ПОДКЛЮЧЕНИЕ СВЕТОВЫХ УСТРОЙСТВ
CONNECTION OF LIGHT DEVICES

Настоящее изобретение относится к подключению световых устройств к сети, такой, как сеть системы управления осветительным оборудованием ZigBee Light Link (ZLL).
Уровень техники
Ячеистая сеть - это тип сетевой топологии, в которой каждый узел в сети может не только получать данные для своих собственных целей, но также действовать в качестве ретранслятора для пересылки данных далее, на другой узел в сети. Примером является технология ZigBee, которая относится к набору протоколов, включающих протокол ZigBee Light Link, предназначенный для ячеистой сети.
ZigBee Light Link (ZLL) - это открытый стандарт, разработанный для управления светодиодным освещением. Сконфигурированные в соответствии со стандартом ZLL такие его компоненты, как светодиодные светильники, датчики, таймеры, пульты дистанционного управления и переключатели могут включаться в сеть без специального устройства для координации включения. В качестве примера системы на основе ZLL - система Philips hue является световой системой на основе ZLL, содержащей мостовой контроллер и ряд световых узлов (например, светодиодных лампочек). Мостовое устройство имеет функцию мостового соединения между ZigBee-устройствами (например, световыми узлами) и одним или более другими устройствами, такими как IP-устройства (например, смартфон или планшет), но оно не "работает" в качестве централизованного координатора, по крайней мере, не работает для этих целей в сетевом протоколе ZLL.
Для обеспечения уверенности в том, что потребители смогут легко устанавливать и добавлять в свою домашнюю сеть освещения какие-либо устройства, ZLL содержит в себе механизм подключения к сети, который является простым для потребителей и не нуждается в координаторе. Этот механизм известен как Touchlink. Основные этапы включения в эксплуатацию сети на основе механизма Touchlink, то есть процесс подключения к сети ZLL мостового контроллера и других многочисленных узлов, таких как лампочки, показан ниже применительно к взятой в качестве примера системе Philips hue.
Сначала пользователь, используя приложение для смартфона, инициирует процесс создания сети, вызывая операцию "обнаружить новые лампочки".
Затем мостовой контроллер осуществляет процедуру обнаружения устройства процесса подключения Touchlink. В качестве инициатора мостовой контроллер осуществляет передачу восьми командных кадров скана запроса (межабонентского сетевого механизма) inter-PAN, отстоящих один от другого на предопределенный интервал, который равен примерно 250 мс. Устройства (например, лампочки), получая скан запроса, могут выбирать, отвечать или нет, и если выбрано первое, то устройство должно одноадресным сообщением послать назад на инициатор inter-PAN-командный кадр скана ответа. Устройство ответит на принятый скан запроса только в том случае, если его RSSI (индикатор интенсивности принятого сигнала) выше предопределенного соответствующего производственного порога, который определяет так называемый диапазон близости инициатора Touchlink. Другими словами, инициатором могут быть обнаружены только устройства, находящиеся внутри этого диапазона.
Затем мост выбирает одно из обнаруженных на предыдущем этапе устройств и одноадресно передает inter-PAN-командный кадр стартового запроса. По получении запроса выбранное устройство должно начать новую сеть и одноадресно послать мосту ответный inter-PAN-командный кадр начала сети, сообщающий успех.
Для остальных из обнаруженных устройств мост должен одноадресно послать inter-PAN-командный кадр запроса сетевого соединительного маршрутизатора (или оконечного устройства). По получении запроса устройство должно подсоединиться к сети и одноадресно послать мосту ответный inter-PAN-командный кадр сетевого соединительного маршрутизатора (или оконечного устройства), означающий успех.
Документ WO 2006/136985 относится к способу обеспечения того, чтобы работающее в сети устройство было сконфигурировано для работы в соответствии с документированными функциональными требованиями для данной сети. Информация о положении, содержащая координаты каждого устройства в сети, принимается через ключ на аппарате обработки данных, хранящем задокументированные функциональные требования. Координаты каждого устройства в сети используются для вывода требуемой функциональности устройства на основе сохраненных функциональных требований, создаются инструкции по реализации функциональности и эти инструкции через шлюз отправляются в сеть.
Документ WO 2006/095317 относится к способу ввода в эксплуатацию установленных вспомогательных обслуживающих устройств зданий, включающему в себя установление беспроводной связи между множественными вспомогательными обслуживающими устройствами зданий с целью определения пространственных положений каждого устройства относительно по меньшей мере трех опорных узлов посредством триангуляции сигнала. Координаты определенных таким образом пространственных положений каждого устройства передаются в систему ввода в эксплуатацию вспомогательных строительных служб, которая создает пространственную карту положения упомянутых устройств. Эту карту затем сравнивают с планом строительных служб для получения конфигурационных данных для каждого упомянутого устройства. На основе конфигурационных данных каждому устройству выдаются конфигурационные команды для подключения к системе.
Документ GB 2518469 относится к способу подключения беспроводной смарт-лампы к частной сети. При этом обеспечивается внеполосный ключ подключения к сети, а также однозначно идентифицирующий лампу идентификационный ключ. Контроллером выдается зашифрованный сетевой ключ, который расшифровывается с использованием ключа шифрования, сгенерированного из ключа подключения к сети и идентификационного ключа. Расшифрованный сетевой ключ используется для подключения беспроводной смарт-лампы к частной сети.
