ES2237529T3 - Sistema, aparatos y procedimiento de construccion de tablas de enrutamiento en una red inalambrica. - Google Patents

Abstract

Un sistema de automatización (400, 600, 800 y 1000) para controlar y monitorizar una red de dispositivos (1, 2, 3, 4, 5), el sistema de automatización comprende: una pluralidad de dispositivos (1, 2, 3, 4, 5) a controlar, cada dispositivo comprende: un receptor de radiofrecuencia para recibir señales, un transmisor de radiofrecuencia para transmitir señales, una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de dispositivo que identifica el dispositivo y para almacenar otros datos, una unidad de procesamiento para administrar la recepción y la transmisión de señales y está adaptado para leer datos y almacenar datos en la memoria, un controlador (10) que comprende: un transmisor de radiofrecuencia para transmitir señales, un receptor de radiofrecuencia para recibir señales, una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de controlador que identifica el controlador y almacenar datos representativos de una tabla de dispositivos que contiene los identificadores de dispositivo de los dispositivos controlados por el controlador, una unidad de procesamiento para gestionar la recepción y la transmisión de señales y que está adaptada para leer datos y almacenar datos en la memoria, el sistema de automatización se caracteriza porque la unidad de procesamiento del controlador comprende medios para generar un primer marco a transmitir en una primera señal (801) para instruir a un primer dispositivo para que descubra otros dispositivos dentro de su alcance, dicho primer marco para instruir el primer dispositivo comprende el identificador de dispositivo de primer dispositivo como identificador de destino y una lista que contiene dos o más identificadores de dispositivo de dispositivos de la tabla de dispositivos a ser descubiertos por el primer dispositivo, y porque la unidad de procesamiento del primer dispositivo comprende medios para: - después de recibir la primera señal (801) con su identificador como identificador de destino, generar unas segundas señales (803, 805, 806, 808) para cada identificador de dispositivo de la lista del primer marco, cada segunda señal comprende un identificador de dispositivo de dicha lista como identificador de destino y el identificador de dispositivo del primer dispositivo como identificador fuente, - acusar recibo de la recepción de una de las segundas señales mediante la generación de una tercera señal (804, 807) que comprende el identificador fuente de la segunda señal recibida como identificador de destino y el identificador de destino de la segunda señal recibida como identificador fuente y - después de recibir la tercera señal con su identificador como identificador de destino, almacenar datos representativos del identificador fuente de la tercera señal en su memoria.

Description

Sistema, aparatos y procedimiento de construcción de tablas de enrutamiento en una red inalámbrica.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema inalámbrico de automatización que tiene un controlador para controlar una amplia variedad de funciones por medio de dos formas de comunicación con una pluralidad de dispositivos. Más específicamente, la invención se refiere a una forma mejorada y flexible de enrutar señales desde un controlador a un dispositivo, que incluye la construcción de diferentes tablas tales como tablas de enrutamiento. La forma mejorada y flexible de enrutamiento permite que el usuario alcance cualquier dispositivo dentro de la red con una alta
fiabilidad.

Antecedentes de la invención

Los sistemas domésticos de automatización para controlar dispositivos con diferentes funciones tales como la iluminación y los equipos de audio dentro de un edificio han evolucionado hacia un concepto de "hogar inteligente", en el que diferentes dispositivos de entrada/salida (E/S) con una amplia gama de funciones se controlan de forma remota mediante un controlador central. Dichos sistemas están construidos como redes con una pluralidad de componentes tales como controladores, dispositivos de E/S, repetidores o amplificadores de señales dedicados.

La calidad de dichos sistemas puede definirse típicamente por un número de parámetros:

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Fiabilidad. La frecuencia con la que una señal es recibida de forma errónea por el receptor deseado o no se recibe en absoluto. La fiabilidad puede calificarse en un número de formas tales como mediante MTBF o tasa de errores de bits, y muchos tipos de errores pueden ser detectados y corregidos automáticamente por el sistema. La fiabilidad, como parámetro de calidad, se describe más adecuadamente como cuán a menudo el usuario experimenta regularmente que el sistema no realiza la tarea deseada.

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Alcance/cobertura. El tamaño de la red que puede ser soportado por el sistema y sí hay una densidad mínima necesaria de repetidores o amplificadores de señal. También sí un dispositivo puede conectarse a la red para enviar y recibir señales a cualquier sitio dentro del alcance de la red o si hay "puntos muertos".

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Versatilidad. Qué tipos de dispositivos de E/S y funciones pueden ser controlados por el sistema y si el sistema puede soportar las señales necesarias utilizadas para estas aplicaciones. Sí la topología de la red puede expandirse con nuevas funcionalidades sin cargas indebidas y sí el sistema/red soporta un gran número de dispositivos. Estas consideraciones están a menudo relacionadas con un protocolo de comunicaciones del sistema y dependen de sí el protocolo de comunicaciones está construido con una aplicación específica en mente u optimizado para un tipo específico de dispositivos de E/S.

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Flexibilidad. El sistema debería ser fácil de instalar, configurar, modificar y utilizar. Así, el aprendizaje de nuevos dispositivos y configuración de rutas para la transmisión de señales debería ser automático hasta al menos algún grado. También, la programación y la utilización de funciones, así como la expansión del sistema debería ser una tarea simple y sencilla para el usuario. Esta necesidad se acrecienta en sistemas domésticos de automatización para su uso en domicilios particulares.

Los sistemas de automatización basados en redes cableadas suministran una alta calidad en los primeros tres parámetros de calidad pero sólo raramente en el cuarto parámetro. Las redes cableadas son a menudo la elección primaria en sistemas de alta capacidad y de alta seguridad en los que se necesita una calidad muy alta. Sin embargo, las redes cableadas tienen un número de inconvenientes obvios:

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Dependencia del medio. La desconexión de una sección importante de cable puede congelar la red completa.

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Baja flexibilidad. Las redes cableadas son muy inflexibles, si se desea un dispositivo en una posición fuera de la red existente, o en una posición dentro de la red que no está actualmente conectada a la red cableada, debe instalarse y conectarse a la red un nuevo ramal de cable.

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Instalación. La instalación inicial de la red, el tendido y la conexión del cable, así como la extensión de una instalación existente son tareas laboriosas y a menudo requieren la asistencia de personal cualificado.

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Precio. Los costes de conexión, instalación y extensión de redes cableadas son extremadamente altos. Si tiene que instalarse una red cableada para un sistema de automatización en un domicilio particular de tamaño familiar, los costes para el tendido y la conexión de los cables pueden ascender incluso a 10.000 dólares USA si se instala durante la construcción de la casa y hasta 25.000 dólares USA si se instala en una casa ya existente. Además de todo esto hay que añadir el precio de los controladores, los dispositivos de E/S y los repetidores o amplificadores de señal.

Aunque las redes cableadas generalmente suministran una mejor calidad, las redes inalámbricas se han vuelto más y más populares como una solución de red barata y de fácil accesibilidad. Las redes inalámbricas superan claramente los inconvenientes antes mencionados de las redes cableadas. Sin embargo, la mayoría de los sistemas inalámbricos de automatización de bajo coste existentes tienen una baja calidad en los otros parámetros mencionados. Los sistemas inalámbricos de automatización de un mayor ancho de banda típicamente son muy complejos y requieren una mayor potencia de procesamiento con lo cual el precio puede aproximarse al precio de las redes cableadas.

El documento EP 0 395 495 describe un sistema de enrutamiento de red adaptativo. El sistema realiza el enrutamiento de acuerdo con reglas predefinidas, para efectuar las comunicaciones entre una unidad central de control (CCU) y las unidades remotas, tales como dosificadores de electricidad, distribuidos sobre la línea de alimentación eléctrica. La comunicación se establece mediante la emisión desde la CCU de una señal de interrogación para ser recibida por las unidades remotas. Las trayectorias se almacenan en diferentes mapas desarrollados para los nodos durante diferentes períodos de tiempo que tienen diferentes características de interferencia de la línea de alimentación. La CCU accede a uno de estos mapas dependiendo, por ejemplo, del momento del día y de la estación, para establecer una trayectoria.

El documento US 5.905.442 presenta un sistema inalámbrico de automatización con un control remoto centralizado que controla dispositivos de E/S para suministrar energía eléctrica a aparatos desde las salidas de energía eléctrica de la red de distribución eléctrica del edificio. El control remoto y los dispositivos de E/S comprenden transceptores de RF y el sistema incluye unidades repetidoras dedicadas para repetir señales dirigidas a los dispositivos de E/S fuera del alcance del control remoto.

El documento US 5.875.179 describe un procedimiento para sincronizar las comunicaciones sobre una arquitectura dorsal en una red inalámbrica. El sistema recurre a dos controladores, uno de los cuales es un controlador maestro y otro que es un controlador maestro alternativo que se activará solamente cuando el controlador maestro no funcione. Los repetidores dedicados y los dispositivos de E/S del sistema son comúnmente denominados dispositivos, sin embargo, del contexto se desprende que hay una diferencia funcional distinta entre dispositivos repetidores y dispositivos finales (de E/S).

El documento US 4.427.968 presenta un sistema inalámbrico de automatización con enrutamiento flexible de mensajes. Una estación central produce una señal para un dispositivo de E/S, la señal contiene un código de ruta, un código de dirección, un código de identificación y un código de mensaje. Repetidores dedicados de esta arquitectura reciben las señales y siguen un procedimiento específico para repetir la señal.

Los repetidores también pueden direccionarse como dispositivos finales, por ejemplo, para que el controlador descargue las tablas de enrutamiento.

El documento US 4.250.489 describe un sistema de comunicación que tiene repetidores dedicados organizados en una configuración piramidal. Los repetidores son bidireccionalmente direccionables y pueden recibir señales de interrogación que dicen que un repetidor es el último repetidor de la cadena. Los repetidores no están conectados a los aparatos y no realizan ninguna función a parte de repetir las señales de enrutamiento.

El documento US 4.912.461 se refiere a un procedimiento y a un sistema para enrutar señales entre un conjunto de nodos, cada nodo también actúa como fuente intermedia para emitir señales que tienen otro nodo de destino final. Según se describe, por ejemplo, en la columna 11, línea 26, y se muestra en la figura 7 del documento US 4.912.461, cada nodo mantiene una tabla del número de mensajes recibidos/transmitidos a los nodos circundantes. La patente presenta el uso de un mapa de enlace (figura 7) y de un mapa de enrutamiento (figura 8) construidos por el procesador de cada nodo y que están almacenados en cada nodo. Durante el enrutamiento de una señal a través de la red, cada fuente intermedia identifica la fuente intermedia siguiente sobre la base de sus tablas y del nodo de destino final dado. Así el enrutamiento no se realiza de forma central sino mediante enlace distribuido y mapas de enrutamiento en los nodos del sistema.

El documento WO 95/01030 presenta un procedimiento para determinar y monitorizar la topología del sistema en un sistema de lectura de un medidor remoto aplicando transmisión de señales de portadora de línea de potencia. La determinación y monitorización de la topología del sistema se lleva a cabo transmitiendo señales de emisión desde una estación central (LC) que recibe entonces los acuses de recibo de las unidades que reciben la señal de emisión (consulte la sección "monitorización de la topología", página 7-8 del documento WO 95/01030).

Similarmente, el documento WO 97/24840 específica que un nodo de inicialización se construye para determinar su conectividad con cualquier otro nodo que pudiera "escuchar" sus transmisiones. Según se describe en la página 10, líneas 5-11, una señal INIT_BEACON repetida solicita una respuesta de todos los nodos que reciban uno o más de estos paquetes, la señal INIT_BEACON tiene una dirección común a la que todos los nodos responden. De esta forma, el documento WO 97/24840 muestra el uso de señales de radiodifusión.

Una desventaja de los sistemas inalámbricos de automatización de acuerdo con la técnica anterior es que utilizan señales de radiodifusión para determinar la topología de la red del sistema. Las señales de radiodifusión son señales direccionadas hacia todos los dispositivos que reciben la señal y no tienen un destino específico. Para que los componentes de una red inalámbrica respondan a una señal de radiodifusión, debe seguirse uno de dos procedimientos para evitar la interferencia de señales; (1) deben asignarse segmentos de tiempo dedicados a cada componente de la red lo que da como resultado un procesamiento lento en redes grandes o (2) deben asignarse frecuencias de transmisión dedicadas a cada uno de los componentes de la red lo que requiere un gran ancho de banda. Típicamente, la topología de la red del sistema se determina explorando la red completa utilizando señales de radiodifusión. Alternativamente, la red puede dividirse en subredes predeterminadas y fijas que pueden controlarse individualmente.

Resumen de la invención

La presente invención suministra un sistema inalámbrico de automatización de alta calidad y de bajo coste que utiliza señales de radiofrecuencia (RF) para reducir el precio, el sistema de acuerdo con la presente invención funciona preferiblemente en un ancho de banda dedicado a controlar comandos, es decir un ancho de banda de aproximadamente 10 Kbps. Este bajo ancho de banda permite que los circuitos integrados sean producidos en masa a un menor precio que los circuitos integrados para sistemas de gran ancho de banda. También, los transmisores y receptores de RF del sistema funcionan preferiblemente dentro de la banda "pública" de frecuencias en la que no se necesita licencia, reduciendo el coste adicionalmente de esta forma.

Sin embargo, seleccionando un funcionamiento de bajo ancho de banda en una banda pública de frecuencias se introduce un número de problemas que reducen la calidad del sistema:

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Un bajo ancho de banda da una baja capacidad en la cantidad de datos que pueden comprender las señales.

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Un gran número de aparatos funcionan en las bandas públicas de frecuencia dando como resultado una gran cantidad de interferencias de radiofrecuencia.

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La potencia de transmisión permitida en los transmisores de RF está restringida, lo que da como resultado una banda limitada de señales.

Para salvar estos problemas, el sistema de acuerdo con la presente invención se optimiza para asegurar unas altas fiabilidad, alcance/cobertura, versatilidad y flexibilidad.

Para asegurar unas altas fiabilidad, alcance/cobertura, versatilidad y flexibilidad el sistema de acuerdo con la presente invención suministra un sistema que tiene una nueva e inventiva arquitectura de enrutamiento para redes inalámbricas que permite esquemas de enrutamiento mucho más completos y flexibles en comparación con los sistemas de la técnica anterior.

Un objeto de la presente invención es suministrar un sistema inalámbrico doméstico de automatización que mejore gratamente la calidad de las redes inalámbricas en términos de fiabilidad, alcance/cobertura, versatilidad y flexibi-
lidad.

Otro objeto de la presente invención es suministrar un sistema inalámbrico doméstico de automatización que suministre una red de controladores y dispositivos con un esquema de enrutamiento mejorado que permita que las señales de un controlador alcancen cualquier dispositivo de la red utilizando la ruta más rápida y más fiable, teniendo en cuenta que el controlador puede cambiar de posición.

Otro objeto adicional de la presente invención es suministrar un sistema inalámbrico de automatización doméstica que mejore una red de controladores y dispositivos con un esquema de enrutamiento mejorado que, en caso de fallar en el intento de alcanzar un dispositivo dado, suministre listas priorizadas de rutas alternativas de manera que se alcance el dispositivo utilizando la ruta alternativa más rápida y más fiable.

Otro objeto adicional de la presente invención es suministrar un sistema inalámbrico doméstico de automatización que utilice señales de radiofrecuencia, suministrando de esta forma flexibilidad en términos de la colocación física de los controladores y de los dispositivos y proporcionando aún tolerancia a fallos o aviso al usuario en caso de mal funcionamiento.

Aún otro objeto adicional de la presente invención es suministrar un sistema inalámbrico doméstico de automatización que sea flexible para adaptarse a una topología dinámicamente cambiante, con lo que el sistema en el caso de expansión física o reordenación de la red adapte automáticamente su información de enrutamiento sin ninguna intervención directa del usuario.

En un primer aspecto, la invención suministra un sistema de automatización para controlar y monitorizar una red de dispositivos, el sistema de automatización comprende:

una pluralidad de dispositivos a controlar, cada dispositivo comprende:

un receptor de radiofrecuencia para recibir señales,

un transmisor de radiofrecuencia para transmitir señales,

una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de dispositivo que identifica el dispositivo y para almacenar otros datos,

una unidad de procesamiento para administrar la recepción y transmisión de señales y

está adaptado para leer y almacenar los datos de la memoria,

un controlador que comprende:

un transmisor de radiofrecuencia para transmitir señales,

un receptor de radiofrecuencia para recibir señales,

una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de controlador que identifica el controlador y para almacenar datos representativos de una tabla de dispositivos que mantiene los identificadores de dispositivos de los dispositivos controlados por el controlador,

una unidad de procesamiento para administrar la recepción y transmisión de señales y

está adaptado para leer y almacenar datos en la memoria,

el sistema de automatización se caracteriza porque

la unidad de procesamiento del controlador comprende medios para generar un primer marco que se transmitirá en una primera señal para instruir a un primer dispositivo para descubrir otros dispositivos dentro de su ámbito,

dicho primer marco para instruir el primer dispositivo comprende el identificador de dispositivo del primer dispositivo como un identificador de destino y una lista que mantiene dos o más identificadores de dispositivo de los dispositivos de la tabla de dispositivos a ser descubiertos por el primer dispositivo, y porque

la unidad de procesamiento del primer dispositivo comprende medios para:

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después de recibir la primera señal con su identificador como identificador de destino, generar segundas señales para cada identificador de dispositivo de la lista del primer marco, cada segunda señal comprende un identificador de dispositivo de dicha lista como identificador de destino y el identificador de dispositivo del primer dispositivo como identificador fuente.

