管理中断检测和报告的制作方法

1.本公开通常涉及用于检测和报告无线网络内的节点中断(例如，通信中断、屋宇电力中断或电网电力中断)和警报事件的过程。


背景技术：

2.诸如智能电力、燃气和水表以及其它智能设备(即，能够连接到其它设备或网络并与其通信的设备)的联网系统能够彼此互连以用于设备间通信。此外，联网系统内的智能设备中的一个或多个可以能够与互联网或其他网络互连。例如，联网系统向智能设备提供了一种机制以通信地彼此耦合并交换数据。联网系统可以包括直接或通过父节点和根节点或集线器的附加层间接连接到网络(例如，互联网或内联网)的一个或多个节点。联网系统还可以包括与父节点或其他子节点链接来跨联网系统交换数据的节点。
3.对于联网系统内的节点的节点可靠性和节点中断检测和报告出现了某些问题。例如，节点可以依赖于超级电容器来为节点提供充足的能量来在节点停止从节点的主功率源接收电力之后发送中断指示。随着时间的推移，存储在超级电容器内的液体（例如，电解质混合物）可能泄露，并且泄露液体可能使电组件短路并导致节点的过早击穿此外，由超级电容器供电的节点发送的中断指示可能不总是被联网系统中的其他节点检测到，这是由于联网系统上的通信的有损特性。因此，中断指示可能永远不会被联网系统中的其他节点接收并报告给头端系统。因此，可能不充分地或一致地检测联网系统中的节点的中断事件并将其报告给头端系统以用于进一步补救动作。


技术实现要素：

4.公开了用于在智能设备的联网系统中的节点中断和警报事件确定和报告的装置和过程的方面和示例。例如，一种用于检测网状网络中的节点中断的方法包括：在第一时间段期间，由网状网络的第一节点检测源自由第一节点跟踪的网状网络的第二节点的一组信号。该组信号包括由第二节点发送的rf活动信标和通信消息，并且rf活动信标指示第二节点的操作状态。在对应于至少单个活动信标间隔的时间段期间检测到该组信号。该方法还包括在第一时间段之后的第二时间段期间，在第一节点处确定自接收到来自第二节点的最近信号以来已经过去阈值数量的活动信标间隔。该方法还包括从第一节点向第二节点输出探查，其请求对探查的响应。并且当在响应时段内没有从第二节点接收到对探查的响应时，由第一节点向网状网络的下一拓扑更高层发送中断警报消息，所述中断警报消息包括第二节点的标识。
5.在另一个示例中，网状网络中的节点包括被配置为执行计算机可读指令的处理器，以及被配置为存储计算机可读指令的存储器，所述计算机可读指令当由该处理器执行时，使该处理器执行操作。所述操作包括：在第一时间段期间，检测源自由第一节点跟踪的网状网络的第二节点的一组信号。该组信号包括由第二节点发送的rf活动信标和通信消息，并且rf活动信标指示第二节点的操作状态。在对应于至少单个活动信标间隔的时间段
期间检测到该组信号。该操作还包括在第一时间段之后的第二时间段期间，确定自接收到来自第二节点的最近信号以来已经过去阈值数量的活动信标间隔，以及向第二节点输出探查，其请求对探查的响应。当在响应时段内没有从第二节点接收到对探查的响应时，该操作包括向网状网络的下一拓扑更高层发送中断警报消息，所述中断警报消息包括第二节点的标识。
6.在又一示例中，一种用于促进中断检测的方法包括：在第一时间段期间，由网状网络的第一节点在每个活动信标间隔内发送rf活动信标，该rf活动信标指示第一节点可操作。该方法还包括，在第一时间段之后的第二时间段期间，发送一个或多个通信消息。该方法还包括确定至少一个通信消息是在最近的活动信标间隔期间发送的，并且在最近的活动信标间隔跳过rf活动信标的发送。
7.所提及的这些说明性方面和特征不是为了限制或限定目前描述的主题，而是为了提供示例以帮助理解本技术中描述的概念。在阅读了整个申请文件之后，当前所描述的主题的其它方面、优点及特征将变得显而易见。
附图说明
8.当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其它特征、方面和优点。
9.图1是示出根据一个或多个示例的智能设备的联网系统的示例的框图。
10.图2是实现多个介质访问控制协议的单个无线电收发器设备的示例协议栈的图。
11.图3是示出时隙信道跳频（tsch）网络中的时隙的示例的图。
12.图4是示出根据一个或多个示例的为被跟踪节点确定的各种状态的状态转移图。
13.图5示出了根据一个或多个示例的用于检测图1的联网系统中的节点中断的过程的示例。
14.图6示出了根据一个或多个示例的用于验证图1的联网系统中的被跟踪节点的状态的过程的示例。
15.图7示出了根据一个或多个示例的用于验证图1的联网系统中的被跟踪节点的状态的过程的另一个示例。
16.图8示出了根据一个或多个示例的图1的联网系统的节点的框图的示例。
具体实施方式
17.提供了用于智能设备的联网系统中的节点中断和警报事件确定的系统和方法。如这里所使用的，节点中断可以包括节点的通信中断、节点位置处的屋宇电力中断或者节点位置处的电网电力中断。在联网系统内，节点可以是联网系统中能够向其他节点或集中式网络(例如，互联网或内联网)发送数据并从其他节点或集中式网络接收数据的任何点。为了提供对连接到联网系统的节点的状态的适当记账，联网系统包括利用节点能力来管理连接到联网系统的节点处的节点中断检测的过程。
18.在操作中，联网系统中的节点可以被配置为输出信标信号，诸如射频（rf）信号，其指示节点是操作的，在本文称为“rf活动信标”或“rf活动信标信号”。rf活动信标信号提供将rf活动信标信号标识为信标信号的前导以及还有rf活动信标信号源发的节点的标识。节
点可以被配置为当没有其他信号要发送时发送rf活动信标信号，诸如数据消息或网络通信消息。网络中可以从节点(被跟踪节点)接收rf活动信标信号的其他节点(跟踪节点)可以基于rf活动信标信号和该节点发送的其他信号来跟踪该节点的状态。
