CN114175118B - 电力中断检测和报告 - Google Patents

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Abstract

公开了用于检测和报告连接的网络中的节点电力中断的系统和方法。网络中的节点检测到在该节点处已经发生了电力中断，并且该节点使用包含比由网络用于通信的常规分组格式更少的数据单元的分组格式来生成最后时刻分组。该节点向其相邻节点广播最后时刻分组。在接收到最后时刻分组之后，相邻节点估计电力中断的时间，并使用常规分组格式将最后时刻分组转换成中断警报消息。相邻节点将中断警报消息发送到头端系统以报告在该节点处的电力中断。

Description

电力中断检测和报告
技术领域
本公开通常涉及用于检测和报告无线网络内的节点中断(例如，屋宇电力中断或电网电力中断)的过程。
背景技术
诸如智能电力、燃气和水表以及其它智能设备(即，能够连接到其它设备或网络并与其通信的设备)的联网系统能够彼此互连以用于设备间通信。此外，联网系统内的智能设备中的一个或多个可以能够与互联网或其他网络互连。例如，联网系统向智能设备提供了一种机制以通信地彼此耦合并交换数据。联网系统可以包括直接或通过父节点和根节点或集线器的附加层间接连接到网络(例如，互联网或内联网)的一个或多个节点。联网系统还可以包括与父节点或其他子节点链接来跨联网系统交换数据的节点。
对于联网系统内的节点的中断检测和报告的可靠性出现了某些问题。例如，在失去电力之后，死节点可具有一些剩余能量来生成网络消息并将其发送到头端系统以报告其电力中断。然而，该节点所具有的能量的量可能不足以使其生成和发送包括联网系统所需的所有信息的网络消息。此外，如果电力中断影响多于一个节点，那么，被配置成将死节点的网络消息路由到头端系统的网络节点也可能会遭受电力中断，并且不能正确地运行。结果，报告死节点的电力中断的网络消息可能永远都不会被联网系统中的其它节点接收并被报告给头端系统。因此，可能不充分地或一致地检测联网系统中的节点的中断事件并将其报告给头端系统以用于进一步补救动作。
发明内容
公开了用于在智能设备的联网系统中检测和报告节点中断的装置和过程的方面和示例。例如，一种用于检测和报告节点的电力中断的方法包括：网状网络中的第一节点，检测到在第一节点处已经发生电力中断，确定自从检测到电力中断以来已经过去了预定时间段并且电力没有恢复。所述方法还包括响应于确定已经过去了预定时间段并且电力没有恢复，由第一节点在等待了随机偏移时间段之后在网状网络上广播最后时刻分组。最后时刻分组使用第一分组格式来生成，所述第一分组格式包含比由网状网络用于通信的常规分组格式数量更少数量的数据单元。所述方法还包括由网状网络中的第二节点接收该最后时刻分组。第二节点是第一节点的相邻节点，所述第一节点通过网状网络通信地连接到第二节点。所述方法还包括由所述第二节点基于接收到该最后时刻分组的时间和预定时间段来确定电力中断的估计时间；由所述第二节点基于所接收的最后时刻分组和电力中断的估计时间，生成由网状网络用于通信的常规分组格式的中断警报消息；以及，由第二节点将中断警报消息发送到网状网络的头端系统。
在另一示例中，一种系统包括网状网络的第一节点，该第一节点被配置成用于检测在第一节点处已经发生了电力中断，确定自从检测到电力中断以来已经过去预定时间段并且电力没有恢复，并且响应于确定已经过去预定时间段并且电力没有恢复，在等待随机偏移时间段之后在网状网络上广播最后时刻分组。最后时刻分组使用第一分组格式来生成，所述第一分组格式包含比由网状网络用于通信的常规分组格式更少数量的数据单元。所述系统还包括第一节点的多个相邻节点，其通过网状网络通信地连接到第一节点。多个相邻节点中的每一个都被配置用于从第一节点接收最后时刻分组，基于接收到最后时刻分组的时间和预定时间段来确定电力中断的估计时间，基于接收到最后时刻分组和电力中断的估计时间来生成由网状网络用于通信的常规分组格式的中断警报消息，以及，将中断警报消息发送到网状网络的头端系统。
在进一步的示例中，网络的节点包括被配置为执行计算机可读指令的处理器，以及被配置为存储计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令当由该处理器执行时，使该处理器执行操作。所述操作包括从死节点处接收指示死节点处的电力中断的最后时刻分组。该节点是通过网络通信地连接到该节点的死节点的相邻节点。最后时刻分组由死节点在从检测到电力中断后已经过去预定时间段之后生成，并使用第一分组格式在网络上广播，该第一分组格式包含比网络用于通信的常规分组格式数量更少的数据单元。所述操作还包括基于接收到最后时刻分组的时间和预定时间段来确定估计的电力中断时间，基于接收到的最后时刻分组和电力中断的估计时间来生成由网络用于通信的常规分组格式的中断警报消息，以及将中断警报消息发送到网络的头端系统。
所提及的这些说明性方面和特征不是为了限制或限定目前描述的主题，而是为了提供示例以帮助理解本申请中描述的概念。在阅读了整个申请文件之后，当前所描述的主题的其它方面、优点及特征将变得显而易见。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点。
图1是示出根据本公开的某些方面的用于检测和报告联网系统中的节点的电力中断的说明性操作环境的框图。
