基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線(xiàn)協(xié)議的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)包括控制單元，所述控制單元包括無(wú)線(xiàn)收發(fā)器和用來(lái)實(shí)施無(wú)線(xiàn)多跳通信協(xié)議的控制軟件。提供電池供電監(jiān)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)，以用于監(jiān)控報(bào)警條件。每個(gè)監(jiān)控設(shè)備包括用來(lái)實(shí)施與下列一項(xiàng)的無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的軟件：控制單元和多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的至少一個(gè)其它子部件；或者，多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的至少兩個(gè)其它部件，其中，選定的設(shè)備與至少一個(gè)子設(shè)備和至少一個(gè)父設(shè)備進(jìn)行通信。無(wú)線(xiàn)多跳通信協(xié)議包括在監(jiān)控設(shè)備被時(shí)間同步情況下的時(shí)分多址通信協(xié)議，并且控制單元和監(jiān)控設(shè)備適于遵照IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線(xiàn)協(xié)議的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)系統(tǒng)
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0001]不適用。
聯(lián)邦政府贊助的研究或開(kāi)發(fā)
[0002]不適用。
微縮膠片/版權(quán)參考
[0003]不適用。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0004]本申請(qǐng)涉及火災(zāi)監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)，并更特別地，涉及其中設(shè)備與系統(tǒng)控制單元(諸如火災(zāi)報(bào)警面板)無(wú)線(xiàn)通信的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0005]已知有多種類(lèi)型的監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)。在許多這樣的系統(tǒng)中，諸如火災(zāi)、煙霧或氣體探測(cè)器之類(lèi)的模塊通過(guò)有線(xiàn)介質(zhì)、電纜耦合到例如控制單元或火災(zāi)報(bào)警面板。該系統(tǒng)總反映出與有線(xiàn)介質(zhì)相關(guān)聯(lián)的安裝、運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)成本。
[0006]監(jiān)控和火災(zāi)探測(cè)系統(tǒng)的示例在Tice的題目為“Multiple Sensor Apparatus andMethod” 的美國(guó)專(zhuān)利 N0.5, 483, 222 號(hào)和 Tice 等人的題目為 “Circuitry for ElectricalDevice in Mult1-Device Communications System” 的美國(guó)專(zhuān)利 N0.6，163，263 號(hào)中找到,這些專(zhuān)利被轉(zhuǎn)讓給此處的受讓人。
[0007]存在著降低安裝和維護(hù)這種系統(tǒng)的成本的持續(xù)需求。由于例如重建或擴(kuò)展監(jiān)控區(qū)域，也存在著能夠方便地且有效利用成本地修改這種系統(tǒng)的配置的持續(xù)需求。
[0008]響應(yīng)這些需求，通過(guò)基于電池操作設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)火災(zāi)系統(tǒng)，已經(jīng)降低了勞動(dòng)成本和安裝涉及的時(shí)間。這些無(wú)線(xiàn)火災(zāi)系統(tǒng)是基于低數(shù)據(jù)速率協(xié)議的，所述協(xié)議受帶寬限制，導(dǎo)致降低的容量和增加的探測(cè)和激活時(shí)延。這些無(wú)線(xiàn)火災(zāi)系統(tǒng)不能支持在同一網(wǎng)絡(luò)上支持語(yǔ)音疏散所需的附加通信。使用標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線(xiàn)協(xié)議無(wú)線(xiàn)電可以有助于降低無(wú)線(xiàn)火災(zāi)設(shè)備的成本。然而，大多數(shù)基于標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議使用CSMA / CA信道接入?yún)f(xié)議，其不能提供在高容量，高數(shù)據(jù)生成網(wǎng)絡(luò)中的確定性的性能。這些協(xié)議對(duì)于電池供電設(shè)備效率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)使用時(shí)分多址網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，該通信協(xié)議運(yùn)行在基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)高數(shù)據(jù)速率協(xié)議的無(wú)線(xiàn)設(shè)備的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中。
[0010]概括地，公開(kāi)了一種無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，包括控制單元，其包括無(wú)線(xiàn)收發(fā)器和用來(lái)實(shí)施無(wú)線(xiàn)多跳通信協(xié)議的控制軟件。提供用于監(jiān)控報(bào)警條件的電池供電監(jiān)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)監(jiān)控設(shè)備包括用來(lái)實(shí)施與下列一項(xiàng)的無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的軟件:控制單元和多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的至少一個(gè)其它子部件；或者，多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的至少兩個(gè)其它部件，其中，選定的設(shè)備與至少一個(gè)子設(shè)備和至少一個(gè)父設(shè)備通信。無(wú)線(xiàn)多跳通信協(xié)議包括在監(jiān)控設(shè)備被時(shí)間同步的情況下的時(shí)分多址通信協(xié)議，并且控制單元和監(jiān)控設(shè)備適于遵照IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信。
[0011]一個(gè)特征是，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議在監(jiān)控設(shè)備的MAC層級(jí)，或監(jiān)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層級(jí)，或監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用層級(jí)處實(shí)施。通過(guò)使用本領(lǐng)域中公知的方法之一，將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的時(shí)鐘與主設(shè)備的時(shí)鐘同步到期望的精確度。這些方法的任何一個(gè)可以通過(guò)使用健康的消息或其序列來(lái)實(shí)施。節(jié)點(diǎn)在剛發(fā)現(xiàn)后就被同步，并且稍后在取決于最壞情況的間隔處，時(shí)鐘漂移。
