CN100387030C - 开-关键控及具有动态路由和配置的节点到节点信息传递的无线收发器网络 - Google Patents

Abstract

本发明是操作在一个基准频率上的一种系统。该系统包括至少为三个的多个节点，每个节点把从另一个节点接收的一个信息移交到后续的一个节点。每个节点包括一个收发器，在基准频率上从另一个节点接收一个信息并在基准频率上把接收的信息发送到一个后续的节点，和一个控制器，控制收发器的操作以便接收由另一个节点发送的信息和把接收到的信息发送到一个后续的节点。

Description

开-关键控及具有动态路由和配置的节点到节点信息传递的无线收发器网络

技术领域

本发明一般涉及多级网络，并尤其涉及智能收发器节点的一种无线网络，这些节点使用局部处理和节点到节点的数据信息传递以便从一个起点到一个终点移交信息。

背景技术

在现有技术中诸如蜂窝电话系统之类的无线网络是大家熟知的。这样的网络是复杂的并建立在显然需要实时连接的基础上的。诸如蜂窝电话这样的消费应用已使人们认识到，无线通信要求耐用牢靠的实时连接。就设备和播送时间而言，实时连接是非常昂贵的。围绕着实时通信已经设计了许多种无线数据应用系统，因为它已经是通用的，但是使用这种技术，更多潜在的应用系统不能达到合理的费用。

对于许多应用系统来说，对实时连接的要求是一种人为的约束，并且已经限制了设备之间的短距离信息传递的发展。需要一种廉价，灵活，可扩展的网络来代替传统的网络概念，传统网络要求在网络操作之前建立昂贵的固定基础结构。例如，蜂窝电话要求每个用户电话只与蜂窝基站通信。尽管在区域中也许有成千上万的实际的电话，但它们不能够彼此直接通信。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种低成本、多节点的系统，该系统从节点到节点移交信息；一种节点系统，该系统移交信息并提供隐式和/或显式的移交确认；一种灵活、可适用的多节点系统，该系统可应用于多种环境和多种用途；一种具有固定节点和移动节点(被称为“宠物(Minion^TM)”设备)的多节点系统，通过固定节点可以确定移动节点的位置；一种多节点系统，该系统允许节点经选定数量的节点与一个广域网或一个全球定位系统通信；一种在每个节点上操作多个应用系统的多节点系统；以及一种多节点系统，该系统与多个“网关”对接，例如广域网(WAN)，连接到其他的通信网络，无论其有线或无线，比如电话或CATV或无线电，或是卫星或陆地。

附加的目的包括提供一种系统和方法：

使用一个微控制器和固件来编码曼彻斯特数据；

利用周期性地更新在一个表格驱动曼彻斯特编码算法中的输入项来补偿处理器时钟，并利用一种基于逐个信息而计算的表格更新来补偿发送器和接收器之间处理器时钟速度的差别；

利用曼彻斯特编码数据信息中的边缘检测来无线地使时钟同步；

减少无线业务，这通过以下方式来实现：随网络业务的负载增加而随机地增加个别信息传输之间的延迟，自动将传输的输出功率降低到一个刚好足够确保接收器高可靠性接收的电平，通过窥探网络上的数据信息而得到的路由信息来去除无关的业务、以便减少数量或路由表更新信息，实现一种限制信息所要在网络上——该网络由信息始发器所指定——转发的数量的方法，和/或实现一种使得信息超时——如果它未在始发器所设定的时间被发送的话——的灵活方法；

在低费用智能数据无线电中共享网络资源，其中该资源可以包括时间同步，虚拟地理位置业务，传感器或激励器接口，共享的存储器和广域网络接入；和

使用无线数据信息来修改和更新智能无线数据无线电中的固件。

在一种形式中，本发明是一个操作在一个基准频率上的系统。该系统包括至少三个节点。每个节点把从另一个节点接收的一个信息移交到后面的节点。每个节点包括一个收发器，在基准频率上从另一个节点接收信息并在基准频率上把接收的信息发送到一个后面的节点，和一个控制该收发器操作的控制器，以便接收由另一个节点发送的信息和把接收的信息发送到一个后面的节点。

在另一种形式中，本发明是在一个基准频率上操作的系统，包括多个节点，每个节点包括一个收发器和一个用于控制收发器操作的相应的控制器。每个控制器操作它的相应的收发器作为一个或多个下列类型的节点。一个始发类型的节点以这样一种模式提供信息：其中收发器在基准频率上将一个信息发送到系统的另一个节点。一个中间类型的节点以这样一种模式移交信息：其中收发器在基准频率上接收由另一个节点发送的信息并在基准频率上把接收的信息发送到不是接收信息节点的一个后面的节点。一个目的地类型的节点以这样一种模式接收信息：其中收发器在基准频率上接收由另一个节点发送的信息。

在另一种形式中，本发明是具有一种协议的信息，该协议允许利用节点到节点的信息传递，通过一个收发器节点的网络连续地传输该信息。包括数据的一个信息从第一始发节点经一个或多个中间节点被发送到由第一节点指定作为信息目的地的一个最后节点。该信息包括：相应于该数据的数据位；根据信息起点识别的一节点的起始位；识别信息被指定到达的最后节点的目的地位；识别发送信息的当前节点的发送位；和识别要被用来接收当前所发送信息的下一个节点的接收位。

此外，在另一个形式中，本发明是在一个基准频率上操作的系统，包括一个始发节点，多个中间节点和一个目的地节点。始发节点提供数据到中间节点。始发节点包括第一收发器——该第一收发器在基准频率上发送一个包括该数据的信息并在基准频率上接收一个隐式和/或显式的、该信息已经被其中一个中间节点接收的确认，以及控制该第一收发器操作、以发送信息到中间节点并接收该信息已经被其中一个中间节点接收的隐式和/或显式的确认的第一控制器。每个中间节点把信息从系统的一个节点移交到系统的另一个节点。每个中间节点包括第二收发器，接收在基准频率上由一个节点发送的信息并在基准频率上把信息已经被该中间节点接收到的一个隐式和/或显式的确认发送到一个节点。第二收发器也在基准频率上发送所接收的信息并在基准频率上接收该信息已经被另一个节点接收到的隐式和/或显式的确认。第二控制器控制第二收发器的操作，以便接收由一个节点发送的信息和发送该信息已经被该中间节点接收到的一个隐式和/或显式的确认，并在此后发送所接收的信息和接收信息已经被另一个节点接收到的一个隐式和/或显式的确认。一个目的地节点从其中一个中间节点接收信息。该目的地节点包括：第三收发器，在基准频率上接收由一个中间节点发送的信息和在基准频率上发送该信息已经被目的地节点接收到的一个隐式和/或显式的确认到一个中间节点；以及一个控制第三收发器操作的第三控制器，以便接收由一个中间节点发送的信息和发送该信息已经被目的地节点接收到的一个隐式和/或显式的确认。

附图说明

图1是示意图，说明根据本发明的一个宠物网^TM网络的通信路径。

图2是示意图，说明根据本发明的一个宠物网^TM网络的数据流程。

图3是如本发明所述的一个地理宠物^TM设备的方框图。

图4是如本发明所述的一个网关宠物^TM设备的方框图。

图5是如本发明所述的一个μ宠物^TM设备的方框图(也称为“微宠物^TM设备”并且可以发音成“mu-宠物^TM设备”)。

图6A是宠物^TM设备的一个采样网络(例如一个宠物网^TM网络)。

图6B是如本发明所述的宠物网^TM网络的一个示意图，该网络配置成一个虚拟的地理位置系统。

图6C是宠物^TM设备的一个简化的采样网络(例如一个宠物网^TM网络)。

图7是各种电源选择、通信接口以及实际应用的具体接口的一个方框图，包括各种网关，它们与如本发明所述的μ宠物^TM设备有关。

图8是宠物^TM设备的一个示意图，示例了对微控制器的输入/输出和对收发器的输入/输出。

图9是一个方框图，示例了本发明的操作。

图9A-9D是微控制器操作的流程图。

图9E是如本发明所述的四个数据波形的一个定时图。

图10A和10B是如本发明所述的一个车辆行驶车道确定系统的俯瞰区域图。

图11A和11B是如本发明所述的一个车辆行驶车道确定系统的宠物^TM设备的俯瞰区域图。

图12是如本发明所述的一个停车库系统的示意图。

图13是如本发明所述的一个收费公路系统的示意图。

图14是如本发明所述的一个伙伴系统的示意图。

图15是一个宠物^TM设备和在印刷电路板上的印刷天线的一个优选实施例的透视图。

图16是在一个印刷电路板上带有一个外部天线连接的一个宠物^TM设备优选实施例的透视图。

图17是取走部分部件的透视图，示例了一个路边俯瞰宠物^TM设备或一个地理宠物^TM设备，该设备固定到一个像路标这样的立柱上。

图18是包括宠物网^TM中心业务的本发明的一个系统的方框图，包括系统运行历史和当前数据库，与每个可用的网关通信的网络服务器和与各种用户应用程序通信的应用服务器。用网络服务器防火墙保护与宠物网^TM和应用程序用户连接的因特网。

附录提供了本发明一个优选实施例的宠物^TM固件操作综述。

详述优选实施例

图1和2中所示的宠物网^TM网络100是一个无线数据网络，特征在于可以短距离的设备到设备信息传递。(宠物^TM，宠物网^TM，μ宠物^TM，mu宠物^TM，微宠物^TM，网关宠物^TM，地理宠物^TM和帽子(cap)^TM是受让人的商标。此后所使用的宠物设备意味着宠物^TM，宠物网^TM，μ宠物^TM，mu宠物^TM，微宠物^TM，网关宠物^TM，和/或地理宠物^TM，除非特别指定。出于方便，后面将不使用商标指定名称“^TM”。)信息通过多个设备到设备的‘转发’(hops)被自动地路由以提供可靠的区域覆盖，冗余，噪音抗扰性和动态路由以及重配置。这些设备到设备信息没有一种时间限制的要求，比如出现在一个实时话音连接中的，诸如一个蜂窝电话网。

通过宠物网网络100使用的设备通常称为宠物设备并实际上是特别廉价的双向数据无线电设备，比如下面将描述的一个收发器。特别的是，宠物设备可以是一个μ宠物(微宠物)设备110，一个网关宠物设备120或一个地理宠物设备130，每个都是受让人的一个商标并将在下面描述。这些宠物设备的一个关键特征是它们可以彼此交换短数据信息，如图1中箭头所示。每个宠物设备成为一个整体的一部分并可以分担整个一个区域传送信息的负担。任何宠物在范围内可以与任意其它的宠物设备直接通信。这便于信息移交和确认，如下所述。

讨论示例

鸡尾酒会示例

通过在鸡尾酒会上的论述可以以一种方式说明如本发明所述的网络100。各人形成小组并在其中交谈。这些组不是静态的。时时有新的成员加入或者老的成员退出而加入另一个小组。某些人只是收听而不说任何重要的事情。小组的成员意识到其他的成员并可以从任一个附近的成员那里请求信息。偶尔一个人(杰克)会决定他需要寻找另一个人(简)。如果他四周环顾并发现他们是在相同的组中，这没有问题。否则，他可能要询问附近的人“你刚才看见简了吗？”，他可能收到各种回答。多数人会不答理他，因为他们没有听见或者他们没有相关信息。某一个人可能说“我一小时前看见简。”另一个可能说“几分钟前简经过饮料盆附近。”这给了杰克提示他需要通过人群。他可能需要再次询问，但他最终将找到简。

如果在小组上有一个呼叫简的电话，会出现类似情形。一个通信员接起这个电话，然后询问附近的人们来找简。最终这一信息将被转达而简将能够接到该电话。有时这一搜索过程花费时间过长，呼叫方会挂断。这不成为问题，因为简最终将得到该信息并能够回这个电话。如果简已经离开该小组，很可能这个帮忙的通信员能够这点并将这个附加的信息传达给呼叫者。

与小组的这种松散结构性质相符，没有中心管理机构，没有广播宣布或全球传呼系统。每个人自由地移动，独立地到达和离开，当他们觉得合适时相互交谈。如下面所指出的，宠物设备以一种类似的方式运行。

调解会议示例

更具体地说，如本发明所述的网络100以一种与受控的调解会议的环境相反的方式通信。这里有一种严格的结构环境，其中在某一时间上只有一个人说话。只有一个扩音系统并且它由一个会议主席控制。该会议主席作出一系列一般通知，确立在这个会议中允许的话题。假设这种一般信息是所有参加者都需要的。整个提问和回答过程中参加者提出要得到许可的请求。他们会提出一个问题，为了方便其他参加者，这可能需要会议主席进行重复。会议主席将回答该问题或征求参加者的响应。每个响应都以相同方式进行处理：参加者请求准许发言，会议主席准许他，参加者作出一个陈述，会议主席重复该陈述，等等。在参加者之间没有直接的讨论。与此相反，下面详述的宠物网网络的构成与这样的一种严格的结构网络不同。

宠物网网络

宠物网网络的操作与小组的线路相同。每个个体只与最接近的他们的邻近者通信，包括那些移动进来的。在一个短时间周期中可以交换大量的信息，因为小组都是平行操作。巡回的通信员可以把重要的数据从一组传到另一组同时很少抑制重要项目。诸如电话之类的共享资源被有效的使用并是廉价的。在组的个体当中具有高水平的合作，或者在节点宠物网网络的情况下。在此，一个节点涉及一个宠物设备，反之亦然，因为一个宠物设备可以是一个节点。

传统网络

传统的现有技术的无线应用系统，比如蜂窝电话，传呼机和无线局域网，更类似于调解会议。总是具有一个相当于会议主席的控制实体，比如一个卫星或基站。要求所有参加者只与会议主席通信和使用由该会议主席分配的资源。由可以被所有参加者接收到的一个广播部分最终结束全部的信息。这种方式特别缓慢和无效率。实质上在参加者之间没有接触-只与会议主席进行每个合作和通信。

多市场/众多应用

已经识别了大量的市场区，特别值得注意的是利用监视和控制，智能运输系统(ITS)，移动金融管理，建筑自动化和控制，工厂自动化和控制，家庭自动化和控制，安全和访问控制，和财产管理。此外，除上述项目外，还有大量的军事和其他的政府应用系统。下面作为示例将描述其中的一些，但不限制。

系统体系结构

许多宠物网网络的可能的应用和实施被注视，在此仅公开其中的一些。例如，宠物网网络可以被用于一个地理位置网络，如下所述。在此环境中，通过在此领域中使用小百分率的宠物设备得以实现，它们作为地理宠物设备130，如图3的方框图中所示。这些地理宠物设备130与全球定位系统(GPS)对接，全球定位系统已经被放置当作用于定位其他宠物设备的固定点。

最好是，所有的宠物设备以这样一种形式共享一种共同的结构，即一个带有天线的无线收发器，微处理器用于控制收发器，与微处理器有关的存储器和一个电源。收发器在相同频率上发送和接收，这可以减少硬件需求和允许在用于发送和接收的天线上使用一个单一个滤波器。这还避免了调谐或频率选择所需的装备。

如图3所示，一个地理宠物设备130包括一个配置成与一个GPS接收机300对接的μ宠物设备110。GPS接收机300可以直接的或通过一个选择的GPS增大接收机310被接触到一个GPS，GPS可以提供GPS接收机300的二或三维的位置指示。在几个地理宠物设备130之间，通过定位另一个μ宠物设备110，可以确定该μ宠物设备110近似的位置。下面结合图7描述地球设备130的电源选项和功率控制。

可替换的，宠物网网络可以使用与图1和2所示的虚拟图有关的固定的，物理的位置。例如，宠物网网络中的点应该被连接到一个广域网以便可以最小化信息的行进次数和网络负载。这可以通过在此领域中使用小百分率的宠物设备得以实现，它们作为网关宠物设备120，如图4的方框图中所示。这些网关宠物设备120当成集中器以便信息可以被约束到全国性宠物网网络的中央管理部件和从其发出。一个网关宠物设备的实际的广域连接可以由一个陆地广域无线数据网提供，比如Bell South Wireless Data Mobitex网络，一个使用CDPD的基于蜂窝的网络，或者一个基于卫星的数据网，比如Orbcom。

如图4所示，一个网关宠物设备120包括配置成与一个广域网(WAN)接口400对接的一个μ宠物设备110。WAN接口400可以被直接连接或与其它站点无线通信，这些站点提供数据到μ宠物设备或从μ宠物设备接收数据。下面相对于图7描述网关宠物设备120的电源选项和功率控制。

宠物网网络协议的动态配置和自动路由方面使得信息通过更有效的方式从它们的始发地被路由到它们最终目的地。由于许多宠物设备将被建立在固定的位置以提供增加的覆盖，地理位置业务，和具体的应用功能，它能够经有线的和无线的局域网，以及其他的现存的数据网提供网关业务。所有宠物设备使用相同的通信协议，数据格式和数据速率以便减少软件和硬件要求以及简化网络本身内部的维护。

提供网关业务到各个宠物设备意味着所有宠物设备有效的成为因特网的一部分，如图2所示。在世界中的任何因特网工作站上可以始发状态询问和数据信息并可以直接到任何宠物设备。中央宠物网网络服务器和各个宠物设备的专用特征提供任意所需的安全等级。安全特征典型的包括牢靠的公共密钥加密以便为特殊数据提供端到端的保护，同时总是允许整体参加者共享宠物网网络的有关方面。

宠物设备之间的虚拟地理位置机构和例行的通信也允许分布精确的时间和数据信息。宠物设备自动地使其内部时钟同步到一毫秒之内。宠物网网络的信号可以被用于协同整个网络的事件。例行发送的提供本地时间转换信息的数据消息允许专用设备保持时区的跟踪，白昼时间改变，和闰秒。宠物设备可以把这种重要的增殖特性提高给许多消费者产品。

如图5所示，一个优选实施例的一个宠物设备包括一个无线收发器500，一个控制器510和数据存储器520，包含在大约一个邮票大小的一个双面电路板上。可取的是，微处理器是可编程的任意的微处理器或控制器以便满足宠物设备的功能需要。例如，一个微控制器是由Microchip Technologies制造的型号16F876。该控制器的一些优点包括一个内装的允许电源管理的模拟到数字的转换器，一个用于控制信号的足够数量的输入端，一个内置的时钟产生器以便只需要一个简单的晶体加到控制器上，一个相当低的操作电压，比如2.6伏，以便对电池供电和可编程的存储器来说是可接受的。特别是，可编程的存储器最好是在空中现场可编程的芯片内闪存，以便可以通过宠物网网络实际的改变控制器的操作软件。在此情况下，通过宠物网网络可以重新编程宠物设备而不需要物理上的连接或处理被再编成的特殊的宠物设备。

收发器500优选地包括一个放大器顺序混合(ASH)的收发器，比如在美国专利No.5,787,117中所公开的，在此结合参考它的全部公开内容。尽管无线收发器工作在未许可的ISM频段(例如，目前的902-928MHZ，由美国的FCC和由特别在北和南美的一些其他国家的相应管理机构批准)具有少于1毫瓦的一个有效的输出功率。但其他实施例使用其他的参考频率和功率输出电平也是可以考虑的。第二频率选择应该覆盖大多数的欧洲市场。所有宠物设备在一个单一频率上发送和接收以便在接收和发送信息中和在接收和发送该信息已经被移交到下一个节点的确认信息中利用更多的收发器部件。这样可以在扩频或频率捷变方式中去除附加的费用和复杂的固件。接收器是一种稳定的，廉价的直接转换的设施。宠物设备不具有频率合成器，本地振荡器，IF滤波器，IF放大器，或天线双工器。

隐式和显式的确认

通过一个隐式的确认或一个显式的确认，可以确认信息的接收。当一个始发宠物设备经一个中间宠物设备把一个信息发送到一个目标宠物设备时出现隐式的确认，并且当由中间宠物设备发送它时始发宠物设备接收信息的一个拷贝。例如，假设宠物设备A和B彼此通信，宠物设备B和C彼此通信和宠物设备B和D彼此通信。假设宠物设备A发送一个信息到宠物设备B传递到宠物设备F，如图6C所示。宠物设备A发送该信息到接收它的宠物设备B。宠物设备B确定宠物设备D接着应该得到信息并把信息发送到宠物设备D。由于宠物设备A和B处于通信中，当宠物设备B发送到宠物设备D时，宠物设备A也接收到该传输并知道它是宠物设备A先前发送到宠物设备B的相同的信息。这是宠物设备B接收到信息的一种隐式的确认，因为宠物设备B不能把信息移交到宠物设备D，除非它从在第一地方的宠物设备A接收到该信息。

显式的确认以下述方式出现。每个宠物设备被编程以便在一个时间窗口内(例如一秒)监听一个发送信息的一个显式的确认，在它发送该信息之后。如果在窗口内始发宠物设备没有从中间宠物设备接收到一个显式的确认，始发宠物设备转发该信息到中间宠物设备。如果中间宠物设备在一秒的时间接收到该信息，则它发送一个它接收到该信息的显式的确认。换句话说，每个宠物设备被编程以便发送一个显式的确认，当它确定发送该信息的另一个宠物设备还不知道信息已经被接收到的时候。例如，假设宠物设备A和B彼此通信，宠物设备B和C彼此通信和宠物设备B和D彼此通信。假设宠物设备A发送一个信息到宠物设备B以便传递到宠物设备F。宠物设备A发送该信息到接收它的宠物设备B。宠物设备B确定宠物设备D应该是下一个得到信息并把信息发送到宠物设备D。由于宠物设备A和B处于通信中，当宠物设备B发送到宠物设备D时，宠物设备A也应该接收到该传输并知道它是宠物设备A先前发送到宠物设备B相同的信息。然而，如果这种情况没有发生，宠物设备A将转发该信息到宠物设备B。根据从宠物设备A通过宠物设备B接收的相同信息，宠物设备B将发送一个特殊的确认信息到宠物设备A，表明它已经接收到先前由宠物设备A发送到宠物设备B的信息。这种特殊的确认信息是宠物设备B接收到信息的一种显式的确认。

