表留为空。

如果应用消息格式2，则根据本地节点设备的有关信息来呈现AggregatedPayload。在随后的步骤中，具有相同M_img的消息被广播给其邻居。其邻居不在网状网络中中继与正常中继广播相同的消息，而是根据下一节中解释的程序-B来处理相同的消息。最后，设定F_t=假，设定t_f=当前时间+T_w，并结束程序A。

示例程序B：

现在参考图2中的流程图。正常的时间流程是从图的顶部到底部。当节点设备接收到（即块11）“查找最佳匹配”（FBM）消息M_in时，在块12中定义临时布尔变量F_R=假。此布尔变量指示传入消息是否需要被中继。在判定块13中，通过比较SrcAddr和SeqN，来检查FBM表，以确定这是否是新FBM过程。如果是，结果为Y，则将新项添加到FBM表中，即块14，并且在块15中设定F_t=假和F_R=真，并且在块16中呈现M_img。

在呈现步骤16中，本地消息可以通过从M_in复制SrcAddr、SeqN、AppID、AppOption和MaxCandidateNum的值来呈现。如果正在使用消息格式1，则需要检查本地节点设备是否是资源匹配的候选者。在肯定的情况下，用本地节点设备的信息和基准数据填充候选者列表的第一项，而当本地节点设备不是候选者时，保留候选者列表为空白。然而，如果应用消息格式2，则根据本地节点设备的有关信息来呈现AggregatedPayload。

在呈现步骤16之后，或者如果在判定步骤13中确定FBM过程不是新FBM过程，即结果为N，则在下一个判定块17中，检查来自M_in的候选者列表（消息格式1）或聚集有效载荷（消息格式2）是否与M_img中的相同。如果它们不同，结果为N，则在块18中设定结果F_R=真，并且在块19中将M_in和M_img的候选者列表组合成单个列表L_cmb。

在下一步骤中，块20，根据Benchmarkn的值对L_cmb进行排序。在相等的Benchmarkn的情况下，应该应用一些任意规则来保证列表项的排他性顺序。例如，比较Addrn，并将地址值较小的那个放在地址值较大的那个之前。随后，截断L_cmb，使得其长度不超过MaxCandidateNum，并用L_cmb替换M_img中的候选者列表。阅读本公开的本领域技术人员理解，上述步骤涉及第一消息格式，即如上所述的消息格式1。

然而，如果应用消息格式2，则遵循的步骤序列可能略有不同。在这种情况下，来自M_in的AggregatedPayload将与M_img中的AggregatedPayload进行组合，并且M_img中的AggregatedPayload应该被新的组合结果替换。这在图2中未图示。

如果在判定块17中，确定M_in与M_img相同，结果为Y，则在块21中评估F_t是否为假以及F_R是否为真。如果在块21中确定F_t为假且F_R为真，结果为Y，则在块22中F_t=真，并且在块23中，t_t=当前时间+DelayFunction（T_mt，M_in，M_img），其中参数DelayFunction（…）是为新传输生成随机或指定延迟或等待时间的函数。其细节如下所述。最后，在块24中，t_f被设定为t_f=当前时间+T_w。程序B在块15中结束。如果在块21中确定F_t不为假并且F_R不为真，结果为N，则程序B在块25中直接结束。

示例程序C：

当t_t到期时：

向其邻居广播与M_img相同的消息，这些邻居不在网状网络中中继与正常中继广播消息相同的消息，而是根据程序B对其进行处理，如上所述。最后，设定F_t=假，并且程序C结束。

示例程序D：

当t_f到期时。

从FBM表中移除当前项。如果节点设备上的应用程序具有任何后续动作，则根据M_img中的内容执行该动作，并且程序D结束。

在上述描述中，延迟或等待时间由DelayFunction（）生成，用于广播FBM消息。最简单的实现是DelayFunction（T_mt）=Random（0，T_mt），这意味着生成一个介于0和T_mt之间的随机值。一种更高级的实现是对具有更好基准值的消息进行优先排序。

