Enrutador inteligente para redes de sensores inalámbricos.

Un sistema de seguridad inalámbrico (10), comprendiendo el sistema:

un concentrador de red (18) adaptado para enviar y recibir en forma inalámbrica paquetes de mensajes;al menos un sensor (26, 30, 34) adaptado para enviar y recibir en forma inalámbrica paquetes de mensajes hacia ydesde el concentrador de la red (18); y

un enrutador de paquetes (42) adaptado para monitorear las comunicaciones en paquetes desde el concentrador dela red (18) hasta al menos un sensor (26, 30, 34) y desde al menos un sensor (26, 30, 34) hasta 10 el concentrador dered (18), el enrutador de paquetes (42) configurado para:

identificar un tipo de mensaje y un dispositivo emisor;

incrementar el contador de mensajes que corresponde a un dispositivo emisor identificado y comparar el valor delcontador de mensajes con un umbral predefinido;

determinar cuando ocurre un primer tipo de error en la comunicación, siendo el primer tipo de error en lacomunicación una falla de un paquete de mensajes desde el menos un sensor (26, 30, 34) que va a ser recibido porel concentrador de la red (18), y enviar un primer paquete de mensajes que es el mismo paquete de mensajes desdeal menos un sensor (26, 30, 34) hasta el concentrador de red (18) si se presenta el primer tipo de error en lacomunicación; y

determinar cuando se presenta un segundo tipo de error en la comunicación, siendo el segundo tipo de error en lacomunicación una falla de un paquete de mensajes desde el concentrador de la red (18) que es recibido por almenos un sensor (26, 30, 34), y enviar un segundo paquete de mensajes que es igual al paquete de menajes desdeel concentrador de la red (18) hasta al menos un sensor (26, 30, 34) si se presenta el segundo tipo de error en lacomunicación.

Enrutador inteligente para redes de sensores inalámbricos Antecedentes La presente invención se refiere a redes de sensores inalámbrico, y más particularmente, a redes de sensores inalámbricos utilizadas, por ejemplo, en sistemas de seguridad con una confiabilidad mejorada de comunicación.

Algunas redes inalámbricas experimentan fallas en la comunicación debido a factores externos transitorios. Por ejemplo, en una red de sensores inalámbricos, una pérdida de conectividad entre los sensores o dispositivos puede ser causada por fenómenos tales como el desvanecimiento por trayectorias múltiples, interferencia estructural (tal como la causada por una pared, edificio, u otro objeto) , y similares.

Torsten Braun et al., "TCP support for sensor networks", Wierless on Demand Network Systems and Services, 2007, WONS '07, Fourth Annual Conference On, IEEE, PI, divulga un sistema para dar soporte a las comunicaciones en redes de sensores, en donde nodos sensores intermedios esconden segmentos de datos TCP entre los sensores de envío y de recepción.

Resumen Aunque los sistemas inalámbricos tienen inconvenientes tales como una pérdida de conectividad debido a interferencia, estas redes tienen ventajas. Una de las ventajas es que una red inalámbrica puede ser implementada sin necesidad de tender un cable entre los dispositivos. Es útil para implementar sistemas de seguridad en casas y edificios utilizando comunicaciones inalámbricas, en parte, para evitar la necesidad de tender un cable a través de un edificio. Sin embargo, una pérdida de conectividad en un sistema de seguridad conlleva una pérdida de protección. Por lo tanto, un sistema de seguridad inalámbrico de alta calidad debe incluir un mecanismo para ayudar a reducir o a responder a una pérdida de conectividad. Los problemas de conectividad pueden ser abordados mediante el uso de redes de repetidores o redes de malla. Un inconveniente de estos tipos de redes es que requieren de una cantidad relativamente grande de energía y aumentan el número de mensajes que se envían para lograr la comunicación deseada. En consecuencia, es deseable proporcionar un método alternativo para garantizar conectividad y funcionalidad que sea a la vez eficiente en consumo de energía y el envío de mensajes.

La invención está definida en las reivindicaciones independientes. Las modalidades preferidas de la invención están definidas en las reivindicaciones dependientes.