19.如果跟踪节点在超过指定数量的活动信标间隔内没有从被跟踪节点接收到信号，则跟踪节点可以确定被跟踪节点处于疑似中断状态。为了确认被跟踪节点确实正遭受中断，跟踪节点可以探查被跟踪节点，其请求来自被跟踪节点的指示被跟踪节点仍在操作的响应。如果没有从被跟踪节点接收到响应，则跟踪节点可以通过联网系统的层发送中断警报消息。
20.网络系统的每一层可以处理、过滤和合并中断警报消息，使得根节点接收联网系统中所有不起作用的节点的指示，而没有或具有节点中断的最小重复指示。可以使用集中式网络(例如，互联网)连接到头端系统的根节点可以向头端系统提供不起作用节点的指示作为警报分组。在头端系统，可以采取措施来解决不起作用的节点。例如，可以部署技术人员来对不起作用的节点执行物理检查和修复。在另一个示例中，在节点与电网相关联的端点相关的情况下，多个不起作用的节点可以指示电力中断。关于不起作用节点的信息可被用于向客户提供准确的中断信息或标识问题的范围。
21.为了降低假阳性中断检测的可能性，跟踪节点可以执行中断验证，例如，在向被跟踪节点发送探查之前或探查被跟踪节点之后。中断验证可以通过配置网络中的节点来执行，以将它们相应被跟踪节点的状态包括在由单独的节点发出的rf活动信标(也称为高级rf活动信标信号)中。换句话说，高级rf活动信标信号是指示发送rf活动信标的节点的操作状态的信标，并且包括被跟踪节点的状态信息。因此，跟踪节点可以基于也跟踪被跟踪节点的其他节点发送的高级rf活动信标信号来更新被跟踪节点的状态。中断验证也可以由跟踪节点向被跟踪节点的其他跟踪节点请求状态信息来执行。如果中断验证显示被跟踪节点仍在运行，则跟踪节点可以避免发送探查和/或中断警报消息。因此，可以降低假阳性中断检测的可能性和网络业务。
22.为了进一步提高网络效率，节点可以被配置为支持两种媒体访问控制(mac)协议，并且可以在一个网络上监听数据或网络管理通信和另一个网络(射频信标网络)上监听rf活动信标信号之间切换。这样，当节点没有接收数据或网络管理通信时，可以执行检测rf活动信标信号，从而提高通信效率并减少对正常数据或网络管理通信的中断。
23.图1是示出联网系统100和网状网络101的一个示例的框图。联网系统100和网状网络101为智能设备(例如，包括通信技术的资源消耗计量器、车辆、家用电器等)提供网络基础设施以跨节点(即，其他智能设备)的网络、互联网和/或内联网进行通信。联网系统100包括头端系统102，其可以用作从网络104接收数据流的中央处理系统。网络104可以是互联网、内联网或任何其它数据通信网络。网状网络101可以包括收集与节点106和108a-108h相关联的数据的根节点106和其他节点108a-108h，并且根节点106将收集的数据发送到网络104，并最终发送到联网系统100的头端102。另外，根节点106还可以从头端102接收网络管理消息，并将网络管理消息发送到节点108a-108h。同样地，根节点106本身或其它节点108a-108h也可向其它节点108a-108h发布和发送网络管理消息。在节点106、108a-108h之间发送的数据和网络管理在此可以统称为“通信消息”。这些通信消息通过节点106、108a-108h之间的数据链路110被发送和路由。根节点106可以是个人区域网(pan)协调器、互联网
网关或能够连接到网络104的任何其它设备。
24.由于与位于根节点106下面的节点层(例如，层一)的节点108a和108b的数据链路，根节点106通常可以被称为父节点。例如，根节点106被示为直接与网络104通信。如图所示，由于与位于节点108a和108b下方的节点层(例如，层二)的节点108c、108d、108e和108g的数据链路，节点108a和108b也可以被称为父节点。另外，由于与位于节点108e和108g下方的节点层(例如，层三)的节点108f和108h的数据链路，节点108e和108g可以被称为父节点。节点108a-108h可以将信息全部向上通过节点层汇集（funnel）到根节点106并且最终汇集到头端102。
25.节点106和108a-108h中的每一个与其它节点106和108a-108h中的至少一个链接。可以通过在节点106和108a-108h的相邻高速缓存中存储相邻节点信息来创建链路110，所述相邻高速缓存向节点106和108a-108h提供通过其可以路由数据的其它节点106和108a-108h的指示。例如，节点108h的相邻高速缓存可以包括标识在节点108h处收集的数据应当被发送到节点108g的相邻节点信息。同样，节点108g的相邻高速缓存可包括相邻节点信息，其标识节点108g应当向节点108h发送相关信息(例如，来自头端102的网络管理消息或其他信息)，并且还标识节点108g应当向节点108b发送由节点108g收集的数据和从节点108h接收的数据。这种数据传输方案可以继续向上通过网状网络101的节点层。
26.在操作中，更少或更多的节点108可以被包括在网状网络101中，并且更多的根节点106也可以被包括在联网系统100中。另外，虽然图1中描绘的网状网络101包括根节点层(即，根节点106)、层一(即，节点108a和108b)、层二(即，节点108c、108d、108e和108g)，但是也构想了更少或更多的节点层。此外，虽然图1描述了特定的网络拓扑(例如dodag树拓扑)，但是其它网络拓扑也是可能的(例如环形拓扑、网状拓扑、星形拓扑等)。
27.头端系统102可以跟踪操作和非操作节点106和108a-108h。为了跟踪节点106和108a-108h的状态，节点106和108a-108h发射具有足够强度的射频(rf)信标信号，以便仅被物理上紧密接近发射节点106和108a-108h的其他节点106和108a-108h接收。这些rf活动信标信号可以用来指示发射节点106和108a-108h是可操作的(即，没有遭受电力中断)。