图2是示出根据本公开的某些方面的用于检测和报告联网系统中的节点的电力中断的时间线的一个示例的图。
图3示出根据本公开的某些方面的最后时刻分组118和电力中断警报消息108的示例。
图4示出根据本公开的某些方面的说明用于检测和报告联网系统中的节点中断的若干过程的若干流程图。
图5是根据本公开的某些方面的图1的联网系统的节点的框图的一个示例。
具体实施方式
提供了用于智能设备的联网系统中的节点中断检测和报告的系统和方法。如本文所使用的，节点中断可以包括在节点的位置处的屋宇电力中断(例如，电力中断仅发生在节点的位置处的屋宇层级并且影响单个节点)或在节点的位置处的电网电力中断(例如，电力中断发生在电网层级并且可以影响多个屋宇和多个节点)。在联网系统内，节点可以是联网系统中能够向其他节点或集中式网络(例如，互联网或内联网)发送数据并从其他节点或集中式网络接收数据的任何点。为了提供对连接到联网系统的节点的状态的适当记账，联网系统包括利用节点能力来管理连接到联网系统的节点处的节点电力中断检测的过程。
例如，节点可以检测到它正在经历电力中断。遭受电力中断的节点在这里也被称为“死节点”或“不起作用的节点”。在检测到电力中断时，死节点能够在完全关机之前运行一段短时间，诸如通过使用存储在节点的内部电容器中的能量。在这个短时间段期间，死节点可启动有序关机过程，诸如关闭死节点的各种元器件，将相关数据保存到存储设备中等。
在这个短时间段期间，死节点也可生成报告其电力中断的最后时刻分组。为了降低生成和发送中断报告消息的功耗，最后时刻分组以包含比联网系统用于通信的常规消息少的数据的格式来生成。例如，最后时刻分组可以仅包括必要的信息，诸如作为最后时刻分组的分组的指示和节点的标识符。可以从最后时刻分组中省略其它信息，否则这些信息将会被包括在常规中断警报消息中，例如电力中断时间、分组的目的地信息。
为了避免报告暂时或瞬间的电力中断，在发送出最后时刻分组之前，死节点可等待持续的时间段。此外，还可以将随机偏移时间段加到等待时间，以降低在发送最后时刻分组时发生冲突的可能性。为了到达尽可能多的节点，死节点可被配置为通过网络广播最后时刻分组。能够直接与死节点(包括但不限于，配置用于路由死节点的消息的节点)通信的任何相邻节点都能够接收最后时刻分组。这样，最后时刻分组就可被死节点的多个相邻节点接收到，从而增加了最后时刻分组到达起作用的节点的机会。
接收最后时刻分组的死节点的每个起作用的相邻节点都可通过遵循网络消息的常规格式将最后时刻分组转换成中断警报消息并将其发送到头端系统。为了避免多个相邻节点同时发送中断警报消息而引起的传输冲突，每个相邻节点可以在发送中断警报消息之前等待一个随机的时间段。此外，为了避免重复的中断警报消息被发送到头端系统，每个相邻节点可以在该随机时间段期间监听由其他节点发送的中断警报消息。如果在随机时间段期间，另一节点已经发送了报告在死节点处的中断警报消息，则该相邻节点就将免于发送中断警报消息。如果在随机时间段期间没有由其它节点发送中断警报消息，则该相邻节点就将通过正常分组路由发送中断警报消息到头端系统。在接收到中断警报消息之后，头端系统可以采取措施来寻址不起作用的节点。可以例如部署技术人员来对不起作用的节点执行物理检查和修复。关于不起作用节点的信息也可被用于向客户提供准确的中断信息或标识问题的范围。
当不起作用节点处的电力恢复时，该节点就具有了足够的电力，并且它可以生成以常规网络消息格式的电力恢复消息，并通过正常分组路由将该电力恢复消息发送到头端系统，以报告其电力恢复。
本公开中描述的技术增加了节点电力中断检测和报告的可靠性。例如，通过减小最后时刻分组的大小，可降低在死节点处用于生成和发送最后时刻分组的能量消耗，从而增加了利用死节点的有限能量成功地发送出最后时刻分组的机会。此外，广播最后时刻分组而不是单播可以增加最后时刻分组到达起作用节点的可能性，使得可以可靠地将电力中断报告给头端系统。各种其他机制，诸如死节点在发送最后时刻分组之前增加随机偏移时间段，相邻节点监听其他节点报告的中断警报消息的随机时间段，可以进一步减少网络传输冲突，并且提高报告节点的电力中断的可靠性。
图1是示出联网系统100和网状网络102的一个示例的框图。联网系统100和网状网络102为智能设备(例如，包括通信技术的资源消耗计量器、车辆、家用电器等)提供网络基础设施以跨节点(即，其他智能设备)的网络、互联网和/或内联网进行通信。
联网系统100包括头端系统104，其可以用作从网络120接收数据流的中央处理系统。网络120可以是互联网、内联网或任何其它数据通信网络。网状网络102可包括各种节点112A-112H(其在本文中可以单独地称为节点112或统称为节点112)。这些节点112包括节点，诸如用于从节点的相应部署位置收集数据的测量节点、用于处理节点可用的数据的处理节点、用于将从一个节点接收的数据转发到网状网络102中的另一节点的路由器节点、或者被配置为执行这些功能的组合的节点。
在一个示例中，网状网络102与配电网络相关联以递送在配电网络中获得的测量数据或其他数据。在该示例中，节点112包括电表，所述电表被实现为测量配电网络的各种操作特性并通过网状网络102将收集的数据发送到根节点114A和114B(其在此可以被单独地称为根节点114或被统称为根节点114)。