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efectuar acuse de recibo de una de las segundas señales para generar una tercera señal que comprende el identificador fuente de la segunda señal recibida como identificador de destino y el identificador de destino de la segunda señal recibida como identificador fuente y

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después de recibir la tercera señal con su identificador como identificador de destino, almacenar en su memoria datos representativos del identificador fuente de la tercera señal.

En un segundo aspecto, la presente invención suministra un procedimiento para determinar una topología de red en un sistema de automatización para controlar y monitorizar dispositivos, el procedimiento comprende los pasos de:

suministrar un sistema de automatización que comprende

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una pluralidad de dispositivos a ser controlados, cada dispositivo comprende una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de dispositivos que identifica el dispositivo y almacenar datos representativos de una línea de enrutamiento que indica otros dispositivos con los que el dispositivo puede transmitir y recibir señales satisfactoriamente, y una unidad de procesamiento para administrar la recepción y transmisión de señales que está adaptada para leer y almacenar datos en una memoria,

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un controlador que comprende una memoria que almacena datos representativos de un identificador de controlador que identifica el controlador y que almacena datos representativos de una tabla de dispositivos para contener los identificadores de dispositivo de los dispositivos controlados por el controlador y una unidad de procesamiento para administrar la recepción y transmisión de señales que está adaptada para leer y almacenar datos en la memoria,

el procedimiento se caracteriza porque cada dispositivo comprende una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de dispositivo que identifica el dispositivo y para almacenar datos indicativos de con cual de los otros dispositivos el dispositivo puede transmitir señales y recibir señales de forma satisfactoria, y porque además comprende los pasos de:

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transmitir una primera señal desde el controlador para instruir a un primer dispositivo para descubrir otros dispositivos dentro de su alcance, la primera señal comprende una lista que contiene dos o más identificadores de dispositivo de los dispositivos de la tabla de dispositivos del controlador,

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recibir la primera señal en el primer dispositivo,

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transmitir segundas señales desde el primer dispositivo direccionadas hacia dispositivos de dicha lista de la primera señal,

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transmitir una tercera señal de acuse de recibo de la recepción de la segunda señal de cada dispositivo que recibió una segunda señal direccionada hacia ese dispositivo y

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recibir cualquiera de las terceras señales en el primer dispositivo y almacenar datos representativos de los identificadores de dispositivo de los dispositivos que transmitieron las terceras señales recibidas en la línea de enrutamiento de la memoria del primer dispositivo.

Preferiblemente, la memoria del controlador está además adaptada para almacenar datos representativos de una tabla de enrutamiento indicativa de cada uno de la serie de dispositivos, otros dispositivos con los cuales cada dispositivo puede transmitir señales y recibir señales satisfactoriamente, en cuyo caso el procedimiento comprende además los pasos de:

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transmitir una cuarta señal desde el primer dispositivo hacia el controlador, la cuarta señal contiene la línea de enrutamiento y

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recibir la cuarta señal en el controlador y almacenar la línea de enrutamiento en la tabla de enrutamiento de la memoria del controlador.

En un tercer aspecto, la invención suministra un controlador para controlar un sistema de automatización que tiene una red de dispositivos, dicho controlador comprende:

un transmisor de radiofrecuencia para transmitir señales,

un receptor de radiofrecuencia para recibir señales,

una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de controlador que identifica el controlador y almacenar datos representativos de una tabla de dispositivos que contiene los identificadores de dispositivo de los dispositivos controlados por el controlador,

una unidad de procesamiento para administrar la recepción y transmisión de señales y

está adaptado para leer datos y almacenar datos en la memoria,

que se caracteriza porque la unidad de procesamiento del controlador comprende medios para generar una primera señal para instruir a un primer dispositivo para descubrir otros dispositivos dentro de su alcance, dicha primera señal comprende el identificador del dispositivo del primer dispositivo como indicador de destino, y porque

dicha primera señal comprende además una lista que contiene dos o más identificadores de dispositivo de los dispositivos de la tabla de dispositivos e instrucciones para el primer dispositivo para generar y transmitir segundas señales a los dispositivos de dicha lista para determinar qué dispositivos de dicha lista pueden ser alcanzados desde el primer dispositivo.

En un cuarto aspecto la invención suministra un dispositivo para su uso en un sistema de automatización que tiene una red de dispositivos a controlar por un controlador, el dispositivo comprende:

un receptor de radiofrecuencia para recibir señales,

un transmisor de radiofrecuencia para transmitir señales,

una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de dispositivo que identifica el dispositivo y almacenar otros datos,

una unidad de procesamiento para administrar la recepción y transmisión de señales y

está adaptado para leer datos y almacenar datos en la memoria,

el dispositivo se caracteriza porque la unidad de procesamiento del dispositivo comprende medios para:

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después de recibir una primera señal que comprende su identificador como identificador de destino, una lista que contiene dos o más identificadores de dispositivo e instrucciones para el dispositivo para generar y transmitir unas segundas señales a dispositivos de dicha lista para determinar qué dispositivos de dicha lista pueden ser alcanzados desde el dispositivo, generar las segundas señales para cada identificador de dispositivo de la lista, cada segunda señal comprende un identificador de dispositivo de la lista como identificador de destino y el identificador de dispositivo del dispositivo como identificador fuente,

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acusar de recibo de la recepción de la segunda señal generando una tercera señal que comprende el identificador fuente de la segunda señal recibida como identificador de destino y el identificador de destino de la segunda señal recibida como identificador fuente y

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después de recibir una tercera señal con su identificador como identificador de destino, almacenar en su memoria datos representativos del identificador fuente de la tercera señal.

En la presente memoria técnica y en las reivindicaciones, el término "unidad de procesamiento" designa una unidad que comprende cualquier procesador o microprocesador tal como una CPU o un microprocesador programable por software, así como sus combinaciones, capaz de suministrar la gestión requerida de los datos recibidos y transmitidos; la unidad de procesamiento comprende además memoria tal como una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de acceso aleatorio (RAM), una RAM flash, etc, para almacenar programas y rutinas para ser ejecutados por el procesador. Preferiblemente la unidad también comprende medios de interfaz para leer y escribir datos en la memoria y medios de interfaz para generar señales y transmitirlas al transmisor para su transmisión y medios de interfaz para transmitir señales del receptor.

El término "memoria" designa una o varias áreas de memoria adaptadas para almacenar información digital. Preferiblemente es posible leer, escribir y borrar datos en la memoria. La memoria debería estar ubicada en una estructura mayor de memoria que comprenda varias memorias utilizadas por una unidad de procesamiento para, por ejemplo, el almacenamiento de programas de aplicación y/o el almacenamiento de datos. Algunas partes de la memoria pueden ser no volátiles.

El término "señal" designa un portador de información, tal como una pluralidad de impulsos de radiación electromagnética (RF). Preferiblemente, la señal se forma mediante la modulación de una onda portadora y se recupera durante la recepción mediante demodulación. Las modulaciones pueden ser modulaciones digitales de manera que transporten información digital. La información en una señal de acuerdo con la presente invención está preferiblemente comprendida en un marco de comunicación digital que comprende un número de bits que identifican el marco y un número de bits que transportan la información o datos transmitidos.

Un identificador es una cadena de datos que identifica un controlador o un dispositivo o parte de un dispositivo. También, un identificador puede identificar una estructura de datos tal como una tabla o un área de memoria dedicada. Un identificador puede ser un nombre, un código o un número.

Los identificadores de controladores y dispositivos son cadenas de datos que identifican el controlador o dispositivo individual como un controlador o dispositivo simple y específico dentro de la red. Los identificadores de controladores de dispositivos se utilizan preferiblemente para direccionar el controlador o dispositivo específico en comunicación dentro de una red. Preferiblemente, los identificadores de controladores o dispositivos se utilizan para designar el controlador o dispositivo específico dentro de un protocolo de comunicaciones, que es un conjunto convenido de procedimientos operacionales para hacer posible que los datos sean transferidos entre controladores y dispositivos.

En el sistema de automatización de acuerdo con la presente invención, una red se caracteriza preferiblemente por un único identificador de sistema, que se utiliza en todas las comunicaciones dentro del sistema. Un identificador único es una cadena de datos que no es idéntica a ninguna cadena de datos utilizada para identificar cualquier otro sistema, controlador o dispositivo. Preferiblemente durante la fabricación se fija un identificador único y se almacena en una memoria no volátil. Por lo tanto, los identificadores de los controladores y los dispositivos pueden comprender una primera y una segunda parte, en donde la primera parte es el identificador único de sistema y la segunda parte es el identificador para cada controlador o dispositivo específico dentro del sistema. En este caso, el identificador de dos partes que identifica un controlador o dispositivo es único si el identificador de sistema es único. Preferiblemente, los controladores tienen identificadores únicos fijados durante su fabricación y la unidad de procesamiento del controlador implementada en el sistema se adapta para hacer de su identificador único el identificador único del sistema.

Cualquier señal dentro del sistema preferiblemente comprende:

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uno o más identificadores de destino que son los identificadores de los controladores o dispositivos hacia los cuales se direcciona la señal, estos controladores o dispositivos se denominan controladores, dispositivos de destino y

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un identificador fuente que es el identificador del controlador o dispositivo que transmite la señal, estos controladores o dispositivos se denominan controlador/dispositivo fuente.

Opcionalmente, la señal puede comprender además:

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instrucciones relativas al funcionamiento del dispositivo de destino o información relativa al funcionamiento de un aparato conectado al dispositivo de destino,

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uno o más identificadores de repetidor que son identificadores de los dispositivos que deberían repetir la señal, estos dispositivos se denominan dispositivos repetidores de señales, dispositivos repetidores o simplemente repetidores.

Las señales del primer y del segundo tipo de acuerdo con los primeros cuatro aspectos de la presente invención son preferiblemente señales tal como las descritas anteriormente, en las que la señal de primer tipo comprende preferiblemente instrucciones para el dispositivo de destino mientras que la señal del segundo tipo preferiblemente no lo hace. Preferiblemente, la primera señal comprende todos los identificadores de dispositivo de la tabla de dispositivos, excepto el identificador de dispositivo del primer dispositivo. Alternativamente, la primera señal comprende todos los identificadores de dispositivo de la tabla de dispositivos, pero el primer dispositivo está adaptado para no enviar una segunda señal a sí mismo.

Los datos que representan los identificadores de los dispositivos que respondieron mediante una tercera señal hacen posible que el sistema vea los dispositivos con los que el primer dispositivo puede enviar y recibir señales. Estos datos representan consiguientemente la topología de la parte de la red dentro del alcance del primer dispositivo. La función realizada por el sistema para descubrir esta topología se denominará "descubrimiento". Ya que todos los dispositivos de la serie de dispositivos comprenden medios que los posibilitan para efectuar un descubrimiento, la topología de la red completa puede determinarse dejando que los dispositivos realicen descubrimientos por turnos.

Una característica importante de la presente invención es que el primer dispositivo recibe instrucciones relativas a qué otros dispositivos debe buscar en el descubrimiento. Esto permite que el primer dispositivo direccione satisfactoriamente cada dispositivo directamente sobre una señal dedicada y no utilizando señales de radiodifusión. De esta forma se obvian las desventajas de los segmentos de tiempo o de los saltos de frecuencia.

Preferiblemente, el controlador puede utilizar la información del descubrimiento recopilada por los dispositivos para conocer la topología de la red del sistema construyendo una tabla de enrutamiento indicativa de cada uno de la serie de dispositivos, otros dispositivos con los que cada dispositivo pueda transmitir y recibir señales de forma satisfactoria. Por lo tanto, la memoria del controlador puede adaptarse además para almacenar datos representativos de una tabla de enrutamiento, la unidad de procesamiento de cualquier primer dispositivo de la serie de dispositivos puede comprender además medios para generar una cuarta señal que comprende el identificador del controlador como identificador de destino, datos almacenados representativos de los identificadores fuente de cualquiera de las terceras señales recibidas y el identificador de dispositivo del primer dispositivo como identificador fuente, y la unidad de procesamiento del controlador puede comprender además medios para recibir cuartas señales de los dispositivos a controlar y para formar la tabla de enrutamiento.

Otra característica importante de la presente invención es que cada dispositivo realiza su descubrimiento individualmente, solamente se descubre la topología de las partes relevantes de la red, es decir partes que hayan sido extendidas o reordenadas, en vez de explorar la red completa lo que podría requerir un número muy grande de señales. Esta característica permite que el sistema de acuerdo con la presente invención actualice una línea simple en la tabla de enrutamiento en vez de actualizar la tabla de enrutamiento completa.

El controlador utiliza la tabla de enrutamiento para determinar una ruta para una señal a transmitir a un dispositivo de destino que está fuera del alcance de su transmisor. Utilizando la tabla de enrutamiento, el controlador puede determinar los dispositivos que pueden alcanzar el dispositivo de destino y los dispositivos que pueden alcanzar esos dispositivos, etc. Así, utilizando la tabla de enrutamiento, el controlador puede efectuar un cálculo en sentido inverso para encontrar un dispositivo dentro de su alcance a través del cual puede ser alcanzado el dispositivo de destino, quizá utilizando uno o más dispositivos repetidores adicionales entre ambos. En la presente especificación técnica, el término "ruta" designa una pluralidad de dispositivos repetidores de señales para recibir una señal y transmitirla de nuevo para que alcance un dispositivo o controlador más allá del alcance del transmisor que originalmente transmitió la señal. También, una señal enrutada es una señal que se recibe y se transmite por dispositivos repetidores de señales en una ruta, la señal enrutada puede cambiar como resultado de ser direccionada a sucesivos dispositivos en la ruta y por lo tanto, dependiendo del contexto, puede considerarse como una pluralidad de señales con contenidos similares.

Sin embargo, típicamente habrá un número de diferentes rutas posibles para un dispositivo de destino dado, el controlador por lo tanto deberá buscar qué dispositivos dentro de su alcance puede utilizar como punto de entrada en la ruta. Un punto de entrada es el primer dispositivo de una ruta. Así, el controlador debería buscar primero qué dispositivos están dentro de su alcance y luego utilizar la tabla de enrutamiento para determinar una ruta hasta el dispositivo de destino utilizando un dispositivo dentro de su alcance como punto de entrada. Ya que el controlador es típicamente portátil, puede cambiar de posición en la red, lo que complica la tarea de buscar qué dispositivos están dentro de su alcance.

Una solución posible a este problema, que se ha utilizando en la técnica anterior, es tener al controlador transmitiendo una señal de radiodifusión a intervalos de tiempo regulares, demandando a cualquier repetidor de señales dentro de su alcance que se identifique para el controlador de forma que el controlador conozca qué repetidor de señales utilizar para enrutar una señal en cualquier momento. Sin embargo, esto creará mucho ruido de señales y requerirá mucha energía ya que el controlador estará transmitiendo señales de radiodifusión en todo momento.

De acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, el controlador puede efectuar suposiciones instruidas cuando trata de encontrar un punto de entrada hacia el dispositivo de destino. De esta forma la memoria del controlador puede adaptarse además para almacenar datos representativos de una lista de los puntos de entrada más utilizados y la unidad de procesamiento del controlador puede comprender además medios para formar y almacenar en la memoria una lista de puntos de entrada más usados registrando el número de señales que se han transmitido satisfactoriamente y con fallos desde el controlador a cada dispositivo de la red, dicha lista de puntos de entrada más usados indica los identificadores de dispositivo de los dispositivos con los que el controlador se comunica regularmente.

Determinando los dispositivos con los que el controlador se comunica regularmente, el controlador puede utilizar esos dispositivos como punto de entrada en una ruta y tener una buena probabilidad de que el punto de entrada está dentro de su alcance.

La lista de puntos de entrada más usados comprende preferiblemente identificadores de dispositivo de uno o más dispositivos de la red y un contador relacionado con cada identificador de dispositivo de la lista, el contador da una indicación del número de transmisiones satisfactorias efectuadas hacia el dispositivo relacionado. Para mantener la lista de puntos de entrada más usados, los medios para formar la lista de puntos de entrada más usados están preferiblemente adaptados, en el caso de una transmisión hacia un dispositivo de la lista de puntos de entrada más usados, para incrementar el contador relacionado con el dispositivo si la transmisión tiene éxito y para decrementar el contador relacionado con el dispositivo si falla la transmisión. Preferiblemente, los medios para formar la lista de puntos de entrada más usados están adaptados además, en el caso de una transmisión hacia un dispositivo que no esté en la lista de puntos de entrada más usados, para incluir el dispositivo en la lista de puntos de entrada más usados si la transmisión es satisfactoria.

Similarmente, de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención, la memoria del controlador puede estar adaptada además para almacenar datos representativos de una lista de puntos de entrada más usados y el procedimiento puede comprender además los pasos de registrar el número de señales transmitidas con éxito y con fallos que han sido emitidas desde el controlador hacia cada dispositivo de la red, y después de una transmisión hacia un dispositivo de la lista de puntos de entrada más usados, incrementar el contador relacionado con el dispositivo si la transmisión tiene éxito y decrementar el contador relacionado con el dispositivo sí la transmisión falla. También, el procedimiento de acuerdo con el segundo aspecto, preferiblemente comprende además el paso de, en el caso de una transmisión hacia un dispositivo que no esté en la lista de puntos de entrada más usados, incluir el dispositivo en la lista de puntos de entrada más usados si la transmisión tiene éxito.

Algunos dispositivos se sitúan más en el centro de la red que otros, estos dispositivos centralmente situados son particularmente adecuados como dispositivos repetidores de señales ya que típicamente pueden alcanzar muchos otros dispositivos. Ya que muy a menudo se malgastará tiempo tratando de enrutar una señal a través de un dispositivo situado en el perímetro de la red, el controlador puede programarse para utilizar un dispositivo situado en el centro cuando determina una ruta eficiente hacia un dispositivo de destino dado.