Сущность изобретения
Как уже упоминалось, устройство (например, лампочка) для того, чтобы оно было обнаружено и дополнительно добавлено в сеть, должно быть расположено в пределах диапазона близости инициатора Touchlink (например, мостового контроллера). Однако можно представить, что пользователь может иметь большую установочную базу, такую как вилла или рабочее пространство, например, розничный магазин, и тогда устройства могут легко оставаться вне диапазона близости инициатора Touchlink (то есть, при этом расстояние между устройством и мостовым контроллером превышает 2 м), или даже вне одного звена диапазона связи инициатора. Причина установки более короткого диапазона близости инициатора Touchlink в стандарте ZLL заключается в том, чтобы избежать непреднамеренного ввода в эксплуатацию, например, ошибочного обнаружения (и подключения к сети) устройств, которые принадлежат вашему соседу. Выход в настоящее время состоит либо в том, чтобы подлежащее включению устройство перенести ближе к инициатору (а затем по завершении запуска - вернуть его на место установки), либо в том, чтобы ввести заводской номер устройства в приложение смартфона. В последнем случае инициатор использует заводской номер для того, чтобы "убедить" лампочку за пределами диапазона Touchlink ответить на скан запроса. Однако это не будет "работать" для устройств за пределами одного звена диапазона связи, потому что эти устройства вообще не получат скана запроса запрос (протоколе ZLL не разрешает мультизвенную передачу командных кадров механизма inter-PAN). Кроме того, оба обходных варианта неудобны, особенно когда количество устройств велико.
Поэтому было бы желательно обеспечить для протокола ZLL лучшее решение для подключения к сети, которое, с одной стороны, было бы достаточно удобным для того, чтобы добавлять в сеть все необходимые устройства без участия пользователя, а с другой стороны, - достаточно надежным, чтобы избегать непреднамеренного включения в сеть, так чтобы "выкрадывать" устройства других пользователей. Аналогичные соображения могут также относиться к другим стандартам сети ZigBee или других ячеистых сетей.
Настоящее изобретение обеспечивает новый способ подключения к ячеистой сети, такой как сеть ZLL, при этом способ имеет расширяемый диапазон обнаружения устройства и реализует механизм безопасности, чтобы избегать непреднамеренного подключения к сети какого-либо устройства. Новый способ может быть реализован посредством повторного использования операции механизма Touchlink действующего стандарта ZLL. Для того чтобы увеличить диапазон обнаружения устройства, новый способ транслирует процесс обнаружения устройства с определенной глубиной на предназначенные для подключения узлы, а затем делегирует выбранным узлам задачу "добавление узлов в сеть". Кроме того, для того чтобы избежать непреднамеренного подключения, новый способ, предпочтительно, применяет механизм, основанный на использовании временнóго окна: при этом узел принимает запросы на обнаружение, переданные только в течение предопределенной временнóй продолжительности после включения (или после переустановки, или после выхода из предыдущей сети, в основном, - любого события, которое заставляет узел начать сам процесс подсоединения к сети).
В соответствии с одним раскрытым здесь объектом обеспечен способ обеспечения возможности по меньшей мере некоторых из множества узлов подсоединения к беспроводной сети. Каждый из упомянутого множества узлов выполнен с возможностью работы в соответствии с беспроводным сетевым протоколом упомянутой сети, и каждый из них является составляющим устройством световой системы, при этом по меньшей мере некоторые из упомянутого множества узлов содержат источники освещения. В соответствии с упомянутым способом инициирующий блок по беспроводной связи транслирует запрос обнаружения, используя упомянутый беспроводной сетевой протокол. В соответствии упомянутым протоколом каждый из упомянутого множества узлов выполнен с возможностью ответа на запрос обнаружения, в том виде, как он транслирован инициирующим блоком, только при условии его нахождения внутри предопределенного диапазона инициирующего блока, причем, упомянутый предопределенный диапазон определен индикатором интенсивности принятого сигнала выше предопределенного порога. Поэтому каждый из одного или более из "внутридиапазонных" узлов, которые находятся внутри диапазона инициирующего блока, отвечает на запрос обнаружения от инициирующего блока, и тем самым подключается к беспроводной сети, в то время как один или более из "внедиапазонных" узлов, которые принимают трансляцию, но находятся вне диапазона инициирующего блока, не отвечают на запрос обнаружения от инициирующего блока. Кроме того, один или более из "внутридиапазонных" узлов действуют в качестве ретранслирующих узлов, чтобы ретранслировать запрос обнаружения для приема его одним или более из "внедиапазонных" узлов; и каждый из одного или более из "внедиапазонных" узлов отвечает на запросы обнаружения, в том виде, как они ретранслированы одним из ретранслирующих узлов, тем самым подключаясь к беспроводной сети (несмотря на нахождение вне диапазона инициирующего вблока).
В вариантах осуществления каждый из одного или более из "внедиапазонных" узлов может действовать в качестве ретранслирующих узлов, чтобы ретранслировать запрос обнаружения для приема его другими одним или более из "внедиапазонных" узлов. Так что запрос при этом ретранслирован на два или более звеньев диапазона связи, причем, каждый этап транслированного или ретранслированного запроса обнаружения является звеном диапазона связи. В этом случае каждый из одного или более из "внедиапазонных" узлов отвечает на запрос обнаружения, в том виде как он ретранслирован другим, одним из предшествующих "внедиапазонных" ретранслирующих узлов, тем самым подключаясь к беспроводной сети.
