СПОСОБ ПОДСОЕДИНЕНИЯ К КЛАСТЕРУ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ, ОБМЕНИВАЮЩИХСЯ ДАННЫМИ ЧЕРЕЗ БЕСПРОВОДНУЮ СЕТЬ, СООТВЕТСТВУЮЩЕЕ ЭЛЕКТРОННОЕ УСТРОЙСТВО, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩЕЕ УПОМЯНУТЫЙ СПОСОБ, И СООТВЕТСТВУЮЩАЯ СИСТЕМА Российский патент 2018 года по МПК H04W40/24 

Изобретение относится к способу подсоединения к кластеру обменивающихся данными электронных устройств, при этом упомянутый способ осуществляют при помощи блока обработки одного из упомянутых электронных устройств, обменивающихся данными с родственными устройствами через сеть беспроводной связи.

Кроме того, изобретение относится к системе, содержащей множество устройств, осуществляющих такой способ подсоединения.

В качестве предпочтительного, но не ограничительного примера применения изобретение описано для случая применения в связи со сбором измерений величин, например, таких как температура, влажность, вибрация, удар и т.д., относящихся к внутренней и/или окружающей среде контейнеров (или containers в англо-саксонской терминологии) с товарами или грузами. Согласно упомянутому примеру применения, упомянутые контейнеры объединены и/или установлены штабелем на складской площадке или перевозятся на транспортной платформе, такой как морской контейнеровоз, товарный поезд или любая другая соответствующая транспортная платформа. Каждый контейнер взаимодействует с одним из упомянутых обменивающихся данными устройств. Последние предназначены для сбора и передачи упомянутых величин при помощи служебных сообщений в родственные устройства, действующие в качестве «головных узлов» или ʺheadsʺ в англо-саксонской терминологии. Одной из функций головного узла является выполнение определенной услуги. Такая услуга состоит, например, в объединении данных, собираемых обменивающимися данными устройствами, и в передаче упомянутых данных после их объединения в удаленный объект при помощи дальней связи или связи дальнего действия типа спутниковой связи или радиотелефонной связи. Однако изобретение не ограничивается только этим примером применения. В целом, устройство, действующее как «головное устройство», выполняет данную услугу, связанную с данными, собираемыми и передаваемыми родственными ему устройствами, при этом упомянутая данная задача может касаться мониторинга или управления тревожными сигналами вместо или дополнительно к осуществлению связи с удаленным объектом.

В настоящее время существуют многие топологии или конфигурации сетей обменивающихся данными объектов. Так, на фиг. 1 схематично показаны два примера сетей R1 и R2 беспроводной связи. Независимо от используемой сети, каждое обменивающееся данными устройство, которое обычно называют также «узлом» внутри такой сети, осуществляет способ связи, позволяющий ему обмениваться сообщениями данных и/или служебными сообщениями с узлом третьей стороны или родственным узлом. Так, сеть R1 включает в себя сорок обменивающихся данными электронных устройств, соответственно обозначенных на фиг. 1: а1-а8, b1-b8, c1-c8, d1-d8 и е1-е8. В свою очередь, сеть R2 включает в себя двадцать пять обменивающихся данными электронных устройств, соответственно обозначенных на фиг. 1: f1-f5, g1-g5, h1-h5, i1-i5 и j1-j5.

Независимо от того, используют ли однозвенную сеть (или ʺsingle-hop networkʺ в англосаксонской терминологии), такую, например, как сеть R2, описанная со ссылками на фиг. 1, или многозвенную сеть (или ʺmulti-hop networkʺ в англосаксонской терминологии), такую, например, как сеть R1, описанная со ссылками на фиг. 1, первый узел, который будет называться «источником», может подготовить служебное сообщение, показанное на фиг. 1 двойной стрелкой и содержащее данные, связанные, например, но не ограничительно, с величиной, измеряемой датчиком, взаимодействующим с упомянутым первым узлом, для передачи во второй узел, называемый «адресатом».

В случае однозвенной сети связь между первым и вторым узлами является прямой. В случае же многозвенной сети такая связь может быть опосредованной. Так, сообщение, передаваемое из узла-источника может ретранслироваться одним или более «ретранслирующими или промежуточными» узлами, соответствующие функции которых состоят в ретрансляции упомянутого сообщения, исходящего из узла-источника, чтобы в конечном итоге оно дошло и было принято узлом-адресатом. Узлы-источники, которые могут сообщаться напрямую или опосредованно с головным узлом, образуют «кластеры» или ʺclustersʺ в англо-саксонской терминологии, такие, например, как кластеры С1 и С2, окаймленные пунктирной линией на фиг. 1. Путь, по которому служебное сообщение, передаваемое из первого узла-источника в направлении второго узла-адресата через один или несколько узлов-ретрансляторов, обычно называют «маршрутом». Таким образом, как показано на фиг.1, сообщение, исходящее от узла а4 в направлении узла d2, последовательно ретранслируется промежуточными узлами b4 и с3.

Как правило, связь внутри однозвенных или многозвенных сетей связи осуществляют по каналам радиосвязи. Как правило, такая связь является связью короткого радиуса действия, то есть примерно от нескольких метров до нескольких десятков метров, поэтому служебные сообщения последовательно передаются между различными узлами от одного узла к другому. Если данные необходимо передать в сервер или, в целом, в удаленный объект, применяют второй способ связи, например, по каналам GSM (ʺGlobal System for Mobile Communicationsʺ в англо-саксонской терминологии) или GPRS (ʺGeneral Packet Radio Serviceʺ в англо-саксонской терминологии) и даже по спутниковой связи.

Обмены между узлами и применяемые ими обработки или вычисления, основанные на обмениваемых данных, а также возможная удаленная передача собираемых данных внутри сети или внутри кластера обменивающихся данными устройств, представляют собой действия, требующие потребления электрической энергии.

Как показано на фиг. 2 в качестве предпочтительного примера, узел в целом и в основном представляет собой электронное устройство 10, содержащее блок 11 обработки, например, в виде микроконтроллера, взаимодействующего с памятью 12 данных и, в случае необходимости, с памятью 14 программ, причем упомянутые памяти могут быть не связанными друг с другом. Блок 11 обработки взаимодействует с упомянутыми памятями 12 и 14 при помощи внутренних проводных шин связи. Как правило, электронное устройство 10 содержит один или несколько датчиков 15 измерения физической величины, относящейся к окружающей среде устройства 10. Такой датчик может измерять окружающую температуру, степень влажности или присутствие и/или отсутствие света. Устройство 10 содержит также первые средства 13 связи, взаимодействующие с блоком 11 обработки и обеспечивающие ближнюю беспроводную связь с любым другим электронным устройством 10i, находящимся в пределах действия связи. Кроме того, оно может содержать вторые средства 16 связи типа «дальнего действия», тоже взаимодействующие с блоком 11 обработки. Эти вторые средства связи позволяют такому устройству 10 передавать в удаленный объект, например, в сервер RS, данные при помощи сообщений МС, проходящих через сеть RR, использующую технологии GSM, GPRS или спутниковую связь. Для обеспечения работы, то есть, чтобы блок 11 обработки осуществлял способ, вытекающий из интерпретации или исполнения упомянутым блоком обработки команд программы Р, записанных в памяти 14 программ, устройство 10 содержит источник 17 электрической энергии, например, в виде одной или нескольких батарей. Способность узла осуществлять связь или просто работать связана напрямую с остающейся и имеющейся в наличии энергетической емкостью упомянутого узла.

Некоторые операторы предприняли попытки разработать сети или способы связи, осуществляемые узлами внутри сети или кластера, чтобы в целом сохранять емкость электрической энергии сети или кластера. Первый подход в основном состоит в распределении энергетической нагрузки в ходе обменов между узлами на все упомянутые узлы сети или кластера. Второй подход состоит в распределении потребления энергии в ходе обработок, применяемых на собираемых данных, например, при передаче на дальнее расстояние, на большинство узлов, объединяя таким образом электрическое потребление на множестве узлов. Таким образом, независимо от того, находится ли сеть бесконтактной связи в однозвенной или в многозвенной конфигурации, узел можно произвольно использовать как «головной узел сети» или, по крайней мере, как «головной узел кластера». На фиг. 1 устройство, работающее как «головной узел», выделено кружком в виде жирной линии. Речь идет об узле d2 для сети R1 и об узле h3 для сети R2. Таким образом, узлы d2 и h3 действуют как головные узлы соответственно кластеров С1 и С2. Энергия, потребляемая, в частности, для передачи на расстояние собираемых данных внутри сети, является общей для множества узлов. В варианте головные узлы можно назначать случайно или, точнее, они могут сами назначать себя при условии, что они располагают достаточными аппаратными и/или программными средствами для выполнения определенной услуги.

Например, способ ʺLEACHʺ, описанный, в частности, в документе под названием ʺAn Application-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networksʺ (W. Heinzelman, A. Chandrakasan, H. Balakrishnan - IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS, VOL. 1, NO. 4, OCT. 2002), позволяет в однозвенной сети произвольно назначать узел, чтобы он стал головным узлом. Другие узлы, принадлежащие к кластеру упомянутого головного узла, которые будут соответственно называться «членом» или ʺmemberʺ в англо-саксонской терминологии, адресуют свои служебные сообщения в головной узел кластера. На фиг. 1 каждый узел-член выделен кружком в виде тонкой линии. Таким образом, внутри сети R2 головной узел h3 сообщается напрямую с узлами g2-g4, h2 и h3, а также с узлами i2-i4. Головной узел собирает упомянутые данные, передаваемые различными узлами-членами, обрабатывает их, объединяет и даже уплотняет и производит, например, передачу на дальнее расстояние в удаленный блок, такой как сервер RS, описанный со ссылками на фиг. 2. Согласно этому известному способу, выполнив один раз роль головного узла, такой узел не может опять обеспечивать эту роль до истечения определенного периода. В этом случае произвольно в качестве головного узла назначается новый узел-член, что позволяет обеспечить непрерывность выполнения задачи. Для того, чтобы узел, который в дальнейшем будет называться «свободным» или ʺlooseʺ в англо-саксонской терминологии и который показан кружком в виде двойной линии на фиг. 1, мог «присоединиться» к головному узлу и образовать таким образом новый кластер или объединиться с уже существующим кластером, свободный узел, находящийся в пределах действия радиосвязи, выполнен с возможностью приема сообщения о прикреплении МН от упомянутого головного узла, обычно передаваемого в виде недифференцированной передачи (известной также под англо-саксонским названием ʺbroadcastʺ) сообщений прикрепления МН в направлении любого узла, находящегося в пределах действия радиосвязи от головного узла. Фиг. 1 позволяет описать при помощи сети R2 результирующую передачу сообщения МН, переданного из узла h3, назначенного действовать в качестве головного узла, при этом сообщение передано в циркулярном режиме Broadcast короткого радиуса действия в узлы, находящиеся в пределах действия связи, в данном случае в узлы g2-g4, h2 и h4, а также в узлы i2-i4, первоначально являвшиеся свободными наподобие других узлов, например, f1-f5, показанных на фиг. 1 двойными кружками. При получении такого сообщения МН прикрепления свободный узел, например, узел h4, обновляет свою память данных, при этом упомянутая память взаимодействует с его блоком обработки, чтобы сообщить ему координаты или идентификатор головного узла, то есть идентификатор узла h3 на фиг. 1. Ранее свободное устройство h4 или свободный узел становится членом кластера С2, показанным тонким кружком. Устройство h3, действующее как головной узел кластера, становится адресатом для любого служебного сообщения MS, содержащего данные, собранные устройством h4, ставшим новым членом кластера С2 наподобие других устройств-членов упомянутого кластера, то есть узлов g2, g3, g4, i2, i3 и i4. Таким образом, упомянутые узлы g2-g4, h2 и h4, а также i2-i4, ранее бывшие свободными узлами, становятся узлами-членами, показанными кружками в виде простой линии на фиг. 1. Передача сообщения МН из узла h3 ограничена по дальности. Поэтому узлы, находящиеся за пределами радиуса действия, не принимают сообщение МН как удобочитаемое сообщение и даже не принимают его вообще. Поскольку сеть R2 является однозвенной, узлы, находящиеся за пределами действия узла h3, такие как узлы f1-f5, g1, g5, h1, h5, i1, i5 или узлы j1-j5 остаются свободными узлами, показанными двойным кружком. Кластер С2 содержит только узел h3, действующий как головной, и узлы-члены (то есть принявшие прикрепление к головному узлу h3).

