JP6934579B2 - ZigBeeネットワークにおけるコミッショニングを最適化するための1つの方法 - Google Patents

ZigBeeネットワークにおけるコミッショニングを最適化するための1つの方法 Download PDF

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Description

本発明は、限定されないが、ZigBeeネットワーク、とりわけ、ZigBee照明制御ネットワーク等の無線ネットワークにおけるネットワークデバイスのコミッショニングの分野に関する。
無線ネットワークは広く展開し、例えば、会社又は家庭内の無線デバイスがパーソナルエリアネットワーク(PAN:personal area network)を形成し、これにより、データが、形成されたPANを介して会社又は家庭内で送信されることが可能である。無線ネットワーク規格のうち、ZigBeeは、IoT(Internet of Things:モノのインターネット)における低電力、低レート及び低コスト通信のためのプロトコルであり、低レート無線PAN(WPAN:wireless PAN)の動作を定義するIEEE 802.15.4規格に基づき、メッシュ又はツリーベースのトポロジで広範なデバイスを適切且つ安価に制御することを可能にする。無線メッシュネットワーク又はWPANとしての各ZigBeeネットワークは、集中セキュリティネットワーク又は分散セキュリティネットワークのいずれかであり得、斯かるZigBeeネットワークのアプリケーションは、例えば、ホームオートメーション、オフィスオートメーション、ビルオートメーション、小売サービス、スマートエネルギ、無線センシング、無線照明制御等を含むことができる。
図1は、ZigBeeプロトコルによって規定されるコーディネータ(C)、ルータ(R)及びエンドデバイス(E)等の3つの論理デバイスタイプのノードが示される、集中セキュリティネットワーク110A、110Bとしての従来のPANを示している。各ノードは、1つ以上のデバイスで構成され、任意の時点で、論理タイプのうちの1つにだけ指定される。コーディネータ及びルータは、通常、主電源給電のデバイスであり、エンドデバイスは、通常、バッテリ給電のデバイスである。トラストセンタ(TC:Trust Center)を含むコーディネータは、単一のコーディネータがそれぞれ各集中セキュリティネットワークに帰属し、他のネットワークに参加しようとしてはならないことを条件に、自身の集中セキュリティネットワークを初期化及び形成し、自身のトラストセンタ機能をアクティブにするように構成される。
ネットワークを開始するために、コーディネータ(C)は、利用可能であり、使用中のWLAN周波数と干渉しない適切な無線周波数(RF:radio frequency)チャネルを検索し、自身のネットワーク(すなわち、自身のPAN)にPAN識別子(PAN ID)を割り当て、自身にネットワークアドレスを割り当てる。ひとたびこれらのパラメータが決定され、ネットワークが初期化されると、コーディネータ(C)及びルータ(R)は、他のネットワークノードが、斯くして図1に示されるように形成されたネットワークに、いわゆる自動参加(auto-join)コミッショニング方式により、ルータ(R)及びエンドデバイス(E)のうちで参加する、及び、ネットワークノードの従来の状態図を示す図2に示されるようにファクトリニュー(又はファクトリデフォルト)状態(FNS:factory-new (or factory-default) state)からコミッショニングされた(又はネットワークに参加した)状態(CS:commissioned (or joined-network) state)に入ることを可能にし得る。しかしながら、複数のネットワークが存在するようなネットワーク環境の場合、形成されたネットワーク以外の他のネットワークに期待されるノードも含めて、近くに存在するすべてのノードが、図1に示されるように、該形成されたネットワークに参加し、このコミッショニングされた状態(CS)に入ることができる。これらの期待されないノードが識別される場合、これらは、図2に示されるようにファクトリニュー状態(FNS)にリセットする前に前記形成されたネットワークを離れることが求められる。しかしながら、コミッショニングされた状態(CS)からファクトリニュー状態(FNS)に入った後、これらは、いわゆる自動参加コミッショニング方式の次のトリガにより再び前記形成されたネットワークに参加することができる。
本発明の目的は、ネットワークを離れることが求められるネットワークノードが再び該ネットワークに参加することを回避することにより複数のネットワークの存在下での信頼性の高いコミッショニングを実現することである。
この目的は、請求項1乃至8のいずれか一項に記載のネットワークノード、請求項9に記載の照明システム、請求項10乃至14のいずれか一項に記載の方法、及び請求項15に記載のコンピュータプログラムによって達成される。
コーディネータを有するPANである第2のネットワークに参加することに関する第1の態様によれば、ネットワークノードは、ネットワークノードがコーディネータノードを有するPANである第1のネットワークに参加すると第1の状態から第2の状態に入るように構成され、第1のネットワークは、第2のネットワークとは別であり、ネットワークノードは、ネットワークノードが第1のネットワークを離れると第2の状態から第3の状態に入るように構成され、例えば、第1のネットワークを離れるためのメッセージを第1のネットワークから受信すると、ネットワークノードは第3の状態に入り、第3の状態は、第1の状態及び第2の状態とは異なり、ネットワークノードは、所定のトリガ条件が満たされると第3の状態から第1の状態に入るように構成されてもよい。
一例では、第1のネットワーク及び第2のネットワークは、ZigBeeネットワークであってもよい。ひとたび第3の状態に入ると、ネットワークノードは、例えば、第1のネットワークから自身で受ける、専用メッセージ以外の、メッセージ、コマンド、フレーム、要求等について第1のネットワークに対して応答しなく(unresponsive)なり得る。追加の第3の状態のおかげで、第1のネットワークとしての望ましくないネットワークを離れたネットワークノードは、例えばネットワークノードが第2のネットワークとしての自身の望ましいネットワークに参加することを可能にする自動参加コミッショニングプロシージャ(commissioning procedure of auto-join)中に、再び該望ましくないネットワークに参加することを回避されることができる。