Por lo tanto, de acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, el controlador puede construir una lista de repetidores preferidos indicativa de uno o más dispositivos que juntos pueden enrutar una señal desde cualquier dispositivo de la tabla de enrutamiento hacia otro dispositivo en la tabla de enrutamiento. Por lo tanto, la memoria del controlador puede adaptarse además para almacenar datos representativos de una lista de repetidores preferidos y la unidad de procesamiento del controlador puede comprender además una rutina para analizar la tabla de enrutamiento para formar la lista de repetidores preferidos y almacenar dicha lista de repetidores preferidos en la memoria del controlador.

Similarmente, de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención, la memoria del controlador puede adaptarse además para almacenar datos representativos de una lista de repetidores preferidos, en cuyo caso el procedimiento preferiblemente comprende además los pasos de analizar la tabla de enrutamiento para identificar uno o más dispositivos que juntos puedan enrutar una señal desde cualquier dispositivo de la tabla de enrutamiento hasta cualquier otro dispositivo de la tabla de enrutamiento y almacenar datos representativos de los identificadores de dispositivo de éste o estos dispositivos de la lista de repetidores preferidos.

Como se mencionó previamente, la topología de la red completa puede determinarse dejando que los dispositivos realicen descubrimientos por turnos. Sin embargo, los descubrimientos preferiblemente se realizan solo cuando es necesario para minimizar el número de señales transmitidas, típicamente cuando la red se extiende o se cambia. Por consiguiente, los medios para generar la primera señal están preferiblemente adaptados para generar la primera señal hacia el primer dispositivo en respuesta a una acción predeterminada.

Cuando un nuevo dispositivo expande el sistema, la unidad de procesamiento del controlador puede añadir el identificador de dispositivo del nuevo dispositivo a la tabla de dispositivos. Se añadirá un nuevo dispositivo a la tabla de enrutamiento para que sea incluido en la funcionalidad de enrutamiento. Por lo tanto, la adición del primer dispositivo a la tabla de dispositivos es preferiblemente una acción predeterminada que dispara la generación de una primera señal hacia el dispositivo añadido.

Si la posición de un dispositivo de la red cambia, el sistema debe realizar preferiblemente un descubrimiento de este dispositivo. De acuerdo con una realización de la invención, cada dispositivo controlado por el controlador está comprendido en uno o más grupos de dispositivos que son colectivamente controlados, cada grupo comprende al menos un dispositivo. En esta realización, la unidad de procesamiento del controlador comprende medios para añadir dispositivos y para eliminar dispositivos de un grupo, lo que típicamente hará el usuario cuando mueva un dispositivo de una posición de la red a otra. Por lo tanto, los medios para añadir y eliminar dispositivos de los grupos están preferiblemente adaptados además para marcar virtualmente un dispositivo en la memoria de la primera unidad de procesamiento cuando se retira de un grupo. De esta forma el dispositivo se hace "sospechoso" y el dispositivo debe ser instruido para realizar un descubrimiento tan pronto como sea posible. Por lo tanto, la adición de un dispositivo virtualmente marcado a un grupo es una acción predeterminada que dispara la generación de una primera señal hacia el dispositivo añadido. Si el dispositivo no se añade inmediatamente a un nuevo grupo, puede ser instruido para realizar un descubrimiento la próxima vez que el controlador tenga contacto directo con el dispositivo virtualmente marcado.

Similarmente, de acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención, preferiblemente un dispositivo se marca virtualmente cuando se retira de un grupo y la adición de un dispositivo a un grupo es una acción predeterminada si el dispositivo añadido está virtualmente marcado.

Preferiblemente, todos los dispositivos están adaptados, cuando efectúan la recepción de una señal, para transmitir una señal de acuse de recibo en la que el identificador de destino y el identificador fuente se intercambian (por supuesto, la recepción de dichas señales de acuse de recibo generalmente no debería ser reconocida por otra señal de acuse de recibo). Dicha señal de acuse de recibo consta preferiblemente de una señal idéntica a la señal recibida excepto en una configuración predeterminada que indica que la señal es una señal de acuse de recibo por lo que el identificador de destino y el identificador fuente pueden ser leídos al revés. Por consiguiente el tercer tipo de señal de acuerdo con la presente invención puede ser una señal de acuse de recibo.

El sistema de acuerdo con la presente invención comprende preferiblemente un protocolo. Un protocolo es cualquier conjunto de procedimientos operacionales que hacen posible que la unidad de procesamiento realice las funciones deseadas. De esta forma, los medios para generar una primera señal y los diferentes medios comprendidos en estos medios, son típicamente programas o rutinas que forman parte del protocolo. Preferiblemente, éste es el protocolo del controlador/dispositivo transmisor que genera los marcos a ser transmitidos en una señal. Dicho marco preferiblemente designa el sistema, el controlador/dispositivo fuente y el controlador/dispositivo de destino mediante sus identificadores y uno o más dispositivos repetidores de señales mediante sus identificadores. También, el protocolo incluye los comandos, la información o los datos transferidos por el marco. Similarmente, éste es preferiblemente el protocolo de la parte receptora, que lee el marco recibido y hace posible que la parte receptora entienda y responda a la señal.

Para reducir la cantidad de datos transferidos en cada marco, el protocolo del sistema preferiblemente comprende procedimientos operacionales para enmascarar los identificadores de los dispositivos direccionados por un marco. El procedimiento de enmascaramiento es una operación que construye un registro correspondiéndose cada entrada con un dispositivo y en el que el valor de cada entrada indica si el dispositivo correspondiente debe responder o no a un comando en el marco. En vez de incluir todos los identificadores para los dispositivos que deberían responder a un comando en el marco se incluye el registro de enmascaramiento o "máscara de bits", en donde se consigue la designación taquigráfica del dispositivo. Así, el protocolo del sistema comprende preferiblemente un procedimiento para enmascarar identificadores de dispositivo en una tabla para generar una cadena de bits que constituye la máscara de bits de forma que cada bit se corresponda con un identificador de dispositivo, el valor de cada bit determina si uno o más comandos se aplican al dispositivo correspondiente. Similarmente, el protocolo del sistema comprende preferiblemente procedimientos operacionales para aplicar un procedimiento de enmascaramiento a los comandos o datos del marco.

Por consiguiente, cuando se dice que una señal comprende identificadores de controladores o dispositivos de la red, la señal puede no comprender el identificador completo sino que puede comprender solamente una cadena o un código indicativo del identificador tal como un bit que se corresponde con el identificador utilizando una máscara de bits predeterminada definida en el protocolo de comunicaciones del sistema. Similarmente, cuando se guarda un identificador en la memoria, puede que no se guarde el identificador completo, la memoria puede contener solo una cadena o código indicativo del identificador tal como un bit que se corresponde con el identificador utilizando la máscara de bits predeterminada.

De acuerdo con el primer, el segundo y el tercer aspectos, los controladores del sistema comprenden preferiblemente una pantalla, medios para mostrar una serie de menús que tienen dos o más entradas sobre la pantalla, dos o más dispositivos de accionamiento para navegar por dichos menús y para seleccionar dichas entradas y rutinas o programas almacenados en la unidad de procesamiento del controlador que pueden activarse seleccionando las entradas apropiadas de los menús adecuados. Preferiblemente, dichas rutinas o programas están operacionalmente conectadas con medios para generar una señal direccionada hacia uno o más dispositivos de forma que el usuario pueda controlar el sistema seleccionando entradas utilizando los dispositivos de accionamiento.

Los dispositivos repetidores de señales utilizados para enrutar una señal pueden ser repetidores dedicados los cuales realizan solamente la función de repetición de las señales del sistema. Sin embargo, uno o más dispositivos de acuerdo con el primer y el segundo aspectos de la presente invención pueden tener una doble funcionalidad en lo que se refiere a que pueden actuar como dispositivos de E/S y también como repetidores. El alcance de la señal de un transmisor es el alcance físico dentro del cual un dispositivo/controlador puede recibir y procesar una señal direccionada para ese dispositivo/controlador. Cuando un dispositivo recibe una señal que lleva información y designa el identificador de dispositivo como un identificador de repetidor, el dispositivo repetirá la señal, esto es, transmitirá una señal que lleve al menos parte de la información que también llevaba la señal recibida. De este modo los dispositivos o controladores dentro del alcance de la señal del dispositivo repetidor, pero fuera del alcance de la señal del transmisor original, pueden recibir la señal transmitida por el dispositivo repetidor. Preferiblemente todos los dispositivos en un sistema pueden actuar como dispositivos repetidores. Esta funcionalidad es el objeto principal de la presente solicitud de patente PCT/DK01/00253 (número de publicación no disponible en la actualidad) del solicitante.

De acuerdo con la presente invención, cada uno de la serie de dispositivos puede ser un dispositivo de E/S en lo que se refiere a que puede comprender además medios para suministrar una salida o para recibir una entrada de un aparato operacionalmente conectado al dispositivo. También, la unidad de procesamiento del controlador puede comprender además medios para generar una quinta señal que comprende al menos un identificador de destino que se corresponde con un identificador de dispositivo de un dispositivo de destino, información relacionada con el funcionamiento del dispositivo o del aparato de destino conectado al dispositivo de destino e identificadores de repetidor que se corresponden con uno o más dispositivos repetidores de señales. En este caso, un dispositivo puede tener una doble funcionalidad en lo que se refiere a que está además adaptado para actuar como dispositivo repetidor de señales en lo relativo a que su unidad de procesamiento puede comprender medios, para, cuando se produzca la recepción de una quinta señal, procesar dicha información en su unidad de procesamiento si a menos un identificador de destino se corresponde con el identificador de dispositivo del dispositivo, y medios para, cuando se produce la recepción de una quinta señal, transmitir una sexta señal que contiene al menos un identificador de destino en dicha información si el identificador o uno de los identificadores de repetidor se corresponde con el identificador de dispositivo del dispositivo.

Así, el dispositivo puede tener una doble funcionalidad en lo que se refiere a que puede funcionar como un dispositivo de entrada/salida (E/S) y como un dispositivo repetidor de señales. Preferiblemente, todos están adaptados para actuar como dispositivos de E/S y como dispositivos repetidores de señales.

Esta doble funcionalidad de los dispositivos de acuerdo con la presente invención tiene un número de ventajas significativas:

-

no hay necesidad de estaciones repetidoras dedicadas, lo que da como resultado las siguientes ventajas: el sistema comprende menos dispositivos que los sistemas de acuerdo con la técnica anterior, el sistema resulta más barato, el sistema resulta más fácil de instalar ya que el usuario no tiene que configurar una distribución uniforme de estaciones repetidoras dedicadas.

-

el sistema tiene una red con tantos repetidores potenciales como dispositivos haya, lo que da como resultado las siguientes ventajas: el número de rutas posibles hacia cualquier dispositivo dado se incrementa enormemente con relación a las redes de la técnica anterior. El número de rutas posibles hacia un dispositivo es un parámetro extremadamente importante en las redes de RF ya que un montón de características ambientales pueden bloquear las señales que llegan desde ciertas direcciones. Una de las causas más frecuentes de errores de transmisión de señales en sistemas de RF son los objetos metálicos que bien bloquean la trayectoria hacia un dispositivo o bien se sitúan en la proximidad del dispositivo reflejando la señal de forma que interfiere con la señal original no reflejada. Por lo tanto, cuando se encuentra un error en la transmisión de la señal, el sistema de acuerdo con la presente invención puede escoger entre un gran número de rutas alternativas hasta el dispositivo de destino, dichas rutas tienen una alta probabilidad de tener éxito simplemente porque se transmiten desde otra dirección/posición. Así, la doble funcionalidad mejora gratamente la fiabilidad, el alcance y la cobertura de las redes de RF. También, mejora enormemente la versatilidad, expansibilidad y flexibilidad de la red ya que la topología de la red puede cambiarse sin excesivos problemas.

Preferiblemente, los dispositivos establecen una red que puede alcanzar todos los dispositivos del sistema. Sin embargo, en casos en los que un dispositivo o un grupo de dispositivos se sitúa alejado de la parte restante de la red, puede ser necesario incluir uno o más dispositivos entre el sistema restante y el dispositivo/grupo remoto con el único propósito de repetir las señales enviadas al dispositivo/grupo remoto. Los dispositivos insertados pueden conectarse por supuesto a un aparato y funcionar más tarde también como dispositivos de entrada/salida. Para establecer una red con una buena cobertura, puede ser preferible construir una red con una distribución de dispositivos básicamente uniforme y con una densidad de dispositivos mínima. Esto asegurará que todos los dispositivos pueden alcanzados. Dicha densidad mínima de dispositivos debe ajustarse al alcance medio de los transmisores que, sin embargo, depende fuertemente del entorno.

La entrada o la salida de un dispositivo de E/S es una señal emitida hacia un aparato operacionalmente conectado al dispositivo y comprende una o más instrucciones relacionadas con el estado operacional del aparato. El aparato conectado a un dispositivo de E/S puede integrarse con el dispositivo de forma que el aparato y el dispositivo formen parte de la misma unidad. De esta manera el usuario debe controlar el funcionamiento del aparato controlando el primer dispositivo. Por lo tanto el usuario puede hacer funcionar el aparato de forma remota.

De acuerdo con los primeros cuatro aspectos de la presente invención, el sistema puede construir varias tablas y listas que contienen información que puede utilizarse para optimizar la determinación de una ruta hacia un dispositivo de destino dado.

Preferiblemente, todos los dispositivos del sistema están adaptados para responder a todas las señales recibidas, que se direccionaron hacia ellos, con una señal de acuse de recibo. Por lo tanto, el procedimiento de acuerdo con el quinto aspecto de la presente invención preferiblemente comprende además el paso de, después de recibir en un dispositivo una segunda o tercera señal enrutada, generar y transmitir una señal de acuse de recibo que tenga el identificador del dispositivo o controlador que transmite la segunda o tercera señal enrutada como identificador de destino.

Si el dispositivo ha recibido una segunda señal, es decir, una señal que ha sido repetida, debe enviar preferiblemente una señal de acuse de recibo tanto al controlador que transmite la tercera señal como al dispositivo o dispositivos repetidores que transmiten la cuarta señal. La señal de acuse de recibo emitida hacia el controlador que transmite la tercera señal comprende preferiblemente un identificador de destino y uno o más identificadores de repetidor, por lo tanto, el procedimiento preferiblemente comprende además los pasos de recibir dicha primera señal de acuse de recibo en un dispositivo y si uno de uno o más identificadores de repetidor se corresponde con identificador de dispositivo de este dispositivo, transmitir entonces una segunda señal de acuse de recibo que contiene dicho identificador de
destino.

Breve descripción de los dibujos

Las figuras 1 y 2 son diagramas que ilustran los identificadores para los controladores y dispositivos utilizados para direccionar señales de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

La figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra el procedimiento para la transmisión y acuse de recibo de un comando de acuerdo con la primera realización preferida de la presente invención.

La figura 4 ilustra el principio del enrutamiento de una señal desde un controlador hasta un dispositivo que está fuera del alcance del controlador.

La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra el procedimiento para enrutar un marco en un dispositivo.

La figura 6 ilustra el principio de recepción del acuse de recibo de señales de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

La figura 7 ilustra un ejemplo de una topología de red de un sistema de automatización.

La figura 8 ilustra el principio para efectuar un procedimiento de descubrimiento de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

La figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra el procedimiento para iniciar un procedimiento de descubrimiento de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

La figura 10 ilustra el principio de adición de dispositivos a una lista de dispositivos sospechosos cuando falla la transmisión.

La figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra el procedimiento para determinar una ruta hacia un dispositivo de destino dado de acuerdo con una primera realización preferida de la presente invención.

La figura 12 muestra un controlador de acuerdo con una segunda realización preferida de la invención.

La figura 13 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento para retirar un dispositivo de un grupo en el controlador de acuerdo con la segunda realización de la presente invención.

La figura 14 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento para crear un modo en el controlador de acuerdo con la segunda realización de la presente invención.

La figura 15 es un diagrama de flujo que muestra el procedimiento de aprendizaje de un controlador de acuerdo con la segunda realización de la presente invención.

La figura 16 ilustra una implementación de un sistema de acuerdo con la segunda realización preferida de la presente invención.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La presente invención se refiere a un sistema de automatización que tiene un controlador para controlar una amplia variedad de funciones por medio de dos vías de comunicación con una pluralidad de dispositivos. De esta forma un controlador permite que el usuario controle los dispositivos y las funciones realizadas por los dispositivos.

La presente invención se describirá con relación a una primera realización. De acuerdo con la primera realización preferida, el sistema de automatización comprende un protocolo de comunicaciones que proporciona un direccionamiento simple de dispositivos y controladores. Primero, todos los controladores y dispositivos se combinan en un sistema lógico único caracterizado por un identificador de sistema único que se incluye en casi todas las señales de comunicación dentro del sistema. Los controladores y los dispositivos del sistema están individualmente caracterizados y direccionados dentro del sistema. La figura 1 muestra ejemplos de dichos identificadores 101 y 102 de dos partes para direccionar respectivamente un controlador y un dispositivo en una señal.

De ese modo el sistema no interfiere con ningún sistema próximo ya que los controladores y dispositivos de los respectivos sistemas responden solamente a las señales que comprenden el identificador único del sistema de los respectivos sistemas. El identificador de sistema se denominará de aquí en adelante ID Doméstico.