[0012]另一個(gè)特征是，控制單元包括用于對(duì)監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行時(shí)間同步的主時(shí)鐘。監(jiān)控設(shè)備可以交換健康的消息，以便彼此進(jìn)行同步，并且與控制單元同步。每個(gè)監(jiān)控設(shè)備可以發(fā)送健康消息到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中其前一級(jí)的監(jiān)控設(shè)備。每個(gè)監(jiān)控設(shè)備可以發(fā)送時(shí)間同步消息到網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中它的下一級(jí)監(jiān)控設(shè)備。
[0013]又一個(gè)特征是，監(jiān)控設(shè)備被配置為在時(shí)隙基礎(chǔ)上通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)射請(qǐng)求和響應(yīng)到控制單元和網(wǎng)絡(luò)中的其它監(jiān)控設(shè)備。
[0014]又另一個(gè)特征是，監(jiān)控設(shè)備在選定的時(shí)隙期間在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)變?yōu)榛顒?dòng)以接收傳入的數(shù)據(jù)，并且當(dāng)不在時(shí)間間隔內(nèi)時(shí)，返回到不活動(dòng)狀態(tài)。
[0015]通過(guò)閱讀包括所附權(quán)利要求和附圖的整個(gè)說(shuō)明書(shū)，其它的特征和優(yōu)點(diǎn)將是顯而易見(jiàn)的。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1A是無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的框圖；
[0017]圖1B是可與圖1A中的系統(tǒng)一起使用的輸入設(shè)備的框圖；
[0018]圖1C是可與圖1A中的系統(tǒng)一起使用的輸出設(shè)備的框圖；
[0019]圖2是圖1A中的系統(tǒng)的視圖，圖示了示例性的通信鏈路；
[0020]圖3是與圖2類(lèi)似的視圖，圖示了替換的示例性的通信鏈路；
[0021]圖4圖示了 MAC層網(wǎng)絡(luò)和時(shí)分多址(TDMA)協(xié)議的通信棧實(shí)施方式；
圖5是圖示了網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和TDMA協(xié)議的通信棧實(shí)施方式；
[0023]圖6是圖示了應(yīng)用層網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和TDMA協(xié)議的通信棧實(shí)施方式；
[0024]圖7是圖2中的系統(tǒng)的視圖，圖示了時(shí)間同步和健康消息；
[0025]圖8是圖示了示例性TDMA通信巾貞的示意圖；
[0026]圖9是無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的更詳細(xì)的視圖，圖示了示例性的通信鏈路；以及
[0027]圖10是圖1中的系統(tǒng)的視圖，圖示了示例性的通信鏈路。
【具體實(shí)施方式】
[0028]無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)并入了多跳時(shí)分多址(TDMA)通信協(xié)議。此處公開(kāi)的監(jiān)控系統(tǒng)使用TDMA網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，該協(xié)議運(yùn)行在基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)高數(shù)據(jù)速率協(xié)議的無(wú)線(xiàn)設(shè)備的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上。無(wú)線(xiàn)設(shè)備可以使用(例如)IEEE802.1l等進(jìn)行通信。此處描述的IEEE802.11通信參考了遵照“IEEE Std.802.11-2007”的所需特征的通信。網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備是時(shí)間同步的以實(shí)現(xiàn)確定性的性能，并且以調(diào)度通信來(lái)減少功耗。根據(jù)接入無(wú)線(xiàn)堆棧層的實(shí)施方式和可用性，基于標(biāo)準(zhǔn)的TDMA網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備可以在7層OSI參考模型中的MAC層級(jí)處、網(wǎng)絡(luò)層級(jí)處、或應(yīng)用層級(jí)處實(shí)施。[0029]圖1圖示了示例性火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)10。系統(tǒng)10包括火災(zāi)報(bào)警控制面板，或控制單元12、多個(gè)輸入設(shè)備16和多個(gè)輸出設(shè)備20。系統(tǒng)10可以被安裝在區(qū)域R中，以提供本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的監(jiān)控和報(bào)警指示功能。
[0030]控制單元12可以用一個(gè)或多個(gè)可編程處理器12a、接口電路12b、收發(fā)器和相關(guān)聯(lián)的一根或多根天線(xiàn)12c以及控制軟件12d來(lái)實(shí)施?？刂栖浖?2d可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中并且由處理器12a執(zhí)行以實(shí)施上述提及的通信協(xié)議。
[0031]多個(gè)輸入設(shè)備16中的多個(gè)部件中的每個(gè)部件可以包括(不限于)火災(zāi)、煙霧或氣體探測(cè)器16a,拉線(xiàn)開(kāi)關(guān)16b和水流開(kāi)關(guān)16c。多個(gè)輸入設(shè)備16的多個(gè)部件均通過(guò)預(yù)定的時(shí)隙直接或間接地與控制單元12進(jìn)行雙向無(wú)線(xiàn)通信。
[0032]多個(gè)輸出設(shè)備20中的多個(gè)部件中的每個(gè)部件可以包括(不限于)諸如警鈴，報(bào)警喇叭20a的可聽(tīng)設(shè)備、諸如頻閃觀(guān)測(cè)器20b的視覺(jué)輸出設(shè)備、諸如揚(yáng)聲器20c的語(yǔ)言型音頻輸出設(shè)備。多個(gè)輸出設(shè)備20中的多個(gè)部件均通過(guò)預(yù)定的時(shí)隙直接或間接地與控制單元12進(jìn)行雙向無(wú)線(xiàn)通信。
[0033]圖1B示出了無(wú)線(xiàn)輸入設(shè)備16i的典型框圖。設(shè)備16i具有外殼30。外殼30裝載有環(huán)境狀況傳感器32，諸如(都不限于):煙霧傳感器、氣體傳感器、熱傳感器、火災(zāi)傳感器、拉式火警箱、流量傳感器等。該設(shè)備還可以實(shí)施多個(gè)環(huán)境傳感器。環(huán)境輸入設(shè)備32將狀況指示輸出信號(hào)耦合到控制電路34?？刂齐娐?4可以用一個(gè)或多個(gè)可編程處理器34a和相關(guān)聯(lián)的控制軟件34b來(lái)實(shí)施，所述控制軟件34b可以被記錄在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。
[0034]將控制電路34耦合到RF收發(fā)器36，并且與其它模塊和/或控制單元12進(jìn)行雙向通信?？捎秒姵貙?shí)施和/或來(lái)自外部源的電源38為所述設(shè)備供能。
[0035]圖1C圖示了輸出設(shè)備20i的典型框圖。設(shè)備20i具有外殼40，外殼40裝載有輸出換能器42。輸出換能器42可以用諸如喇叭、鈴鐺或音響之類(lèi)的非語(yǔ)言音頻設(shè)備來(lái)實(shí)施?？商鎿Q地，換能器42可以用用于視覺(jué)輸出的頻閃觀(guān)測(cè)器來(lái)實(shí)施，或用提供語(yǔ)言輸出的揚(yáng)聲器來(lái)實(shí)施。輸出設(shè)備可以包括多個(gè)視聽(tīng)指示元件，諸如:頻閃觀(guān)測(cè)器、揚(yáng)聲器、鈴鐺、音響等?；旌显O(shè)備可以具有一個(gè)或多個(gè)傳感器以及一個(gè)或多個(gè)視聽(tīng)指示元件。
[0036]設(shè)備20i還可以包括控制電路44，其可以根據(jù)需要為輸出換能器42供能?？刂齐娐?2可以用一個(gè)或多個(gè)可編程處理器44a和相關(guān)聯(lián)的控制軟件44b來(lái)實(shí)施，所述控制軟件44b可以被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上。
