专利名称：一种泛在传感网络控制器的发现方法
技术领域：
本发明涉及通信网络，尤其涉及集中控制式无线传感网络中的一种泛在传感网络控制器的发现方法。
背景技术：
在无线传感网络中，传感网关通常被用来管理控制传感网络，并实现和外部网络的通信接口。一个传感网关的启动，需要大量的配置工作。对于一个大规模的传感网络而言，通常需要部署大量的传感网关，并且需要对每个传感网关进行动态管理、监视及控制。 对于一个包含成百上千传感网关的大规模传感网络而言，网络管理的负担将会非常大。在业务管理方面，为了取得更好的业务性能，需要在全网进行动态协调，但由于传感网关相对独立，要达成这一点非常困难。安全性方面，由于覆盖需求，传感网关经常会被安装在无法保证安全的地方，如果传感网关被盗，静态保存在传感网关中的配置信息就会成为泄密渠道。同时，如何防止非法传感网关接入也对传感网络的安全性提出了挑战。目前，这些从小规模无线传感网络向大规模无线传感网络发展过程中遇到的问题还没有合适的解决方案。为了解决现有技术中存在的上述问题，如图1所示，一种新型的集中控制式无线传感网络的体系结构及组网设备-泛在传感网络控制器和无线传感接入复用设备被提出来。从而可以有效地解决大规模无线传感网络在网络管理、安全、业务控制和互操作性等方面的问题。相比目前的无线传感网络体系结构，这种新型的集中控制式无线传感网络体系结构增加了泛在传感网络控制器和无线传感接入复用设备这两个要素，一个大规模无线传感网络可以配置一个泛在传感网络控制器和成百上千个无线传感接入复用设备，所管理的无线传感器节点更可以进一步扩展到数十万乃至数百万的规模。泛在传感网络控制器可以看作是一组逻辑设备，实现了整个无线传感网络的管理、监控、动态配置、控制等功能。无线传感接入复用设备是局域范围内的无线传感网络的控制设备，它在泛在传感网络控制器的控制下，实现对局域范围内的无线传感网络的拓扑维护和管理控制。
发明内容
本发明针对图1所示的集中控制式无线传感网络体系结构和组网设备，提出了一种泛在传感网络控制器的发现方法，从而帮助无线传感接入复用设备自动发现网络中可用的泛在传感网络控制器并选择最佳泛在传感网络控制器建立网络连接，从而成为泛在传感网络控制器所控制的无线传感网络拓扑中的一部分。无线传感接入复用设备在两种情况下会进入泛在传感网络控制器的发现状态(1)无线传感接入复用设备刚上电或重新启动，初始化工作完成时，需要发现可用的泛在传感网络控制器，并与之连接，以成为其所控制的无线传感网络拓扑中的一部分；(2)无线传感接入复用设备和已连接的泛在传感网络控制器通信连接中断时，无线传感接入复用设备需要重新发现可用的泛在传感网络控制器，并与之连接，以重新成为无线传感网络拓扑中的一部分。根据本发明的第一方面，提供了泛在传感网络控制器发现请求消息定义。泛在传感网络控制器发现请求消息中所承载的信息包括发现类型、无线传感接入复用设备硬件描述单元、无线传感接入复用设备描述单元、无线传感接入复用设备管理模式、无线传感器通信接口类型。其中，发现类型用于表示无线传感接入复用设备获取泛在传感网络控制器的存在信息的方法；无线传感接入复用设备硬件描述单元用于承载无线传感接入复用设备的硬件信息；无线传感接入复用设备描述单元用于承载无线传感接入复用设备信息；无线传感接入复用设备管理模式用于表示无线传感接入复用设备的管理模式；无线传感器通信接口类型指无线传感接入复用设备所提供的和无线传感器通信的无线接口类型。泛在传感网络控制器发现请求消息被无线传感接入复用设备用于自动发现网络中可用的泛在传感网络控制器。泛在传感网络控制器发现请求消息中传送无线传感接入复用设备的基本能力到泛在传感网络控制器。一个无线传感接入复用设备必须提供这些信息给泛在传感网络控制器，以保证和泛在传感网络控制器后续的信息交换和无线传感接入复用设备的功能特点相一致。根据本发明的第二方面，提供了泛在传感网络控制器发现响应消息定义。泛在传感网络控制器用泛在传感网络控制器发现响应消息来应答接收到的泛在传感网络控制器发现请求消息。泛在传感网络控制器发现响应消息中所承载的信息包括泛在传感网络控制器描述单元、泛在传感网络控制器名称、泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型、替代泛在传感网络控制器单元。其中，泛在传感网络控制器描述单元用于承载泛在传感网络控制器描述信息；泛在传感网络控制器名称由标识泛在传感网络控制器的字符串组成；泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型是指所述泛在传感网络控制器能够支持无线传感接入复用设备具有哪些无线传感网络通信接口 ；替代泛在传感网络控制器单元由泛在传感网络控制器IP地址和无线传感接入复用设备连接数量两部分的列表组成。