DelayFunction（T_mt，M_in，M_img）=Random（0，T_D）+（T_mt–T_D）（B_max–B_U）/（B_max–B_min）

在这种实现中，那些针对FBM过程具有更有竞争力的结果的新更新的M_img将具有更短的延迟时间。因此，这些消息将更早地横跨网络传播，以避免不必要地传输其他不太有竞争力的结果，因为例如接收到“更好”的候选者列表将防止传输具有不太有资格的候选者的更新的候选者列表。

这里，T_D是比T_mt小得多的值，并且Random（0，T_D）生成小的随机值，以在不同节点设备的等式后面部分的输出相同的情况下偏离不同节点设备的延迟时间。B_min和B_max是FBM消息中Benchmarkn的最小（最差）和最大（最好）可能值。B_U是根据M_in和M_img计算的。假设M_in和M_img中的资源候选者项从具有最佳基准的项到具有最差基准的项进行排序。如果M_in和M_img不同，则B_U被设定为M_img中第一个项的基准值，该值与其在M_in中的对应值不同。如果M_in和M_img相同，则B_U被设定为Random（B_min，B_max）。

图3示意性地示出了根据本公开的检索信息之前的事件序列。作为示例，考虑包括五个节点设备51-55的系统，这些节点设备51-55具有由Addr=1、2、3、4、5指示的ID数据指定的地址（Address）。节点设备51-55还具有相应的基准（Benchmark），分别由Benchm=0、2、4、6、1指示。在图3中。例如，考虑节点设备53，其具有地址3和基准级4。这可以表示为A3B4，其中A指示地址，并且B指示基准级。基准可以是接收信号强度指示符RSSI值或节点设备处可用的数据存储空间等的指示。就本示例的目的而言，可以理解的是，更高的基准（Benchmark）值是期望的。

假设在网络服务器（如图1中的网络服务器2）上运行一应用程序，来定位网络中具有最高基准值的两个节点设备，即候选者。通过简单地查看图3中所示的参数，本领域技术人员理解具有最高基准值的节点设备分别是节点设备54和节点设备53。借助于下面的描述，可以理解如何利用由节点设备51-55执行的根据本公开的方法获得该结果，节点设备51-55可以等同于图1的网络1中的节点设备4。

假设节点设备51是连接到服务器的网关节点设备。当节点设备51发起FBM过程时，它生成FBM查询消息，并添加存储的可用基准值。发起节点设备51然后广播61包含其自身地址Addr=1及其基准值Benchm=0的查询消息71，形成候选者列表和识别将由相应FBM过程定位的信息的ID数据。消息71由邻居节点设备52和53接收。

考虑节点设备52，当节点设备52接收到广播查询消息71时，它执行FBM过程，该过程呈现包括其自身的本地候选者列表，并将该列表与接收到的消息的候选者列表进行比较。由于节点设备52与接收到的基准相比具有更好的基准，即Benchm=2，所以FBM过程确定需要更新接收到的候选者列表。包括节点设备52的地址Addr=2和基准值Benchm=2的更新的候选者列表被添加到接收的候选者列表，即A2B2。在更新之后，接收到的候选者列表被本地存储在节点设备处，并且建立查询消息72，该查询消息72包括将由节点设备52广播的更新的候选者列表和识别将被定位的信息的ID数据。节点设备52在广播63查询消息72之前等待随机等待时间92。如前所述，等待或延迟时间可以随机生成和/或它可以是基准值的函数。具有更好基准值的节点设备可以具有更短的等待时间。

节点设备53在接收到查询消息71之后，执行与上述节点设备52类似的操作，并生成和存储更新的消息73，包括其地址Addr=3和基准值Benchm=4，A3B4。与节点设备52的等待时间92相比，节点设备53在它可以广播62之前具有更短的等待时间91，这是由于它的基准值比节点设备52高。

在等待时间91期满之后，节点设备53向其邻居节点设备广播62消息73。当节点设备51、52、54和55接收到消息73时，它们将连同查询消息接收到的候选者列表和本地存储的候选者列表（如果可用）进行比较。

