CN117897940A - 配置包括多个节点设备的网络的方法、在如此配置的网络中传输消息的方法以及如此配置的照明系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种配置包括多个节点设备的网络的方法和一种在这种网络中传输消息的方法。每个节点设备包括长程通信接口和短程通信接口，该方法包括以下步骤：调试多个节点设备中的所有节点设备以形成共享相同的网络证书和通信资源的单个扁平网络；将多个节点设备划分为多个群组；从每个群组中选择一个或多个节点设备作为委托节点设备，用于通过该一个或多个节点设备的(多个)长程通信接口委托来自其他节点设备的消息；以及激活委托节点设备的长程通信接口。当消息被这种网络中的节点设备接收时，首先确定该消息是否是时间关键消息。如果消息是时间关键消息，则立即传输该消息。否则，如果消息是非时间关键消息，则在与为来自相邻节点设备群组的消息分配的时隙不同的特定时隙处传输该消息。

Description

配置包括多个节点设备的网络的方法、在如此配置的网络中 传输消息的方法以及如此配置的照明系统

技术领域

本公开总体上涉及在网络中传输消息的领域，更具体地，涉及一种配置包括多个节点设备的网络的方法、在如此配置的网络中传输消息的方法以及如此配置的照明系统。

背景技术

诸如照明设备和物联网(IoT)设备之类的电气设备或电子设备以及例如支持增强式机器型通信(eMTC)的设备所有都包括数据通信能力，经常被部署在由多个互连的设备组成的网络中。

这些设备(通常被称为节点设备或终端设备)通常操作用于与诸如后端服务器之类的远程设备进行数据交换的诸如网络适配器或收发器模块之类的长程通信接口、和仅用于节点设备之间的通信(还被称为节点间设备通信)的诸如收发器模块之类的短程通信接口。

长程通信接口可以根据例如无线移动通信标准(诸如包括窄带IoT(NB-IoT)在内的指定的2G/3G/4G/5G蜂窝通信)和其他长程无线通信技术(如长程广域网(LoRaWAN))或专有通信技术操作。

短程通信接口可以根据例如用于通过联网设备或节点交换数据的网络协议(诸如例如，指定的ZigBee^TM、Bluetooth^TM、以及用于无线网络和有线总线网络(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)、KNX(和基于KNX的系统))的基于WiFi的协议)和专有通信技术和协议操作。

而且，在许多情况下，节点设备设有传感器或连接到传感器，这些传感器实现了涉及传输或传递传感器所收集的数据和信息的更为先进的应用。

照明系统(例如，具体地，诸如街道照明系统之类的室外照明系统)可以包括大量节点设备，这些节点设备被布置为包括或可操作地连接到各种传感器的照明器材，并且被布置用于例如在网络(诸如，网状网络或具有星形拓扑结构的网络)中操作。

在这种照明系统中交换的典型信息可以包括在节点设备之间交换的时间关键消息和在节点设备之间交换的非时间关键消息、以及与诸如后端服务器之类的远程设备交换的时间关键消息和非时间关键消息，该远程设备被布置用于管理和控制节点设备。

作为示例，时间关键消息可以包括用于响应于例如由存在传感器或运动传感器检测到行人和车辆而向这些行人和车辆提供经优化的照明服务的按需照明消息，这些按需照明消息需要具有低等待时间的设备到设备通信。

另一方面，非时间关键消息可以包括例如光管理消息，用于向后端服务器报告节点设备的能量消耗并且从后端服务器向节点设备提供软件更新。

然而，如上文所描述的当前可用网络难以同时解决由同一网络中的时间关键消息和非时间关键消息引起的不同要求。

根据一种已知方法，大量节点设备被配置到多个个相互隔离的小型网络中，这使得在边界节点设备之间直接传递消息变得不可行。因此，要跨两个小型网络之间的边界传输的消息必须通过每个小型网络中具有长程通信接口的节点设备经由例如远程设备进行传输。这将对诸如用于触发行人或车辆的适当照明服务的警报消息之类的时间关键消息造成非期望的延迟。

US2016100474A1公开了一种用于创建功能性照明群组的装置。多个无线设备被配置为响应于由网关通过无线网络发送的命令而进入分组模式，并且形成一个或多个群组。

