專利名稱：用于對設備進行控制的通信網(wǎng)絡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于根據(jù)通信協(xié)議對設備進行控制的通信網(wǎng)絡。
背景技術：
已開發(fā)出用于對諸如燈光或照明設備、電扇之類設備，以及在 家居或商業(yè)布置中的其他電器或系統(tǒng)進行控制的通信網(wǎng)絡。 一般而 言，這些設備是電負載。這些網(wǎng)絡作為如下遙控系統(tǒng)的一部分，該遙 控系統(tǒng)用于允許用戶使用手持式或墻壁安裝式控制器，對諸如燈光或 燈組之類設備的狀態(tài)(例如，開、關、強度、...昏暗、明亮、場 景)進行遙控。在某些傳統(tǒng)遙控系統(tǒng)中，墻壁安裝式設備適合于從手 持式控制器或墻壁安裝式遙控器接收信號。控制器能夠接收關于被遙 控設備的狀態(tài)信息，并且控制器能夠向用戶顯示出這樣設備的狀態(tài)， 即便當設備處在用戶視線范圍之外也是如此。許多傳統(tǒng)系統(tǒng)被實現(xiàn)為
無線系統(tǒng)，這些系統(tǒng)中的某些使用RF (射頻)信號發(fā)送和接收信 息。
RF無線系統(tǒng)通常包括主控制器，用于對調(diào)光器/開關進行控 制，主控制器接收它可顯示的狀態(tài)信息。在這樣的系統(tǒng)中，主控制器 向調(diào)光器或開關廣播命令，如狀態(tài)請求命令。調(diào)光器或開關是對諸如 燈光設備或電扇之類設備進行控制的控制器的示例。響應于來自主控 制器的狀態(tài)請求命令，對設備進行控制的控制器廣播受控設備的狀 態(tài)。然后，主控制器可基于控制器廣播的信息顯示出設備的狀態(tài)。對 設備進行控制的控制器，以及主控制器，均表示網(wǎng)絡的節(jié)點，在網(wǎng)絡 中，這些的節(jié)點每一個都是可對一個或多個設備進行控制的一個或多 個組件。根據(jù)不同節(jié)點相對于彼此以及相對于主控制器的相對定位， 主控制器所廣播的消息可由一個或多個或所有系統(tǒng)節(jié)點所接收。當節(jié)點不能直接接收來自主控制器的發(fā)送時，系統(tǒng)使用中繼器，以便有必 要的話，系統(tǒng)的所有節(jié)點都能夠接收到主控制器的發(fā)送。節(jié)點(包括 主控制器)和中繼器的發(fā)送基本上是能夠為系統(tǒng)中任何節(jié)點所接收的 廣播。由于來自主控制器的發(fā)送和來自控制器的發(fā)送(在中繼器的協(xié) 助下)可在系統(tǒng)的任何地方接收，發(fā)送所連接設備的狀態(tài)的控制器沒 有必要專門對任何具體設備或主控制器進行特別尋址。同樣，發(fā)送其 命令的主控制器沒有必要專門將這樣的命令尋址到系統(tǒng)中的具體控制 器。此外，由于消息是廣播的，將消息傳遞到節(jié)點的方式在這樣的系 統(tǒng)中無關緊要。
在很多情形中，用戶可能經(jīng)常想要知道受控設備的狀態(tài)，更重 要的是，用戶可能想要知道由于對設備的人工操作是否引起設備狀態(tài) 發(fā)生改變。此外，由于從主控制器發(fā)送了命令，可能改變了設備的狀 態(tài)。也就是，由于從主控制器發(fā)送的命令，或?qū)υO備的激勵，或控制 器本身的激勵，對設備進行控制的控制器可改變設備的狀態(tài)。某些系 統(tǒng)被設計成，使得當這種設備被人工激勵時或在接收到來自主控制器 的狀態(tài)請求命令時，控制器自動發(fā)送該設備的狀態(tài)。當設備被進行人 工激勵或接收到命令時由設備的控制器所發(fā)送的狀態(tài)信息被稱為"真 狀態(tài)"。"真狀態(tài)，，系統(tǒng)的主要缺點在于，在許多情形中沒有必要發(fā)送 許多狀態(tài)信息，且這常會導致系統(tǒng)低效。例如，當燈光的強度從一個 級別降至其最后所需級別時，按下強度激勵器(例如，強度按鈕或搖
臂開關)數(shù)次，直至達到所需級別。在"真狀態(tài)，，系統(tǒng)中，控制燈光的
控制器(即，調(diào)光器/開關)發(fā)送每個中間強度級別；也就是，每次 按下強度按鈕時，就發(fā)送出當前燈光級別。這樣的系統(tǒng)效率較低，不 僅僅是由于發(fā)送中間燈光級別會使系統(tǒng)耗失能量，而且還由于發(fā)送的 信息過多而且沒有什么價值。在這樣的情形中，燈光的最后強度級別 由于是系統(tǒng)需要知道的信息所以可能才是需要發(fā)送的信息。
另一示例是，當調(diào)光器從當前強度級別衰減到關閉時的情形。 當在離散強度級別之間衰減時，發(fā)送出每個這樣的級別不僅會導致如 上所述的功耗問題，而且還會在帶寬和延遲方面產(chǎn)生效率問題。在這樣的系統(tǒng)中，在衰減強度達到最后值之前，狀態(tài)的發(fā)送受到延遲，或 者在衰減期間，發(fā)送出不同的強度級別。每種技術都能夠?qū)е孪到y(tǒng)的 不利條件。例如，當狀態(tài)信息的發(fā)送受到延遲時，主控制器要發(fā)送的 其他命令也將會被延遲，直至從衰減設備接收到全部響應為止，并且 在主控制器顯示出該狀態(tài)的間時也將存在延遲。