其中，泛在传感网络控制器IP地址是指可以替代所述泛在传感网络控制器的其他一个或者多个泛在传感网络控制器的IP地址，无线传感接入复用设备连接数量是指这些可以替代的泛在传感网络控制器当前连接的无线传感接入复用设备数量。根据本发明的第三方面，提供了主用泛在传感网络控制器发现请求消息定义。主用泛在传感网络控制器发现请求消息中所承载的信息包括发现类型、无线传感接入复用设备硬件描述单元、无线传感接入复用设备描述单元、无线传感接入复用设备管理模式、无线传感器通信接口类型。其中，发现类型用于表示无线传感接入复用设备获取泛在传感网络控制器的存在信息的方法；无线传感接入复用设备硬件描述单元用于承载无线传感接入复用设备的硬件信息；无线传感接入复用设备描述单元用于承载无线传感接入复用设备信息；无线传感接入复用设备管理模式用于表示无线传感接入复用设备的管理模式；无线传感器通信接口类型用于表示无线传感接入复用设备所提供的和无线传感器通信的无线接口类型。无线传感接入复用设备发送主用泛在传感网络控制器发现请求消息来检测它的主用泛在传感网络控制器是否可用。当无线传感接入复用设备配置了主用泛在传感网络控制器，且当前它被连接到了另外一个泛在传感网络控制器上时，无线传感接入复用设备周期性地发送主用泛在传感网络控制器发现请求消息来检查它的主用泛在传感网络控制器是否已经变为可用状态。根据本发明的第四方面，提供了主用泛在传感网络控制器发现响应消息定义。主用泛在传感网络控制器发现响应消息中所承载的信息包括泛在传感网络控制器描述单元、泛在传感网络控制器名称、泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型、替代泛在传感网络控制器单元。其中泛在传感网络控制器描述单元用于承载泛在传感网络控制器描述信息；泛在传感网络控制器名称由标识泛在传感网络控制器的字符串组成；泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型是指所述泛在传感网络控制器能够支持无线传感接入复用设备具有哪些无线传感网络通信接口 ；替代泛在传感网络控制器单元用于指示可以替代主用泛在传感网络控制器的其他泛在传感网络控制器的地址和网络连接负荷信息。主用泛在传感网络控制器发现响应消息为泛在传感网络控制器提供了一种可以向将其配置为主用泛在传感网络控制器的请求连接的无线传感接入复用设备广告其服务能力的机制。根据本发明的第五方面，提供了无线传感接入复用设备硬件描述单元定义。无线传感接入复用设备硬件描述单元包括设备生产厂商标识、参数类型、参数值长度、参数值、 可选参数信息。其中，设备生产厂商标识是指无线传感接入复用设备生产厂商的标识符；参数类型用于表示参数值域内携带的参数类型；参数值长度表示参数值域的长度字节数；参数值表示指定参数类型的值信息；可选参数信息是指其他可用的参数列表，可以利用该域携带更多的参数信息。根据本发明的第六方面，提供了无线传感接入复用设备描述单元定义。无线传感接入复用设备描述单元包括最大无线接口数量、当前无线接口、加密能力参数、设备生产厂商标识符、参数类型、参数值长度、参数值。其中最大无线接口数量用于表示无线传感接入复用设备所支持的无线传感器通信连接最大接口数量；当前无线接口用于表示无线传感接入复用设备当前正在使用的无线传感器通信接口数量；加密能力参数，用于通知泛在传感网络控制器关于无线传感接入复用设备是否具有对传输的数据流的加密能力；设备生产厂商标识符用于表示无线传感接入复用设备的生产厂商的标识；参数类型用于表示参数值域内携带的参数类型；参数值长度表示参数值域的长度字节数；参数值表示指定参数类型的值信息。根据本发明的第七方面，提供了泛在传感网络控制器描述单元定义。泛在传感网络控制器描述单元包括当前无线传感器节点数量、无线传感器节点数量限制、无线传感接入复用设备数量、无线传感接入复用设备数量限制、安全证书类型、保留域、DTLS策略、设备生产商标识符、参数类型、参数值长度、参数值。其中当前无线传感器节点数量是指所述泛在传感网络控制器目前所管理的无线传感器节点个数；无线传感器节点数量限制是指所述泛在传感网络控制器最大可以管理的无线传感器节点数量；无线传感接入复用设备数量是指所述泛在传感网络控制器目前所连接的无线传感接入复用设备数量；无线传感接入复用设备数量限制是指所述泛在传感网络控制器最大可以连接的无线传感接入复用设备数量； 安全证书类型是指泛在传感网络控制器支持的安全证书方式；保留域是指为未来扩展所保留的信息域；DTLS策略是指泛在传感网络控制器和无线传感接入复用设备间的数据传输是否使用DTLS加密方式；设备生产厂商标识符用于表示泛在传感网络控制器的生产厂商的标识；参数类型用于表示参数值域内携带的参数类型；参数值长度表示参数值域的长度字节数；参数值表示指定参数类型的值信息。