[0037]設(shè)備20i還可以包括耦合到控制電路44的RF收發(fā)器46。可以耦合到電池和/或電能的外部源以驅(qū)動(dòng)換能器42的電源48還可以耦合到設(shè)備20i的其它電子組件。
[0038]如本文所述，系統(tǒng)10被配置為使得輸入設(shè)備16和輸出設(shè)備20在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)配置中彼此進(jìn)行通信，并且與控制單元12進(jìn)行通信，其中，每個(gè)這樣的設(shè)備都用作彼此間對(duì)話(huà)以在大區(qū)域上分享網(wǎng)絡(luò)連接的節(jié)點(diǎn)。
[0039]圖2是與控制單元12通信的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)設(shè)備50，51，52，53，54和55的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的不例性通信鏈路的視圖?；馂?zāi)設(shè)備50-55可以是上面討論的任何輸入設(shè)備16或輸出設(shè)備20，以及其它這樣的設(shè)備。每個(gè)都被圖示為網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。如圖所示，第一設(shè)備50直接與控制單元12進(jìn)行通信，第二設(shè)備51也一樣。第二設(shè)備轉(zhuǎn)而與第三設(shè)備52進(jìn)行通信，所述第三設(shè)備轉(zhuǎn)而與第四設(shè)備53進(jìn)行通信。第四設(shè)備53與第五設(shè)備54和第六設(shè)備55兩者都進(jìn)行通信。顯而易見(jiàn)的是，利用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，設(shè)備50-55中的任何設(shè)備可以與任何其它設(shè)備進(jìn)行直接通信，并且最終間接與控制單元12進(jìn)行通信。
[0040]在圖2的實(shí)施例中，控制單元12包括無(wú)線(xiàn)通信電路。如果控制單元12不包括無(wú)線(xiàn)通信，則系統(tǒng)10被修改為包括將控制單元12連接到火災(zāi)設(shè)備50-55的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)56，如圖3所示。
[0041]在每個(gè)輸入設(shè)備16和20或者網(wǎng)關(guān)56 (見(jiàn)圖3)中的控制單元12使用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)高數(shù)據(jù)速率協(xié)議進(jìn)行通信。圖4、5和6圖示了用于實(shí)施這個(gè)協(xié)議的不同設(shè)備通信棧架構(gòu)。這圖示了在常規(guī)的方式中在抽象層方面的通信系統(tǒng)的功能，其中，類(lèi)似的通信功能被分組到邏輯層中。一層的實(shí)例為它的上一層實(shí)例提供服務(wù)，同時(shí)接收來(lái)自該層下方的服務(wù)。每個(gè)服務(wù)包括提供基礎(chǔ)通信功能的物理層。每個(gè)服務(wù)包括形式為媒體存取控制(MAC)層的數(shù)據(jù)鏈路層。余下的層取決于所使用的特定協(xié)議，但是包括在TDMA層上面的最上面應(yīng)用層，所述TDMA層實(shí)施用于為T(mén)DMA路由控制時(shí)隙實(shí)施方式的算法。
[0042]圖4圖示了在MAC層級(jí)為網(wǎng)狀路由提供時(shí)間同步的實(shí)施方式。在更低的堆棧級(jí)處使用網(wǎng)狀路由在路由節(jié)點(diǎn)處提供了更低的開(kāi)銷(xiāo)和更低的處理延遲。
[0043]然后，在MAC層中沒(méi)有網(wǎng)狀功能的實(shí)施方式中，堆棧的IP層或網(wǎng)絡(luò)層可以實(shí)施TDMA和網(wǎng)狀路由，如圖5所示。最后，在IP或網(wǎng)絡(luò)層不支持TCP路由的網(wǎng)絡(luò)可以使用任何網(wǎng)絡(luò)，并且在應(yīng)用層實(shí)施TDMA和網(wǎng)狀路由功能，如圖6所示。因此，標(biāo)準(zhǔn)或公知的網(wǎng)狀路由實(shí)施方式或者諸如801.1lS之類(lèi)的任何即將推出的基于標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施方式可以用于網(wǎng)狀路由。
[0044]在示例性系統(tǒng)中，網(wǎng)關(guān)56或控制單元12運(yùn)行針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的主時(shí)鐘。所有的設(shè)備50-55使用諸如溫度控制的晶體振蕩器之類(lèi)的精確的和優(yōu)選的溫度控制的時(shí)鐘源，以減少時(shí)鐘漂移量。如圖7所示，設(shè)備50-55交換周期性的健康消息，以便彼此進(jìn)行同步，并且與主時(shí)鐘源進(jìn)行同步。在網(wǎng)絡(luò)上的精確同步可以通過(guò)使用頻繁的健康消息交換，從而在網(wǎng)絡(luò)上可以支持語(yǔ)音疏散和視聽(tīng)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的時(shí)鐘將通過(guò)使用本領(lǐng)域的公知方法之一來(lái)與主設(shè)備的時(shí)鐘同步到期望的精確度。這些方法的任何一個(gè)可以通過(guò)使用健康消息或其序列來(lái)實(shí)施。節(jié)點(diǎn)在剛發(fā)現(xiàn)后就被同步，并且稍后在取決于最壞情況的間隔處，時(shí)鐘漂移。
[0045]如圖7所示，每個(gè)設(shè)備50-55在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上發(fā)送健康消息，使得消息最終在控制單元12處被接收。時(shí)間同步消息源自控制單元12，并在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上被傳送到每個(gè)設(shè)備50-55。如對(duì)于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)常規(guī)的是，接收連續(xù)的時(shí)間同步消息的故障導(dǎo)致尋找用于后續(xù)通信的替換的路由節(jié)點(diǎn)。接收連續(xù)的健康消息的故障導(dǎo)致聲明節(jié)點(diǎn)/鏈路故障。這兩種故障導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)重組，以便保持通信鏈路的完整和穩(wěn)健。
[0046]圖8圖示了用于實(shí)施TDMA網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的通信超級(jí)幀60。超級(jí)幀60包括請(qǐng)求階段62，流階段64，響應(yīng)階段66和流階段68。請(qǐng)求階段62和響應(yīng)階段中的每個(gè)包括η個(gè)時(shí)隙。時(shí)隙的數(shù)量取決于系統(tǒng)中可用節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。請(qǐng)求階段用于級(jí)聯(lián)從系統(tǒng)10中的最遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)到控制單元12的消息。響應(yīng)階段用于級(jí)聯(lián)從控制單元12輸出到設(shè)備50-55的消
肩、O
[0047]超級(jí)幀為時(shí)間關(guān)鍵且高數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用提供支持。如在所參考的公布的申請(qǐng)中所公開(kāi)的，系統(tǒng)10通過(guò)使用請(qǐng)求階段和響應(yīng)階段來(lái)為時(shí)延敏感應(yīng)用(諸如:火災(zāi)網(wǎng)絡(luò))使用專(zhuān)用的級(jí)聯(lián)時(shí)隙。請(qǐng)求階段62和響應(yīng)階段66之間的間隙包括流階段64和68，其利用更長(zhǎng)的時(shí)隙，以用于高帶寬應(yīng)用。流時(shí)隙可以是取決于路徑的，并以ad hoc方式被確定。時(shí)隙還可以基于流通信的來(lái)源點(diǎn)和端點(diǎn)而被預(yù)先確定。例如，流階段64和68可以用于額外的需要流音頻或視頻的應(yīng)用。在請(qǐng)求階段62和響應(yīng)階段66中發(fā)送時(shí)間關(guān)鍵的安全應(yīng)用數(shù)據(jù)。