在控制器或設備具有觸發(fā)行為激勵器的情形中，延遲就特別成 問題。如果用戶通過觸發(fā)行為錯誤地啟動按鈕，則用戶不能將行為逆 轉(zhuǎn)，直至衰減結束并接收到最后"真，，狀態(tài)值為止。由于衰減時間可能 從數(shù)秒鐘到數(shù)十分鐘的很寬范圍內(nèi)變化，這可導致存在有較長時間不 能對系統(tǒng)進行控制。如果不使用"真狀態(tài)"方法，且在發(fā)送出狀態(tài)請求 命令之后提供狀態(tài)，則主控制器不得不在很長時間期內(nèi)保持對調(diào)光器 的輪詢，而且可能不知道衰減時間的長度，從而當停止論詢時導致系 統(tǒng)低效。
此外，對于照明系統(tǒng)而言，需要控制不止單個設備，而是一組 設備是很平常的事情。例如，可能需要打開或關閉房間或整個建筑中 的所有燈光，或者使用燈光組創(chuàng)建布景，其中將組中的燈光設置在多 個強度級別。在這樣的情形中， 一個控制器可改變一組燈光的狀態(tài) (通過送往諸如調(diào)光器和開關之類控制器的消息)，而其他控制器也 可對同一組燈光進行控制，并適當改變其顯示。當使用"真狀態(tài)"方法 時，狀態(tài)一有所變化，燈光就開始發(fā)送回(通過其相連控制器)其狀 態(tài)報告。由于在組操作情形中有許多設備近似在同一時刻改變其狀 態(tài)，狀態(tài)信息瓶頸可導致信息丟失。此外，在控制器正在發(fā)送相連設 備的"真狀態(tài)"時，由于控制器接收到來自本地控制器的另一命令，狀 態(tài)可能會發(fā)生改變，從而當前發(fā)送到主控制器的狀態(tài)信息是不準確 的。在具有有限帶寬的系統(tǒng)中，在某些時期期間需要傳送大量的信 息，由于系統(tǒng)不能傳送大量信息，或者系統(tǒng)對狀態(tài)變化和狀態(tài)請求命 令反應得不夠快，從而，這些信息會淹沒系統(tǒng)。因此，例如，某些系 統(tǒng)將限制其能夠正確控制的組中燈光的數(shù)量，或者設計出用于控制燈 光組的更高級從而更加復雜和成本高昂的方法。例如，可對某些控制器保留時隙，以允許它們在特定時刻對燈光組進行控制，而不會受到 其他控制器的任何干擾。
因此，需要一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠從系統(tǒng)中的設備提供狀態(tài)信 息，同時避免上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了用于在控制器對等網(wǎng)絡的控制器之間傳輸設備狀 態(tài)的系統(tǒng)和方法，其中，系統(tǒng)包括至少一個非設備專用控制器和至少 一個設備專用控制器。控制器具有允許其對消息進行路由和接收的發(fā) 送和接收電路。控制器還具有處理電路，用于對消息進行處理，以判 定，例如，是否要執(zhí)行來自接收消息的指令。在系統(tǒng)的控制器之間， 可根據(jù)系統(tǒng)協(xié)議對狀態(tài)信息進行路由。 一個或多個設備與至少 一個設 備專用控制器相連或耦合連接?；趶闹辽?一個非設備專用控制器接 收的命令，或基于設備激勵器的激勵，可改變設備的狀態(tài)。由于與設 備專用控制器耦合連接的 一個或多個設備的狀態(tài)被改變，控制器更新 其狀態(tài)信息。至少一個設備專用控制器在其中存儲有控制器列表，并 對所述至少一個設備專用控制器進行編程，以便響應于從至少一個非 設備專用控制器接收到狀態(tài)更新請求，將狀態(tài)更新消息路由到列表中 指定的控制器。
在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施例中，由至少一個設備專用控 制器進行路由的狀態(tài)信息是目標狀態(tài)信息。
根據(jù)本發(fā)明的用于設備專用控制器的方法包括步驟設備專用 控制器接收用于更新耦合連接的設備的狀態(tài)信息的請求(即，狀態(tài)更 新請求)，其中，所述請求由非設備專用控制器進行路由，所述設備 專用控制器包括有能夠接收其狀態(tài)更新消息的控制器的列表。根據(jù)本 發(fā)明的用于設備專用控制器的方法還包括步驟響應來自非設備專用 控制器的狀態(tài)更新請求，通過設備專用控制器將設備狀態(tài)路由到由列 表指出的一個或多個控制器。
根據(jù)本發(fā)明的用于非設備專用控制器的方法包括步驟非設備專用控制器對請求進行路由，以便對與至少 一個設備專用控制器耦合 連接的設備的狀態(tài)進行更新。根據(jù)本發(fā)明的用于非設備專用控制器的
方法還包括步驟通過所述至少一個非設備專用控制器從至少一個設 備專用控制器接收設備的狀態(tài)(即，狀態(tài)更新信息)。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明的、使用控制器對等網(wǎng)絡路由消息的系統(tǒng) 的框圖2表示在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的DSC的框圖；以及 圖3表示在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中使用的NDSC的框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了在控制器對等網(wǎng)絡的控制器之間傳送設備狀態(tài)的 系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)包括至少一個非設備專用控制器(NDSC)和至少 一個設備專用控制(DSC)?？刂破骶哂性试S其對消息進行路由和接 收的發(fā)送和接收電路?？