專利名稱：具有節(jié)制點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和電池電量低的警報(bào)的制作方法
具有節(jié)制點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和電池電量低的警報(bào)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2008年9月25日遞交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No. 61/099，959的優(yōu)先
權(quán)，并且其全部?jī)?nèi)容被合并于此作為參考。
背景技術(shù)：
無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是由以網(wǎng)狀拓?fù)浣M織的多個(gè)無(wú)線設(shè)備(S卩，節(jié)點(diǎn))構(gòu)成的通信網(wǎng)絡(luò)。 在實(shí)際的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(還可以被稱為自組織多跳網(wǎng)絡(luò))中，每個(gè)設(shè)備必須能夠針對(duì)自身以及網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備來(lái)路由消息。由于可以使用較低功率RF無(wú)線電，而網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可以跨越將消息從一端傳送至另一端的相當(dāng)大的物理區(qū)域，因此消息逐節(jié)點(diǎn)地跳轉(zhuǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的概念是有益的。同采用與集中式基站直接通信的遠(yuǎn)程設(shè)備的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)相反，在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中不需要高功率無(wú)線電。術(shù)語(yǔ)“自組織”是指網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)形成備選網(wǎng)絡(luò)以在設(shè)備之間以及在設(shè)備與數(shù)據(jù)收集器或者連接至某些更高等級(jí)更高速的數(shù)據(jù)總線的網(wǎng)橋或網(wǎng)關(guān)之間進(jìn)行消息收發(fā)的能力。具有無(wú)線消息的備選冗余路徑，通過(guò)即使在另一路徑因環(huán)境影響或因干擾而受阻或惡化的情況下仍確保存在至少一條供消息流通的備選路徑，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)可靠性。從每個(gè)節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)橋或網(wǎng)關(guān)提供的路徑是動(dòng)態(tài)的，這意味著這些路徑可以響應(yīng)于路徑受阻或添加新路徑而改變。例如，當(dāng)設(shè)備節(jié)點(diǎn)試運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，其將產(chǎn)生能夠與之通信的設(shè)備 (艮P，鄰居)的列表。特別地，該列表可以是隨著網(wǎng)絡(luò)所占用的射頻(RF)環(huán)境和物理空間的改變(例如，在兩個(gè)設(shè)備之間建造墻或金屬屏蔽從而限制設(shè)備之間的通信)動(dòng)態(tài)變化的。 基于該動(dòng)態(tài)鄰居列表，與網(wǎng)關(guān)相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)管理器選擇父親/孩子設(shè)備，父親/孩子設(shè)備定義了從該設(shè)備到網(wǎng)關(guān)設(shè)備或從網(wǎng)關(guān)設(shè)備到該設(shè)備的通信路徑。父親/孩子設(shè)備的列表也是動(dòng)態(tài)的，但典型地其動(dòng)態(tài)程度低于鄰居列表。由于這些動(dòng)態(tài)特性，無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的組織不斷改變。一種分析網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的操作的方法是基于由網(wǎng)絡(luò)提供的鄰居列表、父親孩子列表等，檢查網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的組織。網(wǎng)絡(luò)組織的改變用于診斷與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。分析列表的現(xiàn)有技術(shù)方法包括在用線連接鄰居和/或父親孩子對(duì)的圖中顯示每個(gè)節(jié)點(diǎn)。如果無(wú)線設(shè)備(或多個(gè)無(wú)線設(shè)備)依賴于單個(gè)無(wú)線設(shè)備(或有限數(shù)目的無(wú)線設(shè)備)將其消息路由至網(wǎng)關(guān)，則網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中可能存在節(jié)制點(diǎn)(Pinch point)(或通信瓶頸)。 如果無(wú)線設(shè)備的失效將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備不再具有返回至網(wǎng)關(guān)的路由，則可以將該設(shè)備看作節(jié)制點(diǎn)。節(jié)制點(diǎn)可能對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有若干負(fù)面影響。