В вариантах осуществления каждый из одного или более из "внедиапазонных" узлов выполнен с возможностью ответа на ретранслированный запрос обнаружения, только если находится внутри предопределенного количества звеньев диапазона связи инициирующего блока. Таким образом, хотя процесс обнаружения является расширенным, он, тем не менее, может быть все-таки ограничен определенной "глубиной скана". Поэтому обнаружение, предпочтительно, может быть расширено за пределы обычного радиуса механизма Touchlink (или около этого), но все еще ограничивая возможность ошибочного ввода в сеть для посторонних узлов.
1)
В вариантах осуществления каждый из одного или более из "внутридиапазонных" ретранслирующих узлов может вводить в запрос обнаружения остающийся счет звеньев (то есть, счет остающегося количества звеньев, который должен быть включен в виде части процесса обнаружения), и этот счет уменьшается каждый раз, когда ретранслируется запрос обнаружения. В этом случае каждый из "внедиапазонных" узлов, принимающих запрос обнаружения, затем на основе оставшегося счета звеньев, который был получен в ретранслированном запросе обнаружения, сможет определить, находится ли он внутри упомянутого предопределенного количества звеньев,
В вариантах осуществления каждый соответствующий один из "внедиапазонных" узлов отвечает на ретранслированный запрос обнаружения, только если он принят внутри заданного временнóго окна ответа с момента включения, переустановки соответствующего "внедиапазонного" узла или выхода его из предшествующей сети. Это также способствует повышению безопасности с той точки зрения, что ограничивает возможность ошибочного ввода в сеть посторонних узлов (например, соседних узлов).
В вариантах осуществления временнóе окно ответа является функцией остающегося счета звеньев диапазона связи (например, линейной функцией счета звеньев, такой как остающееся значение счета звеньев, помноженное на какую-либо постоянную, как вариант, - плюс-минус другую постоянную).
В вариантах осуществления каждый соответствующий один из ретранслирующих узлов ретранслирует запрос обнаружения, только если он находится внутри заданного временнóго окна ретрансляции с момента включения, переустановки соответствующего ретранслирующего узла или выхода его из предшествующей сети.
В вариантах осуществления один или более из упомянутого множества узлов могут быть устройствами, отличными от источников освещения, причем, каждый из них может быть одним из переключателя, таймера, датчика или дистанционного пульта управления.
В вариантах осуществления, когда каждый из отвечающих "внедиапазонных" узлов отвечает на соответствующий один из ретранслированных запросов обнаружения от соответствующего одного из ретранслирующих узлов, отвечающий узел посылает соответствующий ответ назад на соответствующий ретранслирующий узел, и этот соответствующий ретранслирующий узел от имени инициирующего блока может осуществить подсоединение отвечающего узла к сети.
В вариантах осуществления соответствующему ретранслирующему узлу может быть делегирован разрешенный инициирующим блоком свободный адресный диапазон, и при подсоединении отвечающего узла к сети оно может включать в себя назначение соответствующим ретранслирующим узлом отвечающему узлу адреса из этого свободного адресного диапазона, по которому к нему надо будет обращаться внутри этой сети.
В вариантах осуществления упомянутый протокол может быть протоколом ZigBee. В некоторых вариантах осуществления упомянутый протокол может быть протоколом ZigBee Light Link.
В соответствии с другим раскрытым здесь объектом обеспечен источник освещения для использования в качестве одного из множества узлов, потенциально предназначенных для подсоединения к беспроводной коммуникационной сети, причем, каждый из упомянутого множества узлов выполнен с возможностью работы в соответствии с беспроводным сетевым протоколом упомянутой сети, и каждый является составляющим устройством световой системы, при этом инициирующий блок осуществляет беспроводную трансляцию запроса обнаружения, используя упомянутый беспроводной сетевой протокол, и при этом в соответствии с упомянутым протоколом каждый из упомянутого множества узлов выполнен с возможностью ответа только на запрос обнаружения, в том виде, как он транслирован инициирующим блоком, при условии его нахождения внутри предопределенного диапазона инициирующего блока. При этом источник освещения сконфигурирован таким образом, что если источник освещения определяет себя как одного из одного или более "внутридиапазонных" узлов внутри упомянутого диапазона инициирующего блока, то этот источник освещения отвечает на запрос обнаружения от инициирующего блока и тем самым подсоединяется к беспроводной сети, но если источник освещения принимает трансляцию, но определяет себя как одного из одного или более "внедиапазонных" узлов за пределами упомянутого диапазона упомянутого инициирующего блока, то этот источник освещения не отвечает на запрос обнаружения от инициирующего блока. Дополнительно источник освещения выполнен с возможностью действия в качестве ретранслирующего узла, чтобы ретранслировать запрос обнаружения для его получения одним или более "внедиапазонными" узлами, если он определяет себя как одного из "внутридиапазонных" узлов; и с возможностью ответа на запрос обнаружения, ретранслированный одним из ретранслирующих узлов, тем самым подсоединяясь к беспроводной сети, если он определяет себя как одного из "внедиапазонных" узлов (заметим, что ответ также может быть обусловлен одним или более дополнительных условий, например, расположением узла внутри некоторого количества звеньев диапазона связи инициирующего блока, или положением ответа внутри некоторого временнóго окна).
