[发明专利]控制网状网络中设备之间的交互和协作的集中控制系统

说明书

公开了一种网状网络(120)，该网状网络(120)由与无连接设备(109)和面向连接设备(110)通信的无线电控制的桥接器(101、102、103、104、105和106)构成。该网状网络(120)还配置有促进使用不同通信协议的设备之间的通信的多个通信协议转译器。该网状网络(120)还配置有中央控制单元(100)，该中央控制单元控制在网状网络(120)上通信的设备之间的被允许和不被允许的交互。

技术领域

本发明涉及在遥测和自动化系统中所使用的无线电操作电子设备的控制，并且尤其涉及在由无线桥接器构成的网状网络中运行的设备之间提供互操作、协作和数据交换的集中控制系统。

背景

在现有技术中，已知的是无线网络中的无线电操作设备之间的互操作和协作受到许多参数和设计问题的限制，如电子接口标准、通信协议、无线电频率、公共规则和立法以及供应商特定实施方案方面的差异。一些类别的设备及其协议通常被设计用于特定的应用领域，例如在私人家庭环境内、在计量应用、公益技术或作为无线的“万物互联(Internetof everything)”的一部分中。

无线电通信协议可以分为一些主要类别：开放标准，如欧洲规范(EN标准，例如KNXRF和无线M-Bus)中定义的一个；以及由联盟或特殊利益集团推动的工业标准(例如ZigBee、蓝牙、Z轴向波和线程)。还存在其他供应商定义的协议，其可能已经或可能没有被发布至公共领域中(例如，ARC Technology的NEXA)。这些不同协议背后的监管机构通常不会采取任何行动来促进具有不同无线电通信协议的设备之间的互操作性或协作性，而是专注于其自身特定标准在市场上的开发和部署。此外，无线电操作设备的提供商可能发现在商业上有益的是引入新的协议而不是利用现有的标准。

从用户的角度来看，这些互操作限制通常看起来是人为的，并且代表了商业上可用的系统和设备的最佳使用的问题。用户是非常不同的并且其应用领域和需求也是如此，但是一个共同的问题是他们发现他们自己被这些限制所约束，并且可能不得不从并行运营的几个供应商购买解决方案。

一些协议可以利用无电池技术，例如使用按钮推动的动能(例如，某些基于KNX RF的开关)来传输短的突发数据。其他协议需要更多的能量来完成无线数据交换并且更适合与电池或主电源一起使用。

即使在开放标准内，无线电设备之间的互操作也受到地方当局发布的在符合当地规定的给定的地理区域内的规范的挑战。已采用这样的地方规则的协议的示例是KNX RF和无线M-Bus。示例例如是：

-KNX RF定义不同频率。在澳大利亚，KNX RF使用433MHz，而在欧洲则使用433MHz和868MHz频率。使用来自澳大利亚供应商的KNX RF设备要求基于433MHz的系统，而欧洲供应商所使用的最常用频率为868MHz。用户可以安装并行系统或支持两种频率的系统以便利用来自两个地区的设备。

-无线M-Bus定义了一组不同的模式，由于无线电设备的物理层中的差异而使其无法进行交互。例如，澳大利亚的T模式定义433MHz，而欧洲的T模式定义868MHz。

即使对于使用相同通信协议的设备，由于供应商特定属性、实施方案或特定标准中的模糊定义，可能不能进行互操作，类似例如在另一设备上的设备切换。这种标准的示例是例如基于ZigBee的设备，其中供应商通常定义他们自己的私有设备配置文件，从而防止来自其他供应商的设备与他们的设备互操作或协作。

许多广泛使用的RF协议的共同限制是它们仅支持与通过相同协议进行通信的设备的互操作，这是通过在彼此的特定物理无线电范围内的设备之间的直接逻辑操作一致性来实现的，并且例如仅支持点到(多)点网络拓扑。即使在路由器被引入无线网络中时，来自设备的无线电分组的传输经常局限于一跳或几跳。