專利名稱：用于在無線網絡的節(jié)點之間通信的系統(tǒng)和方法
用于在無線網絡的節(jié)點之間通信的系統(tǒng)和方法相關申請的交叉參考本申請要求2010年6月29日提交的、標題為“用于在無線網絡的節(jié)點之間通信的系統(tǒng)和方法”的美國臨時專利申請N0.61/359，458的優(yōu)先權，其結合在此作為參考。
背景技術：
無線傳感器網絡典型地具有多個節(jié)點，該多個節(jié)點具有用于監(jiān)測系統(tǒng)內設備運行的傳感器。傳感器數(shù)據(jù)可在這些節(jié)點之間交換，以提供設備的可運行控制，就像對將要進行的應用是恰當?shù)哪菢?。然而，這種無線傳感器網絡可實施在諸如工廠之類的各種影響節(jié)點之間無線通信可靠性的嘈雜環(huán)境中。在某些情況下，特定的節(jié)點不能與網絡中的其他任何節(jié)點進行通信，使得這種網絡的實施存在問題。此外，無線傳感器網絡的節(jié)點可存在于難以和/或不方便達到的位置。因此，物理訪問給定的節(jié)點以便影響節(jié)點的運行或者改變它的構造是令人困擾或者存在問題的。另外，這里，對于能夠在無線傳感器網絡的節(jié)點之間進行可靠通信的通信系統(tǒng)來說存在非尋址需求。這種系統(tǒng)希望可以使用戶簡單地管理這種節(jié)點，而不要求用戶直接訪問這些節(jié)點中的某些節(jié)點。


參考下面的附圖可以更好地理解本發(fā)明。附圖中的元件彼此之間不必相對成比例，相反，其重點在于清晰示出本發(fā)明的原理。此外，相似的附圖標記在幾幅圖中表示對應的部件。圖1是示出用于能夠在無線網絡的節(jié)點之間通信的系統(tǒng)的示意性實施例的框圖。圖2是示出如圖1所示的無線網絡的節(jié)點的示意性實施例的框圖。圖3是示出如圖1所示的網絡路由服務器(NRS)的示意性實施例的框圖。圖4是示出如圖1所示的通訊裝置的示意性實施例的框圖。圖5是示出如圖1所示的網絡服務器的示意性實施例的框圖。
具體實施例方式本發(fā)明總的來說涉及用于在無線網絡的節(jié)點之間進行通信的系統(tǒng)。在一個示意性實施例中，無線網絡具有多個節(jié)點，該多個節(jié)點構造成根據(jù)無線網絡的通信協(xié)議彼此進行通信。這些節(jié)點中的至少一個節(jié)點在其他節(jié)點的范圍之外。該范圍之外的節(jié)點構造成通過網絡路由服務器(NRS)與其他節(jié)點進行通信，該網絡路由服務器通過網絡與該范圍之外的節(jié)點和至少一個其他節(jié)點耦合，該網絡例如因特網，其通信協(xié)議與該無線網絡的不同。此夕卜，如果希望，當用戶不對任何這些節(jié)點進行物理訪問時，用戶可以采用網絡瀏覽器來與該無線網絡的任何節(jié)點進行通信。圖1示出了通信系統(tǒng)20的示意性實施例。如圖1所示，系統(tǒng)20具有形成無線數(shù)據(jù)包(packet)網絡28的多個節(jié)點21_25。對此，每個節(jié)點21-25是網絡28的一個部分，使得可以根據(jù)網絡28所限定的協(xié)議在任何一個節(jié)點21-25之間通信消息。網絡28通過標識符從其他網絡進行標識，這些網絡可以采用與網絡28相同的網絡協(xié)議，該標識符在下文中稱作“網絡標識符”。每個節(jié)點21-25認識網絡28的網絡標識符并且在傳輸?shù)骄W絡28之上的數(shù)據(jù)包的上空(overhead)中包括這種網絡標識符。結合在本文中作為參考的、2009年5月8日提交的、標題為“用于在無線網絡中通信消息的系統(tǒng)和方法”的共同指定的美國專利申請N0.12/463,050描述了用于實施網絡28的示意性節(jié)點。注意，網絡28可以具有任何數(shù)量的節(jié)點。在一個示意性實施例中，網絡28是實施為網狀網絡的無線傳感器網絡(WSN)。然而，在其他實施例中，網絡28可以是任何其他類型。為了示意的目的，假定節(jié)點21-24在彼此的無線通訊范圍內，這樣消息可以在節(jié)點21-24之間無線通信。因此，每個節(jié)點21-24能夠不用采用網絡30而與其他任何節(jié)點21-24進行通信，網絡30將在下面進行更詳細的描述。如果需要，任何一個節(jié)點21-24可通過物理媒介而不是無線連接與任何其他的節(jié)點21-24進行通信，該物理媒介例如光纖或者導線連接。事實上，網絡28不必是無線的或者完全無線的。為了演示的目的，假定節(jié)點25遠離節(jié)點21-24，這樣它在節(jié)點21-24進行直接無線通信的范圍之外。消息可以在網絡28內進行節(jié)點到節(jié)點的跳躍以便到達目的地。例如，假定在圖1所示的示意性實施例中，節(jié)點21-23位于彼此無線通信的范圍之內，這樣任何一個節(jié)點21-23可以與任何其他的節(jié)點21-23進行直接通信。然而，假定節(jié)點24僅僅位于節(jié)點23的無線通信范圍之內。其他節(jié)點21和22采用節(jié)點23來路由消息到節(jié)點24上。對此，節(jié)點21-24分別具有指示消息路徑的路由表31-34。就像本領域已知的那樣，路由表可以通過各種技術形成和更新?？偟膩碚f，節(jié)點可彼此之間進行通信，以便獲悉各個目的地的數(shù)據(jù)路徑。一旦發(fā)現(xiàn)了特定目的地的路徑，沿著該路徑節(jié)點的路由表或者多個路由表可以更新并且之后可用于路由消息到該目的地。此外，為了使得網絡28的節(jié)點21發(fā)送消息給節(jié)點24，節(jié)點21可具有路由表31，該路由表31指示這種消息跳過節(jié)點23。