В соответствии с другим раскрытым здесь объектом обеспечен беспроводной узел для связи в сети, выполненный с возможностью работы в соответствии с протоколом беспроводной сетевой связи упомянутой сети, при этом упомянутый беспроводной узел, содержит приемник для получения транслированного по беспроводной сети запроса обнаружения с использованием упомянутого протокола беспроводной сетевой связи, при этом в соответствии с упомянутым протоколом упомянутый беспроводной узел выполнен с возможностью ответа только на запрос обнаружения в том виде, как он транслирован инициирующим блоком, при условии его нахождения в пределах предопределенного диапазона инициирующего блока;
- блок измерения, выполненный с возможностью определения, находится ли упомянутый беспроводной узел внутри упомянутого предопределенного диапазона;
- приемопередатчик, выполненный с возможностью ответа на запрос обнаружения после определения, что этот беспроводной узел находится внутри упомянутого предопределенного диапазона, и побуждения беспроводного узла подсоединиться к беспроводной сети,
в котором беспроводной узел выполнен с возможностью действия в качестве ретранслирующего узла после определения того, что беспроводной узел находится внутри упомянутого предопределенного диапазона, чтобы ретранслировать запрос обнаружения для его получения одним или несколькими "внедиапазонными" узлами.
В соответствии с другим раскрытым здесь объектом обеспечен компьютерный программный продукт для управления соответствующим из множества узлов, потенциально предназначенных для подсоединения к беспроводной коммуникационной сети, причем, каждый из упомянутого множества узлов выполнен с возможностью работы в соответствии с беспроводным сетевым протоколом упомянутой сети, и каждый является составляющим устройством световой системы, причем по меньшей мере некоторые из них являются источники освещения; при этом инициирующий блок осуществляет беспроводную трансляцию запроса обнаружения, используя упомянутый беспроводной сетевой протокол, и при этом в соответствии с упомянутым протоколом каждый из упомянутого множества узлов выполнен с возможностью ответа только на запрос обнаружения, в том виде, как он транслирован инициирующим блоком, при условии его нахождения внутри предопределенного диапазона инициирующего блока. Компьютерный программный продукт содержит программный код, воплощенный на машинно-читаемом носителе информации, выполненный с возможностью - будучи исполнен на соответствующем узле - определения, является ли соответствующий узел одним из одного или более "внутридиапазонных" узлов внутри упомянутого диапазона инициирующего блока, или является ли соответствующий узел одним из одного или более "внедиапазонных" узлов за пределами упомянутого диапазона упомянутого инициирующего блока; и при этом, если соответствующий узел является одним из "внутридиапазонных" узлов, - ответа на запрос обнаружения от инициирующего блока, и тем самым подсоединения к беспроводной сети; а если соответствующий узел является одним из "внедиапазонных" узлов, то не ответа на запрос обнаружения от инициирующего блока; если соответствующий узел является одним из "внутридиапазонных" узлов - с возможностью управления соответствующим узлом, чтобы он действовал как ретранслирующий узел, ретранслируя запрос обнаружения для его приема одним или более из "внедиапазонных" узлов, и если соответствующий узел является одним из "внедиапазонных" узлов - ответа им на запросы обнаружения, ретранслированные ретранслирующими узлами, тем самым подсоединяясь к беспроводной сети (заметим еще раз, что ответ также может быть обусловлен одним или более дополнительными условиями, например нахождением узла в пределах некоторого количество звеньев диапазона связи инициирующего блока или нахождением запроса обнаружения внутри некоторого временнóго окна).
В соответствии с другим раскрытым здесь объектом обеспечена система, содержащая множество узлов, потенциально предназначенных для подсоединения к беспроводной коммуникационной сети, причем, каждый из упомянутого множества узлов выполнен с возможностью работы в соответствии с беспроводным сетевым протоколом упомянутой сети, и каждый является составляющим устройством световой системы, при этом по меньшей мере некоторые из упомянутых узлов содержат источники освещения; и инициирующий блок, выполненный с возможностью беспроводной трансляции запроса обнаружения, используя упомянутый беспроводной сетевой протокол, при этом в соответствии с упомянутым протоколом каждый из упомянутого множества узлов выполнен с возможностью ответа только на запрос обнаружения, в том виде, как он транслирован инициирующим блоком, при условии его нахождения внутри предопределенного диапазона инициирующего блока. Каждый соответствующий один из упомянутого множества узлов сконфигурирован таким образом, что если соответствующий узел определяет себя как одного из одного или более "внутридиапазонных" узлов внутри упомянутого диапазона инициирующего блока, то он отвечает на запрос обнаружения от инициирующего блока и тем самым подсоединяется к беспроводной сети, но если соответствующий узел получает трансляцию, но определяет себя как одного из одного или более "внедиапазонных" узлов за пределами упомянутого диапазона упомянутого инициирующего блока, то соответствующий узел не отвечает на запрос обнаружения от инициирующего блока. Каждый из упомянутого множества узлов дополнительно выполнен с возможностью действия - если он является одним из "внутридиапазонных" узлов - в качестве ретранслирующего узла и ретрансляции запроса обнаружения для его приема одним или более из "внедиапазонных" узлов. Кроме того, каждый из упомянутого множества узлов дополнительно выполнен с возможностью ответа - если он является одним из "внедиапазонных" узлов - на запрос обнаружения, ретранслированный одним из ретранслирующих узлов, тем самым подсоединяясь к беспроводной сети (снова заметим, что ответ также может быть обусловлен одним или более дополнительными условиями, например нахождением узла в пределах некоторого количества звеньев диапазона связи инициирующего блока или нахождением запроса обнаружения внутри некоторого временнóго окна).