根据本发明的第八方面，提供了在未预先配置主用泛在传感网络控制器情况下， 泛在传感网络控制器发现流程。其中，包括以下步骤a)无线传感接入复用设备获取泛在传感网络控制器地址列表；b)无线传感接入复用设备发送泛在传感网络控制器发现请求消息到泛在传感网络控制器地址列表中的一个泛在传感网络控制器；c)泛在传感网络控制器在接收到发现请求消息后，发送泛在传感网络控制器发现响应消息来应答无线传感接入复用设备；d)如果泛在传感网络控制器地址列表中包括多个候选泛在传感网络控制器，则重复步骤b)和C)，直到尝试了所有候选泛在传感网络控制器；e)无线传感接入复用设备在所有已接收到泛在传感网络控制器发现响应消息的泛在传感网络控制器中选择最佳候选者，与之建立网络连接。根据本发明的第九方面，提供了在预先配置了主用泛在传感网络控制器情况下， 主用泛在传感网络控制器的发现流程。其中，包括以下步骤a)无线传感接入复用设备发送主用泛在传感网络控制器发现请求消息到预先配置的主用泛在传感网络控制器；b)泛在传感网络控制器在接收到主用泛在传感网络控制器发现请求消息后，发送主用泛在传感网络控制器发现响应消息给所述无线传感接入复用设备。根据本发明的第十方面，如果无线传感接入复用设备在上述泛在传感网络控制器发现流程或主用泛在传感网络控制器发现流程中未接收到来自任何泛在传感网络控制器的发现响应消息，则无线传感接入复用设备无法进入下一步工作状态，它需要在等候一段延时时间后，重新启动泛在传感网络控制器发现流程或主用泛在传感网络控制器发现流程，直到找到可用的泛在传感网络控制器为止。采用本发明的方案，无线传感接入复用设备可以自动发现可以连接的泛在传感网络控制器，从而建立与泛在传感网络控制器的网络连接，加入其所控制的无线传感网络。
通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图1示出了集中控制式无线传感网络的系统架构图；图2示出了根据本发明的一个具体实施例的无线传感接入复用设备硬件描述单元的格式示意图；图3示出了根据本发明的一个具体实施例的无线传感接入复用设备描述单元的格式示意图；图4示出了根据本发明的一个具体实施例的泛在传感网络控制器描述单元的格式示意图5示出了根据本发明的一个具体实施例的无主用泛在传感网络控制器配置情况下的泛在传感网络控制器发现过程的流程图；图6示出了根据本发明的一个具体实施例的有主用泛在传感网络控制器配置情况下的泛在传感网络控制器发现过程的流程图。其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤特征或装置/模块。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。以下，对本发明的第一方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。泛在传感网络控制器发现请求消息中所承载的信息包括发现类型、无线传感接入复用设备硬件描述单元、无线传感接入复用设备描述单元、无线传感接入复用设备管理模式、无线传感器通信接口类型。其中发现类型用于表示无线传感接入复用设备获取泛在传感网络控制器的存在信息的方法，包括1-静态配置、3-DNS方法、4-推举方法。静态配置方法是指可用泛在传感网络控制器的IP地址列表在无线传感接入复用设备上预先配置；DNS方法指泛在传感网络控制器的域名在无线传感接入复用设备上预先配置，无线传感接入复用设备通过DNS解析过程获取泛在传感网络控制器的IP地址；推举方法是指无线传感接入复用设备从来自泛在传感网络控制器的发现响应消息中获得其推荐的替代泛在传感网络控制器IP地址。无线传感接入复用设备硬件描述单元用于承载无线传感接入复用设备的硬件信肩、ο无线传感接入复用设备描述单元用于承载无线传感接入复用设备信息。无线传感接入复用设备管理模式用于表示无线传感接入复用设备的管理模式，包括1-本地管理模式、2-远程管理模式。无线传感器通信接口类型指无线传感接入复用设备所提供的和无线传感器通信的无线接口类型，如:802. 15. 4/Zigbee、Wi-Fi 等。泛在传感网络控制器发现请求消息被无线传感接入复用设备用于自动发现网络中可用的泛在传感网络控制器。泛在传感网络控制器发现请求消息中传送无线传感接入复用设备的基本能力到泛在传感网络控制器。