所有信息传输和显式的确认在相同的基准频率上被发送。可选的，每个宠物设备保留一个联系概率表以便它可以或多或少地知道能与它通信的宠物设备。

调制方法

调制优选地是连续波(CW)，也称为‘开-关键控’，并且位编码使用一种自同步曼彻斯特码。这可以最小化用于发送的所需功率，因为整个信息传输过程中发送器正好占用一半的时间，并在所有其他时间完全关闭。曼彻斯特编码要求接收器能够精确地检测信号边缘：开-关或关-开过渡。这些边缘必须出现在确定的定时窗口内以便是有效的。这为增加的噪音抗扰性排斥寄生过渡提供了一个机会。位编码的自同步特性意味着不需要长周期的时钟稳定性，比如开始/停止位或零-位-插入可以在异步和同步方式中被发现。

由于使用的曼彻斯特编码的调制被平衡，信号骑在背景噪声电平的顶端并很容易被检测到。提供一个简单的自动增益控制滤去背景噪声和在一个宽动态范围上检测数据信号。对于本领域技术人员来说，其他的调制方式和编码格式是显而易见的。

通过一个实时时钟530微控制器510保持时间，通过一个时间的广播信号它被周期地调整以便与处于网络的其它时间时钟同步。微控制器510把被发送的数据存储在数据存储器520中并把它的操作软件存储在一个闪烁程序存储器540中。可选的，可以提供用于增加数据存储器520容量的扩展存储器550。下面对于图7将描述μ宠物设备110的电源选项和功率控制。

网络定时和控制

经一个A/D变换器560和一个外围接口570微控制器510控制收发器500。该接口可以是任意的通信接口，比如一个GPS接收机，GPS差分增益，广域无线网络，局域无线网络，蜂窝调制解调器，陆线调制解调器，卫星数据调制解调器，个人计算机接口，PDA接口，或者任何其它的硬件或软件系统接口。图8显示了宠物设备的一个示意图，图9A-9E示例了如本发明所述操作的流程图。

图8是一个μ宠物设备的示意图，示例了在微控制器510和ASH收发器500之间的输入和输出。

整体操作

图9是如本发明所述的宠物设备的一个方框图。在图9A中进一步示例了由微控制器执行的定时和功率管理。同样，图9B示例了信息接收，图9C示例了信息处理，图9D示例了信息发送和图9E示例了把信息加到发送队列中，每个都是由微控制执行的。

图9A示例了一个宠物设备的微控制器的整个操作。在步骤902宠物设备的微控制器从一个功率节省睡眠方式到一个醒来方式被周期性的激励以便监听一个信息。如果在步骤904接收到一个信息，微控制器在步骤906处理，如下面将详述的图9C所示。如果在步骤904没有接收信息，微控制器前进到步骤908以确定是否一个信息需要被发送。如果一个信息需要被发送，微控制器在步骤910发送该信息(图9D)。否则，微控制器前进到步骤912检查用于可能已经出现一些事件的在它系统中的定时器，自从最后的睡眠方式和醒来周期。如果事件已经出现，微控制器前进到步骤914以便增加信息到发送记号。否则，微控制器前进到步骤916检查功率定时器。如果定时器没有超时，微控制器重新循环到步骤902监听一个信息。如果在步骤916定时器已经超时，微控制器前进到步骤918执行功率节省睡眠方式，直到下一个醒来呼叫。

图9B的微控制器的实现流程图采用了一种修改的曼彻斯特码接收方式。通常，曼彻斯特码占用每个数据位并把它分成两个信令或传输位。例如，一个“01”(一跟随零)对应于一个“0”和一个“10”(零跟随一)对应于一个1。在此方式中，发送位的数是50％个一和50％个零以便具有一个50％的工作循环结果。如下所述，这允许接收器更容易地鉴别信息的噪声。此外，它意味着不需要对于数据的模式灵敏度。

特别的是，如本发明所述的经宠物网网络的数据的传输在最低电平上被完成，使用一种修改的曼彻斯特编码和数据恢复方法。为了在单一频率环境中最可靠的传送数据，需要确保在一个信息的每个位中具有恒定数量的能量-不管是否该位是一个一或零。这种修改的方法确保没有数据相关的条件，在该条件中一个信息更容易受到噪声而不是其他因素的影响而被破坏。此外，这确保了有关位错误率的要求(在一种建议的距离测量方法的中心上)不会受到相关数据的影响。

而且，曼彻斯特编码是自同步的。具有用于每个数据位的一个信号变换以便包括收发器的发送器和接收器不必具有同步时钟，从而时钟漂移不是问题。因此，不需要使用诸如晶振之类的一个精确的振荡器，而其他不太精确的，便宜的振荡器，比如一个RC振荡器可以被使用。这种自同步特征保证了每位至少一次状态过渡(开-到-关或关-到-开)。特别的是，自同步除去了在发送收发器和接收收发器之间所需的时钟同步。在系统时钟中允许较大的变化用于数据流的产生和采样，这意味着低费用的宠物设备是可能的，即使为了时基产生，包括了那些不具有晶体的振荡器。此外，宠物设备始终可以在大范围的温度和供电电压上工作。这些因素传统的妨碍了不具有稳定振荡器的系统的工作。

简要地说，曼彻斯特码用一对发送的电平代替了每个数据位：一个零数据位由一对零-一代替，和一个一数据位由一对一-零代替。通过这种技术精确的结果是，在传输媒介中的最小脉冲宽度是用于一个实际数据位的位时间的一半。对于这种调制方式，这易于导致脉冲失真，当数据速率达到信道的最大带宽时。

传统的解调器试图简单来自接收机的电平并基于电平对来恢复数据。一个技术例子是，试图与一个数据位间隔同步并确定将出现在位间隔中心的过渡的方向：升高为零，下降为一。在现存的脉冲宽度失真，噪声级，或相移中这种方式不工作，它们引起上升和下降沿是相对彼此被置换的。

在本发明的一个优选实施例中，通过下降沿鉴别来检测曼彻斯特码。通常，通过测量信号电平来确定曼彻斯特码以确定零电平和一电平。然而，本发明注重的是不需要确定电平。例如，通过观察接收器的特性和特别的跟踪位的边缘，信息可以被解码。特别的是，为了解码曼彻斯特码，能够测量下降沿之间的间隔以确定它是什麽码。取决于在下降沿半位间隔之间的周期是否为两个半位，三个半位，或四个半位，该周期确定是否数据引起一个零，一个一或由一个一跟随一个零。这种方法比测量位电平的方法提供了更多的容差并允许接收器保持同步。

本发明的编码技术仅仅依靠接收信号的下降沿之间的时间间隔。脉冲失真，相移和噪声级不会严重的影响该系统的性能。此外，优选ASH接收器的特点是这样的，即接收信号脉冲的上升沿趋于经受比下降沿更有效地抖动，特别是具有最小的接收信号强度。因此，下降沿检测意味着较少的抖动。

训练模式必须比引起下降沿的正常脉冲要长，分别是5个半位周期。这样被检测和引起接收器固件复位到它的初始状态。这些训练位的目的是为了接收器达到在信息中将被遇到的信号电平的要求。第一训练位通常不被检测。本发明的系统发送三个训练位以便接收收发器在第三个的末端上处于合适的条件。特别的是，接收器必须能够可靠的检测图9E的定时图中标注的“临界边缘”的下降过渡。这标志着数据流的开始。由于这里我们必须具有一个下降沿，在数据流中的第一位必须是一个零。发送器人为的插入这个零。跟着的实际数据信息可以用一个零或一开始。这样，跟随临界边缘的间隔可以是两个或三个半位时间。宠物网网络接收器使用该间隔把数据流建立在接收器缓冲器中。标准宠物网网络信息是256位长度。初步的错误检测出现在接收信息固件本身中，由于位间隔必须允许这些数据模式的校正检测，和位数必须确切地符合信息标准。

一个优选实现方式使用了用于每个下降沿被触发的中断驱动固件。这意味着每数据位至多具有一个中断。

接收信息操作

图9B示例了图9A步骤902的接收信息流程图。为接收一个信息，在步骤920，微控制器初始的等待由收发器接收的信号的下降沿。如果下降沿之间的周期大于5个半位间隔，如在步骤922所确定的，微控制器在步骤924退出接收模式，假设该周期意味着没有信息被发送。否则，微处理器前进到步骤926。如果边缘之间的周期等于5个半位间隔，这意味着信号是一个训练位且微控制器返回到步骤920。

否则，微控制器前进到步骤928以确定下降沿之间的周期是否等于两个半位间隔。如果是，这表明它相应于一个零数据位和由步骤930把一个“0”输入到缓冲器。接着微控制器前进到步骤932等待来自接收信号的下一个下降沿。如果下降沿之间的周期不等于二，微控制器前进到步骤934以确定是否该周期等于三个半位间隔。如果是，这表明两个数据位，由一跟随一个零，在此情况下，微控制器在步骤936把一个“0”输入缓冲器，跟着在步骤938把一个“1”输入。此后，微控制器前进到步骤940以等待来自接收信号的下一个下降沿。如果下降沿之间的周期不等于三个半位间隔，如步骤934所确定的，微控制器在步骤942退出，基于没有接收到信息。

在步骤940，微控制器再次等待来自接收信号的下一个下降沿。如果下降沿之间的周期等于两个半位间隔，如步骤944所确定的，微控制器在步骤946输入一个“1”在缓冲器中并返回到步骤940等待下一个下降沿。如果该周期不等于两个半位间隔，微控制器前进到步骤948以确定是否该周期等于四个半位间隔。如果是，在步骤950一个零被存入缓冲器中，接着在步骤952一个一被存入缓冲器中。否则，微控制器前进到步骤954以确定是否该周期等于三。如果是，一个零在步骤956被存入缓冲器中。否则，微控制器在步骤958退出程序。

通常，在一个零位之后步骤932等待信号的下降沿以便它是在步骤930和956的下一步骤。另一方面，在一个一位之后步骤940等待下降沿以便它是在步骤938，946和952之后的下一个步骤。

信息处理操作

图9C示例了图9A的步骤906所示的处理一个信息的处理过程。特别的是，微控制器在步骤960从发送队列检索被处理的信息，在步骤962插入作为发送器的标识，在步骤964记录发送时间和偏移，并前进到步骤966以确定是否该信息包含一个时间字段。如果有，微控制器前进到步骤968在该字段中插入当前时间。否则，微控制器前进到步骤970以计算用于错误检测的CRC(即循环冗余检验)。它前进到步骤974发送由一个编码的零跟随的训练位，由在步骤978被发送的数据位跟随着的编码的零在步骤976被发送。此后，微控制器在步骤980退出处理信息模式。

发送信息操作

图9D示例了图9A的步骤910所示的微控制器的发送信息方式。在图9D中，微控制器在步骤901记录信息接收的时间。下一步，它前进到步骤903验证信息是正确的，通过检验CRC。如果它是不正确的，微控制器在步骤905退出。如果信息是正确的，微控制器前进到步骤907以确定是否信息包含一个时间字段。如果有，微控制器前进到步骤909以确定是否信息的准确度好于微控制器的内部准确度。如果是，在步骤911微控制器设置它的内部时钟到接收的时间。否则，微控制器前进到步骤913把信息首部内的所有宠物设备的标识号加到已知的IDs的列表中。在步骤915，微控制器确定是否信息的接收ID匹配它自己的标识。如果不匹配，它在步骤917退出。如果匹配，在步骤919它考虑是否该信息是一个复制。如果是，在步骤921微控制器指示收发器发送一个显式的确认，通过标记该确认记号并接着在步骤923退出。如果它不是一个复制的信息，微控制器在步骤921把信息加到最近接收的信息的列表中并在步骤923查看信息的目的地标识。如果目标ID匹配微控制器的ID，微控制器执行步骤925以便按照它的类型代码处理该信息并接着在步骤927退出。否则，在步骤929微控制器确定是否信息的目的地是在已知的IDs的图表中。如果不是，在步骤931该信息被做记号回到发送方并且微控制器在步骤933退出。如果目标ID在图表中，在步骤935微控制器确定是否信息的转发限制和超时已经被超过。如果是，在步骤937作记号一个显式的确认并且在步骤939微控制器退出。否则，在步骤941微控制器作记号用于传输的信息到下一个接收方并在步骤943退出。

尽管在图9B中未示出，但在每个位进入缓冲器之后可以包括一个计数器以确保不超过等于一个信息被存储在缓冲器中的256位。可替换的，每次一个位被存入缓冲器时，微控制器可以检查在该点上的溢出。换句话说，步骤904可以包括确定用于特殊信息的位数的正确性的功能。此外，步骤904执行一种CRC(循环冗余检验)计算以便对信息的精确性确保具有较高的概率。

协议

由宠物网网络处理的信息可以被认为是32字节长度和以9600波特率发送的，尽管其他的数据速率也是可行的。在整个制造过程中分配每个宠物设备具有唯一的32位序列号。这就给出了超过四万亿个号码，尽管在此环境下一个发布的号码再使用不象它在一些其他地方的一样大。每个信息将包含这些序列号的四种空间：(1)信息始发者，(2)信息最终目的地，(3)设备实际发送的该转发和(4)用于该转发的预定的接收器。信息还包含一组标准字段，用于信息类型代码，设备状态位，信息优先级和处理位。有效负荷区将包含应用具体数据，比如地理位置信息，时间/日期，等等，如由信息类型代码所确定的。除此之外，协议规定一种循环冗余检验(例如，CRC-16)，用于整个传输过程遇到的错误检测。信息长度和数据速率相结合以便每秒给出一个最大量的接近20个信息到和来自一个单一个节点。围绕着一个信息每过几秒钟，网络的正常操作将趋于保持实际的平均的速率下降。实际的无线调制方式容易地提供具有自同步数据位的检测平衡调制。这允许在微控制器时钟性能中对温度具有更大的可变性，并且省去了一个所需的晶体振荡器。

基本的协议是完全无连接的并且每个信息被看成一个独立的数据报文。内置保护机构以确保坚固性，但不保证任何独立信息的传送。在分布的网络中数据库服务器可以开始询问并且要求被怀疑错过的信息的重新发送。

某一确定应用系统的目的是，检测缺项和产生一个异常报告或告警。许多有用的信息可以从附近节点的信息路由表的询问中得到，从而建立一个宠物的最后已知的位置。

传输方法

宠物设备收发器是半双工设备，意味着它们不能同时发送和接收。有几种方法被用于避免冲突(两个节点同时发送和用于接收方的信息通信错误)。第一，不是所有的冲突会导致信息出错。如果接收器不同时在两个发送器的范围内，信息不会出错。第二，通信的电平可以被保持较低和可以使用间隔随机性技术以减少同时发送的可能性。第三，当其被发往下一转发时所有信息被隐式地确认，并且当在其最终目的地接收到它们时被隐式的确认。自动转发和省去复制信息是该协议的特点。

任选协议特性和扩充

由于宠物网网络的基本操作提供了设备之间的精确的时间同步，它能够实现附加的特性，能够有效的节省针对应用系统所需的功率。在具有动态调整窗口的TDMA方式中操作的电池供电设备可以具有特别低的平均电流消耗。这些宠物设备不会直接地参与网络中正常的信息路由，但可以经附近的其它的宠物设备来发送和接收它们自己的专用数据，那些附近的其它的宠物设备不具有这种特殊的功率约束。

确定的应用要求能够传送比包含在一个单一信息包中还要多的大量的数据。这些应用会使用一组扩充功能到基本的宠物网网络协议中。宠物设备将成对的用于点对点突发数据的通信。每个宠物设备中的存储器的一部分被留出来作为一个缓冲器。一旦这些缓冲器被初始化，网络的例行操作将引起一个缓冲器中的数据被复制在其他宠物设备的缓冲器中。这种传送的机制被称为半-流，因为数据高速率的以分组的形式被发送而没有明确的确认每个数据包。任何遗漏的数据包被再次发送；被正确接收的数据包不再发送，即使以错误的顺序接收它们。通过每个宠物设备中可用存储器的容量控制管理这些扩展的数据信息的最大长度。每个宠物设备可以具有多个缓冲器并同时用于发送或接收多个信息。每个信息可以具有一个明显的主功能和其他的隐式功能(例如，一个信息的内容和一个信息已经被发送的事实是可以从一个单一信息导出的两个有用的信息段)。

一旦一个信息缓冲器被完全的接收和确认，宠物设备将检验该信息和在它的内容上起作用。如果该信息已经到达它的最终目的地，可以具有任意的专用动作的需要。如果该信息已经到达一个中间宠物设备，该信息使用相同的突发协议被发往下一个转发前进。转发-到-转发的路由与基本的宠物设备的操作相同。注意的是，从一个宠物设备到下一个，突发数据协议把一个整体的信息完整无缺的送到转发。信息不会被分开或者跟着多于一个的路程到达目的地。这允许突发数据被发送成一串点对点的信息而不需要每个数据包中整个路由信息的额外开销。信息始发地，最终目的地和其他的首部数据是全部信息的一部分，而不是各个单独的数据包。因此，突发数据比正常的网络业务每字节具有较低的额外开销。突发数据试图在合理坚固的，稳定的网络段上被发送。

协议扩充包括在一个单一信息中从多个始发地明显认出标准信息的能力。接收方的标识是隐式的，因为接收方将扫描它们的最近发送信息的列表(见下文)以便查看它们是否已经发送了带有特殊的用于该标准信息的始发地/序列号对的一个信息。例如，多个信息能确认可以包括下列字段：类型代码表明这是一个多信息确认；宠物设备的序列号发送该信息；和始发地的标识和序列号，唯一的识别进行确认的每个信息。

数据传输

通过收发器以一种发送方式开和关的键控方式实现数据传输，在接收器上使数据容易的隔离背景噪声和在FM传输方式上50％的减少功率需求。如上所述，使用一种修改的曼彻斯特码编码所有的数据包以便提供一种DC平衡的数据流(在发送器上50％的工作周期)。

使用具有唯一宽度的平衡的脉冲训练序列开始传输，表明该脉冲是训练脉冲而不是数据或一些其它的信息。通过带有一个零值的一个有效数据位来作信号表示训练序列的结束。在训练序列结束之后信息数据立即跟随。平衡的编码确保每个数据将具有相等的载波关闭和载波打开操作的周期。由一个关-开(或零-一)过渡表示一个零数据位和由一个开-关(或一-零)过渡表示一个一数据位。

平衡的编码能够精确地分离和检测收发器的数据位和接收器中的背景噪声。此外，平衡的编码使每个位自同步以便不需要用于数据传送和接收的一个精确的时间基准和同步。可取的是，微控制器只需要能够区分由收发器接收的三种不同的脉冲宽度：1/2(半位)，1(两个半位)和(三个半位)倍的数据位速率。在一个优选实施例中，解码取决于测量FR载波信号的下降沿之间的间隔。最好是过电平检测，因为收发器可以运行在一个较低的抽样率上。

宠物设备最好包括一个混合收发器，它包括一个ASH接收器，如上所述。在微控制器中用硬件实现下降沿检测和定时并胜过前沿检测，因为在ASH接收器中的前沿传送受到有效的时间抖动。后沿趋于具有较少的抖动。

尽管可以使用任意的错误检测和校正的标准，但最好每个数据信息包括用于错误检测的一个CRC-16。纠错位可以被包括在信息中以校正传输错误。

在一个优选实施例中，期望收发器的输出功率小于一(1)毫瓦，尽管可以实现其它的最小值。对于1mW，有效的传输范围大约为100米。基于特殊的网络实现，必须选择和调整与范围相关的功率输出和两个参数。对于在100m上的1mW，防止相邻宠物设备之间的多余干扰，特别是当宠物设备处于地理密集的地方。微控制器可以控制实际的功率输出步骤以减少干扰，即使在很密集的区域。

信息冲突的避免

由于在某种程度上每个宠物设备是一个独立的发送器，可能发生两个宠物设备同时发送而引起的信息冲突。本领域技术人员应该知道许多防止和最小化这种冲突的方法。在一个优选实施例中，本发明的协议增加了来自一个特殊宠物设备的传输之间的间隔，如果宠物设备确定出现了高密度的数据业务。例如，在开始传输一个信息开始的训练位之前，以接收方式的收发器会被用于监听平衡的数据过渡，它将表示另一个信息在附近被发送。如果检测到该平衡数据过渡，在试图再次传送之前，通过一个随机选择的时间量延迟一个信息的传输。例如，这种类型的延迟的传输间隔被称为一种修改的ALOHA过程，与Ethernet和Mobitex使用的协议类似。进行延迟信息有助于防止两个信息的冲突，这种冲突可以引起两个信息的通信错误或讹误。这种方法的一个结果是，本质上增加了在一个拥挤地区中从任意特殊的宠物设备上传送信息之间的间隔。这种增加的间隔的好处是，它限制了在一个特殊区域中由所有宠物设备辐射的全部RF信号强度，从而减少了可能的冲突。此外，这减少了在拥挤区域中各个宠物设备的功率消耗并且保持近似常量的成功信息传输的概率。

连接性和共享资源

通过已知技术中的外部通信接口可以提供在局部宠物网网络上所关心的连接性。例如，具有外部双向通信能力的mμ宠物设备可以被用成网关宠物设备。在一个网关宠物设备和系统数据库之间这样的外部通信允许信息到达中央数据库，以便经过与系统数据库对接的因特网或其它网络可以得到对用户或顾客有用的信息。

此外，位于彼此接近的宠物设备可以经过它们的无线宠物网网络连接共享连接到它们接近的宠物设备的资源。例如，没有一个全球定位系统接收机的宠物设备可以获悉它们近似的位置，通过与具有一个GPS接收机的一个附近的宠物设备进行通信，如上所述，在虚拟地理位置上的区域中。此外，没有因特网连接性的宠物设备可以经过与因特网连接的一个网关宠物设备联系因特网。