第1の態様の一例では、ネットワークノードは、ネットワークノードが、例えば第1のネットワークを離れるためのメッセージを受信した後、第1のネットワークを離れるとタイマを開始するように構成され、タイマは、所定の持続時間(predetermined time duration)を有し、ネットワークノードは、タイマの所定の持続時間が満了すると第3の状態から第1の状態に入るように構成されてもよい。これにより、ネットワークノードは、第3の状態に留まるためにタイマの適切なカウントダウンを使用することができ、カウントダウンは、第2のネットワークが形成し開くのに十分な時間を有することを可能にし、形成された第2のネットワークにネットワークノードが参加することを可能にする。
第1の態様の一例では、ネットワークノードは、ネットワークノードが、第1のネットワーク又は第2のネットワークから第1の状態に入るようにネットワークノードに指示するメッセージ(以下では、専用メッセージ(dedicated message)と称する)を受信すると第3の状態から第1の状態に入るように構成されてもよい。これにより、第3の状態に入ったネットワークノードのみが、第1のネットワーク又は第2のネットワークによって送信され得る専用メッセージに応答する(responsive)ことができる。
第1の態様の一例では、ネットワークノードは、ネットワークノードが第2のネットワークに参加すると第1の状態から第2の状態に入るように構成されてもよい。これにより、自動参加コミッショニングプロシージャは、第1の状態から開始して達成され得る。
第1の態様の一例では、ネットワークノードがネットワークを離れることは、ネットワークコーディネータによって開始されることができ、又は、ネットワークノード自身によって開始されることができる。例えば、第1のネットワークを離れるためのメッセージが、第1のネットワークのコーディネータノードから受信されてもよく、ネットワークノードが、コーディネータにネットワークを離れる要求(leave network request)を送信してもよい。各メッシュネットワークには、ゲートウェイ、ZigBeeコーディネータ又はZigBeeトランシーバであってもよい、単一のコーディネータノードが関連付けられる。
第1の態様の一例では、第1のネットワークからの専用メッセージは、第1のネットワークを閉じた後に第1のネットワークのコーディネータノードから受信されてもよく、第2のネットワークからの専用メッセージは、第2のネットワークのコーディネータから受信されてもよい。第1及び2のネットワークとしての各メッシュネットワークには、ゲートウェイ、ZigBeeコーディネータ又はZigBeeトランシーバであってもよい、単一のコーディネータノードが関連付けられる。
第1の態様の一例では、専用メッセージは、新規のメッセージ(new message)、又は、拡張された既存のメッセージ(enhanced existing message)であってもよい。例えば、新規のメッセージは、MAC層におけるフレームタイプが「0x100」に等しくてもよい、新規のプロプライエタリメッセージ(new proprietary message)であってもよく、拡張された既存のメッセージは、ネットワーク(NWK)層情報のプロトコルIDが、ビーコンペイロードにおけるNWK層情報フィールドについてZigBee仕様書で開示されているような「通常の(normal)」プロトコルIDのための「0」ではなく「1」の値に設定されてもよい、拡張されたビーコンメッセージ(enhanced beacon message)であってもよい。
第1の態様の一例では、拡張された既存のメッセージは、所定の持続時間(例えば、3秒)及び(例えば、3つの連続した通常の参加許可要求が各々1秒の持続時間を有する形態の)所定の構造を有する拡張された参加許可要求(enhanced permit-join request)であってもよい。
第1の態様の一例では、第1の状態は、ファクトリニュー状態(factory-new state)であってもよく、第2の状態は、コミッショニングされた(又はネットワークに参加した)状態(commissioned (or joined-network) state)であってもよく、第3の状態は、コミッショニングされていない又はプレファクトリニュー状態(not-commissioned or pre-factory-new state)であってもよい。これにより、第3の状態は、例えばアイドル状態(state of idle)等、ZigBee規格で規定されているファクトリニュー状態及びコミッショニングされた状態に対する追加の状態であってもよい。第3の状態は、第1の状態及び第2の状態とは異なるものであり、ネットワークノードが第1の状態のように自動参加コミッショニングプロシージャを開始しない状態である。第3の状態のネットワークノードは、第1の状態に入るための所定のトリガ条件にのみ応答する。
第1の態様の別の例では、ネットワークノードは、ネットワークノードの再起動(reboot)、例えば、手動再起動の際に第3の状態から第1の状態に入る。
第2の態様によれば、照明システムは、第1の態様及び/又は第1の態様の例のいずれかによる複数のネットワークノードを含んでもよい。これにより、照明制御は最適化されることができる。
ネットワークノードのための第2のネットワークに参加することに関する第3の態様によれば、方法は、ネットワークノードが第1のネットワークに参加すると第1の状態から第2の状態に入ることであって、第1のネットワークは、第2のネットワークとは別である、ことと、ネットワークノードが第1のネットワークを離れるためのメッセージを第1のネットワークから受信すると第2の状態から第3の状態に入ることとを含み、第3の状態に入ったネットワークノードは、ネットワークに参加するための専用メッセージを受信することにより第1のネットワーク及び/又は第2のネットワークに対して応答する(responsive)、又は第1のネットワークに対して応答しない(unresponsive)ように構成されもよい。
第3の態様の一例では、方法は、ネットワークノードが第1のネットワークを離れるためのメッセージを受信するとタイマを開始することであって、タイマは、所定の持続時間を有することと、タイマの所定の持続時間が満了すると第3の状態から第1の状態に入ることとを含んでもよい。