其他传统方法要么牵涉到较高的通信成本，例如，通过为每一个节点设备激活长程通信接口，要么需要额外的硬件，诸如针对每个小型网络的分段控制器。

因此，我们确实需要一种配置包括大量可操作地互连的节点设备的网络的方法，以及一种在这种网络中传输消息的方法，该方法既允许处置网络内消息(这些网络内消息往往是非常时间关键的)和目的地为外部设备的消息，并且将它们可靠高效地传输到相应目的地，同时保持网络配置过程简单、通信成本合理低廉。

发明内容

在本公开的一个方面中，提出了一种配置网络的方法，该网络包括多个节点设备，每个节点设备包括长程通信接口和短程通信接口，该方法由调试设备执行并且包括以下步骤：

-调试多个节点设备中的所有节点设备以形成共享相同的网络证书和通信资源的单个扁平网络；

-将多个节点设备划分为多个群组；

-从每个群组中选择一个或多个节点设备作为委托节点设备，用于通过它们的长程通信接口委托来自其他节点设备的消息；以及

-激活委托节点设备的长程通信接口。

本公开基于以下见解：将具有长程通信接口和短程通信接口的大量节点设备组织成单个扁平网络就可以在网络中的节点设备之间以及与网络外部的其他设备(诸如部署在云上的后端服务器)可靠高效地传输和交换消息。

将大量节点设备配置为单个扁平网络允许所有节点设备具有通过节点设备的短程通信接口与任何其他节点设备通信的可能性。此外，被选择为用作委托节点设备的节点设备群组中的一个节点设备允许消息经由委托节点设备的长程通信接口在其他节点设备与远程设备之间被委托。

该方法由调试器设备执行，该调试器设备可以是服务器、移动调试设备或网络中已经被调试的节点设备。

该方法包括以下常规步骤：将节点设备调试到单个扁平网络(诸如网状网络)中，这使得所有节点设备能够具有可能经由它们的短程通信接口与其他节点设备通信的可能性。将节点设备分组成多个群组以及从每个群组中选择至少一个委托节点设备并且激活所选择的委托节点设备的长程通信接口的其他步骤既不牵涉到复杂操作也不需要附加硬件设备。

与将网络配置成其他拓扑结构或使用小型网络的传统方法相比较，本公开的配置方法仍然简单易行。此外，网络内的消息传输经由可用的消息路由技术完成，并且不需要对通信协议进行任何修改。由于不需要小型网络通信，所以任何节点到节点的通信等待时间都很低。此外，由于只有数目有限的委托节点设备执行长程通信，所以通信成本保持在合理的低水平。

在本公开的示例中，基于扁平网络中的多个节点设备的地理位置来执行选择步骤。

本领域技术人员可以设想，可以基于节点设备在扁平网络中的地理位置来决定和选择节点设备的群组和每个群组中的相应委托节点设备。这有助于确保使用节点设备的适当分组和合适的委托节点设备，这有利于消息在网络中的高效传输。

注意，这里的群组与所选择的委托节点松散耦合。作为示例，从节点设备到后端服务器的上行链路消息可以由可用于执行委托功能的任何委托设备进行委托。至于下行链路消息，后端服务器可以选择委托设备来将消息传输到目的地节点设备。

节点设备在扁平网络中的地理位置可对于例如后端管理服务器是随时可用的，并且能够轻松下载到执行网络调试的调试器设备。因此，可以轻松完成对委托节点设备的分组和选择。

在本公开的示例中，激活步骤包括：通过向委托节点设备或向委托节点设备的管理控制台传输指令来激活长程通信接口。

委托节点设备可以基于接收的指令来激活它们的长程通信接口。由于仅选择若干个节点设备作为委托节点设备，所以操作简单，耗费的通信资源有限。

除了激活委托节点设备的长程通信接口之外，还应当激活该节点设备的SIM卡。例如，移动网络运营商通常提供API来激活或停用SIM卡。

在本公开的示例中，该方法还包括以下步骤：基于扁平网络中的运行时间条件来更新或优化所选择的委托节点设备中的一个或多个所选择的委托节点设备。

更新或优化使得能够基于网络中的实际运行时间环境来适配对委托节点设备的选择。因此，如本公开所公开的方法更加灵活，可以根据需要适应变化的网络条件。

具有网络节点设备的运行时间条件的总览的后端服务器可以基于网络中改变的条件来根据需要更新或优化委托节点设备的选择。

由于仅选择数目有限的节点设备作为委托节点设备，所以更新和优化有助于以低通信资源成本和低时间成本防止可能由于故障设备而引起的任何通信故障。

在本公开的示例中，扁平网络中的运行时间条件包括以下中的至少一项：在网络内的节点设备之间的通信信道上或在与远程设备的通信信道上测量的服务质量、以及所选择的委托节点设备的维护要求。