Если транспонировать способ LEACH для многозвенной сети, такой как сеть R1, описанная со ссылками на фиг. 1, то можно предположить, что узлы, ставшие членами кластера, содержащего узел, действующий в качестве головного узла кластера, могли бы зарегистрировать в своих соответствующих запоминающих устройствах маршрут, то есть значение идентификатора узла, действующего в качестве головного, и по меньшей мере значение идентификатора узла, ретранслировавшего сообщение прикрепления от упомянутого головного узла, и даже в варианте соответствующие значения идентификаторов промежуточных узлов или ретрансляторов, отделяющих его от упомянутого головного узла. Так, например, узел с2 записывает значение идентификатора головного узла d2, получив напрямую сообщение прикрепления МН от упомянутого узла d2. Что же касается узла b2, то, кроме значения идентификатора узла d2, он сохраняет значение идентификатора узла c2, ретранслировавшего сообщение прикрепления МН от d2 для узла b2.

Такой подход позволяет теоретически или, по крайней мере, в идеальном варианте применения сберечь общие энергетические ресурсы сети связи, содержащей множество обменивающихся данными узлов. На практике или в реальности, в частности, в зависимости от областей применения или использования такой сети связи для транспортировки контейнеров, взаимодействующих с обменивающимися данными электронными устройствами, такое решение остается не релевантным или по крайней мере малоэффективным.

Действительно, в качестве предпочтительного, но не ограничительного примера применения приведем использование сети беспроводной связи, узлы в которой задают, собирают и передают измерения, связанные с множеством контейнеров, таких как контейнеры с грузами или товарами. Предположим, что каждый контейнер связан с обменивающимся данными электронным устройством, осуществляющим способ связи, такой как LEACH. При этом предположении каждое обменивающееся данными электронное устройство, связанное с контейнером, действует как узел внутри беспроводной сети, такой как сеть R2, описанная со ссылками на фиг. 1. Предположим, что связь между узлами является радиосвязью. Кроме того, что способ связи типа LEACH предполагает однозвенное решение, при котором каждый узел может напрямую сообщаться с головным узлом, относительное расположение контейнеров, например, на судне, на складской площадке или на любой автомобильной или железнодорожной транспортной платформе, создает контекст применения, в котором узел, назначенный головным, может быть не в состоянии обеспечивать свою задачу, которая состоит, например, в передаче объединенных данных в удаленный объект, например, просто по причине своего положения в штабеле контейнеров. Действительно, на транспортной платформе и/или в складском помещении существует много препятствий с учетом наличия перегородок или частичной изоляции, связанных с самой структурой размещения контейнеров или с взаимодействиями между самими контейнерами, расположение которых в виде штабеля может стать причиной ухудшения и даже потери способности передавать данные на дальнее расстояние со стороны головного узла. Существует большой риск потери данных, замедления прохождения упомянутых данных, а также бесполезных энергетических затрат для «оживления» кластера, головной узел которого не может эффективно обеспечить свою функцию или услугу. Этот риск повышается еще больше в случае, когда случайное назначение последовательных головных узлов не приводит к надлежащему «выбору». Для решения таких проблем компания TRAXENS, связанная с французским Национальным институтом исследований в области информатики и автоматики, разработала инновационную и исключительно эффективную сеть беспроводной связи для любого относительного расположения узлов и для любой области применения или эксплуатации упомянутой сети, как однозвенной, так и многозвенной. Такая сеть позволяет оптимизировать общую способность сети обеспечивать определенную услугу на основании данных, собранных различными узлами. В основном она опирается на способ присоединения к кластеру обменивающихся данными устройств в зависимости от условий выбора головных узлов, если и только если последние обладают реальной способностью обеспечивать свою роль головного узла, например, для передачи данных в режиме связи дальнего действия. Каждый узел, осуществляющий такой способ, может принять решение, чтобы действовать в качестве головного узла, в момент, когда упомянутый узел определяет, что способен эффективно выполнять свою роль. Кроме того, любой свободный узел может принять решение о присоединении или не присоединении к кластеру узлов, при этом упомянутый кластер содержит упомянутый головной узел, предпочтительно назначивший сам себя головным узлом.

Такая инновация имеет ряд преимуществ и, например, позволяет:

- распределить надлежащим образом энергетические затраты на узлах сети, что позволяет намного продлить способность упомянутой сети выполнять свою услугу по сравнению с известными решениями;

- разработать сеть узлов, автоматически адаптируемую и функциональную, несмотря на изменение относительных положений между узлами или на изменение условий использования упомянутых узлов, например, во время погрузочно-разгрузочных работ, складирования или транспортировки контейнеров, каждый из которых связан с электронным устройством;

- обеспечивать надежность работы, например, передачи данных на дальнее расстояние, за счет того, что каждый узел может своевременно определять свою роль внутри сети и обращаться в каждый момент к головному узлу, наиболее подходящему для рассматриваемой услуги, сводя при этом к минимуму конфликты или изменение кластеров во время совпадающих выборов нескольких головных узлов, находящихся в пределах действия радиосвязи общих узлов.

Такое решение, хотя и отличается значительным улучшением, все же имеет, как и ранее упомянутые решения, некоторые ограничения или недостатки, в частности, если такую сеть связи используют в контексте применения, в котором топология упомянутой сети подвержена изменениям, то есть при которой новые узлы решают подсоединиться к сети или при которой одни узлы перемещаются относительно других, входя таким образом в зону действия радиосвязи или, наоборот, оказываясь за пределами действия радиосвязи головного узла или члена кластера, к которому они соответственно ранее присоединились.

Действительно, какой бы ни была выбранная сеть связи, маршруты или топологии, то есть образование или расформирование кластеров указанной сети, не обновляются достаточно регулярно или с достаточной частотой, чтобы учитывать динамику упомянутой сети. При применении известных решений, если такое обновление производить очень часто, то число сообщений прикрепления, расформирования кластера или служебных сообщений увеличилось бы многократно, следовательно, главная задача сокращения потребления энергии не была бы решена.

Изобретение позволяет преодолеть большинство недостатков, отмечаемых в известных решениях. За счет создания исключительно инновационной и надежной сети беспроводной связи, в том числе когда узлы, образующие упомянутую сеть являются подвижными относительно друг друга или когда топология упомянутой сети оказывается изменяющейся, любой свободный узел, то есть узел, не являющийся головным узлом (head) кластера или членом кластера, может начать по запросу процедуру присоединения к члену кластера. Такая процедура присоединения может вытекать из адаптации различных описанных выше сетей, в частности, показанных на фиг. 1 и 2. Запросы на присоединение свободных узлов показаны двойными стрелками. В данном случае речь идет об узлах с5 или i5, которые запрашивают соответственно присоединение к узлам с4 и i4, являющимся соответствующими членами кластеров С1 и С2, головными узлами которых являются узлы d2 для сети R1 и h3 для сети R2. На фиг. 1 представлен также вариант в соответствии с изобретением, согласно которому свободный узел, такой как узел с8, может, в свою очередь, направить запрос подсоединения к узлу, в данном случае к узлу с5, показанному на фиг. 1, ранее присоединившемуся к кластеру С1, головным узлом которого является узел d2.

Таким образом, каждый узел, применяющий заявленный способ, может, по запросу и независимо от политики прикрепления головных узлов, запросить подсоединение к члену кластера и передавать, таким образом, служебные сообщения в головной узел, в частности, через узел-член, согласившийся на процедуру подсоединения, хотя упомянутый головной узел находится за пределами действия радиосвязи упомянутого узла, запросившего подсоединение, для передачи сообщения прикрепления. Таким образом, изобретение позволяет расширить кластеры, образованные после процедуры подсоединения и даже трансформировать сеть типа однозвенной в «псевдо-многозвенную сеть», при этом узел-член, согласившийся на запрос подсоединения, работает как узел-ретранслятор для подсоединившегося узла, чтобы передавать служебные сообщения.

В связи с этим, объектом изобретения является способ, осуществляемый блоком обработки первого обменивающегося данными электронного устройства, содержащего также память данных, первые средства связи, обеспечивающие ближнюю беспроводную связь с любым другим электронным устройством, находящимся в пределах действия связи внутри кластера, содержащего множество обменивающихся данными электронных устройств, при этом упомянутая память и упомянутые средства связи взаимодействуют с упомянутым блоком обработки, при этом память данных содержит значение идентификатора, присвоенного первому обменивающемуся данными электронному устройству, и регистр, который может содержать текущее значение идентификатора обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера. Упомянутый способ содержит этап передачи служебного сообщения в устройство, действующее в качестве головного узла кластера.

Чтобы убедиться в устойчивости кластера и предупредить риск потери информации, содержащейся в служебных сообщениях, способ содержит:

- этап, предваряющий передачу служебного сообщения, чтобы сгенерировать и передать при помощи первых средств связи сообщение проверки принадлежности к кластеру, при этом упомянутое сообщение кодирует:

i) значение идентификатора второго обменивающегося данными электронного устройства в качестве идентификатора обменивающегося данными электронного устройства, которому адресовано упомянутое сообщение проверки принадлежности к кластеру;

ii) значение идентификатора первого устройства в качестве идентификатора обменивающегося данными электронного устройства, отправляющего упомянутое сообщение проверки принадлежности к упомянутому кластеру.

Чтобы ограничить поток сообщений, способ может предусматривать, чтобы этап, предваряющий передачу служебного сообщения, с целью генерирования и передачи через первые средства связи сообщения проверки принадлежности к кластеру, происходил, только если тестовый этап удостоверяет, что устройство подсоединено к кластеру.

Для подтверждения устойчивости кластера способ может содержать:

- этап, осуществляемый, если и только если сообщение, подтверждающее получение упомянутого сообщения проверки принадлежности к кластеру, получено до истечения определенного максимального времени ожидания, начиная с передачи сообщения проверки принадлежности к кластеру, чтобы декодировать упомянутое сообщение, подтверждающее получение, и вывести на его основании:

i) значение идентификатора устройства-адресата упомянутого сообщения, подтверждающего получение сообщения проверки принадлежности к кластеру;

ii) значение идентификатора устройства, отправившего упомянутое сообщение, подтверждающее получение сообщения проверки принадлежности к кластеру.

