WO2011103723A1 - 一种用于管理传感器节点的方法及其装置 - Google Patents

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WO2011103723A1
WO2011103723A1 PCT/CN2010/070789 CN2010070789W WO2011103723A1 WO 2011103723 A1 WO2011103723 A1 WO 2011103723A1 CN 2010070789 W CN2010070789 W CN 2010070789W WO 2011103723 A1 WO2011103723 A1 WO 2011103723A1
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node
sensor
sensor node
protocol
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PCT/CN2010/070789
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杨水根
王斌
马松伟
温海波
刘刚
梁铮
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上海贝尔股份有限公司
阿尔卡特朗讯
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Definitions

  • the present invention relates to sensor networks, and more particularly to servers in sensor networks. Background technique
  • the integrated sensor network is an intelligent information architecture and provides sensor network services for different users, such as human consumers, public organizations, businesses, governments, etc.
  • Ubiquitous Sensor Network (USN) to represent a wide-area sensor network carried by a telecommunications network.
  • a ubiquitous network is a conceptual network and information architecture that detects, stores, processes, and aggregates the scenes and/or environments collected by sensor nodes or sensor tags connected to any object to form information or services. Or the business is passed to anyone anywhere, at any time.
  • Ubiquitous networks are now widely used in civilian applications, including environmental monitoring, agricultural monitoring, industrial control and automation, health applications, home automation, intelligent traffic control, and military.
  • sensor networks are based on different protocols, such as ZigBee, Bluetooth, IEEE 15.4, or IP protocols.
  • some sensor networks are based on the IP protocol, while others are based on proprietary protocols, ie, non-IP protocols, such as ZigBee, Bluetooth, IEEE 802.15.4, and the like.
  • Sensor networks based on IP protocols and sensors based on proprietary protocols can coexist.
  • Different types of sensor networks need to be managed in a ubiquitous network.
  • existing sensor networks establish their own management architecture based on specific management protocols. For example, Zigbee sensor networks are based on proprietary protocols and use Zigbee network layer management schemes.
  • the IP network-based sensor network usually uses a Simple Network Management Protocol (SNMP) for network management.
  • SNMP Simple Network Management Protocol
  • the IP-based sensor network can be, for example, an IPv6-based low-speed wireless personal area network (IPv6 over Low power). Wireless Personal Area Network, 6L0WPAN ).
  • existing major protocols for managing sensor networks include: Simple network management protocols for managing IP-based sensor networks and private management protocols for managing non-IP based sensor networks.
  • the IP address of the sensor node and the object identifier (Object ID, OID) of the managed object can be directly managed.
  • sensor nodes in sensor networks based on proprietary protocols usually do not have an IP layer, and these sensor nodes are based on proprietary protocols, the sensor nodes based on the sensor nodes and the OID of the managed object are usually used to manage the sensor nodes based on the proprietary protocol.
  • the address format of the sensor node based on the private protocol is different from that of the sensor node based on the IP protocol, the object description mode is different, and the network management protocol is different. Therefore, the sensor network based on the private protocol cannot communicate with the sensor network based on the IP protocol. That is, the management protocol in the sensor network domain based on the IP protocol cannot directly access the managed node based on the private protocol.
  • a gateway in a sensor network provides an associated interconnection function. Therefore, in order to manage objects based on sensor nodes in the private protocol, the server needs to know the IP address of the gateway of the corresponding sensor network in addition to the object identifier and the node identifier. Therefore, servers in ubiquitous networks need to handle two types of object descriptions. Therefore, servers in ubiquitous networks are required to identify IP-based networks and private protocol-based networks, and to handle these two different object descriptions. Therefore, this method is inefficient and uneconomical. In addition, in order to access sensor nodes in a sensor network based on a proprietary protocol, the server first needs to access a sensor based on a proprietary protocol.
  • the gateway of the network because the gateway performs protocol conversion, because the node needs to save the node representation and the object identifier in the managed node, which also brings the gateway in the ubiquitous network and the gateway in the sensor network based on the private protocol. An extra burden. Summary of the invention
  • the present invention proposes a management server for managing an IP protocol based sensor node and a private protocol based sensor node in a unified manner.
  • a method for managing a sensor network in a management server wherein the sensor network includes an IP protocol based sensor node and a private protocol based sensor node, the method comprising The following steps: describe, by using a node identifier, a group identifier, and an object identifier, an object included in each sensor node in the sensor network, where the group identifiers of the sensor nodes that communicate with each other are the same; The identifier and the object identifier perform network management on an object included in the sensor node.
  • a management apparatus for managing a sensor network in a management server, wherein the sensor network includes an IP protocol based sensor node and a private protocol based sensor node, the device
  • the method includes: a description device, configured to describe, by using a node identifier, a group identifier, and an object identifier, an object included in each sensor node in the sensor network, where a group identifier of a sensor node that communicates with each other is the same; And performing network management on the object included in the sensor node according to the node identifier, the group identifier, and the object identifier.
  • the advantages of the technical solution provided by the present invention are as follows:
  • the present invention provides an effective and feasible transparent management scheme for a wide-area ubiquitous sensor network by extending the SNMP protocol, and the solution does not need to change the existing sensor network.
  • the invention is not specifically directed to a particular sensor network, it is a versatile solution for managing a sensor network over a telecommunications network.
  • the management server does not need to distinguish whether the sensor network is based on an IP protocol or a proprietary protocol. Therefore, the present invention has higher scalability and more advantages than the existing solution. It is more efficient.
  • the present invention utilizes a telecommunications network, the present invention provides great convenience for deployment, topology control, and management of a wide area sensor network.
  • the present invention does not require a gateway in the sensor network to employ a pair of non-IP protocol based sensor network node identities and object identities to maintain the managed objects, thus also reducing the burden on the gateway in the sensor network.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a network topology structure in accordance with an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 shows a flow chart of a system method in accordance with an embodiment of the present invention
  • Figure 3 shows a block diagram of a device in accordance with an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a network topology according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 shows an IP protocol based sensor network and a proprietary protocol based sensor network, and a gateway 3 in a sensor network based on a proprietary protocol.
  • the sensor network based on the IP protocol and the sensor network based on the private protocol are connected to the core network through the telecommunication network based on the IP protocol, and the management server 1 and the domain name system server 2 in the core network. Communication.
  • the management server 1 is for managing nodes of the IP-based sensor network in the ubiquitous network, for example, the sensor node 4a, and also the node of the sensor network based on the private protocol in the ubiquitous network, for example, the sensor node 4b.
  • the Domain Name System Server 2 is used to resolve the addresses of the sensor nodes 4a and 4b.
  • the management server 1 and the domain name system server 2 shown in Fig. 1 are both logical entities. In the actual network configuration, the management server 1 and the domain name system server 2 are also Can be integrated into a single physical network entity.
  • the management server 1 describes the objects included in the respective sensor nodes in the ubiquitous network by using the node identification, the group identification, and the object identification. For objects in the IP-based sensor network, and objects in the sensor network based on the proprietary protocol, the management server 1 is described by ⁇ node identification, group identification, object identification>.
  • the group identifiers of the sensor nodes communicating with each other are the same, and a group of sensor nodes having the same group identifier is referred to as a sensor node communication group, and the communication group may include the sensor node based on the IP protocol, or may be based on the private The sensor node of the protocol.
  • Each sensor node communication group has an intrinsic management policy, and the management server 1 can uniformly set and manage each sensor node in the group.
  • the group identifier is, for example, 12 bits, as shown in Table 1. Where 0 and FFF (hexadecimal) are reserved for system configuration.