本领域技术人员可以设想，这样的运行时条件可以影响消息在网络中的传，这可以轻松被用作用于更新和优化委托节点设备的指示。

在本公开的示例中，该方法还包括步骤：通过相邻群组的节点设备分配用于传输消息的不同时隙。

这确保了来自一个群组中的节点设备的消息在不同的时隙被传输，这些消息要么必须直接要么必须通过它们各自的委托节点设备进行传输。这有助于平衡网络中的流量，减少消息之间的非期望干扰。

在本公开的示例中，分配步骤基于相邻群组中的节点设备的地理位置。

分配实际上基于对节点设备的分组，这很简单，不需要其他信息。这可以在分组节点设备和/或选择委托节点设备的同时进行。

而且，时隙的分配基于实时测量的通过节点设备从相邻群组中的节点设备接收的信号强度而被优化。

因为更新时隙分配基于实时测量而被完成，所以更具灵活性。因此，这能够以更好的方式提供适合网络中的条件的时隙分配。

本公开的第二方面提供了一种在使用根据本公开的第一方面的方法配置的网络中传输消息的方法。该网络包括多个可操作地互连的节点设备，每个节点设备包括长程通信接口和短程通信接口，该方法由节点设备群组中的接收节点设备执行，并且包括以下步骤：

-确定接收的消息是否是时间关键消息；

-如果确定接收的消息是时间关键消息，则立即传输接收的消息；以及

-如果确定消息是非时间关键消息，则在特定时隙处传输接收的消息，该时隙与为来自相邻节点设备群组的消息分配的时隙不同。

在如本公开的第一方面的描述配置的网络中，对网络内通信和与网络外部的设备的通信(两者可以均为时间关键通信或非时间关键通信)进行高效可靠的处置。

时间关键消息(诸如按需照明消息或故障报告消息)在其传输时要求的等待时间较短，因此必须立刻被传输。当消息被确定为时间关键消息时，节点设备将立即传输接收的消息。当接收的消息被确定为非时间关键消息时，它将在为来自包括接收节点设备的群组的消息特定分配的时隙进行传输。该特定时隙与为来自相邻节点设备群组的消息分配的时隙不同。

让相邻群组中的节点设备在不同的时隙传输消息是有益的，因为这样可以防止同时传输来自相邻群组的节点设备的非时间关键消息，从而有助于减少相邻群组中的节点设备所传输的消息之间的干扰。

因此，与包括在节点设备的大型网络中的分开或隔离的小型网络的传统架构相比较，时间关键消息所需的低等待时间得到保证，尤其是对于时间关键的按需照明消息。

同时，通过在特定分配给来自包括接收节点设备的群组的消息的时隙处传输非时间关键消息，平衡了网络中的流量，并且减少了消息之间的非期望干扰。

在本公开的示例中，确定接收的消息是否是时间关键消息包括：检查包括在接收的消息中的特定指示符。

本领域技术人员可以设想，可以将关于消息是否是时间关键消息的指示符添加到包括该消息的数据帧。依据所使用的协议，指示符可以被添加到例如MAC帧的MAC报头或应用数据中、或者网络层帧中的保留字段中。指示符可以是单个比特，其几乎不会引入额外的载荷，并且可以被高效地处理。

在本公开的示例中，立即传输接收的消息包括：如果接收的消息的目的地是网络内的节点设备，则通过该节点设备的短程通信接口来传输接收的消息。

基于接收的消息的目的地字段，可以确定接收的消息的目的地是网络内的节点设备还是网络外的节点设备。当消息是网络内消息或节点间消息时，使用接收节点设备的短程通信接口传输该消息，从而可以使用网络中的节点设备之间的传递功能。

在本公开的示例中，立即传输接收的消息包括：如果接收的消息的目的地是网络外部的设备，则通过经由委托节点设备的委托而使用该委托节点设备的长程通信接口来传输接收的消息。

相反，当接收的消息的目的地是网络外部的设备时，接收的消息将经由委托节点设备通过该委托节点设备的长程通信接口来进行传输。

注意，这种消息可以由与接收该消息的节点设备相同的群组中的委托节点设备委托或由相邻群组中的委托节点设备委托。这有助于确保消息被可靠地传输到外部设备。

上文所描述的方法当应用于涉及许多照明设备的照明系统(诸如在办公楼中或高速公路上)时，尤其有利。照明设备必须传输网络内消息(诸如通过检测车辆或行人触发的通常为时间关键消息的按需照明消息)以及目的地为外部设备的消息(诸如用于报告能量使用的照明使用管理消息)。两种类型的消息都可以通过这种方法高效、可靠、经济地进行传输。