网状网络102的根节点114可被配置成与节点112通信以执行诸如管理节点112、从节点112收集数据以及将数据转发到头端系统104的操作。根节点114也可以被配置为用作测量和处理数据本身的节点。根节点114可以是个人区域网(PAN)协调器、网关或能够与头端系统104通信的任何其它设备。根节点114最终经由网络120将所生成和收集的数据发送到头端系统104。另外，根节点114还可以从头端系统104接收网络管理消息，并将网络管理消息发送到节点112。同样地，根节点114本身或节点112也可向其它节点112发布和发送网络管理消息。在节点114和112之间发送的数据和网络管理在此可以统称为“通信消息”。这些通信消息通过节点114和112之间的数据链路110被发送和路由。在一些示例中，通信消息以常规格式来生成，使得网状网络102上的节点114和112可理解通信消息并将它们路由到正确的目的地节点或头端系统104。
通信消息通常根据网状网络102的节点层次在节点和头端系统104之间或在节点之间进行路由。例如，通过网络120直接与头端系统104通信的根节点114A通常可以被称为父节点，这是由于与位于根节点114A下方的节点层(例如，层一)处的节点112A和112B的数据链路。如图所示，由于与位于节点112A和112B下方的节点层(例如，层二)的节点112C、112D和112E的数据链路，节点112A和112B也可以被称为父节点。同样地，由于与分别位于相应节点下方的节点层处的节点112F-112G和节点112H的数据链路，节点114B和112G也可以被称为父节点。在正常操作期间，节点112可以将信息全部向上通过节点层全部汇集（funnel）到根节点114并且最终汇集到头端系统104。
节点112和114中的每一个与至少一个其它节点链接。可以通过在节点112和114的相邻高速缓存中存储相邻节点信息来创建链路110，所述相邻高速缓存向节点提供通过其可以路由数据的其它节点的指示。例如，节点112D的相邻高速缓存可以包括标识在节点112D处收集的数据应当被发送到节点112B的相邻节点信息。同样，节点112B的相邻高速缓存可包括相邻节点信息，其标识节点112B应当向节点112D发送相关信息(例如，来自头端系统104的网络管理消息或其他信息)，并且还标识节点112B应当向根节点114A发送由节点112B收集的数据和从节点112D接收的数据。如果存在更多节点层，则这种数据传输方案可以继续向上通过网状网络102的节点层。
在操作中，更少或更多的节点112可以被包括在网状网络102中，并且更多的根节点114也可以被包括在联网系统100中。另外，虽然图1中描绘的网状网络102包括根节点层(即，根节点114)、层一(即，节点112A、112B、112F和112G)和层二(即，节点112C、112D、112E和112H)，但是也构想了更少或更多的节点层。此外，虽然图1描述了特定的网络拓扑(例如DODAG树拓扑)，但是其它网络拓扑也是可能的(例如环形拓扑、网状拓扑、星形拓扑等)。
头端系统102可以跟踪节点114和112的操作状态。为此，节点114和112中的每一个可以被配置为将其状态报告给头端系统104。例如，如果节点114或112经历了电力中断，则该节点可以向头端系统104报告电力中断。如果稍后在该节点处恢复了电力，则该节点就可以将电力恢复报告给头端系统104。在图1所示的示例中，节点112D正在经历电力中断(因为这样的节点112D也被称为死节点112D)。在检测到电力中断时，死节点112D就可以生成最后时刻分组118以指示电力中断。死节点112D可广播最后时刻分组118，而不是根据如上所述的正常传输过程将其直接发送到节点112B。这样，最后时刻分组118可以到达可直接与死节点112D通信的死节点112D的多个相邻节点处，诸如节点112B、112C、112E和112H。另外，最后时刻分组118可以以包含比用于发送通信消息的常规格式少的数据的格式来生成。
在接收到最后时刻分组118时，没有失去电力和功能的每个相邻节点可以正常地将该分组重新格式化为中断警报消息108。中断警报消息108可以通过遵循网络102上的通信消息的常规格式而生成，使得中断警报消息108可以被正确地路由到头端系统104。相邻节点可将中断警报消息108发送到头端系统104以报告在死节点112D处的电力中断。例如，相邻节点112C可以基于最后时刻分组118生成中断警报消息108，并通过节点112A和114A将其发送到头端系统104。在一些示例中，由相邻节点生成的中断警报消息108与否则将由死节点生成的中断警报消息相同。因此中断警报消息108的生成对于系统的其余部分是透明的。生成与否则将由死节点基于由死节点发送的最后时刻分组118来生成的中断警报消息相同的中断警报消息108在此被称为相邻节点的“代理”功能。当执行代理功能时，相邻节点被称为死节点的代理。
在一些示例中，死节点112D的中断警报消息108可与警报分组中的其它死节点的中断警报消息组合或合并。警报分组可以包括处于电力中断中的多个节点的指示。可以在每个相邻节点处实现某些机制，以降低多于一个相邻节点发送中断警报消息108的可能性。生成和发送最后时刻分组118和中断警报消息108的附加细节将参考图2-4进行描述。