Согласно этому предпочтительному варианту осуществления, этапы генерирования и запуска передачи служебного сообщения предпочтительно осуществляют, только если:

- значение, выведенное из идентификатора устройства-адресата упомянутого сообщения, подтверждающего получение сообщения проверки принадлежности к кластеру, равно значению идентификатора первого обменивающегося данными электронного устройства;

- значение, выведенное из идентификатора устройства-источника упомянутого сообщения, подтверждающего получение сообщения проверки принадлежности к кластеру, равно значению идентификатора второго обменивающегося данными электронного устройства.

Для расширения упомянутого кластера заявленный способ подсоединения может содержать:

- этап получения сообщения с запросом подсоединения, сгенерированного и переданного третьим обменивающимся данными электронным устройством, запрашивающим подсоединение к кластеру, при этом упомянутое сообщение запроса подсоединения содержит значение идентификатора упомянутого третьего обменивающегося данными электронного устройства;

- этап декодирования упомянутого сообщения запроса подсоединения и выделения на его основании значения упомянутого идентификатора упомянутого третьего устройства, запросившего подсоединение;

- этап генерирования сообщения, подтверждающего получение запроса подсоединения, на котором в упомянутом сообщении кодируют:

i) значение идентификатора первого устройства в качестве идентификатора устройства-источника упомянутого сообщения, подтверждающего получение запроса подсоединения,

ii) значение идентификатора третьего устройства, запросившего подсоединение, в качестве идентификатора устройства-адресата упомянутого сообщения, подтверждающего получение запроса подсоединения,

iii) текущее значение идентификатора четвертого обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера, при этом упомянутое значение считывают в регистре,

- этап запуска передачи первыми средствами связи сообщения, подтверждающего получение запроса подсоединения.

В случае, если можно количественно определить способность обеспечения определенной услуги электронным устройством, на этапе генерирования сообщения, подтверждающего получение запроса подсоединения, можно дополнительно закодировать значение, описывающее способность четвертого обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера, обеспечивать услугу, при этом упомянутое значение записано в регистре, сохраняющем также текущее значение идентификатора упомянутого четвертого обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера.

Чтобы первое обменивающееся данными электронное устройство могло дать благоприятный и надлежащий ход запросу подсоединения, изобретением может быть предусмотрено, чтобы этап запуска передачи первыми средствами связи сообщения, подтверждающего получение запроса подсоединения, можно было осуществить, только если память данных имеет регистр, содержащий текущее значение идентификатора обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера.

Изобретение предусматривает также, чтобы первое обменивающееся данными электронное устройство могло, в свою очередь, запросить подсоединение к кластеру. Такая ситуация может возникнуть, например, в результате расформирования кластера, членом которого было упомянутое первое устройство. Для этого заявленный способ подсоединения может содержать:

- этап генерирования сообщения запроса подсоединения, на котором кодируют значение идентификатора первого устройства в качестве идентификатора устройства, запрашивающего подсоединение к кластеру;

- этап запуска передачи первыми средствами связи упомянутого сообщения запроса подсоединения;

- этап получения средствами связи сообщения, сгенерированного и переданного пятым устройством и подтверждающего получение сообщения запроса подсоединения;

- этап, осуществляемый, если и только если упомянутое сообщение, подтверждающее получение сообщения запроса подсоединения, получено до истечения определенного максимального времени ожидания, начиная с передачи упомянутого сообщения запроса подсоединения, чтобы декодировать упомянутое сообщение, подтверждающее получение сообщения запроса подсоединения, и на его основании вывести:

i) значение идентификатора устройства-адресата упомянутого сообщения, подтверждающего получение сообщения запроса подсоединения;

ii) значение идентификатора шестого обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера, к которому принадлежит пятое устройство-источник упомянутого сообщения (МАА), подтверждающего получение сообщения запроса подсоединения;

- этап, осуществляемый, если и только если упомянутое выведенное значение идентификатора устройства-адресата равно значению идентификатора первого устройства, запросившего подсоединение, чтобы записать в регистр выведенное значение идентификатора шестого устройства, действующего в качестве головного узла кластера, как текущее значение идентификатора устройства, действующего в качестве головного узла кластера.

Предпочтительно, согласно этому варианту осуществления:

- этап декодирования сообщения, подтверждающего получение сообщения запроса подсоединения, может также состоять в выведении из упомянутого сообщения значения идентификатора пятого обменивающегося данными электронного устройства-источника упомянутого сообщения;

- этап обновления регистра может дополнительно состоять в сохранении упомянутого значения идентификатора, выделенного в качестве идентификатора обменивающегося данными электронного устройства на восходящем маршруте, отделяющем первое обменивающееся данными электронное устройство, запрашивающее подсоединение, от шестого обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера.

Для передачи информации, например, относящейся к окружающей среде первого обменивающегося данными электронного устройства, в направлении устройства, действующего в качестве головного узла кластера, заявленный способ может содержать этап, предваряющий этап передачи служебного сообщения в устройство, действующее в качестве головного узла кластера, чтобы сгенерировать и запустить через первые средства связи передачу служебного сообщения в направлении обменивающегося данными электронного устройства, значение идентификатора которого сохранено в регистре в качестве текущего значения идентификатора обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера.

Вторым объектом изобретения, в частности, для адаптации обменивающегося данными электронного устройства, является компьютерная программа, содержащая множество программных команд, которые, когда они:

- предварительно записаны в памяти программ такого электронного устройства, содержащего также блок обработки, первые средства связи, обеспечивающие ближнюю беспроводную связь с любым другим электронным устройством, находящимся в пределах действия связи, память данных, в которой записано значение идентификатора, присвоенного устройству, и регистр для сохранения текущего значения идентификатора устройства, действующего в качестве головного узла кластера, при этом упомянутые памяти и упомянутые средства связи взаимодействуют с упомянутым блоком обработки;

- исполняются или обрабатываются упомянутым блоком обработки,

обеспечивают осуществление заявленного способа подсоединения.

Третьим объектом изобретения является электронное устройство, содержащее блок обработки, память данных, память программ, первые средства связи, обеспечивающие ближнюю беспроводную связь с любым другим электронным устройством, находящимся в пределах действия связи, при этом упомянутые памяти и упомянутые средства связи взаимодействуют с упомянутым блоком обработки, при этом память данных содержит значение идентификатора, присвоенного устройству, и регистр для сохранения текущего значения идентификатора устройства, действующего в качестве головного узла кластера. Чтобы упомянутое устройство могло осуществлять заявленный способ подсоединения, оно предпочтительно содержит в памяти программ команды вышеупомянутой программы.

Объектом изобретения является также система, содержащая множество таких обменивающихся данными электронных устройств. Согласно предпочтительному варианту применения, такая система может предпочтительно содержать множество контейнеров с твердыми, текучими или жидкими грузами, при этом упомянутые контейнеры соответственно взаимодействуют с обменивающимися данными электронными устройствами, которые содержат, каждое, датчик, взаимодействующий с блоком обработки, для измерения и сбора величины, относящейся к внутренней и/или внешней окружающей среде упомянутых контейнеров.

Другие отличительные признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания не ограничительного примера осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 (уже описана) иллюстрирует два примера конфигураций сети беспроводной связи, соответственно однозвенной и многозвенной;

фиг. 2 (уже частично описана) иллюстрирует функциональную структуру известного обменивающегося данными электронного устройства и заявленного обменивающегося данными электронного устройства, когда последнее выполнено с возможностью осуществления заявленного способа подсоединения к кластеру устройств, обменивающихся данными с родственными устройствами через сеть беспроводной связи;

фиг. 3 - функциональное описание заявленного способа подсоединения.

Обменивающееся данными электронное устройство в соответствии с изобретением подобно известному устройству 10, описанному выше со ссылками на фиг. 2.

Обменивающееся данными электронное устройство в соответствии с изобретением содержит блок 11 обработки, представляющий собой один или несколько микроконтроллеров, предназначенных для осуществления обработки, в частности, данных. Предпочтительно упомянутые данные полностью или частично записаны в одной или нескольких памятях 12 данных, как правило, представляющих собой электрически стираемые и перезаписываемые запоминающие устройства. Предпочтительно память 12 может содержать нестираемую секцию, физически изолированную или просто расположенную таким образом, чтобы доступ к ней для записи или для стирания был закрыт или требовал выполнения процедуры аутентификации. Такая секция памяти 12, доступ к которой для изменения является ограниченным, позволяет записывать в нее, в частности, значение идентификатора ID, присвоенного обменивающемуся данными электронному устройству. Предпочтительно, но не обязательно устройство 10 может дополнительно содержать одну или несколько памятей 14 программ для записи одной или нескольких программ Р или, в целом, одного или нескольких наборов программных команд, при этом блок 11 обработки может также считывать упомянутые программные команды. Исполнение или обработка упомянутых команд упомянутым блоком обработки позволяет осуществлять способ обработки данных или работы устройства 10. Это устройство содержит также первые средства 13 связи, обеспечивающие ближнюю беспроводную связь с любым другим электронным устройством, таким как устройство 10i, при условии, что последнее находится в пределах действия связи. Через упомянутые средства 13 связи устройство 10 или, в частности, его блок 11 обработки может передавать и/или принимать сообщения в направлении или от устройств третьей стороны, расположенных в пределах действия связи. Такие сообщения могут быть самыми разными. Среди различных типов сообщений можно не ограничительно упомянуть сообщения данных MS, относящиеся к конкретной услуге S, сообщения прикрепления МН, сообщения расформирования кластера MR.

Некоторые сообщающиеся устройства могут использовать электромагнитное поле, создаваемое сетью, чтобы извлекать из него достаточную электрическую энергию для обеспечения своей работы по крайней мере в течение короткого временного периода. Однако, чтобы обеспечивать непрерывную работу и/или чтобы осуществлять обработки, требующие больше энергии, предпочтительно обменивающееся данными электронное устройство 10 в соответствии с изобретением может содержать собственный источник 17 электрической энергии, питающий, в частности, блок 11 обработки и даже любой другой элемент упомянутого устройства в случае необходимости. Такой источник 17, как правило, представляет собой батарею или несколько батарей. В предпочтительном контексте применения, в частности, связанного с мониторингом контейнеров, хотя это и не ограничивает область применения изобретения, обменивающееся данными электронное устройство 10 может содержать один или несколько датчиков 15, взаимодействующих с блоком 11 обработки. Такой датчик может измерять одну или несколько величин, связанных с внутренней и/или внешней окружающей средой упомянутых контейнеров, и выдавать соответствующие данные. Например, как показано на фиг.2, датчик может измерять температуру и/или влажность внутри контейнера, затемнение или потерю затемнения внутри замкнутого пространства, свидетельствующую о случайном открывании контейнера, и даже удары. В случае необходимости, датчик или датчики могут взаимодействовать с зондами или проводящими слоями, в частности, когда устройство 10 устанавливают на наружной стенке контейнера, тогда как при помощи упомянутого устройства 10 необходимо отслеживать внутреннюю среду упомянутого контейнера. Такое устройство 10 может дополнительно содержать часовой механизм, позволяющий отмечать дату и время собираемых измерений, при этом упомянутый часовой механизм на фиг. 2 не показан.

В зависимости от услуги или услуг, которые необходимо выполнять при помощи заявленных обменивающихся данными электронных устройств, последние могут содержать дополнительные и факультативные средства. Например, услуга может включать в себя:

- сбор данных от узлов сети обменивающихся данными электронных устройств в соответствии с изобретением, например, относящихся к величинам, измеряемым упомянутыми узлами;

- объединение упомянутых данных, собранных от нескольких узлов, затем выработка сообщений МС, кодирующих объединенные служебные данные и предназначенных для удаленного объекта, такого как сервер RS.