本公开内容的第三方面是一种包括多个照明器材的照明系统，每个照明器材包括长程通信接口和短程通信接口，多个照明器材通过根据本公开内容的第一方面的方法被配置到网络中，并且照明系统中的消息按照根据本公开的第二方面的方法进行传输。

本公开的第四方面提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储指令，这些指令当在至少一个处理器上被实行时，使得至少一个处理器执行根据本公开的第一方面的方法。

本公开的第五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，这些指令当在至少一个处理器上被实行时，使得至少一个处理器执行根据本公开的第二方面的方法。

根据以下参考附图的描述，最好地理解本发明的上述和其他特征和优点。在附图中，相同的附图标记表示相同的部分或执行相同或相当的功能或操作的部分。

附图说明

图1示意性地图示了根据本公开的被部署为扁平网络的包括多个节点设备的网络。

图2以流程图型示图示意性地图示了根据本公开的将多个节点设备配置到如图1所示的扁平网络中的方法的实施例。

图3示意性地图示了根据本公开的将相邻群组中的非时间关键通信分配到不同时隙中。

图4以流程图型示图示意性地图示了根据本公开的在可操作地互连的节点设备的扁平网络中传输消息的方法的实施例。

图5示意性地图示了根据本公开的被布置用于在可操作地互连的节点设备的网络中操作的节点设备的实施例。

具体实施方式

现在，参考附图，对本公开所设想的实施例进行更详细的描述。所公开的主题不应被解释为仅局限于本文中所阐述的实施例。相反，所说明的实施例通过示例提供以向所属领域的技术人员传达主题的范围。

下文参考作为网络的节点设备的多个照明设备的网络来详细描述本公开。本领域的技术人员将领会，本公开并不局限于照明设备的网络，而是可应用于具有网络通信连通性的广泛多种节点设备的网络，如背景技术部分中所指示的。

术语“节点设备”、“照明设备”和“照明器材”在以下描述中可互换使用。

图1示意性地图示了根据本公开的实施例的被部署为扁平网络的包括多个节点设备的网络100。

网络100可以是照明系统，该照明系统包括用作网络100的节点设备的多个照明设备或照明灯具a至p。每个照明设备包括或被配置为操作长程通信接口和短程通信接口。长通信接口被配置用于与诸如部署在云102上的后端服务器101之类的远程设备进行通信。短程通信接口被布置用于在网络中的节点设备之间进行通信，这也被称为节点间通信。

尽管图1中仅图示了照明设备a至p，但是现实生活应用场景可以包括这样一种照明系统，该照明系统包括沿着高速公路部署或办公室或工厂建筑中部署的大量照明设备，诸如数千个照明器材或甚至更多。

照明设备a至p可以包括或可操作地连接到一个或多个感测设备，诸如运动传感器、成像设备等，用于提供智能服务，诸如按需照明服务或监视服务。

网络100中的所有节点设备都被配置或组织为扁平网络。如本公开中所使用的扁平网络是指包括在网络中的节点设备不分层连接、也不分割或分隔成不同的通信区域或小型网络的网络拓扑结构。相反，所有节点设备都有可能基于相同的通信协议通过使用例如这些节点设备的短程通信接口而与彼此进行通信。扁平网络的示例可以是蓝牙网格或ZigBee网络。

以下将描述扁平网络100中的节点设备被划分为多个群组，诸如图1所示的群组110和120，这将便于网络100内的和与外部设备(诸如部署在云102上的后端服务器101)的消息的高效通信。

图2以流程图型示图示意性地图示了根据本公开的将多个节点设备配置到如图1所示的扁平网络100中的方法20的实施例。

该方法由调试器设备执行，该调试器设备可以是诸如移动设备之类的独立设备或被实现为遥控器上或管理服务器上的软件模块和管理服务器。

在步骤21处，所有节点设备被安装并且与必要的硬件设施连接，例如，基于构造平面图。

在步骤22处，将节点设备调试到扁平网络中。可以根据本领域技术人员已知的传统方法来执行将节点设备调试到图1所示的扁平网络100中。

作为示例，调试器设备可以通过经由该调试设备的短程通信接口直接与节点设备通信或者经由一个或多个其长程通信被激活的已经被调试的节点设备的委托远程地与节点设备通信来将每个节点设备加入到扁平网络中。