[0048]電池壽命管理通過(guò)當(dāng)設(shè)備不希望與它們的前一級(jí)或后一級(jí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)使設(shè)備休眠來(lái)提供。每個(gè)節(jié)點(diǎn)總是針對(duì)時(shí)延敏感應(yīng)用的級(jí)聯(lián)時(shí)隙而醒來(lái)。節(jié)點(diǎn)在開(kāi)始醒來(lái)之前接到高帶寬數(shù)據(jù)流的通知，使得它們可以在更長(zhǎng)的時(shí)隙期間保持蘇醒。當(dāng)流結(jié)束時(shí)，節(jié)點(diǎn)返回到省電模式，其中，它們僅在時(shí)延敏感應(yīng)用的級(jí)聯(lián)時(shí)隙中醒來(lái)?？刂茊卧?2可以是或者可以不是高數(shù)據(jù)速率流的一部分，所述高數(shù)據(jù)速率流允許形成最優(yōu)路徑來(lái)改善通信所需的網(wǎng)絡(luò)通過(guò)量。
[0049]通過(guò)所建立的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備同時(shí)或者區(qū)域式進(jìn)入發(fā)現(xiàn)模式，發(fā)現(xiàn)是可能的，在發(fā)現(xiàn)模式下剩余節(jié)點(diǎn)等待適當(dāng)?shù)臅r(shí)間以便新節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)。發(fā)現(xiàn)模式可以周期性地或通過(guò)操作員指令而被調(diào)用。
[0050]圖9圖示了用于示例性的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)10的通信的更詳細(xì)的示例，所述無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)10包括流類(lèi)型設(shè)備。所述系統(tǒng)包括如上面討論的基礎(chǔ)火災(zāi)探測(cè)設(shè)備70-73以及揚(yáng)聲器74和76。支持諸如視頻攝像機(jī)78和80，HVAC控制器82和恒溫器84之類(lèi)的額外的應(yīng)用。所有這些設(shè)備在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行連接，所述網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)提供如期望的通信路徑。諸如語(yǔ)音疏散，視頻監(jiān)控和HVAC系統(tǒng)之類(lèi)的應(yīng)用是網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的一部分，并且可以利用流階段64和68，見(jiàn)圖8，如上所述。
[0051]因此，如本文所公開(kāi)的，火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)在基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)高數(shù)據(jù)速率協(xié)議的無(wú)線(xiàn)設(shè)備的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)上使用TDMA網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。TDMA網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信提供時(shí)間同步以實(shí)現(xiàn)確定性的性能，并且以調(diào)度通信以減少功耗?；陂_(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)高數(shù)據(jù)速率協(xié)議的無(wú)線(xiàn)設(shè)備的使用根據(jù)接入無(wú)線(xiàn)堆棧層的實(shí)施方式和可用性，允許通過(guò)在MAC層級(jí)、網(wǎng)絡(luò)層級(jí)或應(yīng)用層級(jí)處使用基于標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通信的無(wú)線(xiàn)設(shè)備來(lái)實(shí)施該系統(tǒng)。
[0052]本文公開(kāi)的無(wú)線(xiàn)環(huán)境監(jiān)控和/或報(bào)警系統(tǒng)并入了多跳的時(shí)分多址(TDMA)通信協(xié)議。每個(gè)模塊或設(shè)備(節(jié)點(diǎn))可以在子節(jié)點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)范圍中與兩個(gè)臨近節(jié)點(diǎn)具有父子關(guān)系。將兩個(gè)父節(jié)點(diǎn)與每個(gè)子節(jié)點(diǎn)相關(guān)聯(lián)提供了通信中的冗余。這一般如下面討論的圖10所示。一些標(biāo)準(zhǔn)可能不允許同時(shí)將分組發(fā)射給兩個(gè)父節(jié)點(diǎn)。在這樣的情況下，子分組將分別被發(fā)射給兩個(gè)父節(jié)點(diǎn)。諸如802.11的ad hoc模式之類(lèi)的不同的模式可以用于實(shí)施來(lái)自每個(gè)設(shè)備的雙連通性。
[0053]級(jí)聯(lián)波通信協(xié)議以數(shù)據(jù)匯總原理工作。由第一傳感器發(fā)射的分組僅具有它自己的數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)诙鞲衅鹘邮盏皆摲纸M時(shí)，將它的數(shù)據(jù)附加到分組并發(fā)射給第三傳感器。當(dāng)分組達(dá)到火災(zāi)控制單元時(shí)，其裝載有序列中所有傳感器的數(shù)據(jù)。
[0054]例如，示例性的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)系統(tǒng)可以包括100個(gè)設(shè)備。然后，相應(yīng)的分組的大小可以是適當(dāng)?shù)囊詤R總所有100個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)。每個(gè)時(shí)隙足夠長(zhǎng)以容納最大大小的分組及其確認(rèn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解設(shè)備的示例性數(shù)量、分組的大小或時(shí)隙的長(zhǎng)度都不是本發(fā)明的限制。
[0055]為了能夠進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)匯總而不增加消息時(shí)延，子節(jié)點(diǎn)在父節(jié)點(diǎn)之前被分配Tx時(shí)隙。因此，在父節(jié)點(diǎn)的Tx時(shí)隙期間子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)在父節(jié)點(diǎn)處總是可用的，并且父節(jié)點(diǎn)可以匯總它自己的數(shù)據(jù)以及從它的子節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)，并在單個(gè)分組中將數(shù)據(jù)一起發(fā)射。節(jié)點(diǎn)可以具有多個(gè)子節(jié)點(diǎn)。所有子節(jié)點(diǎn)的Tx時(shí)隙發(fā)生在父節(jié)點(diǎn)之前。父節(jié)點(diǎn)的分組包含從匯總了其自己的數(shù)據(jù)的所有其子節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)或報(bào)警。
[0056]由于匯總，4個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)到火災(zāi)面板12的發(fā)射僅需要4個(gè)時(shí)隙。在100個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的情況下，它花費(fèi)100個(gè)時(shí)隙以便所有節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)到達(dá)面板12。使用同樣的協(xié)議，火災(zāi)面板12還可以發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡(luò)中的所有100個(gè)節(jié)點(diǎn)，該數(shù)據(jù)在100個(gè)時(shí)隙內(nèi)到達(dá)所有的設(shè)備。對(duì)于從火災(zāi)面板12到設(shè)備的通信，節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙分配是相反的。