一个无线传感接入复用设备必须提供这些信息给泛在传感网络控制器，以保证和泛在传感网络控制器后续的信息交换和无线传感接入复用设备的功能特点相一致。以下，对本发明的第二方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。泛在传感网络控制器发现响应消息中所承载的信息包括泛在传感网络控制器描述单元、泛在传感网络控制器名称、泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型、替代泛在传感网络控制器单元。其中泛在传感网络控制器描述单元用于承载泛在传感网络控制器描述信息。泛在传感网络控制器名称由标识泛在传感网络控制器的字符串组成。泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型是指所述泛在传感网络控制器能够支持无线传感接入复用设备具有哪些无线传感网络通信接口，如802. 15.4、 Wi-Fi 等。替代泛在传感网络控制器单元由泛在传感网络控制器IP地址和无线传感接入复用设备连接数量两部分的列表组成。其中，泛在传感网络控制器IP地址是指可以替换的另一个泛在传感网络控制器的IP地址，无线传感接入复用设备连接数量是指该泛在传感网络控制器当前连接的无线传感接入复用设备数量。泛在传感网络控制器发现响应消息为泛在传感网络控制器提供了一种可以向请求连接的无线传感接入复用设备广告其服务能力的机制。以下，对本发明的第三方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。主用泛在传感网络控制器发现请求消息中所承载的信息包括发现类型、无线传感接入复用设备硬件描述单元、无线传感接入复用设备描述单元、无线传感接入复用设备管理模式、无线传感器通信接口类型。其中发现类型用于表示无线传感接入复用设备获取泛在传感网络控制器的存在信息的方法，包括1-静态配置、3-DNS方法。静态配置方法是指主用泛在传感网络控制器的IP 地址在无线传感接入复用设备上预先配置；DNS方法指主用泛在传感网络控制器的域名在无线传感接入复用设备上预先配置，无线传感接入复用设备通过DNS解析过程获取主用泛在传感网络控制器的IP地址。无线传感接入复用设备硬件描述单元用于承载无线传感接入复用设备的硬件信肩、ο无线传感接入复用设备描述单元用于承载无线传感接入复用设备信息。无线传感接入复用设备管理模式用于表示无线传感接入复用设备的管理模式，包括1-本地管理模式、2-远程管理模式。无线传感器通信接口类型用于表示无线传感接入复用设备所提供的和无线传感器通信的无线接口类型，如=802. 15. 4/Zigbee、Wi-Fi等。无线传感接入复用设备发送主用泛在传感网络控制器发现请求消息来检测它的主用泛在传感网络控制器是否可用。当无线传感接入复用设备配置了主用泛在传感网络控制器，且当前它被连接到了另外一个泛在传感网络控制器上时，无线传感接入复用设备发送主用泛在传感网络控制器发现请求消息来检查它的主用泛在传感网络控制器是否已经变为可用状态。以下，对本发明的第四方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。主用泛在传感网络控制器发现响应消息中所承载的信息包括泛在传感网络控制器描述单元、泛在传感网络控制器名称、泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型、替代泛在传感网络控制器单元。其中泛在传感网络控制器描述单元用于承载泛在传感网络控制器描述信息。泛在传感网络控制器名称由标识泛在传感网络控制器的字符串组成。泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型是指所述泛在传感网络控制器能够支持无线传感接入复用设备具有哪些无线传感网络通信接口，如802. 15.4、Wi-Fi 等。替代泛在传感网络控制器单元由泛在传感网络控制器IP地址和无线传感接入复用设备连接数量两部分的列表组成。其中，泛在传感网络控制器IP地址是指可以替换所述泛在传感网络控制器的另一个泛在传感网络控制器的IP地址，无线传感接入复用设备连接数量是指该泛在传感网络控制器当前连接的无线传感接入复用设备数量。主用泛在传感网络控制器发现响应消息为泛在传感网络控制器提供了一种可以向将其配置为主用泛在传感网络控制器的请求连接的无线传感接入复用设备广告其服务能力的机制。以下，参照图2对本发明的第五方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。