Cada controlador tiene un identificador único prefijado que se escribe en una memoria de los controladores en la fábrica y que no puede alterarse. Así se asegura que los identificadores de los controladores sean únicos. Después de configurar el sistema, el identificador único del primer controlador será promovido a ID Doméstico. Desde el momento que el identificador del controlador es único, ya que es el ID Doméstico asignado, es una ventaja que el sistema tenga inherentemente un ID Doméstico único, de este modo el usuario no tiene que especificar un ID Doméstico cuando configura el sistema. Esto simplifica mucho la funcionalidad del sistema.

En una realización alternativa ilustrada en la figura 2, todos los controladores y todos los dispositivos tienen identificadores 201 y 202 únicos prefijados escritos en una memoria durante la fabricación y que no pueden alterarse. Los controladores del sistema deben aprender los identificadores únicos de todos los dispositivos que van a ser controlados por el controlador. Ya que todos estos identificadores de una parte son únicos, no hay necesidad de identificador del sistema.

Ya que un dispositivo está siempre direccionado junto con la designación del sistema, el identificador de dispositivo es una extensión del ID Doméstico del sistema para identificar el dispositivo dentro del sistema. Los identificadores de dispositivo, en adelante también denominados ID de Dispositivo, son asignados a los dispositivos por el controlador cuando se incorpora un dispositivo al sistema por primera vez. El identificador de dispositivo se almacena en el controlador y en el dispositivo mismo. Para minimizar el uso de espacio del marco y para reducir también el almacenamiento sobre el controlador, los identificadores de dispositivo que identifican los dispositivos tienen que ser tan pequeños como sea posible.

Protocolo de comunicaciones

Todos los controladores y dispositivos comprenden al menos partes de un protocolo común para transferir y administrar datos dentro del sistema. El protocolo administra, identifica y gestiona el direccionamiento de los marcos para la comunicación dentro del sistema.

En la primera realización preferida, los identificadores de dispositivo son valores de ocho bits. Según se ha mencionado anteriormente, el identificador de dispositivo se usa siempre en relación con un ID Doméstico en un marco en el protocolo de comunicaciones, preservando de esta forma la unicidad de un dispositivo. El tamaño del identificador único de controlador, y por lo tanto del ID Doméstico, tiene que ser tal que nunca puedan agotarse las direcciones únicas. El identificador de controlador es por lo tanto un valor de 32 bits que proporciona hasta 4.294.967.295 ID Domésticos únicos.

El protocolo de comunicación se diseña para superar los problemas habituales que se encuentran en aplicaciones de comunicación por radio. El problema más común es el ruido, que puede provocar que se pierdan o se corrompan los datos que se comunican entre dos dispositivos. La regla general es que contra menos datos se transfieran existe una oportunidad mayor de obtener una transferencia satisfactoria.

En la técnica anterior, el tamaño del formato del marco que contiene los datos a enviar no tiene una importancia muy alta ya que típicamente recoge una parte muy pequeña de la cantidad total de bits de datos. Sin embargo, en la presente invención en la que el sistema se utiliza para enviar comandos e instrucciones cortas, el formato del marco constituye a menudo una cantidad considerable de bits de datos a enviar. Por lo tanto, el formato general del marco utilizado en el protocolo de comunicaciones de una realización preferida de la presente invención, se diseña para reducir la cantidad de datos, es decir para obtener un marco pequeño para poder enviar comandos a más de un dispositivo en un marco simple y para direccionar estos dispositivos con una anotación concisa. Similarmente, los comandos comprendidos en el marco también deben minimizarse. El protocolo diseñado para la presente invención toma en cuenta estas consideraciones en lo que se refiere al enmascaramiento de los identificadores de dispositivo y de los comandos así como a la compresión de datos.

Los dispositivos a controlar pueden realizar varias funciones, que pueden dividirse en tipos de funciones:

-

Salida; suministrar una salida tal como un comando, una instrucción, un mensaje o energía eléctrica a un aparato eléctrico conectado al mismo, por ejemplo una máquina de café, un horno, un sistema de vigilancia, una cerradura de una puerta, un equipo de audio, etc.

-

Entrada; recibir una entrada de un aparato tal como un sensor o una unidad de entrada, tal como un teclado o un dispositivo de puntero conectado al mismo y almacenar, procesar y/o transmitir la entrada. Los controladores del sistema pueden programarse para responder a una señal proveniente de un dispositivo que recibe una entrada, por ejemplo activando una señal de sonido y requiriendo al equipo de seguridad en caso de detección de allanamiento de la casa.

-

Repetición; para repetir señales de un controlador o de un dispositivo para que alcancen dispositivos fuera del alcance de la señal del controlador o dispositivo transmisor.

Un dispositivo puede ser una unidad separada conectada al aparato o un dispositivo puede ser una parte integrada del aparato. Un dispositivo puede realizar una función por sí mismo o puede permitir, instruir o hacer capaz que un aparato conectado al dispositivo realice una función.

La interfaz de usuario del controlador permite que el usuario controle cada dispositivo controlador por el controlador. Los dispositivos controlados por el controlador pueden ordenarse en diferentes clases de salida de forma que dos o más dispositivos pueden controlarse a la vez. Dichas clases de salida pueden caracterizarse mediante un conjunto de variables tales como:

3

Los grupos son una clase de salida que consta de varios dispositivos. Esta clase de salida se utiliza para controlar múltiples dispositivos de salida con un comando simple. Los modos son básicamente "grupos de grupos" y/o "grupo de dispositivos" en los cuales cada grupo y/o dispositivo tiene ajustes específicos que caracterizan el funcionamiento de los dispositivos y los grupos. Por ejemplo, un modo puede constar de dispositivos conectados a lámparas en el salón y los ajustes pudieran ser un nivel de atenuación en la corriente suministrada a cada lámpara por cada dispositivo. Seleccionado este modo, todas las lámparas del salón pueden atenuarse hasta un nivel predeterminado creando la iluminación deseada, por ejemplo para ver la televisión. Los ajustes de dispositivos o grupos dependen de la función realizada por cada dispositivo y se fijan individualmente para dispositivos y grupos. Un dispositivo puede pertenecer a uno o más grupos y cada grupo puede pertenecer a uno o más modos.

Marcos

El protocolo de comunicación de la primera realización tiene un formato general para los marcos que transportan las instrucciones y la información entre los dispositivos del sistema.

El formato del marco de acuerdo con la primera realización puede describirse como:

TABLA 1

4

En donde:

-

Los números 0 a 15 representan una escala de bits que da el orden y los tamaños de cada parte del marco. El orden en el cual aparecen las partes no es restrictivo y pueden utilizarse órdenes diferentes.

-

ID Doméstico (32 bit): El ID Doméstico del sistema en el cual debe ejecutarse/recibirse este marco.

-

ID Fuente (8 bit): El identificador (segunda parte del identificador de dos partes) de controlador o dispositivo transmisor.

-

Versión (3 bits): Versión del formato del protocolo/marco. Esto da la libertad de cambiar el formato del marco de acuerdo con una actualización del protocolo del software u otras mejoras de la infraestructura.

-

Dir. (1 bit): Dirección de comando; 0 cuando se emite un comando, 1 cuando se acusa recibo de un comando.

-

Tipo (4 bit): El tipo de marco decide los contenidos del resto del marco, si el marco contiene un comando o, por ejemplo, un estado y cómo se efectúa la designación de dispositivos. La designación depende de cuáles y cuántos dispositivos deben direccionarse. Ejemplo de tipos posibles de marcos son:

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TABLA 2

5

-

Longitud (8 bit): Cantidad de bytes en el marco empezando desde la primera palabra del ID Doméstico hasta el último byte de datos sin el campo de suma de control.

-

Comando (8 bit): El comando que debería realizarse. Consulte los ejemplos de comandos en la tabla 3.

-

Valor de comando (8 bit): El valor actual del comando emitido. Típicamente es un valor de 8 bit, pero puede ser más largo dependiendo del comando.

-

Byte de datos (0-n): Los datos contenidos en el marco.

-

Suma de control (8 bit): suma de control calculada entre el ID Doméstico y el último byte del marco. El campo mismo de suma de control no se calcula.

A continuación se muestran algunos ejemplos de información que excede el formato general de marcos que puede estar comprendida en un marco.

La siguiente tabla muestra algunos ejemplos de comandos y valores de comandos que pueden enviarse en un marco:

TABLA 3

6

Al menos los valores de comando de los comandos 22, 24 25 y 26 tendrán una longitud superior a 8 bits. El protocolo de comunicación define la longitud de los valores de comando para cada comando.

Cuando se emiten comandos, por supuesto es importante especificar a qué dispositivos están direccionados. Dependiendo del número de dispositivos a direccionar dentro de un marco, pueden utilizarse diferentes tipos de marco, consulte la tabla 2. El siguiente tipo de marco comprende el comando y las direcciones individuales, es decir, los identificadores de dispositivo, de un grupo de dispositivos receptores.

TABLA 4

7

-

ID de dispositivo de destino (8 bit): Matriz de identificadores de dispositivo de destino de 8 bit que indica si el dispositivo de recepción debe reaccionar o no al comando.

Enmascaramiento

Como puede verse en el formato de marco anterior, el direccionamiento de dispositivos constituye una cantidad considerable de los bits de datos totales a ser enviados. Una característica importante del protocolo de comunicaciones de la primera realización de la presente invención es que proporciona una forma de reducir los bits de datos de direccionamiento. Utilizando una máscara de ID de dispositivo de destino en el formato del marco, los bits de datos de direccionamiento pueden reducirse drásticamente. El enmascaramiento de los identificadores de dispositivo es una operación que indica si ciertos dispositivos de recepción deben reaccionar o no al comando. Un registro de entradas, correspondiéndose cada entrada con la enumeración de los identificadores de dispositivo, contiene un modelo de bits denominado máscara con cada bit fijado a "1" cuando tiene que seleccionarse el identificador de dispositivo correspondiente y fijado a "0" de otra forma. Transmitiendo un marco con el tipo de marco que define la extensión de las máscaras, consulte la tabla 2, junto con "máscara de ID de dispositivo de destino" (indicando cada bit si el dispositivo de recepción debe reaccionar o no al comando), el direccionamiento de cada dispositivo adicional solamente ocupa 1 bit.

A continuación se dan tres ejemplos de enmascaramiento de identificadores de dispositivo. Los ejemplos utilizan tamaños, tipos, indexación y diseños de máscara de acuerdo con el formato de marco de la primera realización preferida de la presente invención. Dicho enmascaramiento puede efectuarse utilizando otros diseños y formatos y la primera realización no restringe la idea de utilizar enmascaramiento en la designación de dispositivos para direccionar grupos de dispositivos dentro de cualquier red de comunicaciones.

Primero, con una máscara de ID de dispositivo de destino de 8 bits, pueden direccionarse hasta ocho dispositivos con identificadores de dispositivo de 1 a 8 con un solo byte reduciendo drásticamente la cantidad de datos. Si tienen que direccionarse ocho dispositivos con el formato de marco no enmascarado (comando para un grupo de dispositivos) la cantidad de datos se incrementaría en 8 bytes (ocho identificadores de dispositivo y el campo "número de dispositivos" en vez de la "máscara de ID de dispositivo de destino").

TABLA 5

8

-

Máscara de ID de dispositivo de destino (8 bit): Máscara de identificador de dispositivo de destino de 1 byte indicando cada bit si el dispositivo de recepción debe reaccionar o no al comando. El bit menos significativo (LSB) representa el dispositivo 1.

Si se quiere direccionar dispositivos en la banda de entre 9 y 16 el único cambio en el formato del marco sería otro valor en el campo tipo de marco del formato general de marco, nominalmente 0100 de la tabla 2, el LSB de la máscara sería ahora el identificador de dispositivo 9.

Si los dispositivos a direccionar tienen todos identificadores de dispositivo dentro del intervalo 1 a 16, el formato de marco sería el del tipo de marco "ID de dispositivo enmascarado 1 – 16". Por lo tanto, algunos o todos de entre los 16 primeros identificadores de dispositivo pueden direccionarse con dos bytes según se muestra en la tabla 6.

TABLA 6

9

-

Máscara de ID de dispositivo de destino (16 bits): Máscara de identificador de dispositivo de destino de 2 bytes indicando cada bit si el dispositivo de recepción debe reaccionar o no al comando. El bit menos significativo (LSD) representa el dispositivo 1.

Muchos sistemas en casas pequeñas tendrán la mayor parte de su capacidad cubierta por las máscaras de 8 y 16 bits que cubren los primeros 16 dispositivos. Sin embargo, en sistemas grandes los dispositivos a direccionar tienen identificadores de dispositivo superiores a 16 y dependiendo del número de dispositivos, puede aplicarse de forma ventajosa un procedimiento de enmascaramiento más flexible. Mientras que el campo de tipo de marco típicamente define los dispositivos que se corresponden con la máscara, el tipo de marco también puede permitir una banda de índices de máscara que defina qué 8 (u otro número) dispositivos están cubiertos por la siguiente máscara de identificador de dispositivo de destino.

Cada banda de máscaras cubre 8 ID de dispositivo consecutivos con una cadencia de 8 (con excepción del tipo de marco 5). En el formato de marco de tipo de marco 6, un índice de máscara (un valor de 8 bit) indica qué banda de máscaras cubre la siguiente máscara de ID de dispositivo de destino. Las bandas de máscaras se numeran consecutivamente, por lo tanto índice"0" de máscara indica una máscara de ID de dispositivo de destino que va del identificador de dispositivo 1 a 8. Un índice de máscara de 1 indica una máscara de ID de dispositivo de destino que va entre 9 y 16. Utilizando este procedimiento, puede direccionarse una banda de identificadores de dispositivo hasta la ID de dispositivo 2040 (255 * 8).

TABLA 7

10

-

Índice de máscara (8 bit): El índice de máscara indica a que banda de identificadores de dispositivo se refiere la máscara de ID de dispositivo de destino.

-

Máscara de ID de dispositivo de destino (8 bit): Máscara de identificador de dispositivo de destino de 1 byte indicando cada bit si el dispositivo de recepción debe reaccionar o no al comando. El bit menos significativo (LSB) representa el identificador de dispositivo = índice de máscara * 8 + 1.

Un procedimiento de enmascaramiento similar al descrito anteriormente puede aplicarse a los comandos emitidos a diferentes dispositivos. Así, varios comandos de un conjunto de comandos predeterminados pueden emitirse sin suministrar los comandos como tales en el marco.

Disponiendo tablas de comandos predeterminados tales como la tabla 3 del protocolo tanto en los controladores como en los dispositivos, la máscara será un registro de entradas, cada entrada se corresponde con la enumeración de comandos, formando un modelo de bits en el que cada bit fijado a "1" se corresponde con un comando a seleccionar y fijado a "0" significa lo contrario. Los valores de los comandos de la tabla 3 pueden estar expuestos a un enmascaramiento similar.

Para reducir adicionalmente el tamaño de los marcos, datos tales como matrices de valores de entrada detectados, cadenas de imágenes o texto tales como cadenas de programa pueden exponerse a una compresión de datos. El protocolo puede aplicar los formatos de archivos de compresión de datos digitales del software típico tales como Zip, gzip, CAB, ARJ, ARC, y LZH.

Acuse de recibo

La transmisión de datos utilizando una frecuencia portadora de RF en un medio doméstico típico crea la posibilidad de fallos de transmisión y la introducción de errores espurios. Las fuentes para la introducción de errores incluyen el ruido de RF de otros transceptores de RF y de aparatos eléctricos en general. El sistema de la presente invención utiliza componentes de RF de dos vías que hacen posible la devolución de un acuse de recibo desde los dispositivos después de que se haya recibido y/o ejecutado el comando transmitido. Este procedimiento se describe a grandes rasgos en el diagrama de flujo de la figura 3. Después de que el dispositivo haya generado y enviado un marco, espera el acuse de recibo del dispositivo o dispositivos receptores del marco. Si el dispositivo transmisor no recibe un acuse de recibo dentro de un período de tiempo específico, reintentará la transmisión de datos hasta que los datos se hayan transferido satisfactoriamente o se haya alcanzado un numero máximo de reintentos.

Cuando se recibe un marco, se insta a la parte receptora a acusar recibo de la recepción mediante el protocolo de comunicaciones. El dispositivo receptor devuelve solamente la cabecera del marco con el bit D fijado. Cuando se fija el bit D, todos los dispositivos leen el marco de forma que el ID Fuente se considera como ID de Destino.

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TABLA 8

11

Como se ilustró en la figura 3 el controlador envía la señal hasta tres veces si no recibe acuse de recibo del dispositivo de recepción (un dispositivo repetidor o un dispositivo de destino).

Enrutamiento

De acuerdo con la presente invención, el protocolo de comunicaciones de la primera realización preferida tiene una funcionalidad de enrutamiento diseñada para resolver una situación en la que un dispositivo de la red no puede ser directamente alcanzado por el controlador que necesita enviarle señales de comandos. El problema se resuelve dejando que uno o más dispositivos de la red actúen como repetidores de manera que la señal del comando pueda alcanzar el dispositivo de destino. Este principio se ilustra en el sistema 400 de la figura 4, en el que el dispositivo 3 está fuera del alcance de la RF de un controlador 10 según se indica mediante un anillo discontinuo 402, por lo que un dispositivo 1 actúa como repetidor para la señal del comando dirigido al dispositivo 3. Similarmente, desde el momento que el controlador 10 está fuera del alcance 403 de la RF del dispositivo 3, el dispositivo 1 actúa como repetidor para cualquier señal devuelta desde el dispositivo 3 al controlador 10.

