MX2012008612A - Infraestructura de malla que utiliza rutas de comunicaciones alternas. - Google Patents

Abstract

Se describen aquí una red de malla inalámbrica, método y medio de almacenamiento legible por procesador, para mantener tanto una ruta de comunicaciones primaria como una ruta de comunicaciones alterna para un nodo de comunicaciones. Un nodo de control determina una ruta de comunicaciones alterna para cada nodo en comunicación con el nodo de control y almacena, por cada nodo, información de ruta de comunicaciones primaria e información de ruta de comunicaciones alterna. Al mantener tanto información de ruta de comunicaciones primaria como alterna, el nodo de control puede cambiar de la ruta primaria a la ruta alterna cuando se detecte una falla en la ruta primaria. Debido a que el nodo de control determina y almacena información referente a la ruta alterna antes de que ocurra la falla, cambiar de la ruta primaria a la ruta alterna involucra poco retardo, de haber.

Description

INFRAESTRUCTURA DE MALLA QUE UTILIZA RUTAS DE COMUNICACIONES ALTERNAS REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reclama el beneficio de prioridad de la Solicitud Provisional de Patente de los E.U.A. Número de Serie 61/299,583, presentada en enero 29, 2010.

ANTECEDENTES TÉCNICOS La lectura de energía eléctrica, flujo de agua, y uso de gas, históricamente se ha logrado con lectores de medidor humanos quienes llegan al sitio y documentan manualmente las lecturas del medidor. Con el tiempo, esta metodología de lectura de medidor manual se ha mejorado con sistemas al pasar caminando o al pasar conduciendo que utilizan comunicaciones de radio a y de un dispositivo recolector móvil en un vehículo. Recientemente, ha habido un esfuerzo concertado para lograr lectura del medidor utilizando redes de comunicaciones fijas que permiten fluir los datos del medidor a un sistema de computadora hospedera sin intervención humana.

Las redes de comunicaciones fijas pueden operar utilizando tecnología de radio o línea cableada. Por ejemplo, sistemas portadores de línea de distribución se basan en cable y utilizan las propias líneas de servicios públicos para comunicaciones. La tecnología de radio ha tenido una tendencia por ser preferida debido a superiores velocidades de datos e independencia de la red de distribución. La tecnología de Radio en el intervalo de frecuencias 902-928 MHz puede operar sin una licencia de la Comisión de Comunicaciones Federal (FCC = Federal Communications Commission) al restringir la salida de energía y al dispersar la energía transmitida sobre una gran porción del ancho de banda disponible.

Algunas redes de comunicaciones para lectura de medidores de servicios públicos convencionales, utilizan múltiples repetidores. En algunas de estas redes, un sistema de computadora de centro distribuidor, da seguimiento a la configuración de red de distribución y configura a las repetidoras para trabajar dentro de esa red de distribución. Estas redes funcionan bien siempre que la red de la línea de energía no cambie configuración y las características de propagación de la red permanezcan constantes. Esquemas de enrutamiento alternos pueden construirse en el equipo físico de manera tal que la computadora maestra pueda seleccionar diferentes rutas para lograr comunicación de dispositivo final. Una desventaja de este tipo de redes es que la red debe manejarse desde la computadora maestra. Conforme crece el número de puntos finales o de extremo, hay necesidad por desplazar la inteligencia más hacia la red y tomar decisiones de enrutamiento en el equipo físico remoto.

Sistemas automatizados, tales como los sistemas de Lectura de Medidor Automática (AMR = Automatic Meter Reading) e Infraestructura de Medición Avanzada (AMI = Advanced Metering Infrastructure) , existen para recolectar datos de medidores que miden el uso de recursos, tales como gas, agua y electricidad. Estos sistemas pueden emplear una cantidad de diferentes infra estructuras para recolectar estos datos de medidor de los medidores. Por ejemplo, algunos sistemas automatizados obtienen datos de los medidores utilizando una red inalámbrica fija que incluye, por ejemplo un nodo central, por ejemplo un dispositivo de recolección, en comunicación con una cantidad de nodos de punto extremo (por ejemplo, dispositivos de lectura del medidor (MRDs = Meter Reading Devices) conectados a medidores) . En los nodos de punto extremo, los circuitos de comunicaciones inalámbricos pueden ser incorporados en los propios medidores, tal que cada nodo de punto extremo en la red inalámbrica comprende un medidor conectado a un MRD que tiene circuitos de comunicación inalámbrica que permiten al MRD transmitir los datos de medidor del medidor al cual se conecta. Los circuitos de comunicación inalámbrica pueden incluir un transpondedor que se identifica en forma única por el número de serie de transpondedor . Los nodos de punto extremo pueden ya transmitir sus datos de medidor directamente al nodo central, o indirectamente a través de uno o más nodos bi-direccionales intermedios que sirven como repetidoras para los datos de medidor del nodo transmisor.

Algunas redes pueden emplear una arquitectura de red en malla. Estas redes, conocidas como "redes de malla", los nodos de punto extremo se conectan entre sí a través de enlaces de comunicación inalámbrica tal que cada nodo de punto extremo tiene una ruta de comunicación inalámbrica al nodo central. Una característica de las redes de malla es que los nodos componentes todos pueden conectarse entre sí mediante uno o más "saltos" . Debido a esta característica, las redes en malla pueden continuar operando incluso si se descompone un nodo o una conexión. De acuerdo con esto, las redes en malla son auto configurantes, de auto sanado, reduciendo significativamente los esfuerzos de instalación y mantenimiento.

Dentro de estas redes de malla inteligentes, se logran comunicaciones desde un colector central a través de repetidoras a puntos extremo, y el número de repetidoras en una cadena puede ser bastante grande. Hay dos métodos diferentes para extraer datos de las redes de malla: sondeo y burbujeo. En un enfoque de sondeo, la ruta de un colector a un punto extremo se establece y los datos se extraen del punto extremo al enviar un paquete de unidifusión al punto extremo y de regreso. En un enfoque de burbujeo, los datos pueden originarse en el punto extremo con base en un programa o una instrucción previa, y la ruta al colector o portal puede determinarse en forma dinámica.

En una red de malla inalámbrica controlada, aun cuando un nodo de comunicaciones puede cambiar su ruta al nodo central, siempre hay una ruta fija entre un nodo de comunicaciones y el nodo central en un tiempo determinado. Si ocurre una interrupción en esta ruta, el nodo de comunicaciones no responderá hasta que la red de malla inalámbrica pueda reconfigurarse y establecer una ruta diferente desde el nodo de comunicaciones al nodo central. Para algunas operaciones de red, este retraso en el sanado de la ruta puede ser inaceptable.

COMPENDIO DE LA DESCRIPCIÓN Una red de malla inalámbrica, método, y medio de almacenamiento legible por procesador para mantener tanto una ruta de comunicaciones primaria como una ruta de comunicaciones alterna para un nodo de comunicaciones, se describen aquí. De acuerdo con diversas modalidades, el nodo de control determina una ruta de comunicaciones alterna para cada nodo en comunicación con el nodo de control y almacena por cada nodo, información de ruta de comunicación primaria e información de ruta de comunicación alterna.

Una modalidad se dirige a una red inalámbrica que comprende un nodo de control y una pluralidad de nodos de comunicación en comunicación inalámbrica con el nodo de control. Cada uno de los nodos de comunicación tiene una ruta de comunicación inalámbrica al nodo de control que ya es una ruta directa o una ruta indirecta a través de uno o más nodos de comunicaciones que sirven como repetidores. Para cada nodo de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control, el nodo de control determina una ruta de comunicaciones alterna y almacena información de ruta de comunicaciones primaria e información de ruta de comunicaciones alterna.

Otra modalidad se dirige a un método para operar una red que tiene un nodo de control que comunica con una pluralidad de nodos de comunicación. Cada uno de los nodos de comunicación tiene una ruta de comunicación inalámbrica al nodo de control que ya es una ruta directa o una ruta indirecta a través de uno o más otros nodos de comunicación que sirven como repetidoras. El método involucra provocar que el nodo de control instruya a los nodos de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control, que respondan a barridos de nodo. El nodo de control se provoca que instruya a un primer nodo de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control para realizar un barrido de nodos para identificar una pluralidad de segundos nodos de comunicaciones dentro del intervalo de comunicaciones del primer nodo de comunicaciones. El nodo de control además se provoca que determine una ruta de comunicaciones alterna desde el nodo de control al primer nodo de comunicaciones y almacene información de la ruta de comunicaciones primaria e información de la ruta de comunicac ones alterna asociadas con el primer nodo de comunicaciones. El método puede ser implementado utilizando un medio de almacenamiento legible por procesador, que almacena instrucciones que, cuando se ejecutan por el procesador provocan que el procesador lleve a cabo el método.

Diversas modalidades pueden lograr ciertas ventajas. Por ejemplo, al mantener tanto información de ruta de comunicaciones primaria como alterna, el nodo de control puede conmutar desde la ruta primaria a la ruta alterna cuando se detecta una falla en la ruta primaria. Debido a que el nodo de control determina y almacena información referente a la ruta alterna antes de que ocurra la falla, conmutación o cambio de la ruta primaria a la ruta alterna involucra poco retardo, de haber.

Otras características y ventajas de las modalidades descritas pueden ser aparentes a partir de la siguiente descripción detallada y dibujos acompañantes.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS El resumen anterior, así como la siguiente descripción detallada de diversas modalidades, se comprenden mejor cuando se leen en conjunto con los dibujos anexos. Para propósitos de ilustrar la invención, se ilustran en los dibujos modalidades ejemplares de diversos aspectos de la invención; sin embargo, la invención no se limita a los métodos e instrumentalidades descritos específicos. En los dibujos: La Figura 1 es un diagrama de un sistema de medición ejemplar; La Figura 2 expande sobre el diagrama de la Figura 1 e ilustra un sistema de medición ejemplar con mayor detalle; La Figura 3A es un diagrama de bloques que ilustra un colector ejemplar; La Figura 3B es un diagrama de bloques que ilustra un medidor ejemplar; La Figura 4 es un diagrama de una subred ejemplar de una red inalámbrica para recolectar datos de dispositivos remotos; La Figura 5 ilustra un método ejemplar para identificar una ruta de comunicaciones alterna en una red de malla inalámbrica de acuerdo con una modalidad; y La Figura 6 es un diagrama que ilustra una red de malla inalámbrica ejemplar en la que una ruta de comunicaciones alterna se identifica utilizando el método de la Figura 5.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE MODALIDADES ILLUSTRATIVAS Sistemas y métodos ejemplares para recolectar datos de medidor, se describen a continuación con referencia a las Figuras 1-6. Se apreciará por aquellos con destreza ordinaria en la técnica que la descripción aquí dada respecto a esas figuras es para propósitos ejemplares solamente y no se pretende ninguna forma que limite el alcance de modalidades potenciales.