Для передачи таких сообщений МС предпочтительно устройство 10 содержит вторые средства 16 дальней связи, взаимодействующие с блоком 11 обработки. Такую связь можно осуществлять через сеть RR по каналам GPRS и даже по каналам спутниковой связи и по любому другому соответствующему каналу связи. Различные внутренние компоненты электронного устройства взаимодействуют с блоком 11 обработки предпочтительно через проводные шины или соединения. Устройство 10 может содержать корпус, в котором находятся упомянутые компоненты, при этом упомянутый корпус предпочтительно содержит средства крепления для установки устройства 10 на опоре, для которой необходимо производить мониторинг, в данном случае на контейнере согласно предпочтительному варианту применения.

Для осуществления изобретения необходимо использовать работу блока обработки, в частности, способ связи, осуществляемый упомянутым блоком обработки. Такой способ будет описан ниже со ссылками на фиг. 3. Предпочтительный способ адаптации предусматривает программу или, в целом, программные команды для осуществления упомянутого способа во время исполнения или интерпретации программных команд блоком обработки. Предпочтительно упомянутую программу Р загружают в память 15 программ во время сборки упомянутого устройства или посредством дистанционной загрузки упомянутой программы в память 15 после упомянутой фазы сборки устройства.

Изобретение главным образом основано на применении однозвенной или предпочтительно многозвенной сети, в которой каждый узел представляет собой описанное выше обменивающееся данными электронное устройство, такое как устройство 10.

Как правило, узел такой сети выполнен с возможностью осуществления способа подсоединения к кластеру устройств. Для этого, кроме значения идентификатора ID, присвоенного обменивающемуся данными электронному устройству, в памяти 12 данных предусмотрен регистр RH, содержащий текущее значение IDHc идентификатора обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера, такого как узлы d2 или h3 на фиг. 1.

Когда устройство принимает решение подсоединиться к кластеру, один из узлов которого действует в качестве головного узла кластера, это подсоединение, как правило, является эксклюзивным. Иначе говоря, узел не может быть членом разных кластеров, то есть имеющих соответственно разные головные узлы, для одной и той же услуги. Узел, подсоединяющийся к кластеру, выбирает наилучший головной узел для выполнения упомянутой услуги.

Вместе с тем, узел может быть также связан с несколькими головными узлами, если упомянутые головные узлы предназначены для выполнения разных услуг: например, один головной узел для передачи данных на дальнее расстояние (услуга Si) и второй головной узел для выполнения услуги управления тревожными сигналами (услуга Sj) на месте.

В связи с этим, аналогично вышеупомянутому решению LEACH, кластеры обменивающихся данными электронных устройств, такие как кластеры С1 и С2 сетей R1 и R2, описанных со ссылками на фиг. 1, содержат устройство, действующее в качестве головного узла, такое как узлы d2 или h3, описанные со ссылками на фиг. 1. Другие устройства действуют как члены упомянутого кластера, такие, но не ограничительно, как узлы с2 или i3, описанные со ссылками на фиг. 1. Роль члена в основном состоит в сборе информации, например, такой как измерения величин окружающей среды, в ее преобразовании в данные, затем в кодировании упомянутых данных в виде служебного сообщения MS, предназначенного для головного узла, обладающего способностью обеспечивать определенную услугу. Этот головной узел распознает упомянутые служебные сообщения MS, затем осуществляет определенную услугу S. Например, такая услуга может состоять в объединении данных, переданных в головной узел от нескольких членов при помощи сообщений MS, затем в передаче на дальнее расстояние упомянутых объединенных и даже уплотненных данных в виде сообщений МС, предназначенных для удаленного объекта RS.

Служебное сообщение MS, направляемое от члена кластера в головной узел, структурно скомпоновано таким образом, что содержит:

- информацию, характеризующую тип сообщения (MS, MH, MR и т.д.);

- значение идентификатора узла-источника, который, как правило, является узлом-членом;

- значение идентификатора узла-адресата, в данном случае головного узла, и даже идентификатор промежуточного узла или ретранслятора в случае многозвенной сети;

- данные, например, относящиеся к величинам, измеряемым датчиком устройства;

- в случае необходимости, избыточный код и даже криптограмму или любую другую контрольную информацию, позволяющую принимающему узлу декодировать такое служебное сообщение, использовать его или ретранслировать.

Сообщение MS, как и любое другое сообщение, передаваемое внутри сети, может потребовать направления сообщений подтверждения получения МАСК, передаваемых получателем сообщения в узел-источник. По истечении определенного периода или ʺtime-outʺ в англо-саксонской терминологии, если не принято никакого сообщения МАСК, происходит новая передача сообщения MS, причем при ограниченном числе итераций, после которых узел-источник считает, что «маршрут» или связь с адресатом отсутствует или прекращена. Такой узел-источник может принять решение выйти из кластера и вернуться к статусу свободного узла или попытаться подсоединиться к другому кластеру.

Подсоединение свободного узла к узлу, действующему в качестве головного узла кластера, похоже на подсоединение, осуществляемое в рамках решения LEACH. Вместе с тем, условия выбора головного узла и условия подсоединения свободного узла, чтобы стать членом кластера, могут быть самыми разными, как это предусматривает, например, компания TRAXENS, связанная с французским Национальным институтом исследований в области информатики и автоматики (INRIA). Согласно этому варианту, только узлы, реально способные обеспечивать определенную услугу, могут самостоятельно определить себя как головные узлы. Со своей стороны, другие узлы могут сделать выбор среди конкурирующих головных узлов и выбирать из них наилучшего кандидата для осуществления услуги, в которой они участвуют.

Независимо от варианта выбора головных узлов, первый вариант выполнения обменивающихся данными устройств может состоять в том, что эти устройства непрерывно прослушивают частоты радиосвязи, чтобы проверять наличие сообщений, исходящих от родственных устройств. Такой подход предполагает большие энергетические затраты и отрицательно сказывается на автономии всей сети. Другой подход, известный под названием Wake On Radio (пробуждение по наличию радиосигнала, WOR) в англо-саксонской терминологии, состоит в погружении узлов в относительное спящее состояние во время большей части времени их соответствующей работы. В частности, радиосвязь деактивируют, так как она потребляет слишком много электрической энергии. Однако такие узлы могут продолжать осуществлять внутренние обработки, не требующие много энергии. Такие узлы циклически могут пробуждаться, чтобы прослушать возможные сообщения, поступающие от родственных устройств, или чтобы передать, в свою очередь, сообщения прикрепления, служебные сообщения и т.д.

На фиг. 3 представлен способ Р100 связи, содержащий процедуру запроса подсоединения к кластеру, осуществляемую первым заявленным устройством, например, таким как устройство 10, описанное со ссылками на фиг. 2. Такая процедура подсоединения по запросу позволяет свободному узлу, например, такому как узел с5 или узел i5, самостоятельно начать фазу обнаружения узла-члена или головного узла в своем ближайшем окружении. Такая ситуация вытекает, например, из появления такого свободного узла, тогда как кластер уже был сформирован. Кроме того, она может также вытекать из расформирования кластера, головной узел или узлы-члены которого становятся свободными, тогда как упомянутым свободным членам необходимо передать служебные сообщения в новый головной узел. Ситуация может также вытекать по причине слишком большого удаления или не оптимального расположения между узлом, который является кандидатом, чтобы стать членом и головным узлом, при этом упомянутый узел-кандидат находится за пределами действия радиосвязи или слишком удален по числу звеньев, поэтому сообщение прикрепления от упомянутого головного узла до него дойти не может.

В соответствии с известными технологиями необходимо, чтобы узел взял на себя инициативу самостоятельно выбрать или назначить себя головным узлом и чтобы он запустил процедуру прикрепления, чтобы свободные узлы могли перейти в статус узла-члена. Это приводит к потере времени и энергии при доставке служебных сообщений.

Изобретение позволяет свободному узлу запросить присоединение к кластеру, то есть опосредованно к головному узлу, при помощи процедуры подсоединения по запросу.

Сначала будет описана обработка 110, производимая заявленным обменивающимся данными электронным устройством 10, осуществляющим способ Р100. Такая обработка состоит в запуске процедуры подсоединения.

Предпочтительно она может содержать предварительный этап 219 активации устройства 10, если, например, оно соответствует технологии Wake On Radio (WOR). Упомянутая обработка 210 содержит этап 211, на котором генерируют сообщение запроса подсоединения MAR. Такое сообщение содержит и/или кодирует в качестве первой информации MAR-1 значение идентификатора IDa устройства 10. Предпочтительно упомянутый идентификатор записан раз и навсегда в запоминающие средства 12 упомянутого устройства 10. Обработка 210 содержит также этап 212 запуска передачи упомянутого сообщения запроса подсоединения MAR в любой соседний узел через первые средства 13 связи. Такое сообщение MAR может кодировать в виде дополнительного поля MAR-3 другие дополнительные данные IMr.

Мощность передачи такого сообщения MAR может быть заранее определенной и фиксированной. В варианте упомянутая мощность передачи может быть переменной, чтобы, например, ее можно было уменьшать в зависимости от оставшейся энергетической емкости внутренних средств 17 питания устройства, осуществляющего упомянутый способ Р100. Упомянутая мощность передачи может быть также постепенно возрастающей, при этом этап 212 передачи является итеративным, если запрос на подсоединение остается без ответа, что будет описано ниже.

Во всех случаях за этапом 22 запуска передачи сообщения запроса подсоединения MAR следует этап 213 ожидания получения сообщения МАА, подтверждающего получение упомянутого сообщения запроса подсоединения MAR, переданного соседним узлом-членом или головным узлом кластера. Максимальное время ожидания такого сообщения МАА на этапе 213 можно рассчитать таким образом, чтобы по истечении заданного времени устройство 10, осуществляющее упомянутый способ Р100, установило (ситуация показана в виде ссылки 213-n на фиг. 3), что является слишком уединенным и плохо расположенным, чтобы присоединиться к кластеру. Таким образом, обработка 210 на этапе 220 прекращается. Кроме того, на таком этапе 220 устройство можно перевести в спящее состояние или в дежурный режим в течение определенного периода времени, например, в соответствии с технологией WOR.

Когда во время этапа 213 средства 13 получают сообщение подтверждения получения МАА (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 213-у), обработка 210 содержит этап 214 декодирования упомянутого сообщения МАА. Действительно, изобретением предусмотрено, что такое сообщение МАА содержит или кодирует первую информацию МАА-1, представляющую собой значение идентификатора IDm устройства-источника упомянутого сообщения МАА. Кроме того, это сообщение кодирует значение идентификатора IDa устройства-источника сообщения запроса подсоединения в качестве идентификатора устройства-адресата сообщения МАА в виде информации, обозначенной МАА-2 для не ограничительного примера, описанного со ссылками на фиг. 3. Упомянутое сообщение МАА предпочтительно может также кодировать восходящий маршрут Ru в виде информации, обозначенной МАА-3 на фиг. 3 и содержащей значения идентификаторов узлов-членов и/или ретрансляторов сообщений прикрепления МН и/или служебных сообщений MS между узлом-источником упомянутого сообщения МАА и головным узлом кластера, в состав которого он входит. Предпочтительно такое поле МАА-3 содержит по меньшей мере значение идентификатора узла-ретранслятора, принадлежащего к упомянутому маршруту и находящегося ближе всего к устройству-источнику сообщения МАА, и идентификатор IDH головного узла. Дополнительно или в варианте поле МАА-4 может кодировать нисходящий маршрут, отделяющий узел-источник сообщения МАА от узла, запрашивающего подсоединение. Предпочтительно сообщение МАА может в варианте или дополнительно к полям МАА-3 и/или МАА-4 содержать информацию МАА-5, отображающую число звеньев TTL, необходимое для восходящего маршрута Ru и даже для нисходящего маршрута Rd. Предпочтительно сообщение МАА может содержать или кодировать поля МАА-6, МАА-7, связанные, например, с текущими значениями способности СНс1, СНс2 головного узла обеспечивать ту или иную услугу, и даже любую другую дополнительную информацию IМa в виде поля, обозначенного МАА-8 на фиг. 3.