因此，節(jié)點21插入稱作下一跳的消息“跳躍地址”的節(jié)點標識符到消息接頭中，從而最終接收并處理該消息，或者該下一跳的消息“跳躍地址”換句話說，接收消息的下一個節(jié)點(即，本實施例中的節(jié)點23)，與節(jié)點標識符一樣，稱作節(jié)點(本實施例中為節(jié)點24) “目的地地址”?；谠撎S地址，路由節(jié)點23接收該消息，并且查閱其路由表33以確定哪兒路由該消息。在本實施例中，路由表33指示預定給節(jié)點24的消息可以直接傳送到節(jié)點24。因此，路由節(jié)點23采用節(jié)點24的節(jié)點標識符既作為消息的目的地地址也作為跳躍地址來重新傳送該消息。節(jié)點24接收該消息并且正確處理該消息。因此，即使節(jié)點21不能與節(jié)點24直接通信，節(jié)點21可以具有通過網絡28路由到節(jié)點24的消息。采用路由表通過網狀網絡路由消息的內容普遍公知?？偟膩碚f，存在至少兩種類型的通過網絡28通信的消息，單點傳送消息和多點傳送消息?！皢吸c傳送”消息指的是預定給特定節(jié)點的消息，稱作“目的地”或者“目的地節(jié)點”。這種消息包括標識目的地節(jié)點的目的地地址?？偟膩碚f，網絡28中的節(jié)點不響應單點傳送消息，除非該節(jié)點要么由消息中的目的地地址來標識要么由消息中的跳躍地址來標識。因此，如果節(jié)點不是單點傳送消息的目的地節(jié)點或者位于用于路由該消息到其目的地的數(shù)據(jù)路徑內，該節(jié)點在一旦接收到時并不響應該單點傳送消息，而是丟棄它?？偟膩碚f，單點傳送消息還包括標識最初發(fā)起該消息的源地址以及標識接收該消息的下一個節(jié)點的跳躍地址。在一個示意性實施例中，數(shù)據(jù)通信的可靠性通過使用應答來增強。也就是說，當節(jié)點(“接收節(jié)點”)接收從另一個節(jié)點(“發(fā)送節(jié)點”)傳送的單點傳送消息時，該接收節(jié)點采用應答來回答該發(fā)送節(jié)點。因此，一旦接收到該應答，發(fā)送節(jié)點意識到該單點傳送消息已經被該接收節(jié)點接收。如果該發(fā)送節(jié)點在發(fā)送后的特定時間段內沒有接收到應答，那么該發(fā)送節(jié)點假設該單點傳送消息沒有達到該接收節(jié)點并且重新發(fā)送該單點傳送消息。注意，每個消息包括發(fā)送節(jié)點的節(jié)點標識符。此外，應答沿著數(shù)據(jù)路徑發(fā)送給每個單獨的跳躍。因此，沿著該數(shù)據(jù)路徑的每個節(jié)點能夠保證下一跳躍已經接收該單點傳送消息。另一方面，“多點傳送”消息是預定給多個節(jié)點的消息。在許多情況下，想要使多點傳送消息由網絡28中的每個節(jié)點接收并且處理。多點傳送消息并不沿著網絡節(jié)點的路由表所指示的預定的數(shù)據(jù)路徑進行通信，并且對于多點傳送消息應答并不返回。相反，多點傳送消息總體通過節(jié)點進行重新播送，這些節(jié)點接收它而不管這些節(jié)點是否由該消息標識。總的來說，多點傳送消息包括源地址而不包括目的地或者跳躍地址。在一個示意性實施例中，每個多點傳送消息包括稱作“存活時間值”的值，該值表示消息將被重新發(fā)送的次數(shù)。接收多點傳送消息的每個節(jié)點構造成只要存活時間值在諸如零的閾值之上就重新發(fā)送該消息。然而，在重新發(fā)送該多點傳送消息之前，節(jié)點縮減該存活時間值。因此，最后，在存活時間值已經縮減到該閾值之下后，節(jié)點接收該多點傳送消息，并且因此并不重新發(fā)送該消息。因此，根據(jù)該存活時間值，多點傳送消息在限定的時間內通過網絡28重新播送。注意，相同的多點傳送消息可通過多個節(jié)點接收，并且通過每個這種節(jié)點進行重新發(fā)送。因此，在多點傳送消息的發(fā)送之后，該消息由其他節(jié)點通過網絡28重復發(fā)送特定的時間段。在一個示意性實施例中，對于多點傳送消息并不通信應答，盡管如果希望的話，應答的通信是可以的。相反，假設網絡28的每個節(jié)點已經接收到該多點傳送消息。為了更好地演示出數(shù)據(jù)包路由的方面，用于限定路由表31-34的示意性技術將在下面進行更詳細的描述。然而，應該強調，各種其他的技術可以用于限定該路由表31-34。參考圖1，假設節(jié)點22已經發(fā)現(xiàn)到節(jié)點24的數(shù)據(jù)路徑。對此，假設路由表32表示預定給節(jié)點24的消息跳過節(jié)點23。對此，存在用于表32所限定的每個路由的入口。用于到達節(jié)點24的數(shù)據(jù)路徑的入口包括作為目的地的節(jié)點24的節(jié)點標識符以及作為以便到達該目的地的下一跳的節(jié)點23的節(jié)點標識符。注意，表32不必包括沿著所指示的數(shù)據(jù)路徑的其他跳躍的地址(若有的話)。如果節(jié)點22發(fā)送消息到節(jié)點24，那么節(jié)點22通過至少一個數(shù)據(jù)包發(fā)送消息。該數(shù)據(jù)包具有接頭，該接頭包括標識節(jié)點24的目的地地址以及標識節(jié)點23的跳躍地址。此夕卜，節(jié)點23的路由表33表示指向節(jié)點24的消息可直接通信到節(jié)點24上。因此，當節(jié)點23接收指向節(jié)點24的前述數(shù)據(jù)包時，節(jié)點23通過改變跳躍地址使得數(shù)據(jù)包前進到節(jié)點24，從而標識該節(jié)點24，并且然后重新發(fā)送該數(shù)據(jù)包。