28.例如，节点108h可以以仅足够节点108e、108f和108g持续接收rf活动信标信号的强度发送rf活动信标信号。在一个示例中，rf活动信标信号可以被称为有限范围信标，因为rf活动信标信号的发射强度可能是有限的。rf活动信标信号被限制为由位于发送有限范围信标的节点的发射强度半径内的其他节点106和108a-108h接收。以这种方式，rf活动信标提供位于发送有限范围信标的节点的发射强度半径内的节点106和108a-108h的子集之间的对等（peer-to-peer）通信。
29.rf活动信标信号可以包括发射rf活动信标信号的节点106或108a-108h的标识。例如，rf活动信标信号可以包括将rf活动信标信号标识为信标信号的前导以及还有rf活动信标信号源发的节点106或108a-108h的标识。仅具有前导和节点标识的表示可以是仅4-8字节的数据，但是也预期更大或更小尺寸的rf活动信标信号。与发射节点106或108a-108h相关联的其他信息也被预期为包括为rf活动信标信号的一部分。
30.在一个示例中，由节点106和108a-108h中的每一个输出的rf活动信标信号的强度可以被调整，使得5到10个之间的其他节点106和108a-108h从那个单独的节点接收rf活动信标信号。在这样的示例中，rf活动信标信号的强度可以是0 dbm或从-3 dbm到10 dbm的范
围，并且强度可以基于节点106和108a-108h中有多少位于紧密接近发射rf活动信标信号的节点106或108a-108h来调整。也就是说，取决于网状网络101中附加节点106和108a-108h的具体布置，rf活动信标信号的强度可以增加以到达附加节点106和108a-108h，或者减少以到达更少的附加节点106和108a-108h。在一个示例中，当rf活动信标信号的强度使得6个节点以大于50%的成功率接收到rf活动信标信号时，每个rf活动信标信号将到达6个节点中的至少一个的后续成功率将至少为98.4%(即，1-0.56)。基于发送节点106或108a-108h的范围内的节点106和108a-108h的数量的增加，基于单独的接收节点106和108a-108h的成功率的增加，或二者，该成功率可以增加。
31.rf活动信标信号可以由节点108a-108h中的每一个以定义的活动信标间隔发送。例如，节点108a-108h可以每5秒发送一次rf活动信标信号。也可以考虑更长或更短的活动信标间隔。另外，节点108a-108h中的每一个可以控制它们自己的活动信标间隔，并且活动信标间隔的同步可以不跨节点108a-108h执行。在一个示例中，rf活动信标信号之间的时段可以被选择成，在以下一个或多个因素之间实现最佳平衡：1)增加来自发射节点的rf活动信标信号的均匀分布，2)最小化来自网状网络的其他rf活动信标信号或其他rf传输的干扰，以及3)最大化中断事件时间戳的分辨率。例如，最大化中断事件时间戳的分辨率可能需要将活动信标间隔减少到更小的时间段，而最小化来自其他rf源的干扰可能需要将活动信标间隔增加到更大的时间段。
32.在一些示例中，跟踪节点106或108a-108h能够使用单个收发器设备(例如，单个无线电)实现两个mac协议，使得数据和网络管理通信可以使用一个mac协议来执行，并且rf活动信标通信可以使用另一个mac协议来执行。下面参考图2和3提供了关于基于两个mac协议的实现的附加细节。
33.随着时间的推移，节点106和108a-108h中的每一个从一个或多个其它节点106和108a-108h接收rf活动信标信号。当接收节点106和108a-108h以大于阈值百分比的活动信标间隔百分比从一个或多个其他节点106和108a-108h接收rf活动信标信号时，接收节点106和108a-108h可以跟踪来自一个或多个其他节点106和108a-108h的rf活动信标信号何时丢失。例如，阈值百分比可以设置为p%。如果接收节点106或108a-108h在总共n个活动信标间隔中的m个活动信标间隔期间从另一节点106或108a-108h接收到rf活动信标信号，并且m/n 》 p%，则接收节点(也称为“跟踪节点”)可以跟踪发送节点(也称为“被跟踪节点”)的状态。在以下描述中，节点108h被用作被跟踪节点的示例，并且节点108f被用作跟踪被跟踪节点108h的状态的跟踪节点的示例。应当理解，网状网络中的任何节点106或108a-108h可以是被跟踪节点或跟踪节点。此外，节点106或108a-108h可以是被其他节点跟踪的被跟踪节点，并且同时也是跟踪其他节点的状态的跟踪节点。
34.跟踪包括确定在其期间未接收到rf活动信标信号的活动信标间隔的数量。在从被跟踪节点108h丢失预定数量的活动信标间隔的rf活动信标信号之后，跟踪节点108f可以确定被跟踪节点108h处于疑似中断状态，并且可以发起节点探查过程，以主动请求来自被跟踪节点108h的响应。在一些示例中，跟踪节点108f在发起节点探查过程之前执行中断验证。例如，跟踪节点108f可以基于从其他跟踪节点接收的高级rf活动信标中包含的信息来执行中断验证。在这个示例中，由被跟踪节点106或108a-108h发送的高级rf活动信标信号可以被配置为包括附加信息，诸如其他节点106和108a-108h的状态。由于被跟踪节点106或
108a-108h也可以是跟踪其他节点108a-108h的状态的跟踪节点，所以被跟踪节点106或108a-108h知道其被跟踪节点106和108a-108h的状态，并且这样的状态信息可以包括在由被跟踪节点106或108a-108h发送的高级rf活动信标信号中。结果，接收到被跟踪节点106或108a-108h发送的高级rf活动信标信号的任何节点可以获得这些节点的状态。
35.继续上述示例，跟踪节点108f可以基于从也在跟踪被跟踪节点108h的一个或多个其他节点106和108a-108h(诸如节点108e)接收的高级rf活动信标来执行中断验证。跟踪节点108f可以比较自身确定的被跟踪节点108h的状态和从其他节点接收的高级rf活动信标中指示的被跟踪节点108h的状态，以确定被跟踪节点108h是否确实处于中断状态。例如，跟踪节点108f可以在预定数量的活动信标间隔内未能从被跟踪节点108h接收到rf活动信标之后，确定被跟踪节点108h处于疑似中断状态。然而，如果从其他节点接收的高级rf活动信标指示被跟踪节点108h的状态是可操作的，则跟踪节点108f可以将被跟踪节点108h的状态更新为“可操作”，而不发起节点探查过程。以这种方式，可以减少假阳性中断指示，并且可以减少通信(例如，消除节点探查过程中涉及的通信)。
