混合无线网络中可靠且安全意识的通信

技术领域

本发明涉及无线通信系统领域。更特别地，本文公开了与包括多个节点的无线系统中的节点的通信方法相关的各种方法、装置、系统和计算机可读介质。

背景技术

专业照明市场中的不断发展的趋势是越来越多地移动到连接的照明系统，其使能实现所有种类的新特征，如（远程）调度、能源监控、基于传感器的照明控制和资产管理。在许多情况下，这些系统安装在现有建筑中，在这种情况下，无线网络是优选的，以避免必须通过天花板部署新的线缆（用于照明控制）。在当前实践中广泛使用的这样的无线网络协议的示例是开放标准，如Zigbee、Thread、蓝牙低能量（BLE）、BLE网格、Wi-Fi、Wi-Fi direct，以及在IEEE 802.15.4、IEEE 802.15.1或IEEE 802.11标准之上构建的各种专有网络实现。

Zigbee网络允许网格拓扑中的设备之间的多跳通信。除了网格网络能力之外，Zigbee设备还提供降低的功耗和成本，这使得它们对于在无线控制系统的大规模部署（例如对于无线照明系统）中的使用具有吸引力。

在室内环境中，基于位置的系统——例如实时定位系统（RTLS）——也可以被部署来定位和跟踪资产，例如装备、人员等。例如，附接到资产（例如，膝上型电脑）的资产标签可以发射信标信号，并且位于固定位置处的传感器可以接收信标信号。为了便于链路配置，信标信号可以经由BLE无线电发送。

WO2018228883A1涉及一种通过在无线多跳网络（例如ZigBee网格网络）上中继无线单跳网络的消息来扩展无线单跳网络（例如BLE网络）的覆盖范围的系统和方法，其受益于可以在两个无线网络之间无缝桥接的无线组合设备的组合单跳/多跳（例如BLE/ZigBee）能力。

EP3255949A1涉及一种用于在组合端点设备、无线路由器和无线通信设备之间进行通信的方法，该方法包括监控无线路由器和组合端点设备的无线电通信电路之间的无线数据通信的通信模式，并基于所监控的通信模式存储指示无线路由器的通信时间的数据。

WO2020043592A1涉及一种用于在无线网络中选择一个或多个设备来发射、接收和/或处理射频信号以进行存在和/或位置检测的系统，该系统包括至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为：确定多个设备中的每一个对于发射、接收和/或处理射频信号以进行存在和/或位置检测的适用性；基于为多个设备中的每一个确定的适用性，从多个设备中选择设备子集；并且指令设备子集中的至少一个充当用于发送、接收和/或处理射频信号以进行存在和/或位置检测的设备。

发明内容

发明人认识到，将照明控制系统的相同基础设施重新用于资产跟踪是有益的，使得节点可以被配置为在主要用于照明控制的一种通信模式下操作，或者在主要用于资产跟踪的另一种通信模式下操作。照明系统为实现资产跟踪或RTLS提供了独特的优势，因为电气设备（灯具）的密度支持用于定位和跟踪对象的密集传感器网络。尽管用于照明控制的优选通信模式不同于用于资产跟踪的优选通信模式，但是部署能够支持多种通信模式的节点以满足不同应用的要求是可能的。

鉴于以上，本公开涉及用于提供与控制节点的通信方法相关的机制的方法、装置、系统、计算机程序和计算机可读介质，从而以有效率的方式促进系统的混合应用。更特别地，本发明的目的通过如权利要求1所述的节点、如权利要求9所述的无线控制系统、如权利要求11所述的通信方法、以及如权利要求12所述的节点的计算机程序来实现。

根据本发明的第一方面提供了一种节点。一种用于无线系统中的通信的节点，该节点包括：控制器，被配置成根据分配给该节点的角色确定多种通信模式中的默认通信模式，其中该角色与该节点要执行的活动相关，并且该多种通信模式包括能够根据第一通信技术支持具有多跳路由的网格或树形拓扑的第一通信模式，以及能够根据第二通信技术支持具有点对点连接的星形拓扑的第二通信模式；无线电单元，被配置为：要么在作为默认通信模式的第一通信模式下操作，并且根据来自控制器的指令，切换到第二通信模式并在第二通信模式下发送通知消息，并且然后切换回到第一通信模式；要么在作为默认通信模式的第二通信模式下操作，并且根据来自控制器的另一指令，切换到第一通信模式并且在第一通信模式下接收另一数据或控制分组，并且然后切换回到第二通信模式；并且其中控制器还被配置成根据由无线电单元在第一通信模式下接收的或者由节点自身最近生成的数据或控制分组的安全级别，生成从第一通信模式切换到第二通信模式的指令；以及根据由无线电单元在第二通信模式下接收的另一通知消息，生成从第二通信模式切换到第一通信模式的另一指令。