第3の態様の一例では、方法は、ネットワークノードが、第1のネットワーク及び/又は第2のネットワークから専用メッセージを受信すると第3の状態から第1の状態に入ることを含んでもよい。
第3の態様の一例では、方法は、ネットワークノードが第2のネットワークに参加すると第1の状態から第2の状態に入ることを含んでもよい。
コンピューティングデバイスに関する第4の態様によれば、コンピュータプログラムは、コンピュータプログラムがコンピューティングデバイスの処理ユニットで実行された場合、コンピューティングデバイスが、第3の態様及び/又は第3の態様の例のいずれかの方法を実行するように構成されるようなプログラム命令又はコード手段を含んでもよい。
上記の装置は、ディスクリートハードウェアコンポーネント、組み込みチップ若しくはチップモジュールの配列を備えたディスクリートハードウェア回路に基づいて、又はメモリに格納された、コンピュータ読み取り可能媒体に書き込まれた若しくはインターネット等のネットワークからダウンロードされたソフトウェアルーチン若しくはプログラムによって制御される信号処理デバイス若しくはチップに基づいて実装されてもよいことに留意されたい。
請求項1のネットワークノード、請求項9の照明システム、請求項10の方法、及び請求項15のコンピュータプログラムは、同様及び/又は同一の好適な実施形態、とりわけ、従属請求項に記載されるような実施形態を有し得ることを理解されたい。
本発明の好ましい実施形態は、従属請求項又は上記の実施形態とそれぞれの独立請求項との任意の組み合わせであり得ることも理解されたい。
本発明のこれらの及び他の態様は、以下に述べられる実施形態を参照して明らかになり、解明されるであろう。
本願のより良い理解のために、例示として、添付の図面を参照する。
図1は、従来の実施形態による集中セキュリティネットワークとしてのパーソナルエリアネットワークを示す。 図2は、従来の実施形態によるネットワークノードの2つの状態遷移を示す概略状態図を示す。 図3は、本発明の一実施形態によるネットワークノードの3つの状態遷移を示す概略状態図を示す。 図4は、本発明の一実施形態によるネットワークノードが第1のネットワークに参加するようにコミッショニングするステップを図示するシグナリング図を示す。 図5は、本発明の一実施形態によるネットワークノードが第1のネットワークを離れるためのステップを図示するシグナリング図を示す。 図6は、本発明の一実施形態によるネットワークノードが第2のネットワークに参加するためのステップを図示するシグナリング図を示す。 図7は、本発明の一実施形態による照明システムの概略アーキテクチャを示す。 図8A及び8Bは、本発明の実施形態による、照明器具デバイスがゲートウェイによって作成されたネットワークを離れ、別のゲートウェイによって作成された別のネットワークに参加するための完全なプロシージャを図示するシグナリング図を示す。 図9A及び9Bは、本発明の実施形態による、照明器具デバイスがゲートウェイによって作成されたネットワークを離れ、別のゲートウェイによって作成された別のネットワークに参加するための完全なプロシージャを図示する代替的なシグナリング図を示す。
本発明の実施形態は、無線メッシュネットワークの一例として、ZigBee規格に準拠したZigBeeネットワークに基づいて述べられる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明によって提供される方法は、任意の無線メッシュネットワークに適用されてもよく、異なる無線ネットワーク規格に基づくものであってもよい。
上述した図2を参照すると、ネットワークノード(すなわち、エンドデバイス又はルータ)がZigBeeネットワークで動作することになる、典型的には2つの状態、すなわち、ファクトリニュー(又はファクトリデフォルト)状態(FNS)として示される第1の状態、及び、コミッショニングされた(又はネットワークに参加した)状態(CS)として示される第2の状態がある。(以下、第2のネットワークとして示される)所与のZigBeeネットワークに属するように構成されたネットワークノードが、図1に示されるように(以下、第1のネットワークとして示される)別のZigBeeネットワークにおいて手動又は自動で識別される場合、第1のネットワークのコーディネータ(C)から「Leve_Req」コマンドを受信することにより第1のネットワークを離れ、CS状態からFNS状態に入るために再起動又はリセットすることが求められるが、次の自動参加コミッショニングステップ中に再び第1ネットワークに接続するリスクがある。
図3は、本発明の第1の実施形態によるネットワークノードの3つの状態遷移を示す概略状態図を示す。
図3を参照すると、ネットワークノードは、FNS状態及びCS状態に加えて、プレファクトリニュー状態(PFNS)として示され、コミッショニングされていない状態に対応する、第3の状態に入るように構成されてもよい。予期せぬネットワークノード(unexpected network node)、すなわち、望ましくないネットワークに接続されたネットワークノードは、第1のネットワークを離れるためにコーディネータ(C)から「Leave_Req」コマンドを受信することによりCS状態からPFNS状態に入る。その後、予期せぬネットワークノードは、(例えば、第2のネットワーク、すなわち、実際に参加を希望するZigBeeネットワークから、又は、例えば、第1のネットワーク、すなわち、離れることを求められたZigBeeネットワークから)第2のネットワークに参加するための専用メッセージを受信した後、及び/又は、所定の持続時間を有するタイマの満了後、PFNS状態からFNS状態に入るために再起動又はリセットする。ひとたびPFNS状態に入ると、ネットワークノードは、専用メッセージ以外の、例えば、メッセージ、コマンド、フレーム、要求等について第1のネットワークに対して応答しなくなる。その後、予期せぬネットワークノードは、自動参加コミッショニングステップを経て自身の状態をFNSからCSに変更することにより(すなわち、FNS状態からCS状態に入ることにより)、第2のネットワークに参加する。これにより、ネットワーク内の予期せぬネットワークノードは、ネットワークを離れた直後に再起動又はリセッし、自動参加コミッショニングステップに従って自動的に再び同じネットワークに参加することが回避される。以下、ネットワークノードがネットワークを離れ、別のネットワークに参加するためのプロシージャが、添付図面を参照して詳細に述べられる。