在這種實施例中，由于從發(fā)源地到目的地的數(shù)據(jù)包通過節(jié)點23進行路由，因此節(jié)點22是源節(jié)點，節(jié)點24是目的地節(jié)點，并且節(jié)點23是路由節(jié)點。注意，在其他實施例中，可存在多于一個的路由節(jié)點?，F(xiàn)在，假設節(jié)點21還要發(fā)現(xiàn)到節(jié)點24的路徑而希望與該節(jié)點24進行通信。同樣，假設節(jié)點21不在節(jié)點24的無線通信范圍內。因此，在節(jié)點21和24之間直接通信是不可能的。為了發(fā)現(xiàn)到節(jié)點24的路由，節(jié)點21播送了消息，下文中稱作“路由發(fā)現(xiàn)消息”。在一個示意性實施例中，該路由發(fā)現(xiàn)消息象多點傳送消息那樣重新播送并包括最初播送該消息的節(jié)點21的節(jié)點標識符。該路由發(fā)現(xiàn)消息還包括稱作路徑尋找的“目的地節(jié)點”的節(jié)點24的節(jié)點標識符。當稱作“接收節(jié)點”的節(jié)點接收路由發(fā)現(xiàn)消息時，該接收節(jié)點確定它是否是目的地節(jié)點。如果它不是目的地節(jié)點，那么該接收節(jié)點重新播送該消息。然而，不像許多其他的多點傳送消息那樣，該接收節(jié)點在該重播消息中包括其本身的標識符。因此，當路由發(fā)現(xiàn)消息最終在目的地節(jié)點上接收時，該路由發(fā)現(xiàn)消息將包括最初播送該消息的節(jié)點21的節(jié)點標識符以及從該節(jié)點21到目的地節(jié)點24的所有跳躍的節(jié)點標識符。因此，該消息表示從節(jié)點21到目的地節(jié)點24的完整路由。包括在路由發(fā)現(xiàn)消息中的跳躍地址用于使得該路由發(fā)現(xiàn)消息可以復制過濾。對此，如果在消息中標識的任何一個跳躍節(jié)點從網絡28的另一節(jié)點接收到該消息，該跳躍節(jié)點響應其在消息中自身的標識符，避免重新播送該消息。因此，該目的地節(jié)點24防止從相同的跳躍節(jié)點接收相同路由發(fā)現(xiàn)消息的多個“咻咻聲(ping) ”。接收路由發(fā)現(xiàn)消息的節(jié)點可構造成根據(jù)這種消息更新其自身的路由表。對此，在一個示意性實施例中，如果接收節(jié)點的路由表未指示最初發(fā)送該路由發(fā)現(xiàn)消息的節(jié)點21的路由，那么該接收節(jié)點更新其路由表以包括最初的發(fā)送節(jié)點21的入口。該接收節(jié)點還根據(jù)該路由發(fā)現(xiàn)消息中的地址來更新這種入口，以包括用于到初始發(fā)送節(jié)點21的路由的下一跳的節(jié)點標識符。對此，包括在該路由表入口中的下一跳的節(jié)點標識符是直接接收路由發(fā)現(xiàn)消息的地址(即，路由發(fā)現(xiàn)消息的最后一跳的地址)。此后，該入口后來可用于發(fā)送消息到最初發(fā)送該路由發(fā)現(xiàn)消息的節(jié)點21。如果接收該路由發(fā)現(xiàn)消息的節(jié)點確定它是消息中標識的目的地節(jié)點，那么該節(jié)點采用給最初播送該路由發(fā)現(xiàn)消息的節(jié)點21的單點傳送消息來響應該路由發(fā)現(xiàn)消息。對此，該單點傳送消息標識最初的發(fā)送節(jié)點21 (即，該路由發(fā)現(xiàn)消息的源頭)以及下一跳的地址，其是與該路由發(fā)現(xiàn)消息由目的地節(jié)點24直接接收的相同的節(jié)點。因此，該消息通過所接收的路由發(fā)現(xiàn)消息中的地址進行限定的路徑路由到最初播送該路由發(fā)現(xiàn)消息的節(jié)點21上。該節(jié)點21然后更新其路由表31到恰好顯示為到目的地節(jié)點24的路由。對此，節(jié)點21在其路由表31中形成入口并且包括該目的地節(jié)點24的節(jié)點標識符。節(jié)點21還包括下一跳的節(jié)點標識符，其是該單點傳送消息直接接收的節(jié)點(即，在由節(jié)點21接收之前該單點傳送消息的最后一跳節(jié)點的地址)。注意，網絡28中通信的每個單點傳送消息優(yōu)選地包括該傳送節(jié)點的地址(即，發(fā)送消息的節(jié)點)以及，因此包括消息最后一跳的地址。在該實施例中，假設節(jié)點21的路由表31指示預定給節(jié)點24的消息通過節(jié)點23進行路由，其構造成直接路由這種消息到節(jié)點24。因此，如果消息發(fā)送給節(jié)點24，節(jié)點21根據(jù)路由表31發(fā)送至少一個數(shù)據(jù)包，該數(shù)據(jù)包標識節(jié)點24為目的地，并且標識節(jié)點23為下一跳。一旦接收該數(shù)據(jù)包，節(jié)點23根據(jù)其路由表33通過改變到節(jié)點24的下一跳地址而將該數(shù)據(jù)包轉發(fā)到節(jié)點24上。如圖1所示，節(jié)點22和25耦合到網絡30上，該網絡30例如局域網(LAN)、廣域網(WAN)、或者其他類型的已知的或者未來發(fā)展的網絡。在一個示意性實施例中，該網絡30包括因特網，但是可以在其他實施例中采用其他類型的網絡。為了演示的目的，下文中假設網絡30是因特網。網絡30還耦合到網絡路由服務器(NRS) 36上。NRS36存儲路由信息(例如，路由表82)，用于路由無線網絡28的消息。