  • the node identification is, for example, a globally unique identifier assigned to each sensor node by the device manufacturer or the like.
  • the format of the node identification may include the media access layer address, application identification, and type identification of the sensor node.
  • the media access layer address is the unique identifier of the sensor node.
  • the application identifier is a unique identifier used to distinguish the sensor application.
  • the application identifier is used to identify that the sensor node is used for environment monitoring, traffic flow monitoring, and the like.
  • the type identifier is used to distinguish the type of the sensor node.
  • the sensor type may be a sound sensor, a chemical sensor, a magnetic sensor, a speed sensor, a light sensor, a heat sensor, or the like.
  • the sensor node when a sensor node registers with the management server 1, the sensor node needs to register its node identifier with the management server 1, including, for example, an application identifier, a type identifier, and a media access layer address.
  • the management server 1 When the sensor node communicates with a network or other sensor node, the management server 1 needs to assign a group identity to the sensor node.
  • the object ID is used to name the object in the sensor node.
  • the object identifier is to distinguish specific objects in the sensor node.
  • the current working state of the sensor node is a sleep state, a standby state, or an operating state, and data collected by the sensor node, such as temperature, speed, humidity, etc., and may also be attributes of the sensor node itself, for example, sensor nodes Information such as remaining battery power.
  • Node ID group ID object ID object ID
  • AppIDl, AppID2, AppID3 are divided into 1 J for 3 application identifiers, Typel, Type2 and Type3 respectively represent 3 types, and MAC1, MAC2 and MAC3 respectively represent 3 different media access layer addresses.
  • the management server 1 acquires the node identification of the sensor node.
  • an application server (not shown) wishes to query the status of a sensor node, or the management server 1 needs to reset the state of a sensor node. Therefore, the management server 1 needs to acquire a sensor node that is desired to be queried or configured.
  • the node identifier preferably includes an application identifier, a type identifier, and a media access layer address of the sensor node.
  • the node identifier of sensor node 4a is AppIDl. Typel. MAC 1
  • the node identifier of sensor node 4b is AppID2.Type2.MAC2»
  • step S22 the management server 1 locally queries the IP address corresponding to the node identifier based on the node identifier.
  • the management server 1 When the management server 1 has previously communicated with the sensor node, the IP address corresponding to the media access layer address of the sensor node has been pre-stored in the management server 1, and therefore, the management server 1 directly looks up the local database. , obtained the corresponding IP address. For the sensor node of the sensor network based on the IP protocol, the IP address corresponds to the IP address of the sensor node, and for the sensor node in the sensor network based on the private protocol, the IP address found by the management server 1 corresponds to a proprietary protocol. The IP address of the gateway of the sensor node in the sensor network.
  • the management server 1 When the management server 1 finds the local database and does not find the IP address corresponding to the sensor node, the management server 1 transmits a query request to the domain name system server 2 in step S23.
  • the query message includes a node identifier of the sensor node, which is used for querying
  • the IP address corresponding to the node ID For example, the node identifier of the sensor node 4a acquired by the management server 1 is AppID1.Typel.MAC1, and according to the node identifier, the domain name system server 2 is queried for the corresponding IP address.
  • the management server 1 issues a query message to the domain name system server 2 will be described.
  • the management server 1 can also query these servers or modules.
  • step S22 can be omitted.
  • the management server 1 in order to maintain the synchronization of the data between the management server 1 and the domain name system server 2, the management server 1 can directly query the domain name system server 2 without going through the local database query.
  • the domain name system server 2 obtains an IP address corresponding to the domain name AppID1.
  • Type 1. MAC 1 through domain name resolution, and feeds back the IP address to the management server 1.
  • the IP address corresponds to the IP address of the sensor node
  • the IP address fed back by the domain name system server 2 to the management server 1 corresponds to The IP address of the gateway of the sensor node in the sensor network based on the proprietary protocol.
  • the sensor node is an IP-based sensor node, for example, the sensor node 4a will be described as an example.
  • step S25 the management server 1 sends a request message based on the simple network management protocol for network management of the objects included in the sensor node.
  • the management server 1 may, for example, periodically send a simple network management protocol based request message to the sensor node under its jurisdiction, or may send a simple network management protocol to the sensor node under the management server 1 based on the request of other application servers.
  • the request message from the application server includes the ⁇ node identification, group identification, and object identification> of the sensor node that needs to be queried.
  • the request message may be used to query the object identifier of the sensor node, for example, the management server 1 needs to acquire the state of the sensor node, or the sensor node needs to report the data collected by the sensor node, etc.; or the request message further includes an instruction to configure the sensor node, For example, changing the state of a sensor node, such as configuring a sensor node from a standby state to a data collection state, and the like.
  • These request messages can be sent based on a simple network management protocol.
  • a simple network management protocol is a network protocol based on a user datagram protocol that is used in a network management system to monitor or manage a group of devices in a computer network that are connected to a network.
  • Simple network management protocols can also be used to send configuration updates or control requests to proactively manage a system.
  • all IP network nodes have their own unique IP addresses, and objects managed by IP network nodes can be identified by object identifiers.
  • Each object identifier is used to identify a variable that can be read or set by a simple network management protocol. Therefore, in the present invention, by extending the simple network management protocol, the request message includes a ⁇ node identifier, a group identifier, and an object identifier>, which facilitates unified management of multiple sensor nodes in one communication group.
  • the request message based on the simple network management protocol directly reaches the sensor node 4a, and then, in step S26, the sensor node 4a directly manages based on the simple network management protocol.
  • the server 1 feeds back a message, for example, feedbacks the state of the sensor node 4a, or reports data collected by the sensor node 4a, or the feedback sensor node 4a has performed a corresponding set response message according to the configuration of the management server 1.
  • step S26 can be omitted.
  • step S25 the simple network management protocol based request message arrives at the gateway 3 where the sensor node 4b is located.
  • the gateway 3 can directly convert the simple network management protocol-based request message into an IEEE 802.15.4-based protocol, for example, the ⁇ node identification, group identification, and object identifier> based on the IEEE802.15.4 protocol. Encapsulating, and then forwarding the private protocol based request message to sensor node 4b.
  • step S27 the sensor node 4b responds according to the response policy, for example, feedbacks the state of the sensor node 4b, or reports data collected by the sensor node 4b, or the feedback sensor node 4b has been configured according to the management server 1. , a response message with the corresponding settings.
  • the response policy for example, feedbacks the state of the sensor node 4b, or reports data collected by the sensor node 4b, or the feedback sensor node 4b has been configured according to the management server 1.
  • step S27 can be omitted.
  • step S28 the gateway 3 converts the response message based on the private protocol into a response message based on the simple network management protocol, and then feeds the response message back to the management server 1.
  • step S27 has been omitted, step S28 can be omitted accordingly.
  • step S28 can be omitted accordingly.
  • steps S25-S26 and steps S25, -S28 there is no order between steps S25-S26 and steps S25, -S28.
  • the present invention is transparent to both the sensor node 4a in the IP-based sensor network and the sensor node 4b in the proprietary protocol-based sensor network, without requiring any changes to the sensor node.
  • the present invention can allow the management server in the ubiquitous network to access all the managed objects through the ⁇ node identification, group identification, object identification>, and in the prior art, the management server can only directly access the network based on the private protocol.
  • the sensor network or multiple sensor nodes are usually managed as a group for some purposes or purposes, such as security, accounting, trust management, etc., setting up a group identifier for each sensor node is more beneficial to a group of sensor nodes. Manage.
  • the node identification of the sensor node preferably includes an application identification and a type identification, the use of the sensor node can be more intuitively reflected.