当在下一更高节点层级中的节点112或114处接收到警报分组或中断警报消息时，可以发生过滤和合并过程以防止传输不必要的或重复的中断指示。例如，接收警报分组的节点112或114可以将警报分组或中断警报消息解析成节点标识符，该节点标识符指示警报分组中的节点112或114中的哪一个处于电力中断状态。节点可以分析节点标识符以进行重复警报指示。例如，如果接收警报分组或中断警报消息的节点已经知道已经发送了警报分组或中断警报消息，则该节点就可以从警报分组或中断警报消息中去除节点标识符，并将更新的警报分组或中断警报消息转发到网状网络102的下一个拓扑上更高的节点层。根节点114还可以执行过滤和合并过程，并且通过网络120的方式将得到的警报分组发送到头端系统104。
当头端系统104从根节点114处接收到警报分组或中断警报消息108时，头端系统104就可以部署技术人员来寻址由警报分组指示为中断的一个或多个节点，包括节点112D。例如，可以部署技术人员来修理或替换由警报分组标识的节点，或者解决中断的原因。此外，头端系统104还可以维持处于中断中的节点的记录。
如果节点112D处的电力在稍后时间恢复了，那么，节点112D就可以使用通信消息的常规格式生成电力恢复消息，并根据其正常路由路径通过节点112B和节点114A将电力恢复消息发送到头端系统以报告其电力恢复。
图2是示出根据本公开的某些方面的用于检测和报告联网系统中的节点的电力中断的时间线的一个示例的图。图2示出了两个同步时间轴：较低的时间轴是针对死节点202的，而较高的时间轴是针对死节点202的相邻节点204的。在时间T1，死节点202检测到电力中断，且在时间T1与T2之间，死节点202执行有序停机过程。有序停机过程可以包括有序关闭诸如接收器的组件，以及停止诸如协议活动、分组处理等通信功能。停止这些通信组件和功能可以帮助减少能量使用。另外，也可以停机其它非关键处理器活动，包括高速时钟。在发送最后时刻分组之前，仅用于对持续时段进行计数的低消耗计时器可维持供电。另外，上下文信息可被存储在非易失性存储设备中。
死节点202也可生成最后时刻分组118，用于报告其电力中断。在一些示例中，最后时刻分组118是以简化格式生成的，该简化格式包含比用于生成在网络上发送的通信消息的常规分组格式更少的数据单元。图3示出了如果通过遵循常规分组格式来报告电力中断，则最后时刻分组118和中断警报消息108的一个示例。在这个示例中，最后时刻分组118包含最后时刻信息字段，该字段包含用于报告中断的必要信息，诸如死节点202的标识符(ID)。在该示例中，最后时刻分组118还包括报头字段，诸如物理层(PHY)报头和媒体访问控制(MAC)层报头，其指示该分组是最后时刻分组118，从而使接收节点知道根据最后时刻分组118的格式来解析分组。图3还示出了最后时刻分组118的每个字段的示例性大小。在该示例中，最后时刻分组118的总大小是25字节。
相比之下，遵循网络的常规分组格式的中断警报消息108可能需要更多的信息，并且因此具有更大的分组大小。例如，中断警报消息108可包含描述中断的中断信息字段，诸如死节点的ID，指示电力中断发生的时间的时间戳，等等。此外，为了将中断警报消息108正确地路由到头端系统104，中断警报消息108也可能需要用于不同网络层的适当的报头，诸如PHY报头、MAC报头、IP报头、UDP报头、应用报头等。在中断警报消息108中还可以包括其它字段。在图3所示的示例中，中断警报消息108的大小是47字节，这几乎是最后时刻分组118的大小的两倍。如从图3中可以看出的，与遵循网络的常规分组格式的中断警报消息108相比，最后时刻分组118具有简单的分组结构和较小的大小。结果，与中断警报消息108相比，死节点202需要少得多的能量来生成和发送最后时刻分组118。
参考回图2，在发出最后时刻分组118之前，死节点202等待持续时段206(从时间T2到T3的时间段)，这有助于避免报告瞬间电力中断。持续的时间段可以被设置为几秒到一分钟。持续的时间段可以由与头端系统相关联的实体(诸如公用事业公司)预先确定。在持续时间段206结束时(即时间T3)，如果电力没有恢复且死节点202仍在电力中断中，则死节点202就可确定电力中断不是瞬时的且其可发送最后时刻分组118。
然而，在一些情况下，电力中断可能会影响较大的区域，从而导致多个节点114和112失去电力。在这种情况下，如果死节点202在持续时段206刚好期满后就发送最后时刻分组118，则在多个死节点之间可能会发生冲突。为了降低冲突的可能性，死节点202可被配置为在发送最后时刻数据分组118之前增加随机偏移时段210(即，T3和T4之间的时间段)。换句话说，在持续时间段206在时间T3期满之后，在发送出最后时刻分组118之前，死节点202等待另一时间段(即随机偏移210)。随机偏移210可由死节点202在最后时刻随机范围内随机生成。在一些示例中，最后时刻随机范围可以是1至5秒。死节点202可随机选择该范围内的值以用作随机偏移时段210。选择可以遵循在最后时刻随机范围内的均匀分布或其它类型的分布。
在随机偏移时段210结束时(即时间T3)，死节点202可通过广播发送最后时刻分组118。广播的最后时刻分组118可到达死节点202的每个相邻节点，所述相邻节点在死节点202的通信范围内并仍在起作用，诸如相邻节点204。相邻节点204接收到最后时刻数据分组118的时间在图2中表示为时间T5。由于相邻节点204正在起作用并具有足够的电力，因此，相邻节点204就将最后时刻分组118转换为中断警报消息108，其遵循了通过网络发送的通信消息的常规格式，诸如图3所示的中断警报消息108。相邻节点204可通过网络的节点层将中断警报消息108发送到头端系统104，如上文关于图1所讨论的。