考虑节点设备52，它确定接收到的消息73的候选者列表（即A3B4；A1B0）与本地存储的候选者列表不同，即消息72（A2B2；A1B0）。然后，节点设备52处的FBM过程通过组合消息73中的接收到的列表和消息72的本地列表来更新候选者列表，使得具有最佳基准值的候选者（即A3B4；A2B2）被组合成在查询消息75中的更新的候选者列表，该更新的候选者列表被本地存储在节点设备52中。例如，在本示例中，当创建更新的列表时，节点设备按照基准值的顺序布置信息，并且在前两个值之后截断列表。

考虑节点设备54，由于它还没有存储本地候选者列表，所以它同样将其地址Addr=4和基准值Benchm=6放在候选者列表中，并然后基于基准值布置信息，以及然后在前两个条目之后截断列表，从而产生候选者列表A4B6；A3B4和要广播的查询消息76。应当理解，节点设备51和55类似地更新和存储候选者列表并分别创建消息74（A3B4；A1B0）和77（A3B4；A5B1）。由于节点设备52上的等待时间92已经在运行，所以节点设备52很可能是广播63查询消息75的下一个节点设备。

从图中可以理解，节点设备54将是第一个或第二个广播64的设备，这是由于它具有较高的基准值，并且随后是节点设备51、52和55中的任一个。如前所述，当基准值相同时，可以引入附加的随机生成的延迟，以便确保节点设备不同时广播，这可能导致包冲突并因此导致数据丢失。

如果节点设备52是第一个广播的，则它向其邻居节点设备广播63消息75。一旦接收到该消息，节点设备51和53如前所述地更新本地存储的候选者列表。目前，根据消息78和79的候选者列表分别在节点设备51和53处可用。此后不久，节点设备54向其邻居节点设备广播64消息76。在广播64之后，节点设备52、53和55分别根据消息80、81和82而具有候选者列表。因此，现在可以随机选择任何节点设备52、53、55来向请求服务器传输数据。假设在FBM过程中，节点设备52在等待时间94之后广播65更新的消息80。在广播65之后，执行本地存储的候选者列表的更新的所有节点设备现在具有相同的列表，即A4B6；A3B4，与本领域技术人员先前通过观察附图来建立的列表相同。

节点设备53在接收到消息80时，确定接收到的消息80的候选者列表与本地存储的81相同。因此，不必执行更新，也不需要广播消息。节点设备51在接收到消息80时，决定更新本地存储的消息78的候选者列表，并且如前所述形成消息83。在随机等待时间之后，节点设备51将向其邻居广播消息83，但是由于所有节点设备都具有相同的信息，因此这里不再进行进一步的广播。

因此，能看出，在仅仅五次广播61-65之后，利用根据本公开的方法，所有节点设备都具有未改变的或静态的候选者列表，该列表包括关于哪两个节点设备具有最佳基准值的信息。可以注意到，关于图3的描述仅仅是一个示例，并且用于进一步说明该方法的步骤的目的。

如上文参考图3所述的资产或对象跟踪可以具有两种不同的情况：

（1）实时跟踪：被跟踪对象上的标签定期报告其存在。每次无线网络节点设备接收到存在消息时，应该在网络服务器上获得标签的位置。

（2）按需跟踪：被跟踪对象上的标签定期报告其存在。邻居节点设备仅记录其存在。当网络服务器希望知道标签的位置时，它向整个网络查询它。

对于实时跟踪，网络的节点设备通过向外发送具有空白候选者列表的“查找最佳消息”FBM询问消息来发起FBM过程。应该应用消息格式1，并且可以省略AppOption。在这种情况下，整个网络都将参与该FBM过程。