刂破鬟€具有處理電路，用于對消息進行處 理，以判定，例如，是否要執(zhí)行來自接收消息的指令。在系統(tǒng)的控制 器之間，可根據(jù)系統(tǒng)協(xié)議對狀態(tài)信息進行路由。系統(tǒng)協(xié)議是系統(tǒng)遵循 的用于消息傳送和全部系統(tǒng)操作的規(guī)則和過程的集合。 一個或多個設 備與至少一個DSC相連或耦合連接?；趶闹辽僖粋€NDSC接收的 命令，或基于設備激勵器的激勵，可改變設備的狀態(tài)。由于與DSC 耦合連接的一個或多個設備的狀態(tài)被改變，設備專用控制器更新其狀 態(tài)信息。至少一個DSC在其中存儲有控制器列表，并對所述至少一 個DSC進行編程，以便響應于從至少一個NDSC接收到狀態(tài)更新請 求時，將狀態(tài)更新消息路由到列表中指定的控制器。術語"負載"和 "設備"在以后將互換性地使用，并被理解為具有同樣含義。
對等網(wǎng)絡是包括多個節(jié)點的網(wǎng)絡，其中所述節(jié)點其中的每個都 能夠發(fā)送和/或接收去往和/或來自網(wǎng)絡的一個或多個其他節(jié)點的信 息。在本發(fā)明中，基于特定的協(xié)議和/或路由方案，將消息從一個節(jié)點路由到一個或多個其他節(jié)點。在網(wǎng)絡中不止一個節(jié)點具有比任何其 他節(jié)點更大的發(fā)送和/或接收優(yōu)先級。對等網(wǎng)絡的一個示例是網(wǎng)狀網(wǎng) 絡，其中，將消息從一個節(jié)點路由到一個或多個其他節(jié)點，且每個節(jié) 點都能夠通過將信息路由到這樣的其他節(jié)點而與一個或多個其他節(jié)點
進行通信。可將本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的對等網(wǎng)絡實現(xiàn)為RF(射頻) 網(wǎng)絡或電力線網(wǎng)絡。RF和電力線網(wǎng)絡可為無線網(wǎng)絡。RF對等網(wǎng)絡 使用能夠發(fā)送和接收RF信號并使用所述RF信號在網(wǎng)絡節(jié)點之間路 由消息的控制器。信號通常通過無線方式發(fā)送。電力線對等網(wǎng)絡使用 利用電力線路由消息的控制器；電力線是通常用于將電力(例如， 120伏，60Hz信號)承載到各連接負載的線路。RF網(wǎng)絡和電力線網(wǎng) 絡可使用無線RF發(fā)射器和接收器用于網(wǎng)絡的至少一部分或全部。
本發(fā)明的系統(tǒng)的每個控制器都作為對等網(wǎng)絡的節(jié)點。每個控制 器都具有發(fā)送和接收電路以及處理功能?？刂破骺苫谙⒅械闹噶?路由消息以及接收消息。某些控制器被稱為設備專用控制器 (DSC),該DSC具有允許一個或多個負栽與所述DSC電連接或耦 合連接的附加電路，其中，所述負栽由所述DSC直接或間接進行控 制。負載或設備具有激勵器，當激勵器受到激勵時，能夠?qū)υ撛O備進 行控制并從而改變該設備的狀態(tài)。激勵器還可作為DSC的一部分， 或可與DSC連接或耦合連接。負栽示例包括燈光設備、家用電器、 諸如HVAC系統(tǒng)之類的家用系統(tǒng)，或可給其分配電力以允許設備或 系統(tǒng)工作的任何電器設備或系統(tǒng)。DSC能夠獲得一個或多個耦合連 接負栽的狀態(tài)，并存儲所述信息。負栽狀態(tài)表示負栽在具體時間的狀 態(tài)。根據(jù)具體負載，可使用一個或多個參數(shù)來描述該負栽的狀態(tài)。狀 態(tài)可通過一個或多個參數(shù)來描述，狀態(tài)可表示一個設備或一組設備。 例如，諸如輸出功率級別、強度、設備是否處在編程模式中、設備是 否是布景的 一部分、設備是否處在過渡狀態(tài)中和設備是否與另 一設備 或系統(tǒng)相連之類的參數(shù)，都描述設備的不同類型的狀態(tài)。
本發(fā)明的系統(tǒng)的每個DSC還存儲有指定為能夠?qū)SC進行控 制并能夠執(zhí)行或運行從DSC接收的指令的專用控制器的列表?？刂破髁斜硎侵戈P聯(lián)列表。關聯(lián)列表存儲在每個DSC中，并包括能夠?qū)?與DSC相連接的一個或多個設備進行控制的特定控制器的地址和/或 標識。從而，當NDSC作為關聯(lián)列表的一部分時，稱DSC與所述 NDSC相關聯(lián)。在關聯(lián)列表中指定的每個控制器都能夠?qū)⑾⒙酚?(例如，路由諸如更新請求之類的命令)到相關聯(lián)的DSC或其他 NDSC或DSC。 DSC可以或不會對來自NDSC的消息進行響應，并 且可以或不會執(zhí)行消息所請求的任務；當DSC與發(fā)送消息的控制器 相關聯(lián)時，所述DSC將執(zhí)行消息所請求的任務。在消息內(nèi)包含的命 令將由目標DSC執(zhí)行。也就是，消息被發(fā)往的控制器是用于執(zhí)行消 息所規(guī)定的命令的控制器；該DSC例如通過修改耦合連接的設備的 狀態(tài)，來執(zhí)行命令。DSC具有可被編程或配置成將信息路由到其他 控制器(即，NDSC和/或DSC)的電路。被路由的消息不僅包含要 傳遞的信息，還包含關于這樣的信息如何通過網(wǎng)絡的指令。也就是， 被路由的消息包含表示出消息要到達其最終目的而可能經(jīng)過的具體節(jié) 點的路由指令。從而，"路由，，表示信息的發(fā)送，其中，這樣被發(fā)送的 信息包括信息如何經(jīng)過控制器對等網(wǎng)絡的節(jié)點的指令(即，路由指 令)。