Para suministrar una alta calidad en el sistema de automatización de la primera realización preferida, los siguientes puntos actúan como requisitos de calidad para el rendimiento y el diseño de la funcionalidad de enrutamiento:

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La funcionalidad del enrutador debe hacer posible que un controlador alcance dispositivos fuera de su alcance normal de RF así como dispositivos dentro de su alcance cuya trayectoria de señal esté bloqueada o interferida.

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Los dispositivos en una red tendrán habitualmente una capacidad de memoria y una potencia de CPU limitadas, de forma que la inteligencia en el proceso de enrutamiento debe estar en los controladores.

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Los marcos enrutados deben obtener acuse de recibo para tener la misma fiabilidad que los marcos no enrutados.

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El enrutamiento y la repetición debe tener lugar sin la intervención del usuario ya que no se espera que el usuario entienda la configuración de la red.

Para hacer posible la funcionalidad de enrutamiento se aplican repetidores de señales en el sistema. De acuerdo con la primera realización preferida, todos los dispositivos están inicialmente adaptados para actuar como repetidores si así son instruidos por un controlador. Esta doble funcionalidad de los dispositivos suministra una red muy fiable y muy flexible con un alcance/cobertura mejorados y es el tema de la solicitud internacional de patente PCT/DK01/00253 (el número de publicación no está actualmente disponible). Sin embargo, pueden hacerse excepciones para algunos dispositivos por diferentes razones, por ejemplo si un dispositivo es un dispositivo transportable que cambia de posición en la red regularmente, no será adecuado como repetidor, o si un dispositivo funciona con batería puede ser excluido de la repetición para ahorrar energía. Sin embargo, la funcionalidad de enrutamiento de la presente invención no está limitada a sistemas en los que todos los dispositivos están adaptados para actuar como repetidores, también puede aplicarse a sistemas con dispositivos repetidores dedicados.

La funcionalidad de enrutamiento es un conjunto de funciones que entre otras cosas permite al controlador:

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construir una tabla de enrutamiento que indica, para cada uno de los dispositivos, con cual de los otros dispositivos puede transmitir y recibir señales de forma satisfactoria,

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para un punto de entrada dado y un dispositivo de destino dado, determinar una ruta de dispositivos repetidores desde el punto de entrada hasta el dispositivo de destino y generar una señal que será repetida a lo largo de la ruta determinada,

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conocer dónde están las posiciones típicas de la red, lo que permite que el controlador haga suposiciones instruidas cuando determina una ruta hacia un dispositivo final fuera de su alcance,

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determinar los dispositivos que están en el centro de la red en lo que respecta a que cualquier dispositivo de la red puede alcanzarse utilizando esos dispositivos, lo que permite que el controlador determine de forma más eficiente una ruta hasta un dispositivo de destino dado,

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determinar cuándo ha cambiado la topología de la red y actualizar automáticamente la tabla de enrutamiento, etc.

Marco con lista de repetidores

Cuando se genera una señal a enrutar hacia un dispositivo de destino, el marco debe designar de alguna forma los dispositivos repetidores de la ruta.

La funcionalidad de enrutamiento en un dispositivo es responsable de recibir un marco enrutado y determinar si debe ser repetido y enviarlo entonces de nuevo. Ya que el protocolo de comunicaciones está diseñado para trabajar sobre un medio de RF, es importante que solamente un dispositivo transmita a la vez, por lo tanto solamente un dispositivo debe repetir un marco. Esto se consigue teniendo una lista de repetidores en el marco, que designa los identificadores de repetidor que son identificadores de dispositivo de los dispositivos utilizados para enrutar la señal hacia el dispositivo de destino. La lista de repetidores consta de los siguientes campos:

TABLA 9

12

El siguiente tipo de marco comprende el comando, el identificador de destino y el dispositivo direccionado así como la lista de repetidores.

TABLA 10

13

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Saltos (4 bit): Un campo de 1 byte que indica a través de cuántos repetidores ha pasado el marco. Esto podría ser usado por los repetidores como un índice dentro de las ID de repetidor y para ver si tienen que enviar o no este marco.

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Número de repetidor (8 bits): La cantidad de ID de Repetidor en el marco.

ID de Repetidor (8 bits): ID de Repetidor de 1 byte que indica a través de qué dispositivos debe pasar el marco. El campo Saltos puede utilizarse como un índice dentro de la lista de ID de Repetidor.

Los campos específicos del repetidor (estado de ruta, saltos, número de repetidores e ID de Repetidor) pueden aplicarse a todos los tipos de marcos antes mencionados especificados en la tabla 2 y también se utilizaran en el acuse de recibo de los marcos recibidos. El procedimiento de enmascaramiento descrito en relación con las tablas 5 a 7 también puede aplicarse cuando se incluya un número mayor de identificadores de repetidor en un marco.

La figura 5 es un diagrama de flujo para un programa contenido en la unidad de procesamiento de cada dispositivo que ilustra el procedimiento para enrutar una señal. El procedimiento determina si el marco de la señal es relevante para el dispositivo, es decir si está designado como dispositivo de destino o repetidor, si el marco es relevante el dispositivo debe acusar recibo de la recepción del marco. El procesador del dispositivo busca la lista de enrutamiento en el marco para analizar la información de enrutamiento y determinar si está designado como dispositivo de destino o repetidor. Si está designado como dispositivo repetidor, busca el ID de Dispositivo repetidor a la que apunta el campo Saltos y si concuerda el identificador de dispositivo incrementa o decrementa el contador de saltos dependiendo del bit de dirección de la cabecera del marco. Finalmente, el dispositivo transmite de nuevo el marco. Si el dispositivo está designado como dispositivo de destino, el dispositivo procesa las instrucciones y/o la información del marco.

Los dispositivos repetidores solo son responsables de enviar el marco al siguiente repetidor de la lista de repetidores, después de que el siguiente repetidor ha acusado recibo del marco es responsabilidad de ese repetidor enviar el marco al siguiente destino. Cuando el marco alcanza el dispositivo de destino, se envía un acuse de recibo del enrutador a lo largo de todo el camino y en sentido inverso para decir al controlador que el marco ha alcanzado su destino. Un acuse de recibo de enrutador es exactamente un marco enrutado sin datos en el que se fija el bit de acuse de recibo en el estado de ruta. El flujo de marcos de una señal enrutada y sus acuses de recibo se ilustra en el sistema 600 de la figura 6, en el que las señales 601 y 603 son marcos enrutados desde un controlador 10 hasta un dispositivo 2 que utiliza el dispositivo 1 como dispositivo repetidor, las señales 602 y 604 son señales normales de acuse de recibo del dispositivo 2 enviadas de nuevo al controlador 10, las señales 605 y 607 son señales de acuse de recibo de enrutador que se enrutan en sentido inverso hacia el controlador 10 y las señales 606 y 608 son señales normales de acuse de recibo que acusan recibo de la recepción de las señales de acuse de recibo enrutadas.

Construcción de la tabla de enrutamiento

Para poder generar la lista de repetidores para un marco, se realiza un proceso automatizado para determinar una ruta hasta un dispositivo específico desde cualquier punto de entrada del sistema, es importante que la cantidad de repetidores en la ruta se mantenga al mínimo para que el tiempo de respuesta sea tan corto como sea posible y la fiabilidad sea tan alta como sea posible. Para este propósito, el controlador construye una tabla de enrutamiento explorando todos los dispositivos de la red, preguntándoles qué otros dispositivos pueden alcanzar.

La tabla de enrutamiento es donde el controlador mantiene la información de los dispositivos acerca de la topología de la red. La tabla es una tabla de N x N campos en donde se mantiene toda la información relativa a qué dispositivos pueden verse entre sí. El sistema 700 de la figura 7 ilustra una topología de red con dispositivos 1 a 5 y la tabla 11 muestra su tabla de enrutamiento.

TABLA 11

14

La tabla de enrutamiento es común a la red completa y puede compartirse entre diferentes controladores del sistema. La función de compartir la información entre los controladores del sistema es materia de la solicitud de patente internacional PCT/DK01/00252 (número publicación no disponible en la actualidad) del solicitante.

Una exploración completa de la red tal como se realizaba de acuerdo con la técnica anterior es un proceso complicado y que consume mucho tiempo. El controlador envía una señal de transmisión que es recibida por los dispositivos dentro de su alcance, instruyendo a éstos para que, en segmentos de tiempo dedicados, envíen una señal de radiodifusión recibida por los dispositivos dentro de su alcance y así sucesivamente. También, los dispositivos tienen que enviar de nuevo al controlador información a partir de la cual el controlador pueda construir una tabla de enrutamiento. Dicha exploración de la red completa bloquea la red durante un largo período de tiempo y utiliza mucha energía de las baterías y por lo tanto debe evitarse.

Al contrario, el sistema de acuerdo con la presente invención explora los dispositivos individualmente y sin señales de radiodifusión y solamente cuando sea necesario, tal como en el caso de nuevos dispositivos, dispositivos con los que se han encontrado problemas o que se cualifican de otras formas.

Descubrimiento

Para descubrir la topología de la red de esta zona, cada dispositivo está adaptado, después de recibir instrucciones de un controlador, para realizar un descubrimiento en el que descubre otros dispositivos en su proximidad con los que el dispositivo puede transmitir y recibir señales satisfactoriamente. El procedimiento de descubrimiento se ilustra en el sistema 800 de la figura 8, el descubrimiento se realiza mediante un programa contenido por la unidad de procesamiento de cada dispositivo 1 a 5. Se realiza enviando una señal 801 de un comando de descubrimiento desde un controlador 10 hasta un dispositivo diciéndole qué otros dispositivos debe buscar. Después de enviar una señal 802 de acuse de recibo, el dispositivo enviará señales 803, 805, 806 y 808 de comando NOP ("No OPeration" sin funcionamiento, una señal "vacía") a los dispositivos 1, 2, 4 y 5 especificados uno por uno en la señal 801 del comando de descubrimiento y espera las señales 804, 807 de acuse de recibo de los dispositivos que recibieron los comandos NOP. En la topología del sistema 700 mostrado en la figura 7, los dispositivos 2 y 4 responderán al dispositivo 3 con una señal de acuse de recibo mientras que los dispositivos 1 y 5 no lo harán. La unidad de procesamiento del dispositivo almacenará entonces los identificadores de los dispositivos que acusaron recibo de las señales NOP en la memoria del dispositivo. La información que representa a los otros dispositivos con los que puede transmitir señales y recibir señales de forma satisfactoria puede enviarse en una señal 809 al controlador.

De acuerdo con la primera realización preferida, la señal 801 del comando de descubrimiento es un tipo 1 de marco con un comando 17 (consulte las tablas 2 y 3) que comprende una máscara de bits similar a la máscara de ID de Dispositivo de destino descrita con relación a las tablas 5 y 6, que dice al dispositivo qué otros dispositivos debe buscar. También, cuando los dispositivos han recibidos señales 804 y 807 de acuse de recibo de otros dispositivos dentro del alcance de su señal, fija los bits correspondientes en otra máscara de bits de su memoria, esta máscara de bits se ordena de forma similar a una línea de la tabla de enrutamiento del controlador 10 y por lo tanto se denomina línea de enrutamiento. La señal 809 de línea de enrutamiento debe ser enviada al controlador 10 después de formarse, es decir, cuando el dispositivo bien haya recibido una señal de acuse de recibo del dispositivo 5 o bien envíe la señal 808 de NOP tres veces al último dispositivo de la máscara de bit de la señal 801 de descubrimiento.

Después de la recepción de la señal 809 de línea de enrutamiento, la unidad de procesamiento del controlador 801 está adaptada para actualizar (sobreescribir una línea y una columna existentes) o extender (añadir una línea y una columna que se corresponde con el nuevo dispositivo) la tabla de enrutamiento. La línea de enrutamiento puede almacenarse directamente en la tabla de enrutamiento ya que se ha escrito en el formato apropiado en el dispositivo. El controlador 10 responde con una señal 810 de acuse de recibo.

El controlador realiza las funciones del seguimiento de la topología de la red, el mantenimiento de una tabla de enrutamiento y el cálculo de la ruta más corta hasta un dispositivo. El controlador también puede tener la funcionalidad de enrutador de un dispositivo, pero esto es opcional ya que el controlador no tendrá típicamente el suministro de energía para que esté en modo de recepción todo momento.

Según se describió anteriormente, el controlador efectúa el seguimiento de la topología de la red preguntando a todos los dispositivos de la red qué dispositivos pueden alcanzar utilizando el comando de descubrimiento. Típicamente, los dispositivos no se mueven muy a menudo, de forma que el controlador se activará para pedir que un dispositivo realice un descubrimiento solamente en ciertos momentos. El mejor momento para realizar un descubrimiento depende en alguna extensión de la función que realiza cada dispositivo y de la ordenación específica de los dispositivos en el sistema. Por ejemplo, la activación de un descubrimiento para un dispositivo puede ser diferente para dispositivos de sistemas de automatización en domicilios privados y para sistemas de alarma o seguridad para plantas industriales u hospitales. También, los dispositivos pueden ordenarse de forma diferente a grupos y modos como es el caso de la primera realización preferida.

Opcionalmente, el controlador se activa para pedir que un dispositivo realice un descubrimiento cuando el dispositivo se introduce por primera vez en el sistema y cada vez que el dispositivo se mueve. Sin embargo, en la primera realización preferida, se selecciona otro esquema. En la primera realización preferida, el controlador se activa para pedir a un dispositivo que realice un descubrimiento cuando:

-

se introduce en el sistema la primera vez que el controlador le asigna un identificador de dispositivo o, igualmente, cuando se añade a un grupo por primera vez,

-

se ha retirado de un grupo o de un modo y posteriormente se añade a un grupo o a un modo.

Para implementar esta forma de activación, el dispositivo puede marcarse como "sospechoso" cuando se cambia su configuración tal como cuando se retira de un grupo o de un modo. La próxima vez que el controlador hable directamente con un dispositivo marcado como sospechoso, el controlador se activará para pedir al dispositivo que realice un descubrimiento. La figura 9 es un diagrama de flujo para un programa contenido en la unidad de procesamiento de cada controlador, que ilustra el procedimiento para la activación de un descubrimiento. Un dispositivo se excluirá de la tabla de enrutamiento mientras esté marcado como sospechoso hasta que haya realizado un descubrimiento. La marca puede ser simplemente un bit que se fija en la tabla de dispositivos o puede ser una "lista de dispositivos sospechosos" dedicada a la cual se añade el identificador del dispositivo. Se selecciona este procedimiento porque un dispositivo se mueve típicamente a una buena distancia (tal como más de 5 m) antes de que tenga impacto sobre la topología de la red y si se mueve tanto, el usuario a menudo también cambia la configuración de grupo y/o modo para ese
dispositivo.

Opcionalmente, el controlador también se activa para pedir que un dispositivo realice un descubrimiento cuando el dispositivo se mueve, lo que requerirá una rutina para determinar cuando se mueve un dispositivo o para que el usuario recuerde instruir al dispositivo o al controlador de que el dispositivo se ha movido. También, si un dispositivo, un número especificado de veces, ha sido designado como dispositivo repetidor en una ruta que falla para enrutar una señal hasta el dispositivo de destino, el controlador puede activarse para pedir que el dispositivo realice un descubrimiento. Alternativamente, cada línea de la tabla de enrutamiento puede ser una marca de tiempo y después de un período de tiempo específico, la línea expira y el dispositivo correspondiente se marca como "sospechoso". Esto asegurará un mantenimiento regular de la tabla de enrutamiento.

Otra forma de saber si un dispositivo ha cambiado su posición en la red es hacer que los dispositivos repetidores de una ruta devuelvan un marco de error de ruta si el dispositivo no puede alcanzar el siguiente repetidor de la lista de repetidores del marco enrutado.

Esta situación se ilustra en el sistema 1000 de la figura 10. Un controlador 10 envía una señal 1001 al dispositivo 1 con un marco a enrutar hacia el dispositivo 2. El dispositivo repetidor 1 hace acuse de recibo de la recepción de la señal 1001 con una señal 1002. Después de haber transmitido el marco enrutado un número (tres) predeterminado de veces en las señales 1003 a 1005, se devuelve una señal 1006 de error de ruta al controlador 10 desde el dispositivo 1. No siempre es posible determinar si el dispositivo que ha cambiado de posición es el que envía el error o si es el siguiente dispositivo de la lista de repetidores, de forma que es este procedimiento generalmente requeriría que ambos dispositivos (1 y 2) se marcasen como "sospechosos" cuando un dispositivo haya cambiado de posición.

Otro procedimiento para asegurar que la tabla de enrutamiento está siempre al día es imponer una regla al usuario que dice que un dispositivo debe siempre reinicializarse cuando se mueva. De esta forma un dispositivo que se mueva siempre se retirará de la tabla de enrutamiento cuando se reinicializa y se insertará de nuevo cuando se añade de nuevo a controlador.