[0057]在公開(kāi)的實(shí)施例中，總的幀時(shí)間對(duì)應(yīng)于示例性的兩個(gè)第二間隔。在這個(gè)時(shí)間間隔期間，數(shù)據(jù)可以從最遠(yuǎn)級(jí)的設(shè)備橫越到面板12，并且從面板12返回到最遠(yuǎn)級(jí)的設(shè)備。因此示例性的從設(shè)備到面板12以及從面板返回到設(shè)備的往返端到端的時(shí)延將是大約2秒。在數(shù)據(jù)在每一級(jí)處橫越時(shí)，匯總數(shù)據(jù)并且將匯總的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到下一級(jí)。
[0058]在請(qǐng)求階段62期間，信息從設(shè)備(諸如16a_l)橫越到面板12。將用于發(fā)送例如報(bào)警/數(shù)據(jù)/狀態(tài)消息的時(shí)隙分配給每個(gè)設(shè)備。每個(gè)模塊或設(shè)備可以報(bào)告它的狀態(tài)。探測(cè)器或輸入設(shè)備可以報(bào)告報(bào)警、數(shù)據(jù)和其它事件消息。
[0059]請(qǐng)求階段可以被劃分成預(yù)定的數(shù)量(例如100)的時(shí)隙，以便以I到100的順序容納每個(gè)設(shè)備的請(qǐng)求Tx時(shí)隙。在這個(gè)階段中，在相應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙內(nèi)，每個(gè)父節(jié)點(diǎn)將接收來(lái)自它的子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并且將子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)和它自己的數(shù)據(jù)匯總，并接著在它的請(qǐng)求Tx時(shí)隙內(nèi)，發(fā)射到它的父節(jié)點(diǎn)。這個(gè)可以從圖10中示出的示例網(wǎng)絡(luò)來(lái)理解。在這個(gè)示例中，具有時(shí)隙93和91的設(shè)備可以同時(shí)接收來(lái)自具有時(shí)隙90的子節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。然后，具有時(shí)隙93,91的每個(gè)設(shè)備可以將子節(jié)點(diǎn)的和它自己的數(shù)據(jù)匯總，并發(fā)送該合成數(shù)據(jù)到其相應(yīng)的父節(jié)點(diǎn)。具有時(shí)隙94的父設(shè)備接收來(lái)自93和91的數(shù)據(jù)并發(fā)送到其父節(jié)點(diǎn)95和96等，直到它到達(dá)火災(zāi)面板12。
[0060]在響應(yīng)階段66期間，來(lái)自面板12的消息到達(dá)諸如16b_l之類(lèi)的設(shè)備。在響應(yīng)階段的時(shí)隙分配是在請(qǐng)求階段的時(shí)隙分配的鏡像。在請(qǐng)求階段中，面板12具有最后的時(shí)隙，而在響應(yīng)階段中，面板12具有最先的時(shí)隙?；馂?zāi)面板節(jié)點(diǎn)在它的請(qǐng)求Tx時(shí)隙期間節(jié)點(diǎn)發(fā)射時(shí)鐘信標(biāo)，而響應(yīng)Tx時(shí)隙是用來(lái)將面板的數(shù)據(jù)發(fā)射到網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。
[0061]響應(yīng)階段可以被劃分為100個(gè)示例性的響應(yīng)階段時(shí)隙，以容納每個(gè)設(shè)備的響應(yīng)Tx時(shí)隙。在響應(yīng)階段中的時(shí)隙分配與請(qǐng)求階段的時(shí)隙分配相反。面板12得到第一個(gè)時(shí)隙，靠近面板12的節(jié)點(diǎn)得到較低編號(hào)的時(shí)隙，并且遠(yuǎn)離面板12的節(jié)點(diǎn)得到較高編號(hào)的時(shí)隙。由于這個(gè)時(shí)隙分配，建立了從面板12朝向設(shè)備的級(jí)聯(lián)數(shù)據(jù)流。通過(guò)減掉請(qǐng)求階段時(shí)隙編號(hào)來(lái)計(jì)算在響應(yīng)階段中的時(shí)隙編號(hào)，所述請(qǐng)求階段時(shí)隙編號(hào)是由GSM分配的。在這個(gè)階段中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在他的父節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)Tx時(shí)隙內(nèi)從其父節(jié)點(diǎn)接收匯總的數(shù)據(jù)，處理它自己的數(shù)據(jù)，然后在它自己的響應(yīng)Tx時(shí)隙內(nèi)，廣播所述數(shù)據(jù)到它的子節(jié)點(diǎn)。例如，具有時(shí)隙99的設(shè)備將在它的父節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)Tx時(shí)隙內(nèi)，從具有時(shí)隙100的其父節(jié)點(diǎn)(即面板12)接收匯總的數(shù)據(jù)，處理它自己的數(shù)據(jù)，并接著在它自己的響應(yīng)Tx時(shí)隙內(nèi)，廣播所述數(shù)據(jù)到它的子節(jié)點(diǎn)。子節(jié)點(diǎn)98和97接收這個(gè)數(shù)據(jù)，處理它們自己的數(shù)據(jù)，并廣播到它們的子節(jié)點(diǎn)等等，直到匯總的分組到達(dá)網(wǎng)絡(luò)的所有設(shè)備。
[0062]請(qǐng)求和響應(yīng)階段的所有時(shí)隙，優(yōu)選地但不是必須地，具有相等的持續(xù)時(shí)間。
[0063]除了長(zhǎng)分組和ACK的播送中時(shí)間，請(qǐng)求Tx時(shí)隙的持續(xù)時(shí)間具有死區(qū)時(shí)間，以用于容忍發(fā)射器和接收器的最壞情況下的時(shí)鐘漂移。為了避免由于這個(gè)漂移引起的分組丟失，考慮最壞情況下的漂移，一個(gè)或多個(gè)接收器節(jié)點(diǎn)可以在發(fā)射器可以開(kāi)始發(fā)射的時(shí)隙中的最早時(shí)間之前保持打開(kāi)。發(fā)射器在它開(kāi)始發(fā)射之前還需要等待，使得最壞漂移的接收器節(jié)點(diǎn)可以接收它的分組。在時(shí)間時(shí)隙中用于漂移容忍所需的時(shí)間取決于最壞情況下發(fā)射器和接收器可能的漂移。時(shí)隙持續(xù)時(shí)間還包括在標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議中定義的信道接入時(shí)間。例如，在802.11中，信道接入時(shí)間將是幀間間隔、回推算法和重試算法和計(jì)數(shù)的函數(shù)。時(shí)隙持續(xù)時(shí)間將包括這些參數(shù)的的最壞情況的組合造成的持續(xù)時(shí)間。
[0064]如上討論的，時(shí)隙可以從I到100進(jìn)行編號(hào)，其中，默認(rèn)地將第100時(shí)隙編號(hào)指派給火災(zāi)面板，第99號(hào)指派給接下來(lái)部署的設(shè)備，第98號(hào)指派給接下來(lái)的設(shè)備等等。隨著得到時(shí)隙編號(hào)，加入到網(wǎng)絡(luò)的新設(shè)備(除了面板12)還可以被指定用于冗余連通性的兩個(gè)父設(shè)備，可以與父設(shè)備直接通信并且在它的無(wú)線(xiàn)電范圍內(nèi)。如果要求更大的冗余，可以為每個(gè)節(jié)點(diǎn)指定多于兩個(gè)的父節(jié)點(diǎn)。父節(jié)點(diǎn)的數(shù)量和時(shí)隙的數(shù)量?jī)H僅是示例性的，并不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0065]火災(zāi)面板12可以被指定最高的時(shí)隙編號(hào)，例如，時(shí)隙編號(hào)100，接下來(lái)部署的設(shè)備將具有時(shí)隙編號(hào)99和作為100的父設(shè)備(僅僅一個(gè)可用的父設(shè)備)。第三設(shè)備將具有時(shí)隙編號(hào)98以及父設(shè)備將是99和100。第四設(shè)備將具有時(shí)隙編號(hào)97，并且基于信號(hào)強(qiáng)度等等，父設(shè)備可以是98，99，100這些設(shè)備中的任意2個(gè)。