首先，必須通過(guò)節(jié)制點(diǎn)進(jìn)行通信的無(wú)線設(shè)備可能具有降低的通信可靠度。第二， 必須通過(guò)節(jié)制點(diǎn)進(jìn)行通信的無(wú)線設(shè)備的帶寬可能是受限的，并且網(wǎng)絡(luò)性能可能受到不利影響。第三，作為節(jié)制點(diǎn)的無(wú)線設(shè)備將消耗額外的功率來(lái)發(fā)送增加的消息負(fù)載。這對(duì)于電池供電設(shè)備(導(dǎo)致縮短的電池壽命)或依賴于能量采集的設(shè)備(例如，太陽(yáng)能供電的設(shè)備) 是尤其重要的。節(jié)制點(diǎn)因多種情況而出現(xiàn)。例如，節(jié)制點(diǎn)可能是糟糕的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)或安裝、不斷改變的RF環(huán)境、(對(duì)RF環(huán)境造成影響的)網(wǎng)絡(luò)所處的物理空間的改變以及退出服務(wù)的無(wú)線設(shè)備的結(jié)果。無(wú)線設(shè)備或網(wǎng)關(guān)不提供關(guān)于無(wú)線設(shè)備是否是節(jié)制點(diǎn)的信息。在許多情況下，無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的用戶直到上述一個(gè)或多個(gè)不利影響出現(xiàn)時(shí)才意識(shí)到網(wǎng)絡(luò)中存在節(jié)制點(diǎn)。當(dāng)用戶檢測(cè)到不利影響時(shí)，他或她可以開(kāi)始檢查并以圖形方式構(gòu)建無(wú)線設(shè)備之間的通信鏈路的圖，從而識(shí)別節(jié)制點(diǎn)。根據(jù)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度，該過(guò)程可能耗費(fèi)幾分鐘到幾小時(shí)不等。 一旦對(duì)網(wǎng)絡(luò)的通信特性進(jìn)行了繪圖，用戶就能夠解決引起網(wǎng)絡(luò)節(jié)制點(diǎn)的問(wèn)題(或多個(gè)問(wèn)題)。電池電量低的節(jié)制點(diǎn)可能是危急的情形。如果作為節(jié)制點(diǎn)的無(wú)線設(shè)備電源耗盡， 則其無(wú)線電將停止工作。無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)將失去該節(jié)制點(diǎn)設(shè)備以及依賴該節(jié)制點(diǎn)而與網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信的那些其他無(wú)線設(shè)備。在其他情況下，因電源損耗而引起的特定無(wú)線設(shè)備的損耗可能使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的另一個(gè)設(shè)備變?yōu)楣?jié)制點(diǎn)。雖然變?yōu)楣?jié)制點(diǎn)的設(shè)備可能仍具有充足的電池電源，但是對(duì)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)性能的負(fù)面影響仍將發(fā)生。典型地，無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線設(shè)備向網(wǎng)關(guān)報(bào)告電池狀況以及無(wú)線設(shè)備正在感測(cè)的過(guò)程變量的測(cè)量值。如果識(shí)別出電池電量低的警報(bào)，那么無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的用戶可以基于由該無(wú)線設(shè)備產(chǎn)生的測(cè)量(過(guò)程變量值)的重要性，對(duì)電池更換進(jìn)行優(yōu)先級(jí)排序。然而，這種優(yōu)先級(jí)排序并未考慮到特定無(wú)線設(shè)備的電池電量低的狀況是否會(huì)使該無(wú)線設(shè)備造成節(jié)制點(diǎn)失效、是否會(huì)使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的另一無(wú)線設(shè)備變?yōu)楣?jié)制點(diǎn)、或者同時(shí)發(fā)生這兩種情況。因此， 用戶可能未意識(shí)到電池電量低的設(shè)備可能使其他無(wú)線設(shè)備的測(cè)量處于危險(xiǎn)之中。

發(fā)明內(nèi)容
一種無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，包括設(shè)備管理器，評(píng)估由網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線設(shè)備產(chǎn)生的無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以確定無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)是否具有節(jié)制點(diǎn)。提供了警報(bào)，使得用戶能夠在對(duì)可靠性、帶寬或無(wú)線設(shè)備功率造成不利影響之前對(duì)節(jié)制點(diǎn)進(jìn)行補(bǔ)救。在另一個(gè)實(shí)施例中，所述無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)包括設(shè)備管理器，使用電池狀況以及無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估和預(yù)測(cè)網(wǎng)絡(luò)性能。所述設(shè)備管理器向用戶報(bào)警存在作為節(jié)制點(diǎn)的電池電量低的無(wú)線設(shè)備或可能使另一個(gè)設(shè)備變?yōu)楣?jié)制點(diǎn)的電池電量低的無(wú)線設(shè)備。