定时

所有的宠物设备保持与等同的世界时间(UTC)同步的内部时钟，经过一个地理宠物设备和全球定位系统(GPS)。精确的时间被保持到近似1毫秒以便允许协议数据的一致发送和接收。连接到GPS的地理宠物设备被编程频繁的广播高精度的时间消息以便重新同步网络内其它的宠物设备。除此之外，当整个网络进行同步时，如果一个宠物设备失去了功率或者失去了与宠物网网络的联系，可以被编程知道它的时钟精度可能被降低和顺从具有更精确时钟的其他宠物设备。此外，还考虑到基于它们的地理上的位置，宠物设备可以保持本地时区公差。在内部，宠物设备保持GPS时间，它是一种单调增加的秒计数。在一种所需要的基础上处理到UTC的转换。

此外，所关注的是，为了实现在时间信息中的改变，宠物设备保持一个信息出现时间的校正和一种大小校正。例如，在GPS卫星全年广播的规定的时间上可以插入或删除闰秒。在这个时间上整个宠物网网络会规定插入或删除一秒。除此之外，由夏令时引起的本地时间改变会被提前规定并且在整个网络内广播。

每个宠物设备被分配一个唯一的序号，它在整个制造过程中被建立，用于识别特殊的宠物设备以至于每个宠物设备是唯一的。这允许宠物设备彼此区分它们自己和一个宠物设备区分另一个。在一个连续的基础上宠物设备可以被编程从附近所有其他宠物设备上接收信息。“在附近”意味着范围内的宠物设备或者在一个特殊时间上的范围内的宠物设备。可替换的，它还注重宠物设备收发器可以被有选择地在短时间周期上被激活和打开以及在其它周期上被关闭以便节省功率。它进一步考虑到的是，如果一个宠物设备仅在整个确定间隔过程中接收，可以从宠物设备唯一的序号得出整个它进行接收过程的间隔以便可以确定其它的宠物设备，当发送到一个正常关闭的特殊宠物设备的时候。整个适当的间隔过程中，直接到不连续接收的一个宠物设备的信息会被发送，如通过序号所定义的。本领域技术人员应该知道其他的宠物设备的保存功率和允许间歇操作的方式。

信息首部和标志

每个在宠物设备之间发送的信息将包含一个标题区和一个数据区。标题区将包含下列的位字段：

a.产生信息的宠物设备(始发者)的序号；

b.发送信息(发送器)的宠物设备的序号；

c.预定接收该信息(接收方)的宠物设备的序号；

d.预定作为该信息最终目的地(目的地)的宠物设备的序号；

e.朝着它的最终目的地该信息已经取得的(到此为止)转发的数；

f.允许该信息取得的最大的转发数；

g.由该信息的始发器生成的该信息顺序号；

h.一个超时表示，在这个时间上该信息将到期终止，如果它还没有到达它的最终目的地；

i.控制该信息的配置的一组标志并表明发送器或始发器的状态；

j.控制数据部分的解释的一个类型代码。

类型代码包括下列，但不局限于此：位置，时间，历史，请求/响应，命令，专用数据，速度，前缀，初始化流，天气和固件。所关注的是，宠物网网络信息中的数据区可以被加密或发送成明语二进制文本。可取的是，如果加密，加密的数据可以使用一个公共密钥加密系统，只允许在信息最终目的地上的宠物设备来解密数据。通过接收信息的任何宠物设备可以可以检验明语文本数据。可以以一种专用方式编码一些明语文本数据，只能由具有适合该应用的其他宠物设备可进行访问。这种数据的意义对所有宠物设备来说不是公共可用的。

包括首标和数据区的信息从一个宠物设备到另一个朝着它们的预期的目标前进。在此方式中，每个宠物设备的范围被扩展到局部宠物网网络的范围并充分地超出任何单一收发器的范围。此外，通过一个移动宠物设备可以收集信息，该移动宠物设备相当于一个通信员，在后续的时间上把信息传递到遥远的不能直接到达的宠物设备。

如上所述，当下述情况时发生信息接收的隐式的确认：由宠物设备A始发的一个信息被发送到具有一个最终目的地的宠物设备C的宠物设备B。当宠物设备B把信息发送到宠物设备C时，宠物设备A也能听到该传输并接着确定宠物设备B正确地接收了它。在一些情况下，不出现隐式的确认。在一个合适的延迟之后，没有被明显地确认的信息再次被发送。基于接收相同信息的多种例子，通过发送带有一个空白接收方的信息，接收方会产生一个显式的明确的确认。这只是作为一个确认信息，不会有一个接收方试图传送该信息和不会浪费功率和带宽。

信息标志可以包括具有下列意义的指示器。这些标志可以不明显地存在于首标和信息的其他部分。它们实际上可以由其它字段中的值的组合来表示。通过下列的允许宠物设备操作的特征和应用的描述来表示信息的存在：

a.传送所有的信息/只传送最近的信息。允许信息合并，当来自相同始发者的多个信息到达相同的通信员或网关时，在早期的信息可以被传递之前。在一个路径出错的事件中还允许消除老的信息。

b.优先级。在整个把信息向最终目标传送所作出的第一和后续的尝试的过程中，控制间隔。

c.专用路径/任意报信者。信息通常跟随一个单一的路径，但有时这是合适的，允许单一的传输寻址区域中所有的报信者。每个报信者接收信息然后试图把不具有明显确认的信息传递到发送者。作为一个例子，一种使用这种标志机理的信息用于车辆行驶时间研究。

d.广阔区域的通告。信息用于区域中所有宠物设备的利益。由转发界限字段中的转发数定义该区域。没有确认被作出并且最终目的地是空白设备。

e.我能担当一个通信员。设置标志以表明发送宠物设备把信息传送到其它的宠物设备的能力。在宠物设备中具有功率或存储器限制通常是清楚的。

f.我已经得到该信息。使用明显地确认接收一个信息。这个标志的实际表示是预定接收被设置到空白设备的信息。

g.我不再具有一个到最终目标的路径。用于返回一个信息到发送者以表明在路由表中的一个改变。

h.电池低。发送宠物设备具有一个低的电池。利用一个直接专用接收机，用于允许定位设备，该设备需要改变的电池。低的电池或功率电平信号也可以经宠物网网络本身被发送以产生异常报告，表明需要新电池。没有电池功率的单元不能产生这种信号。

i.我是一个高功率单元。在我能作出的传输数量上我没有约束等等，无限制的功率提供。我能担当一个优选的通信员。用于帮助建立路由表。标志可以自动地改变状态。例如，一个太阳能宠物设备可以仅在白天声明高功率状态。在夜晚和阴天它可以声明不处于高功率。

j.我处于功率节省方式。处于功率节省方式的宠物设备在不频繁的间隔上只监听信息。由宠物的序号部分地确定整个接收器处于能够的窗口。这允许把信息直接朝着功率节省单元发送的宠物设备知道何时可以发送。可以实现多级功率节省以便允许较低的平均功率消耗。通过宠物设备本身可以动态地调整功率节省方式。

k.信标传输。这表示由不能接收的一个宠物设备作出的一个盲目的传输。这可以为了一个低费用的应用而故意地实现。这是不能接收的一个孤立的宠物设备的必然结果，因为在该区域中没有其它的宠物设备发送。信标传输非常稀少，并且帮助引导孤立的宠物设备，当它们变成一个组的成员时。

l.你必须担当一个通信员。用于强迫一个宠物设备接受一个信息，即使它没有到最终目标的当前路径和可以正常地拒绝该信息。

m.从‘新的到达’的请求应答。这是一个用于任意宠物设备的请求，这些宠物设备不必与传输宠物设备直接通信以便调度和发送一个相应信息。这允许更新路由表，并提供区域中新宠物设备的统计调查。

n.再次进行移交相应。通常用于来自‘新的到达’的确认响应和允许被确定的重复轮询以便识别所有新的宠物设备。

o.从‘老的定时器’的请求应答。这是用于所有宠物设备的一个请求，这些宠物设备已经直接与发送宠物设备进行通信以调度和发送一个应答信息。这维护了路由表和允许及时地检测移出该区域的宠物设备。

p.来自每个人的请求应答。这是用于所有宠物设备的一个请求，以调度和发送一个信息到发送宠物设备。这维护了在一个稀疏人口环境中的路由表。

q.发送信号强度。宠物设备可以配备有逐步调整实际发送功率的能力。该标志表示用于这种特殊传输的功率电平。

r.接收信号强度。该标志用于表示从预定接收该信息的最近接收的信息的信号强度。这提供了反馈信息以允许每个宠物设备调整功率电平到所需的电平，以便用与相邻宠物设备最小的干扰完成无差错传输。

s.我是一个网关宠物设备。该标志表示宠物设备能够把信息直接传送到一个特殊的集中式数据库和因特网上。

t.我是一个停泊的宠物设备。该标志表示由该宠物设备发送的位置信息通常是可靠的，而不基于GPS。此外，该宠物设备不移动，长期连续地与该宠物设备进行联系的话，暗示着在你这方尽量少移动。使用停泊的宠物设备作为基准的长期计算将是高质量的。

u.我是一个便携宠物设备。该标志表示宠物设备通常是固定的和可以参与位置计算，但它可以移动并没有‘安装位置’。

v.我是一个动态的宠物设备。安装到汽车上或由人携带的宠物设备。以高速频繁的移动。一个通信员的候选，但不用位置计算。

w.通过中央邮箱发送该信息。该标志超过目的地字段以便致使信息经最近的网关被路由到集中的数据库。然后中央数据库服务器发出信息到最近声明能够与实际目的地宠物设备进行通信的网关。允许在宠物网网络的完全地理区域上进行宠物-到-宠物设备的通信。也允许集中的存储信息用于后续的传递，如果宠物设备暂时在覆盖区之外或电源关闭。

信息的数据部分

具有一个意味着“位置”的类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分将包含下列位字段：质量-估计位置值的精确性；纬度；经度；高度-上述的一个标准参考基准点，比如从GPS读取仪表得到的WGS84；和时间-得到位置的秒的时间。

带有一个意味着“位置”的类型代码的宠物网网络标准信息被用于对所有宠物设备提供虚拟的地理位置业务。每个宠物设备周期的发送一个信息声明当前它自己位置的最佳估算。配备了GPS接收机的宠物设备会提供高精确度的位置信息，GPS接收机通常从GPS星座接收良好的质量数据。永久的安装在稳定结构中的固定宠物设备能够提供高精确度的位置信息而不用GPS装备的费用，并且处于位置中的GPS不工作(例如，地下)。宠物设备可以在它们估算的位置中得到增加的精确性，通过从多个高精度源接收“位置”信息。计算一种改进的定位的可能的方法包括：

1.使用一种简单的平均接收的位置值。基于来自每个位置报告的转发数，使用一个加权的平均。

2.基于来自每个其他宠物设备的信号强度，使用一个估计的距离。

3.基于对宠物设备任何可得到的信息，使用一个统计的方法。

带有意味着“时间”的一个类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分应该包含下列的位字段：

质量-估计位置值的精确性；时间-具有精确度为1毫秒的时间；区域-基于位置的当前时区公差；改变出现时间-改变UTC或区域上的时间公差；和新值-用于新时区公差和改变到UTC的值。

带有意味着“时间”的一个类型代码的宠物网网络标准信息用于执行整个网络的宠物设备时钟的同步。

带有意味着“历史”的一个类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分将包含多个质量/时间/纬度/经度位置历史记录的拷贝。这用于以一种紧密的信息格式传送用于始发宠物设备的一个行进历史。

带有意味着“速度”一个类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分将包含质量/时间/速度/方向历史记录的多个拷贝。这用于以一种压缩的信息格式传送用于始发宠物设备的一个速度历史。

带有意味着“专用数据”一个类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分将包含由附着于最终目的地宠物设备翻译的数据值。该数据通常被加密。中间宠物设备不能以任何方式翻译或修改。在与专用目标相关的宠物网网络数据库中，它可以被收集和存储用于以后的重现。

带有意味着“命令”一个类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分将包含由宠物网网络控制中心始发的信息，引起确定的操作以便由宠物设备执行并把结果发回到控制中心。这可以用于设置整个宠物网网络的操作方式或数据。

带有意味着“请求/应答”一个类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分将包含一个压缩的公式表示，用于计算确定的结果，基于在宠物设备本身内执行的由专用操作维护的存储器位置和计数器的值。这些专用数据和计算结果被执行和被格式化到宠物网网络内局部共享的信息中。以一种紧密形式的最终结果可以经网关被发送到中央服务器和因特网。可以被局部执行的计算的例子包括总计数，每个时间间隔计数，平均，总和，差，比率，最大，最小，等等。在这些公式计算上的数据可以包括来自任何发送或接收信息的数据字段，数据字段包含在内部路由表中，并且数据字段包含在从附加的硬件设备接收的记录中。这些计算的结果可以被用于进一步的计算或者可以直接包含在被发送到其他宠物设备或一个中央数据库或因特网的一个专用数据信息中。

带有意味着“前缀”一个类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分将包含来自标准信息首标和位置记录的几个字段的高位位。特别是，发送宠物设备的当前纬度，经度，时间和序号全部表示为长二进制字段，它的前导位通常对一个区域中的所有宠物设备是公共的或是冗余的，其中它们提供不重要的附加信息。用每个信息发送它们是浪费的，因此它们必须被移到不经常发送的“前缀”信息中。

带有意味着“初始化流”一个类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分将包含初始直接从一个宠物设备到另一个的大块数据的一个半流传送所需的数据。该信息将包含表示被传送的数据块的全部大小的字段，在传送将被异常终止之后，由接收方发送一个超时值和确认之间的一个间隔。

天线和实际的实施例

用于无线电的天线被内置在外壳中并期望提供全方向的覆盖。如图15所示，天线A被印刷在一个双面电路板B上并围着电路板的周边缠绕。这允许天线被印刷成印刷电路板布局的一部分。通常，天线起到作为一个单极的作用，具有可以嵌入到板B中的一个地平面，尽管也考虑到天线可以是一个偶极或j-极或者其它的天线设施。板的另一面具有安装在其上的微控制器510，存储器540和用于连接到供电电池的连接器(+和-)(显示在剖视图中)。可替换的，如图16所示，它考虑到天线可以是以单根导线形式的一个鞭天线A’，从板B延伸并具有一个嵌入的地极GP。例如，安置在一个交通标杆P上的一个宠物设备M可以在它的外壳H内配备一个一英尺长四分之一波长的鞭线圈WC(参看图17)或悬挂于外壳。外壳可以是用于密封一个电池的带有端盖一个PVC管，如图17所示。可以用许多方式安装宠物设备。一个优选的方法是使用标准的装配架SMB，用于在交通信号标准设施上安装摄像机，传感器和其他的交通监视设备。可替换的，PVC管可以用非晶硅SAS的一个外套覆盖，起到部分太阳能电池的作用以充电电池。假如期望或要求方向性，可以使用带有增益的定向天线，比如三元八木天线或具有反射器的一种天线。例如，在一个位置上，一个宠物设备需要知道路边其他宠物设备的位置，将使用一个方向性天线。此外，在一个警车上的一个宠物设备可以具有一个方向性天线以便集中和询问直接在它前面位于另一个车辆上的一个宠物设备。全方向天线实际上不会被实现，并且环境的限制是网络操作的一个预期的部分。任何收发器的操作范围不会是一个固定的距离，但应该仅可能被看成是一种概率函数。这样，在无线设备之间成功交换信息的可能性是它们空间位置的一个函数。以这种方式来看，所有发送源错误可以被并入一个单一的函数。这与允许一个固定长度信息发生的位错误率和确定成功接收的概率是类似的。不同于有线网络，无线网络具有空间分布的错误率。

所说的是，当从100-300英尺变化时，考虑一个宠物设备的有效范围。覆盖区域的附加控制能够使用专用天线和组装设计。任选的专用接口包括对车辆的接口，门锁，实用表，器械，建筑控制，用户显示器和用户键盘。专用接口也可以链接到外部传感器，比如用于磁通的传感器，用于温度，气象，加速度，海拔高度和压力的传感器。

对于多数宠物设备的天线期望提供全方向的覆盖，以至于可以采用本领域公知的任何全方向的天线。

在一些应用中，一个宠物设备需要一个方向天线提供方向性以便该宠物设备仅在一个特殊地区通信或者仅与某一个其它的宠物设备进行通信。这可以通过现有技术中已知的一个方向天线来实现或通过电子调谐上述的天线来实现，该天线具有限制的接收扇区，带有其他空白无效的扇区。此外，通过把天线放置在一个屏蔽罩或反射器中也可以控制一个天线的方向性，比如采用结合抛物线反射器的天线，以至于只有面向抛物线反射器的其它天线可以与反射器中的天线通信。通常，为了避免太多宠物设备之间的过多的串话干扰，天线应该具有大约100米的一个范围。使用设计的天线以在一个特殊方向上提供增益，可以用于增加有效距离，在一个特殊方向上有效距离的增加大于10米。为了保持每个宠物设备最紧凑的尺寸，特别是μ宠物设备，并且因为μ宠物设备不需要要求较高的性能，天线最好建立和安装在包含其他宠物设备部件的印刷电路板上。某些应用可能需要一个外部天线。例如，当需要把mμ宠物设备装在一个屏蔽的外壳中以防止由其他附近的宠物设备引起的RF干扰时，可以使用一个外部天线。在此情况下，在宠物设备和外部天线之间可以使用一个合适的内部连接电缆。

电源

如图7所示，通过下列的电源可以对完备的宠物设备供电：

1.一次电池。一些应用适合于用户可更换的电池。需要一些机构表示需要替换电池。某些应用允许可随意使用的宠物设备，并且对于单元的寿命，从一个单一的电池可以获得足够的电池寿命。

2.可再充电电池。与另一个电源结合使用提供充电功能。主要应用于电源是不可靠的或是间歇的。此外适用于有损电源的地方，必须检测和报告。

3.太阳能。通常适用于充电一个可再次充电电池。也可以当成一个辅助源延长一次电池的寿命。

4.超级电容器。可代替再次充电电池。不需要化学反应，从而适合对电池来说过热或冷的恶劣环境。

5.热电的。在没有其它可用电源的一个环境中，一个温差可以提供足够的功率操作一个宠物设备。

连接到另一设备的宠物设备可以从那个设备接收功率，例如，宠物设备可以从下列项目接收外部电源：

1.家用电流。可以使用一个墙式变压器或直接连接使用。

2.连接到一个车辆电子系统。这可以包括间歇源，比如用于刹车灯的配线。例如，在尾部，这可能是仅仅可用的电源。此外，可以使用再次充电电池并从一个间歇源充电。

3.电话线。提供了铃音检测或呼叫方-ID业务的一个宠物设备还可以从电话线接收全部的功率。

4.配备到个人计算机上的宠物设备可以通信和由接口供电：例如，串口，并口，键盘或通用串行总线。

半-流

宠物网网络协议扩充包括能够以多信息的形式把一个突发数据直接从一个宠物设备发送到另一个。相对于经过标准信息发送的数据这种半流数据具有紧密的首标和减少的额外开销。提供的正常宠物网网络的信息格式化和传送方法包括传输训练位，信息编码，附加的CRC-16和纠错位。半流数据信息与标准信息是相同的长度并能使用相同的缓冲器和错误检测以及校正算法进行接收。从多个宠物设备可以同时接收数据流。参与半流数据传送的一个宠物设备的能力取决于可用存储器的容量和宠物设备的功率状况。半流数据传送假设一个相当稳定的通信环境；它们不会被启动，直到已经建立了信息接收的高概率。

半流数据信息包含下列字段：

1.一个信息类型代码，表明这是半流数据信息。

2.发送该信息的宠物设备的序号。

3.预定接收该信息的宠物设备的序号。

4.与数据传送的条件有关的标志。

5.在传送内数据块的数。

6.数据本身。

通过一种多块传送请求的特殊形式确认半流数据信息。包含没有被接收的数据块数的一个信息被返回到发送方。发送方利用这种提示重新发送或继续发送数据。没有显式的确认用于被成功接收的数据块。传送请求信息具有下列字段：

1.表示这是一个多块传送请求的类型代码。

2.发送该请求的宠物设备的序号。

3.预定接收该请求的宠物设备的序号。

4.请求传输的数据块数的一个列表。

经半流数据传送的实际发送的数据可以任意的大，主要是受限于用于进行缓冲的可用存储器。实际数据将包含首标信息，包括全部数据传送的大小，如果数据是被向前传送的则包括最终接收方，错误检测信息和用于处理数据的指令，比如传送优先权等等。处理在“初始化流”信息中被发送的数据外，该控制信息被用于开始半流数据传送。

中央服务

图18是包括宠物网中央服务的一个系统的方框图，包括系统历史和当前数据库，与每个可用网关通信的网络服务器和与各种用户应用程序通信的应用服务器。使用web服务器防火墙保护与宠物网和应用用户连接的因特网。

宠物网网络技术能力的示例

天气业务

带有意味着“天气”的一个类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分将包含有关始发宠物设备操作环境的数据字段。通过测量太阳能源的性能，固定的太阳能供电的宠物设备提供一个机会来记录云量和有关的日照。车辆安装的太阳能宠物设备提供了机会确定外界与车库的间隔。温度传感器允许记录用于气象的有用的操作环境信息以及宠物设备产品本身的改进。其他的传感器可以安装到宠物设备上以便提供附加的信息领域，包括气压，有关湿度或露点，降雨量，风速和方向。宠物设备可以被安装到这样的地方作为公路“英里标志器”，在或附近的桥上和立交桥面上以便向驾驶者，警察和紧急车辆和交通管理者提供有用的数据。