在本公开的一个实施例中，还可以将AppOption设定为“仅邻居”，也就是说，应该只涉及发起节点的邻居节点设备。这意味着当节点设备接收到导致在其FBM表中创建新的FBM项的新消息时，它应该检查该消息的源节点设备地址是否等于该消息中的SrcAddr。如果是，节点设备应该如上所公开地进行；如果否，节点设备应该忽略该消息，并且不将FBM项放入其FBM表中。

此选项显著减少了网络中循环的消息数量，尤其是当网络规模不小时（例如>50个节点设备）。然而，如果网络节点设备安装得非常稀疏，则此选项可能导致邻居节点设备的两个或更多个子组获得不同的结果。但是这可以在服务器侧容易地解决，即服务器将从不同的节点设备接收少量不同的结果，并且它可以组合和截断结果，因为与通常只有有限处理能力的节点设备相比，服务器将具有足够的处理能力。

图4示出了用于说明根据本公开的方法的另外实施例的实施例。网络30包括通信互连的节点设备1-11和连接到服务器31的网关节点设备0。可以理解，在网络中，不是所有的节点设备都可以彼此直接通信。例如，在图4中，混凝土墙33分隔两组节点设备，例如，第一组包括节点设备2、3、4、5、6，而第二组包括节点设备1、7、8、9、10、11。混凝土墙33为无线电波提供了屏障，并且无线电波不能容易地穿透墙33或者只能极度衰减地穿过。例如，放置在相对于墙33的中央位置的单元或标签32向节点设备广播信标信号，并且被第一组的节点设备4、5、6和第二组的节点设备10、11接收。用虚线箭头示意性指示。

同样假设运行在服务器31上的应用程序请求标签32附近的四个节点设备的地址，例如，用于确定标签32的地理位置。当应用根据本公开的方法时，如以上参考图3所概述的，最终节点设备6可以返回包括节点设备4、5、6的候选者列表，并且节点设备11可以返回包括节点设备10、11的候选者列表。因此，网关节点设备0从节点设备6和11接收34、35两个互斥的候选者列表。根据本公开，当接收到这样的信息时，服务器31组合这两个列表，并从这两个列表中选择四个最佳节点设备。这是可能的，因为服务器31处可用的处理能力更高。

为了计算标签的位置，建议MaxCandidateNum至少为3。在发送初始消息之后，标签可以进入睡眠模式以节省能量。当标签的邻居节点设备从标签接收到消息时，该消息可以是位置检测查询消息的发起消息，本地节点设备的基准可以被设定为接收信号强度指示符RSSI值；接收更强的传入消息的节点设备对于该消息应该具有更高的RSSI值。当M_img被发起时，该基准值应存储在M_img中。

当非邻居节点设备开始FBM过程且“仅邻居”选项未应用时，当M_img被发起时，M_img中的候选者列表应为空。

当FBM过程完成时，如果应用“仅邻居”选项，则被放在候选者列表顶部的节点设备应该将候选者列表发送到网关节点设备，来用于计算标签的位置。

当FBM过程完成，并且“仅邻居”选项未被应用时，网关节点设备应该已经在该过程期间获得了候选者列表。网关节点设备将候选者列表上传到服务器，使得服务器可以根据邻居节点设备的RSSI和它们对应的坐标来计算标签的位置。

可选地，每个节点设备可以记录它自己的坐标，并将它们放在候选者列表中的Payloadn中。因此，网关和服务器可以从候选者列表中获得坐标，而不必查询节点设备坐标的附加数据库。

对于按需跟踪，标签定期向外发送信标消息。这些信标信息不是FBM过程的一部分。信标消息中应包括信标的ID（BID）和序列号（BSeqN）。BSeqN不同于FBM消息中的SeqN，SeqN用于识别不同的FBM过程。当接收到信标消息时，网络节点设备记录消息的BID、BSeqN和RSSI。来自相同信标节点设备的新消息可能覆盖其旧记录。