  • the group identifier and the node identifier are mapped to an object identifier through the management information base of the simple network management protocol.
  • object identifier through the management information base of the simple network management protocol.
  • one sensor node can correspond to multiple objects, multiple objects can be mapped to the same pair of group identifiers and node identifiers.
  • Figure 3 shows a block diagram of a device in accordance with an embodiment of the present invention.
  • the device 10 is located in the management server 1 shown in FIG. 1.
  • the device 10 includes a description device 100 and a management device 101, and a second acquisition device 102.
  • the management device 101 includes a first acquisition device 1010 and a transmission device 1011. Only the description device 100 and the management device 101 are necessary for implementing the technical solution of the present invention. According to different embodiments, other sub-devices may be omitted.
  • the description device 100 describes the objects contained in the various sensor nodes in the ubiquitous network with the node identification, the group identification, and the object identification.
  • the management server 1 uses the ⁇ node identifier, group identifier, object identifier> to describe.
  • the group identifiers of the sensor nodes communicating with each other are the same, and a group of sensor nodes having the same group identifier is referred to as a sensor node communication group, and the communication group may include the sensor node based on the IP protocol, or may be based on the private The sensor node of the protocol.
  • Each sensor node communication group has an intrinsic management policy, and the management server 1 can perform unified setting and management of each sensor node in the group.
  • the node identification is, for example, a globally unique identifier assigned to each sensor node by the device manufacturer or the like.
  • the format of the node identification may include the media access layer address, application identification, and type identification of the sensor node.
  • the media access layer address is the unique identifier of the sensor node.
  • the application identifier is a unique identifier used to distinguish the sensor application.
  • the application identifier is used to identify that the sensor node is used for environment monitoring, traffic flow monitoring, and the like.
  • the type identifier is used to distinguish the type of the sensor node.
  • the sensor type may be a sound sensor, a chemical sensor, a magnetic sensor, a speed sensor, a light sensor, a heat sensor, or the like.
  • the sensor node when a sensor node registers with the management server 1, the sensor node needs to register its node identifier with the management server 1, including, for example, an application identifier, a type identifier, and a media access layer address.
  • the management server 1 When a sensor node communicates with a network or other sensor node, the management server 1 needs to assign a group identity to the sensor node. Therefore, the second obtaining means 102 acquires the node identification and the group identification of the sensor node at the time of registration.
  • the object ID is used to name the object in the sensor node.
  • the object identifier is used to distinguish specific objects in the sensor node.
  • the current working state of the sensor node is a sleep state, a standby state, or an operating state
  • data collected by the sensor node such as temperature, speed, humidity, etc.
  • sensor nodes Information such as remaining battery power.
  • Table 2 shows an example of the manner in which the object of the sensor node is described. among them,
  • AppIDl, AppID2, and AppID3 respectively represent three application identifiers, Typel, Type2, and Type3 represent three types, respectively, MAC1, MAC2, and MAC3 respectively represent 3 Different media access layer addresses.
  • the first obtaining means 1010 acquires the node identifier of the sensor node.
  • an application server (not shown in the figure) wishes to query the status of a certain sensor node, or the management server 1 needs to reset the state of a certain sensor node. Therefore, the first obtaining device 1010 needs to obtain a query or configuration desired.
  • the node identification preferably includes an application identification, a type identification, and a media access layer address of the sensor node.
  • the node identifier of sensor node 4a is AppIDl. Type 1.
  • MAC 1 the node identifier of sensor node 4b is AppID2.Type2.MAC2.
  • the management device 101 locally queries the IP address corresponding to the node identifier according to the node identifier.
  • an IP address corresponding to the media access layer address of the sensor node may have been pre-stored in the management server 1, and therefore, the management device 101 directly looks up the local database. , obtained the corresponding IP address.
  • the IP address corresponds to the IP address of the sensor node, and for the sensor node in the sensor network based on the private protocol, the IP address found by the management device 101 corresponds to a proprietary protocol.
  • the IP address of the gateway of the sensor node in the sensor network is accessed from the sensor node.
  • the management device 101 When the management device 101 finds the local database and does not find the IP address corresponding to the sensor node, the management device 101 transmits a query request to the domain name system server 2.
  • the query message includes a node identifier of the sensor node, and is used to query an IP address corresponding to the node identifier.
  • the node identifier of the sensor node 4a acquired by the first obtaining device 1010 is AppID 1.
  • Type 1. MAC 1 according to the node identifier
  • the management device 101 The domain name system server 2 is queried for the corresponding IP address.
  • the management device 101 issues a query message to the domain name system server 2 will be described.
  • the management device 101 can also query these servers or modules.
  • the step of the local query by the management device 101 can be omitted, that is, for example, in order to maintain the synchronization of the data between the management server 1 and the domain name system server 2, the management device 101 can directly query the domain name without going through a local database query.
  • the domain name system server 2 obtains the IP address corresponding to the domain name AppID1.
  • Type 1. MAC 1 by domain name resolution, and feeds back the IP address to the management device 101.
  • the IP address corresponds to the IP address of the sensor node, and for the sensor node in the sensor network based on the private protocol, the IP address fed back by the domain name system server 2 to the management device 101 corresponds to The IP address of the gateway of the sensor node in the sensor network based on the proprietary protocol.
  • the sensor node is a sensor node based on an IP protocol, for example, the sensor node 4a will be described as an example.
  • the transmitting device 1011 transmits a request message based on a simple network management protocol for network management of objects included in the sensor node.
  • the sending device 1011 may periodically send a request message based on a simple network management protocol to the sensor node under its jurisdiction, or may send a simple network management protocol to the sensor node under the management server 1 based on the request of other application servers.
  • the request message from the application server includes the ⁇ node identification, group identification and object identification> of the sensor node that needs to be queried.
  • the request message may be used to query the object identifier of the sensor node, for example, the management server 1 needs to acquire the state of the sensor node, or the sensor node needs to report the data collected by the sensor node, etc.; or the request message further includes an instruction to configure the sensor node, For example, changing the state of a sensor node, such as configuring a sensor node from a standby state to a data collection state, and the like.
  • Simple network The management protocol is a network protocol based on the User Datagram Protocol, which is used in the network management system to monitor or manage a group of devices in the computer network that are connected to the network.
  • Simple network management protocols can also be used to send configuration updates or control requests to proactively manage a system.
  • all IP network nodes have their own unique IP addresses, and objects managed by IP network nodes can be identified by object identifiers. Each object identifier is used to identify a variable that can be read or set by a simple network management protocol. Therefore, in the present invention, by extending the simple network management protocol, the request message includes a ⁇ node identifier, a group identifier, and an object identifier>, which facilitates unified management of multiple sensor nodes in one communication group.
  • the request message based on the simple network management protocol directly reaches the sensor node 4a, and therefore, the sensor node 4a directly feeds back the message to the management server 1 based on the simple network management protocol. For example, the state of the sensor node 4a is fed back, or the data collected by the sensor node 4a is reported, or the feedback sensor node 4a has performed a corresponding set response message according to the configuration of the management server 1.
  • the response policy for example, if the network is set to do not need to perform feedback by default when the sensor is successfully configured, the sensor node 4a does not respond.
  • the request message based on the simple network management protocol arrives at the gateway 3 where the sensor node 4b is located.
  • the gateway 3 can directly convert the request message based on the simple network management protocol into a protocol based on the IEEE802.15.4 protocol, for example, encapsulating the ⁇ node identifier, group identifier, object identifier> according to the IEEE802.15.4 protocol, and then The private protocol based request message is forwarded to the sensor node 4b.