36.中断验证过程也可以由跟踪节点108f执行，该跟踪节点108f向其他节点(例如，其相邻节点)请求被跟踪节点108h的状态。从那些节点接收到的响应可用于确认被跟踪节点108h处于疑似中断状态。下面参考图6和7提供了关于中断验证的附加细节。如果跟踪节点108f确认被跟踪节点108h处于疑似中断状态，则跟踪节点108f可以发起节点探查过程。
37.在一个示例中，节点探查过程可以涉及跟踪节点108f向被跟踪节点108h发送探查(例如，对响应的请求)。节点探查过程提供了附加的检测层，以确保被跟踪节点108h在发送中断警报消息之前没有正常工作。可以以跟踪节点108f的全功率强度(例如，20 dbm
–
30 dbm)发送探查。如果被跟踪节点108h仍然可操作，则被跟踪节点108h可以以全功率强度向跟踪节点108f发回消息，其指示被跟踪节点108h的操作状态。在这样的示例中，信标过程可以恢复，而不将中断警报消息升级到网状网络101的其他节点层。
38.如果被跟踪节点108h不再工作，诸如由于没有替代功率源的持续电力丧失，则在跟踪节点108f处没有接收到对探查的响应。为了降低跟踪节点108f未能检测到响应的可能性，节点探查过程可以重复两次或更多次。通过重复节点探查过程，被跟踪节点108h的假阳性中断检测的可能性可以显著降低。
39.当跟踪节点108f在节点探查过程期间没有接收到来自被跟踪节点108h的响应时，跟踪节点108f可以建立中断警报消息，该消息被定向到网状网络101的节点层。中断警报消息可以包括不起作用的被跟踪节点108h的标识，以及还有由跟踪节点108f从被跟踪节点108h接收的最近的rf活动信标信号(或者其他通信，如果这些其他通信也用于检测被跟踪节点的中断的话)的时间戳的指示。在一个示例中，跟踪节点108f可以将被跟踪节点108h的中断警报消息与其他被跟踪节点的中断警报消息相组合。这样的封装可以被称为警报分组，并且作为数据消息被发送到下一个更高节点级别的节点。
40.在一些示例中，如果在通过网络的分层拓扑向上发送警报分组之后，跟踪节点108f从被跟踪节点108h接收到rf活动信标，则跟踪节点108f可以将被跟踪节点108h标记为“已恢复”或“可操作”，并如上所述继续跟踪被跟踪节点108h的状态。在一个示例中，在将被跟踪节点108h标记为“已恢复”时，跟踪节点108f可以通过网状网络101的分层拓扑向上发送经节点恢复的消息。经节点恢复的消息可以包括恢复的节点108h的标识。
41.当警报分组(例如，包括由一个跟踪节点或多个跟踪节点确定的处于中断状态的多个被跟踪节点106和108a-108h的指示的数据分组)在下一个更高节点级别的节点106或108a-108h处被接收时，诸如在节点108e处，过滤和合并过程可以发生以防止不必要的或重复的中断指示的传输。例如，接收警报分组的节点106或108a-108h可以将警报分组解析成多个端点标识，所述端点标识指示节点106和108a-108h中的哪一个在警报分组中被指示为处于中断。节点106或108a-108h分析端点标识以得到重复警报指示(例如，如果节点106或108a-108h已经知道节点106和108a-108h中的一个或多个处于中断)。存储非重复警报指示以供进一步分析。
42.然后交叉引用存储的警报指示，以查看是否有任何存储的警报指示来自分析节点106或108a-108h监视其rf活动信标信号的节点106或108a-108h之一。如果不是，分析节点106或108a-108h将警报分组转发到网状网络101的下一个更高节点层。如果一个或多个存储的警报指示对应于由分析节点106或108a-108h监视的节点，则分析节点106或108a-108h确定是否接收到用于一个或多个存储的警报指示的rf活动信标信号，以确保rf活动信标信号没有被网状网络101的拓扑较低节点层中的节点106或108a-108h错过。如果分析节点106或108a-108h没有接收到rf活动信标信号，则分析节点106或108a-108h可以将警报分组转发到网状网络101的下一个拓扑更高的节点层。如果分析节点106或108a-108h接收到rf活动信标信号，则分析节点106或108a-108h可以在向网状网络101的下一个拓扑更高的节点层发送更新的警报分组之前，从警报分组中移除提供rf活动信标信号的节点106或108a-108h。该过程涉及从警报分组中过滤出重复的警报指示，并且在将警报分组发送到网状网络101的下一个拓扑较高的节点层之前，还从警报分组中去除假阳性中断指示。
43.当头端102从根节点106接收到警报分组时，头端102可以部署技术人员来解决警报分组指示为处于中断的一个或多个节点106和108a-108h。例如，技术人员可以被部署来修理或替换由警报分组标识的节点106和108a-108h。此外，头端102可以维护处于中断的节点106和108a-108h的记录。
44.应当理解，虽然以上描述集中于依靠rf活动信标信号来确定被跟踪节点的状态，但是也可以利用被跟踪节点发送的其他通信。例如，跟踪节点可以充当“混杂节点”，并且嗅探或监听被跟踪节点发送的任何类型的通信。当确定被跟踪节点是否处于可操作状态时，跟踪节点考虑被跟踪节点发送的rf活动信标信号和其他通信。通信包括数据通信和网络管理通信。由于被跟踪节点发送的数据或网络管理通信的发射功率可能高于被跟踪节点发送的rf活动信标信号，因此跟踪节点将接收数据或网络管理通信的概率可能高于跟踪节点将接收rf活动信标信号的概率。