對此，訪問網絡30的網絡28的每個節(jié)點可以與NRS36進行通信，以使得NRS36采用用于路由網絡28的消息的這種節(jié)點，如下文中更加詳細描述的內容所述。圖2示出了節(jié)點22的示意性實施例，其能通過網絡30與NRS36進行通信。如圖2所示，節(jié)點22包括節(jié)點邏輯51，其構造成控制節(jié)點22的運行。節(jié)點邏輯51可以以軟件、硬件、固件或者其任意組合來實施。在圖2所示的示意性實施例中，節(jié)點邏輯51以軟件實施并且存儲在存儲器53中，該存儲器53還存儲節(jié)點路由表32。注意，當節(jié)點邏輯51以軟件實施時，該節(jié)點通過或與指令執(zhí)行裝置結合可在用于使用的任何計算機可讀取媒介上存儲和傳輸，該指令執(zhí)行裝置可獲取并且執(zhí)行指令。在本文件的內容中，“計算機可讀取媒介”可以是通過或者與指令執(zhí)行裝置結合而可包含或者存儲程序的任何裝置。圖2所示的節(jié)點22的示意性實施例包括至少一個常規(guī)的處理元件54,例如數(shù)字信號處理器(DSP)或中央處理單元(CPU)，其在節(jié)點22內通過本地接口 56進行通信并且驅動其他元件，該本地接口 56可包括至少一條總線。此外，節(jié)點22包括無線網絡接口 58，其可用于與節(jié)點22范圍內的一個或多個節(jié)點21、23或24通信無線信號(即，射頻信號)。在其他實施例中，節(jié)點22可構造成通過物理媒介與一個或多個其他節(jié)點21、23或23進行通信，該物理媒介例如光纖或導線連接。節(jié)點22還包括網絡接口 59，例如調制器，用于使得節(jié)點22可與網絡30進行通信。注意，其他節(jié)點21和23-25可構造成與如圖2所示的示意性節(jié)點22類似。然而，為了演示的目的，假設節(jié)點21、23和24并不具有網絡30的網絡接口 59。在一個示意性實施例中，節(jié)點22的網絡接口 59通過物理媒介連接到網絡30，該物理媒介諸如導線連接或光纖連接。然而，如果希望的話，節(jié)點22可通過無線連接耦合到網絡30上。如上所示，網絡28可以是無線傳感器網絡，其中網絡28的節(jié)點21_25監(jiān)測傳感器并且根據(jù)所監(jiān)測的傳感器控制設備。傳感器數(shù)據(jù)可通過一個節(jié)點讀取并且傳到用于進行控制決定的另一個上。并且，一個節(jié)點可根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)作出決定，發(fā)送消息給另一個節(jié)點，命令該節(jié)點根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)以期望的方式來控制耦合到其上的設備。如圖2所示，節(jié)點22可具有至少一個傳感器60，該傳感器60提供傳感器數(shù)據(jù)，基于該傳感器數(shù)據(jù)可進行控制決定。圖3示出了 NRS36的示意性實施例。如圖3所示，NRS36包括NRS邏輯71，其構造成控制NRS36的運行。NRS邏輯71可以軟件、硬件、固件或其任何組合來實施。在圖3所示的示意性實施例中，NRS邏輯71以軟件實施并且存儲在存儲器73中，存儲器73還存儲用于NRS36的路由表82。注意，NRS邏輯71當以軟件實施時，其可通過或與指令執(zhí)行裝置結合而可在用于使用的任何計算機可讀取媒介上存儲和傳輸，該指令執(zhí)行裝置可獲取并且執(zhí)行指令。圖3所示的NRS36的示意性實施例包括至少一個常規(guī)的處理元件75，例如數(shù)字信號處理器(DSP)或者中央處理單元(CPU)，該處理元件75可通過本地接口 76通信并且驅動NRS36內的其他元件，該本地接口可包括至少一條總線。此外，NRS36包括網絡接口 77，例如調制器，用于使得NRS36與網絡30進行通信。在一個示意性實施例中，網絡接口 77通過諸如導線連接或光纖連接的物理媒介連接到網絡30上。然而，NRS36可通過無線連接耦合到網絡30上，如果希望的話。如上所述，網絡28的一個或多個節(jié)點21-24可采用NRS36來路由網絡28范圍之外的節(jié)點的消息，該節(jié)點例如節(jié)點25。下面描述以這種方式所使用的NRS36的示意性技術。響應于與網絡30的連接性，節(jié)點25構造成通過網絡30傳送稱作“注冊消息”的消息給NRS36。該注冊消息包括用于在網絡28上標識節(jié)點25的節(jié)點標識符，并且該注冊消息包括標識網絡28的網絡標識符，節(jié)點25是該網絡28上的一部分。該注冊消息通過傳輸控制協(xié)議/因特網協(xié)議(TCP/IP)進行通信，因此包括節(jié)點25的IP地址。響應于該注冊消息，NRS36構造成在路由表82中存儲節(jié)點25的節(jié)點標識符以及IP地址，同樣還存儲網絡28的網絡標識符，節(jié)點25是網絡28上的一個部分。節(jié)點22同樣構造成響應于與網絡30的連接性來發(fā)送注冊消息給NRS36。這種注冊消息包括節(jié)點22的節(jié)點標識符、節(jié)點22的IP地址、以及網絡28的網絡標識符，并且NRS36存儲了這種信息，其中節(jié)點22是網絡28的一個部分。因此，NRS36知道網絡28上節(jié)點22和25中至少一個的存在，并且具有足夠的信息(例如，IP地址)用于通過網絡30與節(jié)點22和25進行通信，其實施與網絡28不同的通信協(xié)議。假設節(jié)點24希望通過網絡28發(fā)送單點傳送消息給節(jié)點25。