该节点能够支持多种（两种或更多种）通信模式，其包括第一通信模式和第二通信模式。主通信模式将是节点的默认操作模式。优选地，第一通信模式根据Zigbee标准，该Zigbee标准在家庭自动化和照明控制应用中被广泛采用。Zigbee网络层本身支持星形和树形网络以及通用网格联网二者。强大的拓扑控制为其在控制系统中提供了极大的灵活性，特别是对于通过直接链路或一跳链路到达远离源节点的目的地节点。在优选的设置中，第二无线通信技术符合BLE标准。有利地，根据第二通信技术的点对点连接也可以是点对多点连接。点对点或点对多点连接的简单设置（例如经由BLE信标）对于资产跟踪系统中标签设备和传感器节点之间的链路建立非常有益。可选地，该节点还可以支持另外的通信模式，用于该节点的另一种用途，或者由该系统支持的另一种应用。

无线电单元可以包括一个或多个收发机，以实现多种通信模式，使得一个收发机可以仅支持一种单独的通信模式，或者一个收发机可以支持多于一种的通信模式。在优选设置中，无线电单元是支持第一通信模式和第二通信模式两者的组合收发机。

在一个示例中，无线电单元可以是Zigbee和BLE组合设备。并且因此，具有这种组合收发机的节点可以在时间共享的基础上在第一和第二通信模式之间切换，这对于在同一无线系统中实现不同的应用来说是一种非常节省成本的方式。由于主通信模式是节点的默认操作模式，因此无线电单元将在其大部分时间或其占空比的大部分内保持在主通信模式中。

从主通信模式到另一通信模式的切换不遵循固定的时间表，而是基于触发事件，这提高了系统的可靠性和灵活性。优选地，触发事件是由控制器基于分组的属性生成的指令，该分组是由无线电单元在主通信模式下最近接收的或者是由节点本身最近生成的。响应于这样的指令，无线电单元临时切换到多种通信模式中的另一种通信模式，以使用另一种通信模式进行发送或接收，并且然后切换回到主通信模式。因此，默认情况下，节点在主通信模式下操作，以服务于主应用，并且然后可以临时切换到另一通信模式，以支持系统中启用的另一应用。

该分组可以是最近在主通信模式下从无线系统中的另一个节点或者从周围环境中的另一个设备接收的分组。它也可以是由节点自身最近生成的分组。例如，该节点可以是应用分组的源，并且它生成要通过网络分发到某个目的地节点、而不是从另一个节点接收的新分组。周围环境中的其他设备可以是放置在周围环境中的新标签设备或传感器设备。

在一个实施例中，分组的属性是分组的类型、分组的安全级别、和分组中包含的信息中的至少一个。

该指令由控制器根据最近接收或生成的分组的属性来生成。取决于分配的角色或主要通信模式，可以考虑关于最近接收或生成的分组的不同方面。在一些场景中，也可以以联合的方式考虑那些方面，使得一个或多个方面被组合考虑。

有利的是，分组的类型可以是数据分组、控制分组、信标、或通知消息。

取决于要启用的应用，不同类型的分组可以在无线系统中传送。一些分组可以在服务相同类型应用的节点之间流转，而一些其他分组可以被递送到主要服务另一类型应用的其他节点。

例如，照明控制信息可以被组装在控制分组中，该控制分组被分发给照明控制系统中的大多数节点，其包括在默认模式下服务于资产跟踪应用的一些节点。另一方面，来自标签设备的信标可能仅对主要分配给资产跟踪应用的节点感兴趣，而对主要分配给照明控制的其他节点不太相关。

为了将照明控制分组转发给主要分配给资产跟踪应用的节点，可以考虑控制分组的安全级别。例如，与第一通信技术相比，根据第二通信技术的点对点连接可能被认为安全性较低。可能发生的是，具有宽松安全要求的控制分组可以直接经由第二通信模式发送，而具有严格安全要求的控制分组只可以经由第一通信模式流转。然后，为了允许主要在第二通信模式下操作的一些节点接收这样的控制分组，可以首先经由第二通信模式向那些节点发送通知消息，以触发它们切换到第一通信模式来接收实际的控制分组。

在另一个示例中，通知消息可以进一步包括用于另一种通信模式的地址信息，该地址信息可以是单播地址、多播地址或者两者的组合。尽管通知消息本身可以作为通告发送给所有相邻节点，但是只有由地址信息寻址的节点可以被触发以切换到另一种通信模式。