Lista de puntos de entrada más usados

Un controlador del sistema es típicamente un dispositivo manual, portátil, pequeño y alimentado con baterías que puede cambiar de posición en la red en todo momento. Durante su uso real, sin embargo, es más probable que el controlado se mueva dentro de un área limitada (por ejemplo, en unas pocas habitaciones o en un piso) la mayoría del tiempo. Este hecho puede utilizarse para efectuar suposiciones instruidas cuando se trata de determinar su posición en la red cuando se determina una ruta hacia un dispositivo de destino dado fuera de su alcance. Registrando las transmisiones satisfactorias y fallidas y realizando un análisis estadístico sobre estos datos, el controlador puede aprender su posición más probable en la red. Por lo tanto, en el controlador se mantiene una lista de los puntos de entrada más utilizados en la red. La lista de puntos de entrada más usados consta de una tabla que contiene los identificadores de dispositivo de los dispositivos y de contadores que muestran la historia de las transmisiones de cada dispositivo. El contador de un dispositivo se incrementa con cada marco satisfactoriamente recibido y disminuye con cada marco enviado de forma no satisfactoria. Más específicamente, el contador de un dispositivo se incrementa con cada señal de acuse de recibo no enrutada que recibe del dispositivo, no importa si el dispositivo acusó recibo como dispositivo repetidor o como dispositivo de destino. Similarmente, el contador de un dispositivo disminuye cada vez que el controlador haya enviado una señal tres veces sin recibir una señal de acuse de recibo, no importa si el dispositivo estaba designado como dispositivo repetidor o como dispositivo de destino. Cuando una entrada de las tablas tiene un valor de recuento igual a cero se considera vacía y puede sustituirse por una nueva entrada. La tabla contiene típicamente solo un número N limitado de entradas posibles.

TABLA 12

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La lista de puntos de entrada más usada ahorra un montón de tiempo y de energía ya que el controlador no tiene que iniciar todo de nuevo cuando trata de determinar su posición en la red cuando se requiere el enrutamiento. Si un controlador regularmente se encuentra en una de dos posiciones distantes de la red, la lista de puntos de entrada más usados contendrá los dispositivos de ambas posiciones. También, si un controlador, después de haber pasado mucho de tiempo dentro de un área limitada de la red, se mueve a una posición distante diferente, la lista de puntos de entrada más usados tardará un poco en actualizarse y no suministrará puntos de entrada eficientes durante un primer período de tiempo.

Obviamente, la lista de puntos de entrada más usados será específica para cada controlador del sistema y habitualmente no tiene sentido compartir entre controladores la lista de puntos de entrada más usados.

Lista de repetidores preferidos

Algunos dispositivos se sitúan más en el centro del sistema que otros, estos dispositivos centralmente situados son particularmente adecuados como dispositivos repetidores ya que pueden alcanzar típicamente muchos otros dispositivos. Ya que a menudo será una pérdida de tiempo tratar de enrutar una señal a través de un dispositivo situado en el perímetro de la red, el controlador se programa para efectuar suposiciones instruidas cuando determina una ruta eficiente hacia un dispositivo de destino dado. Por lo tanto, se calcula una lista de repetidores preferidos a partir de la tabla de enrutamiento y se mantiene en el controlador para su utilización para encontrar una ruta hacia un dispositivo. Los repetidores preferidos se seleccionan en el sistema de tal forma que sean los únicos dispositivos necesarios para alcanzar cualquier dispositivo de la red. La lista de repetidores preferidos es una tabla de mapa de bits en la que un bit en una posición designa si un dispositivo que se corresponde con la posición es un repetidor preferido. La lista se recalcula cada vez que cambia la tabla de enrutamiento.

TABLA 13

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En la topología de red mostrada en la figura 7, los dispositivos 2 y 3 serían repetidores preferidos ya que juntos pueden alcanzar todos los dispositivos de la red. La lista de repetidores preferidos es característica de la tabla de enrutamiento y de esta forma de la topología de la red. La lista de repetidores preferidos es por lo tanto común a todos los controladores de la red, teniendo en cuenta que todos ellos tienen una tabla de enrutamiento actualizada.

Lo siguiente es pseudocódigo fuente que da un procedimiento para determinar la lista de repetidores preferidos a partir de la tabla de enrutamiento. La función AnalyseRoutingTable() encuentra los repetidores de la red necesarios para alcanzar todos los dispositivos y construye la lista de repetidores preferidos. La función analiza la tabla de enrutamiento basándose en un procedimiento en el que los repetidores se seleccionan de acuerdo a cuántos dispositivos nuevos pueden alcanzar en la red.

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Determinación de la ruta hacia un dispositivo

Cuando a un controlador se le pide que envíe una señal a un dispositivo dado, primero enviará la señal directamente al dispositivo de destino sin enrutamiento. Si no recibe acuse de recibo, el controlador determinará una ruta hasta el dispositivo, lo que requiere varios pasos. La figura 11 es un diagrama de flujo de un programa contenido en la unidad de procesamiento de cada controlador, que ilustra el procedimiento para determinar una ruta hacia un dispositivo de destino dado. El procedimiento descrito en los siguientes párrafos está esbozado en la figura 11.

Primero el controlador debe determinar dónde está situado en la red. Para limitar el tiempo que se necesita para que el controlador encuentre dónde está en la red, utiliza la lista de puntos de entrada más usados para efectuar una posición instruida. Utilizando el primer dispositivo de la lista de puntos de entrada más usados como punto de entrada, calculará la ruta más corta hasta el destino haciendo una primera búsqueda amplia en la tabla de enrutamiento. Finalmente, el controlador construirá la lista de enrutamiento (consulte la tabla 9) en el marco y lo enviará. Si no se recibe acuse de recibo enrutado desde el dispositivo de destino, el controlador intenta con el siguiente punto de entrada más utilizado, etc.

Si el controlador no puede alcanzar ninguno de los puntos de entrada más usados (¿dispositivo encontrado? = no, en la figura 11), utilizará los dispositivos de la lista de repetidores preferidos como puntos de entrada y calculará la ruta más corta hasta el destino utilizando la tabla de enrutamiento. Si el controlador no puede alcanzar ninguno de los repetidores preferidos (¿repetidor encontrado? = no, en la figura 11), tratará de buscar cualquier otro dispositivo de la red. La última posibilidad debe evitarse porque generará un tiempo de respuesta largo.

El procedimiento para encontrar una ruta tal como se describe anteriormente es particularmente aplicable a sistemas con controladores portátiles (controles remotos) ya que trabaja muy eficientemente con controladores portátiles así como con controladores estacionarios. Un controlador estacionario construirá un alista de puntos de entrada más usados muy eficiente pero, como primer intento, enviará las señales directamente hacia dispositivos de destino que están claramente fuera de su alcance. Los controladores que se utilizan como controladores estacionarios opcionalmente tienen una configuración que les instruye para que, como primer intento, busquen una ruta usando un dispositivo de la lista de puntos de entrada más usados como punto de entrada, a menos que el dispositivo de destino sea un dispositivo de la lista de puntos de entrada más usados.

Lo siguiente es pseudocódigo fuente que muestra un procedimiento para determinar la ruta hacia un dispositivo dado el identificador de dispositivo de punto de entrada y el identificador de dispositivo de destino. La función FindBestRouteToDevice() busca la mejor ruta (la más corta) desde un punto de entrada hasta un punto de destino. La función llama a la primera función de búsqueda amplia FindLastRepeater que encuentra el mejor repetidor más cerca del destino y el número de saltos hasta ese repetidor. La función se invoca entonces con un nuevo repetidor como destino hasta que se encuentra el camino completo.

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FindLastRepeater() encuentra la mejor ruta hasta un dispositivo basándose en el repetidor de punto de entrada y en el dispositivo de destino, éste es solo el último repetidor que se encuentra ya que no es posible grabar la trayectoria a través de la red cuando se utiliza un algoritmo de primera búsqueda amplia.

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En una realización alternativa, la estrategia para determinar una ruta puede depender de los acuses de recibo recibidos por el controlador durante sus intentos previos. Si el controlador no recibe un acuse de recibo enrutado desde el dispositivo de destino, el punto de entrada podría aún haber recibido y retransmitido la señal, en cuyo caso la señal se detuvo en algún otro sitio de la ruta. En algunos entornos, por ejemplo fábricas y espacios de trabajo, dos dispositivos uno dentro del alcance del otro pueden ocultarse con objetos de metal y similares que se mueven a su alrededor dentro del edificio. Por lo tanto, incluso pensando que los dispositivos no se hayan movido y debería ser capaces de comunicarse de acuerdo con la tabla de enrutamiento, su conexión puede cortarse temporalmente. En el caso de que el controlador reciba un acuse de recibo desde un dispositivo de punto de entrada, pero no reciba un acuse de recibo enrutado desde el dispositivo de destino, puede determinarse una nueva ruta con el mismo punto de entrada. Para una persona experta en la materia es una tarea simple usar la tabla de enrutamiento para determinar una ruta alternativa, si existiera, entre dos dispositivos. Esta estrategia de "nueva ruta usando el mismo punto de entrada" puede ser algunas veces más eficiente que la estrategia de "nueva ruta utilizando un nuevo punto de entrada" descrita en las secciones previas. Si el controlador está en una posición en la red en la que solo puede alcanzar un dispositivo, debe utilizar este dispositivo como punto de entrada. Si la señal se detiene en algún lugar sobre la primera ruta a través de este dispositivo de punto de entrada, el sistema debería determinar una ruta alternativa que en este caso debe ser una ruta alternativa utilizando el mismo dispositivo de punto de entrada.

Opcionalmente, puede utilizarse una combinación de las dos estrategias "nueva ruta usando un nuevo punto de entrada" y "nueva ruta usando el mismo punto de entrada" cuando, después de haber intentado una o más rutas alternativas utilizando el mismo punto de entrada, el controlador puede ir al siguiente punto de entrada de la lista (lista de puntos de entrada más usados o lista de repetidores preferidos).

En otra realización alternativa, la tabla de enrutamiento se distribuye a todos los dispositivos del sistema de forma que los dispositivos mismos, cuando reciben una señal con un identificador de destino dado, puedan encontrar una ruta y construir el marco correspondiente con el dispositivo de destino dado.

La interfaz de usuario gestiona la configuración del sistema que efectúa el usuario y permite por lo tanto que el usuario realice funciones tales como la instrucción de nuevos dispositivos, la configuración de grupos y modos, la actualización de la información compartida entre los controladores, etc, algunas de las cuales se describirán a continuación. Estas funciones son realizadas por programas o rutinas almacenados en la unidad de procesamiento del controlador.

Aprendizaje de nuevos dispositivos

El sistema de acuerdo con la primera realización preferida es muy flexible y a medida que el tiempo pasa pueden añadirse fácilmente nuevos dispositivos. Cuando se añade un nuevo dispositivo al sistema éste tiene que saber qué ID Doméstico y qué ID de Dispositivo utilizar. Este procedimiento requiere del usuario solamente tres acciones, usando solamente el dispositivo a instalar y cualquier controlador. Todo lo demás se hace por cuenta del sistema y no involucra o afecta a ningún otro controlador o dispositivo del sistema. En la primera realización preferida, el sistema conoce la presencia del nuevo dispositivo y asigna un identificador de dispositivo en un proceso automático que sigue los siguientes pasos (consulte también el diagrama de flujo de la figura 9 que ilustra un programa contenido en la unidad de procesamiento de cada controlador):

1.

El usuario fija el controlador en un estado de programación de aprendizaje en el que escucha todas las señales, no solamente aquellas con el ID Doméstico correcto.

2.

El usuario presiona y mantiene pulsado un botón del dispositivo.

3.

El dispositivo envía solicitudes de ID Doméstico y de ID de Dispositivo al controlador que escucha tal como se menciona en 1.

4.

El dispositivo espera que el controlador le envíe un marco con el ID Doméstico y el ID de Dispositivo.

5.

El controlador consulta el siguiente identificador de dispositivo disponible y envía al dispositivo el ID Doméstico y el ID de Dispositivo asignado.

6.

El dispositivo almacena el ID Doméstico y el ID de Dispositivo en una memoria no volátil.

7.

El nuevo dispositivo se añade a la tabla de dispositivos y se envía una señal de comando de descubrimiento al dispositivo con una lista de los dispositivos que ya están en el sistema.

8.

El nuevo dispositivo puede añadirse a uno o más grupos y modos y puede recibir un nombre.

Alternativamente, cuando el dispositivo se programa en la fábrica con un identificador de dispositivo único, el proceso puede ser algo más simple:

1.

El usuario fija el controlador en el estado de programación de dispositivo y se le solicita que especifique en qué grupo puede colocarse el nuevo dispositivo.

2.

El usuario presiona y mantiene pulsado un botón del dispositivo mediante lo cual el dispositivo envía su identificador de dispositivo al controlador que escucha tal como se menciona en 1.

3.

El dispositivo espera que el controlador le envíe un marco con el ID Doméstico.

4.

El controlador envía el ID Doméstico al dispositivo.

5.

El dispositivo almacena el ID Doméstico recibido en una memoria no volátil.

6.

La tabla de grupos de la memoria no volátil del controlador se actualiza con el nuevo identificador de dispositivo.

7.

Se envía una seña de comando de descubrimiento al dispositivo con una lista de los dispositivos que ya están en el sistema.

La simplicidad de este procedimiento se debe a las direcciones únicas de todos los dispositivos del sistema. Ya que todos los dispositivos pueden direccionarse individualmente y debido a la funcionalidad del protocolo, cada dispositivo puede configurarse e incluirse/excluirse individualmente.

Si el dispositivo ya está dentro de la tabla de dispositivos del controlador, pero tiene que ser añadido a un grupo nuevo o existente, el procedimiento comprende los siguientes pasos (consulte también el diagrama de flujo de la figura 9, que ilustra un programa contenido en la unidad de procesamiento de cada controlador):

1.

El usuario fija el controlador en un estado de programación de grupo y se le solicita que especifique en qué grupo debe colocarse el nuevo dispositivo.

2.

El usuario presiona y mantiene pulsado un botón del dispositivo.

3.

El dispositivo envía su identificador de dispositivo al controlador que escucha.

4.

El controlador almacena el identificador de dispositivo recibo en la tabla de grupos seleccionada.

5.

El controlador comprueba si el dispositivo está en la lista de dispositivos sospechosos y si es así envía una señal de comando de descubrimiento al dispositivo con una lista de los dispositivos que ya están en el sistema.

El proceso de aprendizaje esbozado anteriormente puede organizarse de forma diferente, sin embargo es importante para la funcionalidad completa del sistema que el dispositivo mismo y el controlador mismo (asignen y) aprendan uno el ID del otro. Los dispositivos pueden pertenecer a varios grupos y un dispositivo simple se inserta en un grupo añadiendo su identificador de dispositivo a la tabla de grupos relativa de la memoria del controlador, por lo tanto sin influenciar a ningún otro dispositivo en ningún momento.

Estructura de datos en el controlador

Para conseguir que las señales sean tan cortas y tan pocas como sea posible, el sistema de acuerdo con la realización preferida se optimiza para funcionar de manera tan simple como sea posible sin perder calidad en términos de fiabilidad, alcance/cobertura, versatilidad y flexibilidad. A continuación, se describe la estructura de datos del controlador que permite la compartición de información y la realización de funciones de la forma más eficiente y adecuada.

Tabla de dispositivos

Esta tabla contiene la información de todos los dispositivos, que están actualmente instalados en el sistema completo. Esta tabla se utiliza también para asignar identificadores de dispositivo a los nuevos dispositivos del sistema. Esta tabla también puede contener información relativa a las características o configuraciones fijas de los diferentes dispositivos.

Tabla de grupos

Esta tabla contiene información sobre qué dispositivos de la tabla de dispositivos están agrupados entre sí y en qué grupo. Esta tabla también contiene información sobre la configuración actual del grupo específico.

Tabla de modos

La tabla de modos contiene información sobre los grupos y dispositivos que son miembros de un modo específico y también contiene las configuraciones específicas de cada dispositivo del modo.

Tablas de nombres de grupos y modos

Estas dos tablas contienen los nombres alfanuméricos definidos por el usuario de diferentes grupos y modos.

Tabla de controladores

Esta tabla contiene información sobre todos los controladores presentes en el sistema y opcionalmente también los datos y el tiempo del último aprendizaje de otro controlador. Esta tabla también podría contener información relativa a las características de los diferentes controladores.

Tabla de enrutamiento

Tabla que indica para cada uno de la serie de dispositivos, los otros dispositivos con los que cada dispositivo puede transmitir y recibir señales satisfactoriamente.

Lista de repetidores preferidos

Una lista que indica uno o más dispositivos que juntos pueden enrutar una señal hacia cualquier dispositivo de la tabla de enrutamiento.

Lista de puntos de entrada más usados

Una lista ordenada que indica los identificadores de dispositivo del número, N, de dispositivos que han recibido satisfactoriamente la mayoría de las señales del controlador.

Tabla de acción de disparo

Esta tabla contiene información relativa a qué acciones tomar cuando se ha alcanzado un nivel de disparo en uno o más de los dispositivos de entrada.

Tabla de eventos

Esta tabla es similar a la tabla de acciones de disparo. Contiene ciertos eventos en forma de pequeños programas, que se ejecutan cuando se cumplen condiciones predeterminadas. Son ejemplos el encendido de la cafetera o de la calefacción del coche cuando se lee un cierto tiempo en el temporizador.

Tabla de programas

Esta tabla contiene programas grandes, macros o rutinas a ejecutar cuando se reciben comandos.

Alimentación e iluminación

En una segunda realización preferida, también denominada control de alimentación e iluminación, el sistema comprende un conjunto de productos para controlar el nivel de alimentación de aparatos eléctricos conectados a los dispositivos, tales como bombillas, aire acondicionado y electrodomésticos de cocina.

Además de ser un sistema de control de alimentación e iluminación, el sistema de la segunda realización preferida sirve para formar una base para un sistema completo de control doméstico que incluye otros subsistemas como el control HVAC (corriente alterna de alta tensión), el control del sistema de alarma, el control de acceso, etc.

El sistema de automatización de la segunda realización preferida está construido sobre la misma plataforma que el sistema de automatización de la primera realización preferida. De esta forma, la descripción de la segunda realización preferida es una descripción más detallada de alguna de las funciones descritas con relación a la primera realización preferida y se asume que las características descritas con relación a la primera realización son también válidas en la segunda realización.