NDSC表示能夠?qū)⒚钕l(fā)送到DSC并從而對與DSC相連 或耦合連接的一個或多個設備進行控制的控制器。NDSC的示例包括 遙控器、區(qū)域控制器，或布景控制器。NDSC通常具有能夠以圖形方 式或可視化方式顯示出與DSC相連或耦合連接的具體設備的狀態(tài)的 顯示設備。本發(fā)明的NDSC可使用目標狀態(tài)信息顯示其正在控制的 設備的狀態(tài)。與DSC相似，NDSC包含有發(fā)送、接收和處理電路。
每個控制器可具有表示控制器如何對控制器接收的消息進行路 由的路由指令。每個控制器還可具有路由列表，路由列表包含有其能 夠根據(jù)路由指令的特定集合對消息進行路由的控制器的列表。 一般而 言，DSC從NDSC接收命令(例如，狀態(tài)更新請求)，NDSC從 DSC接收狀態(tài)更新信息。某些或所有DSC可由用戶直接進行控制； 也就是，某些或全部DSC具有能夠進行人工激勵以便控制相連設備的激勵器。當設備的激勵器受到激勵時，或用于控制設備的DSC的 激勵器受到激勵時，修改了設備的狀態(tài)，并且與所述設備耦合連接的 DSC向一個或多個與其相關聯(lián)的NDSC發(fā)送表示設備狀態(tài)可能變化 的HAIL消息。應該注意，HAIL消息不包含任何狀態(tài)信息；它僅是 關于設備的激勵器已被激勵的表示。還應注意，當激勵器受到激勵且 設備狀態(tài)未得以改變時，仍由DSC發(fā)送表示設備將被或已被人工控 制的HAIL消息。
當從相關聯(lián)的NDSC接收狀態(tài)更新請求時，DSC將狀態(tài)更新信 息路由到一個或多個與其相關聯(lián)的NDSC。在一個實施例中，DSC 將狀態(tài)更新信息路由到與其相關聯(lián)的全部NDSC。在另一實施例中， 發(fā)送狀態(tài)更新請求命令的NDSC是最后接收更新狀態(tài)信息的NDSC。
主控制器用于將信息上載或存儲到控制器(通過通信鏈路)、 路由列表(最好在網(wǎng)絡安裝期間)、可通過對等網(wǎng)絡進行傳遞(發(fā)送 和/或接收)的關聯(lián)列表和消息中。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的所有節(jié)點 (DSC和NDSC)可在任何時間由主控器進行重新編程，以便對其 在彼此之間路由狀態(tài)信息的能力進行重定義。
消息行進的具體路由由消息起源的節(jié)點提供。任何起源節(jié)點都 能夠訪問關于網(wǎng)絡拓樸的信息，或從網(wǎng)絡其他節(jié)點獲得這樣的信息； 在從其它節(jié)點接收的消息中提供該信息。路由通過消息應"跳躍"的節(jié) 點的列表和節(jié)點跳躍的特定節(jié)點順序來表示。如果節(jié)點彼此之間能夠 直接或間接通信，則可實現(xiàn)在兩個特定節(jié)點之間路由消息。
在本發(fā)明中，當不止一個控制器試圖對同樣設備進行控制，且 每個這樣的控制器要顯示出它從設備接收回的信息時，在不導致現(xiàn)有 技術網(wǎng)絡遭遇的瓶頸和帶寬問題的條件下，設備可由不止一個控制器 進行控制。這樣情形的一個典型示例出現(xiàn)在這樣的場境，即，與一個 調(diào)光器/開關(DSC類型)相連接的燈光由數(shù)個不同的控制器從數(shù)個 不同位置進行控制，且這些控制器的每一個都預期接收關于光強信息 (即，狀態(tài)信息)和正確顯示出該信息。這是由于強度可由其中一個 控制器或直接由調(diào)光器/開關上的本地激勵器進行調(diào)節(jié)。例如，當房間有兩個入口，且在每個入口處都設有墻壁控制器時，或者，除具有
墻壁控制器外，系統(tǒng)還具有對同樣設備進行控制的PC控制器或手持
式控制器時，這樣的工作是必需的。能夠?qū)χT如燈光組之類的設備組 進行控制的控制器稱為區(qū)域或布景控制器。布景是在將燈光組中每個 燈光設置在特定強度級別時產(chǎn)生的照明效果。
為克服帶寬低效和不正當延遲的問題，本發(fā)明可使用"目標"狀 態(tài)信息表示設備或設備組的狀態(tài)。如先前所討論的，真狀態(tài)信息是表 示設備瞬時狀態(tài)的信息。從而，例如，當光從開衰減至關時，將表示 變化光強的多個電壓級別作為"真狀態(tài)"信息串發(fā)送。目標狀態(tài)信息是 設備基于它從控制器接收的命令，或基于用戶可訪問激勵器的人工激 勵，將達到的最終"真狀態(tài)"值。在許多情形中，"真狀態(tài)"信息是在時 間周期期間變化的信息串，這樣信息的發(fā)送不僅使帶寬低效，而且導
致在系統(tǒng)中出現(xiàn)延遲。 一旦DSC完成其命令的執(zhí)行，"真狀態(tài)"信息 串的最終值通常是真正反映設備狀態(tài)的相關信息或信息。此外，命令 一經(jīng)接收，或執(zhí)行了設備的激勵，目標級別就是已知的。例如，對于 燈光而言，諸如開、關或設置級別之類的命令具有與其相關聯(lián)的最終 值，從而，當對命令進行路由時，本發(fā)明的NDSC將更新其顯示， 以反映出命令的預期結果。同樣，將命令路由到達的DSC在接收到 被路由的命令時，將更新其狀態(tài)信息。在命令是將燈光以燈光衰減到 關的方式從開切換到關的示例中，由此將對燈光激勵器進行激勵，以 便使得衰減到關，這立即被與該燈光耦合連接的DSC所知。"目標狀 態(tài)信息，，的使用允許更高效地使用系統(tǒng)帶寬，這是由于僅發(fā)送"真狀 態(tài)"信息的預期最終值，并由DSC進行存儲，而并不是發(fā)送"真狀態(tài)" 信息的連續(xù)串。從而，"目標狀態(tài)信息"的使用允許在具有有限帶寬的 系統(tǒng)中使用本發(fā)明。此外，對于具有觸發(fā)行為的激勵器，"目標狀態(tài) 信息"的使用避免在對控制器報告狀態(tài)信息時出現(xiàn)延遲。