45.如果跟踪节点检测到从被跟踪节点发送的通信消息，即使在多于预定数量的活动信标间隔内没有从被跟踪节点接收到rf活动信标，跟踪节点也可以确定被跟踪节点是操作的。在一些示例中，当没有从被跟踪节点接收到rf活动信标信号或通信消息时，可以使用错过间隔计数器来跟踪连续活动信标间隔的数量。由于跟踪节点可以跟踪多个被跟踪节点，因此跟踪节点可以具有针对每个被跟踪节点的单独的计数器。当跟踪节点检测到来自被跟踪节点的数据或网络管理通信或rf活动信标信号时，跟踪节点可以重置被跟踪节点的错过间隔计数器。通过考虑rf活动信标信号和其他类型的通信二者，降低了跟踪节点做出假阳性中断确定的可能性和跟踪节点生成不必要的探查的可能性。
46.如果网状网络101中的跟踪节点106和108a-108h被配置为基于rf活动信标和通信消息二者来检测被跟踪节点的操作状态，则被跟踪节点可以被配置为仅当它们在特定时间段内没有发送任何通信消息时才发送rf活动信标。该时间段可以对应于一个或多个活动信标间隔。
47.在一些情况下，节点106和108a-108h支持两种或更多种媒体访问控制(mac)协议，并且节点106和108a-108h可以被配置为使用不同的mac协议来发送rf活动信标信号和通信消息。
48.图2是实现多个mac协议的单个无线电收发器设备的示例协议栈的图。协议栈200在底层包括物理接口(phy) 210。phy 210可以定义物理传输介质的规范，诸如节点的收发器设备。节点的协议栈200的下一层包括至少两个mac层220a、220b。例如，mac层220a定义了第一网络(诸如网状网络101)的寻址和信道接入协议，允许收发器设备通过发送和接收通信消息来与其他节点通信。类似地，mac层220b可以定义称为rf信标网络的第二网络的寻址和信道接入协议，允许节点通过rf活动信标信号与其他节点通信。mac层220a和mac层220b二者的业务可以通过单个ip层230路由。两个网络的信号都可以经由传输层(如udp 240)进行传送。如下文将参考图3详细描述的，两个mac层可以是相同的协议，但是在不同的时间点(例如，在时隙的两个不同部分)操作。此外，在一些示例中，mac层220b(例如，用于rf活动信标的mac层)可能不会转到ip层，直到它执行上述信标处理方案为止。
49.网状网络101可以遵循时隙信道跳频(tsch)通信协议来在网络内传送数据和网络管理消息。网络内的节点在当前的tsch时隙上同步。为了使用单个收发器与rf信标网络和网状网络101通信，节点106或108a-108h可以在tsch时隙期间在网状网络101和rf信标网络之间切换，导致与网状网络101和rf信标网络的交错通信。因此，节点106和108a-108h可以通过经由收发器设备支持网状网络101(操作tsch协议)和rf信标网络(可以使用或不使用tsch协议操作)二者。
50.tsch协议中的每个时隙具有持续时间“t”的持续时间，其可以用毫秒或其他适当的时间单位来定义。tsch协议还使用多个信道频率用于在网络中的设备之间进行通信。跳频模式定义了用于在每个时隙期间为tsch网络中的节点进行通信的信道。例如，跳频模式可以确定信道4与时隙1相关联，并且信道6与时隙2相关联。因此，节点可以基于跳频模式确定它应该在时隙1期间切换到信道4，并且在时隙2期间切换到信道6。跳频模式可以具有跳频模式长度l，并且跳频模式每l个时隙重复。
51.图3示出了时隙300的典型tsch时隙结构。在该示例中，所示的时间段是示例性的，并且在其他实现中可以使用其他值(例如，时隙300被示为具有25毫秒的持续时间，但是时隙的其他持续时间也是可能的)。在tsch时隙结构中，节点在时隙300的第一部分308期间监听由tsch跳频模式确定的信道，用于网状网络上的通信。如图3所示，在rf稳定时段302之后，节点可以在一段时间(显示为接收器等待时间304)内监听信道上的信号。典型地，接收器等待时间304的持续时间取决于预期的发射持续时间。发射持续时间可以在ieee 802.15.4e tsch规范中定义。如果节点在接收器等待时间304到期之前接收到消息的开始，则节点可以进行到接收消息的剩余部分并处理接收到的消息。然而，如果节点在接收器等待时间304到期之前没有接收到消息的开始，则节点可以确定在当前时隙期间它将不会从网状网络上的另一个节点接收到通信。在常规网络中，时隙300的剩余部分可以是空闲的或
未使用的。
52.在当前公开中，在确定节点将不会在时隙的第一部分中接收通信之后，该时隙的被使用的第二部分可以用于rf活动信标通信。更具体地，在使用tsch协议的网状网络101上通信的节点106或108a-108h可以在tsch时隙的未使用时间部分期间切换到使用另一协议的rf信标网络。这样，如图3所示，在时隙300的第二部分，节点106和108a-108h可以在第一网络或第二网络中通信。如果节点106或108a-108h在时隙300的第一部分308期间从网状网络101上的另一节点106或108a-108h接收到消息的开始部分，则节点106或108a-108h可以在时隙300的第二部分310期间(例如，在时隙300的持续时间内)继续在第一网络中接收消息。如果节点106或108a-108h在时隙300的第一部分308到期之前没有从网状网络101接收到消息，则节点106或108a-108h可以切换到信标网络，并且开始监听来自rf信标网络中的另一个节点106或108a-108h的rf活动信标信号。如果节点106或108a-108h在时隙300的第二部分中操作并且从rf信标网络接收到信号，则节点106或108a-108h可以在时隙300的剩余持续时间内从rf信标网络接收消息。这样，可以减少或消除空闲时间，并且通信变得更加有效。