在另一个实施例中，通知消息指示与切换到第一通信模式相关的调度信息，其可以是以下中的至少一个：

-延迟，在该延迟之后，在接收到通知消息之后，无线电单元应当切换到第一通信模式，以及

-节点应当保持在第一通信模式的持续时间。

为了以更及时的方式协调主通信模式和其他通信模式，有利的是，最近接收或生成的分组也更精确地指示节点何时需要切换到其他通信模式。对节点进行这样的调度或规划可能是非常有效的，使得它可以预先与另一个预期的接收机或发射机对准，用于在另一种通信模式下的发射或接收活动。

最近接收或生成的分组为节点指定关于临时切换到另一通信模式的持续时间或驻留时间也可能是有益的。例如，通过指定某个持续时间，可以帮助节点避免在另一种通信模式中不必要的长等待时间，这考虑到在另一种通信模式中由于不良信道条件导致的潜在分组丢失。

在另外的实施例中，通知消息包括用于第二通信模式中的通信的单播或多播地址信息。

为了帮助节点在临时切换期间以另一种通信模式发送或接收，在最近接收或生成的分组中传送供另一种通信模式中使用的地址信息是有益的。例如，当节点临时切换到其他通信模式时，要发送的消息可以作为单播消息寻址到单个目的地，或者作为多播消息寻址到一组指定的目的地。并且然后，与广播消息相比，它更有效，因为只有被寻址的节点将采取进一步的行动。

在另一示例中，包含在分组中的信息指定了当节点临时切换到另一通信模式时将由该节点执行的分配。

在一个示例中，该分配可以与具有专用序列号或分组标识符的广播消息的接收相关。在另一个示例中，该分配可以与分组到预期目的地节点的成功传递相关，使得该分配被认为仅在从预期目的地节点接收到确认（ACK）消息之后才完成。

有利的是，可以根据节点的位置、预定的系统配置、依赖于上下文的运行时间节点配置、无线系统的应用部署方案中的至少一个将角色分配给节点。

主通信模式是根据分配给节点的角色或者节点将要执行的主要活动来确定的。角色的分配可以与预定义的系统或节点配置、系统级或网络级应用部署方案、节点的物理位置、或依赖于上下文的运行时间配置相关。例如，当有多个节点部署在邻近区域时，指定第一节点主要用于照明控制、并且指定第一节点的相邻节点主要用于资产跟踪可能是有效的。因此，第一节点可以主要在Zigbee模式下操作，用于检测照明控制相关分组，并且然后在必要时切换到BLE模式，以将一些照明控制信息转发到相邻节点，或者将触发转发到相邻节点，使得它可能需要在第一节点收集临时存储的消息。

在一个实施例中，分配给节点的角色是路由器节点，用于促进无线系统中节点之间的通信。

在无线系统中，可能有不同种类的通信消息在节点之间流转。例如，无线通信可以用于分发远程控制命令，用于远程配置，或者用于从中央控制器和节点之间的远程收集感测数据。无线通信也可以在系统中的节点之间进行，例如用于分布式控制。

在优选设置中，控制器还被配置为确定第一通信模式为主通信模式，并且无线电单元还被配置为主要在第一通信模式下操作，以支持具有多跳路由的无线系统中的节点之间的通信。

有利的是，主要被指定用于远程控制的节点作为根据第一通信技术的路由器节点进行操作。并且然后，无线系统被分成核心网格网络和围绕每个路由器节点的许多小型星形网络，核心网格网络包括被指定为路由器节点的所有节点。路由器节点的近邻可以被指定给其他应用，并且然后依靠路由器节点发送或接收来自远程的信息。

在另一个实施例中，分配给节点的角色是资产跟踪传感器。

该节点还可以充当另一种类型的传感器，其主要在一种通信模式或主通信模式下操作。并且有时，传感器节点需要切换到另一种通信模式，以发送收集到的感测数据或从另一个网络接收一些信息。

在另一个优选设置中，控制器还被配置为确定第二通信模式为主通信模式，并且无线电单元还被配置为主要在第二通信模式下操作，用于从资产跟踪系统的标签设备接收信标信号。

有利地，资产跟踪传感器以点对点连接或点对多点连接的第二通信模式操作。并且因此，作为资产跟踪传感器，该节点被配置成从直接通信范围内的一个或多个标签设备接收信标信号。

根据本发明的第二方面，提供了一种无线系统。该无线系统包括多个根据本发明的节点。

无线系统可以用于不同的应用。在一个示例中，它用于办公室或家庭中的建筑自动化，或者用于工厂的工业控制。在另一个示例中，控制系统可以用作安全监控的监测系统。或者如上所述，无线系统也可以用于资产跟踪和照明控制。考虑到网络的容量可能比单个应用的实际吞吐量要求高得多的事实，使用相同的无线控制系统来支持一个或多个应用以提高效率也是有益的。