服务器可以经由网关节点设备发起FBM过程。网关节点设备发送第一FBM查询消息：

-应该应用消息格式1。

-标签的BID应该包括在AppOption中。

-MaxCandidateNum被建议至少为3，来用于计算标签的位置。尽管可以使用较低的数字，但是通常理解的是，通过使用至少三个候选者节点设备，可以精确地确定标签的位置。Benchmarkn包含两部分，BSeqN和RSSI。BSeqN具有更高的优先级，因为旧的序列号指示过期的位置信息。

当FBM过程完成时，服务器可以根据存储在网关节点设备的M_img中的候选者列表进行位置计算。应当注意，如果标签在FBM过程的中间发送新的信标消息，则不应使用该标签的新记录。节点设备接收到FBM过程的第一个FBM消息时的最新记录应该在整个FBM过程中使用。这是为了在标签在附近快速移动并以相对较高的速率发送信标时，避免过程的不收敛的结果。

例如，应用本公开的方法的另一应用是遥控器的接近控制。接近控制可以被认为是实时资产跟踪的一种变型，其中遥控器替换被跟踪对象上的标签。所选择的（多个）候选者执行来自遥控器的命令，而不是获得标签的位置。通常，此应用的MaxCandidateNum设定为1。

命令的内容可以存储在AppOption中。可替代地，对于超低功率控制器，它可以仅将意为表示用户已经按下哪个键的ID码的键ID放入AppOption，使得包长度可以更短，以减少发送包所需的能量。链接到键ID的对应命令应该预先分配到所有节点设备（不是超低功耗的设备）。

可以包括在AppOption中的另一特征是指定一个或多个节点设备可以执行控制命令的一些附加条件。例如，它可以指定已经执行相同命令的那些节点设备应该在候选者列表中被排除，即，这些节点设备可以参与FBM过程来中继或路由消息，但是它们不能被包括在候选者列表中。控制器可以发送类似“打开最近的灯，不包括已经打开的灯”的命令，这意味着打开当前关闭的灯中最近的灯。如果用户拿着控制器呆在一个固定的位置，并连续点击按钮以发送类似于此的几个命令，那么每次点击按钮时，用户周围的灯就会一个接一个地打开。

分布式存储应用程序可以具有两种不同的情况：

（1）在节点设备中为新记录定位空闲存储空间：应用程序试图查找一个或若干个合适的节点设备，它们具有足够的存储空间和足够近的物理位置来存储数据记录或数据记录的新版本。

（2）查找有效记录的位置：应用程序试图定位包含所需记录的最新版本的节点设备。

分布式存储的其他过程（例如在应用节点设备和存储节点设备之间传输数据）可以通过常规方法来实现。

为了为新记录定位空闲存储空间，应用节点设备通过向外发送FBM查询消息来发起FBM过程：

-应该应用消息格式1。

-AppOption应该至少包含新数据记录所需的存储大小。

-AppOption可以包括唯一表示记录类型的记录ID，使得包含旧版本记录的节点设备可以重新使用该空间。

-如果应用程序希望存储数据记录的若干个副本，则MaxCandidateNum可以是1或更大的值。

可选地，AppOption可以包括其他信息来衡量候选者的适合性。例如，应用程序中涉及的那些节点设备是优选的；或者具有特定特征或组ID的节点设备是优选的；或者到发起节点设备的跳数较少的节点设备被优选作为候选者。

在FBM过程期间，可用存储大小是一个强制性基准。可以可选地包括其他因素来计算Benchmarkn，例如，是否匹配在AppOption中提到的特定模式，或者从应用节点设备的跳数。当FBM过程完成时，应用节点设备从候选者列表知道存储数据记录的目的地。

为了查找有效记录的位置，应用节点设备通过向外发送FBM查询消息来发起FBM过程：

-应该应用消息格式1。

-AppOption应该至少包含唯一表示记录类型的记录ID。

在FBM过程期间，版本号是强制性基准。可以可选地包括其他因素来计算Benchmarkn，例如从发起应用节点设备的跳数。当FBM过程完成时，发起应用节点设备根据候选者列表知道获得数据记录的资源节点设备。