带有意味着“固件”的一个类型代码的一个宠物网网络标准信息的数据部分将包含存储器地址和指令代码，用于更新包含在最终目的地宠物设备内的的固件。通常，多“固件”信息是需要的，以便发送所需的数据量来执行宠物设备功能性的升级。各种信息不需要以一种特殊的规则被接收：在整个更新的信息中每次编码它们自己的地方。在整套的“固件”信息上执行包括CRC-16的有效性检验，在新的指令码被允许在宠物设备内执行之前。宠物设备控制程序的字段更新允许低费用，灵活地发展成宠物网网络开发的新应用。多个宠物设备可以同时作为更新的目标。通过网络发送的信息数将自动地被最小化，通过选择用于同时进行更新的宠物设备的组。宠物网网络操作固件的每个版本将具有一个相关的版本号。固件的更新可以被发送成递增的改变，这允许传输少量的从一个版本到下一个版本的代码，并是保持常量的不大的主体。这些‘插入码’将具体用于从一个版本到下一个的改变-不包含正确原始版本的宠物设备将自动地忽略任何修补的不预定用于它们版本的代码。

由一个宠物设备发送的每个信息具有一个始发宠物设备ID和一个最终目标ID，它们将在处理过程中导致通过一个或多个网关。通常ID是一个宠物设备的序号。一些ID是特殊的意义。当成一个目标信息的空白宠物设备(ID零)被广播并实际上预定用于区域中所有的接收者。专用宠物设备发送数据到一个最终目标ID，它表示相应于该应用的数据库。宠物网网络把信息路由到一个网关设备，它把信息传送到正确的服务器。

每个宠物设备维护包含下列字段的一个信息路由表：

1.目标宠物设备ID。一个信息需要到达的宠物设备的ID。

2.中间宠物设备ID。用于发送信息到目标的宠物设备的ID。

3.转发。经中间宠物设备把一个信息发送到目标宠物设备的转发数。

4.到期。表项目上的时间不再是有效的。

5.中间宠物设备属性。有关宠物设备的信息，比如它的功率节省方式，信号强度和发送到它的所需的发送功率电平。

通过探听所有接收的信息来维护路由表，不只是探听那些针对一个特殊接收者的信息。这样，所有的信息通信帮助保持所有宠物设备中正确的路由表，而不用产生附加单独的通信传动来用于路由表更新。

每个宠物设备维护包含所有最新接收信息的一个表。每个收的信息与列表项比较。复制的信息可以引起一个调度传输的显式的确认。信息标志可以引起改变预定信息的列表，传送这个信息，或合并来自一个单一始发者或者直接朝着一个单一目的地的信息。由可用的存储器可微控制器的速度约束每个表中的输入项的数量。当新信息被接收时最早的输入项将丢失。

每个宠物设备维护包含所有最新发送信息的一个表。一个标志将表明是否已经接收到一个确认。没有确认的信息可以被调度重新发送。

每个宠物设备维护包含所有被预定发送的信息的一个表。

可以被接收或生成的信息不能被立即传送。该宠物设备可以作为一个通信员和不具有一个到达目的地的当前路径。下一个中间宠物设备可以处于功率节省方式和不具有一个可用窗口。在局部区域具有太多的通信业务从而传输将被延迟。宠物设备总是可以确定被发送的下一个信息，并确定何时将试图传输。

间接的保护系统

讨论下述的一种正常操作情况，比如可以遇到支持用于移动装备金融市场的合格的间接保护系统，也用于上述的地理位置示例。所有的操作参数被动态地调整，比如传输之间的间隔，每个设备的功率消耗，设备的数量和网络业务的水平，以便满足应用和环境。下面给出的是提供作为有代表性的可能实现的数量。

考虑图6A中的抽样位置。局部网络由18个宠物设备组成，每个至少能够一个接一个的通信，如所示的连接线。

这些线路不预定表示相邻的节点，并且在一些情况下，可以在不寻常的长距离上建立连接。这代表了有利的几何学的概率和可能遇到的低无线背景噪声。相反，一些实质上靠近的宠物设备不能建立直接的连接，因为不利的环境条件，比如所示的象征性的砖墙。

再有，网络没有位置或可用连接路径的现见之明。由宠物设备本身和操作协议发送的信息允许动态地导出这些信息。

图中的每个节点代表具有一个短距离无线收发器，一个微控制器和少量存储器的一个宠物设备。标记的节点具有附加的硬件，它们引起整个网络的增加的功能性。即使最少能力的宠物设备也能够利用附近多能力设备的特性。

标记的节点‘A’，‘B’，和‘C’代表地理宠物设备并作为虚拟地理位置系统的停泊点，如图6B所示。每个配备有一个GPS接收机，或者已经建立在固定点上的等价物来担当一个静态信标。标记的节点‘D’和‘E’是网关宠物设备。它们使用例如Mobitex的无线设备提供到广域网的连接。网关允许到宠物网网络服务器和数据库设施的直接连接。

在一个周期性的基础上，每个网关设备将发出一个识别它自己的广播信息并表明它能够发送和接收信息到中央数据库服务器。这出现在每小时几次的一种随机的基础上。接收信息的每个宠物设备记住网关宠物设备数并把它添加到候选列表中以处理用于数据库服务器的预定的业务。在一个间隔之后，信息被发送和在具有一个递增计数器的第二转发上。该信息现在意味着“我是一个宠物设备，一个转发离开一个网关设备，并且我能处理你的信息。”该信息的接收方注意到它并发送一个说“我离开了两个转发...”已经听到有关这个网关的节点将把较少的转发计数存入它们的表中并忽略后续的信息，因为它们只声明了比已经知道的有关节点较长的的路径。一个信息参数控制所允许转发的最大数以便可以控制来自远处源点的猛增的信息。

在此方式中，每个宠物设备必须建立所有附近网关宠物设备的一个列表。还应该知道所需的转发数和作为中间设备的宠物设备的身份。这样，通过查看具有最少转发计数的网关的身份，实现把一个信息发送到数据库服务器，并发出信息到合适的中间媒介。

一旦一个宠物设备已经发现了一个有效方法联系一个网关，它会合理地实施。在随机的间隔上(每天几次)，每个宠物设备将发送一个信息到它‘最近的’网关宠物设备。该信息基本上恰好是一个状态报告并用网关中的其他设备被缓冲。在一些间隔之后，和取决于网关网络上期望的通信水平，这些状态信息经广域网会被传送到数据库服务器。这些状态信息的目的是两个折叠：(1)数据库服务器从每个宠物设备得到一个‘心跳’并知道如何寻址用于任何特殊宠物设备的预定通信的网关，和(2)涉及处理状态信息的中间转发的每个宠物设备已经看到路由信息以允许被传递的一个‘应答’。

文中的一个‘应答’状态信息可以是从一个网关到另一个宠物设备的任何信息。记住这确实是一个无连接协议和所有的信息确实是数据报。可能的是，数据库服务器在任何时间上始发一个针对一个特殊宠物设备的信息，而它成功传递的机会刚好是最大的，在一个状态信息已经被那个宠物设备发送之后。允许使用这种假设来保持每个宠物设备中很短的历史表。或许只需要少量的输入项提供全部有效地传递，如果仅仅保持最近的信息。

在多转发中进行通信是相同的基本原理，并且在每个宠物设备中保留的记录被扩展到虚拟地理位置应用中。

每个地理宠物设备节点(图6A中的‘A’，‘B’和‘C’)周期地发送带有它当前GPS位置和时间的一个广播信息。当该信息从节点-到-节点被传送时，由每个宠物设备记录转发的位置和数量。在已经从几个地理宠物设备收集了数据之后，每个宠物设备能够计算一个加权的平均位置，基于从转发计数所暗示的每个已知位置中得到的相对距离。

这是一个例子，示例了在宠物网网络中使用短距离无线电设备的益处。短距离覆盖意味着对于位置估算具有较好的分辨力。广域网要求复杂的和昂贵的时间延迟或到达时间的测量装备以便获得类似的结果。这种装备太庞大和昂贵，只能安装在固定基站上。此外，如果目标单元处于多个基站的覆盖区中，才能使用到达数据的时间获得位置信息。

移动金融市场-虚拟地理位置的一个例子

参考图6A，宠物网网络的一个优选应用是，建立一个虚拟地理位置基础结构用作合格的间接保护系统，比如受让人的帽子(cap)系统。这正好是如何应用地理位置的一个示例。几个帽子应用的一个扩充的说明被包括在附加的可替换网络应用上的市场应用部分中。帽子系统把异常情况和有关金融车辆的异常移动模式的审计报告提供给移动装备金融公司，以及其它类型的非固定站，可移动的或移动装备。

诸如可以由一个系统实际的最佳寻址一样，许多应用提供了位置和移动方面的观点而不用传统的精确定位技术的费用，比如GPS。

一个虚拟地理位置系统提供了2-维(或3-维)相对的位置信息，只不过相关的绝对纬度和经度(或高度)不太精确。单独的‘虚拟地址’充分地服务于一些应用系统，同时还需要与实际物理位置紧密相关的其他的方面。宠物网网络用已知的位置在网络中停泊了少百分数的点。这些定位点可以是带有GPS接收机的宠物设备，它们报告精确的位置但它们随时间移动，或者它们可以是安装在固定位置中的宠物设备，比如在灯杆上，十字路口或在高架结构的不同级上。

附近设备只需要从这些固定点接收信息以便具有它们自己位置的一个近似的概念。对于从设备到设备的每个转发，可能位置的区域增加和位置精确性下降。设计宠物网网络自动地保持对有关‘转发’计数的跟踪。存在的多个定位点，和使用‘转发计数’来近似估计相对距离允许宠物网网络用尽可能少的硬件费用近似地估计实际位置。使用短距离收发器实际上改进了这种方法的分辨力，以及把用于每个设备的功率需求保持到最小。这不仅减少了费用而且易于认证和减少了有关的环境因素。

动态交通监视系统

一个应用是使用宠物网网络技术和服务为城市的，地区性的，国家的和联邦政府机构提供一种无线动态交通监视系统(DTMS)，如图10A，10B，11A和11B所示。比如城市交通局之类的组织机构，地区的和国家的公共交通机构，像任何COG(政府的劝告)和任何DOT(运输局，比如US/DOT或FX/DOT)可以使用这种费用的有效系统监视交通移动。动态交通监视系统“DTMS”可以在一个有限的基础上被启动，并逐渐发展成把更多的固定的和移动网关宠物设备扩散到系统中。整个宠物网网络起到一个集体的作用，甚至最低级的宠物设备也成为数据收集基础结构的一部分。使用这种技术，不需要具有高费用的路边读书装置，也不需要建立硬布线的基础结构。

宠物网网络数据收集网络背景

动态交通监视系统“DTMS”使城市能够监视阻塞，行驶时间，交通流量和沿着公路，高速公路以及小巷的交通流量模式的偏移。这种信息对于所有的政府交通控制机构是重要的并代表着一个机会，更好的服务他们的社区。

宠物网网络使用一个虚拟网络控制程序控制宠物设备的操作。有三种分类的宠物设备与“DTMS”有关。第一，有网关宠物设备。这些是固定的或移动的“DTMS”设备，提供一个无线接口到一个陆地或卫星网络。从“DTMS”网络收集数据并接着被放入一个本地“DTMS”数据库。第二，有地理宠物设备。这些设备是固定或移动的并在设备级上给整个网络一个虚拟的纬度和经度地址。第三，有宠物设备。这些最小成本的数字RF无线设备是固定的或移动的并从字段位置把状态信息发送到数据库，使用宠物网网络无线网络主干。通过建立固定的和移动的网关宠物设备的一个网络以及低成本的单个和多个无线宠物设备的一种合适的组合，生成了一种优良的无线“DTMS”数据收集网络。局部和远程上的交通流量数据现在可以被收集和处理。通过无线链接把交通流量数据发送到一个数据库并对来自一个安全因特网服务中心的城市工程师有用。

用于动态交通监视的无线数据网络

宠物网网络是一个无线数据收集网络，特征在于双向短距离设备-到-设备传递信息，可以使用固定的和移动设备进行工作。因此，对于交通管理应用它是理想的。通过多个设备-到-设备的‘转发’自动地路由信息以提供坚固的区域覆盖，冗余，和抗扰度。此外，宠物网网络是虚拟网络，具有虚拟地址，动态路由，和重配置。这是由宠物网网络使用的上述廉价双向数据无线设备(宠物设备)的一个例子。宠物设备的关键特性是能够彼此共享短数据信息。每个宠物设备成为一个团体的一部分并可以分享传送信息的负担，在整个区域中动态地寻找一个网关到一个具体目的地数据库。

这种概念与所有传统的网络概念相反，传统的网络在网络运行之前需要建立昂贵的固定基站基础结构。例如，典型的蜂窝电话，要求每个用户电话只能与蜂窝基站通信。即使在区域中有成千上万的实际电话，它们也不能够彼此直接通信。使用短距离的设备间传递信息则具有这种能力，比如这已经被历史忽视，由于这种理念，消费者需要坚固的，实时的连接。在现实情况中，这些连接可以是实时的，但不需要坚固的。由于宠物网网络是针对设备-到-设备传递信息设计的一个数据网络而不需要一个时限部件，它能够杠杆平衡应用系统中的这些能力，比如动态交通管理系统(DTMS)。典型的宠物网网络系统周期的把数据发送回用于分析的中央数据库，作出交通“行驶时间”实际情况的收集。

此外，可以识别异常情况和当需要时在一个短期基础上通告。例如，一个交通事故将在网络上立即登记。使用这种早期的警告，可以很快地派遣紧急车辆，导致较快的清理现场和较快地返回到正常的交通模式。网络的这种“异常处理”操作特性使用户可以比立杆的基础上更早地知道异常事件。沿着一个公路缺少移动可能是例外。这样，当检测到阻塞时，宠物设备将开始立即进行报告并继续报告该状况，直到网络返回到一种正常的操作状态。

一旦初始的固定和移动网关宠物设备被建立，不局限于交通监视的应用系统可以被容易地增加。其他的政府的和商业的车辆，像公用载重汽车，运输车辆，学校公共汽车和垃圾车，可以添加重要的交通流量信息，同时只通过在车辆上安放一个低成本的宠物设备，可以提供附加的安全性，保安性和交通管理能力。更多的网关宠物设备然后可以被放置在邻近的城市中，杠杆平衡已经安装的宠物设备，并且当它靠近该城市时给出附加的有关交通的信息，还用很少的费用给新城市提供服务。

DTMS提供虚拟地理位置

在DTMS应用中，在上述的移动市场领域中，虚拟地理位置系统能够提供2维的相对位置信息，只不过是不太精确的相关绝对纬度和经度。单独的‘虚拟地址’将足以服务于一些应用系统，同时需要与实际物理位置紧密相关的其他方面。宠物网网络使用GPS定位系统或已知的定位系统，比如街道十字路口或一个建筑的地面，在网络中停泊少量的固定点。

附近的宠物设备只需要从这些固定的或移动点接收信息以便具有它们自己位置的一个近似的概念。对于从设备到设备的每个转发，可能位置的区域增加和位置精确性下降。然而，当移动网关宠物设备接近宠物设备的一个区域或集中地时，可以有效的和改进增加原始地理位置的精确度。设计宠物网网络自动地保持对有关‘转发’计数的跟踪。存在的多个定位点，和使用‘转发计数’来近似估计相对距离允许宠物网网络用尽可能少的硬件费用近似地估计实际位置。使用短距离收发器实际上改进了这种方法的分辨力，以及把用于每个设备的功率需求保持到最小。这不仅减少了费用而且易于认证和减少了相关的环境因素。

广域宠物网网络扩充

正像一个地理位置网络中的某些点一样，需要被停泊到相关的虚拟物理位置，网络中其它的点应该被连接到一个广域网络以便最小化信息行驶时间和网络装载。这通过增加网关收发器到区域中少量百分数的“DTMS”宠物设备来实现，比如BellSouth Mobite

数字无线网。这些网关宠物设备当作集中器，用于把信息限制到或来自宠物网网络的中心管理部件。

宠物网网络协议的动态配置和自动路由方面使得通过最有效的方式把这些信息从始发地路由到最终目的地。

协议是完全无连接的并且每个信息被看成是一个独立的数据报。保护机构被内置以确保坚固，但不需要任何独立信息的传送，也不被保证。在分布的网络中数据库服务器可以开始查询并请求重新发送认为是遗漏的信息。

某些智能应用的目的是检测缺项和不正常状态和状况，然后对用户提供一个报告或告警。许多有用的信息可以从附近节点的路由表的询问中得到以建立最后已知的位置。在此方式下网络将开始立即报告，当在一个给定的公路或高速路上缺少移动机构或移动的速率有戏剧性的变化。可以监视平均和预期的行驶时间并产生报告，当通过“DTMS”没有看到正常预期的参数时。“DTMS”与所有其它已知的交通监视产品的区别在于，它会集中在故障点上并基于一种自动的基础只报告那里的情况。这就自动地减少了所需的系统广播的时间量，从而比其他的可能方式提供了更有效和少费用的解决方式。通过改变参数或者在一个给定区域或地域内进行具体询问可以实现特殊目的的监视。而且，网关宠物设备可以报告它们逻辑范围之外的它们的位置。这是在一个学校公共汽车上使用网关宠物设备的一个例子。当公共汽车到和从学校行驶它的路程时，它将收集交通信息，并且随后在该区域之外的旅程上它将作为一个跟踪设备。即使该设备经过了它的正常“本地区域”之外的一个宠物设备，它总是会从它可以遇到的任何宠物设备上询问和接收数据。从而，学校行程的一个公共汽车到另一个区，可以跟踪它的行程，以及起到它的本地区域之外的一个数据收集设备的作用。

实施例：美国任一城市，

考虑一种抽样情形。局部种子网络可以包括50个路边网关宠物设备(沿高速路)，放在警车上的10个移动网关宠物设备，和放在城市道路修理装备上的20个附加的网关宠物设备，紧急车辆，和学校公共汽车。这些单元的每个能够与其他宠物设备通信。然后放置300个具有选择公司的的宠物设备，这些公司在城市限制内具有工作站点。可以建立一个示例，公司A车辆中的150个宠物设备和公司B车辆中附加的150个宠物设备。以一种测试的方式进行雇员选择以便车辆可以以不同的方向和沿着不同的行驶路径进入和退出城市。当车辆行驶在城市中道路上时，随着车辆进入城市和继续前进到它的最终目的地，它的位置和行驶时间将被登记和记录。车辆替换的移入和出该城市，在不同的时间上，允许该城市记录有价值的数据，关于正常的高速路交通模式，不正常的高速路交通模式，平均行驶时间，交通流量和交通阻塞。这些数据可以被诸公司共享并帮助雇员发现到和从工作的最有效的路程。通过增加更多的宠物设备和通过把网关宠物设备扩展到相邻城市中和沿着主要的公路，可以增强整个的收集处理过程。

总之，与传统的只读路边的阅读器的方法相反，可以使用无线网络技术建立宠物网网络。此外，所有网络中的宠物设备起到收集有用数据的作用。在一个区域中的宠物设备越多，网络的功能越好。宠物设备可以被安装在车辆上经过几分钟的短期测试并可以使电池-和/或太阳能-供电的。

宠物网网络是动态的和运行在一种例外的基础上，通过筛选不需要的数据以便处理数据和把数据给用户。这是一种费用合理的网络，包括对于初始的费用和正在进行操作的费用。

伙伴系统

图14示例了一个伙伴系统，如如本发明所述所提到的在停车应用的部分中。在该系统中，成对的mμ宠物设备作为“伙伴”运行，当它们能够彼此直接通信时。当宠物设备被分开时，或在一个给定周期时间不能通信时，宠物设备经宠物网网络系统网络发送异常信息或告警信息。如果特别的宠物设备保持固定，状态信息可以被抑制，因为通过网络内经过的其他的固定宠物设备可以检测宠物设备的移动。伙伴系统的一个应用是一个孩子和父母，其中孩子和父母每个人具有一个宠物设备。如果孩子移动到靠近父母的距离之外，父母的宠物设备可以告警该父母。孩子和父母的宠物设备经宠物网网络可以提供一个告警到其他共同运行的宠物设备，比如一个商场保安，如果该系统是位于一个商场或一个大型游乐场。在这个应用中，孩子的宠物设备可以在手镯中，手表或项链或者其它的形式，比如嵌入一个网球鞋中。

伙伴系统的另一个应用是这样一个系统，允许汽车拥有者监视他们汽车的位置。每个汽车拥有者和他们的汽车具有可以彼此通信的一个宠物设备。当汽车宠物设备和拥有者宠物设备彼此的距离超出范围时，通过宠物网网络系统网络宠物设备可以彼此通信。如果汽车开始移动而汽车宠物设备没有与拥有者宠物设备进行通信，汽车宠物设备经宠物网网络发送一个告警。该告警将提供给保护你的法律实施人员。此外，该系统允许知道被盗财产的位置，通过使用一个广域网。例如，它可以作为当前减少行窃和防止程序的一种电子增强设施，允许一个车辆拥有者附着一个胶粘物通知警察在某一确定小时中一个车辆不应该在道路上。使用宠物网网络技术提供这种能力的一个电子版本。这将提供一种比当前可用的产品低费用的电子防盗和减少行窃系统。它的构成还能为管理该系统的本地警察局提供可能的收入量。

伙伴系统的其他可能的使用包括一个软禁/拒捕系统，其中一个拘留犯必须被留在确定的宠物设备附近以防止告警信息或者，相反的，出现了异常地区就产生告警，当一个专用宠物设备能够与另一个宠物设备通信表明该专用宠物设备是非常近以致于远离其它的宠物设备。

其他的系统应用

如在此所述，本发明还可以实现成一个设备和处理过程，用于自动地收取收费公路的费用(虚拟收费公路)或用于在游乐场中，日托中心和学校中定位小孩。后面概述许多应用。

近似确定车辆行驶车道

这部分描述如本发明所述的一个系统和方法，用于确定可能的一组由一个车辆通过的允许的路径。特别的是，描述一个系统和方法，用于近似地估计确定车辆到一个固定位置的距离，以及描述了一个系统和方法，用于在时间上综合一组这样的测量，以便对于几个允许路径的其中之一得出一个唯一的解决方式，如图10A，10B，11A和11B所示。应用的系统和方法在距离上根据离固定位置300英尺的顺序，在每个方向上可以解决五条或更多的车道，如图所示，只需要低成本的装备，并在大范围的车辆速度上产生可重复的结果。