Таким образом, на этапе 214 из сообщения МАА выделяют все релевантные данные, закодированные в упомянутом сообщении. Если этап 214 подтверждает, что значение идентификатора, закодированное в поле МАА-2, соответствует значению идентификатора IDa устройства, запросившего подсоединение, сообщение МАА считают сообщением подтверждения получения упомянутого запроса подсоединения. В этом случае обработка 210 содержит этап 215, который следует за этапом 214 и на котором в запоминающих средствах 12 устройства сохраняют информацию, выведенную из упомянутого сообщения МАА, в частности, значение идентификатора IDH головного узла и даже значение идентификатора первого узла на восходящем маршруте Ru от узла, запросившего подсоединение. Предпочтительно такое действие включает в себя обновление регистра RH внутри упомянутых запоминающих средств 12. В частности, значение идентификатора IDH сохраняется в регистре RH как текущее значение IDHc. При этом устройство 10 становится узлом, «подсоединенным» к кластеру головного узла. В этом случае способ Р100 может содержать и запустить осуществление обработки 120, которая состоит в передаче служебного сообщения MS в головной узел, в частности, через узел, положительно ответивший на запрос подсоединения, то есть через устройство-источник сообщения МАА.

Как было указано выше, согласно изобретению, мощность передачи сообщения запроса подсоединения MAR может быть постепенно возрастающей. Целью этого варианта осуществления является сохранение энергетических ресурсов средств 17 заявленного устройства 10. Для обеспечения такого возрастания блок обработки сначала рассчитывает мощность для передачи упомянутого сообщения MAR посредством ближней связи циркулярного типа broadcast. Таким образом, первая итерация этапа 212 состоит в параметрировании мощности передачи по минимальному значению Pmin. По истечении максимального времени ожидания, предусмотренного на этапе 213, если не получено никакого сообщения МАА подтверждения получения запроса подсоединения (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 213-n), осуществление этапа 220 не происходит автоматически, как в предыдущем варианте. Вместо этого обработка 210 состоит в запуске новой итерации этапа 212 и в новой передаче сообщения MAR с увеличенной мощностью передачи Pmin+. Это увеличение производит блок обработки, применяющий обработку 210 на этапе 217, например, с заданным множителем или с инкрементным шагом, применяемым для минимальной мощности Pmin. Если по истечении максимального времени, предусмотренного на этапе 213, никакое сообщение МАА не получено (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 213-n), обработка 210 может запустить новую итерацию этапа 212. Таким образом, одна или несколько итераций этапов 217 и 212 могут следовать друг за другом, пока не происходит приема никакого сообщения МАА и пока мощность Pmin+ остается ниже максимальной мощности Pmax передачи сообщения MAR (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 218-n). Упомянутые итерации прекращаются, как только на этапе 218 достигается максимальная мощность передачи сообщения MAR. В этом случае обработка 210 прекращается на этапе 220.

Изобретением предусмотрена версия или дополнение к описанному выше варианту осуществления в связи с постепенно возрастающей мощностью передачи сообщения MAR. Согласно этому новому варианту осуществления, на этапе 211 генерирования сообщения MAR в упомянутое сообщение включают поле MAR-2, уточняющее число разрешенных звеньев, в дальнейшем обозначаемых TTL, отделяющих узел, запрашивающий подсоединение от узла-члена или головного узла кластера. Если упомянутое число звеньев больше одного, согласно изобретению, сообщение запроса подсоединения MAR может быть ретранслировано узлом, который не действует в качестве члена или головного узла кластера. Ниже будет показано, каким образом такая функция становится возможной, при описании обработки 200 заявленного способа Р100, запускаемой при получении сообщения запроса подсоединения MAR.

Согласно этому варианту осуществления, этапы 211 и 212, соответственно генерирования и запуска передачи сообщения MAR, и следующий за ними этап 213 ожидания получения сообщения МАА повторяют одновременно, инкрементируя иди умножая на этапе 217 число разрешенных звеньев после каждой неудачной итерации, то есть при отсутствии получения сообщения МАА (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 213-n). Когда упомянутое число звеньев TTL достигает заранее определенного потолка, что показано в виде ситуации 218-у на фиг. 3, и если этап 213 не позволил получить сообщение, обработка 210 запускает этап 220 и прекращается. Устройство, осуществляющее упомянутый способ Р100, остается свободным узлом. Например, но не ограничительно, минимальное значение TTL при первой итерации этапа 211 может быть равно одному, то есть запросчик подсоединения не позволяет произвести ретрансляцию сообщения MAR. При каждой итерации это число может быть увеличено путем умножения на заданный множитель, например, на два, пока упомянутое значение TTL не достигнет потолочного значения, равного 16. В варианте значение TTL можно инкрементировать при каждой итерации на шаг, например, равный единице или любому другому не равному нулю числу. Кроме того, согласно изобретению, максимальное время ожидания, предусмотренное на этапе 213, может быть тоже постепенно возрастающим и может пересматриваться при каждой итерации на этапе 217.

Теперь рассмотрим несколько вариантов осуществления обработки 200, применяемой блоком 11 обработки заявленного устройства, такого как устройство 10, описанное со ссылками на фиг. 2. Описание такой обработки 200 представлено со ссылками на фиг. 3. Ее запускают в ходе осуществления способа Р100 подсоединения в ответ на сообщение запроса подсоединения MAR, переданного устройством третьей стороны, запрашивающим подсоединение к кластеру.

Такая обработка 200 в соответствии с изобретением содержит первый этап 201 получения сообщения запроса подсоединения MAR, сгенерированного и переданного обменивающимся данными электронным устройством, таким как узел с5 или узел i5, описанные со ссылками на фиг. 2. Такое сообщение MAR содержит или кодирует, в частности, значение идентификатора IDa устройства, запрашивающего подсоединение к кластеру, например, внутри поля MAR-1. Способ Р100 содержит также этап 202 декодирования упомянутого сообщения запроса подсоединения MAR и выделения из него упомянутого значения идентификатора IDa.

Изобретение в основном предусматривает две ситуации, обозначенные соответственно ссылками 203-а и 203-b на фиг. 3, когда заявленное устройство получает на этапе 201 сообщение запроса подсоединения MAR, переданное заявленным устройством, запрашивающим подсоединение к кластеру:

- устройство, принимающее упомянутое сообщение MAR, является узлом-членом или головным узлом кластера; такое устройство, например, узел i4, описанный со ссылками на фиг. 1 и 2, принимающий сообщение MAR, переданное из узла i5, содержит регистр RH, кодирующий текущее значение IDНс идентификатора IDН, в данном случае идентификатора узла h3, действующего в качестве головного узла кластера С2;

- устройство, принимающее упомянутое сообщение MAR, является свободным узлом; такое устройство, например, узел с5, описанный со ссылками на фиг. 1 и 2, принимающий сообщение MAR, переданное узлом с8, не содержит регистра RH, кодирующего текущее значение IDНс, равное значению идентификатора IDН узла, такого как узел d2, действующий в качестве головного узла; в варианте такой свободный узел может содержать регистр RH, кодирующий определенное значение, указывающее, что узел не является членом или головным узлом кластера.

В первой ситуации (ссылка 203-а на фиг. 3) обработка 200 содержит этап 204 генерирования сообщения МАА, подтверждающего получение запроса подсоединения от устройства, запросившего подсоединение. Такой этап 204 состоит в кодировании внутри сообщения МАА (поле МАА-2 согласно примеру на фиг. 3) значения идентификатора IDa устройства, передавшего запрос на подсоединение, в качестве идентификатора устройства-адресата сообщения МАА. Как было указано выше, на таком этапе 204 дополнительно кодируют (поле МАА-1 согласно примеру на фиг. 3) значение идентификатора IDm устройства, осуществляющего обработку 200 и действующего в качестве узла-члена или головного узла кластера. Кроме того, на этапе 204 можно кодировать (поле МАА-3 согласно примеру на фиг. 3) восходящий маршрут Ru, то есть значения идентификаторов узлов, отделяющих узел, готовящийся передать сообщение МАА, от головного узла кластера, к которому он принадлежит, при этом упомянутый маршрут содержит значение идентификатора IDН упомянутого головного узла. На этапе 204 можно также кодировать (поля МАА-5, МАА-6 согласно примеру на фиг. 3) информацию или дополнительные значения, описывающие одну или несколько способностей СНс1, СНс2 головного узла обеспечивать ту или иную услугу. Кроме того, на этапе 204 можно кодировать нисходящий маршрут Rd, отделяющий узел-источник сообщения МАА от узла, запросившего подсоединение (поле МАА-4 согласно примеру на фиг. 3), и даже дополнительные данные (поле МАА-8 согласно примеру на фиг. 3). При этом обработка 200 содержит этап 205 запуска передачи упомянутого сообщения МАА при помощи средств 13 связи устройства 10, осуществляющего упомянутую обработку 200.

В случае, когда такое устройство, принимающее сообщение запроса подсоединения MAR, является свободным узлом (вторая ситуация, показанная на фиг. 3 в виде ссылки 203-b), предпочтительно, согласно первому варианту осуществления изобретения, такое устройство остается бездействующим (этап 207). Согласно второму варианту осуществления, в частности, когда этап 211 описанной выше обработки 210 в соответствии с изобретением состоит в выработке сообщения MAR, кодирующего поле, уточняющее число разрешенных звеньев или ретрансляций, изобретением предусмотрено, чтобы обработка 200 позволяла ретранслировать сообщение запроса подсоединения MAR через один или несколько узлов, которые не действуют в качестве членов или головных узлов кластера во время приема упомянутого сообщения MAR. Согласно этому варианту осуществления, обработка 200 содержит этап 206, на котором декрементируют на заранее определенный шаг, например, на единицу, значение TTL, выделенное или декодированное на этапе 202. Кроме того, на этапе 206 сравнивают декрементированное значение поля TTL с минимальным значением, например, но не ограничительно, с нулевым значением. Если упомянутое декрементированное значение достигает упомянутого минимального значения (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 206-n), обработка 200 прекращается на этапе 207, и устройство, осуществляющее упомянутую обработку, остается бездействующим в ответ на получение сообщения MAR. В противном случае (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 206-у) обработка 200 содержит этап 208 повторного кодирования данных, выделенных на этапе 202 из принятого сообщения MAR, за исключением поля TTL, которое обновляется и принимает значение TTL, декрементированное на этапе 206. Кроме того, на этапе 208 запускают передачу упомянутого повторно закодированного сообщения MAR в ближайшее окружение устройства, наподобие родственного устройства, которое осуществляло бы обработку 210 для генерирования и передачи своего собственного сообщения запроса подсоединения MAR. Таким образом, устройство-ретранслятор передает запрос подсоединения для другого устройства. При этом предпочтительно на этапе 208 дополнительно в запоминающих средствах сохраняют значение идентификатора IDa узла, для которого оно ретранслирует сообщение MAR.