注意，在一些情况下，也经历电力中断的相邻节点(也称为死相邻节点)也可接收由死节点202发送的最后时刻分组118(例如，如果接收器在有序停机程序期间没有关闭)。在那些情况下，死相邻节点可忽略接收的最后时刻分组118，并执行以类似于本文所述的死节点的方式处理其自身的电力中断检测和报告的过程。
由于最后时刻分组118可能会到达多个相邻节点，所以如果这些相邻节点大约同时发送所生成的中断警报消息108，就可能会发生网络冲突。为了降低网络冲突的可能性，相邻节点204可以被配置为在发出中断警报消息108之前等待随机时间段212。随机时间段212可以由相邻节点204在中断警报随机范围内随机选择。在一些示例中，中断警报随机范围可以从0到15秒。相邻节点204可随机选择该范围内的值以用作随机时段212。选择可以遵循在最后时刻随机范围内的均匀分布或其它类型的分布。当选择随机时间段212时，不同的相邻节点204可遵循相同或不同的分布。
在随机时间段212期间，相邻节点204可以在网络上监听报告相同的死节点202的电力中断的中断警报消息108。如果相邻节点204检测到已经由另一节点发送了中断警报消息108以报告死节点202的电力中断，则相邻节点204就将避免发送中断警报消息108给头端系统104以避免重复的电力中断报告。如果相邻节点204在随机时间段212期间没有检测到网络上的其它中断警报消息108，则相邻节点204就可以在随机时间段212（在图2中表示为T6）结束时发送生成的中断警报消息108。应当理解，在一些情况下，取决于网络类型和相对节点位置，网络中的节点不能检测和解析通信消息。在那些情况下，相邻节点204可能不能确定另一节点是否已经发送了中断警报消息108。在随机时间段212已经过去之后，相邻节点204将发送中断警报消息108。去除重复的中断警报消息108可以由网络中较高层的节点来执行，如以上关于图1所讨论的。
从上述过程可以看出，代替死节点202生成和发送中断警报消息108给头端系统104，死节点202依赖于其具有更多能量的相邻节点来代表其生成和发送中断警报消息108。死节点202可使用其有限的能量来集中于生成和发送较小且较简单的最后时刻分组118，而不遵从网络的常规分组格式。这增加了在死节点202完全停机之前成功生成和发送死节点202的机会。
如果在稍后的时间(诸如在时间T7)，死节点202的电力被恢复了，则死节点202就可以生成以常规格式通信消息的电力恢复消息，并且它自己将电力恢复消息发送到头端系统104，而不使用其相邻节点作为代理。
在图2所示的示例中，死节点202在发送最后时刻分组118之前等待持续时段206，以便排除瞬时电力丢失的情形。然而，在一些情况下，在电力丢失之后死节点202的剩余能量可能不会持续足够长以允许其除了所述随机偏移210之外还等待持续时段206。因此，在一些实施方式中，死节点202被配置为跳过持续时段206。换句话说，在检测到电力中断并执行有序停机程序后，死节点202在广播死节点202之前仅等待随机偏移时间段。相邻节点可以被配置为在进行到生成中断警报消息108并且在随机时间段212期间在网络上监听其他中断警报消息108的下一步骤之前等待持续时间段，该持续时间段可以与所述持续时段206相同或不同。在相邻节点204处使用的持续时段可以例如从几十秒到几分钟来变化。如果相邻节点204在持续时段期间没有从死节点202接收到另外的分组，则相邻节点204可确定电力中断不是瞬时的，并将进行到上述电力中断报告的下一步骤(例如，生成中断警报消息108并等待随机时间段212)。如果相邻节点204在持续时段期间从死节点202接收到另外的分组，则相邻节点204就可以确定电力中断是瞬时的，并可忽略先前接收的最后时刻分组118。
在进一步的示例中，除了增加持续时段之外，相邻节点204也可与网络上的其它节点通信以验证死节点202确实失去电力。例如，相邻节点204可发送请求到网络上的其它节点，以确认这些其它节点中的任何一个是否已经在所述持续时段期间从死节点202接收到任何消息。如果是，则相邻节点204可以取消中断警报消息108的生成；否则，相邻节点204就可以继续生成和发送如上所述的中断警报消息108。这样，就可以进一步降低报告电力中断的假阳性率。也可以利用各种其它方式来验证死节点202的状态。
图4示出了根据本公开的某些方面的说明用于检测和报告联网系统中的节点中断的若干过程的若干流程图。特别地，过程400A示出了死节点202的一些方面，并且例程400B示出了关于以上关于图1-3描述的实施例的相邻节点204的方面。下面将一起描述过程400A和400B。
在框402，过程400A涉及死节点202检测到电力中断。电力中断可由死节点202的感测电路来检测。在检测到电力中断时，死节点202可启动有序停机过程，诸如关闭死节点的各种组件，将相关数据保存到存储设备，等等。在框406，该过程涉及确定从死节点202检测到电力中断起是否已经过去了预定的持续时间段。这可以帮助确定电力中断是瞬时中断还是持续中断。持续时间段可以被设置为几秒。如果预定的持续时间段还没有过去，死节点202就继续等待。