如前几段所述，所提出的发明能够解决在通过广播进行成组空中下载（OTA）数据或软件更新之后收集丢失部分列表的挑战。这意味着，OTA更新的源节点设备通过一长串广播包向外发送更新映像文件，然后源节点设备必须知道网络中的一个或几个节点设备丢失了哪些部分，使得源节点设备可以再次重新发送它们。

解决这个问题的关键思想是以消息格式2定义AggregatedPayload。一实现可以将更新的映像文件分成许多部分或包，每一部分或包在AggregatedPayload中都用一位来表示。因此，AggregatedPayload是映像文件的位图。任何丢失部分都可以在位图上标记为丢失部分列表。

例如，假设一个128 kB的映像文件被分成512个部分，每个部分包含256位的映像数据。这512个部分可以用一个512位位图（64字节）来表示为AggregatedPayload。某个位的位置上的“0”意为对应的256位已经被成功接收，而“1”意为在成组OTA期间丢失了相应位。

FBM过程可以定义为：

在已经发送更新映像文件之后，源节点设备可以通过发送第一FBM查询消息来发起PBM过程：

-应该应用消息格式2。

-AggregatedPayLoad是如上所述的位图。第一FBM消息中的每一位都设定为零。

-如果整个位图太长，以致不能包括在单个FBM消息和FBM过程中，则AppOption可以包括位图的偏移值。例如， 16和64位长的AggregatedPayload的偏移量意为从第16位到第79位的位图部分。

当网络节点设备第一次接收到FBM消息时，它首先根据其在映像文件中丢失了什么来生成本地位图。任何丢失的部分都可以在AggregatedPayload的相应位上用“1”来表示。然后，本地位图通过位或来与传入的位图组合，并稍后通过新的FBM查询消息重新发送。在FBM消息横跨网络传播的过程中，如果传入的AggregatedPayload与本地存储在M_img中的不同，则它们应该通过位或来进行组合。

在网络节点设备之间进行了足够的消息交换之后，进行中的AggregatedPayload将收敛到不变的版本，如上面通过图3中的候选者列表所解释的，它是表示网络节点设备的每个丢失部分的最终位图。

如果AppOption具有偏移参数并且AggregatedPayload仅包含映像文件的整个位图的一部分，则源节点设备可以发起一个或多个FBM过程来进行收集丢失部分列表。源节点设备重新发送包含丢失部分的一系列广播包，并重复上述步骤以再次收集新丢失部分的列表，并以此类推，直到所有部分都已被所有节点设备成功接收。

本领域技术人员将理解，识别待定位的信息的ID数据可以替代地被包括在候选者节点设备列表中。该替代方案被理解为包括在所附权利要求中。

如果ZigBee是实现根据本公开的方法的网络，则FBM过程应该在设备协议中的应用层级进行管理。这是因为是否更新FBM查询消息是取决于应用程序的。

在ZigBee的网络层，每个FBM消息都被实现为到所有节点设备的广播消息，其广播半径为1。这意味着，该消息仅在一跳内发送，即其任何一个邻居节点设备都不中继该消息。

在此，应该对ZigBee堆栈应用附加修改——如果传入的广播消息的半径为1，并且其MAC地址等于其网络源地址，则网络层不需要在其广播事务表（Broadcast TransactionTable）BTT中设定新的广播事务记录（Broadcast Transaction Record）BTR。同时，该消息的内容应该被报告给网络层的较高层。

这种修改是为了避免BTT上的溢出，因为每个FBM过程将生成大量不同的广播，每个节点设备至少一个广播。因此每个节点设备将接收至少与其邻居一样多的广播，这很容易比BTT的大小大。

另一方面，那些半径=1的广播无论如何都不会被中继，并且没有必要为将来创建BTR来过滤重复的广播。来自相同节点设备的那些重试的广播消息可以由程序B中呈现的算法过滤，这在上面的详细描述部分中描述。这种修改不影响与ZigBee标准的兼容性。