En general, una pluralidad de dispositivos de medición, que operan para dar seguimiento al uso de un servicio público tal como por ejemplo electricidad, agua y gas, son operables para comunicarse en forma inalámbrica. Se proporcionan uno o más dispositivos aquí referidos como "colectores", que "recolectan" datos transmitidos por otros dispositivos medidores, de manera tal que se puede tener acceso por otros sistemas de computadoras. Los colectores reciben y compilan datos de medidor de una pluralidad de dispositivos de medidor mediante comunicaciones inalámbricas. Un servidor de recolección de datos puede comunicarse con los colectores para recuperar los datos de medidor compilados .

La Figura 1 proporciona un diagrama de un sistema de medición ejemplar 110. El sistema 110 comprende una pluralidad de medidores 114, que se operan para detectar y registrar consumo o uso de un servicio o servicio público tal como por ejemplo electricidad, agua, o gas . Los medidores 114 pueden situarse en las instalaciones del cliente tal como por ejemplo, una casa o sitio de negocios. Los medidores 114 comprenden circuitos para medir el consumo del servicio o servicio público que se consume en sus sitios respectivos y para generar datos que reflejan el consumo, así como otros datos relacionados a lo mismo. Los medidores 114 también pueden comprender circuitos para transmitir en forma inalámbrica datos generados por el medidor a un sitio remoto. Los medidores 114 además pueden comprender circuitos para recibir datos, comandos o instrucciones en forma inalámbrica por igual. Los medidores que son operables tanto para recibir como transmitir datos pueden ser referidos como "bi-direccionales" o medidores "de dos vías", mientras que medidores que solo son capaces de transmitir datos pueden ser referidos como medidores de "solo transmisión" o "de una vía" . En medidores bi-direccionales , los circuitos para transmitir y recibir pueden comprender un transceptor. En una modalidad ilustrativa, medidores 114 por ejemplo pueden ser, medidores de electricidad fabricados por Elster Electricity, LLC y comercializados bajo la marca REX.

El sistema 110 además comprende colectores 116. En una modalidad, los colectores 116 también son medidores que operan para detectar y registrar el uso de un servicio o servicio público tal como por ejemplo electricidad, agua o gas. Además, los colectores 116 operan para enviar datos y recibir datos de los medidores 114. De esta manera, como los medidores 114, los colectores 116 pueden comprender tanto circuitos para medir el consumo de un servicio o servicio público como para generar datos que reflejan el consumo y circuitos para transmitir y recibir datos. En una modalidad, el colector 116 y los medidores 114 se comunican con y entre sí utilizando cualquiera de varias técnicas inalámbricas tales como por ejemplo espectro de dispersión con salto de frecuencia (FHSS = Frequency Hopping Spread Spectrum) y espectro con dispersión de secuencia directa (DSSS = Direct Sequence Spread Spectrum) .

Un colector 116 y los medidores 114 con los cuales se comunica, definen una subred/LA 120 del sistema 110. Como se emplea aquí, los medidores 114 y los colectores 116 pueden ser referidos como "nodos" en la subred 120. En cada subred/LAN 120, cada medidor transmite datos relacionados al consumo del servicio público que se mide en la ubicación del medidor. El colector 116 recibe los datos transmitidos por cada medidor 114, efectivamente "recolectando", y después periódicamente transmite los datos de todos los medidores en la subred/LAN 120 a un servidor de recolección de datos 206. El servidor de recolección de datos 206 almacena los datos para análisis y preparación de facturas, por ejemplo. El servidor de recolección de datos 206 puede ser un sistema de cómputo de propósitos generales especialmente programado y puede comunicarse con los colectores 116 con una red 112. La red 112 puede comprender cualquier forma de red, incluyendo uná red inalámbrica o una red de cableado fijo, tal como una red de área local (LAN = Local Area Network) , una red de área amplia, Internet, una intranet, una red de telefonía, tal como una red de telefonía conmutada pública (PSTN = Public Switched Telephone Network) , una red de radio de espectro disperso con salto de frecuencia (FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum) , una red en malla, una red Wi-Fi (802.11), una red i-Max (802.16), una red de línea terrestre (POTS) o cualquier combinación de las anteriores.

Ahora con referencia a la Figura 2, se muestran adicionales detalles del sistema de medición 110. Típicamente, el sistema será operado por una compañía de servicios públicos o una compañía que proporciona servicios de tecnología de información a una compañía de servicios públicos. Como se muestra, el sistema 110 comprende un servidor de gestión de red 202, un sistema de gestión de red (NMS = Network Management System) 204 y el servidor de recolección de datos 206, que en conjunto manejan o gestionan una o más subredes/LA s 120 y sus nodos constituyentes. El NMS 204 da seguimiento a cambios en el estado de la red, tales como nuevos registros/ba as de nodos con el sistema 110, cambios en rutas de comunicaciones de nodos, etc. Esta información se recolecta por cada subred/LAN 120 y se detecta y envía al servidor de gestión de red 202 y el servidor de recolección de datos 206.

A cada uno de los medidores 114 y colectores 116 se le asigna un identificador (LAN ID) , que identifica en forma única ese medidor o colector en su subred/LAN 120. En esta modalidad, la comunicación entre nodos (es decir, los colectores y medidores) y el sistema 110 se logra utilizando la LAN ID. Sin embargo, es preferible que los operadores de un servicio público consulten y comuniquen con los nodos utilizando sus propios identificadores . Para este objetivo, un archivo de matrimonio 208 puede emplearse para correlacionar un identificador de un servicio público para un nodo (por ejemplo, un número de serie de servicio público) tanto con un número de serie del fabricante (es decir, un número de serie asignado por el fabricante del medidor) como la LAN ID para cada nodo en la subred/LAN 120. De esta manera, el servicio público puede referirse al medidor y colectores por el identificador de servicios públicos, mientras que el sistema puede emplear la LAN ID para propósitos de designar medidores particulares durante comunicación del sistema.

Una base de datos para configuración de dispositivo 210 almacena información de configuración respecto a los nodos. Por ejemplo, en el sistema de medición 200, la base de datos de configuración de dispositivo puede incluir datos respecto a puntos de conmutación de tiempo de uso (TOU = Time Of Use) , etc. para los medidores 114 y colectores 116 que se comunican en el sistema 110. Una base de datos de requerimientos para recolección de datos 212 contiene información respecto a los datos a recolectar en una base por nodo. Por ejemplo, un servicio público puede especificar que los datos de medición tales como perfil de carga, demanda, TOU, etc. se recolecten de uno o varios medidores particulares 114a. Reportes 214 que contienen información en la configuración de red, pueden generarse automáticamente o de acuerdo con una solicitud de servicio público.

El sistema de administración o gestión de red (NMS) 204 mantiene una base de datos que describen el estado actual del sistema de red fija global (estado de red actual 220) y una base de datos que describe el estado histórico del sistema (estado de red histórico 222) . El estado de red actual 220 contiene datos respecto a actuales asignaciones de medidor-a-colector, etc. por cada subred/LA 120. El estado de red histórico 222 es una base de datos de la cual el estado de la red en un punto particular en el pasado puede ser reconstruido. NMS 204 es responsable entre otras cosas dé proporcionar reportes 214 respecto al estado de la red. El NMS 204 se puede tener acceso al API mediante un apellido 220 expuesto a una interfase de usuario 216 y un Sistema de Información de Cliente (CIS = Customer Information System) 218. Otras interfases externas también pueden ser implementadas . Además, los requerimientos de recolección de datos almacenados en la base de datos 212 pueden ser ajustados mediante la interfase de usuario 216 o CIS 218.

El servidor de recolección de datos 206 recolecta datos de los nodos (por ejemplo, colectores 116) y almacena los datos en una base de datos 224. Los datos incluyen información de medición, tal como consumo de energía y puede emplearse para propósitos de facturación, etc. por un proveedor de servicios públicos.

El servidor de gestión de red 202, el sistema de gestión de red 204 y el servidor de recolección de datos 206 comunican con los nodos en cada subred/LAN 120 mediante la red 110.

La Figura 3A es un diagrama de bloques que ilustra detalles adicionales de una modalidad de un colector 116. Aunque ciertos componentes se diseñan y discuten con referencia a la Figura 3A, habrá de apreciarse que la invención no se limita a esos componentes. De hecho, diversos otros componentes típicamente encontrados en un medidor electrónico pueden ser una parte del colector 116, pero no se han mostrado en la Figura 3A para propósitos de claridad y brevedad. También, la invención puede utilizar otros componentes para lograr la operación del colector 116. Los componentes que se muestran y la funcionalidad descrita para el colector 116 se proporcionan como ejemplos, y no se pretenden exclusivos de otros componentes u otra funcionalidad.

Como se muestra en la Figura 3A, el colector 116 puede comprender circuitos de medición 304 que realizan medición de consumo de un servicio o servicio público y un procesador 305 que controla la operación total de las funciones de medición del colector 116. El colector 116 además puede comprender un exhibidor 310 para mostrar información tal como cantidades medidas y estado del medidor y una memoria 312 para almacenar datos. El colector 116 además comprende circuitos de comunicaciones LAN inalámbricas 306 para comunicar en forma inalámbrica con los medidores 114 en una subred/LAN y una ínterfase de red 308 para comunicar sobre la red 112.

En una modalidad, los circuitos de medición 304, procesador 305, exhibidor o pantalla 310 y memoria 312 se implementan utilizando un medidor A3 ALPHA disponible de Elster Electricity, Inc. En esa modalidad, los circuitos de comunicaciones LAN inalámbricos 306 pueden ser implementados por una tarjeta de opción LAN (por ejemplo, radio de dos vías de 900 MHz) instalada dentro del medidor A3 ALPHA, y la ínterfase de red 308 puede ser implementada por una tarjeta de opción AN (por ejemplo, un modem de telefonía) también instalado dentro del medidor A3 ALPHA. En esta modalidad, la tarjeta de opción WAN 308 dirige mensajes de la red 112 (mediante el puerto de interfase 302) ya sea al procesador de medidor 305 o la tarjeta de opción LAN 306.

