[发明专利]用于在星型网络（MASTER-SLAVE ADHOC网络）中传递信标的方法和星型网络中的传感器节点

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于星型网络的信标、一个星型网络中的传感器节点和一种用于运行星型网络的方法。 

背景技术

在制造自动化中，对于无线网络的通讯伙伴之间的等待时间有较高的规定。所述等待时间应理解为发出任意信息给通讯伙伴和该信息到达通讯伙伴时之间的时间间隔。由于制造中的特殊需求，该等待时间应该保持尽可能地短。 

由现有技术中公知一种应用在具有星型网络的制造自动化中的无线网络结构，其中使用了时分多址法TDMA（Time Division Multiple Access），请参看Sahinoglu，Z.et al.:《TG4e drafting-Draft specification for IEEE 802.15.4e Factory Automation《,IEEE 802.15.4document 15-09/401r3，2009年7月。在下面用文件[1]表示参引前述的公开文献。 

星型网络由至少一个中心节点-下面也称为网关-以及多个星型地与中心节点相连的网络节点组成。因为在制造自动化中通常使用》智能《传感器，因此下面也将这些网络节点称为》传感器节点《。在这里，智能传感器被理解为这种装置，其除了其传感器方面 的功能外还具有许多功能性，这些功能性能确保结合到网络中、与其他网络设备的双向通讯、以及处理传感器数据。 

在制造自动化中，无线网络往往是优选的解决途径，这是因为要传感器的固定布线太耗费时间并且成本高昂。此外，布线意味着运动自由度受到限制以及常见的错误来源，其同样也是归结于工业环境中存在的恶劣环境，并且其可能意味着生产故障会引起更多的花费。无线访问传感器和执行器（Aktoren）在此避免了上述问题，并且还附加地带来以下优点，即，在改变过程或者在改造过程设备时能确保更高的灵活性。 

采用文件[1]中联系标准IEEE 802.15.4的规定的原理确保了一种可靠的方法，用于无线并且节能地传输传感器信号。 

为了使传感器节点和网关连接，在应用超帧的情况下限定了一种协议。超帧限定将相应的时隙分配到单个的传感器节点上。在此为每个相应的传感器节点设置了至少一个专用的时隙，用于在相应的传感器节点和网关之间进行通讯。 

针对为了使传感器节点的内在工作节拍与网关的时钟频率同步而发送的超帧提出，在每个超帧开始时通过网关周期性地发送信标。 

为了尽可能满足对于缩简等待时间的高要求，尽量避免交换尽可能多的配置信息。这种在数据交换方面的节约还通过预设生产模式、也被称为》Production Mode《或者》Online Mode《来得到支持，该模式可以替代非生产模式、例如配置模式（Configuration Mode）或者确定模式（Discovery Mode）运行。在配置模式内设置了对配置信息的交换，而在生产模式中尽可能少地保持这种交换。作为代替，在运行的生产模式中，配置信息尽可能都存储在传感器节点中。 

上述意义上的优化是以牺牲传感器网络的灵活性为基础的。例如由于制造需要，在不脱离生产模式并且进入配置模式的情况下，新加入的传感器节点在生产模式中目前不能向网关报告，与此相联系的显著缺点是，需要在配置模式期间无法避免地中断生产。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一些方法，利用这些方法以和现有技术中迄今公知的方式相比更简单的方式有利于改变配置，尤其是加入更多的传感器节点。 

该目的通过一种具有权利要求1所述特征的信标、一种具有权利要求5所述特征的超帧、一种具有权利要求7所述特征的传感器节点、一种具有权利要求8所述特征的星型网络以及一种具有权利要求9所述特征的方法来实现。 

本发明提出一种信标，用于具有至少一个网关和至少一个传感器节点的星型网络，其中，该信标具有包含着关于超帧中基础时隙的数量信息的域。 

基础时隙相当于时隙长度的基本单元，其中根据需要，可以将多个基础时隙连接成结合的时隙。下面，将时隙的概念等同于基础时隙来使用。 

首先，本发明的前提是，不必为了配置中的改变、尤其是加入其他的传感器节点而离开生产模式。作为代替地应该提供信标，利用它可以通过加入配属于要加入的传感器节点的时隙来加入新的传感器节点，而不必为此转换入配置模式。 

为此，根据本发明的解决方案提出一种信标，其具有其中存储了关于超帧中基础时隙的数量信息的域。借此，本发明支持在每个 超帧的开始向传感器节点持续进行报告：超帧中包含多少个时隙，并且进而有多少个配属于相应的星型网络的传感器节点可以参与通讯。