図4は、本発明の一実施形態によるネットワークノードNNが第1のネットワークに参加するようにコミッショニングするステップを図示するシグナリング図を示す。
図4を参照すると、ステップS401において、第1のネットワークのコーディネータC1は、ステップS402でネットワークを開く前に、自身のネットワークを初期化し、形成する。ステップS403において、ネットワークノードNNは、開いているネットワークを見つけるために自身の環境をスキャンする。確立されている第1のネットワークが発見されると、ネットワークノードは、ステップS404において、このコーディネータC1が参加を許可する(又は参加を可能にする)状態(permit-to-join (or allow-to-join) state)にあるかどうかを知るために第1のネットワークのコーディネータC1にビーコン要求メッセージを送信し、その応答として、ステップS405において参加を許可する(又は参加を可能にする)状態にあるコーディネータC1からビーコンメッセージを受信する。ステップS406において、ネットワークノードNNは、第1のネットワークのコーディネータC1に参加要求メッセージを送信することにより自動的に参加プロシージャを開始し、第1のネットワークのコーディネータC1は、ネットワークノードNNに参加応答メッセージを送信する。参加応答メッセージを受信すると、ネットワークノードNNは、第1のネットワークのコーディネータC1に接続することにより第1のネットワークに参加することに成功し、自身の状態をFNSからCSに変更する。
図5は、本発明の一実施形態によるネットワークノードNNが第1のネットワークを離れるためのステップを図示するシグナリング図を示す。
図5を参照すると、ステップS501において、第1のネットワークのコーディネータC1は、予期せぬネットワークノードNNに「Leave−Req」コマンドを送信する。第1のネットワークのコーディネータC1は、予期せぬネットワークノードNNを、手動で、例えば、第1のネットワークの各ノードの点滅を要求することにより、又は、自動的に、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップ等のモバイルユーザ端末上で実行されるアプリケーションによって、発見してもよい。「Leave−Req」コマンドを受信すると、ネットワークノードNNは、ステップS502において、所定の継続時間を有するタイマを開始し、ステップS503において、自身の状態をCSからPFNSに変更する。ネットワークノードNNが第1のネットワークを離れるとPFNS状態で動作することにより、ネットワークノードNNは、第1のネットワーク、すなわち、離れることを求められたネットワークに対して、第1のネットワークによってネットワークノードNNに送信される、例えば、メッセージ、コマンド、フレーム、要求等について、応答しなくなる。タイマの所定の持続時間の間、ネットワークノードNNは、第2のネットワークが形成し開くのに十分な時間を有することを可能にし、形成された第2のネットワークにネットワークノードNNが参加することを可能にするためにPFNS状態からFNS状態に再起動又はリセットしない。タイマが満了すると、ネットワークノードNNは、PFNS状態からFNS状態に入る。
図6は、本発明の一実施形態によるネットワークノードNNが第2のネットワークに参加するためのステップを図示するシグナリング図を示す。
図6を参照すると、例示的な実施形態に対応するステップS601Aにおいて、第2のネットワークのコーディネータC2は、第2のネットワークに参加するための専用メッセージを送信する。専用メッセージは、新規のメッセージ(MAC層におけるフレームタイプが「0x100」に等しくてもよい、新規のプロプライエタリメッセージ)であってもよく、又は、拡張された既存のメッセージ(例えば、ネットワーク(NWK)層情報のプロトコルIDが、ビーコンペイロードにおけるNWK層情報フィールドについてZigBee仕様書で開示されているような「通常の」プロトコルIDのための「0」ではなく「1」の値に設定されてもよい、拡張されたビーコンメッセージ)であってもよく、他のネットワークを離れた後にコミッショニングされていない状態(すなわち、PFNS状態)に入ったネットワークノードによってのみ応答されることができる。ここで、第1のネットワークを離れた後にPFNS状態に入ったネットワークノードNNは、第1のネットワーク以外の、第2のネットワークのコーディネータC2から専用メッセージを受信し、ステップS602において、PFNS状態からFNS状態に入るために再起動又はリセッする。代替的な例示的な実施形態に対応するステップS601Bにおいて、第1のネットワークを離れた後にPFNS状態に入ったネットワークノードNNは、ステップS602において、第1のネットワークのコーディネータC1から「Leave_Req」コマンドを受信した際にネットワークノードNNによってトリガされた、タイマの所定の持続時間が満了するとPFNS状態からFNS状態に入るために、再起動又はリセットする。最後に、FNS状態に入ったネットワークノードNNは、次の自動参加コミッショニングステップによって、期待された通り第2のネットワークに参加し、CS状態に入る。第2のネットワークに参加するための専用メッセージは、代替的な例示的な実施形態では、第1のネットワークを離れた後にPFNS状態にあるネットワークノードNNに第1のネットワークのコーディネータC1によって送信されてもよいことに留意されたい。
別の例示的な実施形態では、タイマおy日専用メッセージを併用されてもよい。ネットワークノードNNが、専用メッセージを受信しFNS状態になるために再起動又はリセットして、タイマの所定の持続時間の満了前にCS状態に入る例示的な場合、タイマが満了したときに既にCS状態にある、ネットワークノードNNは、CS状態のままである。すなわち、ノードNNは、タイマが満了したときにPFNS状態にある場合、FNS状態に入る。ノードNNは、タイマが満了したときにPFNS状態ではない状態にある場合、PFNSではない状態のままである。
本発明の例示的な実装例として、図7は、本発明の一実施形態によるオープンオフィス内の照明システム700の概略アーキテクチャを示す。