La tarjeta de opciones LAN 306 puede utilizar un transceptor (no mostrado) , por ejemplo un radio de 900 MHz, para comunicar datos a los medidores 114. También, la tarjeta de opciones LAN 306 puede tener suficiente memoria para almacenar datos recibidos de los medidores 114. Estos datos pueden incluir, pero no están limitados a lo siguiente: datos de facturación actual (por ejemplo, los presentes valores almacenados y exhibidos por los medidores 114) , previos datos de periodo de facturación, datos de temporada previa, y datos de perfil de carga.

La tarjeta de opciones LAN 306 puede ser capaz de sincronizar su tiempo a un reloj de tiempo real (no mostrado) en el medidor A3 ALPHA, de esta manera sincronizando el tiempo de referencia LAN al tiempo en el medidor. El procesamiento necesario para llevar a cabo la funcionalidad de comunicaciones y la recolección y almacenamiento de datos de medición del colector 116 pueden manejarse por el procesador 305 y/o procesadores adicionales (no mostrados) en la tarjeta de opciones LAN 306 y la tarjeta de opciones WAN 308.

La responsabilidad de un colector 116 es amplia y variada. En general, el colector 116 es responsable por manejar, procesar y dirigir datos comunicados entre el colector y la red 112 y entre el colector y los medidores 114. El colector 116 puede leer en forma continua o intermitente los datos actuales de los medidores 114 y almacenar los datos en una base de datos (no mostrado) en el colector 116. Estos datos actuales pueden incluir pero no están limitados al uso de k h total, el uso de kwh de Tiempo-De-Uso (TOU) , demanda k pico, y otras mediciones de consumo de energía e información de estado. El colector 116 también puede leer y almacenar previos datos de facturación y de temporada previa de los medidores 114 y almacenar los datos en la base de datos en el colector 116. La base de datos puede ser implementada como una o más tablas de datos dentro del colector 116.

La Figura 3B es un diagrama de bloques de una modalidad ejemplar de un medidor 114 que puede operar en el sistema 110 de las Figuras 1 y 2. Como se muestra, el medidor 114 comprende circuitos de medición 304' para medir la cantidad de un servicio o el servicio público que se consume, un procesador 305' que controla las funciones totales del medidor, un exhibidor 310' para mostrar datos de medidor e información de estado, y una memoria 312' para almacenar datos e instrucciones de programa. El medidor 114 además comprende circuitos de comunicaciones inalámbricas 306' para transmitir y recibir datos a/de otros medidores 114 o un colector 116.

De nuevo con referencia a la Figura 1, en la modalidad ejemplar mostrada, un colector 116 comunica directamente con solo un subconjunto de la pluralidad de medidores 114 en su subred/LAN particular. Los medidores 114 con los cuales el colector 116 se comunica directamente pueden ser referidos como medidores de "nivel uno" 114a. Los medidores de nivel uno 114a se dice que están a un "salto" del colector 116. Comunicaciones entre el colector 116 y los medidores 114 diferentes al medidor del nivel uno 114a se retransmiten a través de los medidores de nivel uno 114a. De esta manera, los medidores de nivel uno 114a operan como repetidoras para comunicaciones entre el colector 116 y los medidores 114 situados más alejados en la subred 120.

Cada medidor de nivel uno 114a típicamente solo estará en un intervalo para comunicar directamente con solo un subconjunto de los medidores restantes 114 en la subred 120. Los medidores 114 con los cuales los medidores de nivel uno 114a se comunican directamente, pueden ser referidos como medidores del nivel dos 114b. Los medidores de nivel dos 114b están a un "salto" de los medidores de nivel uno 114a, y por lo tanto a dos "saltos" del colector 116. Los medidores de nivel dos 114b operan como repetidoras para comunicaciones entre los medidores de nivel uno 114a y los medidores 114 situados más alejados del colector 116 en la subred 120.

Mientras que solo tres niveles de medidores se muestran (colector 116, primer nivel 114a, segundo nivel 114b) en la Figura 1, una subred 120 puede comprender cualquier cantidad de niveles de medidores 114. Por ejemplo, una subred 120 puede comprender un nivel de medidores, pero también puede comprender ocho o más niveles de medidores 114. En una modalidad, en donde una subred comprende ocho niveles de medidores 114, tantos como 1024 medidores pueden registrarse con un solo colector 116.

Como se mencionó anteriormente, cada medidor 114 y colector 116 que se instala en el sistema 110 tiene un identificador único (LAN ID) ahí almacenado que identifica en forma única el dispositivo de todos los otros dispositivos en el sistema 110. Adicionalmente , los medidores 114 que operan en una subred 120 comprende información que incluye lo siguiente: datos que identifican el colector con el cual se registra el medidor; el nivel en una subred en el cual se ubica el medidor; el medidor repetidor en el nivel previo con el cual el medidor se comunica para enviar y recibir datos a/de el colector; un identificador que indica si el medidor es un repetidor para otros nodos en la subred; y si el medidor opera como repetidor, el identificador que identifica en forma única al repetidor dentro de la subred particular, y el número de medidores para los cuales es un repetidor. Los colectores 116 tienen ahí almacenado todos estos mismos datos para todos los medidores 114 que se registran ahí. De esta manera, el colector 116 comprende datos que identifican a todos los nodos registrados así como datos que identifican la ruta registrada por la cual los datos se comunican del colector a cada nodo. Cada medidor 114 por lo tanto tiene una ruta de comunicaciones designada al colector que ya es una ruta directa (por ejemplo, todos los nodos nivel uno) o una ruta indirecta a través de uno o más nodos intermedios que sirven como repetidores.

Información se transmite en esta modalidad en la forma de paquetes . Para la mayoría de las redes tareas tales como por ejemplo leer datos de medidor, el colector 116 se comunica con los medidores 114 en la subréd 120 utilizando transmisiones punto-a-punto . Por ejemplo, un mensaje o instrucción del colector 116 se dirige a través del conjunto de repetidores designados al medidor deseado 114. De manera similar, un medidor 114 se comunica con el colector 116 a través del mismo conjunto de repetidoras, pero en reversa.

En algunos casos, sin embargo el colector 116 puede requerir comunicar rápidamente información a todos los medidores 114 situados en su subred 120. De acuerdo con esto, el colector 116 puede emitir un mensaje de difusión que se pretende que alcance todos los nodos en la subred 120. El mensaje de difusión puede ser referido como "mensaje transmisión de ataque". Una transmisión de ataque se origina en el colector 116 y se propaga a través de toda la subred 120 un nivel a la vez. Por ejemplo, el colector 116 puede enviar una transmisión de ataque a todos los medidores de primer nivel 114a. Los medidores de primer nivel 114a que reciben el mensaje seleccionan una ranura de tiempo al azar y retransmiten el mensaje de transmisión a los medidores de segundo nivel 114b. Cualquier medidor de segundo nivel 114b puede aceptar la transmisión, de esta manera proporcionando mejor cobertura desde el colector hacia afuera a los medidores de punto extremo. De manera similar, los medidores de segundo nivel 114b que reciben un mensaje de transmisión seleccionan una ranura de tiempo al azar y comunican el mensaje de transmisión a los medidores de tercer nivel . Este proceso continua hasta los nodos de extremo de la subred. De esta manera, un mensaje de transmisión gradualmente se propaga hacia afuera desde el colector a los nodos de la subred 120.

El cabezal del paquete de transmisión de ataque contiene información para evitar que los nodos se repitan en el paquete de transmisión de ataque más de una vez por nivel. Por ejemplo, dentro de un mensaje de transmisión de ataque, puede existir un campo que indique a los medidores/nodos que reciben el mensaje, el nivel de la subred en el que se encuentra el mensaje; solo nodos en ese nivel particular pueden volver a transmitir el mensaje al siguiente nivel. Si el colector difunde un mensaje de ataque con un nivel de 1, solo los nodos de nivel 1 pueden responder. Antes de volver a transmitir el mensaje de ataque, los nodos de nivel 1 incrementan el campo a 2 de manera tal que solo los nodos de nivel 2 responden a la transmisión. Información dentro del cabezal de paquete de transmisión de ataque asegura que la transmisión de ataque eventualmente se agote o extermine .

En general, un colector 116 envía varias veces una transmisión de ataque, por ejemplo cinco veces, sucesivamente para incrementar la probabilidad de que todos los medidores en la subred 120 reciban la transmisión. Se introduce un retardo antes de cada nueva transmisión para permitir al paquete de transmisión previo tiempo para propagarse a través de todos los niveles de la subred.

Los medidores 114 pueden tener un reloj ahí formado. Sin embargo, los medidores 114 a menudo se someten a interrupciones de energía que pueden interferir con la operación de cualquier reloj ahí. De acuerdo con esto, los relojes internos a los medidores 114 no pueden ser confiables en proporcionar una lectura de tiempo precisa. El tener el tiempo correcto es necesario, sin embargo, cuando se emplea la medición de tiempo de uso. Sin duda, en una modalidad, los datos de programa de tiempo de uso también pueden estar comprendidos en el mismo mensaje de transmisión que el tiempo. De acuerdo con esto, el colector 116 periódicamente transmite ataque en tiempo real a los medidores 114 en la subred 120. Los medidores 114 utilizan las transmisiones de tiempo para estar sincronizados con el resto de la subred 120. En una modalidad ilustrada, los colectores 116 transmiten la hora cada 15 minutos. Las transmisiones pueden realizarse cerca de la mitad de las fronteras de reloj de 15 minutos, que se emplean para realizar programas de perfilado de carga y tiempo de uso (TOU) para reducir al mínimo los cambios en tiempo cerca de estas fronteras. El mantener sincronización de tiempo es importante para la operación adecuada de la subred 120. De acuerdo con esto, tareas de menor prioridad realizadas por el colector 116 pueden ser retrasadas mientras que se realizan las transmisiones de tiempo.