有益的是，无线系统是无线照明控制系统。

在优选的设置中，无线系统用于照明控制，例如用于开关、传感器、和灯的控制。无线系统还可以用于从与灯布置在一起或位于灯附近的致动器和传感器收集状态信息和感测数据。

根据本发明的第三方面，提供了一种通信方法。一种无线系统中节点的通信方法，该方法包括该节点

-根据分配给该节点的角色确定多种通信模式中的默认通信模式，其中该角色与该节点要执行的活动相关，并且该多种通信模式包括能够根据第一通信技术支持具有多跳路由的网格或树形拓扑的第一通信模式，以及能够根据第二通信技术支持具有点对点连接的星形拓扑的第二通信模式；

-要么在作为默认通信模式的第一通信模式下操作，并且根据指令，切换到第二通信模式并在第二通信模式下发送通知消息，并且然后切换回到第一通信模式；要么在作为默认通信模式的第二通信模式下操作，并且根据另一指令，切换到第一通信模式并且在第一通信模式中接收另一数据或控制分组，并且然后切换回到第二通信模式；

-根据在第一通信模式中接收的或由节点自身生成的数据或控制分组的安全级别，生成从第一通信模式切换到第二通信模式的指令；以及

-根据在第二通信模式中接收的另一通知消息，生成从第二通信模式切换到第一通信模式的另一指令。

在一个优选的设置中，第一通信模式被确定为默认通信模式，并且该方法还包括节点：主要在第一通信模式下操作，以支持远程控制或具有多跳路由的无线系统中的节点之间的通信；根据在第一通信模式中最近接收的或者由节点自身最近生成的分组的属性来生成指令；以及根据所生成的指令，临时切换到第二通信模式以发送通知消息，并且然后切换回到第一通信模式。

在另一优选设置中，第二通信模式被确定为默认通信模式，并且该方法还包括主要在第二通信模式下操作的节点用于从资产跟踪系统的标签设备接收信标信号；根据在第二通信模式下最近接收或生成的通知消息生成指令；以及根据所生成的指令，临时切换到第一通信模式某一持续时间或者执行分配，并且然后切换回到第二通信模式。

本发明可以进一步体现在包括代码装置的计算机程序中，当程序由包括处理装置的节点执行时，该代码装置使得处理装置执行根据本发明的方法。

附图说明

在附图中，类似的附图标记遍及不同的图一般指代相同的部分。此外，附图不一定是按比例的，取而代之一般将重点放在说明本发明的原理上。

图1示意性地示出了包括用于执行多于一个应用的多个节点的无线系统的示意性架构；

图2示意性地描述了无线系统中节点的基本组件；

图3展示了根据各种实施例的具有组合节点的示例性网络架构；以及

图4示出了无线系统中节点的通信方法的流程图。

具体实施方式

现在将基于包括多个节点200的无线系统100来描述本发明的各种实施例，如图1所示。无线系统100可以是在本地协调器400控制下的本地网络，以服务于特定的控制目的或用于数据收集，并且然后本地协调器可以进一步连接到本地应用服务器500。在另一个示例中，该系统可以经由本地协调器、网关、网桥或路由器设备400连接到云、骨干网络或远程服务器500。在照明环境中，节点200可以包括在照明设备、照明器、传感器或开关中，以用于照明设备、照明器、传感器或开关的通信功能。节点200也可以包含在HVAC系统、智能冰箱、智能烤箱、其他智能白色家电、或者另一个传感器或致动器、或者更广泛的建筑/家庭自动化环境中的远程控制器中。

除了要由节点200实现的无线控制应用之外，在无线系统100中还可以支持另一个应用。在一个示例中，另一个应用可以是资产跟踪。资产可以是人或物体，例如计算机、医疗设备、包裹等。资产可以具有或包括标签设备300。例如，标签设备300可以各自附接到相应的一个资产上。每个标签设备300可以包括发射机，以发射无线信号350，例如包括资产和/或标签设备的标识（ID）信息的信标信号。例如，标签设备300可以发射信标信号，该信标信号可以符合无线标准，例如BLE标准。因此，无线系统中的一些节点200可以被配置为也作为资产传感器节点操作，用于从标签设备300接收这样的信标。

图2示意性地描绘了用于在无线系统100中通信的节点200的基本组件。节点200包括无线电单元210，其能够操作多种通信模式，所述多种通信模式至少包括能够支持具有多跳路由的网格或树形网络的第一通信模式，以及能够支持点对点连接的第二通信模式。无线电单元210可以包括单个收发机，该收发机是至少支持第一和第二通信模式的组合设备，并且每次根据多种通信模式中的一种在时间共享的基础上操作。在另一个示例中，无线电单元210可以包括至少两个单独的收发机220、230。至少两个单独的收发机220、230可以是单模收发机，并且每个都支持一种通信协议。还可能的是，在至少两个单独的收发机220、230中，一个是组合设备，并且另一个是单模设备。节点200还包括控制器240，控制器240被配置为根据分配给节点的角色从多种通信模式中确定主通信模式。