図7を参照すると、照明システム700は、2つのゾーンZI、ZIIと1つの電源スイッチ701とを含む。ゾーンZI、ZIIの各ゾーンは、ゾーンIについてはL1からL200まで、ゾーンIIについてはL1'からL200'までの番号が付けられ、照明を発するように構成される、ZigBeeノードとしての1つ以上の照明器具デバイスを含む。各照明器具デバイスL1〜L200、L1'〜L200'は、発光ダイオード(LED)ベースのランプ、ガス放電ランプ又はフィラメント電球等の少なくとも1つのそれぞれのランプ、及び、関連する支持体、ケーシング又は他のハウジングを含んでもよい。照明器具デバイスL1〜L200、L1'〜L200'は、天井又は壁付け照明器具、自立型照明器具、ウォールウォッシャ、シャンデリア等の任意の適切な形態、又は、家具のアイテム、建築材料(例えば、ガラス又はコンクリート)又は他の表面に組み込まれる埋め込み照明等のそれほど慣習的ではない形態をとってもよい。単一の電源スイッチ701は、これらの照明器具デバイスL1〜L200、L1'〜L200'全体を一度に物理的にオン及びオフするように構成される。各ゾーンZI、ZIIは、それぞれ、1つのゲートウェイGWI、GWIIを含み、これは、照明器具デバイスL1〜L200、L1'〜L200'と通信するためのZigBeeコーディネータ又はZigBeeトランシーバとして用いられ得る。さらに、各ゲートウェイGWI、GWIIは、携帯電話、スマートフォン、タブレット、ラップトップ等のモバイルユーザ端末702上で実行されるモバイルアプリ等の製造者又はサードパーティのアプリケーションによって制御されてもよい。モバイルユーザ端末702は、ローカル近距離無線アクセス技術(例えば、Wi−Fi、Bluetooth、ZigBee等)を介してゲートウェイGWI、GWIIと通信してもよく、モバイルアプリを使用して、インターネットを介して各ゲートウェイGWI、GWIIにコマンドを送信してもよく、ゲートウェイが、コマンドをZigBeeコマンドフレームに変換して、照明器具デバイスL1〜L200、L1'〜L200'に送信してもよい。モバイルユーザ端末702上で実行される自動参加コミッショニングプロシージャでは、照明器具デバイスL1〜L200は、ゾーンZI内のゲートウェイGWIに接続することが期待され、照明器具デバイスL1'〜L200'は、ゾーンZII内のゲートウェイGWIIに接続することが期待される。しかしながら、例示的な実施形態では、照明器具デバイスL1'は、予期せず、ゲートウェイGWIによって作成されたネットワークに参加する。
図3、図4、図5及び図6に関連して、図8A及び図8Bは、本発明の一実施形態による、照明器具デバイスL1'(すなわち、ゲートウェイGWIに予期せず接続されている照明器具デバイス)がゲートウェイGWIによって作成されたネットワークを離れ、ゲートウェイGWIIによって作成されたネットワークに参加するための完全なプロシージャを図示するシグナリング図を示す。この実施形態では、拡張された参加許可要求(例えば、第2のネットワークに参加するための専用メッセージ)が、ひとたびPFNS状態に入った照明器具デバイスL1'(例えば、ネットワークノードNN)にゲートウェイGWII(例えば、コーディネータC2)によって送信される。
図8Aを参照すると、ステップS801において、全ての照明器具L1〜L200、L1'〜L200'が、電源スイッチ701により一斉にオンされ、これらの全てがFNS状態に入る。ステップS802において、ゲートウェイGWIが個別にオンされ、ゲートウェイGWIIはオフのままである。ステップS803において、ゲートウェイGWIは、モバイルユーザ端末702を介してモバイルアプリに接続し、ステップS804において、モバイルアプリは、ゲートウェイGWIが自身のネットワーク(例えば、第1のネットワーク)を形成するようにトリガする。これを行うために、ゲートウェイGWIは、照明器具デバイスディスカバリ(luminaire device discovery)を開始し、所定の持続時間(例えば、30分)の間に、すべての照明器具デバイスL1〜L200、L1'〜L200'に、ステップS804Aにおいて限定された持続時間(例えば、1分)中に、自身のネットワーク(すなわち、第1のネットワーク)に参加するための専用メッセージとして、それぞれの拡張された参加許可要求を送信し、その後、ステップS804Bにおいて残りの持続時間(すなわち、29分)中に、自身のネットワーク(すなわち、第1のネットワーク)に参加するためのそれぞれの通常のメッセージとして、それぞれの通常の参加許可要求を送信する。PFNS状態(すなわち、コミッショニングされていない状態)に入った照明器具デバイスのみが、自身の状態をPFNSからFNSに変更することにより拡張された参加許可要求に応答する。しかしながら、この段階では、全ての照明器具デバイスL1〜L200、L1'〜L200'は、FNS状態にあるものと仮定される。通常の参加許可要求を受信することに応答して、ステップS804Cにおいて、予期される照明器具デバイスL1〜L200及び予期せぬ照明器具デバイスL1'が、ゾーンZI内のゲートウェイGWIに接続し、FNS状態からCS状態に入る。その後、ゲートウェイGWIは、ステップS804Dにおいて、接続された照明器具デバイスL1〜L200、L1'のリストをモバイルユーザ端末702に報告する。
図8Bを参照すると、モバイルユーザ端末702は、ステップS805において、パワーオンゲートウェイGWIに、接続されている全ての照明器具デバイスL1〜L200、L1´を1つずつ点滅させることにより、あり得る予期せぬ照明器具デバイスを識別するように指示する。予期せぬ照明器具デバイスL1´を発見した後、携帯ユーザ端末702は、ステップS806において、この予期せぬ照明器具デバイスL1´を除去するようにパワーオンゲートウェイGWIに指示する。「Leave_Req」コマンドを受信して除去されると、予期せぬ照明器具デバイスL1'は、自身の状態をCSからPFNSに変更する。必要に応じて、ステップS804〜S806は、すべての予期せぬ照明器具デバイスが十分に識別されることを確実にするために再び実行されてもよい。次いで、ゲートウェイGWIIが、ステップS807において、オンにされる。ステップS808において、ゲートウェイGWIIは、モバイルユーザ端末702を介してモバイルアプリに接続し、ステップS809において、モバイルアプリは、ゲートウェイGWIIが自身のネットワーク(例えば、第2のネットワーク)を形成するようにトリガする。