53.类似地，节点106或108a-108h可以在网状网络101上发送数据和网络管理消息，并在rf信标网络上发送rf活动信标信号。在一些示例中，rf活动信标信号以定义的活动信标间隔发送，而不管数据和网络管理消息是否在活动信标间隔内发送。在其他示例中，特别是当跟踪节点被配置为基于rf活动信标信号以及数据和网络管理消息二者来确定被跟踪节点的操作状态时，节点106或108a-108h可以被配置为仅当在给定的活动信标间隔期间没有数据或网络管理消息在网状网络101上传输时，在rf信标网络上传输rf活动信标信号。
54.例如，在节点106或108a-108h没有数据或网络管理消息要在网状网络101上发送的时间段期间，节点可以针对每个活动信标间隔发送rf活动信标。在节点106或108a-108h具有要在网状网络101上发送的数据或网络管理消息的下一个时间段中，节点可以根据需要发送这些数据或网络管理消息。节点可以进一步确定它是否也需要发送rf活动信标。如果数据或网络消息中的至少一个是在最近的活动信标间隔期间发送的，则节点可以跳过该最近的活动信标间隔的rf活动信标的发送；否则，节点将发送rf活动信标。以这种方式，减少了发送的rf活动信标信号的数量。
55.另外，或者可替换地，两个不同的信道可以用于两个网络。换句话说，网状网络101可以在用于数据和网络管理通信的第一信道上操作，并且rf信标网络可以在用于rf活动信标信号的不同信道上操作。当使用不同的信道时，数据和网络管理通信可以使用与rf活动信标信号的信道跳频序列不同的信道跳频序列。例如，跟踪节点可以在第一频率上操作，以检测网状网络上的通信消息。如果在tsch协议的时隙的第一部分期间没有检测到通信消息，则跟踪节点通过将其频率改变为不同于第一频率的rf信标网络的频率，在时隙的第二部分期间切换到rf信标网络。这可以允许rf活动信标信号以更高的功率发送，因为rf活动信标信号对数据和网络管理通信的干扰较小。在一个示例中，使用与用于发送通信消息的功率强度大体上相同的功率强度来发送rf活动信标信号。发送更高功率的rf活动信标信号可以增加接收rf活动信标信号的节点106和108a-108h的数量，或者增加在rf活动信标信号的通信范围内的节点接收到rf活动信标信号的可能性。因此，可以减少假阳性中断检测。
56.图4示出图示根据一个或多个示例的由跟踪节点确定的被跟踪节点的各种状态的
状态转移图400。如图4所示，被跟踪节点可以被确定为处于三种可能状态之一：可操作状态402、疑似中断状态404和中断状态406。如果跟踪节点能够定期检测从被跟踪节点发送的信号(rf活动信标信号、数据消息或网络管理消息)，则被跟踪节点被确定为处于可操作状态402。如以上关于图1所讨论的，如果跟踪节点在预定数量的活动信标间隔内没有检测到来自被跟踪节点的信号，则跟踪节点可以确定被跟踪节点可能正遭受电力中断并且处于疑似中断状态404。
57.跟踪节点可以通过执行中断验证来验证疑似中断状态，以减少假阳性中断检测。中断验证可以例如基于包含在由其他节点发送的高级rf活动信标中的被跟踪节点的状态信息或者通过主动请求被跟踪节点的状态来执行。如果中断验证失败，即中断验证过程显示被跟踪节点仍然可操作，则跟踪节点可以将被跟踪节点标记回可操作状态402。这样，可以减少不必要的探查的生成和传输。如果中断验证确认跟踪节点不可操作(例如，来自其他节点的信息显示被跟踪节点处于中断状态或疑似中断状态)，则跟踪节点可以进一步发起节点探查过程，以主动寻求来自被跟踪节点的响应。
58.如果没有接收到对探查的响应，则跟踪节点可以确定被跟踪节点处于中断状态406。此时，跟踪节点可以被配置为向下一个更高节点级别的节点发送中断警报消息。在一些实现中，跟踪节点可以在发送中断警报消息之前进一步执行中断验证，以确保被跟踪节点确实处于中断状态406，从而进一步降低节点中断的假阳性检测的可能性。如果中断验证失败（即中断验证显示被跟踪节点可操作），则跟踪节点可以将被跟踪节点改变到可操作状态402。此外，由于混杂节点正在监听网络业务，因此跟踪节点可以检测由网状网络101中的其他节点发送的中断警报消息或警报分组。如果跟踪节点检测到标识被跟踪节点的中断警报消息或警报分组，则跟踪节点可以避免为被跟踪节点发起中断警报消息，或者将被跟踪节点包括在其创建的警报分组中。这提供了减少网络业务的附加益处。
59.如果在被跟踪节点处于疑似中断状态404或中断状态406时，跟踪节点检测到源自被跟踪节点的信号，例如rf活动信标信号、数据消息或网络管理消息，则跟踪节点可以将被跟踪节点的状态改变回可操作状态402。应当理解，各种状态和用于在这些状态之间转换的条件仅仅是为了说明，而不应当被解释为限制。不同的条件可能会触发这些状态之间的转换。例如，如果中断验证显示被跟踪的节点确实正遭受中断，则被跟踪的节点可以从疑似中断状态404转换到中断状态406，而不发送探查。下面参考图5-7提供了关于确定被跟踪节点的状态的附加细节。
60.图5示出了用于检测图1的联网系统中的端点中断的过程500的示例。一个或多个节点(例如，节点106和108a-108h)通过执行合适的程序代码来实现图5所示的操作。为了说明的目的，过程500参考附图中描绘的某些示例来描述。然而，其他实现也是可能的。
61.在框502，过程500涉及跟踪节点106或108a-108h监听来自跟踪节点正在跟踪的被跟踪节点106或108a-108h的信号。如上所述，在一些示例中，跟踪节点可以被配置为支持在两个网络中使用的两个mac协议：由网状网络101使用的tsch协议和由rf信标网络使用的另一个协议，诸如wi-sun csma-ca协议。跟踪节点可以在tsch时隙的第一部分期间监听网状网络101中的数据或网络管理消息。如果在时隙的第一部分期间没有接收到通信消息，则跟踪节点可以切换到rf信标网络来监听rf活动信标信号。
62.在框504，过程500涉及确定跟踪节点是否在当前活动信标间隔期间从被跟踪节点
接收信号。在一些示例中，跟踪节点确定在活动信标间隔期间是否接收到rf活动信标信号。在其他示例中，跟踪节点能够嗅探或监听被跟踪节点发送的任何类型的通信。在这些示例中，跟踪节点可以考虑被跟踪节点发送的rf活动信标信号和通信消息二者，以确定被跟踪节点是否可操作。这样，如果跟踪节点在活动信标间隔期间检测到被跟踪节点发送的rf活动信标信号或数据或网络管理消息，则跟踪节点可以确定从被跟踪节点接收到信号。