在節(jié)點24和25之間的任何通信之前，節(jié)點24可能不知道用于通信單點傳送消息給節(jié)點25的路徑。這種情況下，節(jié)點24可啟動路由發(fā)現(xiàn)程序，用于發(fā)現(xiàn)到節(jié)點25的路徑。在一個示意性實施例中，節(jié)點24播送包括節(jié)點25的節(jié)點標識符的路由發(fā)現(xiàn)消息。如上所示，路由發(fā)現(xiàn)消息優(yōu)選地是多點傳送消息，但是其他類型的消息可以用于其他實施例中的這種消息。接收該路由發(fā)現(xiàn)消息的每個節(jié)點檢查其路由表以發(fā)現(xiàn)其是否知道由這種消息標識的到節(jié)點25的路由。如果是，該節(jié)點發(fā)送單點傳送消息返回給節(jié)點24，該路由發(fā)現(xiàn)消息從該節(jié)點24開始。如果不是，那么該節(jié)點重新播送該路由發(fā)現(xiàn)消息，使得其他節(jié)點可接收該消息并且潛在發(fā)現(xiàn)到期望目的地的路由。在該示意性實施例中，假設節(jié)點22和23接收路由發(fā)現(xiàn)消息，但是不知道到節(jié)點25的路由。此時，節(jié)點22和23都可以重新播送路由發(fā)現(xiàn)消息。節(jié)點22考慮到節(jié)點22和網絡30之間的連接，以成為網絡28的連接。特別是，這種連接將節(jié)點22連接到NRS36上，其上節(jié)點22表現(xiàn)為網絡28的另一節(jié)點。由于節(jié)點22考慮到網絡30的連接而成為網絡28的另一路徑，節(jié)點22通過網絡30發(fā)送路由發(fā)現(xiàn)消息給NRS36。對此，節(jié)點22封裝了一個或多個TCP/IP數(shù)據(jù)包中的這種消息并且發(fā)送該TCP/IP數(shù)據(jù)包或多個數(shù)據(jù)包給NRS36。一旦接收到該路由發(fā)現(xiàn)消息，NRS36檢查其路由表82，以確定其是否知道到節(jié)點25的路由。如上所述，由于節(jié)點25之前采用NRS36注冊，因此NRS36的路由表82包括節(jié)點25的節(jié)點標識符。因此，NRS36發(fā)送到路由發(fā)現(xiàn)消息的響應返回給節(jié)點22。在一個示意性實施例中，該響應是指向節(jié)點24的網絡28的單點傳送消息，其中路由發(fā)現(xiàn)消息從節(jié)點24發(fā)出。NRS36封裝指向節(jié)點22的一個或多個TCP/IP數(shù)據(jù)包中的這種消息。因此，網絡30發(fā)送TCP/IP數(shù)據(jù)包或多個數(shù)據(jù)包給節(jié)點22，其解封裝所接收的數(shù)據(jù)包或多個數(shù)據(jù)包以重新獲得該單點傳送響應消息。節(jié)點22然后使得該單點傳送響應消息轉發(fā)給節(jié)點24。根據(jù)上述技術，節(jié)點22還更新其路由表32，以指示預定給節(jié)點25的消息將要發(fā)送給NRS36?！┙邮盏皆搯吸c傳送響應消息,節(jié)點24更新其路由表34,以指示節(jié)點22是預定給節(jié)點25的消息的下一跳。因此，節(jié)點24現(xiàn)在知道傳送通過節(jié)點22和NRS36的到節(jié)點25的路徑。因此，節(jié)點24發(fā)送預定給節(jié)點25的單點傳送消息，并且這種消息標識出節(jié)點22為下一跳。節(jié)點22接收該消息并且將該消息根據(jù)其路由表32轉發(fā)給NRS36。對此，節(jié)點22封裝預定給NRS36的一個或多個TCP/IP數(shù)據(jù)包中的消息。一旦接收到該TCP/IP數(shù)據(jù)包或多個數(shù)據(jù)包，NRS36解封裝該數(shù)據(jù)包或該多個數(shù)據(jù)包以重新獲得該消息。采用其路由表82，NRS36確定節(jié)點25的IP地址，并封裝給節(jié)點25預定的一個或多個TCP/IP數(shù)據(jù)包中的消息。因此，節(jié)點25從網絡30接收該單點傳送消息。因此，即使節(jié)點25不與節(jié)點21-24中的任何一個進行直接無線通信，節(jié)點24采用網絡30 (例如因特網)和NRS36能夠找到到節(jié)點22的路由并且與節(jié)點22進行通信。注意，相同的過程可由節(jié)點25進行使用，以發(fā)現(xiàn)任何節(jié)點21-24的路由。例如，假設節(jié)點25希望在獲悉到這種節(jié)點24的路由之前發(fā)送消息給節(jié)點24。此時，節(jié)點25可以發(fā)送標識節(jié)點24的路由發(fā)現(xiàn)消息給NRS36。如果NRS36并未存儲節(jié)點24的節(jié)點標識符，那么NRS36播送該路由發(fā)現(xiàn)消息給由NRS36的路由表82來標識的網絡28的節(jié)點。因此，節(jié)點22接收該路由發(fā)現(xiàn)消息，并且通過NRS36回應給節(jié)點25，這是因為它知道被標識的節(jié)點24的路由。響應于這種回應，NRS36更新其路由表82，以包括節(jié)點24的入口，并且這種入口顯示節(jié)點22是預定給節(jié)點24的消息的下一跳。因此，如果NRS36后來接收了預定給節(jié)點24的單點傳送消息，那么NRS36采用TCP/IP將這種消息轉發(fā)給節(jié)點22。此后，節(jié)點25可發(fā)送給NRS36預定給節(jié)點24的單點傳送消息，并且NRS36將該消息轉發(fā)到節(jié)點22，其將該消息轉發(fā)給節(jié)點24。