En una modalidad ilustrativa, las transmisiones de ataque que transmiten datos de tiempo, pueden ser repetidas por ejemplo, cinco veces, para incrementar la probabilidad de que todos los nodos reciban la hora. Aún más, cuando los datos de programa de hora de uso se comunican en la misma transmisión que los datos de sincronización, las subsecuentes transmisiones de hora permiten una pieza diferente del programa de hora de uso se transmita a los nodos .

Mensajes de excepción se emplean en la subred 120 para transmitir eventos inesperados que ocurren en los medidores 114 al colector 116. En una modalidad, los primeros 4 segundos de cada periodo de 32 -segundos se asignan como una ventana de excepción para los medidores 114 que transmitan mensajes de excepción. Los medidores 114 transmiten sus mensajes de excepción suficientemente temprano en la ventana de excepción de manera tal que el mensaje tiene tiempo para propagarse al colector 116 antes del fin de la ventana de excepción. El colector 116 puede procesar las excepciones después de la ventana de excepción de 4 segundos. En general, un colector 116 acusa recibo de los mensajes de excepción, y el colector 116 espera hasta el final de la ventana de excepción para enviar este acuse de recibo.

En una modalidad ilustrativa, se configuran mensajes de excepción como uno de tres tipos diferentes de mensajes de excepción: excepciones locales, que se manejan directamente por el colector 116 sin intervención del servidor de recolección de datos 206; una excepción inmediata, que en general se retransmite al servidor de recolección de datos 206 bajo un programa expedito; y una excepción diaria, que se comunica al servidor de comunicación 122 en un programa regular.

Las excepciones se procesan como sigue. Cuando una excepción se recibe en el colector 116, el colector 116 identifica el tipo de excepción que se ha recibido. Si se ha recibido una excepción local, el colector 116 toma una acción para remediar el problema. Por ejemplo, cuando el colector 116 recibe una excepción que solicita una "solicitud de barrido de nodos" tal como se discute a continuación, el colector 116 transmite un comando para iniciar un procedimiento de barrido al medidor 114 del cual se recibió la excepción.

Si un tipo de excepción inmediata se ha recibido, el colector 116 hace un registro de la excepción. Una excepción inmediata puede identificar por ejemplo que ha habido una interrupción de energía. El colector 116 puede registrar la recepción de la excepción en una o más tablas o archivos. En un ejemplo ilustrativo, un registro de excepción de una excepción inmediata se realiza en una tabla referida como "Tabla de Registro de Excepción Inmediata" . El colector 116 espera entonces un periodo determinado de tiempo antes de tomar mayor acción con respecto a la excepción inmediata. Por ejemplo, el colector 116 puede esperar 64 segundos. Este periodo de retardo permite que la excepción se corrija antes de comunicar la excepción al servidor de recolección de datos 206. Por ejemplo, cuando una interrupción de energía fue la causa de la excepción inmediata, el colector 116 puede esperar un periodo determinado de tiempo para permitir la recepción de un mensaje que indica que se ha corregido la interrupción de energía.

Si la excepción no se ha corregido, el colector 116 comunica la excepción inmediata al servidor de recolección de datos 206. Por ejemplo, el colector 116 puede iniciar una conexión de marcado con el servidor de recolección de datos 206 y descargar los datos de excepción. Después de reportar una excepción inmediata al servidor de recolección de datos 206, el colector 116 puede retrasar el reporte de cualesquiera excepciones inmediatas adicionales por un periodo de tiempo tal como de diez minutos. Esto es para evitar el reportar excepciones de otros medidores 114 que se relacionan con, o tienen la misma causa que la excepción que recién se reportó .

Si se recibió una excepción diaria, la excepción se registra en un archivo o una tabla de base de datos. En general, excepciones diarias son ocurrencias en la subred 120 que requieren ser reportadas al servidor de recolección de datos 206, pero no son tan urgentes que requieran ser comunicadas en forma inmediata. Por ejemplo, cuando el colector 116 registra un nuevo medidor 114 en la subred 120, el colector 116 registra una excepción diaria que identifica que el registro se ha llevado a cabo. En una modalidad ilustrativa, la excepción se registra en una tabla de base de datos referida como la "Tabla de Registro de Excepción Diaria" . El colector 116 comunica las excepciones diarias al servidor de recolección de datos 206. En general, el colector 116 comunica las excepciones diarias una vez cada 24 horas.

En la presente modalidad, un colector asigna rutas de comunicaciones designadas a medidores con capacidad de comunicación bi-direccional , y puede cambiar las rutas de comunicaciones para medidores previamente registrados si las condiciones lo garantizan. Por ejemplo, cuando un colector 116 inicialmente se lleva al sistema 110, requiere identificar y registrar medidores en su subred 120. Un "barrido de nodos" se refiere a un proceso de comunicación entre un colector 116 y medidores 114 con lo que el colector puede identificar y registrar nuevos nodos en una subred 120 y permitir que nodos previamente registrados cambien rutas. Un colector 116 puede implementar un barrido de nodos en toda la subred, referido como un "barrido de nodos completo", o un barrido de nodos puede realizarse en nodos especialmente identificados, referidos como un "reintento de barrido de nodos" .

Un barrido de nodos completo puede realizarse por ejemplo, cuando un colector primero se instala. El colector 116 debe identificar y registrar nodos de los cuales recolectará datos de uso. El colector 116 inicia un barrido de nodos al transmitir una solicitud, que puede ser referida como una solicitud de Procedimiento de Barrido de Nodos. En general, la solicitud de Procedimiento de Barrido de Nodos dirige que todos los medidores no registrados 114 o nodos que reciben la solicitud respondan al colector 116. La solicitud puede comprender información tal como la dirección única del colector que iniciará el procedimiento. La señal por la cual el colector 116 transmite esta solicitud puede tener fuerza limitada, y por lo tanto se detecta solo en los medidores 114 que están en proximidad del colector 116. Los medidores 114 que reciben la solicitud de Procedimiento de Barrido de Nodos responden al transmitir su identificador único así como otros datos.

Por cada medidor del cual el colector recibe una respuesta a la solicitud de Procedimiento de Barrido de Nodos, el colector intenta calificar la ruta de comunicaciones a ese medidor antes de registrar el medidor con el colector. Esto es, antes de registrar un medidor, el colector 116 intenta determinar si comunicaciones de datos con el medidor serán suficientemente confiables. En una modalidad, el colector 116 determina si la ruta de comunicaciones a un medidor de respuesta es confiable lo suficiente al comparar un valor de Indicación de Fuerza de Señal Recibida (RSSI = Received Signal Strength Indication) (es decir, una medida de la fuerza de señal de radio recibida) que se mide con respecto a la respuesta recibida del medidor a un valor umbral selecto. Por ejemplo, el valor umbral puede ser -60 dBm. Valores RSSI sobre este umbral se considerarán suficientemente confiables. En otra modalidad, se realiza calificación al transmitir un número predeterminado de paquetes adicionales al medidor, tales como diez paquetes, y contar el número de acuses de recibo obtenidos de regreso del medidor. Si el número de acuses de recibo obtenidos es mayor que o igual a un umbral selecto (por ejemplo, 8 de 10), entonces la ruta se considera confiable. En otras modalidades, puede emplearse una combinación de dos técnicas de calificación.

Si el umbral de calificación no se cumple, el colector 116 puede agregar una entrada para el medidor a una "Tabla de Rezagados". La entrada incluye la LAN ID de medidor, su valor de calificación (por ejemplo, 5 de 10; o su valor RSSI) , su nivel (en este caso el nivel uno) y la ID única de su precursor (en este caso la ID del colector) .

Si el umbral de calificación se cumple o excede, el colector 116 registra el nodo. Registrar un medidor 114 comprende actualizar una lista de los nodos registrados en el colector 116. Por ejemplo, la lista puede ser actualizada para distinguir el identificador único del medidor a lo amplio del sistema y la ruta de comunicación al nodo. El colector 116 también registra el nivel del medidor en la subred (es decir si el medidor es un nodo nivel uno, nodo nivel dos, etc.), si el nodo opera como un repetidor, y de ser asi, el número de medidores para los cuales opera como un repetidor. El proceso de registro además comprende transmitir información de registro al medidor 114. Por ejemplo, el colector 116 envía al medidor 114 una indicación que está registrado, el identificador único al colector con el cual se registra, el nivel en el que el medidor existe en la subred, y el identificador único de su medidor precursor que servirá como un repetidor para mensajes que puede enviar el medidor al colector. En el caso de un nodo nivel uno, el precursor es el propio colector. El medidor almacena estos datos y empieza a operar como parte de la subred al responder a comandos de su colector 116.

La calificación y registro continúan por cada medidor que responde a la solicitud de Procedimiento de Barrido de Nodo inicial del colector. El colector 116 puede retransmitir el Procedimiento de Barrido de Nodos adicionales veces a fin de asegurarse que todos los medidores 114 que puedan recibir el Procedimiento de Barrido de Nodos tengan una oportunidad para que su respuesta se reciba y el medidor califique como un nodo nivel uno en el colector 116.

El proceso de barrido de nodos continúa entonces al realizar un proceso similar al descrito anteriormente en cada uno de los nodos de nivel uno ahora registrados. Este proceso resulta en la identificación de registro de nodos de nivel dos. Después, los nodos nivel dos se identifican, se realiza un similar proceso de barrido de nodos en los nodos nivel dos para identificar los nodos nivel tres y así en adelante.

Específicamente, para identificar y registrar medidores que se vuelvan medidores nivel dos, por cada medidor de nivel uno en sucesión, el colector 116 transmite un comando al medidor nivel uno que puede ser referido como el comando "iniciar procedimiento de barrido de nodos". Este comando instruye al medidor de nivel uno el realizar su propio proceso de barrido de nodos. La solicitud comprende varios ítems de datos que el medidor receptor puede emplear para completar el barrido de nodos. Por ejemplo, la solicitud puede comprender el número de ranuras de tiempo disponibles para los nodos respondientes, la dirección única del colector que inició la solicitud y una medida de la conflabilidad de las comunicaciones entre el nodo diana y el colector. Como se describió anteriormente, la medida de conflabilidad puede emplearse durante un proceso para identificar rutas más confiables para nodos previamente registrados .