[0066]網(wǎng)絡(luò)在每個(gè)幀60的請(qǐng)求階段期間支持長(zhǎng)度小于或等于長(zhǎng)度分組的一個(gè)分組的級(jí)聯(lián)波通信。如之前討論的，這個(gè)分組可以用于裝載針對(duì)面板的匯總的傳感器數(shù)據(jù)/狀態(tài)和報(bào)警，或它可以用于從輸入/輸出設(shè)備向火災(zāi)面板發(fā)送單獨(dú)的消息。請(qǐng)求階段Tx時(shí)隙用于發(fā)射沒(méi)有匯總的時(shí)隙分配請(qǐng)求消息。設(shè)備可以向面板發(fā)送長(zhǎng)度小于或等于長(zhǎng)分組的任何其它定制的應(yīng)用級(jí)消息。，這些分組通過(guò)使用之前討論的級(jí)聯(lián)波協(xié)議由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)播到面板。
[0067]雖然在響應(yīng)階段進(jìn)行通信，但是可以從父節(jié)點(diǎn)發(fā)送多個(gè)單播消息，以到達(dá)子節(jié)點(diǎn)。在這種配置中，在響應(yīng)階段，每個(gè)節(jié)點(diǎn)將被分配多個(gè)Tx和Rx時(shí)隙。將存在接收時(shí)隙，其將用于接收來(lái)自每個(gè)父節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并且單獨(dú)的Tx時(shí)隙將用于發(fā)送單播數(shù)據(jù)到對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)。
[0068]在替換的處理中，每個(gè)父節(jié)點(diǎn)將面板的分組作為多播分組發(fā)射到所有其子節(jié)點(diǎn)。父節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)Tx時(shí)隙用于發(fā)射數(shù)據(jù)到子節(jié)點(diǎn)。所有的子節(jié)點(diǎn)將在這個(gè)時(shí)隙內(nèi)收聽(tīng)父節(jié)點(diǎn)。如果從父節(jié)點(diǎn)接收分組失敗，節(jié)點(diǎn)選擇性地收聽(tīng)具有后面時(shí)隙的其它父節(jié)點(diǎn)。這兩種選擇之一可以基于通信和電池壽命要求來(lái)實(shí)施。
[0069]可以看出的是，端到端通信延遲(即對(duì)激活延遲的探測(cè))是網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的最大數(shù)量的函數(shù)。這是由于時(shí)隙大小是長(zhǎng)分組大小的函數(shù)，并且長(zhǎng)分組需要容納來(lái)自網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備的數(shù)據(jù)。對(duì)激活延遲的探測(cè)是由監(jiān)管機(jī)構(gòu)定義的，監(jiān)管機(jī)構(gòu)在一些國(guó)家可以是非常嚴(yán)格的?？梢砸匀缦路绞绞咕W(wǎng)絡(luò)適應(yīng)端到端延遲:所述網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)對(duì)于給定的端到端延遲自動(dòng)地定義網(wǎng)絡(luò)大小來(lái)適應(yīng)需求。
[0070]在這種情況下，告知面板節(jié)點(diǎn)總的最大網(wǎng)絡(luò)大小(容量)或網(wǎng)絡(luò)上最大的可允許端到端延遲兩者之一。在前者情況下，操作者必須人工計(jì)算容量并使用用戶(hù)接口饋送給面板。在后者情況下，面板確定幀持續(xù)時(shí)間、時(shí)隙大小和時(shí)隙的數(shù)量，其可以根據(jù)端到端延遲要求被容納在請(qǐng)求和響應(yīng)階段。等于請(qǐng)求和響應(yīng)階段時(shí)隙的數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)容量以如下方式來(lái)計(jì)算:
[0071]a)幀大小=可允許的端到端廷遲，[0072]b)請(qǐng)求階段持續(xù)時(shí)間=響應(yīng)階段持續(xù)時(shí)間=1 / 2x(幀大小-沉默階段持續(xù)時(shí)間)。
[0073]此處沉默階段持續(xù)時(shí)間對(duì)于給定的面板實(shí)施方式是常數(shù)。
[0074]c)時(shí)隙的數(shù)量=容量=請(qǐng)求階段持續(xù)時(shí)間/ (最大分組大小+時(shí)隙開(kāi)銷(xiāo))；
[0075]此處，時(shí)隙開(kāi)銷(xiāo)包括Tx時(shí)隙的所有的時(shí)間分量(諸如:漂移補(bǔ)償時(shí)間，ACK接收時(shí)間等等)和其它分組發(fā)射時(shí)間。時(shí)隙開(kāi)銷(xiāo)對(duì)于給定的實(shí)施方式是常數(shù)。
[0076]d)最大分組大小=(容量.時(shí)間.每節(jié)點(diǎn)有效負(fù)載大小)+報(bào)頭+報(bào)尾。
[0077]此處報(bào)頭和報(bào)尾大小是常數(shù)。
[0078]通過(guò)同時(shí)求解步驟c和步驟d中的等式來(lái)獲得容量。
[0079]針對(duì)計(jì)時(shí)器報(bào)時(shí)信號(hào)分辨率調(diào)整時(shí)隙持續(xù)時(shí)間，使得所有的節(jié)點(diǎn)可以基于時(shí)隙持續(xù)時(shí)間被同步以進(jìn)行操作。
[0080]網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)需要知道網(wǎng)絡(luò)容量，以便使用適當(dāng)?shù)臅r(shí)隙大小以及請(qǐng)求-響應(yīng)階段持續(xù)時(shí)間。網(wǎng)絡(luò)容量在試運(yùn)行前被配置到所有節(jié)點(diǎn)。容量被存儲(chǔ)在所有節(jié)點(diǎn)的非易失性存儲(chǔ)器中，以便在正常操作期間使用。容量自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的所有節(jié)點(diǎn)具有根據(jù)給定的容量計(jì)算時(shí)隙大小、請(qǐng)求-響應(yīng)階段持續(xù)時(shí)間和超級(jí)幀持續(xù)時(shí)間的能力。
[0081]容量自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的操作與基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)似，除了面板12將網(wǎng)絡(luò)大小保持在限制內(nèi)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到容量限制時(shí)，面板告知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)具有容量已滿(mǎn)消息的新節(jié)點(diǎn)做出應(yīng)答。這個(gè)消息告知新的節(jié)點(diǎn)不要嘗試加入網(wǎng)絡(luò)。如果可用的話(huà)，還可以通過(guò)在新的設(shè)備上以及火災(zāi)面板用戶(hù)接口上使用預(yù)定義的LED閃爍序列，來(lái)告知用戶(hù)這個(gè)錯(cuò)誤。因此在網(wǎng)絡(luò)達(dá)到預(yù)估容量之后，阻止新的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。