以这种方式调试的所有节点设备都共享相同的网络证书和通信资源，诸如相同的网络密钥和相同的通信信道，从而可以让每个节点设备都有可能通过使用短程无线通信与网络中的任何所选择的节点设备进行通信。

在步骤23处，节点设备被划分为多个群组，每个群组包括例如数十个节点设备。

在步骤24处，从每个群组中选择节点设备作为委托节点设备，用于在远程设备与其他节点设备之间委托消息。

本领域技术人员可以设想，对节点设备的分组和对每个群组中的委托节点设备的选择可以不必按两个分开的步骤和/或按特定次序执行。

作为示例，要形成图1中点划线正方形所图示的节点设备的两个群组110和120，其中分别在群组110和120中的节点d和k被选择为作为用于相同群组中或相邻群组中的其他节点设备的委托节点设备来操作或运转，用于与例如远程设备交换信息。注意，分组仅用于说明目的。本领域技术人员将理解，可能需要数目较大的群组来覆盖部署在扁平网络中的所有节点设备。

实际上，可以首先决定群组110和120，然后选择或挑选来自每个群组110和120的节点d和k作为群组110和120的委托节点设备。备选地，节点设备d和k可以首先被指定为委托节点设备，然后每个委托节点设备附近的多个节点设备被虚拟地分组成群组110和120。

在这两种情况下，对扁平网络100中的节点设备进行分组，并且每个群组内的节点设备被选择为委托源自或目的地为所选择的节点设备的通信范围内的其他节点设备的消息。

本领域的技术人员可以设想，依据诸如每个群组中的节点设备的数目等之类的条件，可以选择每个群组中的多于一个节点设备作为委托节点设备。

本领域技术人员可以设想，群组可以是虚拟群组。在这个意义上，某个节点不必只绑定到一个委托节点设备，如根据图1可以看到的。在图1中，由节点设备f、g、h和l所传输的消息可以由节点d或k委托。这有助于增加系统可靠性。

根据上文描述，可以看出，委托节点设备d和k在网络的委托和配置阶段期间由调试器设备选择。可以基于网络100中的节点设备a至p的地理位置来执行选择。在地理上或在通信上彼此相邻或靠近的节点设备可以被分配成一个群组，其中一个节点设备位于相对中心位置或在通信上更容易接近被选择为委托节点设备的相同群组中的其他节点设备。

在步骤25处，激活所选择的节点设备的长程通信接口，这允许所选择的节点设备在网络的操作阶段期间委托去往和来自其他节点设备的消息。

可以通过向所选择的节点设备或向委托节点设备的管理控制台传输激活指令或命令来执行激活。

本领域技术人员可以设想，激活步骤25不必在划分和选择步骤23和24之后执行。实际上，可能存在所有节点最初已经首先激活它们的长程通信接口的情况。之后，那些不需要长程通信功能的节点设备可以在调试和配置之后关闭或停用它们的长程通信接口。

可选地，在步骤26处，节点设备的选择由后端服务器基于在网络的运行时间或操作阶段的变化的网络条件来进行更新或优化。网络条件可以涉及例如一个或多个节点设备的维护或修复要求、连通性故障、针对节点设备之间的以及与远程设备的通信链路测量的服务质量。这种更新和优化有助于减少非期望通信中断，并且确保良好的通信效率。

在根据上文所描述的方法20而配置的图1的扁平网络100中，所有节点设备共享相同的证书，诸如相同的网络密钥和相同的应用密钥，并且根据至少一个相同的通信协议在相同的频率上操作。因此，所有节点设备可以例如使用它们的短程通信接口通过若干个传递节点设备的传递来彼此通话，而无需后端服务器在它们之间桥接。

因此，将所有节点设备a至p配置为扁平网络100允许跨网络100执行对所谓的网络内消息的及时传输，而没有不必要的延迟，这些网络内消息经常是时间关键消息，诸如要求短等待时间或延迟的按需照明触发消息。

另一方面，每个群组中的委托节点设备操作以经由它们的长程通信接口传输去往和来自网络外部的设备的消息(诸如照明管理应用所需的消息)，例如去往和来自后端服务器101。

由于只有数目有限的节点设备操作长程通信接口，所以通信成本可以保持较低，同时仍然确保每个节点设备与外部实体的通信。

由于网络100在短程无线通信方面是扁平网络，所以不会隔离诸如包括节点a至g的群组110和包括节点h至n的群组120的不同群组。

为了提高系统稳健性，如图1中虚线椭圆160和180所图示的，不同群组中的委托节点设备d和k的物理通信覆盖通常大于它们的虚拟范围110和120。因此，扁平网络100中的群组通常在它们的物理通信覆盖方面重叠。

