[发明专利]用于控制向多跳网络添加网络节点的装置和方法

说明书

本发明涉及用于控制多跳网络（例如，多跳技术的ZigBee网络）（200）中的网络设备（22）的调试的方法和装置，其中网络设备（22）是组合网络设备，该组合网络设备具有用于建立点对点连接的单跳技术的单跳通信单元（例如，低功耗蓝牙（BLE））和用于与多跳网络（200）中该多跳网络的其他网络设备（20）通信的多跳技术的多跳通信单元。用于调试的该网络设备（22）的单跳连接允许经由桥设备（25）从经由单跳网络控制网络设备（22）到经由多跳网络控制网络设备（22）的无缝转移，而不会冒不必要地寻找开放网络、不得不查找并输入接入密钥或使网络设备（22）靠近桥设备（25）的风险，并同时保持安全设置。

技术领域

本发明涉及无线网络中网络设备的调试领域，无线网络是诸如但不限于ZigBee网络，用于在针对家庭、办公室、零售、酒店和工业的各种不同应用中使用。

背景技术

ZigBee网络代表另一类型的低功率/低成本无线网络，其允许网状拓扑中的设备之间的多跳通信。ZigBee设备提供了降低的功耗和成本，并具有网状联网能力，这使得它们适合用于大规模部署。ZigBee网状网络的应用实例包含家庭自动化、建筑自动化、零售服务、智能能源和无线室内照明系统。

更具体地说，ZigBee是针对一套高级通信协议的基于IEEE 802.15.4的规范，其被用于创建具有小的低功率数字无线电的个人区域网络。ZigBee技术的主要优势是其垂直集成，即从用于较低层的IEEE 802.15.4到网络层到应用层规范的完整标准化协议栈的可用性；这与其他无线网络技术（例如Thread、蓝牙或Wi-Fi）不同。ZigBee网络被广泛使用于不同的应用中，如家庭、零售和工业/办公室。应用包括无线灯开关、灯、恒温器、各种传感器、带室内显示器的电表、交通管理系统以及其他需要短距离低速率无线数据传输的消费者和工业设备。它的低功耗将传输距离限制在10-100米的视线范围内，这取决于功率输出和环境特性。ZigBee设备可以通过经中间设备的网状网络递送数据来实现长距离的数据传输。

所谓的ZigBee光链路（ZLL）标准是一种由连接的照明系统使用的低功率网状网络标准。在初始设置期间，ZLL设备执行调试（commission）过程，以获得用于加密网络中设备之间通信的网络密钥。调试是一个建立新的ZLL网络或将新的ZLL设备添加到现有网络的过程。ZLL标准规定了两种调试过程：经典调试和触摸链接（touchlink）调试。每个持有ZLL证书的设备都支持两种调试过程，它们在密钥管理方案和密钥传输协议方面有所不同。

在ZLL经典调试中，网络发现是由想要加入网络的设备（加入者）通过在不同信道上发送信标请求来触发的。如果现有ZLL网络的协调器对新设备开放，则该协调器用信标响应来回复，该信标响应包含关于网络的信息，该信息包括指示加入许可的标志。然后，新的ZLL设备决定它是否加入网络。ZLL触摸链接调试过程的安全特征依赖于一个全局ZLL主密钥，该主密钥用于在当前网络密钥被传输给加入设备之前对其进行加密。在ZLL触摸链接调试程序中，设备需要很近地靠在一起，因为出于安全目的，要求信号电平高于一定的电平。

然而，现有的ZigBee调试方法有缺点。对于新出厂设备，在自动搜索并加入ZigBee网络时存在安全风险。尤其是在用户尚未拥有接入设备的情况下，如果错误的ZigBee网络被开放，则新设备可能会加入该错误的ZigBee网络。此外，现有的调试机制可能要求用户在新设备上查找接入码或安全码（例如，6位十六进制数或所谓的“安装码”）（意味着新设备必须是可接入的并且该号码必须是可见的），并且通过移动设备的软件应用（所谓的“app”）输入该号码，或者使新设备靠近接入设备。

US2016/373917A1公开了用于加入无线连接广告的方法和系统，包括响应于接收到广告广播，经由无线点对点通信连接到调试设备，以建立基于广告的连接。