СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОБИЛЬНЫХ ТЕРМИНАЛОВ С СЕНСОРНОЙ СЕТЬЮ И ТЕРМИНАЛ СЕНСОРНОЙ СЕТИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОБИЛЬНЫХ ТЕРМИНАЛОВ С СЕНСОРНОЙ СЕТЬЮ
METHOD FOR PROVIDING INTERACTION BETWEEN MOBILE TERMINALS AND SENSOR NETWORK AND SENSOR NETWORK TERMINAL PROVIDING INTERACTION BETWEEN MOBILE TERMINALS AND SENSOR NETWORK

Изобретение относится к беспроводной связи и может быть использовано для получения информации об окружающей среде программами на мобильных терминалах.
Известен многофункциональный коммутатор сверхвысокоскоростной MESH-сети, реализующий изобретение по патенту RU 2403673, дата публикации заявки 10.11.2010. Многофункциональный коммутатор сверхвысокоскоростной MESH-сети обеспечивает полнодуплексный режим передачи пакетов данных на частоте 60-100 ГГц со скоростью до 2 гигабит в секунду. Обеспечивается возможность подключения пользователей сети по технологии широкополосного радиодоступа (Wi-Fi, WiMAX), а также через проводной LAN сегмент. Применение предложенного изобретения исключает необходимость частотного планирования, так как приемопередающая часть автоматически по команде микропроцессорного модуля меняет частоты дуплексной пары в зависимости от расположения узла в магистральной MESH-сети. Тем самым нет необходимости в механической замене СВЧ-фильтров и наличии нескольких видов частотно-зависимых компонентов в системе. В частотном диапазоне 60-100 ГГц существенно облегчается возможность выделения рабочих полос частот государственными радиочастотными органами.
Известны способ и система обеспечения межсетевого обмена телекоммуникационными услугами широкополосных разнотипных сетей по заявке RU 2005114364, дата публикации заявки 10.10.2005. Согласно способу обеспечения межсетевого обмена телекоммуникационными услугами между широкополосными разнотипными сетями, упомянутые разнотипные сети подключаются посредством оборудования управления вызовом и оборудования обеспечения межсетевого обмена посредством носителя, упомянутое оборудование управления вызовом используется для межсетевого обмена сигналами и управления вызовами, которые запрашивают связь между сетями, упомянутое оборудование обеспечения межсетевого обмена посредством носителя используется для отображения порта носителя, который обеспечивает связь между сетями, и передачи потока данных носителя под управлением упомянутого оборудования управления вызовом, причем упомянутый способ заключается в следующем: принимают запрос вызова, приходящий от оборудования вызывающей стороны посредством оборудования управления вызовом; определяют посредством оборудования управления вызовом, является ли запрос вызова оборудования вызывающей стороны вызовом, который запрашивает связь между разнотипными сетями; устанавливают подключения между оборудованием обеспечения межсетевого обмена посредством носителя и оборудованием вызывающей стороны и между оборудованием обеспечения межсетевого обмена посредством носителя и оборудованием вызываемой стороны под управлением оборудования управления вызовом, если упомянутый запрос вызова является вызовом, который запрашивает связь между разнотипными сетями; передают поток данных носителя посредством оборудования обеспечения межсетевого обмена посредством носителя и реализуют межсетевой обмен посредством носителя. Система обеспечения межсетевого обмена телекоммуникационными услугами между широкополосными разнотипными сетями, содержащая единицу оборудования обеспечения межсетевого обмена посредством носителя, подключенного между упомянутыми разнотипными сетями для передачи потока данных носителя между упомянутыми разнотипными сетями; единица оборудования управления вызовом, подключенного между упомянутыми разнотипными сетями для обработки запроса вызова, который запрашивает связь между сетями, передачи сигналов и управления упомянутым оборудованием обеспечения межсетевого обмена посредством носителя; оборудование обеспечения межсетевого обмена посредством носителя осуществляет межсетевой обмен телекоммуникационными услугами между разнотипными сетями посредством установки порта носителя, который соответствует оборудованию вызывающей стороны и порта носителя, который соответствует оборудованию вызываемой стороны, и отображения этих двух портов носителя под управлением упомянутого оборудования управления вызовом.