由于这种冗余有助于确保可以可靠地委托要传输到外部设备的消息，所以这种冗余是有益的。另一方面，相邻群组之间的重叠可能会影响相邻群组中的通信，尤其是在节点设备的群组很多的情形下以及当要传输的消息的数目相对较大时。

以图1的群组110和120为例，节点设备d通常被设计用于委托去往/来自群组110的节点设备a到g的消息，并且节点设备k用于委托去往/来自群组120中的节点设备h到n的消息。然而，来自同一群组120中的节点设备k到节点设备h的消息也可以到达由节点设备d负责的相邻群组110中的节点设备f。当要由节点设备d处置的流量很大时，这是不期望的。

为了减轻重叠群组的影响，来自不同群组中的节点设备的非时间关键通信被分配到不同的时隙中，这如图3所图示。

图3中图示了四个群组201至204，其中每个群组包括三个节点设备，并且每个群组的中心设备b、e、h和k被选择作为该群组中的委托节点设备。

为了防止来自相邻群组的消息彼此干扰，相邻群组中的节点设备所传输的消息被分配到不同的时隙中。

如图3所图示的，来自群组201的非时间关键消息被分配到时隙210和230中，而来自群组202的非时间关键消息被分配到时隙220和240中。

由于群组201和203彼此不相邻，所以要由节点设备b和h传输的非时间关键消息可以被分配到相同的时隙210和230中。对于群组202和204也是如此。

本领域技术人员可以设想，当分组节点设备和/或当选择委托节点设备时，可以容易地分配来自不同群组的消息的时隙。在这个意义上，可以参考节点设备的地理位置来决定重叠群组或相邻群组。

还可以基于在运行时间期间执行的测量来执行时隙的分配。更进一步地，可以在运行时间期间优化所分配的时隙。

具体地，网络中的节点设备可以对其从不同的消息发起者接收的消息执行统计，并且向后端服务器发送消息发起者的列表。基于来自照明系统中的一些或全部节点设备的信息，后端服务器可以做出关于哪些群组重叠的决定，并且相应地为重叠群组或相邻群组分配不同的时隙。

另一方面，如果群组A中的节点设备经常检测或接收来自群组B中的节点设备的消息，则表明群组A与群组B之间存在很多干扰。因此，不同的时隙应当被分配给两个群组A和B。

时隙的这种分配防止同时传输来自相邻群组的由节点设备传输的非时间关键消息，因此有助于减少相邻群组中的由节点设备传输的消息之间的干扰。

上文所描述的为不同群组中的由节点设备传输的消息分配时隙的可以被认为是对配置扁平网络的方法的补充步骤。这有助于平衡网络中的通信流量，从而减轻消息冲突。

时隙分配仅用于非时间关键消息。因此，传感器所检测到的诸如故障报告消息或行人所触发的按需照明消息之类的时间关键消息仍然可以受益于扁平网络，并且可以在任何时间与后端服务器或其他节点设备进行交换。

图4以流程图型示图示意性地图示了根据本公开的在可操作地互连的节点设备的扁平网络中传输消息的方法30的实施例。如上文所描述的配置扁平网络，使得网络内消息和与外部设备交换的消息都可以以高效可靠的方式跨网络进行并且与远程设备进行通信。

该方法由网络中的节点设备中的任一节点设备执行，该节点设备可以是节点设备群组中的非委托节点设备或委托节点设备。

在步骤31处，节点设备接收消息。作为示例，该消息可以从另一节点设备接收，并且用来触发例如适合于逼近正在移动的行人或车辆的照明水平。作为另一示例，该消息可以包括要传输到后端服务器的能量使用消息。