63.如果至少从被跟踪节点接收到信号，则过程500涉及在框505将错过间隔计数器重置为零，然后在框502继续监听来自被跟踪节点的信号。如果在当前活动信标间隔期间没有从被跟踪节点接收到信号，则在框506，跟踪节点将错过的信号计数器增加一。在框508，跟踪节点确定错过间隔计数器是否高于错过间隔的阈值数量。如果不是，则在框502，跟踪节点继续监听来自被跟踪节点的信号。
64.如果错过间隔计数器高于阈值，则跟踪节点可以确定被跟踪节点处于疑似中断状态。在框510，过程500涉及执行中断验证以确认被跟踪节点确实不可操作，并基于中断验证更新被跟踪节点的状态。中断验证可以基于从其他节点获得的附加信息来执行，诸如包含在由另一个节点发送的高级rf活动信标信号中的被跟踪节点的状态，或者对由跟踪节点发送的对被跟踪节点的状态的请求的响应。下面参考图6和7描述了中断验证的两个示例。 跟踪节点可以使用图6和7所示的中断验证方法中的一种或两种来执行中断验证。
65.在框512，过程500涉及确定被跟踪节点是否被确定为处于疑似中断状态。该确定可以基于中断验证的结果。如果中断验证失败，这意味着被跟踪节点仍然可操作，则过程500涉及在框505重置错过间隔计数器，并在框502继续监听来自被跟踪节点的信号。如果中断验证确认被跟踪节点处于疑似中断状态，则过程500涉及，在框514，通过向被跟踪节点发送探查来发起节点探查过程。探查可以是请求来自被跟踪节点的响应的信号，并且可以使用跟踪节点的全功率强度来发送探查。在一个示例中，全功率强度可以在20 dbm和30 dbm之间，但是也考虑其他信号强度。探查的全功率强度可能明显大于rf活动信标信号的强度，以确保被跟踪节点有好得多的机会接收探查。
66.在框516，过程500涉及确定跟踪节点是否在响应时段内从被跟踪节点接收到探查响应。响应时段可以设置为几十毫秒到几秒钟。如果跟踪节点接收到探查响应，则在框505重置错过间隔计数器。在重置错过间隔计数器时，被跟踪节点被标识为处于可操作状态，并且跟踪节点继续监听来自被跟踪节点的信号。如果跟踪节点没有从被跟踪节点接收到探查响应，则过程500可以涉及在框518处的另一中断验证，类似于在框510处执行的中断验证。如果中断验证确认被跟踪节点确实处于中断状态，则在框522，跟踪节点可以向下一个更高节点级别的节点发送指示被跟踪节点的中断状态的中断警报消息。如果中断验证显示被跟踪节点仍然可操作，则过程500涉及在框505重置错过间隔计数器，并且在框502跟踪节点继续监听来自被跟踪节点的信号。
67.应当理解，以上关于图5描述的过程500是为了说明的目的，并且不应当被解释为限制。过程500的块可以以不同于图5所示的顺序执行。此外，过程500可以涉及比图500所示的那些更多或更少的块。例如，可以从过程500中省略框510中的中断验证、框518中的中断验证或两者。在另一示例中，在发送中断警报消息之前，可以向过程500添加附加块，以确定被跟踪节点的中断状态是否已经在另一节点发送的警报消息中报告。如果是，跟踪节点可以避免发送中断警报消息，从而减少网络业务。
68.如上所述，一个节点可以被多个跟踪节点跟踪。这样，当确定被跟踪节点的状态时，这些多个跟踪节点可以相互协作(例如，相互交换数据)。这可以提高被跟踪节点的状态确定的准确性，并降低检测的假阳性率。该过程包括上文在图5的框510和518中描述的中断验证过程。图6和图7均示出了中断验证过程的示例。
69.特别地，图6示出了用于基于被跟踪节点的其他跟踪节点发送的高级rf活动信标信号来验证被跟踪节点的中断状态的过程600的示例。在框602，过程600包括从被跟踪节点的另一个跟踪节点接收高级rf活动信标信号。在该示例中，网状网络101中的节点被配置为在rf活动信标信号(即，高级rf活动信标信号)中包括附加信息。除了发送rf活动信标信号的节点的标识之外，高级rf活动信标信号还可以包括关于它正在跟踪的节点的信息。关于被跟踪节点的信息可以包括标识被跟踪节点的信息和每个被跟踪节点的状态。除了标识被跟踪节点的信息和状态信息之外，高级rf活动信标信号还可以包括最近接收的rf活动信标信号或从每个被跟踪节点接收的其他通信的时间戳。该信息可以包括所有被跟踪的节点，或者仅包括具有特定状态的那些被跟踪节点，例如，发送节点已经确定处于疑似中断状态或中断状态的那些节点。在一些实施方式中，网状网络101中的节点106和108a-108h都被配置为发送高级rf活动信标信号。
70.在框604，过程600涉及解析高级rf活动信标信号以确定被跟踪节点的状态。在框606，过程600涉及确定高级rf活动信标信号是否显示被跟踪节点是可操作的。如果是，过程600涉及在框608将被跟踪节点更新为可操作的。例如，被跟踪节点的状态可以通过将高级rf活动信标中的时间戳与跟踪节点从被跟踪节点接收的最近信号的时间戳进行比较来更新。如果高级rf活动信标中的时间戳晚于跟踪节点从被跟踪节点接收的最近信号的时间戳，并且它显示被跟踪节点在当前时间间隔期间发送了信号，则被跟踪节点可以被确定为处于可操作状态。在另一个示例中，如果高级rf活动信标显示被跟踪节点是可操作的，则被跟踪节点可以被标记为处于可操作状态。
71.如果高级rf活动信标信号显示被跟踪节点不可操作，则过程600涉及在框610，根据跟踪节点确定的状态，将被跟踪节点标记为处于疑似中断状态或中断状态。例如，如果跟踪节点在被跟踪节点的状态被确定为疑似中断时调用中断验证(例如，在跟踪节点未能在超过阈值数量的错过的间隔内从被跟踪节点接收信号之后并且在探查被跟踪节点之前)，如果高级rf活动信标也显示被跟踪节点处于疑似中断或中断状态，则跟踪节点可以确定被跟踪节点处于疑似中断状态。在一些实现中，如果高级rf活动信标显示被跟踪节点处于中断状态，则跟踪节点可以确定被跟踪节点处于中断状态，即使它确定被跟踪节点处于疑似中断状态。这可以消除端点探查过程。