[0082]在另外一個(gè)實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)的容量可以動(dòng)態(tài)地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量，以給出最佳可能的端到端延遲性能。當(dāng)在給定的網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量小于配置的容量時(shí)，面板可以通過(guò)配置接近實(shí)際節(jié)點(diǎn)的數(shù)量的網(wǎng)絡(luò)容量來(lái)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。如果容量為η的網(wǎng)絡(luò)具有η-10個(gè)節(jié)點(diǎn)，面板將網(wǎng)絡(luò)配置為容量為η-10的網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)配置網(wǎng)絡(luò)以在當(dāng)前的容量下工作，減少了這些隱式尋址字段的長(zhǎng)度，并因此也減少了分組的長(zhǎng)度。減少的分組的大小減少了節(jié)點(diǎn)的功耗，由此改善了電池壽命。
[0083]減少的分組的大小導(dǎo)致減少的時(shí)隙大小和減少的幀持續(xù)時(shí)間。等于幀持續(xù)時(shí)間的端到端時(shí)延對(duì)于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的數(shù)量也得到優(yōu)化。這種自適應(yīng)容量網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延優(yōu)于全容量網(wǎng)絡(luò)。
[0084]面板協(xié)調(diào)這個(gè)動(dòng)態(tài)容量自適應(yīng)過(guò)程。它總是跟蹤當(dāng)前相關(guān)聯(lián)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，并且選定比當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)數(shù)量更高的下一個(gè)容量步驟。容量步驟是預(yù)定義的，以便具有實(shí)際可能的時(shí)隙和幀持續(xù)時(shí)間。例如，網(wǎng)絡(luò)可以以5的倍數(shù)使用容量步驟。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)包括7個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，它將被適應(yīng)于具有10的容量。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量達(dá)到10時(shí)，容量將被動(dòng)態(tài)改變?yōu)?5。
[0085]當(dāng)面板12動(dòng)態(tài)地改變?nèi)萘繒r(shí)，在響應(yīng)階段期間它通過(guò)發(fā)送廣播的“容量改變”命令消息，來(lái)向網(wǎng)絡(luò)中所有建立的節(jié)點(diǎn)告知新的容量。這個(gè)消息也裝載有效的超級(jí)幀數(shù)量。所有建立的網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)計(jì)算對(duì)應(yīng)于新容量的時(shí)隙和幀持續(xù)時(shí)間，并開(kāi)始根據(jù)所指示的幀來(lái)使用它們。
[0086]為了幫助新加入的節(jié)點(diǎn)來(lái)了解當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)容量，用于時(shí)間同步的健康或其它消息的時(shí)間同步字段包括指示當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)容量的字段。新的節(jié)點(diǎn)相應(yīng)地配置時(shí)隙大小和幀持續(xù)時(shí)間，并在與網(wǎng)絡(luò)保持同步的同時(shí)完成余下相關(guān)聯(lián)的步驟。
[0087]在試運(yùn)行階段結(jié)束時(shí)，這通過(guò)使用用戶(hù)接口或其它來(lái)指示，面板12檢查節(jié)點(diǎn)的數(shù)量以便首次讓網(wǎng)絡(luò)適應(yīng)當(dāng)前的大小。從這一刻起，在每次添加和移除一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)后，基于網(wǎng)絡(luò)中所得的節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，動(dòng)態(tài)地將容量改變?yōu)橄乱粋€(gè)更高或更低的等級(jí)。
[0088]動(dòng)態(tài)自適應(yīng)容量網(wǎng)絡(luò)的操作與以上所述的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)似，除了面板12根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)量來(lái)使自己適應(yīng)容量，并還將網(wǎng)絡(luò)大小保持在限制內(nèi)。
[0089]在所指示的幀的開(kāi)始時(shí)，如面板使用“容量改變”所命令的，網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)改變?nèi)萘俊?br> [0090]當(dāng)網(wǎng)絡(luò)達(dá)到容量限制時(shí)，面板12告知網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)用“容量已滿(mǎn)”消息響應(yīng)新節(jié)點(diǎn)。這個(gè)消息告知新的節(jié)點(diǎn)不要嘗試加入網(wǎng)絡(luò)。如果可用的話(huà)，還通過(guò)在新的設(shè)備上以及火災(zāi)面板用戶(hù)接口上使用預(yù)定義的LED閃爍序列，來(lái)告知用戶(hù)這個(gè)錯(cuò)誤。由此阻止新的節(jié)點(diǎn)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。
[0091]本領(lǐng)域技術(shù)人員將了解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，當(dāng)前的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可以包括有線(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)或?yàn)橛芯€(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的一部分。類(lèi)似地，輸入設(shè)備的數(shù)量或類(lèi)型以及輸出設(shè)備的數(shù)量和類(lèi)型都不是對(duì)本發(fā)明的限制。
[0092]本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，對(duì)于公開(kāi)的實(shí)施例的特征和組件的具體形式可以進(jìn)行很多可能的修改，同時(shí)保持在本文公開(kāi)的概念的精神的范圍內(nèi)。相應(yīng)地，對(duì)于本文公開(kāi)的實(shí)施例的具體形式的限制不應(yīng)該被解讀到權(quán)利要求書(shū)，除非明確記載在權(quán)利要求書(shū)中。雖然上文已經(jīng)詳細(xì)描述了一些實(shí)施例，但是其它的修改是可能的。例如，附圖中描繪的邏輯流不要求示出的特定順序，或相繼順序，以實(shí)現(xiàn)令人滿(mǎn)意的結(jié)果。根據(jù)描述的流，可以提供其它步驟，或可以刪除步驟，并且可以將其它組件添加到描述的系統(tǒng)中，或可以從描述的系統(tǒng)中移除組件。其它實(shí)施例可以在下面權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。雖然本發(fā)明是參考火災(zāi)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行闡述的，但是它可以用于任何具有類(lèi)似通信需求的應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，包括: 控制單元，其包括無(wú)線(xiàn)收發(fā)器和用來(lái)實(shí)施無(wú)線(xiàn)多跳通信協(xié)議的控制軟件；以及 多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備，其中，每個(gè)設(shè)備包括用來(lái)實(shí)施與下列一項(xiàng)的所述無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的軟件:所述控制單元和所述多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的至少一個(gè)其它子部件；或者，所述多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的至少兩個(gè)其它部件，其中，選定的設(shè)備與至少一個(gè)子設(shè)備和至少一個(gè)父設(shè)備進(jìn)行通信， 其中，無(wú)線(xiàn)多跳通信協(xié)議包括在所述監(jiān)控設(shè)備被時(shí)間同步的情況下的時(shí)分多址通信，并且所述控制單元和所述監(jiān)控設(shè)備適于遵照IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，每個(gè)子設(shè)備包括實(shí)施與下列一項(xiàng)的所述協(xié)議的軟件:兩個(gè)父設(shè)備，或者一個(gè)父設(shè)備和所述控制單元。