在本發(fā)明中，DSC將其"目標狀態(tài)信息"路由到請求狀態(tài)信息的 相關聯(lián)控制器，以及路由到所有其他相關聯(lián)控制器。請求控制器以同 樣方式相繼可獲得所有其相關聯(lián)節(jié)點的狀態(tài)。以此方式，由于一個節(jié)點每次發(fā)送更新狀態(tài)信息從而大大縮減沖突可能性，所以正確調(diào)節(jié)系 統(tǒng)流量。
使用目標狀態(tài)信息方法，本發(fā)明的控制器在發(fā)送命令時可立即 顯示出它將命令發(fā)往的設備的狀態(tài)。也就是，控制器不會等待響應以 顯示設備的狀態(tài)。控制器期望和顯示出它發(fā)送命令的結果，而且不等 待從確認命令結果的設備接收狀態(tài)信息。從而，基于控制器本身發(fā)送 的命令，而非它要從設備接收的狀態(tài)信息，控制器所顯示的信息顯示 出狀態(tài)。以此方式，避免在顯示設備狀態(tài)時出現(xiàn)延遲。因此，控制器 的顯示器顯示信息不僅基于接收的狀態(tài)信息，而且還基于控制器本身 發(fā)送的命令。
本發(fā)明的另一方面在于，當DSC因前一命令或激勵發(fā)送狀態(tài)信 息時，DSC如何對來自控制器的輸入命令或來自人工激勵的命令作 出反應。本發(fā)明允許DSC完成其狀態(tài)信息的發(fā)送，然后基于在它正 在發(fā)送前一狀態(tài)信息的同時出現(xiàn)的命令或激勵，立即發(fā)送其最新更新 狀態(tài)信息(例如，目標狀態(tài)信息)。
現(xiàn)在參看圖1，顯示出本發(fā)明的系統(tǒng)。如圖l所示的網(wǎng)絡按照一 定方式配置，該方式不應被認為是本發(fā)明網(wǎng)絡的僅有類型。如圖l所 示的網(wǎng)絡可為網(wǎng)狀網(wǎng)絡或可在節(jié)點之間路由消息以便對設備進行控制 的任何其他對等網(wǎng)絡。網(wǎng)絡包括多個通信節(jié)點，其中，每個節(jié)點為 DSC或NDSC。 NDSC如下NDSC1， NDSC2， NDSC3， NDSC4， NDSC5和NDSC6。 DSC如下DSC1, DSC2, DSC3 ， DSC4, DSC5， DSC6和DSC7。在如圖所示特定網(wǎng)絡中，存在13個節(jié)點， 其中7個是DSC,另夕卜6個是NDSC。多個設備(D1-D23 )與DSC 相連和/或耦合連接。連接或耦合連接可為電、機電、電光連接或允 許設備由DSC進行控制的任何其他連接。盡管在圖1中僅顯示出13 個節(jié)點，應該理解，圖l僅僅是出于示意性目的，且本發(fā)明的對等網(wǎng) 絡包括N個節(jié)點，其中，N為大于1的任意整數(shù)。此外，如圖1所 示控制網(wǎng)絡顯示出節(jié)點彼此通過無線通信鏈路進行通信。在該發(fā)明的 一個優(yōu)選實施例中的通信鏈路是根據(jù)特定協(xié)議對消息(采用RF信號的形式)進行路由的無線鏈路。然而，應該理解，通信鏈路可為能夠 發(fā)送和接收電或其他傳播信號類型的任何公知介質(zhì)(有線、同軸電 纜、光纖、波導)。所示出的本發(fā)明的網(wǎng)絡是通信節(jié)點的互連，其 中，每個節(jié)點可使用路由方案，直接或間接將信息發(fā)送、接收、處理 和路由到任何其他節(jié)點。
彼此能夠直接或間接發(fā)送信息的節(jié)點可進行在節(jié)點之間信息的 路由。某些節(jié)點可能由于這些節(jié)點的相對定位而不會與其他節(jié)點直接
進行通信。例如，節(jié)點DSC4可能不會與節(jié)點NDSC1和節(jié)點NDSC6 直接進行通信，這是由于從DSC4到NDSC6或NDSC1的RF信號 可能會由于處在其之間的一個或多個障礙(未示出)而受到阻塞。每 個節(jié)點包括至少發(fā)送電路、接收電路和諸如微處理器之類的處理器。
本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的具體示例如圖1所示，其中，DSC4正在 向NDSC1和NDSC6發(fā)送信息(例如，目標狀態(tài)信息)，它們都與 DSC4相關聯(lián)，即，NDSC1和NDSC6都處在DSC4的關聯(lián)列表上。 圖1顯示出一個消息到NDSC1行進的路由和另一消息(或同一消 息)到NDSC6行進的路由。對于NDSC1作為其目的的消息，消息 采用如下路由其包括從節(jié)點DSC4穿過或跳到NDSC5至NDSC3 至NDSC2最終到NDSC1的路徑R1A， RIB, R1C和R1D。由 DSC4發(fā)送的信息將被標記以在DSC4的關聯(lián)列表上的控制器的標識 和/或地址。應該注意，對于以NDSC1作為目的節(jié)點所示出的路由， 如果中間節(jié)點(即，NDSC5, NDSC3和NDSC2)未處在DSC4的關 聯(lián)列表上的話，則這樣的節(jié)點都不會執(zhí)行在這樣消息中包含的指令。 相反，如果這些中間節(jié)點中的一個或多個作為DSC4的關聯(lián)列表的一 部分，則這樣的節(jié)點將不僅對消息進行路由，還會執(zhí)行或運行消息所 攜載的指令。對于以NDSC6作為其目的的消息，消息采用這樣的路 由，即，該路由包括從節(jié)點DSC4穿過或跳到DSC6至NDSC4至 DSC7最終到NDSC6的路徑R2A， R2B， R2C和R2D。應該注意， 對于以NDSC6作為目的節(jié)點所示出的路由，如果中間節(jié)點(即， DSC6， NDSC4和DSC7 )未作為DSC4的關聯(lián)列表的一部分的話，則這樣的節(jié)點都不會執(zhí)行在這樣消息中包舍的指令。相反，如果這些