用戶可以通過任何節(jié)點21-25或者NRS36訪問網絡28。然而，假設用戶不能物理訪問任何節(jié)點21-25或NRS36，而是用戶訪問具有網絡瀏覽器48的通信裝置44。僅作為一個實施例，通信裝置44可以是計算機，例如臺式、膝上型或者手持式的，例如個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、計算機或者蜂窩電話。在其他實施例中各種其他類型的裝置可以具有網絡瀏覽器48。為了說明的目的，假設裝置44并未構造成支持用于通信消息的網絡28所用的協(xié)議。圖4示出了通信裝置44的示意性實施例。如圖4所示,裝置44包括控制邏輯91,其構造成控制裝置44的運行?？刂七壿?1可以軟件、硬件、固件或其任何組合來實施。在圖4所示的示意性實施例中，控制邏輯91以軟件實施并且存儲在存儲器93中，其還存儲網絡瀏覽器48。注意，當控制邏輯91以軟件實施時，其通過或者與指令執(zhí)行裝置結合而在任何計算機可讀取媒介上存儲和傳輸，其中該指令執(zhí)行裝置可獲取并執(zhí)行指令。圖4所示的通信裝置44的示意性實施例包括至少一個傳統(tǒng)的處理元件95,例如數(shù)字信號處理器(DSP)或者中央處理單元(CPU)，其通過本地接口 96通信并驅動裝置44內的其他元件，該本地接口包括至少一條總線。此外，通信裝置44包括例如調制器的網絡接口97，用于使得通信裝置44與網絡30進行通信。在一個示意性實施例中，網絡接口 97通過諸如導線連接或光纖連接之類的物理媒介連接到網絡30上。然而，通信裝置44可通過無線連接耦合到網絡30上，如果希望的話。通信裝置44還包括輸入接口 98，例如鍵盤、小鍵盤、麥克風或者觸摸屏，其使得用戶提供輸入給裝置44。通信裝置44還包括輸出接口 99，例如液晶顯示器(IXD)、其他類型的顯示屏、或打印機。采用輸入接口 98，用戶可訪問網絡瀏覽器48，以通過TCP/IP管理來通過網絡30建立與網絡服務器52建立連接。如圖1所示，網絡服務器52具有節(jié)點55，其與網絡28的協(xié)議兼容。節(jié)點55還具有預定的節(jié)點標識符。在一個示意性實施例中，網絡28的每個節(jié)點采用其MAC地址的一部分(例如，最后三個字節(jié))作為其在網絡28中的節(jié)點標識符，而在其他實施例中確定節(jié)點標識符的其他技術也是可以的。圖5示出了網絡服務器52的示意性實施例。如圖5所示，網絡服務器52包括網絡服務器邏輯111，其構造成控制網絡服務器52的運行。網絡服務器邏輯111可以軟件、硬件、固件或其任何組合來實施。在圖5所示的示意性實施例中，網絡服務器邏輯111以軟件實施并且存儲在存儲器113中。注意，當網絡服務器邏輯111以軟件實施時，其可通過或者與指令執(zhí)行裝置結合而在任何計算機可讀取媒介上存儲并傳輸。該指令執(zhí)行裝置可獲取并執(zhí)行指令。圖5所示的網絡服務器52的示意性實施例包括至少一個常規(guī)的處理元件115，例如數(shù)字信號處理器(DSP)或中央處理單元(CPU)，其通過本地接口 116通信并驅動網絡服務器52內的其他元件，其中該本地接口可包括至少一條總線。此外，該網絡服務器52包括諸如調制器之類的網絡接口 117，用于使得網絡服務器52與網絡30進行通信。在一個示意性實施例中，網絡接口 117通過諸如導線連接或光纖連接之類的物理媒介連接到網絡30上。然而，網絡服務器52可通過無線連接耦合到網絡30上，如果希望的話。在與網絡服務器52建立連接之后，通信裝置44的用戶輸入網絡28的網絡標識符，并且通信裝置44發(fā)送該網絡標識符給網絡服務器52。一旦接收到該網絡標識符，網絡服務器52將網絡標識符指派到節(jié)點55，這樣節(jié)點55有效成為網絡28的一部分。節(jié)點55可構造成與網絡28的其他節(jié)點21_25類似，并且如圖5所示，節(jié)點55具有路由表122。這種路由表122具有與NRS36關聯(lián)的入口。這種入口可包括NRS36的IP地址。這種入口可在通信裝置44建立與網絡服務器52的連接之前進行限定。然而，在一個示意性實施例中，NRS36的IP地址和節(jié)點標識符由通信裝置44提供。例如，NRS36的IP地址，與節(jié)點55的節(jié)點標識符一起，可通過裝置44的用戶輸入并且發(fā)送給網絡服務器52，其采用這種信息來形成NRS36的路由表入口，并且將正確的節(jié)點標識符指派給節(jié)點55。在這種實施例中，網絡28的存在可以在與裝置44通信之前對于網絡服務器52來說是未知的。一旦網絡服務器52已經將節(jié)點標識符指派給節(jié)點55并且在路由表122中產生了用于NRS36的入口，節(jié)點55通過發(fā)送注冊消息給NRS36而采用NRS36進行注冊，就像上面對節(jié)點22和25的描述那樣。因此，NRS36在其路由表82中增加了用于節(jié)點55的入口。這種入口顯示節(jié)點55的節(jié)點標識符和IP地址，并且將這種信息與網絡28的網絡標識符進行關聯(lián)。節(jié)點55現(xiàn)在可采用上述對于范圍之外的節(jié)點25的技術與網絡28的其他節(jié)點21-25進行通信。例如，可進行網絡發(fā)現(xiàn)程序，這樣節(jié)點55獲悉了網絡28的結構以及其他節(jié)點21-25在網絡28上的存在。對此，節(jié)點55可發(fā)送稱作“網絡發(fā)現(xiàn)消息”的多點傳送消息。這種消息從節(jié)點55發(fā)送到NRS36，其重新播送該消息給節(jié)點22和25。此外，節(jié)點22重新播送該網絡發(fā)現(xiàn)消息，使得其由節(jié)點21、23和24接收。接收該網絡發(fā)現(xiàn)消息的每個節(jié)點21-25與用于預定給節(jié)點55的單點傳送應答消息進行響應。一旦接收到該應答，節(jié)點55建立其路由表122，從而包括網絡28的每個節(jié)點21-25的入口。注意，任何其他節(jié)點21-25可同樣發(fā)起網絡發(fā)現(xiàn)消息以獲悉網絡28的拓撲并且從而建立起各自的路由表。