В вариантах исполнения изобретения любой объект из способа, источника освещения, системы и (или) компьютерного программного продукта может дополнительно содержать признаки в соответствии с любым из признаков, раскрытых выше или где-либо еще в данном тексте.
Краткое описание чертежей
Чтобы способствовать пониманию настоящей патентной заявки и показать, каким образом могут быть реализованы варианты осуществления, рассмотрим приведенные в качестве примеров сопроводительные чертежи, на которых:
фигура 1 представляет собой условную схему световой сети,
фигура 2 представляет собой условную схему, показывающую циклограмму процесса обнаружения
фигура 3 представляет собой схематичное изображение формата скана запроса, и
фигуры 4-11 представляют собой дополнительные условные схемы, показывающие работу световой сети во время процесса подсоединения к сети.
Подробное описание вариантов осуществления
Фигура 1 иллюстрирует новый набор световых продуктов, предназначенных для подключения к сети ZLL. Набор содержит один мостовой контроллер 100 и одиннадцать световых узлов с 1 по 11. Двенадцатый световой узел 12 расположен рядом с набором, но относится к другой, уже существующей сети ZLL. В вариантах осуществления каждый из световых узлов содержит источник освещения для освещения окружающего пространства, такого как комната или комнаты, и (или) наружного пространства. Каждый из источников освещения может принимать форму светильника или отдельной лампы, в том случае, когда в одном и том же светильнике может находиться более одной отдельно доступной лампы (лампа считается светоизлучающим элементом, а светильник считается световым прибором, содержащим одну или несколько ламп и любую связанную с ним розетку, корпус и (или) опору).
В соответствии с процессом обнаружения устройства, определяемым действующим стандартом ZLL, мостовой контроллер 100 следует процедуре инициатора и передает восемь команд скана запроса механизма inter-PAN, отстоящих одна от другой на базовый интервал длительности aplcScanTimeBaseDuration (~250 мс). Командный inter-PAN-скан запроса представляет собой своего рода запрос обнаружения в соответствии со стандартом ZLL, по которому осуществляется поиск других близлежащих узлов. Фигура 2 показывает процедуру инициатора процесса обнаружения устройства. После каждой передачи скана запроса (представленного в виде одной точки) инициатор в течение "базового интервала длительности" aplcScanTimeBaseDuration должен ожидать получения каких-либо ответов. Полная процедура обнаружения займет один интервал обнаружения DiscoveryDuration, который равен восьми интервалам aplcScanTimeBaseDuration, в общем, около 2 секунд. Световые узлы №1-8 будут способны принимать команды скана запроса, поскольку они расположены в пределах одного звена диапазон связи мостового контроллера 100. Следуя целевой процедуре процесса обнаружения устройства, на запрос ответят и будут добавлены в сеть ZLL только узлы освещения №1-4, потому что они расположены в диапазоне близости мостового контроллера 100 Touchlink. Световые узлы №5-8 вместе со световыми узлами №11-12, которые никогда не получают скана запроса, мостовым контроллером 100 обнаружены и автоматически добавлены в сеть быть не могут.
Чтобы расширить диапазон обнаружения устройства, предложенный способ повторно использует процедуру инициатора процесса обнаружения устройства по стандарту ZLL и устанавливает биты 2-3 поля информации ZLL команды скана запроса в качестве указания глубины расширения. Обратимся к фигуре 3, которая показывает формат скана запроса информационного поля ZLL, где биты 2-3 поля информации ZLL в текущем стандарте зарезервированы. В раскрытых здесь вариантах осуществления данный способ использует эти два бита для записи предела звена диапазона связи, называемого здесь "глубиной скана" ScanDepth. Изменением глубины скана ScanDepth диапазон обнаружения способа подключения к сети можно контролируемым образом увеличивать, то есть, чем выше глубина скана ScanDepth, тем шире этот диапазон. Для приложений с очень широкой базой набора глубина скана ScanDepth 3 (0b11) может быть недостаточной. Тогда могут быть использованы биты 6,7 информационного поля ZLL, а вместе с ним может быть использован бит 4 глубины скана ScanDepth для достижения максимальной глубины в 15 (0b1111).
Команда скана запроса с ненулевым значением глубины скана ScanDepth будет отрабатываться принимающим узлом как специальный скан запроса. Нижеследующий способ адаптирует целевую процедуру процесса обнаружения устройства для принятого специального скана запроса, в то время как целевая процедура для обычных сканов запроса остается нетронутой. Для принимающего узла, расположенного внутри диапазона близости инициатора 100 Touchlink, вместо немедленного ответа инициатору (то есть одноадресной передачи инициатору inter-PAN-команды скана ответа) узел выполнит нижеследующие шаги.
S1. Определение, находится ли узел все еще внутри своего временнóго окна подключения к сети посредством проверки параметра Timer_for_Discovery, который установлен при включении устройства. Если время таймера не истекло, выполняется переход к шагу S2. В противном случае запрос игнорируется и прерывается.