中間節(jié)點中的一個或多個作為DSC4的關聯(lián)列表的一部分，則這樣的 節(jié)點將不僅對消息進行路由，還會執(zhí)行或運行消息所攜載的指令。
每個DSC包括至少發(fā)送和接收電路、處理器和接口電路。DSC 的示例包括(但不限于)對與如圖1所示與DSC直接相連的燈光設 備、風扇、占用率傳感器等進行控制的調(diào)光器、開關和其他這樣的機 制。DSC還具有能夠進行手工激勵以便對相連受控設備進行控制的 激勵器(例如，按鈕、旋轉(zhuǎn)開關)?？蓪SC的處理器和接口電路 部分集成到一個電路中。
NDSC還具有關聯(lián)列表。每個NDSC具有關聯(lián)列表，該關聯(lián)列 表是由控制器可進行控制的一個或多個DSC的地址或標識組成。
除關聯(lián)列表外，每個控制器都具有指定如何將消息路由到多個 其他控制器的路由列表。根據(jù)網(wǎng)絡拓樸結構，由第一控制器發(fā)送的去 往第二控制器的消息通常不能直接到達目的控制器。中間控制器從第 一控制器接收消息，并基于其路由列表，將消息路由到特定控制器。 路由列表指定將接收和發(fā)送消息直至它到達其預期最終控制器的控制 器特定順序。應該理解，所有消息都具有關于其最初控制器和其最后 控制器的信息，以便幫助任何中間控制器確定要使用的特定路由列 表。還應理解，每個控制器可具有一個或多個路由列表。還應理解， 每個中間控制器可對消息以其標識或地址做標簽，以便允許接收消息 的下一控制器確定消息的路由歷史。此外，網(wǎng)絡存在的自始至終，控 制器都可相對彼此改變位置或可添加附加控制器。在這樣的情形中， 這些控制器以及其他控制器的路由列表可變化以反映網(wǎng)絡拓樸結構變 化。在本發(fā)明的另一實施例中，每個控制器都具有控制列表。控制列 表包含關于如何路由消息的信息和在DSC與NDSC之間的特定關 聯(lián)。實際上，控制列表是路由列表、DSC的關聯(lián)列表和NDSC的關 聯(lián)列表的組合。
在本發(fā)明的對等網(wǎng)絡上發(fā)送和/或接收的消息(包括命令)按照 協(xié)議被格式化。此外，協(xié)議定義了如何發(fā)送、接收和處理消息。協(xié)議可為眾所周知的工業(yè)標準。
除DSC、 NDSC和受控設備外，本發(fā)明的系統(tǒng)還具有在網(wǎng)絡安 裝或構建期間主要使用的主控制器(未示出)。主控制器用于將多種 信息上載到控制器。當通過系統(tǒng)上載信息時，改變主控制器的位置， 以確保所有控制器均被正確上載。在每個位置，主控制器將信息上載 到多個控制器，并從控制器接收確認消息，該消息用于通知主控制器 它們已接收了上載信息。上載到控制器的信息包括控制器的路由列 表、DSC的關聯(lián)列表、所定義消息(包括命令)的列表和通信網(wǎng)絡 所遵循的協(xié)議規(guī)則；對于另一實施例，上載控制列表，而并不上載路 由和關聯(lián)列表。而且，每個控制器被分配惟一的標識或地址，該惟一 標識或地址還可在本發(fā)明的系統(tǒng)的安裝期間從主控制器上栽。從主控 制器到DSC和NDSC (即，控制器)的信息上載通常在系統(tǒng)的構建 和/或安裝期間實現(xiàn)。主控制器包括處理電路(例如，微控制器、或 微處理器、或數(shù)字信號處理器)、收發(fā)器電路和接口電路(例如，用 戶激勵器、顯示器)。用戶操縱接口電路上載信息，該信息通常存儲 在與處理電路相關聯(lián)的存儲器中。收發(fā)器用于將信息發(fā)送到不同的控 制器，并從不同的控制器接收信息。
參照圖2,顯示出在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中使用的DSC的框 圖。DSC 200包括天線202，天線202與收發(fā)器204相連，收發(fā)器 204用于發(fā)送和/或接收承載按照本發(fā)明的系統(tǒng)和方法所遵循的協(xié)議進 行格式化的信息的RF信號。無線接收的信息被傳輸?shù)教幚砥?06， 處理器206對信息進行處理，以確定該信息是否來自相關聯(lián)的控制 器，以及確定要執(zhí)行的任務(如果有的話)。處理器206可為微處理 器、微控制器，或使用硬件、固件、軟件或其任何組合對信號進行處 理的任何電路。處理器206被設計成還用于生成信息和通過使用收發(fā) 器204和天線202無線發(fā)送(或通過不同于空氣的介質(zhì))信息。處理 器206結合功能電路210對接口電路208進行控制，以便控制一個或 多個設備(未示出)。接口電路208不僅用于控制設備，還與一個或 多個激勵器(未示出)進行交互，用于允許用戶對相連接的可控設備的操作進行人工控制，并通過使用功能電路210執(zhí)行激勵器的命令。 接口電路208直接與可控設備進行交互，以便基于由功能電路和/或 處理器206生成的信號對這樣的設備進行控制。功能電路可為用于執(zhí) 行關于特定可控設備的一個或多個具體任務的多種電路中的一種。例 如，DSC 200可為用于燈光設備的調(diào)光器。在這樣的情形中，功能電 路可包括能夠?qū)μ峁┙o燈光設備的電流大小進行控制以便控制燈光強 度的電路。另一示例是作為開關的DSC 200，可將其切換到開或關， 以便向電負栽提供或不提供電流；在該示例中，功能電路將包括某些 類型的電或電子可控的開關機制。通過處理器或由用戶通過接口電路 208可激活的激勵器(未示出)，可對功能電路進行控制。