La figura 16 muestra una implementación de un sistema de acuerdo con la realización preferida. La figura 16 muestra un plano en planta de una casa 18 con varias habitaciones. La casa tiene una retícula eléctrica empotrada que consta de cables conductores 40 (líneas finas) que se dirigen a un número de salidas eléctricas 19 (cuadrados grises). Esto se parece a la red eléctrica de una construcción típica. Un número de diferentes aparatos eléctricos conectados a la salidas eléctricas se sitúan a lo largo de la casa, estos son las lámparas 11, el aparato de televisión 12, la afeitadora 13, la tostadora 14 y un termostato 15 para un radiador. Cada aparato se conecta a un dispositivo 1, que puede controlarse de forma remota mediante un controlador 10 a través de señales 16 de RF.

Los dispositivos 41 pueden conectarse entre el aparato y la salida eléctrica 19 tal como en el caso de la tostadora 14 o pueden ser una parte integrada de los aparatos, en el caso del aparato de televisión 12. De esta forma controlando el dispositivo conectado puede controlarse el suministro de energía y/o la función del aparato. Ejemplos de este control son el encendido y apagado de las lámparas 11, el cambio del estado operativo tal como el canal del aparato de televisión, el ajuste de otra temperatura en el termostato 15 o la activación de la alarma antirrobo 39. También, un dispositivo puede informar al controlador del estado de un aparato, tal como la temperatura de la habitación del termostato 15 o el estado de la alarma 39.

En la realización descrita con relación a la figura 16, un modo puede comprender todos los dispositivos conectados a las lámparas 11 en el cuarto de estar y los ajustes pueden ser la cantidad de energía suministrada por cada dispositivo a la lámpara. Seleccionado este modo, todas las lámparas del cuarto de estar estarían atenuadas en un nivel predeterminado creando la iluminación deseada. En otro ejemplo, el modo comprende todos los termostatos 15 de la casa y los ajustes son la temperatura deseada en cada habitación. Por lo tanto, seleccionado el modo, puede fijarse una temperatura predeterminada a lo largo de la casa.

La siguiente descripción del sistema de control de alimentación e iluminación se refiere principalmente con aquellos aspectos que no están comprendidos en la descripción de alto nivel de las partes generales del sistema conceptual escalable dado en la descripción de la primera realización preferida del sistema de automatización. Sin embargo, los detalles y características descritas solamente en relación con la segunda realización también son válidas con respecto a la primera realización preferida.

El sistema de control de alimentación e iluminación consta de los siguientes elementos,

Controladores

En la realización de alimentación e iluminación, el controlador es un panel de control móvil tal como un control remoto, de forma que el uso o programación del sistema no están restringidos a ciertas posiciones. Los controladores tienen una pantalla, tal como una pantalla LCD ("Liquid Crystal Display", Pantalla de cristal líquido). Los controladores pueden opcionalmente interactuar con un ordenador, más aún un ordenador también puede actuar como controlador del sistema. La implementación inicial y a menudo los ajustes posteriores de un dispositivo se llevan a cabo en la proximidad del dispositivo. Aunque los protocolos de datos hacen uso del direccionamiento de dispositivos usando identificadores de dispositivo, la persona que realiza la programación puede basarse en la confirmación visual de la conexión de un aparato a un dispositivo dado.

Por lo tanto la interfaz de programación no se basa en la capacidad de los usuarios para recordar los códigos de los dispositivos, números asignados o similares.

La figura 12 describe un controlador de acuerdo con la segunda realización preferida. El controlador tiene los siguientes botones:

-

El botón de encender/apagar todo con el cual se encienden y se apagan todos los dispositivos de salida excepto aquellos dispositivos que hayan sido configurados para no estar incluidos. La configuración de esta función se especifica posteriormente.

-

Los ocho botones rápidos para un acceso rápido a los grupos o modos más habitualmente utilizados.

-

El botón grupos que fija el estado de los botones rápidos para que sean grupos.

-

El botón modos que fija el estado de los botones rápidos para que sean modos.

-

El botón OK, que se utiliza principalmente dentro del sistema de menús.

-

Los botones izquierda y derecha que entre otras cosas se utilizan para navegar en el sistema de menús.

Entre otras cosas, con el controlador pueden realizarse las siguientes acciones:

-

Programar los dispositivos para que pertenezcan al sistema (es decir, programarlos con el número de ID Doméstico único).

-

Asignar identificadores a nuevos dispositivos.

-

Programar los dispositivos para que pertenezcan a uno o varios grupos.

-

Ejecutar la función de encendido/apagado de un grupo dado.

-

Ejecutar la función de atenuación en un grupo dado.

-

Programar dispositivos para que pertenezcan a uno o varios modos.

-

Ejecutar un modo dado.

-

Denominar un grupo dado con caracteres alfanuméricos.

-

Denominar un modo dado con caracteres alfanuméricos.

-

Configurar una protección para niños en un dispositivo.

-

Programar el temporizador.

-

Iniciar o interrumpir la función de bloqueo de teclado.

-

Etc.

Dentro de un sistema pueden utilizar varios controladores, y las señales enviadas de un primer a un segundo controlador pueden relacionarse para:

-

Aprender el ID Doméstico y asignar el ID de Controlador.

-

Replicación o actualización de diferentes datos de los controladores.

Dispositivos de salida

Los dispositivos de salida están operacionalmente conectados entre una fuente de energía y un aparato eléctrico, típicamente en forma de enchufe conectado a una clavija de suministro de energía. Los dispositivos de salida pueden realizar la conmutación, la atenuación y opcionalmente la dosificación de la energía o corriente suministrada al aparato eléctrico. También, los dispositivos de salida son capaces de funcionar como repetidores dentro del sistema.

Puede utilizarse un gran número de tipos diferentes de dispositivos de salida que van desde conmutadores de baja tensión hasta dispositivos de salida HVAC. Cada dispositivo de salida tiene solamente un botón de accionamiento. Este botón se utiliza cada vez que el dispositivo debe notificar al controlador su identificador de dispositivo durante los procedimientos de programación. El botón también puede utilizarse para encender/apagar y atenuar la potencia de salida suministrada al dispositivo sin el uso de un controlador. Sin embargo, esta función puede ser denegada mediante la función de protección de niños haciendo que el botón sea inactivo para el propósito de ajuste de energía. Las diferentes funciones de botón se utilizan presionando el botón durante diferentes períodos de tiempo, por ejemplo, un período corto para encender/apagar y subir/bajar la atenuación cuando el botón se presiona de forma continua.

Entre otras cosas, los dispositivos de salida pueden realizar las siguientes acciones:

\bullet

Informar a un controlador de su presencia y estar listos para recibir el ID Doméstico y el ID de Dispositivo.

\bullet

Encender/apagar la corriente mediante el uso de un botón del dispositivo.

\bullet

Atenuar la corriente mediante el uso de un botón del dispositivo.

\bullet

Ejecutar los comandos recibidos del controlador.

-

Atenuar la corriente.

-

Repetir el comando recibido para otros dispositivos de salida.

-

Encender/apagar la corriente

-

Acusar recibo de los comandos recibidos y ejecutados.

-

Responder con el estado del dispositivo.

\bullet

Dosificar la energía o corriente suministrada al aparato eléctrico conectado al dispositivo de salida y guardar, procesar y transmitir la información dosificada.

Los siguientes párrafos describen alguna funcionalidad comprendida en el sistema de iluminación.

Conmutación de grupos o modos

Presionando el "botón grupos" el usuario introduce funciones relacionadas con un aparato simple o un grupo de aparatos tales como las bombillas. Presionando el "botón modos" el usuario introduce funciones que se refieren a los modos (por ejemplo, ajuste de una iluminación predeterminada para una habitación).

Activación/desactivación de grupos

El usuario puede activar o desactivar un aparato simple o un grupo de aparatos bien utilizando los botones rápidos 1-8 o bien utilizando el botón de desplazamiento. Si el usuario utiliza los botones 1-8 entonces sólo se necesita una pulsación corta. El botón trabajará como un conmutador. Si se utiliza el botón de desplazamiento el usuario debe desplazarse hasta el grupo deseado y entonces presionar el botón OK.

Ajuste de atenuación de grupos

Un usuario puede atenuar la corriente suministrada a un aparato simple o a un grupo de aparatos tales como bombillas (el mismo grupo que la función de encendido/apagado) bien utilizando los botones rápidos 1-8 o bien utilizando el botón de desplazamiento. Si se utilizan los botones 1-8 la atenuación se activará cuando el botón se presione de forma continua. Cuando se alcance el nivel correcto de atenuación el botón se suelta. Si se utiliza el botón de desplazamiento el usuario debe desplazar hasta el grupo deseado y presionar botones adicionales para subir o bajar la atenuación.

Acuse de recibo de comando en la pantalla

Cada comando indicado por el usuario provocará que se muestre un acuse de recibo en la pantalla. Un acuse de recibo típico podría ser por ejemplo "que todas las luces están apagadas en este momento". Después de la actuación del dispositivo, el panel de control espera del dispositivo un acuse de recibo de que el comando se ha ejecutado. Pueden producirse dos eventos:

\bullet

El dispositivo no responde con un acuse de recibo:

-

El controlador indica, por ejemplo, "fuera de alcance o defecto de dispositivo".

\bullet

El dispositivo responde con un mensaje de error tal como no se ha detectado corriente en la línea de distribución principal:

-

El controlador indica, por ejemplo, "defecto en bombilla o lámpara"

\bullet

El dispositivo responde con comando ejecutado:

-

El controlador indica, por ejemplo, "todo correcto".

Función de programación de modos

Los modos pueden programarse en el panel de control preconfigurando diferentes dispositivos con el nivel de corriente deseado y después almacenando este nivel en el panel de control. Los modos pueden almacenarse en los botones 1-8 o utilizando el botón de desplazamiento para un almacenamiento adicional.

Función de configuración de modos

Un usuario puede activar modos prefijados (por ejemplo, modo de visionado de televisión o de trabajo) utilizando los botones 1-8 del panel de control. Si se utiliza el botón de desplazamiento el usuario debe desplazarse hasta el grupo deseado y presionar el botón OK.

Configuración de todo encendido/apagado

El usuario puede encender o apagar todos los conmutadores presionando el botón "todo encendido/apagado". Un dispositivo puede programarse por defecto para responder al botón "todo encendido/apagado" pero también puede no programarse para ello.

Programación de todo encendido/apagado

Si un usuario requiriese que un cierto dispositivo no responda a "todo encendido/apagado" puede hacerlo configurándolo en el panel de control. Esto podría ser beneficioso, por ejemplo, para la pecera o las luces del exterior.

Configuración aleatoria de encendido/apagado

El usuario puede utilizar el panel de control para hacer que un dispositivo se encienda y se apague aleatoriamente (es decir, se usa para mantener alejados los ladrones). El dispositivo se mantendrá encendido o apagado, por ejemplo, a intervalos de tres horas y esta acción se aborta la próxima vez que reciba cualquier instrucción del panel de control. El intervalo de tiempo en el cual el panel de control encendería o apagaría aleatoriamente el dispositivo también puede configurarse (por ejemplo, desde las 18:00 hasta las 23:00).

Programación de encendido/apagado aleatorio

El usuario podría requerir que un cierto dispositivo no respondiese al "encendido /apagado aleatorio", esto podría hacerse configurándolo en el panel de control. Esto podría ser beneficioso, por ejemplo, para la pecera o las luces de exterior.

Reinicialización de dispositivo

Todos los dispositivos pueden reinicializarse mediante lo cual se borra el ID Doméstico y el ID de Dispositivo y se borran todas las referencias al identificador del dispositivo en el controlador. En la realización de alimentación e iluminación, la reinicialización se lleva a cabo fijando el controlador en el modo "reinicialización de dispositivo" y pulsando el botón de accionamiento del dispositivo. Esto hace que el dispositivo transmita información al controlador, que realiza entonces la reinicialización.

Programación y aprendizaje

A continuación, los procedimientos para realizar algunas de las funciones de programación y aprendizaje dentro de los sistemas es esbozan con referencia a las figuras 20 a 22. En la interfaz de usuario las selecciones se presentan como menús sobre la pantalla LCD del controlador y pueden seleccionarse utilizando los botones de debajo de la pan-
talla.

Menú de grupos

Cuando se selecciona el menú de grupos en el menú principal, pueden hacerse las siguientes tres cosas con los grupos después de que hayan sido creados, por ejemplo, durante la adición de nuevos dispositivos.

\bullet

Dar nombre al grupo: cada grupo puede ser denominado con caracteres alfanuméricos para facilitar su uso por el usuario.

\bullet

Separar un conmutador de un grupo: cuando los diferentes dispositivos hayan sido añadidos a un grupo específico entonces esta funcionalidad del menú hace posible que el usuario separe conmutadores individuales de un grupo específico. El procedimiento para hacer esto se muestra en la figura 13. Primero el usuario selecciona la opción del menú "separar conmutador del grupo" y es preguntado por el número de grupo en el cual se tiene que separar el dispositivo. Entonces el usuario tiene que pulsar un botón del dispositivo de salida para que el controlador consiga el ID de Dispositivo a separar. Cuando se ha pulsado el botón del dispositivo de salida, el dispositivo se separa de la tabla de grupos y el sistema de menús vuelve al menú principal.

\bullet

Esta entrada del menú permite que el usuario borre completamente un grupo.

Menú de modos

Los modos son grupos de dispositivos en los cuales la configuración de cada dispositivo se fija con un nivel de atenuación o corriente deseado. Cuando se selecciona el menú de modos en el menú principal, están disponibles las siguientes opciones en la sección del menú de modos:

\bullet

Crear un modo: esta entrada del menú permite que el usuario añada dispositivos a un modo. El procedimiento se esboza en la figura 14. Primero el usuario selecciona la opción de menú "crear un modo" y es interrogado para que seleccione los dispositivos a incluir en el modo. El usuario presiona entonces un botón en todos los dispositivos de salida que tienen que incluirse en el modo y presiona OK una vez hecho. Los dispositivos de salida transmiten entonces su nivel de atenuación de corriente al controlador. Entonces el usuario es interrogado para que añada un número de modo al que añadir los dispositivos ya seleccionados. Si el modo ya está en uso entonces el usuario tiene que determinar si quiere sustituir el modo con los dispositivos seleccionados o seleccionar otro número de modo. El usuario tiene entonces la opción de dar nombre al modo. Ahora el usuario puede seleccionar los caracteres alfanuméricos sobre un menú de selección utilizando el botón izquierda-derecha y el botón OK. Cuando se ha tecleado el nombre, el usuario mantiene el botón OK durante más de dos segundos mediante lo cual el controlador guarda el nombre del modo y vuelve al menú principal.

\bullet

Dar nombre a un modo: cada modo puede ser denominado con caracteres alfanuméricos para facilitar su uso por parte del usuario.

\bullet

Separar conmutadores de un modo: cuando los diferentes dispositivos se han añadido a un modo específico entonces esta funcionalidad de menú hace posible que el usuario separe de nuevo conmutadores individuales de un modo específico. El procedimiento es equivalente al procedimiento utilizado cuando se separan conmutadores de grupos.

\bullet

Borrar un modo: la entrada de menú permite que el usuario elimine completamente un modo.

La funcionalidad de todo encendido/apagado está configurada por defecto para afectar a todos los dispositivos conocidos por el controlador. Conmutadores individuales pueden repetidamente separarse o añadirse a esta función. También hay la posibilidad de personalizar si el botón está configurado para conmutar entre encendido/apagado o solamente utilizar este botón como botón de apagado.

Replicación del controlador

Para facilitar el uso de varios controladores funcionando dentro del mismo ID Doméstico, el producto tiene la característica de que los controladores se actualicen entre sí con las diferentes tablas y configuraciones. El proceso de actualización se muestra en la figura 15. Primero el usuario es interrogado acerca de si el controlador actual debe enviar datos al otro controlador o recibir datos del otro controlador. Si el usuario selecciona la recepción de datos el controlador entra en un modo de aprendizaje/programación y volverá al menú principal cuando se hayan recibido las actualizaciones. Si el usuario selecciona la opción de enviar datos, el usuario es interrogado acerca de si quiere actualizar el otro controlador o hacer una copia/replicación idéntica del controlador actual. Si se selecciona la actualización, solamente se transmiten datos específicos. Si se selecciona copia/replicación idéntica, se transmite el ID Doméstico y todas las tablas que contienen grupos, modos, etc. Cuando finaliza la actualización o la copia/replicación idéntica, el sistema vuelve al menú principal.

Hardware

Los controladores y los dispositivos de acuerdo con la primera y/o la segunda realizaciones tienen algún hardware en común, tal como:

\bullet

El transceptor de RF con las siguientes características:

-

Una banda de frecuencias muy flexible.

-

Potencia de salida programable.

-

Velocidad de datos de hasta 9.600 bits/segundos

-

Modulación FSK.

-

Adecuado para protocolos de salto de frecuencia.

-

Bajo consumo de energía.

\bullet

Microprocesador con las siguientes características:

-

Arquitectura RISC de alta velocidad.

-

Muy bajo consumo de energía.

-

Memoria RAM, EEMPROM y FLASH integrada.

En la segunda realización, el sistema de alimentación e iluminación, el panel de control y los dispositivos de salida comprenden además:

El panel de control:

\bullet

Una pantalla LCD de dos líneas

\bullet

Un teclado de 13 botones

\bullet

Un contenedor de baterías para tres baterías de tipo AAA

\bullet

Un circuito integrado temporizador que se utiliza para mostrar la hora y fijar los temporizadores para la función de detección de ladrones

Dispositivos de salida:

\bullet

Los componentes de los dispositivos se alimentan con salidas de corriente de 220/110 voltios que se disponen en la pared después de que se hayan transformado a 3,3 voltios. La función de atenuación y encendido/apagado se controla mediante un TRIAC muy potente. Los dispositivos de salida tienen un botón de accionamiento utilizado en los procedimientos de programación y para ajustar la potencia suministrada por el dispositivo.