S2. Проверка переменной LocalTransactionID ("идентификатор локальной транзакции") в своей локальной памяти. Если переменная LocalTransactionID нулевая, тогда:
S2a) величина локальной переменной LocalTransactionID устанавливается на «TransactionID» - идентификатор транзакции принятой команды скана запроса;
S2b) величина локальной переменной LocalScanDepth устанавливается на "ScanDepth" принятой команды скана запроса минус 1, т.е. (LocalScanDepth=ScanDepth - 1);
S2c) запись отправителя скана запроса в качестве родительского элемента узла;
S2d) проверка, равна ли его переменная LocalScanDepth нулю (т.е. 0b00). Если нет, - переход к шагу S3; в противном случае - переход к шагу S5.
Если переменная LocalTransactionID не нулевая, тогда скан запроса игнорируется и выполняется переход к шагу S4.
S3. Выполнение обнаружения нового устройства, то есть трансляция восьми специальных команд скана запроса с идентификатором транзакции команд ʺtransaction IDʺ, установленным на LocalTransactionID, и параметром "ScanDepth" команды (т.е. биты 2, 3 поля информации ZLL), установленным на LocalScanDepth. По завершении всей трансляция производится установка параметра Timer_for_Response узла на (2×LocalScanDepth-l)×DiscoverDuration;
S4. Ожидание получения ответа до истечения уставки параметра Timer_for_Response.
S5. Ответ на родительский элемент узла. Подробности того, как следует отвечать, будут приведены ниже.
Во время процесса обнаружения устройства (то есть в интервалах между трансляциями) на шаге S3 и ожидания ответа на шаге S4 узел может принимать три типа нижеследующих команд.
Обычная команда скана ответа, которая отправляется узлом, принимающим транслированную узлом команду скана запроса. Узел должен действовать обычным образом, как это определено действующим стандартом ZLL, т.е. проверять достоверность ответа и записывать необходимую информацию отправителя.
Обычная команда скана запроса, которая могла бы быть транслирована любым инициатором ZLL. Узел должен действовать обычным образом, как это определено действующим ZLL, т.е. должен выбирать, следует отвечать или нет (это зависит от приложения).
Специальная команда скана запроса, которая транслирована любым близлежащим узлом. Узел должен игнорировать этот запрос, поскольку находится в середине процесса обнаружения устройства.
На шаге S4 узел может снова получить три типа нижеследующих команд.
Обычная команда скана запроса, которая может быть транслирована любым инициатором ZLL. Узел должен действовать таким же образом, что и на шаге S3.
Специальная команда скана запроса, которая передается любым близлежащим узлом. Узел должен перейти на шаг S1, проигнорировать запрос на шаге S2 и вернуться на шаг S4.
Специальная команда скана ответа, которая отправляется на более поздней стадии устройством, обнаруженном во время процесса обнаружения устройства. Подробности относительно команды и относительно того, как следует отвечать, будут приведены ниже.
Приемные узлы, расположенные вне диапазона близости Touchlink, специальный скан запроса будут просто игнорировать.
0b11
TransactionID
Фигуры от 4 до 11 иллюстрируют новый процесс подключения к сети в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения. Обратимся к фигуре 4, - мостовой контроллер 100 начинает расширенное обнаружение устройства передачей восьми специальных команд скана запроса с глубиной скана ScanDepth, установленной на  (т.е. 3) и с идентификатором транзакции TransactionID, установленным на . После этого мост 100 ожидает истечения времени обнаружения 5×DiscoveryDuration (то есть 2×3-1=5), чтобы получить любой ответ. При приеме специальной команды скана запроса световые узлы №5-9 отвечать не будут, потому что они находятся вне диапазона Touchlink от мостового контроллера 100.
Световые узлы №1-4 не будут сразу же одноадресно отправлять на мост команды скана ответа. Вместо этого каждый световой узел выполнит нижеследующие шаги.
TransactionID
0b10
Tl. Обнаружение, что уставка параметра Timer_for_Discovery его счетчика времени обнаружения не истекла, его локальный идентификатор LocalTransactionID - нулевой, значение LocalTransactionID установлено на , а значение LocalScanDepth - на , а также запись мостового контроллера в качестве родительского узла 100. Поскольку параметр LocalScanDepth не равен нулю, выполняется переход на шаг T2.
0b10
TransactionID
T2. Выполнение нового расширенного обнаружения устройства передачей восьми специальных команд скана запроса (представленных линиями со стрелками разных цветов), при этом ScanDepth установлен на  (то есть, 2), а TransactionID установлен на . После этого производится установка параметра времени ответа "Timer_for_Response" узлов на 3×DiscoverDuration (т. е. 2×2-1=3).
T3. Ожидание получения какого-либо ответа до истечения уставки параметра Timer_for_Response
T4. Ответ на родительский элемент узла. Подробности того, как следует отвечать, будут приведены ниже.
Поскольку световые узлы №1-4 выполняют обнаружение устройства параллельно, весьма возможно, что во время процесса обнаружения устройства на этапе T2 или же во время ожидания ответа на этапе T3 они также получат специальные команды скана запроса. В обоих случаях узел освещения проигнорирует запрос и продолжит выполнение текущего шага.