与传统的获得车道的方法相比，传统的方法具体地包括嵌入在各个行驶车道中的环路检测器，车道专用询问器安装在上述的道路上，或者使用了远程传感技术，包括红外线的或安装的视频摄像机以观察道路。传统的距离测量方法典型地依靠飞行时间或信号强度测量。飞行时间系统包括雷达，激光雷达(光检测和测距)和多数的基于发送机应答器的系统，比如飞行器DME(距离测量装备)。信号强度系统不能被广泛的接受，由于难于获得可重复的结果。信号强度系统具有吸引人的方面，能够服务于一种潜在无限的移动目标数，因为没有使用发送机应答器和目标作为被动接收机。

位错误率考虑-本发明的系统和方法是基于这样一个事实，即一个数字信号的位差错率与每位的能量成反比。已经发现，如果一个系统以一种各向同性的环境从一个全方向天线发送一个位流，则每位能量随着从发送器到接收器距离的平方减少。因此，位差错率会随着距离的平方增加。本发明的系统使用固定数量的位和每位能量的一个常量来编码一个信息，并提供一种差错检测机制以确定何时接收的信息具有一个或多个错误。当在一个飞机上射出时，产生一个以发送器为中心的圆形地区，其中成功接收信息的概率是高的而圆形地区之外的概率是低的。

发送功率管理-在实现中，位数被设置在宠物网网络标准的每个信息256位，并且各个位被曼彻斯特编码和以大约每秒9,600位的速率开-关键控载波，以便在整个一个信息上产生每位一个恒定的能量。发送器能够逐步地改变实际的峰值发送功率。一般来说，相应于有效的接收范围，发送设备将以变化的功率电平发送一系列信息。在这些信息中的编码将是相关于预期的最大接收范围的一个值。

目标车辆中的被动接收器将记录被接收的没有差错的信息的子集，并使用估算的到发送器距离的最大范围值。

这种技术完全消除了信号强度模拟测量的需求。位差错率已经被转变为各个数据信息的一种通过/失败测试。

这允许一种可适应的系统，其中可以适当地使用改变发送功率电平用于建立，并通过目标车辆系统不用确认任何特殊的位置。只有系统的模拟部分在固定发送器上包括逐步功率电平的产生。

假设如下情况：

配备了宠物的车辆使用全方向天线。

路标宠物设备使用全方向天线。

至少3个路边宠物设备彼此线性隔开以便它们的覆盖不重叠。

车辆顺序地前进通过每个路边宠物设备的覆盖区。

路边测量宠物设备位于中心并进行发送信标信息。

其他的路边宠物设备作为相等的宠物设备在每个行驶方向上收集数据。

1毫瓦最大信号强度对应于近似100米有效距离。

可以逐步调整来自路边宠物设备的发送信号强度。

从路边测量宠物设备以一个100米半径扩展测量区域。

针对经过测量区域的持续时间，车辆区域保留在相同的车道中。

车辆区域具有一个恒定的速度通过测量区。

实现方案——当前的优选实现方式包括发送信标信息的一个路边测量宠物设备。使用变化的输出功率电平发送这些信息。在已经给定的功率电平上的每个信息包含表示一个偏差常量的一个数据字段。每个通过的车辆宠物设备将成功地接收由路边宠物设备发送的信息的一个子集。

由测量宠物设备发送的每个信息具有正常的宠物网网络结构和格式，包括差错检测位。当一个接收器处于给定功率电平的发送范围之外时，将不会正确地接收信息。只有无损的和完好的接收的信息可以被合格的用于接收器的进一步考虑。正确接收的信息将引起一组软件计数器的一个或多个值递增。

在经过路边测量宠物设备的区域之后，车辆将来到归类路边宠物设备之一的区域。两个归类宠物设备用于允许在道路的两个方向上收集来自正在行驶车辆的数据。归类路边宠物设备将询问车辆宠物设备有关经过路边测量宠物设备的计数器的值。车辆宠物设备将发送包含计数器值的一个应答信息到归类路边宠物设备。

“偏差平均”方法-正确地接收信息将引起接收器把偏差常量字段的值加到接收宠物设备内的内部维护的一个数据字段(“全部偏差”)中。第二全部字段(“全部信息”)将被递增一，因此，进行计数整个通过该区域过程中从路边宠物设备成功接收信息的总数。

归类路边宠物设备将使用两个值计算车辆通过路边测量宠物设备区域的路径的一个估算值。一种可能的方法是，通过整个行驶经过的过程中的接收的“全部信息”除以“全部偏差”计数器来计算一个“平均偏差”。这产生一个值，该值独立于通过测量区域车辆的速度。作为结果的平均只依赖于车辆路径和由路边测量宠物设备使用的发送信号强度/偏差常量值。当设备被安装时，设置路边测量宠物设备的操作参数。通过归类路边宠物设备计算“平均偏差”值的一个特殊范围之间的关系，并且由一个车辆宠物设备使用的一个专用行驶车道也在安装时被确定和存储在归类宠物设备中。因此，归类宠物设备可以估算由通过测量区的一个车辆使用的行驶车道。除此之外，“全部信息”与经过测量区车辆的平均速度成反比。选择最佳偏差值和用于特殊装置的功率设置的方法处于研究中。

“数据装仓”方法-我们当前优选的方法包括使用许多车辆宠物设备中的计数器，它相应于由路边测量宠物设备使用的不同功率电平的数。由于每个数据具有相关于功率电平的一个值，计数在每个电平上接收的信息数则变成一种简单的事情。

可以获得与实际行驶车道良好的相关性，只通过查看使用计数的最小非零仓位与最大非零仓位的计数比率。通过三车道宽度或更少，如果从一个发送功率电平到下一个不同的来以半径改变的话，这种工作更佳。在该例中，使用6个不同的功率电平结果是4仓位，它的数据不直接用于计算一个给定的路径(但在时间前面这是不知道的)。

使用所有可用的计数器数据允许排除非法的或不正确的路径，使用先前讨论的方法不能检测它们。特别的是，使用所有六个计数器的值和知道的测量宠物设备的传输模式允许一个最小平方解决最接近测量宠物设备的问题，并因此唯一的识别相应于行驶车道的和弦。这种假设是可能的，即形式车道将是大约600英尺测量区的一个直段道路，特别是考虑到超出假设的话，车辆将使用接近常量的速度移动通过区域。

下列的数据是给交通工程师的值并可以从该系统直接导出：

1.行驶方向，

2.每单位时间车辆，

3.行驶车道(针对收费，热门车道等等)

4.行驶车道(用于车辆计数)，

5.平均速度，

6.每个车道中的平均速度。

当前的实现方式使用的路边宠物设备在6个不同功率电平上每秒10次发送信息。低功率传输比高功率出现得更频繁，以便通过低功率的较小地区的一个车辆可以高概率的接收一个信息。选择功率电平以便把最大范围分成6个等同间距的半径。最靠近测量宠物设备(最靠近测量区的一个直径)的以60mph通过区域的车道中的车辆将一直接收到60个信息，如果所有的信息以满功率被发送。少数成比例的信息将被接收，由于功率的归约算法。

示例可能的最坏情况的操作，一个车辆以高速行驶通过该区域。较慢的速度将产生成比例的大量的信息。由每个经过的车辆宠物设备接收的大量信息导致用于丢失信息的一种坚固的容差。信息受到不规则的干扰或噪声，结果是可能丢失。本方法容许针对各个信息的一种高损失率，并总是产生一种良好的接近期望的数据。该方法自动地补偿车辆通过区域的速度。

所建议方法的一个首要优点是，独立的车辆宠物设备不需要任何分析的能力或者测量面积或几何结构的先知性。车辆宠物设备只需要能够把来自测量宠物设备的接收的一个信息的一个偏差常量加到一个全部信息中，该全部信息将被按要求发送到一个归类宠物设备。偏差常量的值和输出功率电平以及传输速率和模式被单独地包含在路边测量宠物设备内，并在宠物设备被安装的时候被选择。在归类宠物设备中将需要附加的计算能力，数据收集以及合并，和可能的网关业务。在这些宠物设备上所需的计算只需要包括整数乘法和除法，和能够把一个结果值与安装参数相比较，以便在一种特殊安装中建立专用车道数。

注意的是，在专用车道分辨完成之后，信息可以与其他专门应用数据相结合，比如累积的车辆计数，收费数据等等。利用宠物网网络网关的连接性，结果信息可以被传送到一个中央收集中心，或者它可以被返回到车辆宠物设备以便存储或显示。一个简单的例子将包括在每个不同车道中预期行驶时间的一种车内显示，通过位于每端的网关宠物设备，使用从道路一部分的一端到另一端中继的数据，并接着传送到车内宠物设备上。

无线收发器操作参数-主要通过下列因素确定接收的信息的子集：

1)从路边宠物设备到车辆宠物设备的距离，2)安装的车辆宠物设备的灵敏度，3)车辆宠物设备接收模式的方向性，4)环境因素，包括障碍物和反射面。

从路边宠物设备到车辆宠物设备的距离是数量，应该是关于成功或失败接收一个独立信息的主要因素。这将允许系统得出由车辆跟随的实际路径，当它通过路边宠物设备的附近时。当车辆经过测量区时，安排系统接收具有不同发送功率电平的大量的信息。

各个车辆宠物设备的灵敏度将影响行驶通过测量区的路径的估算结果。可以使用车辆中一种标准化的安装使从一个车辆到另一个的灵敏度统一。这可能是不切实际的，因为在现实中出现各种车辆。一种较好的解决方式是，在车辆安装中争取天线模式统一化(使接收既接近全方向又灵活)和成对地安装路边测量宠物设备，如下所述。这种配对允许双重解决行驶路径方程，可用于消除可变的接收机灵敏度并导致一个单独唯一的路径解决。

如果车辆宠物设备接收器具有一个全方向灵敏度模式的话，将获得最佳的结果。这要求注意替换用于车辆宠物设备的天线。

通过仔细选择用于路边宠物设备安装的位置，可以最小化在系统性能上由环境因素带来的影响。选择直的，平坦的，无障碍的道路将获得最好的结果。用于路边宠物设备的快速，方便，灵活的安装选项将简化这种选择。重新放置路边宠物设备的简单化将允许调整最佳的数据收集。

路边测量宠物设备配对--上述的路边宠物设备配对将提供所需的附加信息以解决在未知的情况下通过测量区的一个唯一的行驶路径，而在车辆宠物设备中接收器灵敏度是恒定的。这种技术依照下列各项。安装上述的一对路边测量宠物设备，道路的两边一边一个。如上所述，经过的车辆宠物设备将收集信息并把从每个路边宠物设备收集的信息合计成独立的数据值。这些总计的每个被用于独立的导出一个行驶车道估算，但由于(未知的)接收器的灵敏度这些结果是有偏差的。来自两个路边宠物设备的成对的结果，是根据相同的车辆通过区域的物理经过得到的，可以被用于计算一种改进的估算，消除了作为主要偏差源的接收器灵敏度的问题。

在该实现方式中，路边宠物设备是时间同步的，以便以交替的间隔出现它们的数据信息传输。这种合作将防止从每个路边同时发送信息-将混淆用于所有实际接收者的数据的一种情况。

自动的停车收费和管理系统

平坦的营业用地和高架车库-图12是一个示意图，示例了用于一个停车库的如本发明所述的宠物网网络系统的一个实现方式，其中根据实际使用停车库的一个特殊用户自动地收取停车费用。此外，增强了经营者的停车管理系统。在点1，顾客的车辆进入停车库，在车上具有一个宠物设备。在点2车辆宠物设备与网关宠物设备通信。实际上，车辆宠物设备发送一个信息给网关宠物设备，表明它的身份和它进入停车库的时间。在点3，车辆被停放和使用该车库，并大约根据该时间收费，在车辆操作者的每月停车费用上记录。在点4，车辆离开车库，向网关设备提供一个最后信息，表明它的身份和时间。在该系统中，网关设备被编程以确定第一信息的接收时间和最后信息的接收时间，以及借此表明车辆已经使用停车库时间量的总时间。在点6，经过广域网到系统数据库，网关宠物设备发送包括总时间和车辆ID的合成的交易信息。在点7，系统数据库合并所有该车辆的交易信息并把信息发送到一个系统银行。在点8，银行作为一个请求把信息传送到自动清算车间。在点9，自动清算车间从顾客的银行和顾客的帐户把资金传送到系统帐户。在点10，自动清算车间把资金从系统帐户传送到车库帐户，从而针对顾客使用停车库的时间支付给停车库拥有者。该方法提供了许多选项，比如允许每月停车的顾客在一种每小时的基础上把车辆停放在经营者的其他营业用地中。如下文将要概述的，至少六种不同的停车类型能够使用宠物网网络系统技术。

使用PRM宠物自动收取停车费-凸起的公路标记(PRMs，也称为“Botts Dots)被粘贴在一个人行道表面并典型的用于车道标记。由电源，微控制器，无线收发器和天线组成的一个宠物设备能被嵌入在固体的，非传导材料的PRM中并扩展宠物网网络的短距离无线通信方面的能力，通过一个平坦停车营业用地或高价停车库。

此外，连同宠物设备可以嵌入一个固态的磁通量传感器。使用该磁通量传感器检测由附近存在的一个车辆的金属所引起的周围磁场的改变。预定的应用系统将包括在靠近标记的停车位的中心安装PRM宠物设备。这样，在一种每时间段的基础上，宠物设备将提供车辆存在信息给网络。

宠物网网络体系结构允许少量的网关宠物设备把信息从大量的PRM宠物设备中继到一个中央数据库或调度运输中心。

拖离地域-通过把PRM放在标记成非停车区的位置，它们能检测和报告那些可能违规的固定的车辆，作为异常报告。这些异常报告可以用于优化那些强制行动，比如检票或拖车。指导强制机构的一个调度中心指出可疑的违规的位置，代替了依靠昂贵的和无价值的巡逻。

保留的/合同停车-在一种合同停车的情形中，每个停车地点将具有一个被安装的PRM宠物设备，并且每个批准的车辆将被分配一个安装在车辆中的宠物设备。车辆宠物设备和PRM宠物设备将表示为‘伙伴’，如在伙伴系统上的部分中所述的。如果在该地点检测到一个车辆而相应的车辆宠物设备不能被联系上的话，则将产生一个异常信息。多个车辆宠物设备可以被分配到一个单一的停车地点以便容纳在不同日子上驾驶不同汽车的用户，或者不同的轮班工作的而共享相同的停车位的雇员。

宠物网网络收集有关时间标记的交易数据的能力允许按比例分配或基于时间的记帐。多个时间段作为一个池可以分配给特殊的公司雇员，并且这些雇员在一种第一次来第一次被服务的基础上可以在任何他们被分配的地点中选择停车。宠物网网络将收集有关在任何给定时间上实际使用的地点数的信息和检验使用那些地点的车辆的合法性。

停车计费器-宠物设备可以配备停车计费器以允许由配备宠物的车辆自动地支付停车费。这种情况也包括位于每个停车位的一个PRM宠物设备。当一个车辆到达一个地点时它被相关的宠物设备检测到，并且一个信息被发送到计费器中的宠物设备。用户可以支付传统的硬币，或者对于具有停车帐户信息的一个宠物设备，计费器可以询问车辆。如果不作出支付，产生一个未批准车辆的异常信息并且网络发起强制行动。如果使用硬币作出了支付和当车辆总是停放的时候计费器满期的话，产生一个异常信息。如果在计费器满期之前车辆离开，计费器将立即复位以便下一个车辆需要支付全费。如果通过使用车辆中一个宠物设备的一个自动的帐户支付费用，基于在该地点中的实际时间可以精确地按比例分配收取费用。

特殊事件停车-基于宠物的记号可以当成预支付借方停车凭单，针对体育事件，博览会，娱乐活动停车等等。比较来说，几百英尺的长通信距离可以允许快速访问停车设施，通过并行处理一整组汽车的支付交易。在便民商店中可以购买到预付宠物设备或作为VIP包装的促销或使用季票。经过一个因特网站点可以把信用卡或借方帐户信息加到用户的一个宠物设备中。

机场停车-机场停车产生许多特殊的停车管理需要。由各类车辆例行公事的进入和离开该区域来提供服务，比如出租车，公交车和运输货车。还有许多车辆只是来送走顾客和接顾客，并且这些车辆停下又行驶。一种自动的停车管理系统，比如由宠物网网络系统技术所提供的系统可以很大地增强交通流量，加上改进停车费收集管理。此外，该系统允许当前没有的一种保安和安全等级。后面描述其他的用于宠物网网络的机场应用系统。

自动费用收集系统-图13示例了如本发明所述的另一个优选应用系统，其中建立一个网络用于向使用一个收费公路的顾客收费。每个顾客将具有连接到它的车辆的一个移动宠物设备，车辆沿着公路行驶并通过一系列路边宠物设备。在点1，路边宠物设备发送位置和时间信息到移动宠物设备。在点2，移动宠物设备从第二路边宠物设备接收信息并存储该信息。在诸如点3的周期的点上，被定位的网关宠物设备接收移动宠物设备中存储的信息并把该信息发送到处理该信息一个广域网以便向顾客收费。特别的是，在点4，网关宠物设备把收集的结果发送到广域网。图13的系统不同于当前使用的传统方法，其中沿着一条收费公路放置路边读出器以读出安放在一个车辆上的标记。在这些现有技术的系统中，读出器具有窄的读出范围和窄的读出地区以及较高的错读率。而且，车辆必须被强迫进入各个窄车道，这样就要求驾驶员考虑减速，以提高可靠性。作为对固定收费的评估，这样的现有技术系统具有很少的或不具有灵活性，因为通过读出器使用了非按比例的收费率。相反，图13的系统可以按比例分配费率，根据车辆的使用量，由移动宠物设备分类。现有技术系统的另一个缺点是所有的读出器必须直接与一个中央数据库通信以致于系统的安装特别昂贵和需要长期计划来实现。最后，系统是不灵活的，因为一旦它被安装，改变结构体系和位置是很昂贵的。相反，图13的系统提供了灵活的安装和低成本的变化。

由于宠物网网络的全方向特性和可变的范围，它能够确定在密集停车应用中可能出现的不明确性。考虑到这种情况，即两个车辆同时停在相邻的计费器上。如果一个是有效的，配备了宠物设备而另一个不是，则将难于确定哪个是违规的车辆。占有时间段的数量和支付的数量将超出平衡，从将产生一个强制的异常行动，这将需要一个人检查情况以便识别违规者。这暗示着为了强制行动的目的，安放了宠物设备的车辆应该是可见的，或者它应该以电子形式包含车辆身份信息，它可以针对强制的目的被询问。强制人员可以使用一种手提设备来询问区域中的宠物设备以确定没有被适当配备的车辆。

分布的“黑盒子”

本应用描述使用宠物网网络技术和专用宠物设备形成一个用于车辆的分布的黑盒子数据记录器，包括军事，铁路，商用和私用飞机，商用和私用汽车和卡车等等，例如，用于分布收集和记录车辆性能数据的一种设备。在该实现方式中，宠物设备将被安装在车辆遍布的各种分布的位置上。网关黑盒子将被定位和围绕着安全设施，例如，在铁路交叉口和沿着高速路上。

每个宠物设备将包括到一个传感器的接口，该传感器与测量位于接近宠物设备本身的现象有关。通常，这些现象包括电势，比如供电一个灯或激励器的电流，并因此将能够提供工作功率到宠物设备本身。一些例子可以包括一种非电的数量，比如一种轴位或液压或者存在的有害气体。在后者的情况中，对于向宠物设备供电，需要作出附加的规定。

宠物设备形成一种分布的数据记录器将具有下列主要的优点：

1.容易安装。从一个车辆的所有部位到中央记录器不需要布线规定。

2.低成本。各个宠物设备是廉价的和可以增加或递增的替换。

3.轻重量，由于省去了无关的布线和集中的记录器。

4.存在力强。宠物设备容忍振动和分布的性质意味着这种实现方式避免了在火灾中传统黑盒子的一无所有方面的问题。位于周边区域中的宠物设备可以躲开火灾或爆炸中的主要车辆。此外，数据存储芯片可以包含可恢复的数据，即使随着一起以外事故宠物设备本身呈现没有功能。

5.宠物设备的无线传输能力能协助搜索者定位散开的碎片。

6.独立传感器/宠物设备可以用确定的操作限制被编程和可以启动一个报警传输，在正常车辆工作在一种超出容忍条件的事件中的过程中。

7.宠物网网络将允许记录全部车辆的数据的时间同步。这可以做到而不需要传统的对全部车辆进行点-到-点的布线。

在一种军事应用中，分布的宠物设备将初始化和同步化，当执行任务的车辆被开始加电的时候，为了任务的持续时间，一个指令将被发送到整个网络以排除其他的传输，这就消除了干扰的可能性或者一个敌区中的不期望的辐射。在任务之后，带有一个加密的鉴权序列的信息将使正常的宠物网网络能够重新工作并允许下载收集的数据用于任务汇报或性能分析。

其它的宠物网网络的实施例

目前使用宠物设备的宠物网网络的实现方式是结合的单一频率的ASH收发器。这种选择的主要原因是下列各项：

1.尽可能低成本实现。

A.设计

1.最小的满足要求-没有本地振荡器

2.没有许可要求，由于1mW最大功率输出和使用共享的频段

B.制造

1.最低的部件数。

2.没有调谐和校准要求

2.最低功率消耗。

A.允许功率源的宽范围选择。

B.允许紧凑的实现方式，如果需要的话。

3.足够的性能用于期望的应用系统。

4.最小尺寸。

使宠物网网络操作的关键特性实际上是所有的发送和接收是在相同的频率上。这意味着宠物设备不必寻找一个有效的频率或跳频图。区域中所有的宠物设备自动地探听所有的信息业务并自动地建立宠物设备IDs的一个表-它不需要在网络上显式的发送路由表。的发送功率和大约300英尺的范围意味着该单一频率能够处理许多平行的，地理上不同的微网，通过具有重叠范围的网关宠物设备或宠物设备内部连接这些微网。