El medidor que recibe la solicitud de Iniciar Respuesta de Barrido de Nodos responde al realizar un proceso de barrido de nodos similar al descrito anteriormente. En forma más específica, el medidor transmite una solicitud a la cual pueden responder todos los nodos no registrados. La solicitud comprende el número de ranuras de tiempo disponibles para los nodos respondientes (que se utiliza para ajustar el periodo para que el nodo espere por respuestas) , la dirección única del colector que inicia el procedimiento de barrido de nodos, una medida de la conflabilidad de las comunicaciones entre el modo remitente y el colector (que puede emplearse en el proceso de determinar si una ruta de medidor puede conmutarse como se describe a continuación) , el nivel dentro de la subred del nodo que envía la solicitud y un umbral RSSI (que también puede emplearse en el proceso de determinar si puede conmutarse una ruta de medidor registrada) . El medidor que emite la solicitud de barrido de nodos espera entonces y recibe respuestas de nodos no registrados. Por cada respuesta, el medidor almacena en memoria el identificador único del medidor respondiente. Esta información después se transmite al colector.

Por cada medidor no registrado que responde al barrido de nodos emitido por el medidor nivel uno, el colector intenta de nuevo determinar la conflabilidad de la ruta de comunicaciones a ese medidor. En una modalidad, el colector envía un comando "Califica Procedimiento de Nodos" al nodo nivel uno que instruye al nodo nivel uno que transmita un número predeterminado de paquetes adicionales al nodo nivel dos potencial y registre el número de acuses de recibo obtenidos del nodo nivel dos potencial. Este valor de calificación (por ejemplo, 8 de 10) se transmite entonces de regreso al colector, que de nuevo compara la calificación con un umbral de calificación. En otras modalidades, otras medidas de la conflabilidad de comunicaciones pueden proporcionarse, tal como un valor RSSI.

Si el umbral de calificación no se cumple, entonces el colector agrega una entrada para el nodo en la Tabla de Rezagados para el nodo, el colector actualizará esa entrada sólo si el valor de calificación para este procedimiento de barrido de nodos es mejor que el valor de calificación registrado del barrido de nodos previo que resultó en una entrada para el nodo.

Si el umbral de calificación se cumple o excede, el colector 116 registra el nodo. De nuevo, registrar un medidor 114 al nivel dos comprende actualizar una lista de los nodos registrados en el colector 116. Por ejemplo, la lista puede ser actualizada para distinguir el identificador único del medidor y el nivel del medidor en la subred. Adicionalmente, la información de registro del colector 116 se actualiza para reflejar que el medidor 114 del cual se inició el proceso de barrido, se identifica como un repetidor (o precursor) para el nodo recientemente registrado. El proceso de registro además comprende transmitir información al medidor recientemente registrado así como el medidor que servirá como repetidor para el nodo recientemente agregado. Por ejemplo, el nodo que expide la solicitud de respuesta de barrido de nodos se actualiza para identificar que opera como una repetidora y si se registró previamente como un repetidor, incrementa un ítem de datos que identifica el número de nodos para el cual sirve como repetidor. Posteriormente, el colector 116 envía al medidor recientemente registrado, una indicación de que está registrado, una identificación del colector 116 con el cual se registra, el nivel en el que existe el medidor en la subred, y el identificador único del nodo que servirá como su precursor, o repetidor cuando comunica con el colector 116.

El colector realiza entonces el mismo procedimiento de calificación por cada otro nodo a nivel dos potencial que responde a la solicitud de barrido de nodos del nodo nivel uno. Una vez que se completa ese proceso para el primer nodo nivel uno, el colector inicia el mismo procedimiento en cada otro nodo nivel uno hasta que el proceso para calificar y registrar nodos nivel dós se ha completado en cada nodo nivel uno. Una vez que el proceso de barrido de nodos se ha realizado por cada nodo nivel uno, resultando en un número de nodos nivel dos registrados con el colector, el colector enviará entonces un comando Inicia Respuesta de Barrido de Nodos a cada nodo nivel dos, en su turno. Cada nodo nivel dos realizará entonces el mismo procedimiento de barrido de nodos como se realiza por los nodos nivel uno, resultando potencialmente en el registro de un número de nodos nivel tres. El proceso se realiza entonces en cada nodo sucesivo hasta que se alcanza un número máximo de niveles (por ejemplo siete niveles) o no quedan nodos sin registrar en la subred.

Se apreciará que en la presente modalidad, durante el proceso de calificación para un nodo determinado a un nivel determinado, el colector califica sólo el último "salto". Por ejemplo, si un nodo no registrado responde a una solicitud de barrido de nodos desde un nodo nivel cuatro, y por lo tanto se vuelve un nodo nivel cinco potencial, el valor de calificación para ese nodo se basa en la conflabilidad de comunicaciones entre el nodo nivel cuatro y el nodo nivel cinco potencial (es decir, paquetes transmitidos por el nodo nivel cuatro contra acuses de recibo obtenidos del nodo nivel cinco potencial) , no basado en ninguna medida de la conflabilidad de las comunicaciones sobre toda la ruta del colector al nodo nivel cinco potencial. En otras modalidades, por supuesto, el valor de calificación puede basarse en una ruta de comunicación completa.

En cierto punto, cada medidor tendrá una ruta de comunicaciones establecida al colector que ya será una ruta directa (es decir, nodos nivel uno) o una ruta indirecta a través de uno o más nodos intermedios que sirven como repetidores. Si durante la operación de la red, un medidor registrado de esta manera falla en desempeñarse adecuadamente, se le puede asignar una ruta diferente o posiblemente un colector diferente como se describe a continuación.

Como se mencionó previamente, un barrido de nodos completo puede realizarse cuando un colector 116 primero se introduce a una red. A la conclusión del barrido de nodos completo, un colector 116 habrá registrado un conjunto de medidores 114 con los cuales se comunica y lee datos de medición. Barridos de nodos completos pueden ser realizados en forma periódica por un colector instalado para identificar nuevos medidores 114 que se han llevado en-línea desde el último barrido de nodos y para permitir que medidores registrados cambien a una ruta diferente.

Además del barrido de nodos completo, el colector 116 también puede realizar un proceso de barrido de medidores específicos 114 en la subred 120, que se refiere como un "reintento de barrido de nodos". Por ejemplo, el colector 116 puede emitir una solicitud específica a un medidor 114 para realizar un barrido de nodos fuera de un barrido de nodos completo cuando en un intento previo para barrer el nodo, el colector 116 fue incapaz de confirmar que el medidor particular 114 recibiera la solicitud de barrido de nodos. También, un colector 116 puede solicitar un reintento de barrido de nodos de un medidor 114 cuando durante el curso de un barrido de nodos completo, el colector 116 fue incapaz de leer los datos de barrido de nodos del medidor 114. De manera similar, un reintento de barrido de nodos se realizará cuando un procedimiento de excepción que solicita un barrido de nodos inmediato, se recibe de un medidor 114.

El sistema 110 también se reconfigura automáticamente para alojar un nuevo medidor 114 que pueda ser agregado. En forma más particular, el sistema identifica que el nuevo medidor se está empezando a operar e identifica una ruta a un colector 116 que será responsable por recolectar los datos de medición. Específicamente, el nuevo · medidor difundirá una indicación que no está registrado. En una modalidad, esta transmisión puede por ejemplo ser incrustada en o retransmitida como parte de una solicitud para actualización del tiempo real como se describió anteriormente. La transmisión se recibirá en uno de los medidores registrados 114 en proximidad al medidor que intenta registrar. El medidor registrado 114 envía la hora al medidor que intenta registrar. El nodo registrado también transmite una solicitud de excepción a su colector 116 solicitando que el colector 116 implemente un barrido de nodos, que supuestamente ubicará y registrará el nuevo medidor. El colector 116 transmite entonces una solicitud que el nodo registrado realice un barrido de nodos. El nodo registrado realizará el barrido de nodos, durante lo cual solicita que respondan todos los nodos no registrados. Supuestamente, el medidor no registrado recientemente agregado responderá al barrido de nodos. Cuando lo hace, el colector intentará entonces calificar y después registrar el nuevo nodo en la misma forma en que se describió anteriormente.

Una vez que se establece una ruta de comunicaciones entre el colector y un medidor, el medidor puede empezar a transmitir sus datos de medidor al colector y el colector puede transmitir datos e instrucciones al medidor. Como se mencionó anteriormente, los datos se transmiten en paquetes. Paquetes de "salida" son paquetes transmitidos desde el colector a un medidor a un nivel determinado. En una modalidad, paquetes de salida contienen los siguientes campos, pero también puede incluirse otros campos: Longitud - la longitud del paquete; SrcAddr - dirección fuente - en este caso la ID del colector; DestAddr - la ID LAN del medidor a la cual se dirige el paquete; RptPath - la ruta de comunicación al medidor de destino (es decir, la lista de identificadores de cada repetidora en la ruta desde el colector al nodo de destino) ; y Datos - la carga útil del paquete.

El paquete también puede incluir información de verificación de integridad (por ejemplo, CRC) , un relleno para porciones no usadas del paquete y otra información de control . Cuando el paquete se transmite desde el colector, sólo se enviará al medidor de destino por aquellos medidores repetidores de los cuales los identificadores aparecen en el campo RptPath. Otros medidores que pueden recibir el paquete, pero no se citan en la ruta identificada en el campo RptPath, no repetirán el paquete.

Paquetes de "ingreso" son paquetes transmitidos desde un medidor a un nivel determinado al colector. En una modalidad, paquetes de ingreso contienen los siguientes campos, pero otros campos también pueden ser incluidos : Longitud - la longitud del paquete; SrcAddr - dirección fuente - la dirección del medidor que inicia el paquete; DestAddr - la ID del colector al cual se va a transmitir el paquete; RptAddr - la ID del nodo precursor que sirve como el siguiente repetidor para el nodo remitente; Datos - la carga útil del paquete; Debido a que cada medidor conoce el identificador de su nodo precursor (es decir el nodo en el siguiente nivel inferior que sirve como repetidor para el presente nodo) , un paquete de ingreso sólo requiere identificar quién es el siguiente precursor. Cuando un nodo recibe un paquete de ingreso, verifica para comprobar si RptAddr corresponde a su propio identificador . De no ser así, descarta el paquete. De ser así, sabe que se supone que se envíe el paquete hacia el colector. El nodo entonces remplazará el campo RptAddr con el identificador de su propio precursor y entonces transmitirá el paquete de manera tal que su precursor lo reciba. Éste proceso continuará a través de cada repetidor en cada nivel sucesivo hasta que el paquete llega al colector.

