本申請涉及提供冗余通信路徑的雙向網狀(mesh)網絡。更具體地，本申請涉及包含多個控制器或控制器網關以及多個通信路徑的這樣的網絡。

背景技術：

已知保護安全區(qū)域內的人和財產的系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)典型地基于對安全區(qū)域內的威脅做出響應的一個多個無線檢測器的使用。

對人和財產的威脅可以發(fā)源于任何數(shù)量的不同源。例如，火災可以使被火災困于家中的居住者致死或致傷。類似地，來自火災的一氧化碳可以使熟睡中的人致死。

可替代地，諸如竊賊之類的未經授權的入侵者可以對區(qū)域內的財產呈現(xiàn)威脅。還已知入侵者使生活在區(qū)域內的人致傷或致死。

在入侵者的情況下，檢測器或傳感器可以基于不同區(qū)域的相應用途而被放置在那些區(qū)域中。例如，如果人在正常日的一些部分存在而在其他時間不存在，則檢測器可以在空間被占用時沿空間的外圍放置以提供保護，而附加的傳感器可以在空間未被占用時放置在空間的內部并使用。

在多數(shù)情況下，威脅檢測器連接至本地控制面板。如果經由檢測器之一檢測到威脅，則控制面板可以發(fā)聲本地可聽警報。控制面板還可以向代替的(displaced)監(jiān)視站發(fā)送信號。

雖然使用無線檢測器的常規(guī)安全系統(tǒng)工作得良好，但是其有時經受非預期的故障。例如，采用具有單個控制器的網狀網絡的火災及安全系統(tǒng)具有單點的故障，其會導致到由系統(tǒng)所保護的一個或多個區(qū)域的丟失的通信。存在針對用于診斷這樣的系統(tǒng)的更好的方法和裝置的需要。

附圖說明

圖1圖示了根據(jù)本文的系統(tǒng)的框圖；

圖2圖示了根據(jù)本文的第二系統(tǒng)的框圖；

圖3圖示了根據(jù)本文的第三系統(tǒng)的框圖；

圖4圖示了根據(jù)本文的第四系統(tǒng)的框圖；

圖5圖示了根據(jù)本文的第五系統(tǒng)的框圖；

圖6圖示了根據(jù)本文的第六系統(tǒng)的框圖；

圖7圖示了根據(jù)本文的第七系統(tǒng)的框圖；

圖8圖示了根據(jù)本文的第八系統(tǒng)的框圖；

圖9圖示了根據(jù)本文的第九系統(tǒng)的框圖；以及

圖10圖示了根據(jù)本文的第十系統(tǒng)的框圖。

具體實施方式

雖然所公開的實施例可以采取許多不同形式，但是其特定實施例在附圖中示出并將在本文中詳細描述，其中要理解到，本公開要被視為其原理的范例以及實施其的最佳模式，并且不意圖將本申請或權利要求限于所說明的特定實施例。

根據(jù)本文的系統(tǒng)提供了采用網狀網絡的火災及安全系統(tǒng)中的冗余通信路徑。此外，由于火災及安全系統(tǒng)可以使用有線網絡和無線網狀元件(element)的混合組合，所以在另一配置中，有線和無線部分可以被集成而提供遍及系統(tǒng)的冗余通信路徑。

在一方面中，每個無線網狀網絡可以包含多個控制器以及多個網狀元件。網狀元件可以包括但不限于：各種類型的檢測器，包括安全相關的檢測器，諸如玻璃破裂檢測器、位置檢測器、運動檢測器或門檢測器。其他檢測器類型包括周圍條件檢測器，諸如火災檢測器、氣體檢測器、熱檢測器、水或濕度檢測器。

控制器可以被用于將網狀網絡的元件對接至系統(tǒng)的有線元件。每個控制器確定針對網狀元件的父/子關系，并經由雙向時隙的或頻率分配方法與所有網狀元件進行通信。如將由本領域技術人員理解的，時隙的或頻率分配過程對于給定網狀網絡的每個控制器是唯一的。因此，每個控制器冗余地接收來自所有網絡元件的通信。

給定網狀網絡中的每個控制器將向所有的網狀元件轉發(fā)從發(fā)送網狀元件所接收的任何通信。以該方式，所有網狀元件冗余地接收所有通信。系統(tǒng)通信不受所有但一個控制器的故障所影響。

圖1圖示了第一實施例10。本文，在無線網狀網絡12中從檢測器或其他元件(諸如16a、16b……16n)發(fā)源的消息通常被每個控制器(諸如14a、14b、14c和14d)接收。相應的控制器(諸如14a……14d)繼而將消息轉發(fā)至網狀網絡的無線元件(諸如16i)。如果還未在一個或多個有線路徑(諸如18i)上接收或發(fā)送消息，則在該一個或多個路徑上發(fā)送該消息。這消除循環(huán)消息路徑。

如果無線控制器之一(諸如14i)在系統(tǒng)傳播時間內未無線地接收到消息，則相應的控制器將通過電線(諸如從路徑18i)所接收的消息發(fā)送到其與之處于通信中的無線網狀元件。系統(tǒng)通信不受所有但最后的控制器的故障所影響。

在另一實施例20中，如圖2中所圖示的，每個無線網狀網絡(諸如22)將包含多個控制器和許多網狀元件。將理解的是，先前在上文所描述的類型的元件和控制器被分配了對應于圖1的標識數(shù)字相同的標識數(shù)字。它們不需要進一步被討論，除了如以下所闡述的。

控制器可以被用于將網狀網絡22對接至系統(tǒng)20的有線元件18-1、-2、-3和18-4。每個控制器(諸如14a……14d)相對于其自身確定針對網狀元件(諸如16i)的父/子關系，好像其是網狀網絡的通信的主機(master)那樣。