  • the Zigbee IEEE 802.15.4 protocol is used as an example for the private protocol.
  • the private protocol is not limited thereto, and may also include, for example, a protocol based on a personal area network, an Ethernet, or the like.
  • the protocol has a data link layer and a media access layer.
  • a simple network management protocol is used for management in the telecommunication network.
  • different versions of the simple network management protocol such as SNMPvl, SNMPv2, and SNMPv3, are applicable to the present invention, only in the data.
  • the package format of the package is slightly different, these differences The difference does not affect the substantive content of the present invention, and therefore will not be described herein.
  • the sensor node 4b responds according to the response policy, for example, feedbacks the state of the sensor node 4b, or reports data collected by the sensor node 4b, or the feedback sensor node 4b has been set according to the configuration of the management server 1. Reply message.
  • the response policy for example, feedbacks the state of the sensor node 4b, or reports data collected by the sensor node 4b, or the feedback sensor node 4b has been set according to the configuration of the management server 1.
  • Reply message for example, if the network is set to do not need feedback when the sensor is successfully configured, the sensor node 4b does not respond.
  • the gateway 3 converts the response message based on the private protocol into a response message based on the simple network management protocol, and then feeds back the response message to the management device 101.
  • the present invention is transparent to both the sensor node 4a in the IP-based sensor network and the sensor node 4b in the proprietary protocol-based sensor network, without requiring any changes to the sensor node.
  • the present invention can allow the management server in the ubiquitous network to access all the managed objects through the ⁇ node identification, group identification, object identification>.
  • the management server can only directly access the network based on the private protocol.
  • the sensor network or multiple sensor nodes are usually managed as a group for some purposes or purposes, such as security, accounting, trust management, etc., setting up a group identifier for each sensor node is more beneficial to a group of sensor nodes. Manage.
  • the node identification of the sensor node preferably includes an application identification and a type identification, the use of the sensor node can be more intuitively reflected.
  • the group identifier and the node identifier are mapped to an object identifier through the management information base of the simple network management protocol.
  • object identifier through the management information base of the simple network management protocol.
  • one sensor node can correspond to multiple objects, multiple objects can be mapped to the same pair of group identifiers and node identifiers.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Small-Scale Networks (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Description

一种用于管理传感器节点的方法及其装置 技术领域
本发明涉及传感器网络， 尤其涉及传感器网络中的服务器。 背景技术
现有的传感器网络是为了特别的应用而建立的相互独立的专用 网络。 然而， 随着更加广泛的应用， 例如， 环境监测， 智能交通控 制等， 多个独立的传感器网络需要互联以协同地实现数据采集和控 制。 集成的传感器网络是智能的信息架构， 并且为不同的用户提供 传感器网络服务， 例如， 人类消费者， 公共组织， 企业， 政府等。
使用现有的电信网络互联广域传感器网络是高效和经济的。 第 一， 因为已部署的接入网络和核心网络十分广泛， 例如， 非对称数 字用户环线， 通用分组无线业务， 全球移动通信系统， 码分多址，全 球微波接入互操作性等， 部署传感器网絡的成本可以降低， 从而加 速传感器网络的部署。 其次， 电信网络的运营商可以从传统的传感 器网络应用的管道提供商转变为传感器网络应用实现者的重要角 色。