如果预定的持续时间段已经过去，并且在死节点202处的电力还没有恢复，则过程400A涉及在框408处生成最后时刻分组。如以上参考图2和3详细讨论的，中断警报消息108可以以简化的格式来生成，其包含比用于生成在网络上发送的通信消息的常规分组格式更少的数据单元，诸如图3所示的最后时刻分组118。为了避免多个死节点之间的通信冲突，在框410，死节点202可等待随机偏移时段210。随机偏移时段210是由死节点202独立于网络中其它节点而从偏移范围中随机选择的。因此，如果在靠近死节点202的区域中存在多个死节点，则由这些多个死节点选择的随机偏移时段可能会不同，从而偏移从这些死节点的最后时刻分组的发送。
在等待了随机偏移时段之后，在框412，死节点202可广播在框408生成的中断警报消息108。在框422，过程400B涉及相邻节点204接收由死节点202广播的最后时刻分组118。相邻节点204可以通过解析最后时刻分组118的各个字段来进一步处理最后时刻分组118。例如，相邻节点204可以根据最后时刻分组118的报头来确定所接收的分组是最后时刻分组118。相邻节点204可进一步从最后时刻分组118的最后时刻信息字段来确定死节点202的标识符。
响应于确定所接收的分组是最后时刻分组118，在框424，相邻节点204随机地选择随机时段，并且在网络上监听中断警报消息，该中断警报消息报告在随机时段期间死节点202的电力中断。随机时间段是独立于随机偏移时间段来选择的。在框426，相邻节点204确定了是否已经为死节点202发送了中断警报消息108。例如，该确定可由监听网络并检测具有中断消息的格式并包含死节点ID的消息的相邻节点204来做出。如果是，则相邻节点204丢弃最后时刻分组118，并且过程400B结束。
如果在随机时段期间没有检测到死节点202的中断警报消息108，那么在框428，相邻节点204生成中断警报消息108。如果最后时刻分组118不包括关于电力中断的时间信息，则相邻节点204可确定死节点202的估计的电力中断时间。例如，相邻节点204可以通过从相邻节点204接收到最后时刻分组118的时间减去所述持续时间段206来估计电力中断时间。在另外的示例中，相邻节点204还可以例如通过基于随机偏移的分布从其减去平均随机偏移来从所估计的电力中断时间中去除随机偏移。估计的电力中断时间、节点ID和其它信息可被用于生成电力中断警报消息108。
在框430，过程400B涉及相邻节点204合并多个中断警报消息。例如，如果相邻节点204从相邻节点接收到多个最后时刻分组118，或者从低于相邻节点204的层中的节点处接收到多个中断警报消息108，则相邻节点204可以如上参考图1所述来组合中断信息，以去除任何重复信息，从而生成警报分组。例如，可生成类似于图3所示的中断警报消息108的警报分组，但包括更大的中断信息字段，其包含多个节点ID和它们相关的中断时间戳，以报告多个死节点的中断。在框432，相邻节点204可在中断警报消息108(如果不执行合并)或警报分组(如果执行合并)中将中断信息发送到作为在框432的死节点202的代理的头端系统104。
在框414，过程400A涉及死节点202检测到电力被恢复。在框416，死节点202生成并向头端系统发送恢复消息，报告死节点202的电力已被恢复。
应当理解，过程400A和400B仅是为了说明而提供的，不应被解释为限制。当确定和报告死节点的电力中断时，图4中的某些框可以省略或跳过，并且可以涉及图4中未示出的其它框。例如，可以跳过在框430中执行的合并，并且相邻节点204可以被配置成生成仅用于死节点202的中断警报消息108，并将其发送到头端系统104。合并可以由网络的较高层中的节点来执行。进一步如上所述，死节点202跳过框406(从而跳过持续时段)，并且过程400B可包括相邻节点204等待持续时段以确定电力中断是否是瞬时的框。
此外，尽管图4以特定顺序示出了死节点202和相邻节点204的操作，但是所述操作可以以不同的顺序来执行。例如，死节点202可执行框408以在持续时段之前或期间生成中断警报消息108。同样，相邻节点204可以执行框428以估计电力中断时间并且在随机时段之前或期间生成电力中断消息。实现本文所呈现的技术的其它方式也是可能的。
示例性节点
图5是网状网络102的节点114或112的组件的框图的一个示例。计算系统500的一些或所有组件可以属于图1的节点114或112中的一个或多个。节点500包括通过本地或串行连接530连接的通信模块516和计量模块518。通信模块516的功能包括向和从网状网络102中的其它节点发送和接收各种信号，诸如最后时刻分组、中断警报消息、警报分组和其它网络通信消息。
通信模块516可以包括通信设备512，诸如天线和无线电。替代地，通信设备512可以是允许无线或有线通信的任何设备。通信设备512可以包括收发器设备，诸如RF收发器，其能够从网状网络102中的其他节点发送和接收RF通信。通信模块516还可以包括处理器513和存储器514。处理器513控制由通信模块516执行的功能，诸如以上关于图1-4描述的一个或多个操作。存储器514可以用于存储由处理器513用来执行其功能的数据。
计量模块518的功能包括管理资源特别是以允许访问资源和测量所使用的资源所必需的功能。计量模块518可包含处理器521、存储器522及测量电路523。测量电路523处理资源的测量，并且可被用作传感器来收集传感器数据。计量模块518中的处理器521控制由计量模块518执行的功能。存储器522存储处理器521执行其功能所需的数据。计量模块518还可包括用于感测节点500的电力状态的感测电路，例如在测量电路523中。通信模块516和计量模块518通过本地连接530彼此通信，以提供其它模块所需的数据，包括电力状态数据。通信模块516和计量模块518两者都可以包括存储在存储器或另一类型的计算机可读介质中的计算机可执行指令，并且模块内的一个或多个处理器可以执行指令以提供本文描述的功能。