圖1是示出了在主機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備之間路由消息的自組織網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的圖。圖2是示出了一種使用鄰居信息確定節(jié)制點(diǎn)的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了過(guò)程通信系統(tǒng)10，包括主機(jī)計(jì)算機(jī)12、高速網(wǎng)絡(luò)14、無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò) 16 (包括網(wǎng)關(guān)18和無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或節(jié)點(diǎn)20a-20i. . . 20N)、以及網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)30。網(wǎng)關(guān)18作為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16與高速網(wǎng)絡(luò)14上的主機(jī)計(jì)算機(jī)12之間的接口?？梢酝ㄟ^(guò)網(wǎng)絡(luò)14將消息從主機(jī)計(jì)算機(jī)12發(fā)送至網(wǎng)關(guān)18，然后通過(guò)多條不同路徑之一將該消息發(fā)送至網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16中的所選擇的節(jié)點(diǎn)。類似地，從網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，經(jīng)由多條路徑之一，逐節(jié)點(diǎn)地將消息路由通過(guò)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16，直到消息到達(dá)網(wǎng)關(guān)18，然后通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)14將消息發(fā)送至主機(jī) 12。主機(jī)計(jì)算機(jī)12可以是分布控制系統(tǒng)主機(jī)，運(yùn)行應(yīng)用程序以便于向現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 20a-20N發(fā)送消息以及接收并分析包含在來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備20a-20N的消息中的數(shù)據(jù)。例如，主機(jī)計(jì)算機(jī)12可以使用AMS (TM)設(shè)備管理器，作為允許用戶監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備20a-20N并與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備20a-20N進(jìn)行交互的應(yīng)用程序。例如，主機(jī)計(jì)算機(jī)12可以位于中央控制室中，并可以在控制室操作者屏幕上顯示過(guò)程信息和警報(bào)。網(wǎng)關(guān)18可以使用多種不同的通信協(xié)議，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)14與主機(jī)計(jì)算機(jī)12進(jìn)行通信。 在一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)14是RS485雙線通信鏈路，網(wǎng)關(guān)18可以在該RS485雙線通信鏈路上使用MODBUS協(xié)議與主機(jī)計(jì)算機(jī)12進(jìn)行通信。在另一實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)14是以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，并且，基于網(wǎng)絡(luò)14的通信可以使用以太網(wǎng)接口來(lái)支持MODBUS TCP/IP。網(wǎng)關(guān)18和無(wú)線設(shè)備20a_20N使用無(wú)線通信協(xié)議進(jìn)行通信。在以下討論中，作為示例，將使用WirelessHART協(xié)議，然而還可以使用可在無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中使用的其他協(xié)議。 WirelessHART協(xié)議使用時(shí)分多址(TDMA)和信道跳躍來(lái)控制無(wú)線網(wǎng)絡(luò)16中的通信。網(wǎng)絡(luò)管理器32可以被實(shí)現(xiàn)為駐留在網(wǎng)關(guān)18上的軟件，對(duì)無(wú)線現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備20a-20N和網(wǎng)關(guān)18之間的通信進(jìn)行調(diào)度。網(wǎng)絡(luò)管理器32還定義了網(wǎng)關(guān)和各個(gè)無(wú)線設(shè)備20a-20N之間的通信路徑。時(shí)分多址(TDMA)利用時(shí)隙。各個(gè)設(shè)備之間的通信能夠發(fā)生在時(shí)隙中。一系列時(shí)隙被定義為形成TDMA超幀。網(wǎng)絡(luò)管理器32確定哪些設(shè)備被分配至超幀中的特定時(shí)隙以進(jìn)行通信。對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備進(jìn)行時(shí)間同步，以形成通信。