与ZigBee、蓝牙低功耗BLE类似，Mesh应该在应用层级管理FBM过程，并且它与ZigBee的半径相对应的，即持续时间TTL，也应该设定为1。如果BLE Mesh在每个节点设备上管理表来记录网络中进行中的泛洪消息，那么FBM消息也不需要记录在该表中。

一组非网状BLE节点设备也可以通过发送FBM查询消息作为不可连接的广告消息来实现本公开。其他节点设备可以在扫描模式下接收这些消息。

图5示出了被布置来执行根据本公开的方法的网络节点设备的实施例40。例如，当在照明系统中使用时，网络节点设备40可以被布置用于控制灯具或器材、发光壁式面板、传感器、开关等。当然，可以控制其他设备，不限于有关照明系统的应用。一般地，节点设备40可以作为例如物联网IOT局域网中的节点设备来操作。

节点设备40一般包括接收器Rx 41和天线42，它们被布置成从附近的节点设备接收传入信号，或者从运行应用程序或程序的服务器（图中未示出）或者终端设备（诸如，附到对象的Tx标签）接收对信息的请求。一旦在诸如微处理器μP的数据处理器46的控制下，节点设备40已经通过接收器41接收到消息或指令，节点设备40就被布置用于处理、存储和与其他附近的节点设备或与发起请求的服务器交换信息。处理器46被布置用于执行根据本公开的方法。

处理器46可以执行如上所述的FBM过程的步骤，其中根据至少包括网络层级和应用层级的跨层数据处理和数据传输模型来配置数据处理、数据存储和节点设备40处的待定位的信息和消息的交换。在这种跨层协议中，网络层传输受到应用层的有效影响和修改，而网络节点设备处的应用级处理动态地更新查询消息的广播内容，而网络级处理横跨网络分发查询消息。

此外，节点设备40包括数据存储或存储器47，其被布置用于存储信息和其他数据，诸如基准数据、候选者列表、聚集有效载荷信息等，如执行根据本公开的方法所要求的。存储器47还可以存储计算机程序，当由处理器46执行时，该计算机程序使得节点设备40执行根据本公开的方法。节点设备40还包括内部数据总线45，其被布置用于在其各种内部模块之间传输数据。

发射器Tx 43和天线44尤其被布置成向通信互连的节点设备的网络中的邻居节点设备广播查询消息。可以理解的是，接收器和发射器都可以根据但不限于一般可用并已知为ZigBee^TM、Bluetooth^TM以及用于无线网络的基于WiFi的协议以及有线总线网络（诸如DALI^TM（数字可寻址照明接口）、DSI（数字串行接口）、DMX（数字多路复用）和KNX（基于系统））的通信协议无线地接收/发射数据和/或在有线网络中操作。

在无线网状网络WMN中，节点设备通常以广播模式通信，例如使用蓝牙低功耗BLE网状协议或ZigBee协议。例如，具有ZigBee和BLE连接两者的所谓的组合节点设备可以作为移动电话和基于ZigBee的照明网络之间的临时桥接节点。

本领域的技术人员将理解，接收器41和发射器43可以被布置为具有单个Rx/Tx天线（未示出）的单个收发器电路。

根据本公开，诸如网状网络的网络中的节点设备接收针对节点设备处待定位的信息的“查找最佳匹配”类型的查询消息，该查询消息包括与待定位的信息有关的基准数据，并且基于最新接收的消息中的内容和节点的本地存储的信息（本地副本）的比较来更新该消息。本地存储的信息是从先前从网络中的其他设备接收的消息中取得的。当不需要更新时，节点设备不广播消息，并且所涉及的节点设备处的本地副本收敛于静态内容，从中可以定位所查找的信息。

通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，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他变型。在权利要求中，单词“包括”不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”（“a”和“an”）不排除多个。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制其范围。

Claims (15)