如圖2中所指示的，可以建立網狀控制器14a……14d的層級，以使得僅一個控制器與所有網狀元件進行通信?？梢允褂秒p向時隙的或頻率分配方法(而非限制)來實現(xiàn)通信。

當由控制器(諸如14a……14d)從包括冗余控制器的一個或多個網狀元件(諸如16i)接收到消息時，具有最高優(yōu)先級的控制器(諸如14a)將向包括冗余控制器的網狀網絡22的所有元件轉發(fā)通信。有利地，利用該過程，網狀網絡22的所有元件從所有網狀元件接收所有消息。

網狀網絡22內的健康消息被周期地發(fā)送。當一個或多個健康消息由網狀內的元件漏失、未接收或未做出響應時，該元件將切換到下一最高的控制器父/子關系以及時隙或頻率分配方案。

最高優(yōu)先級控制器將所接收的消息轉發(fā)至網狀元件，如果其尚未如此成功地完成的話，并且然后在有線路徑上發(fā)送消息，如果消息尚未在該路徑上接收或發(fā)送的話。較低優(yōu)先級控制器在有線路徑上發(fā)送消息，如果消息尚未在該路徑上接收或發(fā)送的話。這消除循環(huán)消息路徑。

在有線路徑(諸如18a……18n)上接收消息的控制器在其他有線路徑上發(fā)送消息，如果消息尚未在該有線路徑上接收或發(fā)送的話。對于額外的冗余，較低優(yōu)先級控制器(諸如14b、14c、14d)可以將在有線路徑(諸如18i)上接收的消息無線地轉發(fā)到最高優(yōu)先級控制器。

系統(tǒng)20的通信不受所有但最后操作的控制器的故障所影響。相對于圖1的實施例10，其還表現(xiàn)出減少的無線電業(yè)務量要求。

在圖3、4中所圖示的其他實施例30、40中，每個無線網狀網絡(諸如32、42)包含兩個控制器(諸如34a、34b和44a、44b)以及許多網狀元件(諸如36a……36n和46a……46n)?？刂破鞅挥糜趯⒕W狀和網狀元件對接至相應系統(tǒng)的有線元件(諸如38-1……38-n和48-1……48-n)。兩個控制器將網狀的父/子結構布置成使得一個控制器采取時隙通信方案中的第一時隙，并且另一控制器采取最后的時隙?？刂破鲗⒕W狀布置成使得每個元件具有針對這兩個控制器的冗余通信路徑。

給定網狀中的每個控制器可以將從發(fā)送網狀元件接收的任何通信轉發(fā)到所有的網狀元件。以該方式，所有的網狀元件可以冗余地接收所有的通信。在網狀中發(fā)源的消息由首先接收到其的控制器轉發(fā)到網狀元件。

接收消息的控制器在有線路徑上發(fā)送消息，如果消息尚未在該有線路徑上接收或發(fā)送的話。系統(tǒng)通信不受任何一個控制器的故障所影響。

如在圖5中在網絡50中以及在圖6中在網絡60中所圖示的，包括分支和非冗余有線部分58、68的實施例的變型是可能的。

如圖7和8中所圖示的，附加的實施例可以以各種組合包括多個網狀網絡72a、b和82a、b。

總之，如圖1-8中所圖示的網絡中那樣，網絡的架構可以被集成到對等網絡中。這樣的配置適用于商業(yè)可用、或安裝的網絡，諸如NOTIFIER品牌消防網絡(NFN)、NOTIFIER品牌數(shù)字音頻回路(DAL)、FIRE-LITE品牌輕量連接網絡(Lite Connnect Network)、或Gamewell火災控制類型環(huán)形網絡，其中每個控制器/元件包括經由電線或光纖與一個或兩個對等元件直接通信的收發(fā)器。該架構還可以適用于作為網狀元件的多個I/O設備的網絡中的使用，其中多個控制面板作為網狀控制器以用于安全完整性等級(SIL)額定安裝。

有利地，可以預期上述實施例滿足美國國家防火協(xié)會(NFPA)提議的標準72 2016等級指定A、N和X的要求。此外，上述實施例可以被并入到被要求滿足SIL要求的系統(tǒng)中，作為可靠性和/或風險減少的措施。實例包括：

·ANSI/ISA S84(用于加工工業(yè)部門的安全儀器化系統(tǒng)的功能安全)

·IEC EN 61508(電氣/電子/可編程電子安全相關系統(tǒng)的功能安全)

·IEC 61511(用于加工工業(yè)部門的安全儀器化系統(tǒng))

·IEC 61513(核工業(yè))

·EN 50402(固定氣體檢測系統(tǒng))。

網絡的架構還可以被集成到總線網絡中，如圖9和10的網絡90、100中那樣。在那些實施例中，每個無線元件92、102與多個網狀控制器94、104進行通信，所述多個網狀控制器94、104經由多路徑總線連接98、108連接到相同的系統(tǒng)控制器CS1。這適用于信號線電路(SLC)網絡或總線通信網絡。

總之，本文的實施例有利地避免了單點網絡故障。此外，在較大的混合介質網絡中，這樣的網絡可以被用作用于消息的雙向傳輸介質。

根據(jù)上述內容，將觀察到，可以在不脫離本文的精神和范圍的情況下實現(xiàn)眾多的變型和修改。要理解到，不意圖或不應該推斷關于本文所圖示的特定裝置的限制。當然，意圖由所附權利要求涵蓋如落入權利要求的范圍內的所有這樣的修改。此外，在圖中所描繪的邏輯流程不要求所示出的特定次序或順序次序，以實現(xiàn)所期望的結果。可以提供其他的步驟或者可以從所描述的流程刪去步驟，并且其他組件可以被添加到所描述的實施例或者從所描述的實施例移除。