網(wǎng)絡(luò)管理器32還分配特定的信道和頻率，所分配的設(shè)備將在特定時(shí)隙期間在所述特定的信道和頻率上進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)管理器32定義了供消息從網(wǎng)關(guān)18傳播至各個(gè)無(wú)線設(shè)備20a_20N的通信路徑以及消息從無(wú)線設(shè)備20a-20N返回至網(wǎng)關(guān)18的通信路徑。網(wǎng)絡(luò)管理器32使用從無(wú)線設(shè)備 20a-20N中的每一個(gè)接收的信息來(lái)分配消息的路徑。在每個(gè)無(wú)線設(shè)備或節(jié)點(diǎn)的試運(yùn)轉(zhuǎn)期間， 節(jié)點(diǎn)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信以確定其鄰居。鄰居被定義為與無(wú)線設(shè)備進(jìn)行活動(dòng)通信的設(shè)備或網(wǎng)關(guān)。在每個(gè)通信期間，每個(gè)無(wú)線設(shè)備測(cè)量來(lái)自和去往鄰居的接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)。每個(gè)無(wú)線設(shè)備還產(chǎn)生周期性地報(bào)告的路徑穩(wěn)定性、RSSI以及關(guān)于與其鄰居的無(wú)線通信的其他無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)管理器32利用鄰居信息和RSSI信息，確定要用于傳出和返回消息的通信路徑。針對(duì)每個(gè)消息路徑，網(wǎng)絡(luò)管理器32識(shí)別該路徑的各個(gè)跳躍或鏈路的父親節(jié)點(diǎn)和孩子節(jié)點(diǎn)。父親是針對(duì)另一設(shè)備(該父親的孩子)使通信經(jīng)過(guò)其自身的設(shè)備。孩子是通過(guò)另一個(gè)設(shè)備(該孩子的父親)進(jìn)行通信以到達(dá)第三設(shè)備或網(wǎng)關(guān)的設(shè)備。鄰居可以是父親或孩子。 雖然圖1示出了僅具有單個(gè)網(wǎng)絡(luò)18的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16，但是在其他實(shí)施例中，可以包括多于一個(gè)網(wǎng)關(guān)。在這種情況下，網(wǎng)關(guān)共享網(wǎng)絡(luò)管理器32，使得同一無(wú)線協(xié)議(在這種情況下是 WirelessHART)在整個(gè)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16中操作。例如，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)30可以是由維護(hù)人員用于監(jiān)控?zé)o線網(wǎng)絡(luò)16和給無(wú)線網(wǎng)絡(luò)16提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)。例如，網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)30可以位于儀器和電氣(I&E)維護(hù)車間中。設(shè)備管理器34(例如，可以是來(lái)自愛(ài)默生過(guò)程管理的AMS(TM)設(shè)備管理器和AMS無(wú)線SNAP-ON)可以是運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)30上的應(yīng)用程序。設(shè)備管理器34用于向維護(hù)人員提供關(guān)于無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16內(nèi)存在節(jié)制點(diǎn)的警報(bào)以及關(guān)于無(wú)線設(shè)備中電池電量低的狀況的警報(bào)。設(shè)備管理器34還可以向用戶告知節(jié)制點(diǎn)的影響或可能影響，并可以建議如何可以解決節(jié)制點(diǎn)帶來(lái)的問(wèn)題。無(wú)線設(shè)備20a_20N中的每一個(gè)周期性地向網(wǎng)關(guān)18報(bào)告無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)管理器32使用這些無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)確定通信路徑并分配時(shí)隙。設(shè)備管理器34也可以使用無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，確定實(shí)際或潛在節(jié)制點(diǎn)的存在。無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以包括鄰居的標(biāo)識(shí)、 來(lái)自每個(gè)鄰居的接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)、去往每個(gè)鄰居的接收信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)、與每個(gè)鄰居的成功通信的百分率(路徑穩(wěn)定性的指示)、至特定設(shè)備或節(jié)點(diǎn)的父親和孩子的數(shù)目、父親孩子比、父親鄰居比、和孩子鄰居比、以及該設(shè)備是否處于網(wǎng)關(guān)18的范圍內(nèi)。在一段時(shí)間內(nèi)收集這些無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，并以例如大約15分鐘的間隔報(bào)告這些無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。