3.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述子設(shè)備包括用來(lái)在所述各自的父設(shè)備的發(fā)射時(shí)隙之前在時(shí)隙基礎(chǔ)上發(fā)射消息的軟件。
4.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述設(shè)備包括用來(lái)在時(shí)隙基礎(chǔ)上向至少兩個(gè)父設(shè)備發(fā)射消息的軟件，并且其中，如果一個(gè)父設(shè)備失敗，則繼續(xù)向另外一個(gè)父設(shè)備發(fā)射，并且其中，如果所述一個(gè)父設(shè)備失敗，則尋找替代的父設(shè)備。
5.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，匯總來(lái)自不同子設(shè)備的信息并發(fā)射到各自的父設(shè)備。
6.如權(quán)利要求2所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，接收來(lái)自各自父設(shè)備的命令，分離這些命令并發(fā)送到各自的子設(shè)備。`
7.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，在監(jiān)控設(shè)備的MAC層處實(shí)施通信協(xié)議。
8.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，在監(jiān)控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)層處實(shí)施通協(xié)議。
9.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，在監(jiān)控設(shè)備的應(yīng)用層處實(shí)施通協(xié)議。
10.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，設(shè)備包括用來(lái)在時(shí)隙基礎(chǔ)上向至少兩個(gè)父設(shè)備發(fā)射響應(yīng)的軟件。
11.如權(quán)利要求7所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其包括調(diào)整時(shí)隙持續(xù)時(shí)間或分組大小中的至少一個(gè)的電路。
12.如權(quán)利要求11所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的多個(gè)部件包括接收和重播所述幀到所述多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的其它部件的電路。
13.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，至少一些所述幀包括針對(duì)所述多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備的多個(gè)部件的請(qǐng)求部分，所述多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的至少一些部件包括響應(yīng)在請(qǐng)求部分中的探測(cè)器具體請(qǐng)求的第二電路。
14.如權(quán)利要求13所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，匯總來(lái)自不同子探測(cè)器的報(bào)警/狀態(tài)信息并發(fā)射到各自的父設(shè)備。
15.如權(quán)利要求14所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，接收來(lái)自各自父設(shè)備的命令，拆分這些命令并發(fā)送到各自的子設(shè)備。
16.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，至少一些所述設(shè)備在選定的時(shí)隙期間在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)變?yōu)榛顒?dòng)，以接收傳入的數(shù)據(jù)，并且當(dāng)不在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)時(shí)，返回不活動(dòng)狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，其中，所述監(jiān)控設(shè)備在選定的時(shí)隙期間在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)變?yōu)榛顒?dòng)，以接收傳入的數(shù)據(jù)，并且當(dāng)不在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)時(shí)，返回低功率狀態(tài)。
18.一種無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控方法，包括: 提供控制單元，其包括無(wú)線(xiàn)收發(fā)器和用來(lái)實(shí)施無(wú)線(xiàn)多跳通信協(xié)議的控制軟件；以及 提供多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備，其中，每個(gè)設(shè)備包括用來(lái)實(shí)施與下列一項(xiàng)的所述無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議的軟件:所述控制單元和所述多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的至少一個(gè)其它子部件；或者，所述多個(gè)電池供電監(jiān)控設(shè)備中的至少兩個(gè)其它部件，其中，選定的設(shè)備與至少一個(gè)子設(shè)備和至少一個(gè)父設(shè)備進(jìn)行通信， 其中，所述無(wú)線(xiàn)多跳通信協(xié)議在所述監(jiān)控設(shè)備被時(shí)間同步的情況下實(shí)施時(shí)分多址通信，并且所述控制單元和所述監(jiān)控設(shè)備適于遵照IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行通信。
19.如權(quán)利要求18所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控方法，其中，所述子設(shè)備在各自的父設(shè)備的發(fā)射時(shí)隙之前在時(shí)隙基礎(chǔ)上發(fā)射消息。
20.如權(quán)利要求18所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控方法，其中，所述設(shè)備在時(shí)隙基礎(chǔ)上向至少兩個(gè)父設(shè)備發(fā)射消息，并且其中，如果一個(gè)父設(shè)備失敗，則繼續(xù)向另外一個(gè)父設(shè)備發(fā)射，并且其中，如果一個(gè)父設(shè)備失敗，則還尋找替代的父設(shè)備。
21.如權(quán)利要求18所述的無(wú)線(xiàn)火災(zāi)探測(cè)監(jiān)控方法，其中，匯總來(lái)自不同子設(shè)備的信息并發(fā)射到各自的父設(shè)備。`
【文檔編號(hào)】H04M11/04GK103516924SQ201310410371
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月19日
【發(fā)明者】V·S·科雷, S·侯賽特, P·戈尼亞, A·G·貝爾佐夫斯基 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司