可选地，节点200还可以包括应用控制器和/或致动器，如图2中的250所指示。应用控制器或致动器可以与照明环境、更广泛的建筑自动化环境、资产跟踪环境或另一应用中的节点的控制功能相关。应用控制器和/或致动器可以执行由节点接收的控制命令。并且状态信息由应用控制器和/或致动器作为反馈提供给控制系统。

在另一个选项中，节点200可以进一步包括传感器，如图2中的260所指示。传感器260可以被配置为检测存在和/或环境信息，诸如温度、湿度等。除了节点或者应用控制器和/或致动器的状态信息之外，或者独立于节点或者应用控制器和/或致动器的状态信息，可以收集感测数据。

取决于由无线系统100、节点200的通信接口所启用的应用——例如其是由节点支持的多种通信模式——所公开的发明可以在几种不同的场景中实现。为了便于描述，通过将Zigbee作为第一通信协议的一个示例并且将BLE作为第二通信协议的一个示例来解释不同的场景。

图3展示了根据各种实施例的具有组合节点的示例性网络架构。亮节点被配置为主要在启用路由能力的第一通信模式下操作的路由器节点。暗节点被配置为主要在第二通信模式下操作的资产跟踪传感器节点，用于接收感测数据或用于点对点连接。路由器节点200可操作来将控制命令分发给多个节点200，并经由多跳路由转发来自多个节点200的状态信息。因此，路由器节点根据第一通信技术构建稀疏的多跳网络，其充当无线系统100的一种核心网络。在具有一跳直接链路的每个路由器节点200周围，可能定位了相当多的非路由器节点。对于广播消息，非路由器节点可以直接从附近的至少一个路由器节点接收它。可选地，非路由器节点还可以被配置成主要根据第二通信协议来操作，例如以支持除了由无线网络执行的主应用之外的第二应用。在这种场景下，为了将消息传递到这样的非路由器节点，可能发生路由器节点将花费额外的努力以按需方式切换到根据第二通信协议的操作，或者非路由器节点需要定期地在两种操作模式之间轮换，从而能够从无线网络获得消息。

因此，第一无线通信协议主要是在具有多个节点的无线控制系统中实现大规模信息分发和收集，而该控制系统可以用于照明控制和/或建筑自动化。重要的是，第一无线通信协议支持多跳路由，其可以是Zigbee、Thread、蓝牙网格、Wi-Fi网格、WirelessHART、SmartRF、CityTouch、IP500、Z-wave、或任何其他基于网格或树的技术。

优选的是，第二通信协议符合蓝牙低能量BLE标准。它也可以是Wi-Fi direct、Zigbee Inter-PAN、Zigbee Touchlink、或有利于点对点连接的简单设置的另一无线通信标准。

假设根据第一和第二通信协议的两个通信系统可以使用不同的调制方案、不同的频率规划和时间调度，则根据第二通信协议操作的每个路由器节点周围的本地星形网络的一个潜在好处是，与同构网络相比，可以显著减少相互干扰。

所谓的组合无线电芯片（如Zigbee/BLE和BLE/Wi-Fi芯片）的可用性——其中有两个无线协议栈在时域中共享一个无线电前端——使照明IoT系统的新特征成为可能。新特征包括经由来自手机的BLE连接直接控制无线照明，经由从无线照明系统发送的BLE信号定位手机，以及经由移动BLE标签跟踪资产。虽然组合无线电芯片在照明系统中有明显的优势，但系统设计也必须应对一个常见的限制：在传统照明控制的性能和增加的新特征的性能之间适当地平衡是必要的。常见的限制源于以下事实：虽然有两个无线电协议栈，但只有一个无线电前端必须在两个无线电协议栈之间共享，例如，Zigbee/BLE组合在BLE上是“盲的（blind）”，而在Zigbee上是活动的（发射、接收或空闲监听），并且反之亦然。如果管理不好，则这将导致至少一个无线电协议的性能显著退化。

本发明提出了一种在照明IoT或其他无线网络中的操作方法，其使用组合无线电芯片来可靠地实现多于一个的功能。一个示例是照明IoT网络，其中每个节点都有一个组合无线电芯片，其需要执行传统的照明控制或数据收集功能（经由Zigbee或Wi-Fi）和资产跟踪功能（使用BLE）。该系统也可以由节点构成，每个节点包括多个单个无线电芯片。并且然后在时间共享的基础上调度多种通信模式并不至关重要。然而，考虑到由不同的短距离无线通信技术和能量效率共享相同的频带，避免节点同时启用多于一种通信模式的场景仍然是非常有益的。