Как показано на фигуре 4, световые узлы №5-7 тоже получили специальные команды скана запроса, посланные световыми узлами №1-4, и расположены они внутри диапазона близости Touchlink соответствующего отправителя. Заметим, что световые узлы №8-11 тоже могли получать специальные команды скана запроса, отправленные световыми узлами №1-4, так как они расположены внутри одного звена диапазона связи световых узлов №1-4. Однако они будут игнорировать запросы, потому что они находятся вне пределов диапазона близости Touchlink световых узлов №1-4, и поэтому линии со стрелками от световых узлов №1-4 к световым узлам №8-11 для простоты на фигуре 4 не показаны.
0b0l
TransactionID
Рассмотрим в качестве примера световой узел №5, - этот узел получает специальные сканы запроса от световых узлов №2 и №3 и расположен внутри диапазона близости Touchlink обоих световых узлов 2 и 3. Проверив, что время уставки параметра Timer_for_Discovery не истекло, световой узел №5 может затем выбрать, куда отвечать на скан запроса, отправленный одним из родительских световых узлов 2 или 3, и далее исполнять шаги с Tl до T4, как указано выше. Фигура 5 показывает состояние, при котором световые узлы №1-4 находятся на шаге T3 (ожидание ответа), а световые узлы №5-7 находятся на шаге T2 (трансляция специальных команд сканов запроса при параметре ScanDepth, установленном на , и параметре TransactionID, установленном на ).
Аналогично, после приема специальных сканов запроса, отправленных световыми узлами №5-7, световые узлы №8-11 пройдут шаг Tl и перейдут к шагу T4, поскольку параметр LocalScanDepth равен нулю, тогда как другие световые узлы (то есть номера 2, 3, 5, 6 и 7) будут просто игнорировать и продолжать ждать ответа. Световой узел.12 тоже принимает специальные команды сканов запроса, отправленные световым узлом 7. Однако этот световой узел №12 отвечать не будет, так как время уставки его параметра Timer_for_Discovery истекло. Фигура 6 иллюстрирует состояние, в котором световые узлы №1-7 находятся на шаге T3 (ожидание ответа), а световые узлы №8-11 находятся на шаге T4. Как показано на фигуре 6, каждый из световых узлов №8-11, соответственно, осуществляет одноадресную посылку на свой родительский узел обычной inter-PAN-команды скана ответа.
Световой узел №6, когда время уставки его параметра Timer_for_Response истекло, получил три обычные команды скана ответа, а световой узел №7 получил одну обычную команду скана ответа. Световой узел №5 не получает скана ответа ни от какого узла. Световые узлы №5-7 затем переходят к шагу T4. В зависимости от того, получил ли световой узел какой-либо скан ответа на шагах T2 и T3 (то есть до истечения уставки его параметра Timer_for_Response), соответствующий рассматриваемый световой узел осуществляет одноадресную посылку на свой родительский узел обычной или специальной inter-PAN-команды скана ответа. В вариантах осуществления настоящий способ использует четыре бита (то есть 2, 3 и 6, 7) информационного поля ZLL команды скана ответа, для того чтобы указать количества команд скана ответа, которые были приняты световым узлом, причем здесь это называется NumOfChild. Команда ответа сканирования с ненулевым значением NumOfChild принимающим (родительским) узлом будет трактоваться как специальный скан ответа.
Фигура 7 иллюстрирует состояние, при котором световые узлы №1-4 находятся на шаге T3 (ожидание ответа), а световые узлы №5-7 находятся на этапе T4. При этом:
Световой узел №5 отправляет на световой узел № 2 обычный скан ответа, поскольку он не получил никакого скан ответа в течение времени ожидания; а
Световые узлы №6 и №7 посылают специальный скана ответа (представленный зеленой и полужирной линией со стрелкой), соответственно, на световые узлы №2 и №3, поскольку во время ожидания они получили одну или более команд скана ответа (как обычных, так и специальных).
Аналогичным же образом, световые узлы №1 и №4, - как только они перешли к шагу T4, как это показано на фигуре 8, посылают обычный скан ответа на мостовой контроллер 100, поскольку на этапах T2 и T3 они не получили никакого скана ответа. Каждый из световых узлов №2 и №3 сначала вычисляет свой параметр NumOfChild суммированием количества полученных обычных сканов ответа и суммы NumOfChild всех полученных специальный скана ответа, а затем осуществляет одноадресную посылку на мостовой контроллер 100 специальной команды скана ответа с вычисленным параметром NumOfChild.
Когда мост 100 прекращает ожидание, процесс расширенного обнаружения устройства завершается, при этом все световые узлы (то есть, №1-11) обнаружены. Обратите внимание, что в этот момент временнảя уставка параметра Timer_for_Discovery этих световых узлов, возможно, еще не истекла, поскольку таймер мог быть установлен в соответствии с максимальной глубиной сканирования. На следующем этапе подключения к сети световому узлу, который во время процесса расширенного обнаружения устройства отправил специальный скан ответа, его родительским узлом будет делегирована задача "добавление узлов в сеть". Обратимся к фигуре 9, - мостовой контроллер 100 добавил в сеть ZLL все световые узлы, расположенные в диапазоне близости его механизма Touchlink (то есть световые узлы №1-4), и приписал сетевой адрес каждому из них, следуя обычной процедуре подключения к сети, как она описана в разделе "Уровень техники". При добавлении в сеть световых узлов №2 и №3 мостовой контроллер 100 в соответствии с параметром NumOfChild светового узла назначает также свободный сетевой диапазон, устанавливая поля «Начало диапазона свободных сетевых адресов» и «Окончание диапазона свободных сетевых адресов» inter-PAN-команды запроса сетевого маршрутизатора. Таким образом, узлам освещения делегирована задача дальнейшего добавления в сеть своих дочерних узлов.