无线传感接入复用设备硬件描述单元用于承载无线传感接入复用设备的硬件信息，包括设备生产厂商标识、参数类型、参数值长度、参数值、可选参数信息。其中设备生产厂商标识是指无线传感接入复用设备生产厂商的标识符。参数类型包括以下几类0-保留、1-无线传感接入复用设备序列号、2-硬件标识符、3-无线传感接入复用设备MAC地址。参数值长度表示参数值域的长度字节数。参数值表示指定参数类型的值信息。可选参数信息是指其他可用的参数列表，可以利用该域携带更多的参数信息。以下，参照图3对本发明的第六方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。无线传感接入复用设备描述单元用于承载无线传感接入复用设备信息，包括最大无线接口数量、当前无线接口、加密能力参数、设备生产厂商标识符、参数类型、参数值长度、参数值。其中最大无线接口数量用于表示无线传感接入复用设备所支持的无线传感器通信连接最大接口数量，无线传感接入复用设备可以支持单个无线传感器通信接口，如 802. 15. 4/Zigbee、Wi-Fi等，也可能同时提供几种传感器通信接口支持。当前无线接口用于表示无线传感接入复用设备当前正在使用的无线传感器通信接口数量，即无线传感接入复用设备当前正在用几种通信接口和无线传感器节点连接。加密能力参数，用于通知泛在传感网络控制器关于无线传感接入复用设备是否具有对传输的数据流的加密能力，0-无加密能力；ι-有加密能力。设备生产厂商标识符用于表示无线传感接入复用设备的生产厂商的标识。参数类型包括0-硬件版本号、1-运行的软件版本号、2-无线传感接入复用设备弓I导程序版本号、3-其他软件版本号，如无线传感接入复用设备非运行软件版本号。参数值长度表示参数值域的长度字节数。参数值表示指定参数类型的值信息。以下，参照图4对本发明的第七方面进行描述，其中，图1及其相关描述在此一并作为参考。泛在传感网络控制器描述单元用于承载泛在传感网络控制器描述信息，包括当前无线传感器节点数量、无线传感器节点数量限制、无线传感接入复用设备数量、无线传感接入复用设备数量限制、安全证书类型、保留域、DTLS策略、设备生产商标识符、参数类型、 参数值长度、参数值。其中当前无线传感器节点数量是指所述泛在传感网络控制器目前所管理的无线传感器节点个数。无线传感器节点数量限制是指所述泛在传感网络控制器最大可以管理的无线传感器节点数量。无线传感接入复用设备数量是指所述泛在传感网络控制器目前所连接的无线传感接入复用设备数量。无线传感接入复用设备数量限制是指所述泛在传感网络控制器最大可以连接的无线传感接入复用设备数量。安全证书类型是指泛在传感网络控制器支持的安全证书方式，其中1表示χ. 509 证书方式，2表示预先共享密钥方式。保留域是指为未来扩展所保留的信息域。DTLS策略是指泛在传感网络控制器和无线传感接入复用设备间的数据传输是否使用DTLS加密方式，其中1表示明文传输，2表示使用DTLS加密。设备生产厂商标识符用于表示泛在传感网络控制器的生产厂商的标识。参数类型表示参数值域所包含的参数值的类型，其中4表示泛在传感网络控制器硬件版本号，5表示泛在传感网络控制器软件版本号。参数值长度表示参数值域的长度字节数。参数值表示指定参数类型的值信息。根据本发明实施例，还提供了一种在未预先配置主用泛在传感网络控制器情况下，泛在传感网络控制器的发现流程。下面根据图5并结合图1来介绍该流程。该流程包括以下处理步骤S10，泛在传感网络控制器地址获取。步骤S11，无线传感接入复用设备发送泛在传感网络控制器发现请求消息到步骤 SlO所获取的泛在传感网络控制器地址中的一个。步骤S12，泛在传感网络控制器在接收到泛在传感网络控制器发现请求消息后，发送泛在传感网络控制器发现响应消息给所述无线传感接入复用设备。步骤S13，如果无线传感接入复用设备在步骤SlO获取了多个泛在传感网络控制器地址，则重复步骤Sll和步骤S12，直到尝试了所有候选泛在传感网络控制器地址。步骤S14，无线传感接入复用设备在所有已接收到泛在传感网络控制器发现响应消息的泛在传感网络控制器中选择最佳候选者，作为其泛在传感网络控制器，与之建立网络连接。在步骤SlO中，在无线传感接入复用设备发送泛在传感网络控制器发现请求消息到泛在传感网络控制器前，它需要首先获取泛在传感网络控制器的IP地址。如果无线传感接入复用设备和泛在传感网络控制器位于同一个子网内，发现请求消息的目的IP地址可以设置为广播IP地址(255. 255. 255. 255)，否则无线传感接入复用设备需要预先获取泛在传感网路控制器的IP地址。无线传感接入复用设备可以有几种方式取得泛在传感网络控制器的IP地址静态配置、DNS方式、控制器推举方式。