72.同样地，如果跟踪节点在被跟踪节点的状态被确定为中断状态时调用中断验证(例如，在跟踪节点未能接收到对探查的响应之后)，如果高级rf活动信标显示被跟踪节点处于疑似中断或中断状态，则跟踪节点可以确定被跟踪节点处于中断状态。应当进一步理解，跟踪节点可以进一步使用高级rf活动信标信号中关于被跟踪节点的附加信息来确定如何准备其自己的rf活动信标信号、中断警报消息或警报分组，诸如如果其他跟踪节点已经报告了中断，则避免生成和发送中断警报消息。
73.图7示出了用于通过与被跟踪节点的其他跟踪节点通信来验证被跟踪节点的中断状态的过程700的示例。在框702，过程700涉及跟踪节点向被跟踪节点的其他跟踪节点发送
请求，以获得关于被跟踪节点的信息，从而验证其对中断的确定。在一个实现中，跟踪节点维护关于正在跟踪同一被跟踪节点的其他节点的信息，并将请求发送给那些节点。替代地或附加地，跟踪节点可以向其相邻节点发送请求。也跟踪相同被跟踪节点的相邻节点可以响应该请求。节点可以使用这里描述的任何方法发送请求，例如，经由rf活动信标信号、数据消息、网络管理消息或其任意组合。该请求可以是单播或广播通信，并且在一些情况下以降低的功率水平发送。该请求可以使用用于其他类型通信的相同网络协议，或者可以使用本地协议。
74.在框704，过程700涉及从跟踪节点接收响应。响应包含关于由相应跟踪节点确定的被跟踪节点的信息。在框706，过程700涉及确定响应中被跟踪节点的状态是否与跟踪节点的中断确定一致。如果是，则过程700涉及根据在框708由跟踪节点自身确定的被跟踪节点的状态，将被跟踪节点标记为处于中断状态或疑似中断状态。如果响应中被跟踪节点的状态与跟踪节点的中断确定不一致，则在框710，跟踪节点可以在报告中断之前等待附加的时间量(例如，将被跟踪节点标记为可操作，但是将错过间隔的计数器分配为非零值)，或者采取进一步的动作，诸如向被跟踪节点发送另一个探查(例如，通过将被跟踪节点标记为处于疑似中断状态)。通过以这种方式验证被跟踪节点的中断，即使本地业务增加，也可以减少全局网络业务(例如，中断警报消息)。
75.示例性节点图8是网状网络101的节点106或108的组件的框图的一个示例。计算系统800的一些或所有组件可以属于图1的节点106或108a-108h中的一个或多个。节点800包括通过本地或串行连接830连接的通信模块816和计量模块818。通信模块816的功能包括向网状网络101或rf信标网络中的其他节点发送和从其接收各种信号，诸如rf活动信标(包括高级rf活动信标)、数据和网络通信消息、中断警报消息和其他数据。
76.通信模块816可以包括通信设备812，诸如天线和无线电。替代地，通信设备812可以是允许无线或有线通信的任何设备。通信设备812可以包括收发器设备，诸如rf收发器，其能够从网状网络101中的其他节点发送和接收rf通信。在一些配置中，收发器设备能够实现至少两个mac接口，以分别经由两个天线或经由单个天线与网状网络101和rf信标网络通信。通信模块816还可以包括处理器813和存储器814。处理器813控制由通信模块816执行的功能，诸如以上关于图1-7描述的一个或多个操作。存储器814可以用于存储由处理器813用来执行其功能的数据。
77.计量模块818的功能包括管理资源特别是以允许访问资源和测量所使用的资源所必需的功能。计量模块818可包含处理器821、存储器822及测量电路823。测量电路823处理资源的测量，并且可被用作传感器来收集传感器数据。计量模块818中的处理器821控制由计量模块818执行的功能。存储器822存储处理器821执行其功能所需的数据。通信模块816和计量模块818通过本地连接830彼此通信，以提供其它模块所需的数据。通信模块816和计量模块818两者都可以包括存储在存储器或另一类型的计算机可读介质中的计算机可执行指令，并且模块内的一个或多个处理器可以执行指令以提供本文描述的功能。
78.一般考虑本文阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员应当理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其它实
例中，未详细描述本领域技术人员应当了解的方法、装置或系统，以免混淆所要求保护的主题。
79.本文所讨论的特征不限于任何特定的硬件架构或配置。计算设备可以包括提供以一个或多个输入为条件的结果的组件的任何合适的布置。合适的计算设备包括访问所存储的软件(即，存储在计算机系统的存储器上的计算机可读指令)的多用途的基于微处理器的计算机系统，所存储的软件将计算系统从通用计算装置编程或配置成实现本主题的一个或多个方面的专用计算装置。任何合适的编程、脚本或其它类型的语言或语言的组合都可用于以用于编程或配置计算设备的软件来实现本文包含的教导。
80.本文公开的方法的各方面都可以以这样的计算设备的操作来执行。在以上示例中呈现的框的顺序是可以变化的；例如，框可以被重新排序、组合和/或分解成子框。某些框或过程可以并行执行。
81.这里“适于”或“配置成”的使用意味着开放和包含性语言，其不排除适于或配置成执行附加任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包括性的，在于“基于”一个或多个所叙述的条件或值的过程、步骤、计算或其他动作实际上也可以基于超出所叙述的那些的附加条件或值。本文所包括的标题、列表和编号仅是为了便于解释，而不是限制性的。
82.尽管已经针对本主题的特定方面详细描述了本主题，但是应当理解，本领域技术人员在获得对前述内容的理解后，也可以容易地得到对这些方面的更改、变化和等效物。因此，应当理解，本公开是出于示例而非限制的目的而呈现的，并且不排除包括对本领域普通技术人员应当容易显而易见的对本主题的这样的修改、变化和/或添加。