此外，通信裝置44的用戶可通過瀏覽器48控制任何節(jié)點21-25。對此，網絡服務器52提供網頁給網絡瀏覽器48，并且提供輸入以發(fā)送指令或其他消息給任何節(jié)點21-25，其中該網頁是用戶用于瀏覽的網頁，該輸入例如是顯示期望值的輸入。這種網頁可根據(jù)返回到節(jié)點55的信息通過上述的路由發(fā)現(xiàn)程序來顯示網絡28的拓撲。作為一個實施例，每個節(jié)點21-25可通過網頁進行顯示或者其他指示。為了演示的目的，假設用戶通過這種網頁提交了用于發(fā)送指令給節(jié)點22的輸入。該網絡服務器55接收該指令，并使得節(jié)點55根據(jù)路由表122采用TCP/IP發(fā)送表示該指令的消息給NRS36。注意，這種消息包括作為消息來源地址的節(jié)點55的節(jié)點標識符。因此，當事實上消息響應于來自通信裝置44的指令時，對于網絡28的其他節(jié)點21-25而言，顯示的是消息從節(jié)點55發(fā)起。NRS36根據(jù)路由表82采用節(jié)點22的TCP/IP和IP地址將表示該指令的消息轉發(fā)給節(jié)點22。作為響應，節(jié)點22執(zhí)行由通信裝置44發(fā)送的初始指令命令的動作。同樣，消息可在相反的方向上進行通信。例如，如果節(jié)點22發(fā)送應答給該指令，這種應答通過NRS36的TCP/IP和IP地址而通過網絡30發(fā)送給NRS36。NRS36根據(jù)路由表82采用節(jié)點55的TCP/IP和IP地址將這種消息通過網絡30轉發(fā)給節(jié)點55。來自應答的信息然后通過網頁顯示給用戶，其中由網絡服務器52作為該網頁的主機并且該網頁通過瀏覽器48進行訪問。因此，即使用戶不能物理訪問與該網絡28的協(xié)議兼容的任何裝置，用戶仍然可通過網絡服務器52采用與網絡30兼容的設備(例如，裝置44)來訪問網絡28。注意，NRS36可為許多無線網絡提供路由服務，其每個都可由唯一的網絡標識符來標識。NRS36的每個路由入口可包括標識該入口所屬網絡的網絡標識符，并且對于許多消息，該NRS36僅米用適于由各自消息標識的網絡的入口。作為一個實施例，如果NRS36從網絡28的節(jié)點21-25接收路由發(fā)現(xiàn)消息，那么NRS36僅播送該路由發(fā)現(xiàn)消息給相同網絡28的其他節(jié)點，如路由表82所示的那樣。然而，對于一個網絡的一個節(jié)點來說，可以通過NRS36與另一個網絡的節(jié)點通信。例如，某些消息類型可使得發(fā)送節(jié)點指出另一網絡上的節(jié)點的節(jié)點地址和網絡地址。一旦接收這種消息，NRS36可構造成將該消息轉發(fā)給該標識的節(jié)點，使得該消息在一個以上的網絡上傳輸。此外，NRS36可作為任何網絡的訪問點進行服務，該任何網絡具有至少一個采用NRS36注冊的節(jié)點。注意，對于網絡30來說可以增加延遲到通過其進行通信的消息上，或者引入可破壞通信的復雜性。事實上，許多因特網的網關采用防火墻來防止數(shù)據(jù)包在特定環(huán)境下傳送或者增加其他延遲。在一個示意性實施例中，這種延遲和破壞可通過維持與NRS36和網絡服務器52的連接而減少。對此，如上所述，節(jié)點22構造成采用NRS36進行注冊。注冊之后，節(jié)點22起動與NRS36的持續(xù)性連接。在一個示意性實施例中，上述通過發(fā)送下載需求，例如http的“get”需求給NRS36而實現(xiàn)。該下載需求優(yōu)選地響應該需求指出將要下載到節(jié)點22的字節(jié)數(shù)量。然而，NRS36構造成發(fā)送不完全的應答(S卩，小于所要求的量的多個字節(jié))。因此，連接并未關閉。在某些情形下，NRS36可構造成周期性地發(fā)送少量的數(shù)據(jù)以確保連接維持打開。對此，某些防火墻或者用于控制因特網連接性的其他軟件可根據(jù)超時來關閉連接。發(fā)送通過該連接從NRS36發(fā)送少量的數(shù)據(jù)具有重新啟動這種超時的效果。
如果NRS36接收了預定給節(jié)點22或者通過節(jié)點22傳遞的消息，那么NRS36可通過該持續(xù)性連接轉發(fā)該消息。此時，該消息應具有非常小的延遲到達該節(jié)點22。對此，節(jié)點22和NRS36之間的任何防火墻期望NRS36提供數(shù)據(jù)到該持續(xù)性連接之上，并因此不干擾或延遲該發(fā)送的消息。因此，通過維持NRS36和節(jié)點22之間的持續(xù)性連接，NRS36能夠采用非常小的延遲來通信數(shù)據(jù)到節(jié)點22上，該數(shù)據(jù)例如是來自另一個節(jié)點的消息。在其他實施例中，用于維持持續(xù)性連接的其他技術也是可以的。通過網絡30進行通信的任何設備可同樣以減小延遲的效果來維持持續(xù)性連接。例如，網絡瀏覽器48可維持到網絡服務器52的持續(xù)性連接，網絡服務器52可維持到NRS36的持續(xù)性連接。