En una construcción, la invención proporciona un sistema para el enrutamiento de paquetes en un sistema de seguridad inalámbrico. El sistema incluye un concentrador de la red que envía y recibe paquetes en forma inalámbrica, por lo menos un sensor que envía y recibe paquetes de forma inalámbrica desde y hacia el concentrador de la red, y un enrutador de paquetes que supervisa las comunicaciones de paquetes entre el concentrador de la red y al menos un sensor. El enrutador de paquetes determina cuando ocurre una falla de comunicación, y el enrutador de paquetes se configura para enviar un primer paquete de mensajes al concentrador de la red si ocurre un primer tipo de error de comunicación. En una realización, el primer tipo de error de comunicación es un error en la entrega de un paquete desde el sensor hasta el concentrador de la red. El enrutador también está configurado para enviar un segundo paquete de mensajes al menos hasta un sensor si ocurre un segundo tipo de error en la comunicación. En una realización, el segundo tipo de error en la comunicación es un error en la entrega de un paquete desde el concentrador del sistema hasta el sensor.

En otra construcción, la invención proporciona un método de enrutamiento de paquetes en un sistema de seguridad inalámbrico. El método incluye la supervisión de comunicaciones en paquetes entre un primer dispositivo y un segundo dispositivo, para detectar un error en la comunicación de un primer paquete de mensajes, para la identificación del primer dispositivo y del segundo dispositivo como un dispositivo de recepción destinado a recibir el primer paquete de mensajes, y transmitir un segundo paquete de mensajes al dispositivo receptor.

En aún otra construcción, la invención proporciona un método para el enrutamiento de paquetes en un sistema de seguridad inalámbrico. El método incluye la supervisión de comunicaciones en paquete entre una pluralidad de dispositivos, la detección de un error en la comunicación de un paquete de mensajes, la identificación de un primer dispositivo responsable del envío del paquete de mensajes, la identificación de un segundo dispositivo destinado a recibir el paquete de mensajes, y ayudar a la comunicación entre el primer dispositivo y el segundo dispositivo.

Otros aspectos de la invención se harán evidentes por la consideración de la descripción detallada y de los dibujos acompañantes.

Breve descripción de los dibujos La Fig. 1A ilustra un sistema de seguridad instalado en un edificio que incluye un concentrador de red, un panel de control, una pluralidad de sensores, una pluralidad de indicadores de alarma, y al menos un enrutador de paquetes.

La Fig. 1B ilustra una segunda realización de un sistema de seguridad instalado en un edificio que incluye un concentrador de red, un panel de control, una pluralidad de sensores, y una pluralidad de indicadores de alarma, con un indicador configurado para operar como un enrutador de paquetes.

La Fig. 2 ilustra un ejemplo de una comunicación que se produce entre un sensor inalámbrico y el concentrador de la red.

La Fig. 3 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de la lógica utilizada por un enrutador de paquetes en el sistema de seguridad de la Fig. 1.

La Fig. 4 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de una lógica alternativa que puede ser utilizada por un enrutador de paquetes en el sistema de seguridad de la Fig. 1.

La Fig. 5 es una continuación del diagrama de flujo de la Fig. 4 que ilustra un ejemplo de una lógica alternativa que puede ser utilizada por un enrutador de paquetes en el sistema de seguridad de la Fig. 1.

Descripción detallada Antes de que cualquiera de las realizaciones de la invención sea explicada en detalle, debe entenderse que la invención no se limita en su aplicación a los detalles de construcción y a la disposición de los componentes expuestos en la siguiente descripción o ilustrados en los siguientes dibujos. La invención es capaz de otras realizaciones y de ser practicada o de ser llevada a cabo de diferentes maneras.

La Figura 1A ilustra un sistema de seguridad inalámbrico 10 en un edificio 14. El sistema de seguridad 10 incluye un concentrador de red 18, un panel de control 22, una pluralidad de sensores 26, 30 y 34, por lo menos un indicador de alarma 38, y al menos un enrutador de paquetes inteligente 42. El concentrador de la red 18 se suele instalar en una ubicación céntrica en un edificio 14 y está configurado para comunicarse de forma inalámbrica con la pluralidad de sensores 26, 30 y 34. El concentrador de red 18 está conectado a un panel de control 22. Un usuario puede introducir información, realizar diagnósticos, o realizar otras funciones mediante el panel de control 22 para comunicarse con el sistema de seguridad 10.