国际电信联盟电信标准化部使用泛在网 （ Ubiquitous Sensor Network ， USN ) 表示由电信网承载的广域的传感器网络。 泛在网 是概念化的网络和信息架构， 其对与任何物体连接的传感器节点或 者传感器标签所收集的场景和 /或环境进行检测、 存储、 处理和汇聚 后， 形成信息或者业务， 并将这些信息或者业务在任何时间传递给 在任何地方的任何人。 泛在网现在已经广泛地用于民用的应用， 包 括环境监测， 农业监测， 工业控制和自动化， 健康应用， 家庭自动 化， 智能交通控制， 军事等。
在现有的泛在网中，传感器网络是基于不同的协议，例如 ZigBee, Bluetooth, IEEE 15.4, 或者 IP协议等。 换言之， 一些传感器网络是 基于 IP协议的， 而另一些传感器网络是基于私有协议的， 也即， 非 IP协议， 例如， ZigBee, Bluetooth, IEEE 802.15.4等。 在泛在网中， 基于 IP协议的传感器网络和基于私有协议的传感器是可以共存的。 需要在泛在网中管理不同类型的传感器网络。 然而， 现有的传感器 网络基于特定的管理协议建立各自的管理架构， 例如， Zigbee 传感 器网络是基于私有协议的， 且其使用 Zigbee网络层管理方案。 而基 于 IP协议的传感器网络通常采用简单网络管理协议（ Simple Network Management Protocol, SNMP ) 用于网络管理， 其中， 基于 IP协议 的传感器网络例如可以是基于 IPv6 的低速无线个域网 （IPv6 over Low power Wireless Personal Area Network, 6L0WPAN )。 换言之, 现 有的用于管理传感器网络的主要的协议包括： 用于管理基于 IP的传 感器网络的简单网络管理协议以及用于管理基于非 IP协议的传感器 网络的私有管理协议。
对于基于 IP协议中的传感器网络节点， 可以直接用该传感器节 点的 IP地址和被管理对象的对象标识（Object ID, OID )进行管理。 而因为基于私有协议的传感器网络中的传感器节点通常没有 IP层， 且这些传感器节点均是基于私有协议的， 通常采用传感器节点的节 点标识和被管理对象的 OID 对基于私有协议的传感器节点进行管 理。 因为基于私有协议的传感器节点与基于 IP协议的传感器节点的 地址格式不同， 对象描述方式不同， 网络管理的协议也不同， 因此， 基于私有协议的传感器网络与基于 IP协议的传感器网络无法互通， 也即， 基于 IP协议的传感器网絡域中的管理协议无法直接访问基于 私有协议中的被管理节点。
现有技术中， 为了使基于 IP协议的传感器网络和基于私有协议 的传感器网络互联， 传感器网络中的网关提供相关的互联的功能。 因此， 服务器为了管理基于私有协议中的传感器节点的对象， 除了 知道对象标识和节点标识外， 还需要知道对应的传感器网络的网关 的 IP地址。 因此， 泛在网中的服务器需要处理两种类型的对象描述 方式。 因此， 需要泛在网中的服务器识别基于 IP协议的网络和基于 私有协议的网络， 并处理这两种不同的对象描述方式， 因此， 这种 方式效率不高， 也不经济。 此外， 服务器为了访问基于私有协议的 传感器网络中的传感器节点， 首先需要访问基于私有协议的传感器 网络的网关， 由于是网关进行协议转化， 因为， 网关上需要保存所 管理的节点中的节点表示和对象标识， 这也给泛在网中的服务器和 基于私有协议的传感器网络中的网关带来了额外的负担。 发明内容
鉴于现有技术存在上述问题， 本发明提出了一种管理服务器中 用于釆用统一的方式管理基于 IP协议的传感器节点和基于私有协议 的传感器节点。
根据本发明的第一方面，提供了一种在管理服务器中用于管理传 感器网络的方法， 其中， 所述传感器网络中包括基于 IP协议的传感 器节点和基于私有协议的传感器节点， 所述方法包括以下步骤： 采 用节点标识、 组标识和对象标识对所述传感器网络中的各个传感器 节点所包含的对象进行描述， 其中， 相互通信的传感器节点的组标 识相同； 居所述节点标识、 所述组标识和所述对象标识， 对所述 传感器节点所包含的对象进行网络管理。
根据本发明的第二方面， 提供了一种在管理服务器中用于管理 传感器网络的管理装置， 其中， 所述传感器网络中包括基于 IP协议 的传感器节点和基于私有协议的传感器节点， 所述装置包括： 描述 装置， 用于采用节点标识、 组标识和对象标识对所述传感器网络中 的各个传感器节点所包含的对象进行描述， 其中， 相互通信的传感 器节点的组标识相同； 管理装置， 用于根据所述节点标识、 所述组 标识和所述对象标识， 对所述传感器节点所包含的对象进行网络管 理。
采用本发明提供的技术方案的优点如下：本发明通过扩展 SNMP 协议， 为广域的泛在传感器网络提供了一种有效、 可行的透明的管 理方案， 该方案不需要改变传感器网络的现有的架构和通信协议。
该发明并非特别针对于特定的传感器网络， 它是通过电信网对 传感器网络进行管理的通用的解决方案。 采用本发明的技术方案， 管理服务器不需要区分传感器网络是基于 IP 协议还是基于私有协 议， 因此， 本发明与现有的方案相比， 具有更高的可扩展性、 更经 济更高效。
因为本发明利用了电信网络， 因此， 本发明为广域的传感器网 络的部署、 拓朴结构控制和管理带来了很大的便利。
此外， 本发明不需要传感器网络中的网关采用一对基于非 IP协 议的传感器网络节点标识以及对象标识来维护所管理的对象， 因此， 也减轻了传感器网络中的网关的负担。 附图说明
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发 明的其它特征、 目的和优点将会变得更明显。
图 1 示出了根据本发明的一个具体实施方式的网络拓朴结构示 意图；
图 2 示出了根据本发明的一个具体实施方式的系统方法流程 图；
图 3示出了根据本发明的一个具体实施方式的装置框图。
其中， 相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装 置 /模块。 具体实施方式
图 1 示出了根据本发明的一个具体实施方式的网络拓朴结构示 意图。 图 1示出了基于 IP协议的传感器网络和基于私有协议的传感 器网络， 以及基于私有协议的传感器网络中的网关 3。 在图 1所示的 实施方式中， 基于 IP协议的传感器网络和基于私有协议的传感器网 络均通过基于 IP协议的电信网连入核心网中， 与核心网中的管理服 务器 1和域名系统服务器 2相通信。 其中， 管理服务器 1用于管理 泛在网中基于 IP协议的传感器网络的节点， 例如， 传感器节点 4a, 也管理泛在网中基于私有协议的传感器网络的节点， 例如， 传感器 节点 4b。 域名系统服务器 2用于对传感器节点 4a和 4b的地址进行 解析。 在图 1 中示出的管理服务器 1和域名系统服务器 2均为逻辑 实体。 在实际的网络配置中， 管理服务器 1 和域名系统服务器 2也 可以集成在一个物理的网络实体中。
首先， 在步骤 S20中， 管理服务器 1采用节点标识、 组标识和 对象标识对泛在网络中的各个传感器节点所包含的对象进行描述。 对于基于 IP协议的传感器网络中的对象， 以及基于私有协议的传感 器网络中的对象， 管理服务器 1均采用 <节点标识， 组标识， 对象标 识〉进行描述。
其中， 相互通信的传感器节点的组标识相同， 对于具有相同的 组标识的一组传感器节点称为一个传感器节点通信组， 该通信组中 既可以包括基于 IP协议的传感器节点， 也可以包括基于私有协议的 传感器节点。 每一个传感器节点通信组具有内在的管理策略， 管理 服务器 1 可以对该组中的各个传感器节点进行统一的设置与管理。 组标识例如是 12比特， 如表一所示。 其中 0和 FFF ( 16进制）保留 用于系统配置。
节点标识例如是设备制造商等为每个传感器节点所分配的全局 唯一的标识。 节点标识的格式可以包括传感器节点的媒体接入层地 址、 应用标识和类型标识。 其中， 媒体接入层地址是传感器节点的 唯一的标识。 应用标识是用于区分传感器应用的一个唯一的标识， 例如， 该应用标识用于标识该传感器节点是用于环境监测， 交通流 量监控等具体的场景等。 而类型标识用于区分传感器节点的类型， 例如， 该传感器的类型可以是声音传感器， 化学传感器， 磁传感器， 速度、 加速度传感器， 光传感器， 热传感器等。