在静态配置方式下，泛在传感网络控制器的IP地址保存在无线传感接入复用设备的非易失存储器内。在DNS方式下，DNS名称“WSN-CCR-Address”可以被解析为一个或多个泛在传感网络控制器地址。在控制器推举方式下，泛在传感网络控制器可以在泛在传感网络控制器发现响应消息中携带可替代的泛在传感网络控制器IP地址列表，从而帮助无线传感接入复用设备发现更多的可用的泛在传感网络控制器。在步骤S12中，无论接收到的泛在传感网络控制器发现请求消息是用广播方式发送的还是单播方式发送的，泛在传感网络控制器一接收到泛在传感网络控制器发现请求消息，均会用无线传感接入复用设备的单播IP地址发送泛在传感网络控制器发现响应消息到无线传感接入复用设备。在步骤S13中，无线传感接入复用设备将重复步骤Sll和S12，直到对所有可能的泛在传感网络控制器均执行完毕。通过这个发现流程，无线传感接入复用设备可能发现一到多个候选的泛在传感网络控制器。在步骤S14中，无线传感接入复用设备通过预先定义的规则来从多个候选的泛在传感网络控制器中选择一个最合适的泛在传感网络控制器作为其连接控制器，并建立到其的连接。当有多个可用的泛在传感网络控制器时，则无线传感接入复用设备需要根据接收到的泛在传感网络控制器发现响应消息中的目前已经连接的无线传感接入复用设备的数量来在多个可用泛在传感网络控制器之间执行负载均衡策略，选择目前负荷较轻的泛在传感网络控制器进行网络连接。根据本发明实施例，还提供了一种在预先配置了主用泛在传感网络控制器情况下，主用泛在传感网络控制器的发现流程。下面根据图6并结合图1来介绍该流程。该流程包括以下处理步骤S20，无线传感接入复用设备发送主用泛在传感网络控制器发现请求消息到主用泛在传感网络控制器。步骤S21，泛在传感网络控制器在接收到主用泛在传感网络控制器发现请求消息后，发送主用泛在传感网络控制器发现响应消息给所述无线传感接入复用设备。由于无线传感接入复用设备已经预先配置了主用泛在传感网络控制器，故无线传感接入复用设备不需要使用其他方式来获取可用的泛在传感网络控制器地址。如果当无线传感接入复用设备在发送主用泛在传感网络控制器发现请求消息后，可以及时收到主用泛在传感网络控制器发现响应消息，则无线传感接入复用设备开始建立和所述泛在传感网络控制器的连接，不再和其他泛在传感网络控制器执行发现过程。根据本发明的第十方面，如果无线传感接入复用设备在泛在传感网络控制器发现流程中未接收到来自任何泛在传感网络控制器的发现响应消息，则无线传感接入复用设备无法进入下一步工作状态，它需要在等候一段延时时间后，重新启动泛在传感网络控制器发现流程，直到找到可用的泛在传感网络控制器为止。需要等候的延时时间可以预先设定。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换，改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种集中控制式无线传感网络中的泛在传感网络控制器的发现方法，从而帮助无线传感接入复用设备自动发现网络中可用的泛在传感网络控制器，其特征在于，无线传感接入复用设备在两种情况下会进入泛在传感网络控制器的发现状态a)无线传感接入复用设备刚上电或重新启动，初始化工作完成时，需要发现可用的泛在传感网络控制器，并与之建立网络连接，以成为其所控制的无线传感网络拓扑中的一部分；b)无线传感接入复用设备和已连接的泛在传感网络控制器通信连接中断时，无线传感接入复用设备需要重新发现可用的泛在传感网络控制器，并与之建立网络连接，以重新成为无线传感网络拓扑中的一部分。
2.根据权利要求1所述的泛在传感网络控制器的发现方法，在无线传感接入复用设备未预先配置主用泛在传感网络控制器情况下，泛在传感网络控制器发现流程的特征在于， 包括以下步骤a)无线传感接入复用设备获取泛在传感网络控制器地址列表；b)无线传感接入复用设备发送泛在传感网络控制器发现请求消息到泛在传感网络控制器地址列表中的一个泛在传感网络控制器；c)泛在传感网络控制器在接收到发现请求消息后，发送泛在传感网络控制器发现响应消息来应答无线传感接入复用设备；d)如果泛在传感网络控制器地址列表中包括多个候选泛在传感网络控制器，则重复步骤b)和c)，直到尝试了所有候选泛在传感网络控制器；e)无线传感接入复用设备在所有接收到发现响应消息的泛在传感网络控制器中选择最佳候选者，并与之建立网络连接。