Por ejemplo, supóngase que un medidor al nivel tres inicia transmisión de un paquete destinado para su colector. El nodo de nivel tres insertará en el campo RptAddr del paquete de ingreso, el identificador del nodo de nivel dos que sirve como un repetidor para el nodo de nivel tres. El nodo de nivel tres entonces transmitirá el paquete. Varios nodos de nivel dos pueden recibir el paquete, pero sólo el nodo nivel dos que tiene un identificador que corresponde con el identificador en el campo RptAddr del paquete le acusará recibo. El otro lo descartará. Cuando el nodo nivel dos con el identificador correspondiente recibe el paquete, reempla2ará el campo RptAddr del paquete con el identificador del paquete de nivel uno que sirve como repetidor para ese paquete de nivel dos, y el paquete de nivel dos transmitirá entonces el paquete. Esta vez, el nodo de nivel uno que tiene el identificador que corresponde al campo RptAddr recibirá el paquete. El nodo nivel uno insertará el identificador del colector en el campo RptAddr y transmitirá el paquete. El colector recibirá entonces el paquete para completar la transmisión.

Un colector 116 recupera periódicamente datos de medidor de los medidores que se registran con él. Por ejemplo, los datos del medidor pueden recuperarse de un medidor cada 4 horas . Cuando hay un problema con leer los datos del medidor en el intervalo programado regularmente, el colector intentará leer los datos de nuevo antes del siguiente intervalo programado regularmente. Sin embargo, puede haber casos en donde el colector 116 es incapaz de leer datos de medidor de un medidor particular 114 por un período de tiempo prolongado. Los medidores 114 almacenan una indicación de cuando son leídos por su colector 116 y dan seguimiento al tiempo desde que sus datos han sido colectados por última vez por el colector 116. Si la duración de tiempo desde la última lectura excede un umbral definido, tal como por ejemplo 18 horas, supuestamente ha surgido un problema en la ruta de comunicaciones entre el medidor particular 114 y el colector 116. De acuerdo con esto, el medidor 114 cambia su estado al de un medidor sin registro e intenta ubicar una nueva ruta a un colector 116 mediante el proceso descrito anteriormente para un nuevo nodo. De esta manera, el sistema ejemplar es operable para reconfigurarse asimismo para atender insuficiencias en el sistema.

En algunos casos, mientras que un colector 116 puede ser capaz de recuperar datos de un medidor registrado 114, ocasionalmente el nivel de éxito para leer el medidor puede ser inadecuado. Por ejemplo, si un colector 116 intenta leer datos de medidor de un medidor 114 cada 4 horas, pero es capaz de leer los datos por ejemplo sólo 70 por ciento del tiempo o menos, puede ser conveniente encontrar una ruta más confiable para leer los datos de ese medidor particular. Cuando la frecuencia de lectura de datos de un medidor 114 cae por debajo de un nivel de éxito deseado, el colector 116 transmite un mensaje al medidor para responder a barridos de nodos para que procedan. El medidor 114 permanece registrado pero responderá a barridos de nodo en la misma forma que un nodo no registrado como se describió anteriormente. En otras modalidades, a todos los medidores registrados se les puede permitir que respondan a barridos de nodo, pero un medidor sólo responderá a una barrida de nodos si la ruta al colector a través del medidor que emitiera el barrido de nodos es más corta (es decir menos saltos) que la ruta actual del medidor al colector. Un número menor de saltos se considera que proporciona una ruta de comunicaciones más confiable que una ruta más larga. Una solicitud de barrido de nodos siempre identifica el nivel del nodo que transmite la solicitud, y utilizando esa información, a un nodo ya registrado que se le permite que responda a barridos de nodo, puede determinar si una nueva ruta potencial al colector a través del nodo que emitiera el barrido de nodos es más corta que la ruta actual del nodo al colector.

Si un medidor ya registrado 114 responde a un procedimiento de barrido de nodos, el colector 116 reconoce la respuesta que se origina de un medidor registrado pero que al volver a registrar el medidor con el nodo que emitiera el barrido de nodos, el colector puede ser capaz de cambiar el medidor a una nueva ruta más confiable. El colector 116 puede verificar que el valor RSSI de la respuesta de barrido de nodos excede un umbral establecido. Si no lo hace, la nueva ruta potencial será rechazada. Sin embargo, si se cumple con el umbral RSSI, el colector 116 solicitará que el nodo que emitiera el barrido de nodos realice el proceso de calificación anteriormente descrito (es decir, envíe un número predeterminado de paquetes al nodo y cuente el número de acuses de recibo obtenidos) . Si el valor de calificación resultante satisface un umbral, entonces el colector registrará el nodo con la nueva ruta. El proceso de registro comprende actualizar el colector 116 y el medidor 114 con datos que identifican el nodo repetidor (es decir, el nodo que enviara el barrido de nodos) con lo cual el nodo actualizado ahora se comunicará. En forma adicional, si el repetidor no ha realizado previamente la operación de un repetidor, el repetidor requerirá ser actualizado para identificar que es un repetidor.

Igualmente, el repetidor con el cual se comunicó previamente el medidor se actualiza para identificar que no es más un repetidor para el medidor particular 114. En otras modalidades, la determinación de umbral respecto al valor RSSI puede ser omitida. En estas modalidades, sólo la calificación del último "salto" (es decir enviar un número predeterminado de paquetes al nodo y contar el número de acuses de recibo obtenidos) se realizará para determinar si se acepta o rechaza la nueva ruta.

En algunos casos, una ruta de comunicaciones más confiable para un medidor puede existir a través de un colector diferente a aquel con el cual se registra el medidor. Un medidor puede reconocer automáticamente la existencia de la ruta de comunicaciones más confiable, conmutar colectores y notificar al colector previo que el cambio se ha llevado a cabo. El proceso de cambiar el registro de un medidor desde un primer colector a un segundo colector empieza cuando un medidor registrado 114 recibe una solicitud de barrido de nodos de un colector 116 diferente a aquel con el cual el medidor actualmente está registrado. Típicamente, un medidor registrado 114 no responde a solicitudes de barrido de nodos. Sin embargo, si la solicitud es probable que resulte en una ruta de transmisión más confiable, incluso un medidor registrado puede responder. De acuerdo con esto, el medidor determina si el nuevo colector ofrece una ruta de transmisión potencialmente más confiable. Por ejemplo, el medidor 114 puede determinar si la ruta al nuevo colector potencial 116 comprende menos saltos que la ruta al colector con el cual está registrado el medidor. De no ser así, la ruta puede no ser más confiable y el medidor 114 no responderá al barrido de nodos. El medidor 114 puede también determinar si RSSI del paquete de barrido de nodos se excede un umbral RSSI identificado en la información de barrido de nodos. De ser así, el nuevo colector puede ofrecer una ruta de transmisión más confiable para los datos del medidor. Si no es así, la ruta de transmisión puede no ser aceptable y el medidor puede no responder. Adicionalmente, si la conflabilidad de comunicación entre el nuevo colector potencial y el repetidor que dará servicio al medidor cumplen con un umbral establecido cuando el repetidor se registró con su colector existente, la ruta de comunicaciones al nuevo colector puede ser más confiable. Si la conflabilidad no excede este umbral, sin embargo el medidor 114 no responde al barrido de nodos .

Si se determina que la ruta al nuevo colector puede ser mejor que la ruta a su colector existente, el medidor 114 responde al barrido de nodos. En la respuesta se incluye información respecto cualesquiera nodos para los cuales el medidor particular puede operar como un repetidor. Por ejemplo, la respuesta puede identificar el número de nodos para los cuales sirve como repetidor el medidor .

El colector 116 determina entonces si tiene capacidad para dar servicio al medidor y cualesquiera medidores para los cuales opera como repetidor. De no ser así, el colector 116 no responde al medidor que intenta cambiar colectores. Sin embargo si el colector 116 determina que tiene capacidad para dar servicio al medidor 114, el colector 116 almacena información de registro respecto al medidor 114. El colector 116 transmite entonces un comando de registro al medidor 114. El medidor 114 actualiza sus datos de registro para identificar que ahora está registrado con el nuevo colector. El colector 116 entonces comunica instrucciones al medidor 114 para iniciar una solicitud de barrido de nodos. Nodos que no están registrados o que previamente utilizaron al medidor 114 como un repetidor, responden a la solicitud para identificarse al colector 116. El colector registra estos nodos como se describió anteriormente en conexión con el registro de nuevos medidores/nodos .

Bajo ciertas circunstancias, puede ser necesario cambiar un colector. Por ejemplo, un colector puede fallar y requiere ser retirado de línea. De acuerdo con esto, una nueva ruta de comunicaciones debe proporcionarse para recolectar datos de medidor de los medidores a los que se da servicio por el colector particular. El proceso de remplazar un colector se realiza al transmitir un mensaje para liberar el registro, usualmente de un colector de reemplazo, a todos los medidores están registrados con el colector que se retira de servicio. En una modalidad, medidores registrados pueden ser programados para sólo responder a comandos del colector con el cual se registran. De acuerdo con esto, el comando para liberar el registro puede comprender el identificador único del colector que se reemplaza. En respuesta al comando a liberar el registro, los medidores empiezan a operar como medidores no registrados y responden a solicitudes de barrido de nodos. Para permitir que el comando sin registro o de liberación de registro se propague a través de la subred, cuando un nodo recibe el comando no liberará el registro inmediatamente, sino más bien permanecerá registrado por un periodo definido, que puede ser referido como "tiempo de vida" . Durante este período de tiempo de vida, los nodos continúan respondiendo a la capa de aplicaciones e inmediatamente reintentos permiten que el comando liberar el registro se propague a todos los nodos en la subred. Finalmente, los medidores se registran con el colector de reemplazo utilizando el procedimiento anteriormente descrito .