參照圖3，顯示出在本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中使用的NDSC的框 圖。NDSC 300包括天線302，天線302與收發(fā)器304相連，而這二 者均用于無線接收和/或發(fā)送RF信號，或通過不同于空氣的介質(zhì)傳輸 其他類型的信號。處理器306生成消息，該消息通過收發(fā)器304和天 線302發(fā)送。處理器306還用于無線接收通過天線302和收發(fā)器304 接收的信息。接收信息由處理器306進行處理以確定其內(nèi)容，或確定 是否要根據(jù)在控制器300的存儲器電路308中存儲的路由列表將接收 信息路由到另一控制器。控制器300還具有與激勵器(未示出)相交 互的接口電路310，可對激勵器進行激勵，以便對控制器300的操作 進行控制。盡管未示出，但控制器300還可包含有與接口電路310相 交互以及通信的顯示器。顯示器能夠以多種格式顯示控制器300的狀 態(tài)(例如， 一個或多個DSC的接收狀態(tài)信息)和操作。主控制器 (未示出)可具有與如圖3所示NDSC相似的體系結構。主控制器 還可具有激勵器和一個或多個顯示器，用戶可使用顯示器將信息上載 到DSC和NDSC。
如圖3所示的NDSC執(zhí)行通過使用一個或多個DSC對一個或多 個設備進行控制的方法和能夠?qū)崿F(xiàn)將信息路由到與設備相連或耦合相 連的DSC的路由方案。在設備與至少一個DSC之間的連接可通過電 線、光連接、無線連接、波導連接實現(xiàn)，或通過能夠允許控制信號傳播的其他公知連接實現(xiàn)。本發(fā)明的方法最初提供至少一個NDSC和 與設備相連接的至少一個DSC。還設置了主控制器，并將其布置成 能夠與至少一個NDSC和至少一個DSC進行通信。在主控制器、至 少一個DSC和至少一個NDSC之間建立通信鏈路。通信鏈路的建立 首先通過主控制器對至少一個NDSC和至少一個DSC上載通信協(xié)議 規(guī)則和作為部分協(xié)議的多個消息和命令實現(xiàn)。主控制器還對至少一個 NDSC和至少一個DSC上載路由列表和關聯(lián)列表。在本發(fā)明方法的 另一實施例中，可將路由列表和關聯(lián)列表組合，以構成同樣上載到至 少一個NDSC和至少一個DSC的控制列表。由至少一個NDSC接收 的消息由所述控制器進行處理，以確定它是否為消息的預計接收方。 如果消息要提供給至少一個NDSC，則檢索消息，并且在消息中的信 息由NDSC用于任何預期目的。例如，接收信息可為關于設備更新 狀態(tài)的信息。如果至少一個NDSC接收到要提供給另一 NDSC的消 息，則至少一個NDSC按照其路由列表路由該消息。至少有一個 NDSC能夠?qū)⑾⒙酚傻脚c其相關聯(lián)的其中至少一個DSC，以便對 與該DSC相連接的設備進行控制。
在操作期間，至少有一個DSC對已建立的通信鏈路監(jiān)視輸入消 息。至少一個DSC還對所連接設備的狀態(tài)進行監(jiān)視，以便檢測響應 對DSC的其中一個激勵器的人工激勵，這樣相連設備的狀態(tài)在何時 發(fā)生了改變。當至少一個DSC接收消息時，它確定這樣的消息是否 從相關聯(lián)的NDSC發(fā)送出。如果該消息不是來自相關聯(lián)的NDSC，則 至少一個DSC將該消息忽略。當DSC接收的消息被判定是來自相關 聯(lián)的NDSC時，對消息進行處理，并由DSC執(zhí)行消息所表示的任何 任務。如果所執(zhí)行的任務負責對受控設備進行操作以改變其狀態(tài)，則 DSC將存儲更新狀態(tài)信息。當從相關聯(lián)控制器接收請求(例如，狀 態(tài)請求命令)時，則由DSC將更新狀態(tài)信息(例如，作為"目標狀態(tài) 信息")發(fā)送到進行請求的相關聯(lián)NDSC或一個或多個相關聯(lián) NDSC。 DSC可具有在由系統(tǒng)用戶進行激勵時可以或不會改變相連接 受控設備的狀態(tài)的激勵器。當由DSC判定受控設備的激勵器受到激勵時，由DSC獲得和存儲任何更新狀態(tài)信息^DSC將不會發(fā)送更新 狀態(tài)信息，但反之會向一個或多個相關聯(lián)NDSC發(fā)送HAIL消息。 當HAIL由一個或多個相關聯(lián)控制器所接收時，所述控制器的其中一 個最終將狀態(tài)請求消息發(fā)送到DSC,從而允許其將更新狀態(tài)信息發(fā) 送到進行請求的NDSC或一個或多個相關聯(lián)NDSC。在DSC從相關 聯(lián)控制器接收狀態(tài)請求之前，它不會發(fā)送更新狀態(tài)信息。
權利要求
1. 一種用于在控制器對等網(wǎng)絡的控制器之間傳輸設備狀態(tài)的系統(tǒng)，所述控制器對設備進行控制，所述系統(tǒng)包括至少一個NDSC；和至少一個DSC，其中，所述至少一個DSC具有用于接收狀態(tài)更新消息的控制器列表，所述控制器具有發(fā)送電路和接收電路，其中，對所述至少一個DSC進行編程，以便響應于從所述至少一個NDSC接收到的更新請求，將其狀態(tài)更新消息路由到其控制器列表上的每個控制器。