Наиболее близким к изобретению является шлюз-маршрутизатор беспроводной сенсорной сети, реализующий полезную модель по патенту RU 71495, дата публикации заявки 10.03.2008. Шлюз-маршрутизатор беспроводной сенсорной сети сбора и передачи информационных потоков в реальном масштабе времени, в котором на передающей стороне между интерфейсом данных и точкой доступа в сенсорную сеть включены последовательно соединенные блок памяти, блок фрагментации и блок инкапсуляции кадров, а шлюз-маршрутизатор на приемной стороне снабжен последовательно соединенными блоками декапсуляции, дефрагментации и преобразования протоколов кодирования кадров, включенными между точкой доступа и сервером управления технологическим процессом.
Недостатками этих технических решений являются:
1) терминал сенсорной сети постоянно подключен к определенному узлу сенсорной сети, при повреждении этого узла связь теряется;
2) терминал сенсорной сети является стационарным.
Технический результат предложенного технического решения заключается в том, что предлагаемый способ и устройство позволяют мобильному терминалу в случае выхода из строя узла сенсорной сети, через который производилась передача данных, продолжать обмен данными с сенсорной сетью через другой узел, кроме того, терминал сенсорной сети можно перемещать при условии, что он остается доступным для связи с мобильным терминалом и, по крайней мере, с одним узлом сенсорной сети.
Для достижения указанного технического результата предлагается способ обеспечения взаимодействия мобильных терминалов с беспроводной сенсорной сетью, заключающийся в том, что приемопередающий модуль сенсорной сети подключается к одному из доступных для связи узлов внешней сенсорной сети; при изменении условий связи и/или перемещении терминала сенсорной сети и/или при выходе из строя узла внешней сенсорной сети, в результате которых приемопередающий модуль сенсорной сети теряет связь с тем узлом сенсорной сети, к которому был подключен, приемопередающий модуль сенсорной сети подключается к другому узлу сенсорной сети, доступному в изменившихся условиях; приемопередающий модуль сенсорной сети обменивается с внешней сенсорной сетью пакетами данных через один из узлов внешней сенсорной сети; пакеты данных передают от модуля сенсорной сети к модулю беспроводной связи и обратно, при этом преобразуя поэтапно, этапы включают в себя: декапсуляцию пакетов данных, дефрагментацию декапсулированных данных и преобразование дефрагментированных данных в иной протокол, фрагментацию и инкапсуляцию преобразованных данных; данные принимают и передают на мобильный терминал, подключенный к модулю беспроводной связи; информация, полученная от сенсорной сети, используется программой, установленной на мобильном терминале, и терминал сенсорной сети, обеспечивающий взаимодействие мобильных терминалов с сенсорной сетью, содержащий элемент питания, приемопередающий модуль сенсорной сети, подключаемый к одному из узлов внешней сенсорной сети, модуль беспроводной связи, подключаемый к мобильному терминалу, два блока преобразования протоколов передаваемых данных, подключенных к приемопередающему модулю сенсорной сети и к модулю беспроводной связи, при этом блоки преобразования протоколов состоят из блока инкапсуляции, соединенного с блоком фрагментации, который соединен с блоком памяти и с блоком преобразования протоколов кодирования кадров, который соединен с блоком памяти и блоком дефрагментации, а также блока декапсуляции, соединенного с блоком дефрагментации. Дополнительно мобильный терминал может быть сотовым телефоном, смартфоном, коммуникатором, ноутбуком, нетбуком, карманным персональным компьютером; информация, передаваемая от мобильного терминала в сенсорную сеть, может содержать идентификационный номер мобильного терминала, который может использоваться для определения местоположения мобильного терминала; информация, передаваемая от сенсорной сети на мобильный терминал, может включать в себя идентификатор узла сенсорной сети, через который происходит передача информации, эта информация может использоваться программой, установленной на мобильном терминале для определения местоположения мобильного терминала; модуль беспроводной связи может быть модулем Wi-Fi, Bluetooth; приемопередающий модуль сенсорной сети может поддерживать стандарт IEEE 802.15.4.
На фигуре 1 представлена общая функциональная схема устройства, реализующего способ обеспечения взаимодействия мобильных терминалов 1 с внешней сенсорной сетью 2, которая содержит узлы 3, терминал сенсорной сети 4, содержащий приемопередающий модуль сенсорной сети 5, блоки преобразования протоколов передачи данных 6 и 7, модуль беспроводной связи 8 и элемент питания 9.