Кроме того, заявленное устройство может также ретранслировать любое сообщение МАА подтверждения получения сообщения MAR, при этом упомянутое сообщение МАА было предварительно сгенерировано и передано устройством третьей стороны, действующим в качестве головного узла или члена кластера, в частности, путем осуществления этапов 204 и 205 обработки 200 в соответствии с изобретением. Для этого, согласно изобретению, обработка 200, осуществляемая устройством-ретранслятором сообщений МАА, содержит этап 209 кодирования сообщения МАА. В частности, на этом этапе определяют значение идентификатора IDa устройства-адресата сообщения МАА, то есть идентификатор устройства, передавшего первоначальное сообщение MAR. Если упомянутое значение идентификатора соответствует значению идентификатора, сохраненному на этапе 208, производят итерацию этапа 205 запуска передачи сообщения подтверждения получения запроса подсоединения, чтобы передать это сообщение МАА. Таким образом, от одного устройства к другому через одно или несколько устройств-ретрансляторов в соответствии с изобретением сообщение МАА, переданное от члена или головного узла кластера, может быть доставлено в устройство-источник первоначального запроса подсоединения.

Путем осуществления описанного выше способа Р100 подсоединения устройство, такое как устройство 10, описанное в качестве не ограничительного примера со ссылками на фиг. 2, может тоже стать узлом, присоединенным к кластеру. Как показано на фиг. 3, для этого такое устройство осуществляет обработку 210, чтобы:

- прежде всего сгенерировать и передать сообщение MAR запроса подсоединения к кластеру, затем

- в ответ на упомянутый запрос подсоединения учесть сообщение МАА подтверждения получения упомянутого запроса подсоединения, при этом такое сообщение МАА было сгенерировано устройством третьей стороны, которое является членом или головным узлом кластера, при этом упомянутое устройство третьей стороны осуществляет также заявленный способ Р100, в частности, обработку 200, и было передано в направлении устройства, запросившего подсоединение, возможно, через одно или несколько свободных и/или присоединенных устройств.

Как было указано выше со ссылками на фиг. 1 и 2, основной целью применения однозвенной сети R2 или многозвенной сети R1 в соответствии с изобретением является сбор информации, относящейся к окружающей среде различных узлов, при помощи датчиков 15. Действительно, каждое обменивающееся данными устройство 10 предпочтительно установлено на стенке контейнера. Блок 11 обработки каждого обменивающегося данными устройства 10, действующего в зависимости от контекста в качестве члена или, благодаря изобретению, действующего в качестве присоединенного узла, выполнен с возможностью запуска генерирования и передачи служебных сообщений MS, кодирующих данные об окружающей среде устройства. Блок 11 обработки устройства 10, действующего в качестве головного узла, выполнен с возможностью принимать такие служебные сообщения MS, выделять из них упомянутые данные об окружающей среде, исходящие от одного или нескольких членов или присоединенных узлов, и выполнять услугу, например, передачу на дальнее расстояние сообщений МС через сеть GPRS или ее аналог в направлении удаленного сервера RS.

В принципе известна выработка служебных сообщений MS устройством-членом однозвенной или многозвенной сети на основании измерений, выдаваемых одним или несколькими датчиками. С другой стороны, выработка и передача служебного сообщения MS присоединенным устройством в рамках изобретения в направлении головного узла требуют инновационной обработки 120 для генерирования и передачи такого сообщения MS. На фиг. 3 представлен пример выполнения такой обработки 120.

Эта обработка содержит классически, то есть наподобие обработки, осуществляемой узлом-членом в известном решении, этап 123а генерирования служебного сообщения MS и этап передачи упомянутого сообщения в направлении устройства, действующего в качестве головного узла, для выполнения определенной услуги S. Такой этап 123 осуществляют после предварительного этапа 121, например, получения от датчика 15 измерения температуры внутри контейнера, на котором установлено устройство 10, осуществляющее способ Р100.

Такой этап 123 обусловлен также наличием (тест, представленный этапом 122 на фиг. 3) регистра, такого как регистр RH, включенный в память 12 данных устройства 10, описанного со ссылками на фиг. 2, и содержащий значение идентификатора IDНс устройства или узла, действующего в качестве головного узла (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 122-у), свидетельствующее о том, что узел является членом или присоединен к кластеру. В противном случае (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 122-n) обработка прекращается на этапе 129, и не происходит никакого запуска передачи такого сообщения.

В зависимости от того, содержит ли упомянутый регистр RH прямой восходящий маршрут, то есть в регистре RH присутствует только значение идентификатора IDНс головного узла, или опосредованный восходящий маршрут, то есть упомянутый регистр RH дополнительно содержит значение идентификатора IDʹ члена- ретранслятора, сообщение MS передается напрямую в упомянутый головной узел или в упомянутый член-ретранслятор.

Кроме того, такая передача 123 служебного сообщения MS может быть запущена также при получении 121b служебного сообщения MS, исходящего от члена этого же кластера и адресованного в устройство 10, которое осуществляет упомянутый способ Р100 подсоединения и действует в качестве члена-ретранслятора. После получения такого служебного сообщения от члена этого же кластера этап 121b может включать в себя этап приема и декодирования такого сообщения MS и даже временной записи данных, содержащихся в упомянутом декодированном служебном сообщении MS, в память 12. Таким образом, ретрансляция упомянутого сообщения Ms может представлять собой повторную отсроченную передачу упомянутого сообщения MS.

Согласно первому предпочтительному варианту осуществления, обменивающееся данными устройство, действующее в качестве узла, присоединенного к кластеру, подтверждает непрерывность своего подсоединения. Действительно, кластер, к которому подсоединилось упомянутое устройство, может быть расформирован, например, по инициативе головного узла или после изменения взаимной конфигурации узлов.

Таким образом, обработка 120 содержит тестовый этап 124, на котором определяют, действует ли устройство в качестве узла-члена или подсоединенного узла. Это состояние можно определить, например, посредством считывания индикатора булева состояния, текущее значение которого записано в памяти 12 данных устройства или при помощи любого другого метода. Такой индикатор состояния может поочередно принимать два заранее определенных значения, указывающих соответственно, что узел является «членом и даже головным узлом» или «подсоединенным узлом». Таким образом, на этапе 215 обработки 210 можно дополнительно обновить упомянутый индикатор состояния, чтобы уточнить, что устройство является подсоединенным узлом, пока не появится повод определить обратное. В случае, когда упомянутый индикатор состояния удостоверяет, что узел является членом кластера (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 124-n), этап 123 осуществляют сразу после генерирования сообщения MS на этапе 123а. С другой стороны, если упомянутый указатель состояния удостоверяет, что узел является подсоединенным (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 124-у), обработка 120 содержит этап 125 генерирования сообщения MAS проверки устойчивости его подсоединения и запуска передачи упомянутого сообщения первыми средствами 13 связи. Такое сообщение MAS имеет задачу проверить на последующем этапе 126, что узел-член, положительно ответивший до этого на запрос подсоединения, по-прежнему остается членом этого кластера, то есть связан с одним и тем же головным узлом. Как показано в качестве не ограничительного примера на фиг. 3, сообщение MAS, сгенерированное и переданное на этапе 125, предпочтительно содержит два поля MAS-1 и MAS-2, чтобы соответственно кодировать значение идентификатора IDm устройства-адресата упомянутого сообщения MAS и значение IDa подсоединенного устройства. Такое сообщение MAS может кодировать в виде дополнительного поля MAS-3 другие дополнительные данные IMs.

Наподобие обработки 210, которая содержит этап 213 ожидания получения сообщения подтверждения получения запроса подсоединения, обработка 120 содержит этап 126 ожидания получения сообщения МАА, подтверждающего получение сообщения MAS и сгенерированного и переданного узлом-адресатом сообщения MAS.

Действительно, обработка 200, осуществляемая устройством, ранее ответившим положительно на запрос о подсоединении, предпочтительно может содержать этап 202а декодирования сообщения MAS проверки подсоединения, принятого до этого на этапе 201а первыми средствами связи. Этап 201а может состоять в декодировании упомянутого сообщения проверки MAS, чтобы выделить из него значение идентификатора Ida устройства-источника сообщения MAS, а также значение идентификатора устройства-адресата упомянутого сообщения. Если это последнее значение соответствует значению идентификатора, присвоенного упомянутому устройству, осуществляющему обработку 200, его считают действительно адресатом сообщения MAS.

Если на этапе 203 устройство обнаруживает, что является членом кластера (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 203-а), устройство осуществляет этапы 204 и затем 205 для генерирования и затем передачи первыми средствами 13 связи сообщения МАА, подтверждающего получение сообщения MAS, аналогично сообщению МАА, сгенерированному и затем переданному в ответ на получение сообщения запроса подсоединения MAR, на которое устройство отвечает положительно. В противном случае (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 203-b) устройство остается бездействующим на этапе 207. Обработка 200 прекращается.

Со стороны подсоединенного устройства максимальная продолжительность ожидания на этапе 126 такого сообщения MAS может быть рассчитана или определена таким образом, чтобы после заданного времени подсоединенное устройство определило (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 126-n), что оно не подсоединено к кластеру. Таким образом, обработка 120 прекращается на этапе 129. Устройство опять становится свободным членом. Такой этап 129 может состоять, в частности, в стирании регистра RH. Кроме того, он может состоять в переводе устройства в спящее состояние или в дежурный режим в течение определенного периода времени, например, в соответствии с технологией WOR.

В варианте или дополнительно изобретением предусмотрено, что обменивающееся данными электронное устройство может сгенерировать и затем передать сообщение о потере подсоединения MAAR вместо «молчания» или не передачи сообщения МАА в ответ на получение сообщения MAS проверки подсоединения, если адресат упомянутого сообщения MAS больше не является членом кластера. Для этого такое устройство может на этапе 207 сгенерировать сообщение потери подсоединения MAAR и запустить его передачу первыми средствами связи.

Такая выработка сообщения MAAR может состоять в кодировании:

- значения идентификатора IDa в качестве идентификатора устройства-адресата сообщения MAAR;

- значения идентификатора IDa в качестве идентификатора устройства-источника упомянутого сообщения MAAR.

Аналогично другим сообщениям MAR, МАА, MAS или MS, такое сообщение может содержать дополнительную информацию, характеризующую упомянутое сообщение.

Согласно этому варианту, когда на этапе 126 принимают и затем кодируют сообщение MAАR, удостоверяющее, что значение идентификатора устройства-адресата равно значению идентификатора IDa устройства-источника сообщения MAS и что значение идентификатора источника упомянутого сообщения MAАR соответствует значению идентификатора устройства-адресата сообщения MAS, обработка 120 заканчивается на этапе 129, как было указано выше. Ранее подсоединенное устройство становится свободным узлом.