本领域技术人员可以设想，依据消息的源设备，消息可以由节点设备经由该节点设备的短程通信接口或长程通信接口接收。

还存在以下场景：节点设备是检测正在移动的对象的节点设备，并且因此“准备”用于触发其他节点设备点亮的消息。出于本公开的目的，这还可以被认为是“接收”消息。

在步骤32处，节点设备确定接收的消息是否是时间关键消息。

关于该消息是否是时间关键消息的指示可以被包括在例如包括该消息的数据帧中。依据用于传输消息的通信协议，指示符可以方便地被添加到对应数据帧。

作为示例，ZigBee网络层帧的帧控制字段中的保留位可以被用来指示消息是否是时间关键消息。该指示符还可以方便地插入到网络命令的网络命令标识符列表中。

备选地，指示符可以被添加到例如MAC帧的MAC报头或应用数据。在这种情况下，甚至更高效地执行关于消息是否是时间关键消息的确定。

接收节点设备检查如包括在接收的数据帧中的指示符，并且决定是否应当立即传输或传递该消息。

如果在步骤32确定接收的消息是非时间关键消息，则在步骤33处，在为包括委托节点设备的群组分配的时隙处传输接收的消息。这通常涉及等待特定为包括接收节点设备的群组分配的时隙。

因此，彼此相邻的群组的节点设备被调度为在不同时隙处传输非时间关键消息。这不仅平衡了网络上的流量，而且还有助于减少由于可用网络资源有限而可能发生的非期望分组丢失。

如果在步骤32处确定接收的消息是时间关键消息(诸如报告功率故障或必须立即被处置的任何其他情形的消息)，则立即传输该消息，不得有任何延迟。因此，这样可以确保例如及时应对任何故障情形。

依据消息的目的地是网络中的另一节点设备(还被称为网络内消息或节点间消息)还是网络外部的设备，时间关键消息以不同方式被传输。

因此，紧接着在步骤32处的确定接收的消息是时间关键消息，在步骤34处，确定接收的消息是否是网络内消息。

通过例如参考包括消息的数据帧的某个字段，根据传统方法可以确定关于是网络内消息还是扁平网络外部的设备的指示。

如果在步骤34处确定接收的时间关键消息是网络内消息或接收的时间关键消息的目的地是扁平网络内的节点设备，则在步骤35处，节点设备通过该节点设备的短程通信接口传输接收的消息。

本领域的技术人员可以设想，可以使用泛洪或路由技术来完成传输，这里将不对其进行详述。

另一方面，如果在步骤34处确定接收的时间关键消息的目的地是扁平网络外部的设备，则在步骤36处，经由委托节点设备通过委托来传输接收的消息，该委托节点设备可以是与该节点设备在同一群组中的委托节点设备或例如在相邻群组中的委托节点设备。

本领域技术人员可以设想，经由委托节点设备通过委托传输时间关键消息可以包括：如果接收节点设备不是委托节点设备中的一个委托节点设备，则使用委托节点设备的短程通信接口将目的地是网络外部的时间关键消息传输到委托节点设备。

如果接收节点设备本身是委托节点设备，则它可以经由该接收节点设备的长程通信接口直接传输目的地是网络外部的时间关键消息。

图5示意性地图示了根据本公开配置的被布置用于在可操作地互连的节点设备的网络中操作的节点设备40的实施例。

节点设备40包括控制部分或控制设备410和诸如照明器材或照明设备420的负载，该照明器材或照明设备420包括照明模块421，优选地，发光二极管(LED)照明模块或多个LED照明模块，其操作可以例如由控制设备410从或通过远程控制设备控制，诸如，远程服务器或后端服务器(未示出)。

控制设备410操作长程通信接口441，诸如第一网络适配器或收发器(Tx/Rx1)模块，该长程通信接口441被布置用于与远程控制设备或后端服务器的直接无线消息交换或数据分组442。长程通信接口441通常根据许可频带中的移动通信系统技术(诸如2G/3G/4G/5G蜂窝式通信)和其他长程无线通信技术(诸如已知为长程广域网(LoRaWAN)和窄带IoT(NB-IoT)通信)而操作。然而，长程通信接口441还可以根据专有无线通信协议或技术而操作。

长程通信接口441还可以被布置用于有线消息交换443，诸如用于在以太网连接和因特网之上的数据交换等。

控制设备410还操作短程通信接口451，诸如第二网络适配器或收发器(Tx/Rx2)模块，该短程通信接口451被布置用于与网络中的另一节点设备进行消息或数据分组的短程无线452交换或有线453交换，即，所谓的节点间设备通信。用于通过联网设备或节点交换数据的网络协议可以包括ZigBee^TM，Bluetooth^TM，以及用于无线网络和诸如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(或基于KNX的系统)之类的有线总线网络的基于WiFi的协议，以及其他专有协议。