これを行うために、ゲートウェイGWIIは、照明器具デバイスディスカバリを開始し、所定の持続時間(例えば、30分)の間に、接続されていない照明器具デバイスL1'〜L200'に、ステップS809Aにおいて限定された持続時間(例えば、1分)中に、自身のネットワーク(すなわち、第2のネットワーク)に参加するための専用メッセージとして、それぞれの拡張された参加許可要求を送信し、ステップS809Bにおいて残りの持続時間(すなわち、29分)中に、自身のネットワーク(すなわち、第2のネットワーク)に参加するための通常のメッセージとして、それぞれの通常の参加許可要求を送信する。この段階では、PFNS状態(すなわち、コミッショニングされていない状態)に入った照明器具デバイスL1'のみが、FNS状態に再起動又はリセットすることにより、すなわち、自身の状態をPFNSからFNSに変更することにより拡張された参加許可要求に応答するのに対し、FNS状態にある照明器具デバイスは、通常の参加許可要求に応答する。これにより、この段階では、照明器具デバイスL1'及びL2'〜L200'は全てFNS状態となる。通常の参加許可要求を受信することに応答して、全てFNS状態にある、予期される照明器具デバイスL1'〜L200'は、ステップS809Cにおいて、ゾーンZII内のゲートウェイGWIIに接続し、FNS状態からCS状態に入る。その後、ゲートウェイGWIIは、ステップS809Dにおいて、接続された照明器具デバイスL1'〜L200'のリストをモバイルユーザ端末702に報告する。斯くして、図8A及び図8Bの上記の完全なプロシージャにより、ゲートウェイGWIによって形成された「誤った」ネットワークに予期せず接続された、照明器具デバイスL1'は、ゲートウェイGWIに再接続することが防止される一方、ゲートウェイGWIIによって形成された「正しい」ネットワークに期待通りに接続することができる。
図9A及び9Bは、本発明の一実施形態による、照明器具デバイスL'1(すなわち、ゲートウェイGWIに予期せず接続されている照明器具デバイス)がゲートウェイGWIによって作成されたネットワークを離れ、ゲートウェイGWIIによって作成されたネットワークに参加するための完全なプロシージャを図示する代替的なシグナリング図を示す。この実施形態では、拡張された参加許可要求(例えば、第2のネットワークに参加するための専用メッセージ)が、PFNS状態に入ると照明器具デバイスL1'(例えば、ネットワークノードNN)にゲートウェイGWI(例えば、コーディネータC1)によって送信される。
図9Aを参照すると、図8Aのステップと同様に、ステップS901において、全ての照明器具L1〜L200、L1'〜L200'が、電源スイッチ701により一斉にオンされ、これらの全てがFNS状態に入る。ステップS902において、ゲートウェイGWIが個別にオンされ、ゲートウェイGWIIはオフのままである。ステップS903において、ゲートウェイGWIは、モバイルユーザ端末702を介してモバイルアプリに接続し、ステップS904において、モバイルアプリは、ゲートウェイGWIが自身のネットワーク(例えば、第1のネットワーク)を形成するようにトリガする。これを行うために、ゲートウェイGWIは、照明器具デバイスディスカバリを開始し、所定の持続時間(例えば、30分)の間に、すべての照明器具デバイスL1〜L200、L1'〜L200'に、ステップS904Aにおいて限定された持続時間(例えば、1分)中に、自身のネットワーク(すなわち、第1のネットワーク)に参加するための専用メッセージとして、それぞれの拡張された参加許可要求を送信し、その後、ステップS904Bにおいて残りの持続時間(すなわち、29分)中に、自身のネットワーク(すなわち、第1のネットワーク)に参加するための通常のメッセージとして、それぞれの通常の参加許可要求を送信する。PFNS状態(すなわち、コミッショニングされていない状態)に入った照明器具デバイスのみが、自身の状態をPFNSからFNSに変更することにより拡張された参加許可要求に応答する。しかしながら、この段階では、全ての照明器具デバイスL1〜L200、L1'〜L200'は、FNS状態にあるものと仮定される。参加許可要求を受信することに応答して、ステップS904Cにおいて、予期される照明器具デバイスL1〜L200及び予期せぬ照明器具デバイスL1'が、ゾーンZI内のゲートウェイGWIに接続し、FNS状態からCS状態に入る。その後、ゲートウェイGWIは、ステップS904Dにおいて、接続された照明器具デバイスL1〜L200、L1'のリストをモバイルユーザ端末702に報告する。
図9Bを参照すると、モバイルユーザ端末702は、ステップS905において、パワーオンゲートウェイGWIに、接続されている全ての照明器具デバイスL1〜L200、L1´を1つずつ点滅させることにより、あり得る予期せぬ照明器具デバイスを識別するように指示する。予期せぬ照明器具デバイスL1´を発見した後、携帯ユーザ端末702は、ステップS906において、この予期せぬ照明器具デバイスL1´を除去するようにパワーオンゲートウェイGWIに指示する。「Leave_Req」コマンドを受信して除去されると、予期せぬ照明器具デバイスL1'は、自身の状態をCSからPFNSに変更する。必要に応じて、ステップS904〜S906は、すべての予期せぬ照明器具デバイスが十分に識別されることを確実にするために再び実行されてもよい。ステップS907において、モバイルユーザ端末702は、パワーオンゲートウェイGWIに、以前に自身によって形成された自身のネットワークを閉じるように指示し、これによって、任意の照明器具デバイス、とりわけ、照明器具デバイスL1'がゲートウェイGWIによって形成されたネットワークに参加することを防止する。自身のネットワークを閉じた後、ゲートウェイGWIは、ステップS908において、予期せぬ照明器具デバイスL1'にこのネットワーククローズを通知する。ステップS909において、ゲートウェイGWIは、ネットワークに参加するための専用メッセージとして、拡張された参加許可要求を送信する。ネットワークは、限られた持続時間(例えば、1分)中に予期せぬ照明器具デバイスL1'に利用可能なオープンネットワーク、すなわち、ここでは具体的には、ゲートウェイGWIIによって形成されるべきネットワーク(すなわち、第2のネットワーク)である。拡張された参加許可要求を受信することに応答して、PFNS状態(すなわち、コミッショニングされていない状態)に入った照明器具デバイスL1'は、FNS状態に入るために再起動又はリセットする。