Когда на этапе 126 первые средства 13 связи принимают сообщение МАА подтверждения получения сообщения MAS, упомянутое сообщение МАА декодируют, чтобы выделить из него, в частности, содержание полей МАА-1, МАА-2 и МАА-3 и чтобы узнать, таким образом, значение идентификатора IDm устройства-источника сообщения МАА, значение идентификатора IDa подсоединенного узла и значение идентификатора IDНс головного узла кластера. Таким образом, этап 126 позволяет проверить (ситуация показана на фиг.3 в виде ссылки 126-у), что подсоединенный узел действительно является адресатом сообщения МАА, что это сообщение было действительно передано узлом-членом, положительно ответившим на запрос подсоединения, и что кластер по-прежнему связан с одним и тем же головным узлом. Кроме того, на этапе 126 из сообщения МАА можно выделить значение способности, например, закодированное в поле МАА-5 или МАА-6, головного узла обеспечить конкретную услугу. Таким образом, изобретением предусмотрен вариант осуществления, в котором подсоединенный узел может подтвердить или указать, что упомянутая способность является недостаточной относительно заранее определенных критериев. Кроме того, на этапе 126 можно обновить регистр RH в памяти 12 данных с целью обновления текущего значения СНс упомянутой способности. В случае отрицательного результата осуществляют этап 129, и подсоединенный узел сам прерывает свое подсоединение. Если сообщение МАА соответствует ожиданиям подсоединенного узла, подтверждая, таким образом, непрерывность подсоединения, осуществляют этап 123 запуска передачи служебного сообщения MS.

Как было указано выше в связи с описание обработки 210, мощность передачи сообщения запроса подсоединения MAR может быть постепенно возрастающей. Предпочтительно это же относится и к передаче сообщения MAS. Задачей этого варианта осуществления является экономия энергетических ресурсов средств 17 подсоединенного устройства. Для обеспечения такого постепенного возрастания блок обработки может сначала рассчитать мощность передачи сообщения MAS, чтобы передать упомянутое сообщение MAS на ближнее расстояние. Таким образом, первая итерация этапа 125 состоит в параметрировании мощности передачи по минимальному значению Pʹmin. По истечении максимального времени ожидания, предусмотренного на этапе 126, если никакое сообщение MAS не принято (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 126-n), не происходит автоматического осуществления этапа 129, как в предыдущем варианте осуществления. Вместо этого обработка 120 состоит в запуске новой итерации этапа 125 и в повторной передаче сообщения MAS с увеличенной мощностью Pʹmin+. Это увеличение производит блок обработки, осуществляющий обработку 120, на этапе 127, например, с применением заданного множителя или определенного инкрементного шага, применяемого к минимальной мощности Pʹmin. Если после максимального времени, предусмотренного на этапе 126, не принято никакого сообщения МАА (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 126-n), обработка 120 может запустить новую итерацию этапа 125. Таким образом, одна или несколько итераций этапов 127 и 125 могут следовать друг за другом, пока не происходит приема никакого сообщения MAS и пока мощность Pʹmin+ остается ниже максимальной мощности Pʹmax передачи сообщения MAS (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 128-n). Упомянутые итерации прекращаются, как только на этапе 128 достигается максимальная мощность передачи сообщения MAS (ситуация показана на фиг. 3 в виде ссылки 128-у). В этом случае на этапе 129 обработка 120 прекращается.

Кроме того, согласно изобретению, максимальная продолжительность ожидания, предусмотренная на этапе 126, тоже может быть постепенно возрастающей и может пересматриваться при каждой итерации на этапе 127.

Кроме того, чтобы сберегать энергетические ресурсы, такие как средства 17, описанные со ссылками на фиг. 2, узлов сети в соответствии с изобретением, ретрансляции или первоначальные передачи сообщений, в частности, запроса подсоединения MAR, проверки подсоединения MAS, подтверждения получения МАА предыдущих сообщений или служебных сообщений MS, можно обусловить внутри обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве узла-члена, подсоединенного узла или свободного узла упомянутой сети, одним или несколькими минимальными порогами (например, в зависимости от типа сообщения или в зависимости от того, ретранслируется ли упомянутое сообщение или передается первоначально) относительно оставшейся емкости энергии средств 17 упомянутого обменивающегося данными электронного устройства. Таким образом, как показано на фиг. 3, согласно изобретению, этапы 212, 125, 123, 205 или 208 не ограничительно включают в себя, каждый или часть из них, предварительный этап тестирования оставшейся энергетической емкости относительно заданного минимального порога. Если упомянутая оставшаяся емкость превышает упомянутый порог, запускают передачу сообщения. В противном случае устройство, осуществляющее заявленный способ подсоединения, остается бездействующим. Такой вариант осуществления позволяет, например, отдать приоритет передаче служебных сообщений MS по отношению к сообщениям администрирования MAR, MAS, МАА сети.

Согласно второму предпочтительному варианту осуществления, перед передачей служебного сообщения (MS) или, в целом, ретранслируемого сообщения узел-член может, аналогично подсоединенному узлу, сгенерировать сообщение MAS проверки, но не устойчивости своего подсоединения, а устойчивости своего сцепления с кластером для передачи в направлении головного узла кластера. Такое сообщение MAS содержит первое поле MAS-1, кодирующее идентификатор головного узла, и поле MAS-2, кодирующее идентификатор узла-члена, отправляющего упомянутое сообщение MAS. Головной узел, как и узел-член, положительно ответивший на запрос присоединения, может передать сообщение МАА, подтверждающее получение сообщения проверки MAS и удостоверяющее сохранение его роли головного узла. Кроме того, такое сообщение МАА может содержать поля МАА-6, МАА-7, например, для обновления текущих значений способности СНс1, СНс2 упомянутого головного узла обеспечивать ту или иную услугу. Оно содержат поле МАА-1, кодирующее идентификатор головного узла-источника упомянутого сообщения, и поле МАА-2, кодирующее идентификатор узла-адресата сообщения. Согласно этому второму предпочтительному варианту осуществления, можно больше не осуществлять этап 124, целью которого является отсоединение узла-члена от подсоединенного узла. Действительно, любой узел-член или подсоединенный узел проверяет устойчивость принадлежности к кластеру перед передачей сообщения, в частности, в направлении головного узла упомянутого кластера, посредством передачи сообщения MAS проверки принадлежности к кластеру и посредством приема сообщения МАА, подтверждающего получение упомянутого сообщения проверки принадлежности к кластеру и удостоверяющего принадлежность к кластеру, переданного в ответ на получение сообщения MAS адресатом упомянутого сообщения.

Аналогично подсоединенному узлу, любой узел-член или подсоединенный узел может принять сообщение о потере принадлежности к кластеру подобно сообщению MAАR потери подсоединения, сгенерированное и затем переданное обменивающимся данными электронным устройством вместо «молчания» или не передачи сообщения МАА в ответ на получение сообщения MAS проверки принадлежности к кластеру, если адресат упомянутого сообщения MAS больше не принадлежит к кластеру.

В варианте или дополнительно, согласно изобретению, как только узел-член ответил положительно на запрос о подсоединении, подсоединенный узел предпочтительно может вести себя подобно или аналогично узлу-члену, присоединившемуся к кластеру после сообщения прикрепления МН. Таким образом, подсоединенный узел может принимать сообщения запроса подсоединения MAR и предпочтительно отвечать на запрос подсоединения путем генерирования и передачи сообщения МАА, подтверждающего получение упомянутого сообщения запроса подсоединения MAR.

В варианте, изобретением предусмотрено, что подсоединенный узел может не отвечать положительно напрямую на запрос о подсоединении, а может действовать как ретранслятор упомянутого запроса, чтобы член кластера мог, в случае необходимости, получить доступ к запросу подсоединения. Точно так же, подсоединенный узел может ретранслировать ответ члена кластера на запрос о подсоединении в узел-источник запроса подсоединения.

Независимо от конфигурации заявленного способа Р100 подсоединения к кластеру, предпочтительный вариант адаптации обменивающегося данными электронного устройства, описанного со ссылками на фиг. 2, состоит в записи или в дистанционной загрузке в память 14 программ компьютерной программы Р, содержащей множество программных команд, которые обеспечивают осуществление упомянутого способа Р100, когда их исполняет или интерпретирует блок обработки упомянутого устройства.

Изобретение было представлено на предпочтительном примере применения для мониторинга контейнеров с твердыми, текучими или жидкими грузами, при этом упомянутые контейнеры взаимодействуют соответственно с обменивающимися данными электронными устройствами, такими как устройство 10, показанное на фиг. 2, с осуществлением способа подсоединения, такого как способ Р100, представленный на фиг. 3, при этом упомянутые устройства содержат, каждое, датчик, взаимодействующий с блоком обработки, для измерения и сбора величины, относящейся к внутренней и/или внешней окружающей среде упомянутых контейнеров.

Такие устройства можно использовать для любого другого назначения, отличного от передачи собранных данных по связи дальнего действия. В варианте или дополнительно они могут обеспечивать одну или несколько других служебных задач. Для этого, как было указано выше, память 12 данных каждого устройства может содержать не один регистр RH, предназначенный для определенной услуги S, а множество регистров RHn, образующих таблицу, при этом каждый регистр предназначен для конкретной услуги Sn. Согласно этому варианту, сообщения запроса подсоединения MAR или служебные сообщения MS могут содержать информацию, позволяющую идентифицировать определенную услугу S, к которой относится каждое из упомянутых сообщений. Для этого этапы 211, 123а заявленного способа Р100 подсоединения могут быть адаптированы для кодирования упомянутой информации, позволяющей идентифицировать услугу Sn.

Кроме того, изобретение предусматривает, что при получении запроса подсоединения через сообщение MAR обменивающееся данными устройство может подсоединиться к нескольким кластерам для одной и той же услуги. Таким образом, множество регистров RHm образует таблицу, при этом каждый регистр предназначен для отдельного головного узла. Согласно этому варианту, устройство с множественным подсоединением может выбрать передачу служебного сообщения MS в упомянутые головные узлы. Такой выбор может быть основан на соответствующих способностях головных узлов обеспечивать услугу и даже, не ограничительно, на соответствующем удалении от упомянутых головных узлов по количеству звеньев. Для осуществления такого множественного подсоединения на этапе 123а генерирования служебного сообщения предпочтительно можно закодировать значение идентификатора головного узла, обладающего наилучшей способностью и находящегося ближе всего к устройству, в качестве значения идентификатора адресата упомянутого служебного сообщения. Действительно, соответствующие значения способностей упомянутых головных узлов можно обновлять, например, в соответствии с сообщениями МАА, принятыми и декодированными на этапе 126 обработки 120, как было описано со ссылками на фиг. 3. Таким образом, подсоединенное устройство может выбирать между кластерами, к которым одно подсоединено, например, но не ограничительно способность головного узла, удаление упомянутого головного узла по количеству звеньев и т.д.

Кроме того, изобретение относится к любой системе, содержащей множество заявленных обменивающихся данными электронных устройств. В частности, изобретение относится к любой системе отслеживания контейнеров на складской площадке или на транспортной платформе, при этом упомянутая система дополнительно включает в себя удаленный объект для сбора и использования сообщений МС, передаваемых упомянутым одним или несколькими устройствами, когда они действуют в качестве головного узла кластера. Такая система имеет характеристики с точки зрения энергетической автономии, надежности и способности адаптироваться к условиям использования, не сравнимые с характеристиками, обеспечиваемыми известными решениями, например, такими как способ LEACH. Действительно, благодаря изобретению, использование головных узлов кластеров, начиная от их выбора и до реализации действия или действий, необходимых для определенной услуги, является оптимальным и позволяет избегать любого лишнего или неэффективного установления связи внутри сети или с объектами третьей стороны.