在一个示例中，标签设备300周期性地发送BLE信标，这些信标由照明网络100中的节点200使用它们的组合无线电芯片接收。收集BLE信标的测量数据，并且使用Zigbee协议通过照明网络100发送结果。为了使照明控制和资产跟踪都可行和可靠，公开了将一组固定的节点指定为仅在或主要在Zigbee模式下操作的路由器，而其余的节点在Zigbee和BLE模式下操作。这组路由器将保持Zigbee操作，以提供整个无线系统的连接。非路由器节点将主要被配置在BLE模式中，但是当它有东西要以Zigbee模式（例如向/从/经由路由器节点）发送或接收时将处于Zigbee模式中。非路由器节点主要以BLE模式工作的原因是为了便于从标签设备接收BLE信标信号。非路由器节点可以在BLE模式下工作的时间越长，从标签设备接收BLE信号的性能就越好，并且因此标签设备的电池寿命（间接地）就越好，因为可以降低信标发射速率而不会降低跟踪性能。

这种网络配置的图示在图3中示出，其中亮节点是用于照明控制应用的路由器节点，并且暗节点是非路由器节点并且主要用于资产跟踪。如果有足够多的Zigbee路由器节点，则附近的非路由器节点经由照明控制网络发送信息没有问题。然而，如果非路由器节点主要在BLE模式下操作，则它们在接收Zigbee消息时可能有问题，并因此很可能错过大部分Zigbee分组。一种选项是在Zigbee中使用“终端设备”角色，其中亮节点是终端设备或暗节点的父节点。然后，父节点将为子节点存储消息，并且子节点需要周期性地轮询父节点是否有针对它的任何消息。轮询有以下缺点：发送到非路由器节点的消息到达时有一个迟延。迟延平均约为轮询周期的一半，最多有一个轮询周期。通过由终端设备实现（更）频繁的轮询来减少迟延是不合期望的，因为这将因此损害资产跟踪性能。因此，发明人认识到，通过从父节点向终端设备发送通知来减少迟延是有利的，该通知即有东西要它们经由另一种通信模式（其在该示例中是Zigbee模式）来拾取。

在另一个示例中，不使用根据Zigbee标准的“终端设备”机制，需要向非路由器节点发送消息的路由器节点将首先切换到BLE，并向非路由器节点发送通知消息。通知消息可以是不包含或仅包含部分应用内容的短消息。路由器节点然后切换回到Zigbee模式，并且仅在那时（即，在非路由器也切换到Zigbee的时间之后）通过Zigbee向非路由器节点发送消息。非路由器在BLE模式下接收到通知消息时切换到Zigbee模式以接收实际的应用消息，并且然后直接返回到BLE模式，使得对于非路由器节点来说，对资产跟踪的主要分配不受到太大影响。在通知消息不包含应用内容的情况下，实际的应用消息通常更长，并且包含完整的应用内容；或者它包含部分应用内容，该部分应用内容与通知消息中传送的部分应用内容一起表示完整的应用内容。

此外，Zigbee通信可以是完全安全的，因为每个节点在其加入网络之后都是同一Zigbee网络的一部分，并且将应用标准Zigbee安全性，或者甚至是附加的应用级安全性。另一方面，尽管在BLE模式下点对点连接的简单设置非常有吸引力，但是通告通常不受BLE标准规范的保护。来自具有更严格安全要求的Zigbee网络的一些应用数据可能不适合于经由BLE通告消息直接发送。传输通知而不是实际的应用程序数据，对于通知的保护来说，安全问题要少得多，或者实现适当的安全机制要直接或简单得多。此外，如果需要安全性，则可以将应用层安全机制应用于BLE通告数据有效载荷。并且用于BLE通告的安全密钥的分发可以经由（已经安全的）Zigbee网络来完成。

以前一节中的示例为例，亮节点是仅以或主要以Zigbee模式操作的Zigbee路由器节点，而暗节点是主要以BLE模式操作用于资产跟踪的Zigbee非路由器节点。Zigbee路由器节点大部分时间都需要处于Zigbee模式，以持续监听Zigbee网络，从而维持正常的操作。类似地，非路由器节点需要大部分时间处于BLE模式，以监听来自标签设备的BLE信号。因此，从控制网络或Zigbee网络向非路由器节点发送任何分组的最佳方式是在它们操作最多的模式（即BLE模式）下。