节点500还包括电源/能量存储模块530，其被配置为向通信模块516和计量模块518提供能量。电源/能量存储模块530连接到电源，以向通信模块516和计量模块518连续地提供电力。当发生电力中断时(即，电源不再向节点500提供电力)，电源/能量存储模块530可以向通信模块516和计量模块518提供其存储的能量(诸如存储在电源/能量存储模块530的电容器中的能量)，以执行本文描述的操作，诸如顺序地停机节点500、生成和发送最后时刻分组118等。
一般考虑
本文阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其它实例中，未详细描述本领域技术人员应当了解的方法、装置或系统，以免混淆所要求保护的主题。
本文所讨论的特征不限于任何特定的硬件架构或配置。计算设备可以包括提供以一个或多个输入为条件的结果的组件的任何合适的布置。合适的计算设备包括访问所存储的软件(即，存储在计算机系统的存储器上的计算机可读指令)的多用途的基于微处理器的计算机系统，所存储的软件将计算系统从通用计算装置编程或配置成实现本主题的一个或多个方面的专用计算装置。任何合适的编程、脚本或其它类型的语言或语言的组合都可用于以用于编程或配置计算设备的软件来实现本文包含的教导。
本文公开的方法的各方面都可以以这样的计算设备的操作来执行。在以上示例中呈现的框的顺序是可以变化的；例如，框可以被重新排序、组合和/或分解成子框。某些框或过程可以并行执行。
这里“适于”或“配置成”的使用意味着开放和包含性语言，其不排除适于或配置成执行附加任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包括性的，在于“基于”一个或多个所叙述的条件或值的过程、步骤、计算或其他动作实际上也可以基于超出所叙述的那些的附加条件或值。本文所包括的标题、列表和编号仅是为了便于解释，而不是限制性的。
尽管已经针对本主题的特定方面详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在获得对前述内容的理解后，也可以容易地得到对这些方面的更改、变化和等效物。因此，应当理解，本公开是出于示例而非限制的目的而呈现的，并且不排除包括对本领域普通技术人员应当容易显而易见的对本主题的这样的修改、变化和/或添加。

Claims (20)

1.一种用于检测和报告节点的电力中断的方法，所述方法包括：
由网状网络中的第一节点检测在第一节点处已经发生电力中断；
由第一节点确定自从检测到电力中断以来已经过去了预定时间段并且电力未被恢复；
响应于确定预定时间段已经过去并且所述电力未恢复，由第一节点在等待随机偏移时间段之后在网状网络上广播最后时刻分组，其中，所述最后时刻分组是使用第一分组格式生成的，所述第一分组格式包含比由网状网络用于通信的常规分组格式更少数量的数据单元并且所述最后时刻分组包括所述第一节点的标识符和作为最后时刻分组的最后时刻分组的指示；
由网状网络中的第二节点接收所述最后时刻分组，其中，所述第二节点是所述第一节点的相邻节点，所述第一节点通过网状网络通信地连接到第二节点；
由所述第二节点基于接收到最后时刻分组的时间和预定时间段来确定估计的电力中断时间；由第二节点基于所接收的最后时刻分组和所述估计的电力中断时间，生成由网状网络用于通信的常规分组格式的中断警报消息；以及
由第二节点将中断警报消息发送到网状网络的头端系统。
2.根据权利要求1的方法，其中，
所述中断警报消息包括第一节点的标识符和指示第一节点处的估计的电力中断时间的时间戳。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
在将所述中断警报消息发送到所述网状网络的头端系统之前，由所述第二节点在随机时间段期间监听由所述网状网络中的另一节点发送的报告所述第一节点处的电力中断的另一个中断警报消息；
响应于检测到在所述网状网络上没有发送其他中断警报消息，由所述第二节点在所述随机时间段结束之后将所述中断警报消息发送到所述头端系统；以及
响应于检测到在所述网状网络上发送另一中断警报消息，由所述第二节点限制向所述头端系统发送中断警报消息。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述估计的电力中断时间包括从接收到所述最后时刻分组的时间减去所述预定时间段作为所述电力中断时间。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：在广播所述最后时刻分组之前，通过执行将上下文信息保存到非易失性存储设备或关闭所述第一节点的组件中的一个或多个来停机所述第一节点。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述中断警报消息发送到所述头端系统包括：
由所述第二节点将包括所述中断警报消息的多个中断警报消息组合成警报分组；以及
由所述第二节点将所述警报分组发送到所述头端系统。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