例如， 当传感器节点向管理服务器 1 进行注册时， 该传感器节 点需要向管理服务器 1 注册其节点标识， 包括例如应用标识、 类型 标识和媒体接入层地址等。 当传感器节点与网络或者其他传感器节 点通信时， 管理服务器 1需要为该传感器节点分配组标识。
对象标识用于命名传感器节点中的对象。 对象标识是为了区分 传感器节点中的具体对象。 例如， 传感器节点的目前的工作状态， 是睡眠状态、 待机状态还是工作状态， 以及传感器节点所采集的数 据， 例如温度、 速度、 湿度等， 还可以是传感器节点本身的属性， 例如， 传感器节点的剩余电量等信息。 节点标识 组标识 对象标识
AppIDl. Type 1. MAC 1 A1B 1.2.3.4.5.6.7.8
AppID2.Type2.MAC2 C3D 2.3.4.5.6.7.8.9
AppID3.Type3.MAC3 E5F 3.4.5.6.7.8.9.0 表一示出了传感器节点的对象描述方式的一个示例。 其中，
AppIDl , AppID2, AppID3分另1 J表示 3个应用标识， Typel , Type2 和 Type3分别表示 3个类型， MAC1 , MAC2和 MAC3分别表示 3 个不同的媒体接入层地址。
然后， 在步骤 S21 中， 管理服务器 1获取传感器节点的节点标 识。 例如， 某个应用服务器 （图中未示出） 希望查询某个传感器节 点的状态， 或者管理服务器 1需要重新设置某个传感器节点的状态， 因此， 管理服务器 1 需要获取希望查询或者配置的传感器节点的节 点标识。 该节点标识优选的包括传感器节点的应用标识、 类型标识 和媒体接入层地址。 例如， 传感器节点 4a 的节点标识是 AppIDl . Typel . MAC 1 ， 传 感 器 节 点 4b 的 节 点 标 识 是 AppID2.Type2.MAC2»
在步骤 S22中， 管理服务器 1根据该节点标识， 本地查询与节 点标识相对应的 IP地址。
当管理服务器 1 在先前已经与该传感器节点进行通信， 因此， 在管理服务器 1 中已经预存了与该传感器节点的媒体接入层地址相 对应的 IP地址， 因此， 管理服务器 1直接查找本地的数据库， 获取 了对应的 IP地址。 对于基于 IP协议的传感器网络的传感器节点， IP 地址即对应了该传感器节点的 IP地址， 而对于基于私有协议的传感 器网络中的传感器节点， 管理服务器 1所找到的 IP地址对应了基于 私有协议的传感器网络中的传感器节点的网关的 IP地址。
当管理服务器 1 查找本地数据库， 未发现与传感器节点相对应 的 IP地址时， 在步骤 S23中， 管理服务器 1向域名系统服务器 2发 送查询请求。 该查询消息中包括传感器节点的节点标识， 用于查询 与该节点标识相对应的 IP地址。 例如， 管理服务器 1获取的传感器 节点 4a的节点标识是 AppIDl .Typel .MACl， 根据该节点标识， 向域 名系统服务器 2查询对应的 IP地址。 在本实施方式中， 以管理服务 器 1 向域名系统服务器 2发出查询消息为例进行说明。 本领域技术 人员可以理解， 当节点标识与 IP地址的对应关系是保存在其他的服 务器或者模块中时， 管理服务器 1 也可以向这些服务器或者模块进 行查询。
当然， 步骤 S22是可以省略的。 例如， 为了保持管理服务器 1 与域名系统服务器 2 内数据的同步性， 管理服务器 1 可以不经过本 地的数据库查询， 直接向域名系统服务器 2查询。
然后， 在步骤 S24中， 域名系统服务器 2通过域名解析， 获取 与域名 AppIDl . Type 1. MAC 1相对应的 IP地址， 并将该 IP地址反馈 给管理服务器 1。 对于基于 IP协议的传感器网络的传感器节点， IP 地址即对应了该传感器节点的 IP地址， 而对于基于私有协议的传感 器网络中的传感器节点， 域名系统服务器 2向管理服务器 1反馈的 IP 地址对应了基于私有协议的传感器网络中的传感器节点的网关的 IP地址。
以下首先以传感器节点是基于 IP协议的传感器节点， 例如传感 器节点 4a为例进行说明。
在步骤 S25 中， 管理服务器 1发送基于简单网络管理协议的请 求消息， 以用于对传感器节点所包含的对象进行网络管理。
管理服务器 1 可以例如周期性地向其所辖的传感器节点发送基 于简单网络管理协议的请求消息， 也可以基于其他应用服务器的请 求， 向该管理服务器 1 所辖的传感器节点发送简单网络管理协议的 请求消息。 来自该应用服务器中的请求消息包括需要查询的传感器 节点的 <节点标识， 组标识和对象标识 >。 该请求消息可以用于查询 传感器节点的对象标识， 例如， 管理服务器 1 需要获取传感器节点 的状态， 或者需要传感器节点报告其所采集的数据等； 或者请求消 息还包括对传感器节点进行配置的指令， 例如， 改变传感器节点的 状态， 如将传感器节点从待机状态配置为数据收集状态等。 这些请求消息可以基于简单网络管理协议进行发送。 简单网络 管理协议是基于用户数据报协议的网络协议， 其在网络管理系统中 被用于监控或管理计算机网络中与网络相连的一组设备。 简单网络 管理协议还可以用于发送配置更新或者控制请求， 从而主动地管理 一个系统。在因特网中，所有的 IP网络节点具有各自唯一的 IP地址， 且 IP网络节点所管理的对象可以用对象标识进行标识。 每个对象标 识用于标识一个可以通过简单网络管理协议读取或者设置的变量。 因此， 在本发明中， 通过扩展简单网络管理协议， 使请求消息包括< 节点标识， 组标识， 对象标识〉， 更便于对一个通信组中的多个传感 器节点进行统一的管理。
当传感器节点 4a是基于 IP协议的传感器网络中的传感器节点 时， 该基于简单网络管理协议的请求消息直接到达传感器节点 4a, 然后， 在步骤 S26中， 传感器节点 4a直接基于简单网络管理协议向 管理服务器 1反馈消息， 例如， 反馈传感器节点 4a的状态， 或者报 告传感器节点 4a所采集的数据等，或者反馈传感器节点 4a已经根据 管理服务器 1 的配置， 进行了相应的设置的应答消息。 当然， 根据 不同的应答策略， 例如， 如果网络设置为当传感器成功配置后， 默 认地不需要进行反馈时， 步骤 S26是可以省略的。
以下以当传感器节点 4 b是基于私有协议的传感器网络中的传感 器节点为例进行说明。 例如， 传感器节点 4b是基于 IEEE802.15.4协 议时， 在步骤 S25，中， 该基于简单网络管理协议的请求消息到达传 感器节点 4b所在的网关 3。 然后， 在步骤 S26，中， 网关 3可以直接 将该基于简单网络管理协议的请求消息转换为基于 IEEE802.15.4协 议， 例如， 对<节点标识， 组标识， 对象标识>进行基于 IEEE802.15.4 协议的封装， 然后再将该基于私有协议的请求消息转发至传感器节 点 4b。
然后，在步骤 S27，中，传感器节点 4b根据应答策略，进行应答， 例如， 反馈传感器节点 4b的状态， 或者报告传感器节点 4b所采集 的数据等， 或者反馈传感器节点 4b已经根据管理服务器 1的配置， 进行了相应的设置的应答消息。 当然， 根据不同的应答策略， 例如， 如果网络设置为当传感器成功配置后， 默认地不需要进行反馈时， 步骤 S27，是可以省略的。
然后， 在步骤 S28，中， 网关 3再将该基于私有协议的应答消息 转换为基于简单网络管理协议的应答消息， 然后再将该应答消息反 馈给管理服务器 1。 当然， 如果步骤 S27，已省略， 步骤 S28，相应地 也是可以省略的。 此外， 可以理解， 步骤 S25-S26与步骤 S25，-S28， 之间并没有先后顺序。
本发明对于基于 IP协议的传感器网络中的传感器节点 4 a和基于 私有协议的传感器网络中的传感器节点 4b都是透明的， 不需要对传 感器节点进行任何改动。
本发明可以允许泛在网中的管理服务器通过 <节点标识， 组标 识， 对象标识>访问所有的所管理的对象， 而在现有技术中， 对于基 于私有协议的网络， 管理服务器只能直接访问基于私有协议的网络 的网关。
因为传感器网络或者多个传感器节点通常是为了某些用途或者 目的作为一组进行管理的， 例如， 安全， 记账， 信任管理等， 为每 个传感器节点设立组标识更有利于对一组传感器节点进行管理。