每個(gè)設(shè)備還感測(cè)過(guò)程的參數(shù)(例如，溫度、壓力、流速、液平面)，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理器32所確定的調(diào)度向網(wǎng)關(guān)18發(fā)送包含所測(cè)量的過(guò)程變量在內(nèi)的消息。連同過(guò)程變量數(shù)據(jù)一起，每個(gè)無(wú)線設(shè)備20a-20N還提供與該設(shè)備的操作狀況有關(guān)的診斷數(shù)據(jù)。診斷信息包括電源信息。對(duì)于那些電池供電的設(shè)備，診斷信息包括電池狀況的指示。診斷信息由網(wǎng)關(guān)18 接收，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)14被提供給網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)30和設(shè)備管理器34。設(shè)備管理器34使用由網(wǎng)關(guān)18從無(wú)線設(shè)備20a_20N接收的無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，針對(duì)節(jié)制點(diǎn)，分析無(wú)線網(wǎng)絡(luò)16。設(shè)備管理器34可以通過(guò)多種不同方式(單獨(dú)或結(jié)合地)使用信息來(lái)識(shí)別節(jié)制點(diǎn)。例如，與網(wǎng)關(guān)18范圍內(nèi)的無(wú)線設(shè)備的數(shù)目有關(guān)的信息可以被用作節(jié)制點(diǎn)狀況的指示。如果網(wǎng)關(guān)18范圍內(nèi)存在少于3個(gè)設(shè)備，或者如果網(wǎng)關(guān)18范圍內(nèi)設(shè)備的數(shù)目相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)16中所有設(shè)備的總數(shù)低于特定百分率(例如，小于10% )，則可能存在一個(gè)或多個(gè)節(jié)制點(diǎn)。另一種識(shí)別節(jié)制點(diǎn)的方式是使用鄰居的數(shù)目。如果特定設(shè)備具有異常多的鄰居， 這可能指示了該設(shè)備是節(jié)制點(diǎn)。在結(jié)合圖2描述的另一方法中，可以使用每個(gè)設(shè)備相對(duì)于其鄰居的單獨(dú)分析，識(shí)別哪些設(shè)備是節(jié)制點(diǎn)。另一種根據(jù)無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)識(shí)別節(jié)制點(diǎn)的方法使用每個(gè)節(jié)點(diǎn)的父親孩子比。如果設(shè)備具有異常大或異常小的父親孩子比，則可以將其識(shí)別為節(jié)制點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)內(nèi)父親孩子比與均值的統(tǒng)計(jì)偏差也可以被設(shè)備管理器34用作節(jié)制點(diǎn)的指示?？梢允褂闷渌嚷?如父親鄰居比或孩子鄰居比)來(lái)執(zhí)行類似的分析。特定設(shè)備處的鄰居數(shù)目相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)16內(nèi)每個(gè)設(shè)備的鄰居的平均數(shù)的統(tǒng)計(jì)偏差可以指示所討論的設(shè)備是節(jié)制點(diǎn)。當(dāng)設(shè)備管理器34識(shí)別出無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16內(nèi)的節(jié)制點(diǎn)時(shí)，設(shè)備管理器34通過(guò)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)30向維護(hù)人員提供警報(bào)。該警報(bào)指示存在節(jié)制點(diǎn)，并能夠通過(guò)設(shè)備數(shù)目或通過(guò)視覺(jué)表示來(lái)識(shí)別作為節(jié)制點(diǎn)的特定設(shè)備。在提供警報(bào)時(shí)，設(shè)備管理器34可以提供視覺(jué)顯示，其中，結(jié)合設(shè)備20a-20N所處的空間的視覺(jué)表示來(lái)表示各個(gè)設(shè)備20a-20N。這種顯示的示例在 2009 年 2 月 27 日遞交的、名稱為“System for Visualizing Design and Organization of Wireless Mesh Networks and Physical Space” 的共同待審申請(qǐng) No. 12/394, 399 中有描述，該共同待審申請(qǐng)被轉(zhuǎn)讓給與本申請(qǐng)相同的受讓人，并且其全部?jī)?nèi)容被合并于此作為參考。當(dāng)來(lái)自無(wú)線設(shè)備20a_20N之一的診斷信息指示電池電量低的狀況時(shí)，設(shè)備管理器 34可以優(yōu)先化電池電量低的警報(bào)，其中，所述電池電量低的警報(bào)是基于報(bào)告電池電量低的狀況的設(shè)備自身是否是可能的節(jié)制點(diǎn)或者在其失效時(shí)是否將引起可能的節(jié)制點(diǎn)而提供的。 設(shè)備管理器34可以使用現(xiàn)有的無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)確定報(bào)告電池電量低的狀況的設(shè)備當(dāng)前是否是可能的節(jié)制點(diǎn)。設(shè)備管理器34還可以執(zhí)行分析，以便在報(bào)告電池電量低的狀況的設(shè)備不再存在于無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16內(nèi)的情況下，識(shí)別可能的節(jié)制點(diǎn)。