此外，節(jié)點22和25中的每個可維持到NRS36單獨的持續(xù)性連接。因此，消息可通過NRS36采用非常小的延遲從任何一個節(jié)點21-25以及55通信到任何其他節(jié)點上。應該還注意到，假設每個節(jié)點知道另一個節(jié)點的IP地址，網絡30可用于在沒有采用NRS36的任何兩個節(jié)點之間進行通信。作為一個實施例，如果節(jié)點25知道節(jié)點22的IP地址，節(jié)點25可構造成不采用NRS36通過網絡30發(fā)送消息給節(jié)點22。此外，在上述的各種實施例中，網絡30描述為包括因特網。然而，采用因特網不是必須的，網絡30可通過另一種或者其他類型的網絡來實現(xiàn)，如果希望的話。這種其他網絡可采用TCP/IP之外的協(xié)議。一旦閱讀了本說明書，各種其他變形或改變對于本領域的普通技術人員來說都是顯而易見的。
權利要求
1.一種通信系統(tǒng)(20)，包括: 第一網絡(30)； 無線網絡(28)的多個節(jié)點，該多個節(jié)點包括至少一個第一節(jié)點(22)、第二節(jié)點(21，23,24)和第三節(jié)點(25，55)，其中該第一網絡的通信協(xié)議與該無線網絡的通信協(xié)議不同，其中該第一節(jié)點構造成與該第二節(jié)點無線通信，其中該第三節(jié)點位于第一節(jié)點和第二節(jié)點的無線通信范圍之外，并且其中該第一節(jié)點和第三節(jié)點構造成通過該第一網絡的通信協(xié)議與該第一網絡通信；以及 網絡路由服務器(NRS) (36)，其構造成通過該第一網絡的通信協(xié)議與該第一網絡進行通信，該NRS具有用于該無線網絡的路由表(82)，其中該NRS構造成從第三節(jié)點接收預定給第一節(jié)點和第二節(jié)點中的一個的消息并根據(jù)該NRS的路由表發(fā)送該消息通過該第一網絡到達第一節(jié)點，并且其中該消息與該無線網絡的通信協(xié)議兼容。
2.權利要求1的系統(tǒng)，其中該第一節(jié)點構造成通過該第一網絡維持與NRS的持續(xù)連接，并且其中該NRS構造成通過該持續(xù)連接發(fā)送該第一消息給第一節(jié)點。
3.權利要求1的系統(tǒng)，其中該第一網絡包括因特網，并且其中該NRS構造成封裝通過傳輸控制協(xié)議/因特網協(xié)議(TCP/IP)的消息。
4.權利要求1的系統(tǒng)，還包括通信裝置(44)，該通信裝置構造成通過第一網絡發(fā)送用于控制該一個節(jié)點的指令到第三節(jié)點，其中第三節(jié)點構造成響應于該指令發(fā)送該消息到NRS，并且其中該消息包括作為源地址的第三節(jié)點的節(jié)點標識符。
5.權利要求4的系統(tǒng)，其中該第一網絡包括因特網。
6.權利要求5的系統(tǒng)，其中該通信裝置包括網絡瀏覽器(48)，并且其中該網絡瀏覽器構造成發(fā)送該指令給 包括第三節(jié)點的網絡服務器(52)。
7.一種通信方法，包括: 在第一網絡(30)和網絡路由服務器(NRS) (36)之間建立通信； 在無線網絡(28)的第一節(jié)點(22)和第二節(jié)點(21，23，24)之間通過無線信號通信消息，該消息依照無線網絡的第一通信協(xié)議； 依照該無線網絡的通信協(xié)議通過第一網絡從該無線網絡的第三節(jié)點(25，55)發(fā)送消息給該NRS，其中該第一網絡的通信協(xié)議與該無線網絡的通信協(xié)議不同，其中第三節(jié)點在第一和第二節(jié)點的無線通信范圍之外，并且其中該消息預定給第一和第二節(jié)點中的一個；以及 根據(jù)無線網絡的NRS的路由表(82)，從該NRS通過第一網絡發(fā)送消息給第一節(jié)點。
8.權利要求7的方法，還包括通過第一網絡維持第一節(jié)點和該NRS之間的持續(xù)性連接，其中通過該持續(xù)性連接從該NRS發(fā)送消息給第一節(jié)點。
9.權利要求7的方法，其中該第一網絡包括因特網，并且其中該方法進一步包括封裝通過傳輸控制協(xié)議/因特網協(xié)議(TCP/IP)的消息。
10.權利要求7的方法，還包括通過第一網絡從通信裝置發(fā)送用于控制該一個節(jié)點的指令給第三節(jié)點，其中該消息由第三節(jié)點響應該指令發(fā)送給該NRS，并且其中該消息包括作為源地址的第三節(jié)點的節(jié)點標識符。
11.權利要求10的方法，其中該第一網絡包括因特網。
12.權利要求11的方法，其中該通信裝置包括網絡瀏覽器(48)，并且其中該指令通過該網絡瀏覽器發(fā)送。
全文摘要
一種無線網絡(28)具有多個節(jié)點(21-25，55)，這些節(jié)點構造成根據(jù)該無線網絡的通信協(xié)議彼此進行通信。至少一個節(jié)點位于其他節(jié)點的范圍之外。該范圍之外的節(jié)點構造成通過網絡路由服務器(NRS)(36)與其他節(jié)點進行通信，該網絡路由服務器通過網絡(30)耦合到該范圍之外的節(jié)點和至少一個其他節(jié)點上，該網絡(30)諸如因特網，其通信協(xié)議與該無線網絡的通信協(xié)議不同。此外，如果期望的話，當用戶不能物理訪問任何一個這種節(jié)點時，用戶可采用網絡瀏覽器(48)來與該無線網絡的任何節(jié)點進行通信。
文檔編號G08B9/00GK103098105SQ201180042075
公開日2013年5月8日 申請日期2011年6月29日 優(yōu)先權日2010年6月29日
發(fā)明者D·B·尤因 申請人:西納普斯無線股份有限公司