当传感器节点的节点标识优选地包括应用标识和类型标识时， 可以更直观地反映该传感器节点的用途。
组标识和节点标识通过简单网络管理协议的管理信息库映射到 一个对象标识， 当然， 因为一个传感器节点可以对应多个对象， 因 此， 多个对象可以映射到同一对组标识和节点标识。
以上， 从系统方法的角度对本发明的实施方式进行描述。 以下， 从装置框图的角度， 对本发明进行具体的描述。
图 3示出了根据本发明的一个具体实施方式的装置框图。 其中， 装置 10位于图 1所示的管理服务器 1中。装置 10包括描述装置 100 和管理装置 101， 第二获取装置 102。 管理装置 101包括第一获取装 置 1010和发送装置 1011。 其中， 仅有描述装置 100和管理装置 101 是实现本发明的技术方案所必需的， 根据不同的实施方式， 其他的 子装置均是可以省略的。 首先， 描述装置 100釆用节点标识、 组标识和对象标识对泛在 网络中的各个传感器节点所包含的对象进行描述。 对于基于 IP协议 的传感器网络中的对象， 以及基于私有协议的传感器网絡中的对象， 管理服务器 1均采用 <节点标识， 组标识， 对象标识〉进行描述。
其中， 相互通信的传感器节点的组标识相同， 对于具有相同的 组标识的一组传感器节点称为一个传感器节点通信组， 该通信组中 既可以包括基于 IP协议的传感器节点， 也可以包括基于私有协议的 传感器节点。 每一个传感器节点通信组具有内在的管理策略， 管理 服务器 1可以对该组中的各个传感器节点进行统一的设置与管理。
节点标识例如是设备制造商等为每个传感器节点所分配的全局 唯一的标识。 节点标识的格式可以包括传感器节点的媒体接入层地 址、 应用标识和类型标识。 其中， 媒体接入层地址是传感器节点的 唯一的标识。 应用标识是用于区分传感器应用的一个唯一的标识， 例如， 该应用标识用于标识该传感器节点是用于环境监测， 交通流 量监控等具体的场景等。 而类型标识用于区分传感器节点的类型， 例如， 该传感器的类型可以是声音传感器， 化学传感器， 磁传感器， 速度、 加速度传感器， 光传感器， 热传感器等。
例如， 当传感器节点向管理服务器 1 进行注册时， 该传感器节 点需要向管理服务器 1 注册其节点标识， 包括例如应用标识、 类型 标识和媒体接入层地址等。 当传感器节点与网络或者其他传感器节 点通信时， 管理服务器 1 需要为该传感器节点分配组标识。 因此， 第二获取装置 102在注册时获取传感器节点的节点标识和组标识。
对象标识用于命名传感器节点中的对象。 对象标识是为了区分 传感器节点中的具体对象。 例如， 传感器节点的目前的工作状态， 是睡眠状态、 待机状态还是工作状态， 以及传感器节点所采集的数 据， 例如温度、 速度、 湿度等， 还可以是传感器节点本身的属性， 例如， 传感器节点的剩余电量等信息。
表二示出了传感器节点的对象描述方式的一个示例。 其中，
AppIDl , AppID2, AppID3分别表示 3个应用标识， Typel , Type2 和 Type3分别表示 3个类型， MAC1 , MAC2和 MAC3分别表示 3 个不同的媒体接入层地址。
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000013_0002
然后， 第一获取装置 1010获取传感器节点的节点标识。 例如， 某个应用服务器 （图中未示出） 希望查询某个传感器节点的状态， 或者管理服务器 1 需要重新设置某个传感器节点的状态， 因此， 第 一获取装置 1010需要获取希望查询或者配置的传感器节点的节点标 识。 该节点标识优选的包括传感器节点的应用标识、 类型标识和媒 体接入层地址。 例如， 传感器节点 4a 的节点标识是 AppIDl . Type 1. MAC 1 ， 传 感 器 节 点 4b 的 节 点 标 识 是 AppID2.Type2.MAC2。
然后， 管理装置 101 根据该节点标识， 本地查询与节点标识相 对应的 IP地址。
如果管理装置 101 在先前已经与该传感器节点进行通信， 则在 管理服务器 1 中可能已经预存了与该传感器节点的媒体接入层地址 相对应的 IP地址， 因此， 管理装置 101直接查找本地的数据库， 获 取了对应的 IP地址。 对于基于 IP协议的传感器网络的传感器节点， IP地址即对应了该传感器节点的 IP地址， 而对于基于私有协议的传 感器网络中的传感器节点， 管理装置 101所找到的 IP地址对应了基 于私有协议的传感器网络中的传感器节点的网关的 IP地址。
当管理装置 101 查找本地数据库， 未发现与传感器节点相对应 的 IP地址时， 管理装置 101向域名系统服务器 2发送查询请求。 该 查询消息中包括传感器节点的节点标识， 用于查询与该节点标识相 对应的 IP地址。 例如， 第一获取装置 1010获取的传感器节点 4a的 节点标识是 AppID 1. Type 1. MAC 1 , 根据该节点标识， 管理装置 101 向域名系统服务器 2查询对应的 IP地址。 在本实施方式中， 以管理 装置 101 向域名系统服务器 2发出查询消息为例进行说明。 本领域 技术人员可以理解， 当节点标识与 IP地址的对应关系是保存在其他 的服务器或者模块中时， 管理装置 101 也可以向这些服务器或者模 块进行查询。
当然， 管理装置 101进行本地查询的步骤是可以省略的， 也即， 例如， 为了保持管理服务器 1与域名系统服务器 2内数据的同步性， 管理装置 101 可以不经过本地的数据库查询， 直接向域名系统服务 器 2查询。
然后， 域名系统服务器 2 通过域名解析， 获取与域名 AppIDl . Type 1. MAC 1相对应的 IP地址， 并将该 IP地址反馈给管理 装置 101。 对于基于 IP协议的传感器网络的传感器节点， IP地址即 对应了该传感器节点的 IP地址， 而对于基于私有协议的传感器网絡 中的传感器节点， 域名系统服务器 2向管理装置 101反馈的 IP地址 对应了基于私有协议的传感器网络中的传感器节点的网关的 IP 地 址。
以下， 首先以传感器节点是基于 IP协议的传感器节点， 例如传 感器节点 4a为例进行说明。
发送装置 1011发送基于简单网络管理协议的请求消息， 以用于 对传感器节点所包含的对象进行网络管理。
发送装置 1011可以例如周期性地向其所辖的传感器节点发送基 于简单网络管理协议的请求消息， 也可以基于其他应用服务器的请 求， 向该管理服务器 1 所辖的传感器节点发送简单网络管理协议的 请求消息。 来自该应用服务器中的请求消息包括需要查询的传感器 节点的 <节点标识， 组标识和对象标识 >。 该请求消息可以用于查询 传感器节点的对象标识， 例如， 管理服务器 1 需要获取传感器节点 的状态， 或者需要传感器节点报告其所采集的数据等； 或者请求消 息还包括对传感器节点进行配置的指令， 例如， 改变传感器节点的 状态， 如将传感器节点从待机状态配置为数据收集状态等。
这些请求消息可以基于简单网络管理协议进行发送。 简单网络 管理协议是基于用户数据报协议的网络协议， 其在网络管理系统中 被用于监控或管理计算机网络中与网络相连的一组设备。 简单网络 管理协议还可以用于发送配置更新或者控制请求， 从而主动地管理 一个系统。在因特网中，所有的 IP网络节点具有各自唯一的 IP地址， 且 IP网络节点所管理的对象可以用对象标识进行标识。 每个对象标 识用于标识一个可以通过简单网络管理协议读取或者设置的变量。 因此， 在本发明中， 通过扩展简单网络管理协议， 使请求消息包括< 节点标识， 组标识， 对象标识>, 更便于对一个通信组中的多个传感 器节点进行统一的管理。
当传感器节点 4a是基于 IP协议的传感器网络中的传感器节点 时， 该基于简单网络管理协议的请求消息直接到达传感器节点 4a， 因此， 传感器节点 4a直接基于简单网络管理协议向管理服务器 1反 馈消息， 例如， 反馈传感器节点 4a的状态， 或者报告传感器节点 4a 所采集的数据等， 或者反馈传感器节点 4a已经根据管理服务器 1的 配置， 进行了相应的设置的应答消息。 当然， 根据不同的应答策略， 例如， 如果网络设置为当传感器成功配置后， 默认地不需要进行反 馈时， 则传感器节点 4a不进行应答。