3.根据权利要求1所述的泛在传感网络控制器的发现方法，在无线传感接入复用设备预先配置了主用泛在传感网络控制器情况下，泛在传感网络控制器发现流程的特征在于， 包括以下步骤a)无线传感接入复用设备发送主用泛在传感网络控制器发现请求消息到预先配置的主用泛在传感网络控制器；b)泛在传感网络控制器在接收到主用泛在传感网络控制器发现请求消息后，发送主用泛在传感网络控制器发现响应消息给所述无线传感接入复用设备。
4.根据权利要求2-3所述的泛在传感网络控制器的发现流程，其特征还在于a)如果无线传感接入复用设备在泛在传感网络控制器的发现流程中未接收到来自任何泛在传感网络控制器的发现响应消息，则无线传感接入复用设备无法进入下一步工作状态，它需要在等候一段延时时间后，重新启动泛在传感网络控制器发现流程，直到找到可用的泛在传感网络控制器为止；b)当无线传感接入复用设备配置了主用泛在传感网络控制器，且当前它被连接到了另外一个泛在传感网络控制器上时，无线传感接入复用设备周期性地发送主用泛在传感网络控制器发现请求消息来检查它的主用泛在传感网络控制器是否已经变为可用状态。
5.根据权利要求2-4所述的泛在传感网络控制器的发现流程，泛在传感网络控制器发现请求消息的特征在于a)泛在传感网络控制器发现请求消息中所承载的信息包括发现类型、无线传感接入复用设备硬件描述单元、无线传感接入复用设备描述单元、无线传感接入复用设备管理模式、无线传感器通信接口类型；b)发现类型用于表示无线传感接入复用设备获取泛在传感网络控制器的存在信息的方法，其中，1表示静态配置方法，3表示DNS方法，4表示推举方法；c)无线传感接入复用设备硬件描述单元用于承载无线传感接入复用设备的硬件信息， 无线传感接入复用设备硬件描述单元由设备生产厂商标识、参数类型、参数值长度、参数值、可选参数信息组成；d)设备生产厂商标识是指无线传感接入复用设备生产厂商的标识符；e)参数类型表示参数值域所承载的参数的类型，其中，1表示无线传感接入复用设备序列号，2表示硬件标识符，3表示无线传感接入复用设备MAC地址；f)参数值长度表示参数值域的长度字节数；g)参数值表示指定参数类型的值信息；h)可选参数信息是指其他可用的参数列表，可以利用该域携带更多的参数信息；i)无线传感接入复用设备描述单元用于承载无线传感接入复用设备信息；j)无线传感接入复用设备管理模式用于表示无线传感接入复用设备的管理模式，其中，1表示本地管理模式，2表示远程管理模式；k)无线传感器通信接口类型指无线传感接入复用设备所提供的和无线传感器通信的无线接口类型；1)泛在传感网络控制器发现请求消息被无线传感接入复用设备用于自动发现网络中可用的泛在传感网络控制器，泛在传感网络控制器发现请求消息中传送无线传感接入复用设备的基本能力到泛在传感网络控制器，以保证和泛在传感网络控制器后续的信息交换和无线传感接入复用设备的功能特点相一致。
6.根据权利要求2-4所述的泛在传感网络控制器的发现流程，泛在传感网络控制器发现响应消息的特征在于a)泛在传感网络控制器发现响应消息中所承载的信息包括泛在传感网络控制器描述单元、泛在传感网络控制器名称、泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型、替代泛在传感网络控制器单元；b)泛在传感网络控制器描述单元用于承载泛在传感网络控制器描述信息；c)泛在传感网络控制器名称由标识泛在传感网络控制器的字符串组成；d)泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型是指所述泛在传感网络控制器能够支持无线传感接入复用设备具有哪些无线传感网络通信接口；e)替代泛在传感网络控制器单元由泛在传感网络控制器IP地址和无线传感接入复用设备连接数量两部分的列表组成，泛在传感网络控制器IP地址是指可以替代所述泛在传感网络控制器的其他泛在传感网络控制器的IP地址，无线传感接入复用设备连接数量是指这些可以替代的泛在传感网络控制器当前连接的无线传感接入复用设备数量。
7.根据权利要求2-4所述的泛在传感网络控制器的发现流程，主用泛在传感网络控制器发现请求消息的特征在于a)主用泛在传感网络控制器发现请求消息中所承载的信息包括发现类型、无线传感接入复用设备硬件描述单元、无线传感接入复用设备描述单元、无线传感接入复用设备管理模式、无线传感器通信接口类型；b)发现类型用于表示无线传感接入复用设备获取泛在传感网络控制器的存在信息的方法，其中，1表示静态配置方法，3表示DNS方法；c)无线传感接入复用设备硬件描述单元用于承载无线传感接入复用设备的硬件信息；d)无线传感接入复用设备描述单元用于承载无线传感接入复用设备信息；e)无线传感接入复用设备管理模式用于表示无线传感接入复用设备的管理模式，其中，1表示本地管理模式，2表示远程管理模式；f)无线传感器通信接口类型用于表示无线传感接入复用设备所提供的和无线传感器通信的无线接口类型。