由所述第一节点检测在所述第一节点处电力恢复；以及
由所述第一节点使用常规分组格式向所述网状网络的头端系统发送电力恢复消息。
8.一种用于检测和报告电力中断的系统，包括：
网状网络的第一节点，所述第一节点被配置用于：
检测在所述第一节点处已经发生电力中断；
确定自从检测到所述电力中断以来已经经过了预定时间段并且电力未被恢复；以及
响应于确定所述预定时间段已经过去并且所述电力未恢复，在等待随机偏移时间段之后，在所述网状网络上广播最后时刻分组，其中，所述最后时刻分组是使用第一分组格式生成的，所述第一分组格式包含比由所述网状网络用于通信的常规分组格式更少数量的数据单元并且所述最后时刻分组包括所述第一节点的标识符和作为最后时刻分组的最后时刻分组的指示以及
所述第一节点的多个相邻节点，所述多个相邻节点通过所述网状网络通信地连接到所述第一节点，其中，所述多个相邻节点中的每一个相邻节点被配置为：
从第一节点接收最后时刻分组；
基于接收到所述最后时刻分组的时间和所述预定时间段来确定估计的电力中断时间；
基于所接收的所述最后时刻分组和所述估计的电力中断时间，生成由所述网状网络用于通信的常规分组格式的中断警报消息；以及
将所述中断警报消息发送到所述网状网络的头端系统。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述多个相邻节点中的每一个还被配置用于：
在将所述中断警报消息发送到所述网状网络的头端系统之前，在随机时间段期间监听由所述网状网络中的另一节点发送的报告所述第一节点处的电力中断的另一中断警报消息；
响应于检测到没有其他中断警报消息在所述网状网络上被发送，在所述随机时间段结束之后，将所述中断警报消息发送至所述头端系统；以及
响应于检测到在所述网状网络上发送另一中断警报消息，限制将所述中断警报消息发送到所述头端系统。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述随机偏移时间段选自第一时间段范围，并且所述随机时间段选自第二时间段范围，并且所述随机偏移时间段是独立于所述随机时间段而选择的。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，
所述中断警报消息包括第一节点的标识符和指示第一节点处的估计的电力中断时间的时间戳。
12.根据权利要求8所述的系统，其中，确定所述估计的电力中断时间包括从接收到所述最后时刻分组的时间减去所述预定时间段作为所述电力中断的时间。
13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一节点还被配置用于：
检测在所述第一节点处恢复电力；以及
使用所述常规分组格式向所述网状网络的头端系统发送电力恢复消息。
14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述第一节点还被配置用于：
在广播所述最后时刻分组之前，通过执行将上下文信息保存到非易失性存储设备或关闭所述第一节点的组件中的一个或多个来停机所述第一节点。
15.一种网络的节点，包括：
处理器，被配置为执行计算机可读指令；以及
存储器，被配置为存储所述计算机可读指令，所述计算机可读指令在由所述处理器执行时使得所述处理器执行如下操作，所述操作包括：
从死节点接收指示所述死节点处的电力中断的最后时刻分组，其中：
所述节点是死节点的相邻节点，所述死节点通过网络通信地连接到所述节点，以及
所述最后时刻分组由所述死节点在自检测到电力中断后已经过去预定时间段之后生成，并使用第一分组格式在网络上广播，所述第一分组格式包含比由网络用于通信的常规分组格式更少数量的数据单元并且所述最后时刻分组包括所述死节点的标识符和作为最后时刻分组的最后时刻分组的指示；
基于接收到所述最后时刻分组的时间和所述预定时间段来确定估计的电力中断时间；
基于所接收的最后时刻分组和所述估计的电力中断时间，生成由所述网络用于通信的常规分组格式的中断警报消息；以及
将所述中断警报消息发送到所述网络的头端系统。
16.根据权利要求15所述的节点，其中，所述操作还包括：
在将中断警报消息发送到网络的头端系统之前，在随机时间段期间，监听由网络中的另一节点发送的报告在所述死节点处的电力中断的另一中断警报消息；
响应于检测到网络上没有其他中断警报消息被发送，在所述随机时间段结束之后，将所述中断警报消息发送到头端系统；以及
响应于检测到在网络上发送另一中断警报消息，限制向头端系统发送中断警报消息。
17.根据权利要求15所述的节点，其中，在自检测到所述电力中断后已经过去所述预定时间段后等待随机偏移时间段后，由所述死节点广播所述最后时刻分组。
18.根据权利要求15所述的节点，其中，
所述中断警报消息包括所述死节点的标识符和指示在所述死节点处估计的电力中断时间的时间戳。
19.根据权利要求15所述的节点，其中，确定所述估计的电力中断时间包括从接收到所述最后时刻分组的时间减去所述预定时间段作为所述电力中断时间。
20.根据权利要求15所述的节点，其中，将所述中断警报消息发送到所述头端系统包括：将包括所述中断警报消息的多个中断警报消息组合成警报分组；以及将所述警报分组发送到所述头端系统。
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