当传感器节点 4b是基于私有协议的传感器网络中的传感器节点 时， 例如， 是基于 IEEE802.15.4协议时， 该基于简单网络管理协议 的请求消息到达传感器节点 4b所在的网关 3。 网关 3可以直接将该 基于简单网络管理协议的请求消息进行协议转换为基于该 IEEE802.15.4 协议， 例如， 对<节点标识， 组标识， 对象标识>进行 基于 IEEE802.15.4协议的封装， 然后再将该基于私有协议的请求消 息转发至传感器节点 4b。 在本实施方式中， 以私有协议为 Zigbee IEEE802.15.4协议为例进行说明，本领域技术人员可以理解，该私有 协议不限于此， 还可以包括例如基于个域网、 以太网等协议， 只要 该协议具有数据链路层以及媒体接入层。 在本实施方式中， 在电信 网络中釆用简单网络管理协议进行管理， 本领域技术人员可以理解， 简单网络管理协议的不同的版本，例如 SNMPvl , SNMPv2, SNMPv3 均适用于本发明， 只是在数据包的封装格式方面略有差异， 这些差 异对本发明的实质性内容不产生影响， 因此在此不予赘述。
然后， 传感器节点 4b根据应答策略， 进行应答， 例如， 反馈传 感器节点 4b的状态， 或者报告传感器节点 4b所采集的数据等， 或 者反馈传感器节点 4b已经根据管理服务器 1的配置， 进行了相应的 设置的应答消息。 当然， 根据不同的应答策略， 例如， 如果网络设 置为当传感器成功配置后， 默认地不需要进行反馈时， 则传感器节 点 4b不进行应答。
然后， 网关 3 再将该基于私有协议的应答消息转换为基于简单 网络管理协议的应答消息， 然后再将该应答消息反馈给管理装置 101。
本发明对于基于 IP协议的传感器网络中的传感器节点 4a和基于 私有协议的传感器网络中的传感器节点 4b都是透明的， 不需要对传 感器节点进行任何改动。
本发明可以允许泛在网中的管理服务器通过<节点标识， 组标 识， 对象标识〉访问所有的所管理的对象， 而在现有技术中， 对于基 于私有协议的网络， 管理服务器只能直接访问基于私有协议的网络 的网关。
因为传感器网络或者多个传感器节点通常是为了某些用途或者 目的作为一组进行管理的， 例如， 安全， 记账， 信任管理等， 为每 个传感器节点设立组标识更有利于对一组传感器节点进行管理。
当传感器节点的节点标识优选地包括应用标识和类型标识时， 可以更直观地反映该传感器节点的用途。
组标识和节点标识通过简单网络管理协议的管理信息库映射到 一个对象标识， 当然， 因为一个传感器节点可以对应多个对象， 因 此， 多个对象可以映射到同一对组标识和节点标识。
需要说明的是， 上述实施例仅是示范性的， 而非对本发明的限 制。 任何不背离本发明精神的技术方案均应落入本发明的保护范围 之内， 这包括使用在不同实施例中出现的不同技术特征， 调度方法 可以进行组合， 以取得有益效果。 此外， 不应将权利要求中的任何 附图标记视为限制所涉及的权利要求； "包括" 一词不排除其它权利 要求或说明书中未列出的装置或步骤； 装置前的 "一个" 不排除多 个这样的装置的存在； 在包含多个装置的设备中， 该多个装置中的 一个或多个的功能可由同一个硬件或软件模块来实现； "第一"、 "第 二"、 "第三" 等词语仅用来表示名称， 而并不表示任何特定的顺序。

Claims

权 利 要 求 书
1. 一种在管理服务器中用于管理传感器网络的方法， 其中， 所 述传感器网络中包括基于 IP协议的传感器节点和基于私有协议的传 感器节点， 所述方法包括以下步骤：
A. 釆用节点标识、 组标识和对象标识对所述传感器网络中的各 个传感器节点所包含的对象进行描述， 其中， 相互通信的传感器节 点的组标识相同；
B. 根据所述节点标识、 所述组标识和所述对象标识， 对所述传 感器节点所包含的对象进行网络管理。
2. 根据权利要求 1所述的方法， 其中， 所述步骤 B还包括： B1. 根据所述节点标识，获取与所述节点标识相对应的 IP地址； B2. 居所述 IP地址、 所述组标识和所述对象标识， 发送请求 消息， 以用于对所述传感器节点所包含的所述对象进行网络管理。
3. 根据权利要求 2所述的方法， 其中， 当所述传感器节点基于 私有协议时， 所述步骤 B1还包括：
- 根据所述节点标识， 向域名系统服务器发送查询消息， 所述查 询消息用于查询与所述节点标识相对应的 IP地址；
- 获取所述域名系统服务器所反馈的 IP地址， 其中所述 IP地址 对应了管理所述传感器节点的网关设备；
所述步骤 B2还包括：
- 才艮据所述 IP地址、 所述组标识和所述对象标识， 向所述网关 设备发送所述请求消息， 以用于对所述传感器节点所包含的所述对 象进行网络管理。
4. 根据权利要求 2所述的方法， 其中， 当所述传感器节点基于 IP协议时， 所述步骤 B1还包括：
- 根据所述节点标识， 向域名系统服务器发送查询消息， 所述查 询消息用于查询与所述节点标识相对应的 IP地址；
- 获取所述域名系统服务器所反馈的 IP地址， 其中所述 IP地址 对应了所述传感器节点； 所述步骤 B2还包括：
- 才艮据所述 IP地址、 所述组标识和所述对象标识， 向所述传感 器节点发送所述请求消息， 以用于对所述传感器节点所包含的所述 对象进行网络管理。
5. 根据权利要求 1至 4中任一项所述的方法， 其中， 所述步骤 A之前还包括：
- 获取来自所述传感器节点的注册信息， 其中， 所述注册信息包 括所述传感器节点的所述节点标识和所述组标识。
6. 根据权利要求 2至 5中任一项所述的方法， 其中， 所述请求 消息基于简单网络管理协议。
7. 根据权利要求 1至 6中任一项所述的方法， 其中， 所述节点 标识包括所述传感器节点的媒体接入层地址、 应用标识和类型标识。
8. 一种在管理服务器中用于管理传感器网络的装置， 其中， 所 述传感器网络中包括基于 IP协议的传感器节点和基于私有协议的传 感器节点， 所述装置包括：
描述装置， 用于采用节点标识、 组标识和对象标识对所述传感 器网络中的各个传感器节点所包含的对象进行描述， 其中， 相互通 信的传感器节点的组标识相同；
管理装置， 用于根据所述节点标识、 所述组标识和所述对象标 识， 对所述传感器节点所包含的对象进行网络管理。
9. 根据权利要求 8所述的装置， 其中， 所述管理装置还包括： 第一获取装置， 用于根据所述节点标识， 获取与所述节点标识 相对应的 IP地址；
发送装置， 用于 居所述 IP地址、所述组标识和所述对象标识， 发送请求消息， 以用于对所述传感器节点所包含的所述对象进行网 络管理。
10. 根据权利要求 9所述的装置， 其中， 当所述传感器节点基于 私有协议时， 所述第一获取装置还用于：
- 根据所述节点标识， 向域名系统服务器发送查询消息， 所述查 询消息用于查询与所述节点标识相对应的 IP地址； - 获取所述域名系统服务器所反馈的 IP地址， 其中所述 IP地址 对应了管理所述传感器节点的网关设备；
所述发送装置还用于：
- 居所述 IP地址、 所述组标识和所述对象标识， 向所述网关 设备发送所述请求消息， 以用于对所述传感器节点所包含的所述对 象进行网络管理。
11. 根据权利要求 9所述的装置， 其中， 当所述传感器节点基于 IP协议时， 所述第一获取装置还用于：
- 根据所述节点标识， 向域名系统服务器发送查询消息， 所述查 询消息用于查询与所述节点标识相对应的 IP地址；
- 获取所述域名系统服务器所反馈的 IP地址， 其中所述 IP地址 对应了所述传感器节点；
所述发送装置还用于：
- 根据所述 IP地址、 所述组标识和所述对象标识， 向所述传感 器节点发送所述请求消息， 以用于对所述传感器节点所包含的所述 对象进行网络管理。
12. 根据权利要求 8至 11中任一项所述的装置， 其中， 还包括： 第二获取装置， 用于获取来自所述传感器节点的注册信息， 其 中， 所述注册信息包括所述传感器节点的所述节点标识和所述组标 识。
13. 根据权利要求 9至 12中任一项所述的装置， 其中， 所述请 求消息基于简单网络管理协议。
14. 根据权利要求 8至 13中任一项所述的装置， 其中， 所述节 点标识包括所述传感器节点的媒体接入层地址、 应用标识和类型标 识。
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