ステップS910において、ゲートウェイGWIIがオンされ、ステップS911において、モバイルユーザ端末702を介してモバイルアプリに接続する。ステップS912において、モバイルアプリは、ゲートウェイGWIIが自身のネットワーク(例えば、第2のネットワーク)を形成するようにトリガする。これを行うために、ゲートウェイGWIIは、照明器具デバイスディスカバリを開始し、所定の持続時間(例えば、30分)の間に、ステップS912Aにおいて、FNS状態にある照明器具デバイスのみが通常の参加許可要求に応答することを知りながら、接続されていない照明器具デバイスL1'〜L200'に、自身のネットワーク(すなわち、第2のネットワーク)に参加するための通常のメッセージとして、それぞれの通常の参加許可要求を送信する。斯くして、これらの通常の参加許可要求を受信することに応答して、全てこの段階ではFNS状態にある、予期される照明器具デバイスL1'〜L200'は、ステップS912Bにおいて、ゾーンZII内のゲートウェイGWIIに接続し、FNS状態からCS状態に入る。その後、ゲートウェイGWIIは、ステップS912Cにおいて、接続された照明器具デバイスL1'〜L200'のリストをモバイルユーザ端末702に報告する。斯くして、図9A及び図9Bの上記の完全なプロシージャにより、ゲートウェイGWIによって形成された「誤った」ネットワークに予期せず接続された、照明器具デバイスL1'は、ゲートウェイGWIに再接続することが防止される一方、ゲートウェイGWIIによって形成された「正しい」ネットワークに期待通りに接続することができる。
図8A、8B、9A及び9Bの実施形態を参照すると、各拡張された参加許可要求は、例えば、3秒の持続時間を有し、各々が1秒の持続時間を有する3つの連続した通常の参加許可要求から構成され、タイマを用いて照明器具デバイスによって検出されてもよいことに留意されたい。
要約すると、本発明は、複数のネットワークの存在下でのコミッショニングに関する。第2のネットワークに参加することが期待される、ネットワークノードNNが、第1のネットワークに参加すると第1の状態(FNS)から第2の状態(CS)に入る。第1のネットワークから、第1のネットワークを離れるためのメッセージを受信すると、ネットワークノードは、第2の状態(CS)から第3の状態(PFNS)に入る。第3の状態(PFNS)に入ったネットワークノードは、ネットワークに参加するための専用メッセージを受信することにより第1のネットワーク及び/若しくは第2のネットワークに対して応答するようになり、又は第1のネットワークに対して応答しない。その後、ネットワークノードNNは、第1のネットワークを閉じた後第1のネットワークのコーディネータ(C1)から及び/若しくは第2のネットワークのコーディネータ(C2)から専用メッセージを受信すると、又はネットワークノードNNが第1のネットワークを離れるためのメッセージを受信すると開始したタイマの満了の際に、第3の状態(PFNS)から第1の状態(FNS)に入る。その後、自動参加コミッショニングプロシージャにより、ネットワークノードNNは、第1の状態(FNS)から第2の状態(CS)に入ることにより期待された通り第2のネットワークに参加する。斯くして、特定の状態(PFNS)の提供により、期待されないネットワーク(第1のネットワーク)に参加したと識別されたネットワークノードNNは、期待されないネットワーク(第1のネットワーク)に再び参加することを回避する一方、期待されるネットワーク(第2のネットワーク)に参加することが可能となる。
本発明は、図面及び前述の説明において詳細に例示及び説明されてきたが、そのような例示及び説明は、図的又は例示的であって、限定的なものではないと見なされるべきである。本発明は、ランプ、照明器具又は照明デバイスを有する開示された実施形態に限定されない。本発明は、任意のタイプの負荷、センサ、スイッチ等に関連して実装されることができる。提案された参加プロシージャは、他のタイプのマルチホップネットワークに、他のタイプのメッセージ及びコマンドフレームと共に、適用されることができ、可能であれば標準化されることができる。さらに、本発明は、他の無線ネットワークとインターフェース(interface)する(ZigBee又は他のタイプの)無線ネットワークを実装する任意のプロダクトに適用されることができる。
図面、本開示、及び添付の請求項の検討によって、開示される実施形態に対する他の変形形態が、当業者により理解されることができ、また、特許請求される発明を実施する際に実行されることができる。請求項では、単語「含む(comprising)」は、他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、複数を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項において列挙される、いくつかの項目の機能を果たしてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。
上記の説明は、本発明の特定の実施形態を詳述している。しかしながら、上記がテキストにどのように詳細に現れようとも、本発明は多くの方法で実施されることができ、したがって、開示された実施形態に限定されないことを理解されたい。本発明のある特徴又は態様を説明する際のある用語法(terminology)の使用は、用語法が、当該用語法が関連付けられている本発明の特徴又は態様の特定の特性を含むことに制限されるように本明細書において再定義されていることを意味すると解釈されるべきではないことに留意されたい。
単一のユニット又はデバイスが、請求項において列挙される、いくつかの項目の機能を果たしてもよい。特定の手段が、互いに異なる従属請求項内に列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが、有利に使用され得ないことを示すものではない。
種々の実施形態によるネットワークシステムの構成要素の述べられた動作、とりわけ、図4、図5、図6及び図8に示されるプロシージャ等のプロシージャは、コンピュータプログラムのプログラムコード手段として、及び/又は専用ハードウェアとして実装されることができる。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に、又は他のハードウェアの一部として供給される、光学記憶媒体又は固体媒体等の、好適な媒体において記憶/頒布されてもよいが、インターネット、又は他の有線若しくは無線の電気通信システム等を介して、他の形態で頒布されてもよい。