能够扩展宠物网网络概念，包括使用其他收发器技术的实现方式。特别是，使用高功率发送器的一种扩频实现方式，将可以获得较大的范围和较高的数据速率。在任何多频率的实现方式中，应用系统必须合理地调整合成收发器的增加的费用以及需要电源。此外，在相同的时间上，可能需要规定在多个“虚拟信道”上的操作。这些信道可以使用不同的跳频模式或码分规划来实现。为此，将提供一个单一类型的信道用于业务识别和进行路由并使用其他信道用于数据信息的容量。同时使用这些信道将允许等效于传统宠物网网络的探听特性，而且还增加了全部有效带宽和数据速率，以便长距离或更多数据加强了应用系统，比如因特网，实时语音或视频。由于长距离通信在几何上将覆盖宠物设备增加的数量，扩频实现方式的所需带宽也在几何上增加。每个发送器中细致的功率调制是需要的以便保持这样一种实际的实现方式。功率调制是单一频率实现的一个特点，但在广域实现方式中使用连续功率的分支是更激烈的。

实现一种扩频方法的主要原因是1)允许高带宽传送到每个宠物设备，和2)能够在一个较大的区域上作出接近实时的数据传送。特别的是，任意两个单一频率的宠物设备能够期望通信，但这需要大量的转发和可以涉及网关。使用较高的发送功率，通过扩频或多频率实现方式，每个宠物设备的扩展范围将允许在较大区域中直接通信。在由这些大覆盖区产生的冲突和由多个转发引起的延迟之间具有一种权衡。可以预料到将存在的一种平衡，基于需要被支持的应用的类型。

中间距离组织结构

例如，基于电话的宠物网网络实际有效的最大传输距离大约为6000英尺。这是单一频率宠物网网络预期距离的20倍，并且将能够要求大约3瓦的功率输出电平用于数字话音。可以预料使用这种技术可以完成短话音交换，即使包括少量的转发。因此，这样一个网络的有效覆盖将包围许多平方公里和不需要固定的体系结构，比如蜂窝电话塔。

此外，可以预料这样一个网络的正确的组织结构将包括具有不同服务半径的宠物设备的一种层次。在一个局部通信网络的宠物设备中将发生一种自动的协商，对于较大的服务半径，它将指定一个特殊的宠物设备作为网关。典型的，该宠物设备将与相同方式选择的用于邻近区域的网关进行通信。这就建立了一个多层网关体系结构，它动态地被配置并可以扩展到四个或五个等级，与使用一个平地的，单等级的基础宠物网网络的实现方式相反。这就产生了一个整体的无线网络，在概念上它的组织更像是沿着传统有线电话系统的线路，具有不同等级交换局的层次(也就是，本地的，地区的，国家的和国际的)。宠物网网络体系结构的关键特性-多个同样的节点，自动重配置，和动态路由-在该方法中被保留和扩展。

PALM连接的应用系统

热-同步数据-宠物设备可以被安装在Palm Pilots(导航器)中以便执行当前所做的与硬线，调制解调器或红外线链路的数据传送。

时钟同步-建立了导航器的宠物设备将具有精确的时间和时区信息。

汽车/火车时刻表-建立了导航器的宠物设备将链接到当前的建立了时刻表更新的宠物。

寻呼机和电子邮件-建立了导航器的宠物设备将可以访问双向寻呼机和电子邮件业务。

通用的控制面板替换-建立了导航器的宠物设备将替换各类设备上的用户接口。

路由销售额终端-建立了导航器的宠物设备可以用作路由销售订单输入终端。无线链接将连接到一个在卡车上的一个便携打印机和一个网关。

饭店订单输入-建立了导航器的宠物设备可以用于服务员与厨房的链接，票据打印机和信用核实终端。

时间独立的语音应用系统

建立实时语音连接的主要缺点是，包括在连接中的节点需要保持接近静态地用于连接的持续时间。如果呼叫较长的话就更成问题。如果连接可以被限于短消息的简单交换，可能包括半双工的限制，实际上这种方法将被增强。此外，可以成比例地减少峰值带宽分配。

作一个简单的例子，一个建立了语音信息传递系统的宠物网网络和传统电话技术之间的区别就像星际旅行通信器和一个青少年的电话之间的区别一样一目了然。

星际旅行情形允许从通信器到任何其他的通信器实际上瞬间的传输一个短信息，用名字，而不用任何的中央处理和转换：“Kirk到Spock”。跟着一个短口头语回答：“Spock在这里”。Kirk包括互换“一个到束”。这是完全的每次一个，带有确定延迟的半双工通信，通过通信的短，异步本性，它被完全遮蔽。特别是，该系统(假设语音开启路由)不能有可能的知道信息期望的目的地，直到Kirk说单词“Spock”。因此，系统必须已经记录了整个的始发信息，分析它，建立信息路由，启动Spock的通信器并接着重放“Kirk到Spock”

信息。根据在电视上观看通信的方式，这种延迟是不明显的，但这些短传输的有效性和实用性在电视系列片中被充分的示范。使用宠物网网络技术，这种类型的语音通信将是切实可行的。

相反，当前公众期望的一个电话系统更接近符合年轻人的。连接能持续几小时。可以有长周期的静音或只有背景音的传输。整个对话过程中，将有频繁的由其他方引起的中断。期望来自其他方的一种侧音和连续接收“舒适噪声”。对于一种宠物建立的系统要以一种有效成本方式提供这种类型的服务将是困难的。

智能运输系统(ITS)

区域交通

动态交通信号控制-宠物设备提供的数据被反馈到交通管理系统以动态的控制交通信号。

个人的移动性测量-由测量参与者携带的宠物设备可以参与收集用于联运方式旅行的精确的行程信息。

模式分析-宠物设备可以被安装在车辆上以聚集历史的行程模式数据。

拥挤监视-宠物设备安装在路边车辆上或移动网关以提前提供事件通知。

测量违规率-宠物设备可以被安装在学校地区以提供违法数量的估算。类似的系统可以监视速度区域和交通信号。

驾驶员信息-宠物设备可以被安装在速度限制记号设备上，学校地区和工地以便向配备了宠物的驾驶员提供当前限速信息。

市政运输

公共汽车时刻表显示-使用公共汽车上的网关，宠物设备可以被安装在公共汽车站标记设备上以提供下-辆公共汽车预期到达时间的更新的显示。

信号器维护-通过从一个维护卡车或中心局的维护人员可以操作配备了宠物的交通信号器控制设备。这省去了控制和内部所需的控制面板和用户接口。

信号器运行的状态-宠物设备可以被安装在交通信号设备上以监视运行的状态和针对断电，机械损坏，产生异常报告，烧坏的灯泡等产生异常报告。

运费，通行费和关税收取

公共汽车，出租汽车，火车费-宠物设备可以由旅客携带以提供自动的费用收取或信用卡记帐。

停车-宠物设备可以被安装在停车计时器中或营业用地中。汽车驾驶人可以被指引到空的地点。费用可以被自动地收取并可以按比例用于具体的时间。认为强制可以立即通知违规者。

车辆登记，检查和保险-宠物设备可以被要求作为一个登记标记。检查和保险更新将被自动地发送到车辆。强制人员可以立即通知违规者。

收费公路的收取-安装在车辆上的宠物设备可以代替现存的收费标记。实际的收费所可以省去许多收费公路的基础结构。

洲际贸易中的关税-宠物设备可以被安装在各个拖车上以提供自动的关税收取和集中的载货单管理。

铁路

铁路车辆的维护-宠物设备可以被安装在各个有轨车上以提供像里程表一样的行驶的距离。结合维护记录可以提供异常报告，表明需要预定的维护。

审查-安装在有轨车上的宠物设备可以提供位置和存在的审查。

费用收取--安装在有轨车上的宠物设备可以参与审查和收取适当的通行权的费用。

组成监视-安装在有轨车上的宠物设备可以帮助保证合适的组合部件。

平面交叉状况-宠物设备可以被安装在道路平面交叉上和机车中以提前提供给火车司机转换或交叉状况的通知信息。

卡车运输

审查-宠物设备可以被安装在各个拖车上以提供货场或拖车位置的一个审查。

位置历史-宠物设备可以被安装在各个拖车上以提供一个移动历史。

状态监视-宠物设备可以被安装在各个拖车上以提供有关冷藏或轮胎气压的报警。

货运集装箱

审查-宠物设备可以被安装在各个货运集装箱上以提供货场或集装箱船内容的-个审查。

位置历史--宠物设备可以被安装在各个货运集装箱上以提供一个移动审查。

机场

地面管理监视-宠物设备可以被安装在各个飞机和滑行道上以提供给控制器在身份，位置和飞机在地面上运行的移动的信息。

普通航空保险-安装在普通飞机上的宠物设备可以提供位置异常报告和防御行窃。

危险材料

审查-宠物设备可以被安装在工业集装箱上以简化所需的记录保管，在整个正常使用，存储，运输，清洁和再装满的过程中。

紧急响应-安装在集装箱上的宠物设备能够使紧急响应人员意识到仓库的，卡车的或货运车中的材料。不寻常组合方式警告将是自动的。

废料处理-可以安装宠物设备以监视危险废箱子的处理。

危险环境

人员位置-工作在危险环境中的所有人员需要以徽章或身份识别牌形式的宠物设备，比如化学工厂和精炼厂或航空母舰飞行甲板。人员的当前位置将被保留以便在一个紧急事件中可以获得精确数，比如火灾，爆炸，化学泄漏或其他需要散开的情况。

NAFTA-NASCO(北美超级高速公路组合)

边界畅通-宠物设备可以被安装在各个拖车上以提供自动的标志，当卡车接近检查点时。检查员可以立即获得载货单。到达可以被预料以便人员调度。

遵守监视-安装在各个拖车上的宠物设备将记录行程历史和预期的时间表。增加的硬件可以提供密封窜改情况的通知。

法律实施

车辆无声告警-宠物设备可以被成对安装：车辆和钥匙链。没有它的‘伙伴’宠物设备的车辆运行将产生一种用于执法的建立了宠物的无声告警。

防御财产盗窃-安装在车辆或其他个人财产上的宠物设备将提供违法的位置，如果需要收回的话。

遥控关闭-宠物设备可以被安装在车辆中以提供一种远程控制的‘紧急开关’特性。能消除高速地追赶和出于安全原因提供车辆在整个路程交通站不能行驶。不能进行信号可以来自一个直升飞机或警车。

增强的911位置服务-安装在小区电话中的宠物设备将提供用于紧急应答人员的实际的地理位置服务。组合将允许蜂窝服务运营者符合立法的E-911要求而不用安装他们拥有的附加的基础结构。

个人和公共安全

通用应急按钮-由个人携带的宠物设备可以提供用于号召适当的响应。

丢失孩子-在家里，日托所或商场中，由孩子穿戴的宠物设备将产生报警，如果该小孩移出一个适当的区域。在软禁方面上有不同的形式。也适用于家中的早老性痴呆的病人。

娱乐场定位器-在娱乐场由孩子携带的宠物设备便于父母定位。

软禁设备-像手镯一样穿戴的宠物设备可以提供报警，如果对象移进或移出一个规定的区域。也适用于医院和精神健康设施。

医院

主要设备审查-宠物设备可以被安装在设备上，比如心脏监视器，去颤器或者轮椅上。这将提供远程审查(能够多个设施)和将能够产生异常报告用于丢失或失去位置的设备。

装备定位器服务-如上所述安装的宠物设备可以被快速定位。者可以提供快速的紧急响应以及减少用于运送病人路程所需的时间等等。

病人登记和位置-附着到病人ID手镯的宠物设备将便于病人的位置，身份和速度访问在一个紧急事件中记录的图表。

缺陷援助

出口位置器-宠物设备可以被安装在公共建筑中的出口上，楼梯上，休息室等等。残废的或视力损伤的人们可以使用手提的或安装了宠物设备的轮椅快速地定位这些位置，并警告沿途的障碍物或危险物。在紧急疏散中，这些功能与允许紧急人员帮助残疾人相反。

移动金融管理

平面布置计划和管理-安装在平面布置计划车辆上的宠物设备提供担保保护和销售通知或异常状态。

车辆拍卖

停车场定位器-宠物设备可以被安装在被拍卖的车辆上。实际地理位置服务将允许快速地定位具体车辆的位置。使用汽车经销商，查看价值，宠物网网络提供新的汽车经销商和车辆拍卖行，在他们的操作中可以希望结合宠物设备。

帽子(cap)担保保护

消费者贷款/租赁-安装在车辆中的宠物设备基于请求提供带有位置历史的金融组织和基于不寻常的移动模式提供异常报告。

商业装备贷款/租赁-安装在卡车或建筑设备上的宠物设备提供担保保护和异常报告。

备选的网络应用

最低级的宠物设备将能够参与在网络中，路由业务，提供时间和位置服务并作为一种证明存在的标记。许多应用系统可以发现这是所有业务实际需要的。然而，随着顾客发现对于该技术的附加的潜在市场，总是请求增加的功能性。

宠物设备提供一种部件-等级能力，使用很少少的工程量可以把它集成在现存的设计中。这将把该技术在最短的时间内提供到市场。

此外，我们想象把一组设计的OEM模块直接并入顾客的应用设备中，作为对红外线遥控的接收器的一种替代和补充，这些模块直接插入标准的汽车总线中，个人计算机的通用串行总线中，以及标准的模拟电话线。

通过替代或补充家用的红外线接收器，针对新的和现存的生产线，厂商能够提供与众不同的新特点。从一个个人计算机，个人数字助手或从其他房间经一个配备了宠物的遥控器控制应用系统将是可能的，比如电视，立体声系统，电缆和卫星接收盒，恒温器，和火警。对于这些应用系统要求最小的设计改变。最终它将能够省去昂贵的显示设备和开关，形成到所有实际应用的用户接口。

对于汽车应用系统，直接插入标准汽车总线的一个宠物设备将允许诸如无线诊断这样的特点。宠物设备特别容易安装的特点将不需要任何附加的设计工作。

许多应用系统要求一个宠物设备可以被连接到一个个人计算机上。经任何现有PC的串行或并行端口连接一个宠物设备是可能的。多数新型的计算机具有通用串行总线接口的一种实现方式。该接口是理想的接口，因为它提供自配置的即插即用连接方式。在总线上可以得到电源，并设计它支持多个设备而没有冲突。

宠物设备将被设计直接用于连接到模拟电话线而不干扰电话的正常操作。这为宠物设备提供了一种方便的电源并为有智能价值的增加的业务提供机会，比如无线呼叫方ID，铃音检测，记录电话的使用，呼叫中自动静音电视。宠物网网络业务将帮助统一合并这个家庭或商业中的电话，计算机和应用系统。

尽管这些专用宠物设备给每种应用增加了新的特点并在单独的基础上是合理的成本，但真正的利益来自宠物设备本身的普通特性。每个宠物设备结合基本的宠物网网络特点，唯一的身份，信息路由，时间同步，虚拟地理位置和网关访问。这种与在区域中展开使用的大量的宠物设备相结合的组合的特性允许对远处的任何单一的应用提供服务。

专用收发器

基础的mμ宠物设备可以当作单独的设备执行规定的网络功能，或者它们可以被连接到或装入内部的装备或设备。例如：

消费者设备-家用，电视，电视遥控器，钟表，微波炉，烤箱，电话，门铃，保安系统，游泳池控制，游泳池安全告警，喷灌机控制，车库大门开启器，汽车，家庭娱乐设备，立体声系统，CD播放机，袖珍传呼机，蜂窝电话，个人数字助理，笔记本电脑，台式计算机，键盘，监视器，照相机，摄像机，磁带录音机。

建筑和工厂管理和控制-供热，通风装置，空调和冰箱设备以及它们的控制，包括恒温器，湿度传感器，运动检测器，占有传感器，退出签名，门锁，轻的固定设备和控制，紧急告警，发信号设备，保安设备。

广域网络连接-无线LAN，无线数据网络设备，比如Mobitex和Ardis，陆线电话，与因特网连接的计算机，双向寻呼网络，比如Pagemart，蜂窝电话，卫星电话，卫星数据网，比如Orbcom或者Teledesic。

全球定位系统-GPS接收机，GLONASS或其它系统能提供为之服务，包括用于微分增量配备的接收机或其他增强技术。

用户接口--键盘，显示器，可改变的信息签名，指示器，可听信号器，记录的或合成的口头播音，告警设备，振动器，蜂鸣器等等，可以被提供。

传感器-温度，气压(天气或高度)，磁通量(用于金属检测，以空间方位或罗盘改变)，加速计(用于移动，空间方位改变)，运动或振动检测器等等，可以被连接。

尽管这些网络应用并不是批准的宠物网网络的一部分，因为这些应用是不允许的，但这些宠物设备可以用于把数据传送到和来自许可的宠物设备。而且，任何宠物设备将来将具有选项加入许可的网络，通过变成宠物网网络其中之一的一部分。

附加的可替换的网络应用

下列的应用系统通常由市场的类型被编组。然而，应该清楚的是，许多应用可以被应用于多个市场和/或可以被组合。

实用设备

仪表读数-可以以这种形式建立宠物设备，一个要素的调制解调器包括自各种先进的仪表设计中以提供远程仪表读数的能力。对于水和气体仪表存在有同样的机会。该系统还为电，气和水提供远程仪表读数的能力，以及无数的改进型，生产和分布应用，比如流水线。对于高密度的结构配置具有特殊的应用性，比如复杂的公寓住宅。此外，也可以经网关提供读数以减少或省去读数的现场工作。双向控制可以允许实现预付的电子业务，各种收费率计划等等。

服务的质量-安装宠物设备可以与顾客的装备相联系或安装在馈线上以监视下跌，上涨，功率因数，和运转中断。网关将直接提供一些应用系统的反馈，同时其他方面只需要历史的简况。

功率管理-功率管理，诸如无线卸载，功率连接和断开以及其他的管理功能现在是可能的，通过使用智能的双向宠物网网络。

几个其他的各式各样的应用系统

汽车

远程汽车诊断-宠物设备可以被安装在车辆发动机控制系统上以允许各种随车携带系统的无线诊断。

遥控开始-宠物设备可以被安装在车辆中以允许开始遥控预热或其他远程编程的动作。

时钟同步-宠物设备可以被安装在汽车中以提供白昼时间的同步和校准并控制到不同的时区。

智能无键输入-配备了宠物的车辆将检测他们汽车拥有者的接近和启程。

普通商务

主要设备审计-宠物设备可以被安装在设备上，比如心脏监视器，去纤颤器或轮椅上。这将提供远程审计(能够多设施)和能够对出错或错误定位的设备产生异常报告。

现场业务

车队装备清单-宠物设备可以被安装在测试设备上，工具箱等等。驾驶者将收到通知，如果他离开一个地点而没有重要的一种装备。

设备合同状况-宠物设备可以被安装在包括有保修或维护合同的装备上。援助服务人员在一个建筑物中定位该装备，以及保证它的状况。例如复印机业务。

建筑系统监视和控制

HVAC-宠物设备可以被安装在无线测温器和HVAV输送管以及控制点中以提供灵活的，远程的管理操作控制和历史的监视。

照明-可以安装宠物设备作为照明控制和占用检测的一部分，以便在一个时间和要求基础上控制照明。

保安-宠物设备可以当成访问确定区域的权限。占有一个区域而没有一个适当的宠物设备将触发一个保安响应。

访问控制-宠物设备可以被安装在门锁中以允许远程再编程成为发行的新的电子钥匙。不需要有线的基础结构，从而改造老的设施可以被简化。此外，宠物设备锁将报告使用状况和低电池状况。

酒店/汽车旅馆管理

门锁-宠物设备可以被安装在门锁中以允许立即重新上锁，当客人登记或结帐时。

空调控制-宠物设备可以被安装在空调控制器中以便不能够加热/冷却非占有的房间。

烟雾/失火告警-每个房间中基于宠物的无线烟雾告警可便于整个建筑的快速响应。

自动售货

机器状况-可以安装宠物设备以提供清单和投币箱状况。多个机器将共享一个网关。

家庭控制

照明-可以安装宠物设备以提供自动的照明时间表和遥控。在未使用的区域占有检测器可以关闭电灯。

家用遥控-宠物设备可以被安装在所有家用中以提供中央的控制面板，远程操作和进度安排。候选的设备是TV，VCR，卫星/电缆盒，冰箱，洗盘机，洗衣机/干洗机，电话/应答机器/呼叫方ID。宠物设备的时钟将针对白昼时间自动的同步化和校准并在移动中改变时区。

保安-可以安装宠物设备以提供无线失火和烟雾检测器，可以启动整个房间或公寓建筑的一个告警。

车库门-宠物设备可以被安装在车辆和车库中以提供自动的门控制和防止不许可的访问。

游泳池-可以安装宠物设备以提供泳池特性的远程控制和进度安排的操作。

草地喷灌器-可以安装宠物设备以提供喷灌器设置的远程控制和编程。中心记录或预报降雨，冰冻警报或饮水限制可以被自动地提供。流量计量可以提供自动的通知阻塞的或危险的头。

加热/空调-可以安装宠物设备以提供空调系统的远程控制和编程。使用便携的宠物设备测温计可以安排智能的舒适室温范围。

有线电视

服务质量--安装宠物设备可以与顾客的装备相联系或安装在馈线上以监视下跌。当前的实现方式需要顾客在一个服务中断的事件中通知电缆公司。

气象局

远程气象站-宠物设备可以被安装在廉价的远程气象监视设备中。它们可以被容易地放置并提供频繁更新的记录的条件，比如风力，温度，湿度，降雨，河水泛滥程度等等。

洞穴勘察通信

测量-可以像面包渣的痕迹一样留下宠物设备以便在一个测量小队和地面上的一个记录系统之间提供转发-到-转发的通信。

紧急响应-面包渣的宠物设备将便于最短时间内的营救响应，发出请求和接收合适的工具或辅助设备。

路程环境监视-可以安装面包渣宠物设备作为长期测量计划的一部分，并可以长周期地从地下的传感器传送数据而不用人进行接触。用于记录空气流量，水位，温度，湿度，O₂，CO₂，碳氢化合物等等。