1.一种定位在包括多个节点设备的网络（1）中的网络节点设备（3，4；51-55）处可用的信息的方法，其中节点设备（3，4；51-55）包括待定位的信息、与所述信息相关的基准数据以及识别所述节点设备的ID数据，所述方法包括以下步骤：

a）在所述网络的节点设备处接收信息位置查询消息（71-83），所述查询消息包括识别待定位的信息的ID数据和具有要由所述查询消息定位的信息的所述网络的候选者节点设备列表，所述接收的列表包括识别候选者节点设备的ID数据和与在相应的候选者节点设备处可用的待定位的所述信息相关的基准数据；

b）基于所述接收的查询消息（71-83），通过基于所述接收的列表的所述基准数据和与在所述节点设备（3，4；51-55）处可用的待定位的所述信息相关的基准数据更新所述接收的列表，来在所述接收节点设备处开始查询过程（10），所述更新的列表包括识别所述节点设备的ID数据和与在所述节点设备处可用的待定位的所述信息相关的基准数据；

c）在所述节点设备（3，4；51-55）处存储所述更新的列表，以及

d）由所述节点设备（3，4；51-55）广播（91-94）包括所述存储的列表的所述查询消息（71-83）。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在针对相应查询过程（10）的所述节点设备（3，4；51-55）处，接收的候选者节点设备列表与存储的候选者节点设备列表进行匹配，并且在匹配的情况下，不建立更新的列表。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中包括所述存储的列表的所述查询消息在等待时间（t_t）之后由所述节点设备广播。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述等待时间（t_t）在所述网络（1）的所述节点设备（3，4；51-55）中随机设定，或者，所述等待时间是基于要广播的所述查询消息中的候选者节点设备的所述列表中包括的节点设备的所述基准数据来设定的。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在广播包括所述存储的列表的所述查询消息之后，所述查询过程（10）的另一信息位置查询消息可以在设定时间段（t_f）之后由所述节点设备接收，并且其中当在所述时间段内所述节点设备没有接收到进一步的查询消息时，在所述节点设备处的所述查询过程（10）终止。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在发起节点设备（3）处建立与查询过程有关的所述查询消息。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述发起节点设备是所述网络的定位终端设备（5）的节点设备，所述终端设备（5）周期性地报告用于定位所述终端设备（5）的所述网络中的存在数据，其中所述查询消息被建立，包括候选者节点设备的空白列表。

8.根据权利要求6-7中任一项所述的方法，其中所述查询消息在所述发起节点设备（5）处建立，包括识别所述发起节点设备（5）的ID数据，并且其中所述查询消息被广播，包括识别所述广播节点设备（3，4；51-52）的ID数据，其中只有在所述发起节点设备的所述ID数据和所述广播节点设备的所述ID数据相同的情况下，才在所述节点设备处建立候选者节点设备的更新的列表。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述候选者节点设备列表被限制为包括要被包括在所述候选者节点设备列表（71-83）中的最大数量的候选者节点设备。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述候选者节点设备（71-83）的列表还包括与在候选者节点设备处可用的待定位的所述信息的内容相关的有效载荷数据。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述查询消息包括至少一个参数，所述至少一个参数用于控制所述网络的节点设备处的查询消息的处理。

12.一种系统，包括网络（1），所述网络（1）包括多个节点设备（3，4；40），节点设备（40）包括被布置用于数据处理的处理器（46）、被布置用于存储信息、与所述信息相关的基准数据、识别所述信息的ID数据、识别所述节点设备的ID数据以及与查询过程有关的候选者节点设备列表的数据存储器（47）、以及收发器（41-44），其中所述节点设备（3，4；40）可操作地布置用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述节点设备中的至少一个节点设备被布置为网关节点设备（3），用于作为所述系统的发起节点设备来操作。

14.一种节点设备（3，4；40），被布置用于在权利要求12或13所述的系统中操作，所述节点设备是（3，4；40）被布置用于根据ZigBee和蓝牙低功耗BLE数据处理协议之一来操作。

15.一种计算机程序产品，包括存储指令的计算机可读存储介质，当所述指令在至少一个处理器（46）上执行时，致使所述至少一个处理器（46）执行根据权利要求1-11中任一项所述的方法。

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