通過(guò)結(jié)合所報(bào)告的電池電量低的狀況針對(duì)無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16執(zhí)行節(jié)制點(diǎn)分析，設(shè)備管理器34可以向用戶提供優(yōu)先化的電池電量低的警報(bào)。通常，將首先在預(yù)期的電源失效之前一些時(shí)間報(bào)告電池電量低的狀況。通過(guò)提供與節(jié)制點(diǎn)有關(guān)的電池狀況優(yōu)先級(jí)的指示， 向用戶提供提早針對(duì)報(bào)告電池電量低的狀況的無(wú)線設(shè)備更換電池電源的臨界狀態(tài)的指示。 采用該方式，可以對(duì)維護(hù)進(jìn)行調(diào)度，以便首先進(jìn)行最高優(yōu)先級(jí)的電池更換。如前所述，存在多種不同的可以識(shí)別節(jié)制點(diǎn)的方式。用于分析來(lái)自無(wú)線設(shè)備的無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的特定方法或方法的組合可以不同。圖2示出了一種方法，該方法使用由無(wú)線設(shè)備提供的鄰居信息來(lái)識(shí)別節(jié)制點(diǎn)。該方法允許在無(wú)需設(shè)備的父親/孩子信息的情況下識(shí)別節(jié)制點(diǎn)。該方法首先消除不具有鄰居的所有所識(shí)別出的設(shè)備。例如，這些設(shè)備可以是曾經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)16中活動(dòng)但已被撤銷或更換或者不再操作的設(shè)備。如圖2所示，執(zhí)行對(duì)剩余設(shè)備的測(cè)試。圖2是示出了評(píng)估每個(gè)被測(cè)試的無(wú)線設(shè)備X以確定其是否是節(jié)制點(diǎn)的流程圖。當(dāng)識(shí)別出設(shè)備X以進(jìn)行測(cè)試時(shí)(步驟50)，設(shè)備管理器34開(kāi)始測(cè)試過(guò)程(步驟5 。起初，設(shè)備管理器34假定沒(méi)有無(wú)線設(shè)備能夠到達(dá)網(wǎng)關(guān)16 (步驟54)。接著，設(shè)備管理器34訪問(wèn)具有鄰居的設(shè)備的列表(不包括設(shè)備X)。對(duì)于具有鄰居的設(shè)備的列表中的每個(gè)設(shè)備A(步驟 56)，設(shè)備管理器34確定設(shè)備A是否以網(wǎng)關(guān)作為鄰居(步驟58)。如果答案是肯定的，則設(shè)備管理器34將設(shè)備A添加至能夠到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表 (步驟60)。設(shè)備管理器34還將設(shè)備A從無(wú)法到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表中移除(步驟62)。 接著，設(shè)備管理器34前進(jìn)至列表中的下一設(shè)備A (步驟64)。備選地，如果在步驟58，設(shè)備 A不以網(wǎng)關(guān)為鄰居，則設(shè)備管理器34前進(jìn)至下一設(shè)備A(步驟64)。接著，設(shè)備管理器34前進(jìn)至測(cè)試無(wú)法到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表中的每個(gè)設(shè)備B (步驟66)。設(shè)備管理器34確定設(shè)備B是否具有處于能夠到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表中的鄰居(步驟68)。如果設(shè)備B具有處于能夠到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表中的鄰居，則將設(shè)備B添加至能夠到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表(步驟70)，并且將設(shè)備B從無(wú)法到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表中移除(步驟 72)。接著，設(shè)備管理器34從步驟72前進(jìn)至測(cè)試下一設(shè)備B (步驟74)。如果步驟68的詢問(wèn)的答案是否定的(即，設(shè)備B不具有處于能夠到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表中的鄰居)，則設(shè)備管理器前進(jìn)至下一設(shè)備B (步驟74)。如果存在另一個(gè)要測(cè)試的設(shè)備B，則設(shè)備管理器34返回至步驟66并重復(fù)上述步驟。繼續(xù)該過(guò)程，直到測(cè)試完最后一個(gè)設(shè)備B。此時(shí)，設(shè)備管理器34確定無(wú)法到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表是否為空(步驟76)。如果答案是肯定的，則將設(shè)備X識(shí)別為不是節(jié)制點(diǎn)(步驟 78)，并且測(cè)試結(jié)束(步驟80)。另一方面，如果無(wú)法到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表不為空，則設(shè)備管理器34確定是否在最近一次迭代中將設(shè)備從無(wú)法到達(dá)網(wǎng)關(guān)的設(shè)備的列表中移除(步驟82)。如果答案是肯定的，則設(shè)備管理器34返回至步驟66。如果答案是否定的，則將設(shè)備X識(shí)別為節(jié)制點(diǎn)(步驟 84)。此時(shí)，過(guò)程結(jié)束(步驟80)。