Una de las responsabilidades principales de los colectores 116 dentro de la subred 120 es recuperar los datos medidos por los medidores 114. En una modalidad, el colector 116 tiene una meta de obtener al menos una lectura exitosa de los datos de medición por día de cada nodo en su subred. El colector 116 intenta recuperar los datos de todos los nodos en su subred 120 a una periodicidad configurable . Por ejemplo, el colector 116 puede ser configurado para intentar el recuperar datos de medición de los medidores 114 en su subred 120 una vez cada 4 horas. Con mayor detalle, en una modalidad, el proceso de recolección de datos empieza con el colector 116 que identifica uno de los medidores 114 en su subred 120. Por ejemplo, el colector 116 puede revisar una lista de nodos registrados e identificar uno para lectura. El colector 116 comunica entonces un comando al medidor particular 114 que envíe sus datos de medición al colector 116. Si la lectura del medidor es exitosa y los datos se reciben en el colector 116, el colector 116 determina si hay otros medidores que no se han leído durante la presente sesión de lectura. De ser así, el proceso continúa. Sin embargo, si todos los medidores 114 en la subred 120 se han leído, el colector espera una duración de tiempo definida tal como por ejemplo 4 horas antes de intentar otra lectura.

Si durante una lectura de un medidor particular, los datos del medidor no se reciben en el colector 116, el colector 116 empieza un procedimiento de reintento en donde intenta volver a leer los datos del medidor particular. El colector 116 continúa intentando leer los datos del nodo, hasta que ya los datos son leídos o se lleva a cabo la siguiente lectura de subred. En una modalidad, el colector 116 intenta leer los datos cada 60 minutos. De esta manera, en donde una lectura de subred se toma cada 4 horas, el colector 116 puede enviar tres reintentos entre lecturas de subred.

Los medidores 114 a menudo son medidores de dos vías - es decir son operables tanto para recibir como transmitir datos. Sin embargo, medidores de una vía que son operables sólo para transmitir y no recibir datos también pueden ser desplegados . La Figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra una subred 401 que incluye una cantidad de medidores de una vía 451-456. Como se muestra, los medidores 114a-k son dispositivos de dos vías. En este ejemplo, los medidores de dos vías 114a-k operan en la forma ejemplar anteriormente descrita, de manera tal que cada medidor tiene una ruta de comunicaciones al colector 116 que ya es una ruta directa (por ejemplo, medidores 114a y 114b tiene una ruta directa al colector 116) o una ruta indirecta a través de uno o más medidores intermedios que sirven como repetidores. Por ejemplo, el medidor 114h tiene una ruta al colector en secuencia de los medidores intermedios 114d y 114b. En esta modalidad ejemplar, cuando un medidor de una vía (por ejemplo, el medidor 451) transmite sus datos de uso, los datos pueden ser recibidos en uno o más medidores de dos vías que están en proximidad con el medidor de una vía (por ejemplo los medidores de dos vías 114f y 114g) . En una modalidad, los datos del medidor de una vía se almacenan en cada medidor de dos vías que lo recibe, y los datos se designan en esos medidores de dos vías que han sido recibidos del medidor de una vía. En algún punto, los datos del medidor de una vía se comunican, por cada uno de los medidores de dos vías que los reciben al colector 116. Por ejemplo, cuando el colector lee los datos del medidor de dos vías, reconoce la existencia de los datos del medidor del medidor de una vía y los lee por igual . Después de que los datos del medidor de una vía se han leído, se retiran de la memoria.

Mientras que la colección de datos de los medidores de una vía por el colector se ha descrito anteriormente en el contexto de una red de medidores de dos vías 114 que operan en la forma descrita en conexión con las modalidades anteriormente descritas, se entiende que la presente invención no se limita a la forma particular de red establecida y utilizada por los medidores 114 para transmitir datos al colector. Por el contrario, la presente invención puede emplearse en el contexto de cualquier topología de red en donde una pluralidad de nodos de comunicación de dos vías son capaces de transmitir datos y de tener esos datos propagados a través de la red de nodos al colector.

Como discutió anteriormente, en algunas redes de malla inalámbrica, siempre hay una ruta fija para un nodo de comunicación en cualquier tiempo determinado, aun cuando un nodo de comunicaciones puede cambiar su ruta si una ruta actual se vuelve no confiable. En estas redes, si hay una interrupción en la ruta actual, por ejemplo si falla uno de los nodos de comunicaciones que forma la ruta, el nodo de comunicaciones no responderá hasta que la red pueda reconfigurarse para establecer una nueva ruta de nodo de comunicaciones al colector. Para algunas operaciones de red, este retardo en el sanado de la ruta puede ser inaceptable.

Para reducir retardos en el sanado de la red de malla inalámbrica, algunas modalidades aquí descritas involucran una red de malla inalámbrica en donde un colector mantiene tanto una ruta primaria como una ruta alterna a cada nodo de comunicaciones. Si la ruta primaria queda inútil o no disponible, el colector puede intentar inmediatamente la comunicación en la ruta alterna sin incurrir en la penalidad de tiempo de reconfigurar la red.

La Figura 5 ilustra un método ejemplar 500 para operar una red de malla inalámbrica de acuerdo con una modalidad. Una vez que un nodo de comunicaciones se registra en la red en una etapa 502, por ejemplo después de ser calificado al determinar la conflabilidad de comunicaciones entre el nodo de comunicaciones y el colector o nodo central, ese nodo de comunicaciones se marca que requiere una ruta alterna en una etapa 504. Cuando la red tiene tiempo disponible, por ejemplo cuando no se programa una tarea de comunicación de superior prioridad, la red cambia a un modo de descubrimiento de ruta alterna en la etapa 506. En este modo, el colector o nodo central instruye a todos los nodos de comunicaciones que responda a barridos de nodo en la etapa 508.

Además, en la etapa 510, el colector o nodo central instruye a todos los nodos de comunicaciones que se han marcado que requieren una ruta alterna para realizar un barrido de nodos y calificar los nodos de comunicaciones que se identifican en el barrido de nodos . Para calificar un nodo de comunicaciones identificado, el nodo de comunicaciones que conduce el barrido de nodos evalúa la calidad del enlace entre él y el nodo de comunicaciones identificado. El nodo de comunicaciones identificado se califica si la calidad del enlace cumple con un criterio de desempeño. Por ejemplo, el nodo de comunicaciones que realiza el barrido de nodos puede enviar en forma repetida un mensaje que requiera una respuesta al nodo de comunicaciones identificado y espera una respuesta del nodo de comunicaciones identificado. La fuerza de señal puede afectar la calidad de enlace, pero otros factores también pueden entrar a esta determinación. Por ejemplo, si hay dispositivos de interferencia presentes, y se comunican utilizando la banda ISM, la calidad de enlace puede afectarse adversamente aun cuando la fuerza de señal es relativamente alta.

En una etapa 512, después de que un nodo de comunicaciones ha evaluado la calidad de enlace con nodos de comunicaciones vecinos identificados y tiene nodos de comunicaciones apropiados calificados, envía una lista de nodos de comunicaciones vecinos calificados al colector. El colector evalúa entonces la lista de nodos de comunicaciones vecinos en una etapa 514.

En una etapa 516, el colector identifica una ruta alterna al nodo de comunicaciones que es más diferente de la ruta primaria, pero que todavía cumple con criterios de calificación de desempeño mínimos. En particular, considerando sólo rutas del colector al nodo de comunicaciones que satisfacen los criterios de calificación de desempeño mínimos, el colector elige, como la ruta alterna, la ruta que involucra el nodo precursor común de nivel más bajo como la ruta primaria. El nodo precursor común de nivel más bajo se define como el nodo de comunicaciones que se ubica en el número menor de saltos de comunicación lejos del colector.

A manera de ejemplo y no de limitación, la Figura 6 ilustra una porción de una red de malla inalámbrica 600 que tiene un colector 602, nodos de comunicaciones 604a-604g y un nodo del punto extremo 606. Considerando que todos los nodos de comunicación ilustrados 604a- 604g están calificados apropiadamente, hay tres rutas de comunicaciones desde el colector 602 al nodo de punto extremo 606. Una ruta, la ruta primaria indicada por círculos con negritas y flechas con negritas en la Figura 6, comprende los nodos de comunicaciones 604a, 604c, y 604f. Además, hay una segunda ruta que comprende los nodos de comunicaciones 604a, 604c, y 604e. También hay una tercera ruta que comprende los nodos de comunicaciones 604b, 604d, y 604g.

En el ejemplo de red de malla inalámbrica 600, la segunda ruta comparte un nodo de comunicaciones común con la ruta primaria, es decir el nodo de comunicaciones 604c. Esto es, el nodo de comunicaciones 604c es común tanto a la ruta primaria como a la segunda ruta. Como se muestra en la Figura 6, un nodo de comunicaciones 604c se ubica a dos saltos lejos del colector 602.

La tercer ruta comparte sólo al colector 602 mismo como un nodo precursor común con la ruta primaria. Debido a que el colector 602 es un nodo precursor común de nivel superior que el nodo de comunicaciones 604c, la tercer ruta se considera la más diferente de la ruta primaria y se elige como la ruta alterna.

La ruta alterna se forma por la ruta primaria existente al nuevo nodo precursor de ruta alterna, por ejemplo el nodo de comunicaciones 604g en el ejemplo mostrado en la Figura 6, más el último salto del dispositivo precursor de ruta alterna al dispositivo de punto extremo. De acuerdo con esto, en el ejemplo de la Figura 6, la ruta alterna comprende los nodos de comunicaciones 604b, 604d, y 604g. De nuevo con referencia a la Figura 5, si un nodo de comunicaciones vecino se designa como un precursor en una ruta alterna y no se le ha asignado una dirección de repetidor de red, el colector asigna una nueva dirección de repetidor al nodo precursor de ruta alterna en la etapa 518. De esta manera, el nodo precursor de ruta alterna puede emplearse como un ruteador al dispositivo de punto extremo. Debido a que el nodo precursor de ruta alterna también se registra en el mismo colector, el colector puede almacenar el identificador de red asociado con el nodo precursor de ruta alterna como la dirección de ruta alterna para el dispositivo de punto extremo en la etapa 520. El colector utiliza la ruta primaria al nodo precursor de ruta alterna y el último salto de ese nodo al dispositivo de punto extremo como la ruta de comunicaciones alterna completa.