附录

μ宠物固件操作的综述

本文描述了基本μ宠物核心功能的特点和实现方式。所列出的硬件对所有宠物设备来说是共同的并不覆盖任何专用端口，接口或软件。列出的软件包括由用于外部硬件的专用驱动器使用的标准的API调用。

1.μ宠物综述

2.基本无线电协议特性

3.I/O端口使用

4.内部硬件操作方式和初始参数

5.收发器硬件

6.固件特性

7.宠物网信息格式

8.编程规范

9.驱动器API

μ宠物综述

μ宠物是一种低成本的，智能的双向数据无线电设备。它参与并作为功能相同节点的一个自-组织结构网络的一个成员。每个μ宠物可以始发和接收数据信息，并可以担当一个中间媒介为其他的μ宠物传送信息。

每个μ宠物可以有选择的被连接到外部设备，比如传感器，存储器或广域网络连接。每个μ宠物使这些资源可用于其它邻近的μ宠物。具有广域连接的μ宠物被称为网关宠物设备。

基本μ宠物使用一个微芯片PIC16LF876微控制器和专有的合成RF收发器。收发器运行在未批准的900MHZ ISM(工业，科学和医药设备)频段。

一个μ宠物的物理实现方式包括一个无线收发器，微控制器和存储器，它们包含在大约邮票大小的一个双面电路板上。

无线收发器工作在未批准的900MHZ以上的ISM频段。有效的输出功率少于1毫瓦。所有的宠物在一个单一的频率上发送和接收。这消除了增加的成本和扩频或频率捷变方式中复杂的固性。接收器是稳定的，廉价的直接变换实现方式。宠物不具有频率合成器，本地振荡器，IF滤波器，IF放大器，或天线双工器。

调制方式是CW，也称为‘开-关键控’，并且位编码使用一种自同步曼彻斯特代码。发送和需要最小的功率，因为整个传输过程中发送器正好在一半时间上工作，而在其他时间是完全关闭的。曼彻斯特编码要求接收器能够精确地检测信号边缘：开-关或关-开过渡转换。这些边缘必须出现在确定的定时窗口内以便有效。这为增加噪声抗扰性和排斥伪过渡转换提供了机会。位编码的自同步特性意味着不需要长期的时钟稳定性，开始/停止位或零位插入，比如在异步和同步方式中出现的。

由于使用了曼彻斯特编码的调制数据被平衡，信号位于背景噪声电平的顶端并很容易被检测到。一个简单的自动增益控制提供了在一个很广的动态范围上排斥背景噪声和检测数据信号。

μ宠物硬件将工作在-40℃至+85℃的温度范围上。

基本的无线协议特点

由宠物网处理的信息可以被考虑作为32字节长度和以9600波特传送。在制造过程中分配每个宠物具有唯一的32位序号。这就给出了超过四万亿个号码，尽管在此环境下一个发布的号码再使用不象它在一些其他地方的一样大。每个信息将包含这些序列号的四种空间：(1)信息始发者，(2)信息最终目的地，(3)设备实际发送的该转发和(4)用于该转发的预定的接收器。信息还包含一组标准字段，用于信息类型代码，设备状态位，信息优先级和处理位。有效负荷区将包含应用具体数据，比如地理位置信息，时间/日期，等等，如由信息类型代码所确定的。除此之外，协议规定一种循环冗余检验(CRC-16)，用于整个传输过程遇到的错误检测。信息长度和数据速率相结合以便每秒给出一个最大量的接近20个信息到和来自一个单一个节点。围绕着一个信息，每过几秒钟，网络的正常操作将趋于保持实际的平均的速率下降。实际的无线调制方式容易地提供具有自同步数据位的检测平衡调制。这允许在微控制器时钟性能中对温度具有更大的可变性，并且省去了一个所需的晶体振荡器。

基本的协议是完全无连接的并且每个信息被看成一个独立的数据报文。内置保护机构以确保坚固性，但不保证任何独立信息的传送。在分布的网络中数据库服务器可以开始询问并且要求被怀疑错过的信息的重新发送。

某一确定应用系统的目的是，检测缺项和产生一个异常报告或告警。许多有用的信息可以从附近节点的信息路由表的询问中得到，从而建立一个宠物的最后已知的位置。

宠物设备收发器是半双工设备，意味着它们不能同时发送和接收。有几种方法被用于避免冲突(两个节点同时发送和用于接收方的信息通信错误)。第一，不是所有的冲突会导致信息出错。如果接收器不同时在两个发送器的范围内，信息不会出错。第二，通信的电平可以被保持较低和可以使用间隔随机性技术以减少同时发送的可能性。第三，所有信息被隐式的确认，当它们朝着下一个转发前进时，并且当在它们的最终目的地接收时被隐式的确认。自动转发和省去复制信息是该协议的特点。

无线设备的天线被内置在外壳中并意在提供全方向的覆盖。决不会受到外壳和环境的限制使该网络操作的一个预期的部分。任何收发器的工作范围不会是一个固定的距离，但应该仅可能被看成是一种概率函数。这样，在无线设备之间成功交换信息的可能性是它们空间位置的一个函数。以这种方式来看，所有发送源错误可以被并入一个单一的函数。这与允许一个固定长度信息发生的位错误率和确定成功接收的概率是类似的。不同于有线网络，无线网络具有空间分布的错误率。

所说的是，当从100-300英尺变化时，考虑一个宠物设备的有效范围。覆盖区域的附加控制能够使用专用天线和组装设计。

I/O端口使用

下表显示了用于基本μ宠物的I/O引脚和预定用于‘不使用的’引脚，作为各种当前板设计的实现方式。

端口	引脚	功能	I/O	基本μ宠物使用	增强支持
						A：0	2	RA0	O	电源基准启动
A：1	3	RA1/AN1		不可用-可用	LEDs
						A：2	4	RA2/AN2		不可用-可用	LEDs，触点闭合
A：3	5	RA3/AN3	I	电源基准电平1.2V齐纳	LEDs
						A：4	6	RA4/T0CKI		不可用-可用	LEDs
A：5	7	RA5/AN4	O	收发器V<sub>cc</sub>
						B：0	21	RB0/INT		不可用-可用	GPS 1PPS
B：1	22	RB1	O	收发器方式控制--Cntl 0
						B：2	23	RB2	O	收发器方式控制--Cntl 1
B：3	24	RB3		不可用-可用(必须允许ICSP)	GPS启动
						B：4	25	RB4	O	收发器调制--高位
B：5	26	RB5	O	收发器调制--低位
						B：6	27	RB6		不可用-可用(必须允许ICSP)	WAN启动
B：7	28	RB7		不可用-可用(必须允许ICSP)
						C：0	11	OSO	-	32KHz实时时钟振荡器
C：1	12	OSI	-	32KHz实时时钟振荡器
						C：2	13	RC2/CCP1	I	收发器接收数据	I<sup>2</sup>C串行时钟
C：3	14	RC3/SCL		不用-可用
						C：4	15	RC4/SDA		不用-可用	I<sup>2</sup>C串行数据
C：5	16	RC5		不用-可用	RS232启动
						C：6	17	RC6/TX		不用-可用	UART发送
C：7	18	RC7/RX		不用-可用	UART接收

内部硬件操作方式和初始参数

微芯片PIC 16F876具有下列的集成硬件设备。

1.存储器

存储器和特殊的寄存器共享一个被分成四个页面的512字节地址空间。在每个页面中一些位置被复制。有全部368可用的存储器字节用于编程用途。这些字节中的十六个被交叉复制在所有页面上；我们保留这些用于中断业务和相关语言的使用。

2.处理器时钟振荡器

在4.0MHZ范围用于RC或TX时钟的选项。

RC选项提供一种低成本的实现，假设任意精确的定时要求符合实时时钟。这允许处理器花费多数时间处于睡眠方式而不用具有一个电源关闭的昂贵的振荡器。

TX选项预定使用一个4.0MHZ晶体以便为普通的宠物操作提供一个1.0MHZ指令速率。

3.定时器1振荡器

使用一个32.768晶振以便为定时器1提供实时时钟基准。

4.加电定时器

加电定时器通常只能用在这样的宠物设备上，即期望具有低功率操作需求，比如太阳能。在释放处理器复位之前和在电源被提供之后，加电定时器提供固定的72毫秒延迟。

5.振荡器启动定时器

当使用一个晶振时，振荡器启动定时器提供固定的1024振荡周期的延迟。如果从一个RC振荡器提供处理器时钟的话，则没有延迟。根据加电调用启动延迟并当从睡眠方式唤醒时，因为时钟停在两种情况下。

6.看门狗定时器

通常不启动看门狗定时器。

当WDT启动时，对于解释在某些环境中特性改变的某些操作问题，目前正处分析的阶段。这与ESD是有关的，但还需要进一步的研究。

7.节电复位

由于宠物是一种3.3伏(而不是5伏)设备，不使用节电复位。节电复位点是额定的4.0伏。

8.I/O端口A

端口A：0(输出)提供功率到一个基准电压以测量电源电平。该基准被放到端口A：3。

端口A：1和端口A：2是不用和可用的用于专用用途。

端口A：3(输入)是来自一个1.2V齐纳基准。A/D变换器测量该值，当通过设置端口A：0使基准启动。

端口A：4是不用的和可用的。它可以被当作施密特触发器输入到定时器0或作为集电极开路输出。

端口A：5(输出)提供无线收发器V_cc。这允许完全断电无线部分而不用为此目的使用一个分离的调整器。

9.I/O端口B

端口B：0(施密特触发器输入)是外部中断输入，通常只用于GPS接收机的1脉冲每秒输入。

端口B：1和端口B：2(输出)是用于无线收发器的方式控制信号(控制0和控制1)。按下列使用：

端口B：1控制0	端口B：2控制1	工作方式
			0	0	断电
0	1	振幅移位键控法(发送)
			1	0	开-关键控发送(宠物不使用)
1	1	接收

实际的发送信号电平是‘关’或‘开’，但我们使用振幅移位键控法允许宠物改变发送的信号电平。在ASK方式中，通过电流进入收发器的TX方式引脚控制输出功率。我们使用电阻分压器设置实际的调制电平，由宠物每次发送一个位。

端口B：3对周边设备是不用和可用的。

端口B：4和端口B：5(输出)是无线发送机调制控制。这些被连接到一个电阻分压器网络以允许发送功率电平的调制。

端口B：6和端口B：7被保留用于微芯片线路中的调试程序和线路中的串行编程。

10.I/O端口C

端口C：0和端口C：1由32768Hz晶振使用用于实时时钟功能。

端口C：2(输入)被输入到捕捉/比较/PWM模块。它被连接到接收数据的无线收发器。

端口C：3和端口C：4(I/O)是I²C串行时钟和数据线，用于与板上的存储器进行通信。

端口C：5和端口C：7是UART发送和接收线路，用于与网关或其他周边设备通信。

11.数据EEPROM

处理器包含256字节非易失性EEPROM数据存储器。这用于存储唯一的设备序号，以及编程版本信息。

12.闪存

处理器包含分成四个页面的程序存储器的8192个字(每个14位)。该闪存包含宠物网操作系统和任何专用的驱动程序。它是现场可编程的和从网络可以接收更新的程序，并安装在一个设备中不必用户干预。

13.定时器0模块

定时器0是具有用于外部时钟源的边缘选择的一个8位计数器。它具有8位可编程的预定标器。定时器0不被使用。专用驱动程序可以使用定时器0以便在T0CKI引脚上计数脉冲。

将来的处理器时钟的定时校准算法的实现方式可以结合一个外部时间基础使用定时器0模块。这将允许精确的测量处理器时钟，使用附属的GPS，远程地理宠物或者32KHz时钟，同时能够保持接收器和中断。如果整个这类型操作过程中预定标器可以被分配给定时器0的话，那将是最好的。应注意进行实践，因为当前由用于诊断的看门狗定时器使用预定标器。

14.定时器1模块

定时器1是具有它自己振荡器的一个16位计数器/定时器。

具有32,768Hz晶体振荡器的定时器1用作实时时钟。它以除1方式使用预定标器并每秒一次产生一个中断。中断服务担负着经过秒数计数进行更新一个软件，这是可用于应用的实时时钟的基础。

网络同步信息建立时钟的实时值并调节定时器1寄存器的值以便维护整体的同步。当信息传播通过网络时保持最高可能的分辨力，因为定时器1以31微秒为计数单位。进行每种努力以保证保持精度。

15.定时器2模块

定时器2是一个8位定时器，具有一个相关的8位周期寄存器和比较器。它计数指令周期。它能预定标1，4或16并能通过1-16记入定标。

使用定时器2测量从无线接收器接收的曼彻斯特数据的下降沿之间的间隔，并为经无线发送器发送曼彻斯特数据提供所需的间隔定时。以1∶1方式使用预定标器来进行计数间隔和以1∶1方式使用记入定标来产生终止接收一个错误信息的中断。

在接收方式中，在下降沿中断在接收数据ISR中之后由软件清零定时器。后面的中断在清除计数器之前读取当前的定时器值。因而测量间隔被用于确定进来的曼彻斯特数据位的值。最长可能的有效数据被预加载进入比较寄存器。如果该长间隔期满，模块产生复位接收方式的一个中断，清除任何进行中的接收信息。

在发送方式中，使用定时器测量经无线发送器被发送的编码数据的上升和下降沿之间的间隔。运行用于4.0MHZ处理器实现的快速实现方式不启动使用中断。定时器模块被编程以便在某个半-位-时间的间隔上产生中断，但该中断标记被轮询并且基于输出位流产生过渡转换。这产生了具有无中断等待时间抖动的精确的边缘定时。数据速率足够高，使用4.0MHZ时钟不会剩下许多处理时间。可以预料对于20.0MHZ(5.0MHZ指令速率)的实现方式将使用一种全中断驱动变量。但这种有意义的发行是由其他可能的中断产生的附加的等待时间，特别是实时时钟的一-秒中断和串行通信口的I/O中断。

对于不使用一个稳定的处理器时钟振荡器的宠物实现设备，我们周期的测量指令率到实时时钟的联系并因此调整我们的I/O的定时。这通过把更新的操作参数值放入曼彻斯特编码器/解码器的表格驱动的设备中来进行处理。由于处理器时钟的主源与温度和供电电压有关并且这些将慢慢地变化数量，我们实现一种随机的改变再校准的间隔的算法，基于预期宠物的操作环境。基于处理信息期满的相同的算法再校准周期之间的间隔使用一个控制参数。基于预期的环境和使用的一个随机尾数值选择一个指数(当成比例因子)。当指示的时间到达时，发生再校准并选择一个新的控制参数以便引起下一个再校准。仔细进行以确保新的时间是将来的实际时间，因为一个纯的随机尾数具有匹配当前时间的十六分之一的机会。

再校准包括下列步骤顺序：

a.停止接收，

b.重新编程定时器2和它的预定标器和比较器，

c，等待一个一秒定时器的滴答声，

d，清零定时器2，

e，计数定时器2溢出直到下一个定时器滴答，

f，基于观察的时钟速度计算用于曼彻斯特参数的新值，

g，恢复定时器2和它的预定标器和比较器，

h，开始接收。

这将导致一个间隔升到2秒，整个发送和接收过程将被禁止。选择一秒采样间隔以获得一个有代表性的测量并最小化处理器和实时振荡器中抖动的影响。

16.捕捉/比较/PWM模块(CCP)

微控制器具有两个捕捉/比较/PWM模块。不使用CCP2模块，因为它的输入共享具有32KHz振荡器的一个引脚。

CCP1用于检测从无线接收器接收的串行数据的下降沿。下降沿产生一个中断，通过使用定时器2的ISR定时该中断。从定时器1捕获的值不用于当前的实现中，因为定时器1是自由运行的实时时钟(32,768Hz除8)。

在当前的ISR中实现一个时间增量应该是可能的，将使用更精确的边缘锁存的时间值，但定时器的源必须是处理器时钟。这将意味着丢失32KHz实时时钟。

现在的工作方式是下降沿触发一个中断，ISR读取和清除定时器2，估算用于曼彻斯特编码器的间隔。如果定时器2达到周期寄存器(PR2)中的值，它引起用于重新开始信息接收的一个中断。

在当前的实现方式中，使用所有启动的中断源运行接收器。这意味着在接收时间值中具有一个固有的抖动，基于用于其它终端的任何组合的ISR服务。在实际中，错误的主要源可能是实时时钟的一秒中断，它可以增加横跨一个一秒边界的一个进来信息受到破坏的概率。最简单的解决方式是在一个信息的序言被接收后禁止所有其他的中断，并在信息完成之后或当接收器检测一个错误时重新使它们能够工作。这将把某个信息时间的一个最糟糕情况的等待时间加到相应于已经被强加了延迟的这些中断上，由于快速发送方法在整个发送过程中不能完全的中断。

17.主同步串行端口(MSSP)

在1²C方式中使用同步串行端口对接选择的板上的串行EEPROM存储器。流行的板卡允许加到四个存储器设备，尽管寻址方案支持八个。每个存储器设备可以是具有32K字节容量的一个微芯片，给出一个最大的外部存储器地址空间256K字节。

18.通用同步异步接收器发送器(USART)

在网关设备中使用USART，用于与一个主PC，MOBITEX调制解调器或GPS接收机通信。

19.模拟-到-数字变换器(A/D)

A/D变换器用于测量主电源的电平，尽管对于专用的用途可以利用其他的信道。

20.中断源

微控制器实现13个在这里概括的离散的中断源。

源	说明	使用	被…清除
				T01F+T01E	定时器0	不使用	ISR
INTF+INTE	外部中断	GPS1脉冲每秒-上升	ISR
				RBIF+RBIE	端口B：7..4位改变	不使用	ISR
PSPIF+PSPIE	并行从属端口R/W	不实现的-必须是不启动	ISR
				ADIF+ADIE+PEIE	模拟-数字变换器	不使用	ISR
RCIF+RCIE+PEIE	USART接收	接收缓冲器处理程序	自动
				TXIF+TXIE+PEIE	USART发送	发送缓冲器处理程序	自动
SSPIF+SSPIE+PEIE	同步串行口	不使用	ISR
				CCP1IF+CCP1IE+PEIE	捕获/比较/PWM1	无线接收曼彻斯特处理程序	ISR
TMR2IF+TMR2IE+PEIE	定时器2	32KHz实时时钟	ISR
				TMR1IF+TMR1IE+PEIE	定时器1	曼彻斯特接收超时	ISR
EEIF+EEIE+PEIE	EEPROM写	不使用	ISR
				BCLIF+BCLIE+PEIE	在I<sup>2</sup>C主方式中的总线冲突	不使用	？我不知道
CCP2IF+CCP2IE+PEIE	捕获/比较/PWM2	不使用	ISR

每个中断具有它自己的标志位和允许位。在任何实际的中断将出现之前，所有的外围中断也需要全球的外围设备能够被设置。可以以一种轮询方式使用中断源，通过简单的保证相应的允许位保持清除。多数中断要求标志位在服务程序中被明确的清除，如表中所示。

21.电路中编程和调试程序

为了允许应用程序开发者使用为16F876设计的微芯片电路内调试程序工具，我们预留位于0x01EB至0x01EF的5个存储器，并且位置0x0070出现在所有四个存储体中。此外，与RB6，RB7和RB3相关引脚和MCLR引脚能够被连接到调试程序硬件而没有干扰。当调试程序被装入PIC时，它占用8K闪烁地址空间的最高的0x0100字。

使用一个工作站发生一个μ宠物的初始的编程，运行微芯片MPLab软件，一个ICD模块和接到处理器芯片的一个28-插脚线夹。通过ICD提供电源，不通过μ宠物。

收发器硬件

利用共享的滤波器，混合收发器模块使用SAW技术提供直接变换接收和发送功能。发送功率电平是进入设备TX方式引脚电流的一个函数。μ宠物电路提供一个电阻分压器以允许选择发送功率电平。用于ISM频段的合格规范要求输出功率少于1毫瓦。

固件特性

这部分简要描述宠物操作系统核心的主要方面。这些特性存在于所有宠物设备中并提供基本级的网络功能性，而且能够增加专用支持。

1.信息传输

通过调用具有信息类型代码制造的信息开始信息传输。这生成了带有一些填充的标题字段的一个空白信息。然后根据应用的需要填入目的地字段和有效负荷。还可以对转发和期满字段作出改变。

在开始信息传输之前设置将被使用的发送功率电平。

一个调用到发送信息等待当前接收操作以便完成，强行一个短随机延迟来帮助防止信息冲突，计算和校正信息RC-16，接着作出一个调用到快速发送。快速发送是一个强力的曼彻斯特编码器，使用不允许中断运行以确保在发送的信息中高质量的边缘定时。边缘抖动将少于3个指令周期(通常3微秒)。

下列的发送，信息接收是自动的被重新允许。

2.信息接收

信息接收包括被接到来自无线收发器的接收数据线的一个中断驱动边缘检测器。该边缘检测器建立下降沿之间的间隔。这些间隔驱动一个状态机器转换成放在接收缓冲器中的数据序列。当已经接收了一个完整的缓冲器而没有显眼的定时错误时，为了正确，计算和检查CRC-16。如果信息是正确的，设置一个标志，表示一个有效的信息已经到达并通过设置状态机器到一个空闲状态不允许其他的接收。