控制设备410还包括至少一个微处理器μP或控制器445、以及至少一个数据储存库或存储装置或存储器446等，用于存储节点设备本身和其他节点设备的地址信息，诸如节点设备的标识符(ID)447、媒体访问控制(MAC)、地址和订户信息。储存库446还存储用于包括节点设备40的网络的网络证书。代替储存库446，可以提供可接近至少一个处理器或控制器445的单独的存储器或存储装置。

至少一个微处理器或控制器445经由控制设备410的内部数据通信和控制总线448与长程通信接口441、短程通信接口451和至少一个储存库或存储器446通信地交互并且对其进行控制。

当节点设备40被部署在如参考本公开所描述的扁平网络中时，至少一个微处理器或控制器445可操作以执行在上文所描述的扁平网络中传输消息的方法。

照明器材或照明设备420连接444到数据通信并且由数据通信控制，并且通过至少一个微处理器或控制器410控制总线448。

本领域的技术人员将领会，除了照明器材或照明设备420之外，任何电负载都可以连接444到控制总线，诸如接入点设备或地理路由设备。

本公开并不限于上文所公开的示例，并且本领域技术人员可以在所附权利要求中所公开的本公开的范围之外对其进行修改和增强，而不必应用创造性技能，并且用于任何数据通信、数据交换和数据处理环境、系统或网络。

Claims (15)

1.一种配置网络的方法，所述网络包括多个节点设备，每个节点设备包括长程通信接口和短程通信接口，所述方法由调试设备执行并且包括以下步骤：

-经由短程通信接口调试所述多个节点设备中的所有节点设备以形成共享相同的网络证书和通信资源的单个扁平网络；

-将所述多个节点设备划分为多个群组；

-从每个群组中选择一个或多个节点设备作为委托节点设备，以便通过所述一个或多个节点设备的长程通信接口来委托来自其他节点设备的消息；以及

-激活所述委托节点设备的所述长程通信接口，使得所述委托节点设备的所述长程通信接口和所述短程通信接口能够同时工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述选择步骤基于所述多个节点设备在所述扁平网络中的地理位置而被执行。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述激活步骤包括：通过向所述委托节点设备或向所述委托节点设备的管理控制台传输指令来激活所述长程通信接口。

4.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：基于所述扁平网络中的运行时间条件来更新或优化所选择的所述委托节点设备中的一个或多个所选择的所述委托节点设备的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述扁平网络中的所述运行时间条件包括以下中的至少一项：在所述网络内的节点设备之间的通信信道上或在与远程设备的通信信道上测量的服务质量、以及所选择的委托节点设备的维护要求。

6.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：通过相邻群组的节点设备分配用于传输消息的不同的时隙的步骤。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述分配步骤基于相邻群组中的节点设备的地理位置。

8.根据权利要求6所述的方法，其中时隙的所述分配基于实时测量的通过节点设备从所述相邻群组中的节点设备接收的信号强度而被优化。

9.一种在使用根据前述权利要求1至8中任一项所述的方法配置的网络中传输消息的方法，所述网络包括多个可操作地互连的节点设备，每个节点设备包括长程通信接口和短程通信接口，所述方法由节点设备群组中的接收节点设备执行并且包括以下步骤：

-确定接收的消息是否是时间关键消息；

-如果确定所述接收的消息是时间关键消息，则立即传输所述接收的消息；以及

-如果确定所述消息是非时间关键消息，则在特定时隙处传输所述接收的消息，所述时隙与为来自相邻节点设备群组的消息所分配的时隙不同。

10.根据权利要求9所述的方法，其中确定接收的消息是否是时间关键消息包括：检查包括在所述接收的消息中的特定指示符。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中立即传输所述接收的消息包括：如果所述接收的消息的目的地是所述网络内的节点设备，则通过所述节点设备的短程通信接口来传输所述接收的消息。

12.根据权利要求9或10所述的方法，其中立即传输所述接收的消息包括：如果所述接收的消息的目的地是所述网络外部的设备，则通过经由委托节点设备的委托而使用所述委托节点设备的长程通信接口，来传输所述接收的消息。

13.一种包括多个照明器材的照明系统，每个照明器材包括长程通信接口和短程通信接口，所述多个照明器材通过根据前述权利要求1至8中的任一项所述的方法而被配置到网络中，并且所述照明系统中的消息按照根据前述权利要求9至12中的任一项所述的方法进行传输。

14.一种计算机程序产品，包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储指令，所述指令当在至少一个处理器上被实行时，使得所述至少一个处理器执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

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，所述指令当在至少一个处理器上被实行时，使得所述至少一个处理器执行根据权利要求9至12中任一项所述的方法。