Claims (14)

  1. コーディネータノードを有するパーソナルエリアネットワークである第2のネットワークに参加するためのネットワークノードであって、当該ネットワークノードは、
    当該ネットワークノードが第1のネットワークに参加すると第1の状態から第2の状態に入り、前記第1のネットワークは、前記第2のネットワークとは別であり、コーディネータノードを有するパーソナルエリアネットワークである、
    当該ネットワークノードが前記第1のネットワークを離れるための前記第1のネットワークからのメッセージを受信すると前記第2の状態から第3の状態に入り、前記第3の状態は、前記第1の状態及び前記第2の状態とは異なり、当該ネットワークノードが参加要求を送信しない状態である、及び
    所定のトリガ条件が満たされると当該ネットワークノードによって決定すると前記第3の状態から前記第1の状態に入る、
    ように構成される、ネットワークノード。
  2. 当該ネットワークノードは、
    当該ネットワークノードが前記第1のネットワークを離れるとタイマを開始し、前記タイマは、所定の持続時間を有し、前記所定のトリガ条件は、前記タイマの満了を含む、及び
    前記タイマの前記所定の持続時間が満了すると前記第3の状態から前記第1の状態に入る、
    ように構成される、請求項1に記載のネットワークノード。
  3. 前記所定のトリガ条件は、当該ネットワークノードが、前記第1のネットワーク又は前記第2のネットワークから前記第1の状態に入るように当該ネットワークノードに指示するメッセージを受信することを含み、当該ネットワークノードは、
    当該ネットワークノードが、前記第1のネットワーク又は前記第2のネットワークから前記第1の状態に入るように当該ネットワークノードに指示するメッセージを受信すると前記第3の状態から前記第1の状態に入る、
    ように構成される、請求項1又は2に記載のネットワークノード。
  4. 前記所定のトリガ条件、前記ネットワークノードの再起動であり、当該ネットワークノードは、
    当該ネットワークノードの再起動の際に前記第3の状態から前記第1の状態に入る、
    ように構成される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載のネットワークノード。
  5. 前記第1のネットワークからの前記第1の状態に入るように当該ネットワークノードに指示するメッセージは、前記第1のネットワークのコーディネータノードから受信される、又は、前記第2のネットワークからの前記第1の状態に入るように当該ネットワークノードに指示するメッセージは、前記第2のネットワークのコーディネータから受信される、請求項3に記載のネットワークノード。
  6. 前記第1の状態に入るように当該ネットワークノードに指示するメッセージは、前記第1のネットワークを閉じた後に前記第1のネットワークのコーディネータノードから受信される、請求項5に記載のネットワークノード。
  7. 前記第1の状態に入るように当該ネットワークノードに指示するメッセージは、新規のプロプライエタリメッセージ、又は、拡張された既存のメッセージである、請求項3に記載のネットワークノード。
  8. 前記拡張された既存のメッセージは、所定の持続時間及び構造を有する拡張された参加許可要求である、請求項に記載のネットワークノード。
  9. 前記第1の状態は、ファクトリニュー状態であり、前記第2の状態は、コミッショニングされた状態であり、前記第3の状態は、コミッショニングされていない又はプレファクトリニュー状態である、請求項1乃至のいずれか一項に記載のネットワークノード。
  10. 請求項1乃至のいずれか一項に記載のネットワークノードを複数含む、照明システム。
  11. ネットワークノードのためのコーディネータノードを有するパーソナルエリアネットワークである第2のネットワークに参加するための方法であって、当該方法は、
    前記ネットワークノードが第1のネットワークに参加すると第1の状態から第2の状態に入り、前記第1のネットワークは、前記第2のネットワークとは別であり、コーディネータノードを有するパーソナルエリアネットワークである、ことと、
    前記ネットワークノードが前記第1のネットワークを離れるための前記第1のネットワークからのメッセージを受信すると前記第2の状態から第3の状態に入り、前記第3の状態は、前記第1の状態及び前記第2の状態とは異なり、当該ネットワークノードが参加要求を送信しない状態である、ことと、
    所定のトリガ条件が満たされると当該ネットワークノードによって決定すると前記第3の状態から前記第1の状態に入ることと、
    を含む、方法。
  12. 当該方法は、
    前記ネットワークノードが前記第1のネットワークを離れるとタイマを開始し、前記タイマは、所定の持続時間を有し、前記所定のトリガ条件は、前記タイマの満了を含む、ことと、
    前記タイマの前記所定の持続時間が満了すると前記第3の状態から前記第1の状態に入ることと、
    を含む、請求項1に記載の方法。
  13. 前記所定のトリガ条件は、前記ネットワークノードが、前記第1のネットワーク又は前記第2のネットワークから前記第1の状態に入るように前記ネットワークノードに指示するメッセージを受信することを含み、当該方法は、
    前記ネットワークノードが、前記第1のネットワーク又は前記第2のネットワークから前記第1の状態に入るように前記ネットワークノードに指示するメッセージを受信すると前記第3の状態から前記第1の状態に入ること、
    を含む、請求項1又は1に記載の方法。
  14. コンピューティングデバイスのためのコンピュータプログラムであって、
    当該コンピュータプログラムが前記コンピューティングデバイスの処理ユニットで実行された場合、前記コンピューティングデバイスが、請求項1乃至1のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成されるプログラム命令又はコード手段を含む、コンピュータプログラム。
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