針對(duì)被識(shí)別為在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)16中具有鄰居的每個(gè)設(shè)備X， 重復(fù)圖2所示的過(guò)程。當(dāng)使用圖2的方法測(cè)試完所有設(shè)備時(shí)，設(shè)備管理器34具有被識(shí)別為節(jié)制點(diǎn)的設(shè)備的完整列表。圖2所示的方法具有以下優(yōu)勢(shì)僅使用鄰居信息來(lái)進(jìn)行節(jié)制點(diǎn)識(shí)別。該方法可以單獨(dú)使用，或與所描述的其他方法中的任一方法結(jié)合使用。盡管參照示例實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以進(jìn)行各種改變并且用等效物替換其元素。此外，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下進(jìn)行多種修改，以使特定情形或材料適于本發(fā)明的教導(dǎo)。因此，本意上，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的特定實(shí)施例，相反本發(fā)明將包括落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，包括 網(wǎng)關(guān)；多個(gè)無(wú)線設(shè)備，其中，每個(gè)無(wú)線設(shè)備向網(wǎng)關(guān)提供無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和電池狀況； 網(wǎng)絡(luò)管理器，用于調(diào)度無(wú)線設(shè)備和網(wǎng)關(guān)之間的通信，并基于由無(wú)線設(shè)備提供的無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)定義網(wǎng)關(guān)和無(wú)線設(shè)備之間的通信路徑；以及設(shè)備管理器，用于基于無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)提供節(jié)制點(diǎn)警報(bào)，所述節(jié)制點(diǎn)警報(bào)指示網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在節(jié)制點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中，所述設(shè)備管理器基于電池狀況數(shù)據(jù)以及與所述電池狀況數(shù)據(jù)的源相關(guān)聯(lián)的實(shí)際或潛在的節(jié)制點(diǎn)，提供優(yōu)先化的電池電量低的警報(bào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中，所述無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括以下至少一項(xiàng)鄰居的標(biāo)識(shí)、來(lái)自鄰居的接收信號(hào)強(qiáng)度、與鄰居的成功通信的百分率、至每個(gè)無(wú)線設(shè)備的父親的數(shù)目、至每個(gè)無(wú)線設(shè)備的孩子的數(shù)目、父親孩子比、父親鄰居比、以及孩子鄰居比。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中，所述設(shè)備管理器基于網(wǎng)關(guān)的無(wú)線電范圍內(nèi)的無(wú)線設(shè)備的數(shù)目來(lái)執(zhí)行節(jié)制點(diǎn)分析。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中，所述設(shè)備管理器基于網(wǎng)關(guān)的無(wú)線電范圍內(nèi)的無(wú)線設(shè)備占網(wǎng)絡(luò)中所有無(wú)線設(shè)備的百分率，執(zhí)行節(jié)制點(diǎn)分析。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中，所述設(shè)備管理器基于每個(gè)無(wú)線設(shè)備的鄰居，執(zhí)行節(jié)制點(diǎn)分析。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中，所述節(jié)制點(diǎn)分析包括評(píng)估一個(gè)無(wú)線設(shè)備的鄰居的數(shù)目相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)無(wú)線設(shè)備的鄰居的均值的標(biāo)準(zhǔn)差。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中，所述設(shè)備管理器基于父親孩子比，執(zhí)行節(jié)制點(diǎn)分析。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中，所述節(jié)制點(diǎn)分析包括評(píng)估一個(gè)無(wú)線設(shè)備的父親孩子比相對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的父親孩子比的均值的統(tǒng)計(jì)偏差。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，其中，所述設(shè)備管理器提供視覺(jué)顯示，所述視覺(jué)顯示包括作為節(jié)制點(diǎn)的特定無(wú)線設(shè)備的視覺(jué)表示。