8.根据权利要求2-4所述的泛在传感网络控制器的发现流程，主用泛在传感网络控制器发现响应消息的特征在于a)主用泛在传感网络控制器发现响应消息中所承载的信息包括泛在传感网络控制器描述单元、泛在传感网络控制器名称、泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型、替代泛在传感网络控制器单元；b)泛在传感网络控制器描述单元用于承载泛在传感网络控制器描述信息；c)泛在传感网络控制器名称由标识泛在传感网络控制器的字符串组成；d)泛在传感网络控制器支持的无线传感网络通信接口类型是指所述泛在传感网络控制器能够支持无线传感接入复用设备具有哪些无线传感网络通信接口；e)替代泛在传感网络控制器单元由泛在传感网络控制器IP地址和无线传感接入复用设备连接数量两部分的列表组成；f)泛在传感网络控制器IP地址是指可以替换的另一个泛在传感网络控制器的IP地址，无线传感接入复用设备连接数量是指所述泛在传感网络控制器当前连接的无线传感接入复用设备数量。
9.根据权利要求5和7所述的消息，无线传感接入复用设备描述单元的特征在于a)无线传感接入复用设备描述单元由最大无线接口数量、当前无线接口、加密能力参数、设备生产厂商标识符、参数类型、参数值长度、参数值等七个域组成；b)最大无线接口数量用于表示无线传感接入复用设备所支持的无线传感器通信连接最大接口数量，无线传感接入复用设备可以支持单个无线传感器通信接口，也可能同时提供几种传感器通信接口支持；c)当前无线接口用于表示无线传感接入复用设备当前正在使用的无线传感器通信接口数量，即无线传感接入复用设备当前正在用几种通信接口和无线传感器节点连接；d)加密能力参数，用于通知泛在传感网络控制器关于无线传感接入复用设备是否具有对传输的数据流的加密能力，0表示无加密能力，1表示有加密能力；e)设备生产厂商标识符用于表示无线传感接入复用设备的生产厂商的标识；f)参数类型表示参数值域所承载的参数的类型，0表示硬件版本号，1表示运行的软件版本号，2表示无线传感接入复用设备引导程序版本号，3表示其他软件版本号；g)参数值长度表示参数值域的长度字节数；h)参数值表示指定参数类型的值信息。
10.根据权利要求6和8所述的消息，泛在传感网络控制器描述单元的特征在于a)泛在传感网络控制器描述单元由当前无线传感器节点数量、无线传感器节点数量限制、无线传感接入复用设备数量、无线传感接入复用设备数量限制、安全证书类型、保留域、 DTLS策略、设备生产商标识符、参数类型、参数值长度、参数值等子域组成；b)当前无线传感器节点数量是指所述泛在传感网络控制器目前所管理的无线传感器节点个数；c)无线传感器节点数量限制是指所述泛在传感网络控制器最大可以管理的无线传感器节点数量；d)无线传感接入复用设备数量是指所述泛在传感网络控制器目前所连接的无线传感接入复用设备数量；e)无线传感接入复用设备数量限制是指所述泛在传感网络控制器最大可以连接的无线传感接入复用设备数量；f)安全证书类型是指泛在传感网络控制器支持的安全证书方式；g)保留域是指为未来扩展所保留的信息域；h)DTLS策略是指泛在传感网络控制器和无线传感接入复用设备间的数据传输是否使用DTLS加密方式，其中1表示明文传输，2表示使用DTLS加密；i)设备生产厂商标识符用于表示泛在传感网络控制器的生产厂商的标识；j)参数类型是指参数值域所承载的参数的类型，其中4表示泛在传感网络控制器硬件版本号，5表示泛在传感网络控制器软件版本号；k)参数值长度表示参数值域的长度字节数；1)参数值表示指定参数类型的值信息。
全文摘要
本发明涉及信息与通信技术领域，具体涉及一种集中控制式无线传感网络中的泛在传感网络控制器的发现方法。为了解决大规模无线传感网络的可控、可管理问题，一种新型的集中控制式无线传感网络的体系结构及组网设备被设计出来。在这种组网结构中，泛在传感网络控制器实现了整个无线传感网络的管理、监控、动态配置、控制等功能。无线传感接入复用设备在其控制下，实现对局域无线传感网络的拓扑维护和管理控制。本发明提出了一种泛在传感网络控制器的发现方法，从而帮助无线传感接入复用设备自动发现网络中可用的泛在传感网络控制器并选择最佳泛在传感网络控制器建立网络连接，从而成为泛在传感网络控制器所控制的无线传感网络拓扑中的一部分。
文档编号H04W48/20GK102547927SQ20101062318
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者汤晓辉, 马松伟 申请人:江苏联优信息科技有限公司