Изобретение относится к сети беспроводной связи. Техническим результатом является повышение эффективности распределения энергетических затрат на узлах сети, надежности и способности адаптироваться к изменению положения между узлами сети и к условиям использования узлов сети. Способ (Р100) подсоединения к кластеру обменивающегося данными электронного устройства, осуществляемый обменивающимся данными электронным устройством (10), действующим в качестве свободного узла упомянутой сети, может по запросу запустить процедуру подсоединения к второму устройству-члену (10i) кластера (С1, С2). Подсоединенное к упомянутому кластеру устройство (10), осуществляющее способ (Р100), может сообщаться с третьим устройством, действующим в качестве головного узла кластера, в качестве члена упомянутого кластера. Такое изобретение позволяет, в частности, управлять системой отслеживания контейнеров, соответственно взаимодействующих с такими устройствами, на складской площадке или на транспортной платформе. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ (Р100) подсоединения к кластеру обменивающегося данными электронного устройства, осуществляемый блоком (11) обработки первого обменивающегося данными электронного устройства (10), дополнительно включающего в себя память (12) данных, первые средства (13) связи, обеспечивающие ближнюю беспроводную связь с любым другим обменивающимся данными электронным устройством (10i), находящимся в пределах действия связи внутри кластера (C1, C2), содержащего множество обменивающихся данными электронных устройств (10, 10i, a1, …, a8, b1, …, b8, …, j1, …, j5), при этом упомянутая память (12) и упомянутые средства (13) связи взаимодействуют с упомянутым блоком (11) обработки, при этом память (12) данных содержит значение идентификатора (ID, IDm, IDa), присвоенного первому обменивающемуся данными электронному устройству (10), и регистр (RH), сконфигурированный с возможностью включать текущее значение (IDHc) идентификатора (IDH) обменивающегося данными электронного устройства (d3, h3), действующего в качестве головного узла кластера (C1, C2), при этом упомянутый способ включает в себя этап отправки служебного сообщения (MS) на устройство, действующее в качестве головного узла кластера, и отличается тем, что включает в себя:

- этап (125), предваряющий отправку служебного сообщения (MS), на котором генерируют и отправляют при помощи первых средств (13) связи сообщение (MAS) проверки принадлежности к кластеру, при этом упомянутое сообщение кодирует:

i) значение (MAS-1) идентификатора второго обменивающегося данными электронного устройства в качестве идентификатора обменивающегося данными электронного устройства, которому адресовано упомянутое сообщение (MS) проверки принадлежности к кластеру;

ii) значение (MAS-2) идентификатора первого обменивающегося данными электронного устройства в качестве идентификатора обменивающегося данными электронного устройства, отправляющего упомянутое сообщение (MAS) проверки принадлежности к упомянутому кластеру.

2. Способ по предыдущему пункту, согласно которому этап, предваряющий отправку служебного сообщения (MS), на котором генерируют и отправляют через первые средства (13) связи сообщение (MAS) проверки принадлежности к кластеру, осуществляют (124-у), только если тестовый этап (124) удостоверяет, что устройство подсоединено к кластеру (С1, С2).

3. Способ по предыдущему пункту, включающий в себя:

- этап (126), осуществляемый, если и только если сообщение (МАА), подтверждающее получение упомянутого сообщения проверки принадлежности к кластеру, получено до истечения определенного максимального времени ожидания начиная с передачи сообщения (MAS) проверки принадлежности к кластеру, чтобы декодировать упомянутое сообщение (МАА), подтверждающее получение, и выделить на его основании:

i) значение (МАА-2) идентификатора устройства-адресата упомянутого сообщения (МАА), подтверждающего получение сообщения (MAS) проверки принадлежности к кластеру;

ii) значение (МАА-1) идентификатора устройства-источника упомянутого сообщения (МАА), подтверждающего получение сообщения (MAS) проверки принадлежности к кластеру, при этом этапы генерирования (123а) и запуска (123) передачи служебного сообщения (MS) осуществляют, только если (126-У):

- выделенное значение (МАА-2) идентификатора устройства-адресата сообщения (МАА), подтверждающего получение сообщения (MAS) проверки принадлежности к кластеру, равно значению идентификатора первого обменивающегося данными электронного устройства;

- выделенное значение (МАА-1) идентификатора устройства-источника упомянутого сообщения (МАА), подтверждающего получение сообщения (MAS) проверки принадлежности к кластеру, равно значению идентификатора второго обменивающегося данными электронного устройства.

4. Способ (Р100) по одному из предыдущих пунктов, содержащий:

- этап (201) получения сообщения (MAR) запроса подсоединения, сгенерированного и отправленного третьим обменивающимся данными электронным устройством (с5, i5), запрашивающим подсоединение к кластеру (С1, С2), при этом упомянутое сообщение (MAR) запроса подсоединения включает в себя значение идентификатора (IDa) упомянутого третьего устройства (с5, i5), запрашивающего подсоединение;

- этап (202) декодирования упомянутого сообщения (MAR) запроса подсоединения и выделения на его основании значения упомянутого идентификатора (IDa) упомянутого третьего устройства, запросившего подсоединение;

- этап (204) генерирования сообщения (МАА), подтверждающего получение запроса подсоединения, на котором в упомянутом сообщении (МАА) кодируют (МАА-1, МАА-2, МАА-3):

i) значение идентификатора (ID) первого устройства в качестве идентификатора устройства-источника упомянутого сообщения (МАА), подтверждающего получение запроса подсоединения,

ii) значение идентификатора (IDa) третьего устройства, запросившего подсоединение, в качестве идентификатора устройства-адресата упомянутого сообщения (МАА), подтверждающего получение запроса подсоединения,

iii) текущее значение (IDНс) идентификатора (IDН) четвертого обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера, при этом упомянутое значение (IDНс) считывают в регистре,

- этап (205) запуска передачи первыми средствами (13) связи сообщения (МАА), подтверждающего получение запроса подсоединения.

5. Способ (Р100) по предыдущему пункту, причем этап (204) генерирования сообщения (МАА), подтверждающего получение запроса подсоединения, дополнительно содержит этап, на котором кодируют (МАА-6, МАА-7) значение (СНс1, СНс2), описывающее способность (СН1, СН2) четвертого обменивающегося данными электронного устройства (d3, h3), действующего в качестве головного узла кластера (С1, С2), обеспечивать услугу, при этом упомянутое значение записывают в регистр (RH), дополнительно хранящий текущее значение (IDНс) идентификатора (IDН) упомянутого четвертого обменивающегося данными электронного устройства (d3, h3), действующего в качестве головного узла кластера (С1, С2).

6. Способ (Р100) по любому из предыдущих пунктов, причем этап (204) запуска передачи первыми средствами (13) связи сообщения (МАА), подтверждающего получение запроса подсоединения, осуществляют, только если (203-а) память (12) данных сохраняет регистр (RH), включающий в себя текущее значение (IDНс) идентификатора (IDН) обменивающегося данными электронного устройства (d3, h3), действующего в качестве головного узла кластера (С1, С2).

7. Способ (Р100) по любому из предыдущих пунктов, содержащий:

- этап (211) генерирования сообщения (MAR) запроса подсоединения, на котором кодируют (MAR-1) значение идентификатора (ID, IDa) первого устройства (с5, i5) в качестве идентификатора устройства, запрашивающего подсоединение к кластеру;

- этап (212) запуска отправки первыми средствами (13) связи упомянутого сообщения (MAR) запроса подсоединения;

- этап (213) получения средствами (13) связи сообщения (МАА), сгенерированного и отправленного пятым устройством (10i) и подтверждающего получение сообщения (MAR) запроса подсоединения;

- этап (214), осуществляемый, если и только если (213, 213-у) упомянутое сообщение (МАА), подтверждающее получение сообщения (MAR) запроса подсоединения, получено до истечения определенного максимального времени ожидания начиная с передачи упомянутого сообщения (MAR) запроса подсоединения, чтобы декодировать упомянутое сообщение (МАА), подтверждающее получение сообщения запроса подсоединения, и на его основании вывести:

i) значение идентификатора (МАА-2, IDa) устройства-адресата упомянутого сообщения (МАА), подтверждающего получение сообщения запроса подсоединения;

ii) значение идентификатора (МАА-3, IDН) шестого обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера, к которому принадлежит пятое устройство-источник упомянутого сообщения (МАА), подтверждающего получение сообщения запроса подсоединения;

- этап (215), осуществляемый, если и только если упомянутое выведенное значение (МАА-2) идентификатора устройства-адресата равно значению идентификатора (ID) первого устройства, запросившего подсоединение, чтобы записать в регистр (RH) выведенное значение идентификатора (IDН) шестого обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера, как текущее значение (IDНс) идентификатора устройства, действующего в качестве головного узла кластера.

8. Способ (Р100) по предыдущему пункту, согласно которому:

- этап (214) декодирования сообщения (МАА), подтверждающего получение сообщения запроса подсоединения, состоит также в выделении (МАА-1) из упомянутого сообщения (МАА) значения идентификатора (IDm) пятого обменивающегося данными электронного устройства-источника упомянутого сообщения (МАА);

- этап (215) обновления регистра (RH) дополнительно содержит сохранение в нем упомянутого значения идентификатора, выделенного в качестве идентификатора обменивающегося данными электронного устройства на восходящем маршруте (Ru), отделяющем первое обменивающееся данными электронное устройство, запрашивающее подсоединение, от шестого обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера.

9. Способ (Р100) по любому из предыдущих пунктов, содержащий этап, предваряющий этап передачи служебного сообщения (MS) в устройство, действующее в качестве головного узла кластера, чтобы сгенерировать (123а) и запустить (123) через первые средства (13) связи передачу служебного сообщения (MS) в направлении обменивающегося данными электронного устройства, значение идентификатора (IDН) которого сохранено в регистре (RH) в качестве текущего значения (IDНс) идентификатора обменивающегося данными электронного устройства, действующего в качестве головного узла кластера.

10. Обменивающееся данными электронное устройство (10) для подсоединения к кластеру, включающее в себя блок (11) обработки, память (12) данных, память (14) программ, первые средства (13) связи, обеспечивающие ближнюю беспроводную связь с любым другим электронным устройством (10i), находящимся в пределах действия связи, при этом упомянутые памяти (12, 14) и упомянутые средства (13) связи взаимодействуют с упомянутым блоком (11) обработки, при этом память (12) данных содержит значение идентификатора (ID), присвоенного устройству, и регистр (RH) для сохранения текущего значения идентификатора устройства, действующего в качестве головного узла кластера, отличающееся тем, что содержит в памяти (14) программ команды программы (Р), которые обеспечивают осуществление способа (P100) подсоединения по любому из пп. 1-9.

11. Система для осуществления подсоединения к кластеру обменивающегося данными электронного устройства, содержащая множество обменивающихся данными электронных устройств (10, 10i) по предыдущему пункту.

12. Система по предыдущему пункту, содержащая множество контейнеров с твердыми, текучими или жидкими грузами, при этом упомянутые контейнеры соответственно взаимодействуют с обменивающимися данными электронными устройствами (10, 10i), которые включают в себя, каждое, датчик (15), взаимодействующий с блоком (11) обработки, для измерения и сбора величины, относящейся к внутренней и/или внешней окружающей среде упомянутых контейнеров.