La comunicación inalámbrica en el sistema de seguridad 10 se logra a través de la transmisión inalámbrica de paquetes sobre canales de radiofrecuencia (RF) designados de acuerdo a un protocolo definido de red tal como el protocolo de wLSN de BOSCH u otros que pueden emplear una sola frecuencia, un salto de frecuencia, TDMA, o un intervalo del tiempo sincrónico para comunicaciones punto a punto y de un punto a múltiples puntos que define el funcionamiento del sistema de seguridad 10. Los paquetes, algunas veces denominados como paquetes de mensajes, son grupos de bits o de caracteres que típicamente contienen un preámbulo, una palabra de inicio, datos de carga útil, y una comprobación de errores. Los datos de carga útil pueden ser divididos en un identificador de dispositivo, un tipo de mensaje, y los datos específicos del mensaje. Algunos tipos de mensajes son mensajes de alarma, mensajes de reconocimiento y mensajes de control. Por supuesto, otros protocolos de red pueden utilizar un número diferente de tipos de mensajes o pueden utilizar diferentes tipos de mensajes.

En la construcción ilustrada, el sistema de seguridad inalámbrico 10 incluye diferentes tipos de sensores, incluyendo sensores de contacto 26, sensores de humo 30, y sensores de movimiento 34. Los sensores 26, 30 y... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de seguridad inalámbrico (10) , comprendiendo el sistema:

un concentrador de red (18) adaptado para enviar y recibir en forma inalámbrica paquetes de mensajes; al menos un sensor (26, 30, 34) adaptado para enviar y recibir en forma inalámbrica paquetes de mensajes hacia y desde el concentrador de la red (18) ; y un enrutador de paquetes (42) adaptado para monitorear las comunicaciones en paquetes desde el concentrador de la red (18) hasta al menos un sensor (26, 30, 34) y desde al menos un sensor (26, 30, 34) hasta el concentrador de red (18) , el enrutador de paquetes (42) configurado para:

identificar un tipo de mensaje y un dispositivo emisor;

incrementar el contador de mensajes que corresponde a un dispositivo emisor identificado y comparar el valor del contador de mensajes con un umbral predefinido;

determinar cuando ocurre un primer tipo de error en la comunicación, siendo el primer tipo de error en la comunicación una falla de un paquete de mensajes desde el menos un sensor (26, 30, 34) que va a ser recibido por el concentrador de la red (18) , y enviar un primer paquete de mensajes que es el mismo paquete de mensajes desde al menos un sensor (26, 30, 34) hasta el concentrador de red (18) si se presenta el primer tipo de error en la comunicación; y determinar cuando se presenta un segundo tipo de error en la comunicación, siendo el segundo tipo de error en la comunicación una falla de un paquete de mensajes desde el concentrador de la red (18) que es recibido por al menos un sensor (26, 30, 34) , y enviar un segundo paquete de mensajes que es igual al paquete de menajes desde el concentrador de la red (18) hasta al menos un sensor (26, 30, 34) si se presenta el segundo tipo de error en la comunicación.

2. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde el enrutador de paquetes (42) está configurado además para enviar:

un primer paquete de confirmación a al menos un sensor (26, 30, 34) , si se presenta el primer tipo de error de comunicación; y un segundo paquete de confirmación hacia el concentrador de la red (18) , si se presenta un segundo tipo de error de comunicación.

3. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde el enrutador de paquetes (42) está configurado además para determinar cuando se produce un fallo en las comunicaciones mediante la detección de una pluralidad de errores de comunicación de un paquete de mensajes.

4. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde un paquete de mensajes contiene un código de identificación correspondiente al dispositivo receptor.

5. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde el enrutador de paquetes (42) está configurado para funcionar de manera transparente dentro de una red, no teniendo el concentrador de la red (18) y al menos un sensor (26, 30, 34) conocimiento del enrutador de paquetes (42) .

6. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde el enrutador de paquetes (42) está configurado además para reempacar un mensaje que incluye un código de identificación del enrutador de paquetes (42) .

7. El sistema (10) de la reivindicación 6, en donde el concentrador de la red (18) y al menos un sensor (26, 30, 34) contienen un software adicional para procesar paquetes de mensajes que contienen el código de identificación del enrutador de paquetes (42) .

8. El sistema (10) de la reivindicación 1, en donde el enrutador de paquetes (42) es un primer enrutador de paquetes y en donde el sistema comprende además un segundo enrutador de paquetes (42) que está configurado para monitorear las comunicaciones de paquetes entre el concentrador de la red (18) y al menos un sensor (26, 30, 34) y para determinar cuando se presenta un fallo de comunicación, el segundo enrutador de paquetes configurado además para enviar:

un tercer paquete de mensajes hacia el concentrador de la red (18) si se presenta un primer error de comunicación; y un cuarto paquete de mensajes hasta al menos un sensor (26, 30, 34) si se presenta un segundo error de comunicación.

9. El sistema (10) de la reivindicación 8, en donde el primer enrutador de paquetes (42) está configurado para monitorear la comunicación de paquetes dentro de un primer perímetro y el segundo enrutador de paquetes (42) está configurado para monitorear la comunicación de paquetes dentro de un segundo perímetro.

10. El sistema (10) de la reivindicación 9, en donde el primer perímetro no se superpone sustancialmente al segundo perímetro.

11. El sistema (10) de la reivindicación 9, en donde el primer perímetro se superpone al segundo perímetro y en donde el concentrador de la red (18) y al menos un sensor (26, 30, 34) actúan adicionalmente para filtrar los paquetes recibidos en respuesta a la recepción del mismo mensaje desde el primer enrutador de paquetes (42) y el segundo enrutador de paquetes (42) .

12. El sistema (10) de la reivindicación 8, en donde los enrutadores de paquetes (42) están configurados para comunicar los paquetes utilizando canales de radiofrecuencia.

13. El sistema (10) de la reivindicación 12, en donde el primer enrutador de paquetes (42) está configurado para

monitorear las comunicaciones de paquetes en un primer conjunto de canales de radiofrecuencia especificados y el segundo enrutador de paquetes (42) está configurado para monitorear las comunicaciones de paquetes en un segundo conjunto de canales de radiofrecuencia especificados.

14. Un método para el enrutamiento de paquetes en un sistema de seguridad inalámbrico (10) , comprendiendo el 25 método:

monitorear las comunicaciones de paquete entre un primer dispositivo y un segundo dispositivo;

identificar un tipo de mensaje y un dispositivo de envío;

incrementar un contador de mensajes que corresponde a un dispositivo identificado de envío y comparar el valor del 30 contador de mensajes con un umbral predefinido;

determinar cuándo ocurre un primer tipo de error en la comunicación, siendo el primer tipo de error en la comunicación una falla de un paquete de mensajes desde el primer dispositivo hasta ser recibido por el segundo dispositivo, y enviando un primer paquete de mensajes que es el mismo paquete de mensajes desde el primer dispositivo hasta el segundo dispositivo si se presenta el primer tipo de error en la comunicación; y determinar cuándo se presenta un segundo tipo de error en la comunicación, siendo el segundo tipo de error en la comunicación una falla de un paquete de mensajes desde el segundo dispositivo que va a ser recibido por el segundo dispositivo, y enviar un segundo paquete de mensajes que es igual al paquete de menajes desde el segundo dispositivo hasta el primer dispositivo si se presenta el segundo tipo de error en la comunicación.

15. El método de la reivindicación 14, en el que la detección de un error en la comunicación comprende además, la determinación del número de transmisiones fallidas del paquete de mensajes y asumir una falla en la comunicación con base en el número de transmisiones fallidas.

16. El método de la reivindicación 14, en donde el monitoreo de las comunicaciones de paquete incluye además un conjunto de canales de radiofrecuencia especificados.

17. El método de la reivindicación 14, que incluye además el reempacado del paquete de mensajes en el primero o el segundo paquete de mensajes para incluir un código de identificación correspondiente a un enrutador de paquetes (42) .