2. 根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中，所述網(wǎng)絡為無線網(wǎng)絡。
3. 根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中，所述網(wǎng)絡為RF網(wǎng)絡
4. 根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，至少一個NDSC為布景或區(qū) 域控制器。
5. 根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，所述狀態(tài)更新消息為目標狀 態(tài)信息。
6. 根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，接收到的狀態(tài)更新消息由至 少一個控制器顯示。
7. 根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中，所述設備為燈光設備。
8. 根據(jù)權利要求l的系統(tǒng)，其中，所述設備為電器。
9. 根據(jù)權利要求1的系統(tǒng)，其中，所述設備為HVAC系統(tǒng)的組件。
10. —種用于在控制器對等網(wǎng)絡的控制器之間傳輸設備狀態(tài)的方 法，所述控制器對設備進行控制，所述控制器包括至少一個DSC和 至少一個NDSC，所述方法包括步驟在與設備耦合連接的至少一個DSC處接收對于更新所述設備的 狀態(tài)信息的請求，所述請求由至少一個NDSC進行路由，其中，所 述至少一個DSC具有用于接收狀態(tài)更新消息的控制器的列表；以及由至少一個DSC響應于更新請求將所述設備的狀態(tài)路由到所述列表中指定的多個控制器。
11. 根據(jù)權利要求10的方法，其中，所發(fā)送的狀態(tài)為目標狀態(tài)信息。
12. 根據(jù)權利要求10的方法，其中，所述網(wǎng)絡為無線網(wǎng)絡。
13. 根據(jù)權利要求12的方法，其中，所述無線網(wǎng)絡為電力線網(wǎng)絡
14. 根據(jù)權利要求12的方法，其中，所述無線網(wǎng)絡為RF網(wǎng)絡
15. 根據(jù)權利要求10的方法，其中，所述更新請求由NDSC發(fā)送。
16. 根據(jù)權利要求15的方法，其中，NDSC為布景或區(qū)域控制器。
17. 根據(jù)權利要求15的方法，其中，對于更新狀態(tài)的請求響應 于來自DSC的HAIL消息。
18. 根據(jù)權利要求10的方法，其中，發(fā)送所述設備的狀態(tài)的步 驟包括將HAIL消息發(fā)送到至少一個指定的NDSC。
19. 根據(jù)權利要求18的方法，其中，所述HAIL消息由所述 DSC的直接控制所觸發(fā)。
20. 根據(jù)權利要求10的方法，其中，發(fā)送狀態(tài)請求的NDSC是 用于接收所述設備的狀態(tài)的多個控制器中的最后一個。
21. 根據(jù)權利要求10的方法，其中，響應于在所述發(fā)送期間所 述狀態(tài)發(fā)生的變化，DSC停止發(fā)送狀態(tài)，然后，所述控制器發(fā)送反 映狀態(tài)變化的新狀態(tài)信息。
22. —種用于在控制器對等網(wǎng)絡的控制器之間傳輸設備狀態(tài)的方 法，所述控制器對設備進行控制，所述控制器包括至少一個DSC和 至少一個NDSC，所述方法包括步驟由至少一個NDSC將對于更新與至少一個DSC耦合連接的設備 的狀態(tài)信息的請求進行路由；以及由至少一個NDSC接收來自至少一個DSC的所述設備的狀態(tài)。
23. 根據(jù)權利要求22的方法，其中，所接收的狀態(tài)為目標狀態(tài)信息。
24. 根據(jù)權利要求22的方法，其中，所述網(wǎng)絡為無線網(wǎng)絡。
25. 根據(jù)權利要求24的方法，其中，所述無線網(wǎng)絡為電力線網(wǎng)絡
26. 根據(jù)權利要求24的方法，其中，所述無線網(wǎng)絡為RF網(wǎng)絡。
27. 根據(jù)權利要求22的方法，其中，所述更新請求由非設備專 用控制器發(fā)送。
28. 根據(jù)權利要求27的方法，其中，NDSC為布景或區(qū)域控制器。
29. 根據(jù)權利要求27的方法，其中，對于更新狀態(tài)的請求響應 于來自DSC的HAIL消息。
30. 根據(jù)權利要求22的方法，其中，發(fā)送更新請求的步驟包 括接收來自DSC的HAIL消息。
全文摘要
本發(fā)明提供了用于對作為控制器對等網(wǎng)絡的一部分的設備進行控制的系統(tǒng)和方法。將消息路由到網(wǎng)絡的控制器，這樣的消息用于對與所述控制器耦合連接的設備進行控制。將表示設備狀態(tài)的狀態(tài)消息路由到控制器，以允許由所述控制器顯示出設備的狀態(tài)。
文檔編號G06F15/16GK101305355SQ200680042138
公開日2008年11月12日 申請日期2006年11月17日 優(yōu)先權日2005年11月18日
發(fā)明者A·J·隆巴迪, M·奧斯特羅福斯基 申請人:立維騰制造有限公司