11.一種方法，包括從無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線設(shè)備收集無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；基于無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，確定無(wú)線設(shè)備的通信路徑、父親孩子關(guān)系和通信時(shí)隙； 基于無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，識(shí)別無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)制點(diǎn)；以及產(chǎn)生指示存在節(jié)制點(diǎn)的警報(bào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括 從無(wú)線設(shè)備接收電池狀況數(shù)據(jù)；以及如果電池電量低的無(wú)線設(shè)備是節(jié)制點(diǎn)，則產(chǎn)生優(yōu)先化的電池電量低的警報(bào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括 從無(wú)線設(shè)備接收電池狀況數(shù)據(jù)；以及如果電池電量低的無(wú)線設(shè)備的失效將引起節(jié)制點(diǎn)的出現(xiàn)，則產(chǎn)生優(yōu)先化的電池電量低的警報(bào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括以下至少一項(xiàng)鄰居的標(biāo)識(shí)、來(lái)自鄰居的接收信號(hào)強(qiáng)度、與鄰居的成功通信的百分率、至每個(gè)無(wú)線設(shè)備的父親的數(shù)目、至每個(gè)無(wú)線設(shè)備的孩子的數(shù)目、父親孩子比、父親鄰居比、以及孩子鄰居比。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，識(shí)別節(jié)制點(diǎn)包括基于網(wǎng)關(guān)的無(wú)線電范圍內(nèi)的無(wú)線設(shè)備的數(shù)目，執(zhí)行節(jié)制點(diǎn)分析。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，識(shí)別節(jié)制點(diǎn)包括基于每個(gè)無(wú)線設(shè)備的鄰居， 執(zhí)行節(jié)制點(diǎn)分析。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，識(shí)別節(jié)制點(diǎn)包括基于父親孩子比、父親鄰居比和孩子鄰居比中的至少一項(xiàng)，執(zhí)行節(jié)制點(diǎn)分析。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括提供視覺(jué)顯示，所述視覺(jué)顯示包括作為節(jié)制點(diǎn)的特定無(wú)線設(shè)備的視覺(jué)表示。
19.一種方法，包括從無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線設(shè)備收集無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；基于無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，確定無(wú)線設(shè)備的通信路徑、父親孩子關(guān)系和通信時(shí)隙；從無(wú)線設(shè)備接收電池狀況數(shù)據(jù)；以及基于電池狀況數(shù)據(jù)和無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，產(chǎn)生電池電量低的警報(bào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，如果具有電池電量低的狀況的無(wú)線設(shè)備是節(jié)制點(diǎn)，或者無(wú)線設(shè)備的失效將使無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的另一個(gè)無(wú)線設(shè)備變?yōu)楣?jié)制點(diǎn)，則產(chǎn)生優(yōu)先化的電池電量低的警報(bào)。
全文摘要
一種無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，包括以多跳網(wǎng)狀拓?fù)浣M織的多個(gè)無(wú)線設(shè)備和網(wǎng)關(guān)。每個(gè)無(wú)線設(shè)備維護(hù)并向網(wǎng)關(guān)報(bào)告無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，還報(bào)告其電源的電池狀況。設(shè)備管理器與網(wǎng)關(guān)通信，并基于無(wú)線電統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)提供指示網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在節(jié)制點(diǎn)的警報(bào)。當(dāng)設(shè)備報(bào)告電池電量低的狀況時(shí)，設(shè)備管理器確定該設(shè)備的損耗是否是節(jié)制點(diǎn)或者是否將引起節(jié)制點(diǎn)，并提供基于節(jié)制點(diǎn)分析而優(yōu)先化的電池電量低的警報(bào)。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102165811SQ200980137945
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者丹尼爾·克利福德·卡爾森, 伊恩·彼得·夏普, 凱文·安德魯·肖, 彼得·霍奇森, 約瑟夫·奇特拉諾, 馬克·理查德·艾維森 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾-羅斯蒙德系統(tǒng)公司