Para cualquier tarea de red de alta prioridad, si falla la comunicación en la ruta primaria, el colector puede automáticamente cambiar a la ruta alterna. Ya que el nodo precursor de ruta alterna ha sido ya descubierto y hecho un repetidor en la etapa 518 de la Figura 5, el conmutador entre la ruta primaria y la ruta alterna consume una cantidad de tiempo despreciable.

En algunas modalidades, si las comunicaciones en la ruta primaria fallan repetidamente, el colector puede designar en forma permanente la ruta de comunicación alterna como una nueva ruta de comunicaciones primaria a un nodo de comunicaciones y puede repetir el proceso de la Figura 5 para encontrar una nueva ruta de comunicaciones alterna para el dispositivo final. La falla de comunicaciones puede ser definida por ejemplo como un número de configurable de fallas de comunicaciones sucesivas o como una proporción de éxito en comunicaciones que cae por debajo de un umbral .

Mientras que se han descrito e ilustrado sistemas y métodos con referencia a modalidades específicas, aquellos con destreza en la técnica reconocerán que modificaciones y variaciones pueden realizarse sin apartarse de los principios anteriormente descritos y establecidos en las siguientes reivindicaciones. Por ejemplo, aunque en las modalidades descritas anteriormente los sistemas y métodos de la presente invención se describen en el contexto de una red de dispositivos de medición, tales como medidores de electricidad, gas o agua, se entiende que la presente invención puede implementarse en cualquier tipo de red en donde es necesario obtener información de, o proporcionar información a dispositivos finales o de extremo en el sistema, incluyendo sin limitación, redes que comprenden medidores, exhibidores en-casa, termostatos en-casa, dispositivos de control de carga, o cualquier combinación de estos dispositivos. De acuerdo con esto, deberá de hacerse referencia a las siguientes reivindicaciones que describen el alcance de la presente invención.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Una red inalámbrica, caracterizada porque comprende: un nodo de control; y una pluralidad de nodos de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control, cada uno de los nodos de comunicaciones tiene una ruta de comunicaciones inalámbrica al nodo de control que ya es una ruta directa o una ruta indirecta a través de uno o más otros nodos de comunicaciones que sirven como repetidores, en donde para cada nodo de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control, el nodo de control determina una ruta de comunicaciones alterna y almacena información de ruta de comunicaciones primaria e información de ruta de comunicaciones alterna.

2. La red inalámbrica de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la red inalámbrica es configurable para operar en un modo de descubrimiento de ruta alterna en donde : el nodo de control instruye a los nodos de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control que responda a barridos de nodo; y el nodo de control instruye cuando menos a algunos de los nodos de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control que realice un barrido de nodos para identificar otros nodos de comunicaciones dentro del rango de comunicaciones.

3. La red inalámbrica de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque en el modo de descubrimiento de ruta alterna, al menos un nodo de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control: realiza el barrido de nodos; identifica al menos un nodo de comunicaciones vecino; por cada nodo de comunicaciones vecino identificado, evalúa una calidad del enlace de comunicaciones entre el nodo de comunicaciones como mínimo y cada nodo de comunicaciones vecino identificado; y comunica al nodo de control, una lista de nodos de comunicaciones vecinos para los cuales la calidad de enlace de comunicaciones cumple con un criterio de desempeño.

4. La red inalámbrica de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque en el modo de descubrimiento de ruta alterna, el nodo de control evalúa la lista de nodos de comunicaciones vecinos y determina la ruta de comunicaciones alterna con base en lo cual la ruta de comunicaciones de una pluralidad de ruta de comunicaciones tiene el nodo precursor común de nivel más bajo como la ruta de comunicaciones primaria.

5. La red inalámbrica de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el nodo de control identifica un nodo precursor de ruta de comunicaciones alterno asociado con la ruta de comunicaciones alterna y asigna una dirección de repetidor al nodo precursor de ruta de comunicaciones alterno.

6. La red inalámbrica de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque la información de ruta de comunicaciones alterna comprende un identificador de red asociado con el nodo precursor de la ruta de comunicaciones alterna.

7. La red inalámbrica de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porgue el nodo de control se configura para designar la ruta de comunicaciones alterna como una nueva ruta de comunicaciones primaria y para identificar una nueva ruta de comunicaciones alterna si los intentos de comunicación utilizando la ruta de comunicaciones primaria, resultan en una cantidad de fallas de comunicaciones sucesivas que exceden un primer umbral o en una proporción de éxito en comunicaciones que cae por debajo de un segundo umbral.

8. En una red que tiene un nodo de control que comunica con una pluralidad de nodos de comunicaciones, en donde cada uno de los nodos de comunicaciones tiene una ruta de comunicaciones inalámbrica al nodo de control que ya es una ruta directa o una ruta indirecta a través de uno o más otros nodos de comunicaciones que sirven como repetidores, un método para operar la red, el método se caracteriza porque comprende: provocar que el nodo de control instruya a los nodos de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control que respondan a barridos de nodos; provocar que el nodo de control instruya a un primer nodo de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control que realice un barrido de nodos para identificar una pluralidad de segundos nodos de comunicaciones dentro del intervalo de comunicación del primer nodo de comunicaciones; y provoque que el nodo de control determine una ruta de comunicaciones alterna desde el nodo de control al primer nodo de comunicaciones y almacene información de ruta de comunicaciones primaria e información de ruta de comunicaciones alterna asociadas con el primer nodo de comunicaciones.

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende provocar que el primer nodo de comunicaciones: realice el barrido de nodos; identifique al menos un segundo nodo de comunicaciones; por cada segundo nodo de comunicaciones identificado, evalúe una calidad de enlace de comunicaciones entre el primer nodo de comunicaciones y cada segundo nodo de comunicaciones identificado; y comunique al nodo de control una lista de segundos nodos de comunicaciones para lo cual la calidad de enlace de comunicaciones cumple con un criterio de desempeño.

10. El método de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque además comprende utilizar el nodo de control para: evaluar la lista de segundos nodos de comunicaciones; y determinar la ruta de comunicaciones alterna con base en la cual la ruta de comunicaciones de una pluralidad de rutas de comunicaciones tiene el nodo precursor común de más bajo nivel como la ruta de comunicaciones primaria.

11. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende provocar que el nodo de control : identifique un nodo precursor de ruta de comunicaciones alterno asociado con la ruta de comunicaciones alterna; y asignar una dirección dé repetidora al nodo precursor de ruta de comunicaciones alterno.

12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la información de ruta de comunicaciones alterna comprende un identificador de red asociado con el nodo precursor de la ruta de comunicaciones alterna.

13. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende configurar el nodo de control para designar la ruta de comunicaciones alterna como una nueva ruta de comunicaciones primaria y para identificar una nueva ruta de comunicaciones alterna si intentos de comunicaciones que utilizan la ruta de comunicaciones primaria resultan en una cantidad de fallas de comunicaciones sucesivas que exceden un primer umbral o en una proporción de éxito de comunicaciones que cae por debajo de un segundo umbral.

14. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende antes de provocar que el nodo de control instruya al primer nodo de comunicaciones que realice el barrido de nodos: registre el primer nodo de comunicaciones con la red; y marque el primer nodo de comunicaciones que requiere una ruta de comunicaciones alterna.

15. Un medio de almacenamiento legible por procesador que almacena instrucciones ejecutadas por procesador que, cuando se ejecutan por un procesador, provoca que el procesador opere en una red de malla inalámbrica que tiene un nodo de control que comunica con una pluralidad de nodos de comunicaciones, en donde cada uno de los nodos de comunicaciones tiene una ruta de comunicaciones inalámbricas al nodo de control que ya es una ruta directa o una ruta indirecta a través de uno o más otros nodos de comunicaciones que sirven como repetidores, las instrucciones ejecutables por procesador comprenden instrucciones para provocar que el nodo de control: instruya a los nodos de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control que respondan a barridos de nodos; instruya a un primer nodo de comunicaciones en comunicación inalámbrica con el nodo de control que realice un barrido de nodos para identificar una pluralidad de segundos nodos de comunicaciones dentro del intervalo de comunicaciones del primer nodo de comunicaciones; y determine una ruta de comunicaciones alterna del nodo de control al primer nodo de comunicaciones para almacenar información de ruta de comunicaciones primaria e información de ruta de comunicaciones alterna asociadas con el primer nodo de comunicaciones .

16. El medio de almacenamiento legible por procesador de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque además almacena instrucciones ejecutables por procesador para provocar que el nodo de control: reciba del primer nodo de comunicaciones una lista de segundos nodos de comunicaciones que se identifican por el primer nodo de comunicaciones dentro del intervalo de comunicaciones del primer nodo de comunicaciones y que tienen un enlace de comunicaciones con el primer nodo de comunicaciones que tiene una calidad que cumple con un criterio de desempeño; evalúa la lista de segundos nodos de comunicaciones; y determina la ruta de comunicaciones alterna con base en la cual la ruta de comunicaciones de una pluralidad de rutas de comunicaciones tiene un nodo precursor común de nivel más bajo como la ruta de comunicaciones primaria.

17. El medio de almacenamiento legible por procesador de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque además almacena instrucciones ejecutables por procesador para provocar que el nodo de control: identifique un nodo precursor de ruta de comunicaciones alterna asociado con la ruta de comunicaciones alterna; y asigne una dirección de repetidor al nodo precursor de ruta de comunicaciones alterna .

18. El medio de almacenamiento legible por procesador de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la información de ruta de comunicaciones alterna comprende un identificador de red asociado con el nodo precursor de ruta de comunicaciones alterna .

19. El medio de almacenamiento legible por procesador de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque además almacena instrucciones ejecutables por procesador para configurar el nodo de control para designar la ruta de comunicaciones alterna como una nueva ruta de comunicaciones primaria y para identificar una nueva ruta de comunicaciones alterna si intentos de comunicaciones que utilizan la ruta de comunicaciones primaria resultan en una cantidad de fallas de comunicaciones sucesivas que excede un primer umbral o una proporción de éxito en comunicaciones que cae por debajo de un segundo umbral.

20. El medio de almacenamiento legible por procesador de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque además almacena instrucciones ejecutables por procesador para, antes de provocar que el nodo de control instruya al primer nodo de comunicaciones que realice el barrido de nodos: registre el primer nodo de comunicaciones con la red; y marque el primer nodo de comunicaciones que requiere una ruta de comunicaciones alterna .