Los siguientes son requisitos típicos para el código del protocolo

-

El código del controlador debe ser capaz de funcionar sobre un Atmel Mega 163 que funciona a 3,7MHz y sobre un Synopsys 8051 que funciona a 3MHz. El código debe utilizar un máximo de 534 bytes de RAM y un máximo de 2K bytes de flash.

-

El código del dispositivo debe ser capaz de funcionar sobre un Atmel 4414 que funciona a 3,7MHz y sobre un Synopsys 8051 que funciona a 3MHz. El código debe utilizar un máximo de 32 bytes de RAM y un máximo de 512 bytes de flash.

Claims (24)

1. Un sistema de automatización (400, 600, 800 y 1000) para controlar y monitorizar una red de dispositivos (1, 2, 3, 4, 5), el sistema de automatización comprende:

una pluralidad de dispositivos (1, 2, 3, 4, 5) a controlar, cada dispositivo comprende:

un receptor de radiofrecuencia para recibir señales,

un transmisor de radiofrecuencia para transmitir señales,

una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de dispositivo que identifica el dispositivo y para almacenar otros datos,

una unidad de procesamiento para administrar la recepción y la transmisión de señales y

está adaptado para leer datos y almacenar datos en la memoria,

un controlador (10) que comprende:

un transmisor de radiofrecuencia para transmitir señales,

un receptor de radiofrecuencia para recibir señales,

una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de controlador que identifica el controlador y almacenar datos representativos de una tabla de dispositivos que contiene los identificadores de dispositivo de los dispositivos controlados por el controlador,

una unidad de procesamiento para gestionar la recepción y la transmisión de señales y que está adaptada para leer datos y almacenar datos en la memoria,

el sistema de automatización se caracteriza porque

la unidad de procesamiento del controlador comprende medios para generar un primer marco a transmitir en una primera señal (801) para instruir a un primer dispositivo para que descubra otros dispositivos dentro de su alcance,

dicho primer marco para instruir el primer dispositivo comprende el identificador de dispositivo de primer dispositivo como identificador de destino y una lista que contiene dos o más identificadores de dispositivo de dispositivos de la tabla de dispositivos a ser descubiertos por el primer dispositivo, y porque

la unidad de procesamiento del primer dispositivo comprende medios para:

-

después de recibir la primera señal (801) con su identificador como identificador de destino, generar unas segundas señales (803, 805, 806, 808) para cada identificador de dispositivo de la lista del primer marco, cada segunda señal comprende un identificador de dispositivo de dicha lista como identificador de destino y el identificador de dispositivo del primer dispositivo como identificador fuente,

-

acusar recibo de la recepción de una de las segundas señales mediante la generación de una tercera señal (804, 807) que comprende el identificador fuente de la segunda señal recibida como identificador de destino y el identificador de destino de la segunda señal recibida como identificador fuente y

-

después de recibir la tercera señal con su identificador como identificador de destino, almacenar datos representativos del identificador fuente de la tercera señal en su memoria.

2. Un sistema de automatización de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la memoria del controlador (10) está adaptada además para almacenar datos representativos de una tabla de enrutamiento, en donde la unidad de procesamiento de cualquier primer dispositivo (1, 2, 3, 4, 5) de la pluralidad de dispositivos comprende además medios para generar una cuarta señal (809) que comprende el identificador del controlador como identificador de destino, los datos almacenados que representan los identificadores fuente de cualquiera de las terceras señales recibidas y el identificador de dispositivo del primer dispositivo como identificador fuente, y en el que la unidad de procesamiento del controlador comprende además medios para recibir cuartas señales desde los dispositivos a controlar y para formar la tabla de enrutamiento que indica para cada uno de la serie de dispositivos, otros dispositivos con los cuales cada dispositivo puede transmitir señales y recibir señales de forma satisfactoria.

3. Un sistema de automatización de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que la memoria del controlador (10) está adaptada además para almacenar datos representativos de una lista de puntos de entrada más usados y en el que la unidad de procesamiento del controlador comprende además medios para formar y almacenar una lista de puntos de entrada más usados en la memoria registrando el número de señales transmitidas satisfactoriamente y con fallos emitidas desde el controlador a cada dispositivo (1, 2, 3, 4, 5) de la red, dicha lista de puntos de entrada más usados indica los identificadores de dispositivo de los dispositivos con los cuales se comunica regularmente el controlador.

4. Un sistema de automatización de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la memoria del controlador (10) está adaptada además para almacenar en la lista de puntos de entrada más usados, datos representativos de identificadores de dispositivo de uno o más dispositivos de la red y un contador relacionado con cada identificador de dispositivo de la lista, dicho contador da una indicación del número de transmisiones satisfactorias efectuadas hacia el dispositivo relacionado.

5. Un sistema de automatización de acuerdo con la reivindicación 4, en el que los medios para formar la lista de puntos de entrada más usados están adaptados para, en el caso de una transmisión hacia un dispositivo de la lista de puntos de entrada más usados, incrementar el contador relacionado con el dispositivo si la transmisión tiene éxito y decrementar el contador relacionado con el dispositivo si la transmisión falla y en el que los medios para formar la lista de puntos de entrada más usados están además adaptados para, en el caso de una transmisión hacia un dispositivo que no esté en la lista de puntos de entrada más usados, incluir el dispositivo en la lista de puntos de entrada más usados si la transmisión tiene éxito.

6. Un sistema de automatización de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la memoria del controlador (10) está adaptada además para almacenar datos representativos de una lista de repetidores preferidos y en el que la unidad de procesamiento del controlador comprende además una rutina para analizar la tabla de enrutamiento para formar una lista de repetidores preferidos que indica uno o más dispositivos (1, 2, 3, 4, 5) los cuales conjuntamente pueden enrutar una señal desde cualquier dispositivo de la tabla de enrutamiento hasta cualquier otro dispositivo de la tabla de enrutamiento y almacenar dicha lista de repetidores preferidos en la memoria del controlador.

7. Un sistema de automatización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los medios para generar la primera señal (801) están adaptados para generar la primera señal para el primer dispositivo en respuesta a una acción predeterminada.

8. Un sistema de automatización de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la unidad de procesamiento del controlador (10) está adaptada además para añadir dispositivos (1, 2, 3, 4, 5) a la tabla de dispositivos y en el que la adición del primer dispositivo a la tabla de dispositivos es la acción predeterminada de acuerdo con la reivindicación 7.

9. Un sistema de automatización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada dispositivo (1, 2, 3, 4, 5) controlado por el controlador (10) está comprendido en uno o más grupos de dispositivos que son colectivamente controlados, cada grupo comprende al menos un dispositivo, en el que la unidad de procesamiento del controlador comprende además medios para añadir dispositivos a, y para retirar dispositivos de un grupo y en el que los medios para añadir dispositivos a, y para retirar dispositivos de, los grupos están adaptados para marcar un dispositivo en la memoria de la primera unidad de procesamiento cuando se retira de un grupo.

10. Un sistema de automatización de acuerdo con las reivindicaciones 7 y 9, en el que los medios para generar la primera señal (801) están adaptados para generar la primera señal en respuesta a la adición de un dispositivo (1, 2, 3, 4, 5) a un grupo si dicho dispositivo está marcado.

11. Un sistema de automatización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la primera señal (801) comprende todos los identificadores de dispositivo de la tabla de dispositivos, excepto el identificador de dispositivo del primer dispositivo.

12. Un sistema de automatización de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que cada uno de la serie de dispositivos (1, 2, 3, 4, 5) comprende además medios para suministrar una salida a, o para recibir una entrada de un aparato (11, 12, 14, 15, 39) operacionalmente conectado con el dispositivo, en el que la unidad de procesamiento del controlador comprende además medios para generar una quinta señal (601, 1001) que comprende al menos un identificador de destino que se corresponde con un identificador de dispositivo de un dispositivo de destino, información relacionada con el funcionamiento del dispositivo de destino o del aparato conectado al dispositivo de destino e identificadores de repetidor que se corresponden con uno o más dispositivos repetidores de señales, y en el que uno o más de la pluralidad de dispositivos están adaptados además para actuar como dispositivos repetidores de señales, en que las unidades de procesamiento de cada uno de dicho o dichos dispositivos comprenden medios para, después de recibir una quinta señal, procesar dicha información en su unidad de procesamiento si al menos un identificador de destino se corresponde con el identificador de destino del dispositivo y medios para, después de la recepción de una quinta señal, transmitir una sexta señal (603, 1003) que retiene al menos un identificador de destino y dicha información si uno o más de los identificadores de repetidor se corresponde con el identificador de dispositivo del dispositivo.

13. Un sistema de automatización de acuerdo con la reivindicación 12, en el que todos los dispositivos (1, 2, 3, 4, 5) están adaptados para actuar como dispositivos repetidores de señales.

14. Un sistema de automatización de acuerdo con las reivindicaciones 2 y 12, en el que la unidad de procesamiento del controlador (10) comprende medios para identificar en la tabla de enrutamiento los identificadores de dispositivo de los dispositivos para repetir una quinta señal (601, 1001) que tiene un identificador de destino predeterminado y para incluir dichos identificadores de dispositivo como identificadores de repetidor en la quinta se-
ñal.

15. Un procedimiento para determinar una topología de red en un sistema de automatización (400, 600, 800, 1000) para controlar y monitorizar dispositivos (1, 2, 3, 4, 5), el procedimiento comprende los pasos de:

suministrar un sistema que comprende

-

una pluralidad de dispositivos a controlar, cada dispositivo comprende una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de dispositivo que identifica el dispositivo y para almacenar datos representativos de una línea de enrutamiento que indica otros dispositivos con los que el dispositivo puede transmitir señales y recibir señales de forma satisfactoria y una unidad de procesamiento para administrar la recepción y la transmisión de señales que está adaptada para leer datos y almacenar datos en la memoria,

-

un controlador (10) que comprende una memoria que almacena datos representativos de un identificador de controlador que identifica el controlador y para almacenar datos representativos de una tabla de dispositivos para contener los identificadores de dispositivo de los dispositivos controlados por el controlador y una unidad de procesamiento para gestionar la recepción y la transmisión de señales y que está adaptada para leer datos y para escribir datos en la memoria,

el procedimiento se caracteriza porque cada dispositivo comprende una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de dispositivo que identifica el dispositivo y para almacenar datos indicativos de con cual de los otros dispositivos el dispositivo puede transmitir señales y recibir señales de forma satisfactoria, y porque además comprende los pasos de

transmitir una primera señal (801) desde el controlador para instruir a un primer dispositivo para que descubra otros dispositivos dentro de su alcance, la primera señal comprende una lista que contiene dos o más identificadores de dispositivo de dispositivos de la tabla de dispositivos del controlador,

recibir la primera señal en el primer dispositivo,

transmitir desde el primer dispositivo segundas señales (803, 805, 806, 808) direccionadas hacia dispositivos de dicha lista de la primera señal,

transmitir una tercera señal (804, 807) que acusa recibo de la recepción de la segunda señal desde cada dispositivo que recibió una segunda señal direccionada hacia él y

recibir cualquier tercera señal en el primer dispositivo y almacenar datos representativos de los identificadores de dispositivo de los dispositivos que transmitieron las terceras señales recibidas en la línea de enrutamiento de la memoria del primer dispositivo.

16. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 15, en el que la memoria del controlador (10) está adaptada además para almacenar datos representativos de una tabla de enrutamiento que indica para cada uno de la pluralidad de dispositivos (1, 2, 3, 4, 5), otros dispositivos con los cuales cada dispositivo puede transmitir señales y recibir señales de forma satisfactoria, el procedimiento comprende además los pasos de:

transmitir una cuarta (809) señal desde el primer dispositivo hacia el controlador, la cuarta señal contiene datos indicativos de con cual de los otros dispositivos el dispositivo puede transmitir señales y recibir señales de forma satisfactoria y

recibir la cuarta señal en el controlador y almacenar dichos datos en la tabla de enrutamiento de la memoria del controlador.

17. Un procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 15 ó 16, en el que la memoria del controlador (10) está adaptada además para almacenar datos representativos de una lista de puntos de entrada más usados indicativa de los identificadores de dispositivo de los dispositivos con los cuales el controlador se comunica regularmente y un contador relacionado con cada identificador de dispositivo de la lista, dicho contador da una indicación del número de transmisiones satisfactorias efectuadas hacia el dispositivo relacionado, el procedimiento comprende además los pasos de registrar el número de señales transmitidas satisfactoriamente y de forma fallida desde el controlador a cada dispositivo de la red y después de una transmisión hacia un dispositivo de la lista de puntos de entrada más usados, incrementar el contador relacionado con el dispositivo si la transmisión tiene éxito y decrementar el contador relacionado con el dispositivo si la transmisión falla.

\vskip1.000000\baselineskip

18. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 17, que comprende además los pasos de, en el caso de una transmisión hacia un dispositivo que no esté en la lista de puntos de entrada más usados, incluir el dispositivo en la lista de puntos de entrada más usados si la transmisión tiene éxito.

19. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, en el que la memoria del controlador (10) está adaptada además para almacenar datos representativos de una lista de repetidores preferidos, el procedimiento comprende además los pasos de analizar una tabla de enrutamiento para identificar uno o más dispositivos que juntos pueden enrutar una señal procedente de cualquier dispositivo (1, 2, 3, 4, 5) de la tabla de enrutamiento hacia cualquier otro dispositivo de la tabla de enrutamiento y almacenar datos representativos de los identificadores de dispositivo de dichos uno o más dispositivos en la lista de repetidores preferidos.

20. Un procedimiento con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 19, en el que el controlador (10) se activa para transmitir la primera señal (801) para instruir al primer dispositivo para que descubra otros dispositivos dentro de su alcance mediante una acción predeterminada.

21. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 20, en el que la unidad de procesamiento del controlador (10) está adaptada además para añadir dispositivos a la tabla de dispositivos y en el que la adición del primer dispositivo a la tabla de dispositivos es una acción predeterminada de acuerdo con la reivindicación 20.

22. Un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 20, en el que cada dispositivo controlado por el controlador (10) está comprendido en uno o más grupos de dispositivos (1, 2, 3, 4, 5), cada grupo comprende al menos un dispositivo, y en el que la unidad de procesamiento del controlador comprende además medios para añadir dispositivos y para retirar dispositivos de un grupo, en el que un dispositivo se marca cuando se retira de un grupo y en el que la adición de un dispositivo a un grupo es una acción predeterminada de acuerdo con la reivindicación 20 si el dispositivo añadido está marcado.

23. Un controlador (10) para controlar un sistema de automatización (400, 600, 800, 1000) que tiene una red de dispositivos (1, 2, 3, 4, 5) dicho controlador comprende:

un transmisor de radiofrecuencia para transmitir señales,

un receptor de radiofrecuencia para recibir señales,

una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de controlador que identifica el controlador y para almacenar datos representativos de una tabla de dispositivos que contiene los identificadores de dispositivo de los dispositivos controlados por el controlador,

una unidad de procesamiento para gestionar la recepción y la transmisión de señales que está adaptada para leer datos y para almacenar datos en la memoria.

que se caracteriza porque la unidad de procesamiento del controlador comprende medios para generar una primera señal (801) para instruir a un primer dispositivo para que descubra otros dispositivos dentro de su alcance, dicha primera señal comprende el identificador de dispositivo del primer dispositivo como identificador de destino, y porque dicha primera señal comprende además una lista que retiene dos o más identificadores de dispositivo de los dispositivos de la tabla de dispositivos e instrucciones para que el primer dispositivo genere y transmita segundas señales (803, 805, 806, 808) hacia los dispositivos de dicha lista para determinar qué dispositivos de dicha lista pueden alcanzarse desde el primer dispositivo.

24. Un dispositivo (1, 2, 3, 4, 5) para su uso en un sistema de automatización (400, 600, 800, 1000) que tiene una red de dispositivos a controlar por un controlador (10), el dispositivo comprende:

un receptor de radiofrecuencia para recibir señales,

un transmisor de radiofrecuencia para transmitir señales,

una memoria para almacenar datos representativos de un identificador de dispositivo que identifica el dispositivo y para almacenar otros datos,

una unidad de procesamiento para administrar la recepción y la transmisión de señales y

que está adaptado para leer datos y para almacenar datos en la memoria,

el dispositivo que se caracteriza porque la unidad de procesamiento del dispositivo comprende medios para:

-

después de recibir una primera señal (801) que comprende su identificador como identificador de destino, una lista que retiene dos o más identificadores de dispositivo e instrucciones para que el dispositivo genere y transmita unas segundas señales (803, 805, 806, 808) hacia los dispositivos de dicha lista para determinar qué dispositivos de dicha lista pueden alcanzarse desde el dispositivo, generar las segundas señales para cada identificador de dispositivo de la lista, cada segunda señal comprende un identificador de dispositivo de la lista como identificador de destino y el identificador de dispositivo del dispositivo como identificador fuente,

-

acusar recibo de la recepción de una segunda señal generando una tercera seña (804, 807) que comprende el identificador fuente de la segunda señal recibida como identificador de destino y el identificador de destino de la segunda señal recibida como identificador fuente y

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después de recibir una tercera señal con su identificador como identificador de destino, almacenar datos representativos del identificador fuente de la tercera señal en su memoria.