在一种场景中，亮节点（路由器节点）需要向网络中的所有节点或许多节点发送广播消息。这通常是由与亮节点共位的传感器或开关触发的照明控制消息，但是也可以来自其他源（例如调度器、中央控制器或网络中的另一个控制器）。网络中的所有预期节点需要在短时间内接收它，使得所有预期的灯在用户面前以同步的方式运行。广播消息首先以Zigbee模式发送，使得所有亮节点将能够根据Zigbee广播协议接收。此外，亮节点还将以短BLE信标或通告的形式发送通知，以可靠地到达暗节点（非路由器节点），因为暗节点大部分时间处于BLE模式。这些通知只是通知周围的预期暗节点切换到Zigbee模式并监听该模式。Zigbee广播可以由亮Zigbee路由器节点以某个间隔（例如0.5秒）重复几次，例如3 - 4次。每次由相邻路由器节点进行的再广播持续大约100 ms。因此，如果暗节点在Zigbee广播停止之前的持续时间内快速切换到Zigbee接收模式（这持续大约1 - 1.5秒），则很可能它们将从正在进行的Zigbee广播中接收应用数据，例如不需要如先前示例中所述的轮询父节点。因此，所公开的方法的益处包括减少的迟延（比轮询周期少得多，并且几乎与路由器节点的接收同步）和减少的工作负荷（没有调度固定的轮询周期）。

作为对此的改进，暗节点也可以在前述持续时间内在BLE模式和Zigbee模式之间快速来回切换，使得暗节点也可以在BLE模式中花费一些时间，而不损害其接收Zigbee广播的机会。作为另一种改进，该通知唯一地标识Zigbee广播消息，使得一旦暗节点成功接收到Zigbee广播消息的一个实例，它就可以切换回到BLE，并且不必等待相同消息的重复。这大大改善了对BLE的监听时间。否则，在Zigbee广播周期中，大约1-1.5秒中整个资产跟踪网络可能是“聋的”或“盲的”。为了唯一地标识通知中的Zigbee广播消息，可以使用源地址和序列号的组合。为了唯一地标识通知中的Zigbee单播消息，也可以使用源地址、目的地址和序列号的组合。

通过在亮节点中对齐通知的发送和Zigbee（再）广播，可以进一步改进该系统。理想地，正好在Zigbee（再）广播之前发送对暗节点的通知，使得附近的暗节点将已经被通知并且已经通过切换到Zigbee模式预先准备好接收输入的Zigbee（再）广播。这将需要用节点及时协调两种模式。进一步的改进是，在发送通知消息之后开始Zigbee（再）广播的预期时间迟延也包括在通知中，使得暗节点可以根据估计的迟延更好地准备其接收Zigbee广播的调度。

在另一个改进中，暗节点可以使用Zigbee广播的时间特性。Zigbee再广播持续大约100 ms，并且间隔0.5秒，暗节点可以选择仅在100 ms的预期迟延之后监听Zigbee，并且切换回到其主通信模式（BLE），直到0.5秒之后再次切换到Zigbee达100 ms。以此方式，暗节点可以在Zigbee上花费非常有限的时间，而不错过Zigbee广播。由于这种与定时相关的参数可能取决于节点固件和/或网络的大小，因此节点可能（由入网初始化器、中央控制器和/或路由器节点）配置为使用某些定时值，或者通过观察模式来学习最佳值。该方案可以与其他实施例/示例结合使用，例如与一旦暗节点已经成功接收到预期的Zigbee广播消息就停止在Zigbee上监听的方案结合使用。

在另一个示例中，非路由暗节点是Zigbee终端设备，其作为默认模式监听BLE信道。路由器节点将通知消息作为BLE通告发送给非路由暗节点。在接收时，非路由暗节点将切换到Zigbee模式，并根据Zigbee协议（作为终端设备）检查其父节点，以接收由其父节点缓冲的Zigbee（广播）数据。以此方式，主动权（initiative）完全在暗节点上以接收一些数据。

尽管到目前为止所提出的场景是关于从控制网络向服务于资产跟踪应用的节点发送广播消息，但是类似的机制可以应用于单播消息。对于单播，可以通过在BLE通知消息中提供预期接收机的Zigbee地址来优化到Zigbee的切换。因此，只有目标接收机切换到Zigbee，而其他接收机可以留在BLE上监听来自标签设备的信标信号。

图4示出了无线系统中节点200的通信方法600的流程图。在步骤S601中，根据分配给节点的角色，从多种通信模式中确定主通信模式，并且多种通信模式包括能够根据第一通信技术支持具有多跳路由的网格或树形拓扑的第一通信模式，以及能够根据第二通信技术支持具有点对点连接的星形拓扑的第二通信模式。该方法还包括步骤S602，节点主要在主通信模式下操作；以及在步骤S603中，根据最近在主通信模式中接收的或者最近由节点自身生成的分组的属性来生成指令；并且在步骤S604中，根据所生成的指令，节点临时切换到多种通信模式中的另一种通信模式，以使用该另一种通信模式进行发送或接收。并且然后在步骤S605，节点切换回到主通信模式。