После подсоединения к сети, световые узлы, будучи наделенными этой задачей, будут затем добавлять свои дочерние узлы в сеть. Аналогично, каждый из них будет дополнительно делегировать часть этой задачи своему дочернему узлу (узлам), если ребенок во время процесса расширенного обнаружения устройства отправил специальный скан ответа. Например, обращаясь к фигуре 10 и к фигуре 11, световой узел №2 добавит световые узлы №5 и №6 в сеть и делегирует световому узлу №6 задачу добавления его собственных дочерних узлов в сеть. Следовательно, световой узел №6 затем добавит в сеть световые узлы №8, 9 и 11.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения процесс расширенного обнаружения устройства мог бы осуществляться быстрее при разрешении принимающим узлам, расположенным внутри одного звена диапазона связи инициатора 100, отвечать на специальный скан запроса, то есть выполнять шаги с T1 по T4. Это приводит к более быстрому процессу обнаружения с меньшим значением параметра ScanDepth. Поскольку временнóе окно подключения к сети все еще на месте, можно избежать непреднамеренного ввода в эксплуатацию. Однако это не полностью согласуется с действующим стандартом ZLL.
Понятно, что приведенные выше варианты осуществления были описаны только в качестве примера.
Например, описанная здесь технология может применяться также к другим протоколам ZigBee или к любому другому протоколу ячеистой сети, в которой в соответствии с этим протоколом каждому совместимому узлу разрешается отвечать только на запрос обнаружения в том виде, как он транслирован от данного источника, при условии, что этот узел находится внутри предопределенного диапазона этого источника. В каждом таком случае раскрытые здесь принципы могут быть использованы для расширения диапазона обнаружения за пределы того, что было изначально предусмотрено стандартом. Кроме того, заметим, что поскольку может использоваться и другой протокол, это может предполагать и другие формы различных рассмотренных выше сообщений, например, другие формы запроса на обнаружение и другие типы ответов. Понятно, что речь идет о функции сообщения, а не о частном наименовании или формате сообщения.
Далее, хотя вышеизложенное описано применительно к световым узлам 1-12, каждый из которых выполнен в виде устройства, содержащего источник освещения, будет понятно, что вышеприведенная технология может быть также применена в отношении компонентов других типов, находящихся в системе освещения. Например, любой один или более узлов могут альтернативно принимать форму переключателя для ручного включения и выключения одного или более источников освещения или увеличения и уменьшения их светимости, таймера для задания поведения во времени одного или более источников освещения (например, моментов, когда они включаются и выключаются, или для задания временнóго режима уменьшения светимости), датчика присутствия или других датчиков, на основе которых автоматически управляются один или более источников освещения (например, источники автоматически включаются или увеличивают свою светимость в ответ на обнаружение в окружающем пространстве пользователя), или форму пульта дистанционного управления, наделяющего пользователя возможностью управлять одним или более источниками освещения (например, для того чтобы увеличивать и уменьшать их светимость или чтобы включать их и выключать, или для того, чтобы организовывать динамичное освещение).
Кроме того, выше было описано, каким образом узел отвечает на ретранслированный запрос обнаружения, если он получен внутри установленного временнóго окна ответа от момента включения, и что релейный узел ретранслирует запрос обнаружения, только если он находится внутри установленного временнóго окна трансляции от момента включения. Однако в вариантах осуществления соответствующие узлы могли бы быть сконфигурированы таким образом, чтобы отсчет временнóго окна запускался любым из одного или более потенциальных событий, а именно, - включением питания (электропитание либо вообще включается первый раз, либо после врéменного отключения), переустановкой (вторичное включение электропитания и (или) переустановка логического состояния узла) и (или) выходом из сети, к которой ранее был подсоединен этот узел. В вариантах осуществления узел будет стараться найти сеть для соединения с ней только тогда, когда он не принадлежит ни к какой сети, например, устройство, которое находится или возвращается в состояние "Factory New" (FN) по протоколу ZLL или по другому протоколу ZigBee. Поэтому в вариантах осуществления соответствующее окно может запускаться с момента, когда узел приобретает статус FN. Для такого устройства нет разницы между событиями "включение питания" и "переустановка" или просто его выходом из предыдущей сети.
Специалистами в данной области, исходя из изучения чертежей, описания и приложенных пунктов формулы изобретения, при практической реализации заявленного изобретения могут быть придуманы и внесены и другие изменения в раскрытые варианты исполнения. В этих пунктах слово "содержащий" не исключает других элементов или этапов, а признак единственного числа не исключает множества. Один процессор или другой блок может выполнять функции нескольких перечисленных в пунктах формулы изобретения элементов. Тот простой факт, что некоторые меры приведены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что для получения преимущества не может быть использована комбинация этих мер. Компьютерная программа может быть сохраняться и (или) распространяться на подходящем носителе, таком как оптический носитель данных или твердотельный носитель, поставленный вместе с ним или как часть другого оборудования, но она может также быть распространен в других видах, например, через интернет или посредством других проводных или беспроводных телекоммуникационных систем. Любые ссылочные позиции в пунктах формулы изобретения не должны толковаться как ограничивающие его объем.