На фигуре 2 представлена общая функциональная схема блоков преобразования протоколов передачи данных 6 и 7, которая содержит блок инкапсуляции 10, блок фрагментации 11, блок памяти 12, блок преобразования протоколов кодирования кадров 13, блок дефрагментации 14, блок декапсуляции 15. Терминал сенсорной сети, обеспечивающий взаимодействие мобильных терминалов с сенсорной сетью, функционирует следующим образом. Внешняя сенсорная сеть 2 состоит из узлов 3, каждый из которых может принимать, передавать и, быть может, обрабатывать и создавать пакеты данных. Для каждого мобильного терминала 1 есть отдельный портативный терминал сенсорной сети 4, имеющий элемент питания 9, позволяющий ему работать автономно, и этот терминал сенсорной сети 4 всегда способен осуществлять связь с мобильным терминалом 1 (например, терминал сенсорной сети переносят вместе с мобильным терминалом). В качестве мобильного терминала 1 может быть использован сотовый телефон, смартфон, коммуникатор, ноутбук, нетбук, карманный персональный компьютер. Каждый терминал сенсорной сети 4 содержит приемопередающий модуль сенсорной сети 5, этот модуль подключается к одному из доступных для связи узлов 3 внешней сенсорной сети 2, приемопередающий модуль сенсорной сети 5 обменивается с узлами 3 пакетами данных. Терминалов сенсорной сети 4 может быть несколько. Несколько терминалов сенсорной сети 4 могут одновременно подключаться как к одному из узлов 3 внешней сенсорной сети 2, так и к различным узлам 3 внешней сенсорной сети 2. При изменении условий связи и/или перемещении терминала сенсорной сети 4 и/или выходе из строя узла 3 внешней сенсорной сети 2 (например, при повреждении в результате чрезвычайной ситуации), приемопередающий модуль сенсорной сети 5 этого терминала сенсорной сети 4 может подключиться к другому узлу 3 внешней сенсорной сети 2. Приемопередающий модуль сенсорной сети 5 соединен с двумя блоками преобразования протоколов передачи данных 6 и 7, один из которых 6 преобразует пакеты данных протокола беспроводной сенсорной сети в пакеты данных, соответствующие протоколу модуля беспроводной связи мобильного терминала. Другой блок преобразования протоколов передачи данных 7 преобразует пакеты данных, соответствующие протоколу модуля беспроводной связи мобильного терминала в пакеты данных протокола беспроводной сенсорной сети. Внутри блоков преобразования протоколов передачи данных 6 и 7 пакеты данных сначала поступают в блок декапсуляции 15, где они преобразуются во фрагменты данных. Эти фрагменты поступают в блок дефрагментации 14, который сначала последовательно записывает фрагменты в блок памяти 12 и затем восстанавливает последовательность исходных данных. Следует понимать, что блоки памяти 12, описанные в данном документе, могут являться энергозависимыми ЗУ или энергонезависимыми ЗУ, или могут включать как энергозависимые ЗУ, так и энергонезависимые ЗУ. В качестве иллюстрации, но не ограничения, энергонезависимые ЗУ могут включать постоянные запоминающие устройства (ПЗУ), программируемые ПЗУ (ППЗУ), электрически программируемые ПЗУ (ЭППЗУ), электрически стираемые ПЗУ (ЭСПЗУ) или флэш-память. Энергозависимые ЗУ могут включать память с произвольным доступом (ОЗУ), выполняющую функции внешней кэш-памяти. В качестве иллюстрации, но не ограничения, ОЗУ может быть доступна во многих формах, таких как синхронное ОЗУ (SRAM), динамическое ОЗУ (DRAM), синхронное динамическое ОЗУ (SDRAM), синхронное динамическое ОЗУ с двойной скоростью (DDR SDRAM), улучшенное синхронное динамическое ОЗУ (ESDRAM), динамическое ОЗУ Synchlink (SLDRAM) и синхронное динамическое ОЗУ Rambus (DRRAM). Предполагается, что блок памяти 12 содержит эти или любые другие подходящие типы памяти, но не ограничивается ими. После восстановления исходных данных блок дефрагментации 14 сообщает о завершении восстановления исходных данных и о месте хранения их в блоке памяти 12 этому блоку преобразования протоколов кодирования кадров 13. Далее блок преобразования протоколов кодирования кадров 13 извлекает данные из блока памяти 12 и преобразует их согласно другому протоколу. Преобразованные данные поступают на блок фрагментации 11, где разбиваются на фрагменты, которые поступают на блок инкапсуляции 10, который делает из них пакеты и передает их на модуль беспроводной связи 8, соединенный с мобильными терминалами 1. Модуль беспроводной связи 8 может быть модулем Wi-Fi, Bluetooth; приемопередающий модуль сенсорной сети может поддерживать стандарт IEEE 802.15.4. Таким образом, мобильный терминал 1 получает информацию об окружающей среде, эта информация используется программой, установленной на мобильном терминале 1.