根据本发明的方法可以作为计算机实施的方法在计算机上实施，或者在专用硬件中实施，或者在两者的组合中实施。

根据本发明的方法的可执行代码可以存储在计算机/机器可读存储装置上。计算机/机器可读存储装置的示例包括非易失性存储器设备、光学存储介质/设备、固态介质、集成电路、服务器等。优选地，计算机程序产品包括存储在计算机可读介质上的非暂时性程序代码装置，用于当所述程序产品在计算机或被包括在节点或网络或入网初始化设备中的处理装置上执行时执行根据本发明的方法，如在上述实施例中公开的。

还可以提供方法、系统和计算机可读介质（暂时性和非暂时性）来实施上面描述的实施例的选定方面。

术语“控制器”在本文一般用于描述——除其他功能之外——与一个或多个网络设备或协调器的操作相关的各种装置。控制器可以以多种方式（例如，诸如用专用硬件）实施，以执行本文讨论的各种功能。“处理器”是采用一个或多个微处理器的控制器的一个示例，该一个或多个微处理器可以使用软件（例如，微代码）来编程，以执行本文讨论的各种功能。控制器可以在采用或不采用处理器的情况下实施，并且也可以实施为执行一些功能的专用硬件和执行其他功能的处理器（例如，一个或多个编程的微处理器和相关联电路）的组合。可以在本公开的各种实施例中采用的控制器组件的示例包括但不限于传统的微处理器、专用集成电路（ASIC）、和现场可编程门阵列（FPGA）。

在各种实施方式中，处理器或控制器可以与一个或多个存储介质（本文统称为“存储器”，例如易失性和非易失性计算机存储器，诸如RAM、PROM、EPROM和 EEPROM、致密盘、光盘等）相关联。在一些实施方式中，存储介质可以用一个或多个程序编码，该一个或多个程序当在一个或多个处理器和/或控制器上执行时执行本文讨论的功能中的至少一些。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是可运输的，使得存储在其上的一个或多个程序可以被加载到处理器或控制器中，以便实施本文讨论的本发明的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”在本文中以一般意义使用，以指代可以用来对一个或多个处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码（例如，软件或微代码）。

如本文使用的术语“网络”指代两个或更多个设备（包括控制器或处理器）的任何互连，所述互连促进任何两个或更多个设备之间和/或耦合到网络的多个设备间的信息运输（例如，用于设备控制、数据存储、数据交换等）。

除非明确相反指示，否则如本文在说明书中和权利要求书中使用的不定冠词“一”和“一个”（“a”和“an”）应当理解为意味着“至少一个”。

如本文在说明书中和权利要求书中使用的，“或”应当理解为具有与上面定义的“和/或”相同的含义。例如，当分离列表中的项目时，“或”或“和/或”应被解释为包含性的，即包括多个元素或元素列表中的至少一个，但也包括多个元素或元素列表中的多于一个，以及可选地，附加的未列出的项目。只有明确相反指示的术语、诸如“……中的仅一个”或“……中的恰好一个”，或者当在权利要求中使用时，“由……组成”将指代包括多个元素或元素列表中的恰好一个元素。一般来说，如本文使用的术语“或”当在其前面有诸如“任一”、“……中的一个”、“……中的仅一个”或“……中的恰好一个”之类的排他性术语时仅应被解释为指示排他性的替代物（即“一个或另一个，但不是两者”）。“基本上由……组成”在权利要求中使用时应具有其如在专利法领域中使用的普通含义。

如本文在说明书中和权利要求书中使用的，提及一个或多个元素的列表的短语“至少一个”应当被理解为意味着从元素列表中的任何一个或多个元素中选择的至少一个元素，但是不一定包括元素列表内具体列出的每一个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中元素的任何组合。此定义还允许可以可选地存在除了在短语“至少一个”所指的元素列表内具体标识的元素之外的元素，无论与那些具体标识的元素相关还是不相关。

还应当理解，除非明确相反指示，否则在本文要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于记载该方法的步骤或动作的顺序。此外，权利要求中出现在括号之间的附图标记（如果有的话）仅仅是为了方便而提供的，不应该被解释为以任何方式限制权利要求。

在权利要求中，以及在上面的说明书中，所有过渡短语，诸如“包括”、“包含”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”、“包含有”等要理解为开放式的，即意味着包括但不限于。只有过渡短语“由……组成”和“基本上由……组成”应分别是封闭或半封闭的过渡短语。