处理接收的信息作为主程序操作的一部分，也就是，不在中断级上。根据完成的一个接收信号的处理，主程序将设置接收器状态机器重新能够接收。

一个接收信息的处理包括把它加到一个被传送信息的列表中-发送信息队列。这是通常的情况，即信息‘你们’字段是我们的ID而信息‘目的地’字段不是我们的。

3.信息确认

在这部分中当我们谈到信息和信息确认时，我们讨论从一个宠物到下一个的单一转发以及出现的确认。这不是一种末端-到-末端传递的确认。

以两者之一的方式确认从‘F’到‘G’的信息：隐式的或显式的。当产生一个确认信息并特意从‘G’到‘F’被发送回的时候出现显式的确认。当信息被传送到它的下一个转发并且先前的发送方能够听到被转移的信息时出现隐式确认：‘F’推论‘G’成功地接收了信息，当‘F’听到‘G’发送该信息到‘H’的时候。

如果接收的信息是特意为我们发送的(我们的ID是‘目的地’)，我们产生一个显式明确的确认。顺便地说，这覆盖了我们是线路的末端的情况。

此外，一个显式的确认也被发送，如果一个宠物‘G’从‘F’已经接收了一个信息，把它转移到‘H’，接收令人满意的确认，和接着再次听到‘F’发送相同的信息。‘相同的’意味着，在一个宠物上，一个匹配的‘源’和序号；它不需要一个宠物保留全部的信息，尽管这将可能是最普通的情况。带有大量存储器的宠物可以保留全部的信息和允许信息序列号已经绕回的情况(来自相同的‘源’的256个信息)。全部的比较将防止意外的压缩非复制的信息。

根据一个确认信息的接收，宠物从等待发送信息的队列中除去该信息。该信息的一部分(或全部)可以被保留在‘发送信息’的一个清单中(存储器许可)以允许检测复制的发送和它们的消除。

来自‘G’的一个显式的确认具有‘F’在‘你们’字段中。该转发将被调整以防止在此情况中的以外的传播，即‘F’已经丢失了原始发送该新的记录。

4.信息重新发送

每个宠物保持被发送信息的一个队列。这包括由该宠物自己始发的和用于转移所接收的。宠物固件空闲处理将扫描该队列，依次发送每个信息。通常，信息将保留在发送队列中直到它们被确认和直到它们期满为止。

当一个信息期满，一个管理信息排队，它被发送到该信息的发送方通知失去连接并更新中间路由表。

5.路由表和信息转移

考虑从‘F’到‘G’到‘H’的一个信息传送，目的地为‘X’。

作为发送宠物‘G’准备一个信息的处理过程的一部分，将查看路由表中的‘X’。如果发现‘X’，正确的下一个转发‘H’被填入作为‘你’，转发计数被调整和信息被发送。

此外，还做出一个检验以保证信息允许的转发数，信息将允许经过我们在表中发现的入口的路由。

如果在表中没有发现‘X’，该信息在发送队列中被替换，通过一个指引在‘F’上的管理信息，表示‘我不再有一个路径到达目的地’。注意，这消除了信息确认的可能性，从而当‘F’得到它进行重新发送该信息时，他将有机会发现和使用一个替换的路程到达目的地。

这种情况可以出现，其中一个宠物‘F’接收一个管理信息(如上述的)，没有可替换的路径，并且有一个用于该目的地的未决的数据信息(等待确认)。‘F’将用所有方法修改和发送管理信息到未决数据信息的‘发送方’。这通知了发送方和所有中间宠物已经有一个路径中断。‘F’然后丢弃(不可传递的)未决的数据信息。

发送方可以使用这个通知作为一个暗示，该信息已经被撤销，并因此重新发送最新的信息或执行其他的任务需要确认或重新建立链接。

路由表格式(字节)

分配到路由表中的存储器的总数(入口数)取决于宠物中可用的存储器以及它期望的应用。短路由表可以被分配在处理器RAM中，但长的路由表被存储在处理器芯片或外部存储器的非易失性EEPROM中。

当发送经过‘经过ID’时，转发计数字段存储到达‘目的地ID’所需的预期的转发数。

LRU计数用于在概念上排序表中的入口以便由新的入口重写最老的。

6.实时时钟

作为一个目标，宠物网网络用1毫秒范围的精确度保持整个网络的时间。该时间标准从根本上由GPS时间得到。我们实现一种GPS秒计数的单调增加并使时基与接到地理宠物的GPS接收机相一致，获得大约几微妙的精确度。

使用精确的边缘定时广播地理宠物同步信息，该边缘定时相关于包含在信息中的时间基准。这允许接收宠物调整它的定时器与其余的网络同步。

核心时钟功能保持与实时时钟相关的一个品质因数。这是潜在的一个容许值，用于确定放在时间值上的信任程度。根据加电，或在自治的运行周期之后不用网络联系，该品质因数是较低的。接收良好卫星数据的地理宠物将具有高的品质因数。任何宠物从多个地理宠物接收同步信息，且信息之间具有紧密的相关性，将具有最高的品质因数。

宠物设备使用它们内部保持的品质因数作为对网络同步信息的一种明智的检验。如果一个信息要求的品质因数高于宠物本身，并且信息中的时间值是宠物容许的范围内，该宠物将复位它的时钟到新的值并增加它的品质因数。如果一个信息要求的品质因数低于该宠物本身，则该信息被忽略。

如果一个信息要求的一个时间超出宠物内部时钟的范围，该宠物将停止始发或传送同步信息。当时间经过时，该宠物内部品质因数将下降。一旦从至少两个源的同步信息显示一种可接受的相关性，宠物将接受新的时间并恢复参与网络中的同步处理过程。

7.中断服务

应用程序应该以状态机的形式被构造，运行它们作为宠物网操作系统的共同程序。每种状态将执行一个具体的，意义明确的任务，并接着返回到操作系统。状态的顺序可以被控制，通过来自网络的数据，通过的时间或来自专用传感器的信息。

9.专用硬件驱动程序

提供具体硬件应用编程接口(API)作为宠物固件代码保护设计的一部分。通常，为一种特定应用程序写代码的程序员不允许直接访问硬件端口-他必须使用由AFX提供的API调用。

10.现场编程性

宠物固件支持一种机制，允许数据存储在程序中或数据存储器中的任何地方。在整个制造处理过程中这使用了装入专用固件。此外，在实地中可以启动一种下载方式，允许一个独立的宠物从另一个宠物接收升级的完全的固件。这通常提供一个网关业务，因为网关典型的具有更多的存储器并可以为各种专用设备存储完全更新的代码。

宠物网信息格式

宠物网信息包括32数据字节，跟随一个2字节CRC-16错误检测。32字节信息被分成20字节标题和12字节有效负载。首标用于提供网络路由和消息处理信息，同时有效负载包含任何专用数据字段。

宠物网信息格式

首标字节分配如下：

宠物网信息首标

类型是一个8位值，用于识别由宠物网网络本身所处理的不同信息格式。对于虚拟的地理位置，路由表更新，精确的时间同步，自通告广播信息和专用数据使用特有的类型。确定这些类型的编码。在开发中选择的类型代码定义在下表中。

当前宠物网信息类型代码

类型	用途
		OO	专用数据信息
01--FC
		FD	未请求的数据。网络广播信息
FE	响应一个FF类型的网络命令
		FF	网络相关命令

四个字段(你，我，源和目的地)是32位宠物ID字段。通常在整个制造过程中它们代表分配给每个宠物的唯一标识。从4,294,836,225这个库取出的确定的ID被预留用于确定的路由功能和识别专用‘数据库’

预留的宠物ID

‘你’是具体宠物预定接收这种特殊的传输。它也可以是0表示预定用于任意接收方的一个广播信息。

‘我’是信息始发方的ID。在到达它的最终目的地之前，信息可以由多个中间者运输。

‘目的地’是信息的预期最终目的地的ID。

‘N’是由源宠物计数的信息的8位序号。它连续地从0到255给信息编号码然后开始。

‘H’是8-位转发-最大/转发-到-去字段。

参与信息传送的任何宠物执行转发计数算法。

基于预期的信息的路由，任何需要传递的始发信息的宠物建立一个有效的转发-最大值。

转发-最大/转发-到

‘转发-最大’字段是到达目标之前允许信息作出的转发数。它由源宠物设置并当信息从一个中间宠物前进到下一个时保持不改变。源宠物使用它的当前路由表信息确定到达目的地宠物预期的路径长度。

‘转发-到’字段是用于该信息剩余的转发数。在传送信息之前，每个中间宠物减少‘转发-到’字段。

为下一个转发选择路由的机构将确定是否预期到达目的地的路径总是最短的，用剩余的转发足够到达。如果路径太长，信息将被丢弃并产生一个新的管理信息和把它发送到源宠物。管理信息表明路由失败和帮助建立用于未来信息的新路由。

在一个静态环境中，所有宠物更新它们的路由表，基于包含在被接收的所有信息中的首标信息。在信息上探听，特别是那些不是指向探听宠物的信息，这是宠物保持它们路由表更新所使用的主要方法。包含在消息首标中的到四个宠物ID的每个的有关路径的信息能被导出。转发-到-去的值加一是一个探听者预期能够到达目的地宠物的转发数转发-最大和转发-到-去之间的差，加一，是一个探听者预期能够到达源宠物的转发数。‘我’宠物是到达的一个转发。‘你’宠物是到达的两个转发。

‘X’是8位期满字段。当信息朝着它们的目的地传播时，信息可以从一个宠物到另一个宠物移动。由各种因素可以延迟这些独立的转发，比如网络业务，被破坏的通信链接和使用的‘通信员’，物理的移动和建立新的动态路程。每个信息的始发者知道一个特别有意义的一个信息的超时的周期。以一种信息的期满时间的形式把这种信息存储在消息的标题中。

参与信息传送的任何宠物实现信息期满算法。

基于信息中数据的寿命，要求传送的始发信息的任何宠物建立一个有效的期满字段值。

期满字段

当由宠物保持的当前时间匹配由期满字段表示的值时发生一个信息的期满。使用一种指数/尾数格式允许动态的期满范围达到从几秒至几星期的范围。

所有的宠物维护一个同步的32-位秒计数器用于网络信息处理功能。这里描述的位字段是基于一个计数器，其中位0每秒增加。信息期满算法假设所有参与的宠物之间时间同步。

以秒计时间-32-位值

使用用于信息的一个预期的寿命值源宠物开始进行。选择指数以便它是覆盖预期寿命的最小的一个范围。宠物接着计算用于信息的一个预期的超时时间，通过把预期的寿命加到当前时间上。选择的尾数是由指数选择的超时时间内的四位字段。使用这种技术，我们在指数表示的范围上获得了大约+/-3％的超时分辨率。

可能的是，一个宠物已经丢失了与网络的时间同步。对于确定的应用系统，可能的是，该宠物使用超时算法的统计特性来获得好处。特别的是，可以选择一个平均的信息超时，通过简单的设置指数值和留下尾数零。在所有的源宠物中这部需要一个时间值，但在整个由指数隐式的范围中将导致信息随机的超时。

能够担当通信员的所有宠物必须实现期满算法。它们期望与网络时间保持一个时钟同步。操作系统空闲处理周期的检查存储-和-传送队列中的每个信息。如果当前时间中的位匹配信息的期满字段中指定的位，该信息被丢弃。

专用宠物信息有效负载格式

每种应用可以具有针对这种具体应用的有效负载格式。通常，网络既不知道也不关心信息有效负载的内容。特别是，信息有效负载可以用一种端-到-端加密算法被加密，使任何中间媒介或外界观察者不能确定信息的内容。一个宠物网信息的接收方可以使用类型，源和目的地字段中的信息唯一的识别信息格式，并接着可以解码有效负载区域中各个位的含义。此外，源顺序号码(N)可以用于重新编装来自多个宠物网信息的过长的数据块。

大范围的各种信息非常复杂以致于在此不能进行详述，但一般性的编码特性可以用几个例子进行示范。

宠物网信息格式-农民分支固定的信标

这种信标通告信息在一个固定的速率上被发送以便系统估算。一种典型的速率是一次一秒，但其他的速率可用于所覆盖的不同的环境。传输使用协议延迟来防止正常的传输冲突。

出于当前诊断的目的，‘你’，‘我’和‘源’字段是特殊宠物的ID。这防止了任何的信息路由并允许处理和执行估算，通过使用针对该应用的被明确编程的宠物。这消除了与其它同时在实验室中进行开发的应用之间的可能的干扰。

有效负载‘S’是用于该特定应用程序的一个信息子类型代码。

有效负载‘qMsg时钟’自从宠物被设置后的秒数。

有效负载‘Batt’是电源A/D变换器测量的结果。

有效负载‘R’是自从加电后复位的计数。这些能被引起，通过看门狗定时器。

有效负载‘L’是最后复位之前的诊断位置。

有效负载‘M’是最后复位之前i接收方式的值(信息接收方式值)。

宠物网信息格式-μ数据网电子测量仪(通告)

该信息被周期地发送，起到自通告信息的作用以及把数据传送到诊断网关的作用。

为了当前诊断的目的，‘你’，‘源’和‘目的地’字段是空白的。这防止了任何的信息路由并允许处理和执行估算，通过使用针对该应用的被明确编程的宠物。这消除了与其它同时在实验室中进行开发的应用之间的可能的干扰。

该信息的间隔是30秒，具有一个+/-7秒有意的随机变化。

有效负载‘qMsg时钟’自从宠物被设置后的秒数。

有效负载字段‘qMeter’是用于仪表读数的粗的计数值。

宠物网信息格式-μ数据网电子测量仪(轮询)

该信息被发送作为一个询问信息，从一个读数设备到目标ID给定的一个具体的宠物。

根据轮询信息目标宠物将发送一个轮询应答(下面)。

宠物网信息格式-μ数据网电子测量仪(轮询命令)

该信息被发送作为一个命令信息，从一个读数设备到目标ID给定的一个具体的宠物。它用于命令断开和再次接入宠物。

有效负载字段‘S’是所需状态：00为关闭，01为打开。

根据接收的轮询命令信息，目标宠物将发送一个应答(这里没有证明)。命令应答包括当前的开关状态。

宠物网信息格式-μ数据网电子测量仪(轮询响应)

该信息被发送响应来自一个读数设备的一个询问信息。

使用询问该单元的宠物的宠物ID填入‘你’和‘目的地’字段。这样，应答被直接发送回询问宠物。

有效负载字段‘qMsg时钟’自从宠物被设置后的秒数。

有效负载字段‘qMeter’是用于仪表读数的粗的计数值。

有效负载字段‘S’是用于该特定应用程序的一个信息子类型代码。

编程规范

以一种增强的，高级版本的微芯片汇编语言专门进行μ宠物的编程。这种增强性提供了一种仔细控制的，结构的环境用于开发一种其他难于控制语言中的一个大型项目。增强的汇编语言提供下列的高级特点：

1.转向-少结构的没有标记的代码，使用IF THEN ELSE，CASE和REPEAT WHILE UNTIL循环。

2.指定的BIT，BYTE，WORD，和QUAD可用的尺寸。

3.限制的编译时间表达式求值

4.自动优化页面和存储体选择用于调用以及存储器基准。

5.多个列表和程序显示选项。

6.用于多个程序选项的条件汇编。

7.程序版本的历史记录改变。

8.为设备编程直接输出.hex文件而不用链接。

9.程序和存储器使用映象。

10.自动保护读-修改-写指令中的端口的位。

11.指令使用统计。

12.静态调用映射用于堆栈用法的验证。

软件期望被实现成一种与操作系统合作的状态机以允许处理与专用μ宠物的活动并联的宠物网网络业务。初始的例程设置应用所要求的存储器和硬件。

驱动器API

任何时间它被调用则宠物被复位。整个正常的宠物操作过程中重复的调用循环例程。期望应用程序将被实现成一种状态机，到循环的每个入口处理一个单一的状态或过渡转换。它不需要或允许用户应用程序长时间周期保留控制，因为使用调用到循环散布了网络信息处理。由于中断和有关网络的处理，不保证有关专用操作的定时。

使用AFX增强汇编语言写入专用例程，并具有接近一个页面的可用程序存储器用于应用代码。通过调用AFX提供的功能，多数功能期望被实现。特别的是，必须进行接入I/O端口，通过证实的接口以避免与宠物功能干扰。

对于功率缺乏的应用系统，操作系统可以被配置以便在周期间隔上进入睡眠方式并在一个定时器或外部中断基础上被唤醒。为了实现尽可能低的睡眠方式的功率消耗，专用周边设备必须能够关闭和重启动。如果由一个特殊的μ宠物使用睡眠方式，应用系统必须提供两个将被调用的附加的过程(小睡和醒来)，在操作系统调用睡眠方式之前和之后。

Claims (30)

1.一种包括至少为三个的多个节点的系统，其中每个节点把从另一个节点接收的一个信息移交到后续的一个节点，其包括用于将信息从系统的一个节点移交到系统另一个节点的中间节点、提供数据给中间节点之一的始发节点、接收来自中间节点之一的信息的目的节点，每个节点包括：

一个采用基准频率连续波的开-关键控的收发器，该收发器在基准频率上从另一个节点接收一个键控信息并在基准频率上把接收到的该信息发送到一个后续的节点，其中该信息包括数据并包括相应于始发节点、目的节点和中间节点的路径信息；和

一个控制器，控制收发器的操作以便接收由另一个节点发送的信息并把接收到的该信息发送到一个后续的节点。

2.如权利要求1的系统，其中每个接收信息的收发器在基准频率上发送信息已经被接收到的一个确认并且其中发送信息的收发器在基准频率上接收该确认。

3.如权利要求2的系统，其中该确认是一种显式的确认，使得每个接收信息的收发器在基准频率上发送一个显式的确认信号到发送该信息的收发器。

4.如权利要求3的系统，其中该接收信息的收发器在至少两次接收信息之后发送显式的确认信号。

5.如权利要求2的系统，其中该确认是一种显式的确认，使得每个接收信息的收发器在基准频率上把信息转发到另一个收发器，由原始发送该信息的收发器接收该转发的信息。

6.如权利要求2的系统，其中每个节点包括一个或多个下列项目：

一个始发节点，其用于始发信息，

一个中间节点，其用于从另一个接收信息的节点把该信息移交到不是那个接收信息的一个后续的节点，或者

一个目的地节点，其用于接收该信息。

7.如权利要求1的系统，其中该信息包括：

相应于数据的数据位；

识别信息始发的第一节点的始发位；

识别信息被指定到达的最后节点的目的地位；

识别发送信息的当前节点的发送位；和

识别预定用来接收当前被发送信息的下一个节点的接收位。

8.如权利要求1的系统，其中至少一个节点进一步包括与控制器对接的一个GPS接收机，以提供相应于该GPS接收机全球位置的位置和/或时间信息。

9.如权利要求1的系统，其中该系统与一个广域网(WAN)结合使用并且其中至少一个节点进一步包括连接到控制器的一个WAN接口，以便从该控制器到WAN提供信息以及从WAN到该控制器提供信息。

10.如权利要求1的系统，其中每个控制器包括一个存储控制软件的存储器，用于对该控制器进行控制，并且其中该控制软件经一个提供给收发器的信号而被修改。

11.如权利要求1所述的系统，其中该收发器具有可调整功率输出，该功率输出按照对该收发器响应的节点数的函数改变，借此减少相邻收发器之间的干扰和因此增加该系统的有效带宽。

12.一种包括多个节点的系统，其中每个节点包括一个用于接收键控信息并发送该信息的收发器和一个用于控制该收发器操作的相应控制器，其中该信息包括数据并包括相应于始发类型的节点、目的地类型的节点和中间类型的节点的路径信息，其中每个控制器将其相应的收发器作为下列的一种或多种类型的节点进行操作：

始发类型的节点，其用于提供一个信息，其中该收发器采用基准频率连续波的开-关键控以向该系统另一个节点发送键控信息；

中间类型的节点，其用于移交一个信息，其中该收发器采用基准频率连续波的开-关键控来接收由另一个节点发送的信息并将接收到的该信息发送到一个后面的节点，该后面的节点不是从其接收该信息的节点；

目的地类型的节点，其用于接收该信息，其中该收发器采用基准频率连续波的开-关键控来接收由另一个节点发送的信息。

13.如权利要求12的系统，其中在始发类型的节点中，控制器控制收发器、在基准频率上接收信息已经被另一个节点接收到的一个隐式和/或显式的确认，其中在中间类型的节点中，控制器控制收发器、在基准频率上发送信息已经从另一个节点接收到的一个隐式和/或显式的确认，其中在中间类型的节点中，控制器控制收发器、在基准频率上接收信息已经被另一个节点接收到的一个隐式和/或显式的确认，其中在目的地类型的节点中，控制器控制收发器、在基准频率上发送信息已经从另一个节点接收到的一个隐式和/或显式的确认。

14.如权利要求12的系统，其中至少一个节点被连接到一个网络服务器，其中由该节点发送的数据被一个数据库服务器存储在一个数据库中，并且其中一个应用服务器许可一个或多个用户系统访问存储在数据库中的信息。

15.如权利要求12的系统，其中至少一个特殊的节点被编程以期望在一个设置的时间周期内来自另一个节点的一个信息，并且如果期望的信息在该设置时间周期内没有接收到，则其中该特殊节点发送一个异常信息。

16.如权利要求12的系统，其中有多个中间节点，每个节点被编程来存储从其它节点接收的信息，使得多个中间节点中有一个特定节点被关断而且不能提供信息时，其它的节点可以提供从该被关断特定节点最后接收到的信息。

17.如权利要求12的系统，其中该信息包括相应于数据的数据位，并且其中每个数据位的后沿提供了用于检测数据位的一个基准。

18.如权利要求17的系统，其中后沿提供一个基准，用于发送和/或进来或输出信息的定时。

19.如权利要求17的系统，其中信息包括具有一种曼彻斯特编码方案的各位，并且其中各后沿提供了具有子位时间分辨率的时间同步。

20.如权利要求17的系统，其中每个节点记录各后沿之间的时间间隔作为一个时间基准，其中各节点具有一个提供与时间基准比较的时钟信号的时钟，并且当该比较的时钟信号与时间基准不相符时，其中各节点将该时钟复位。

21.如权利要求12的系统，其中至少一个节点存储一个可闻通告，并且其中该节点响应接收到的一个特殊的预定信息来启动该通告。

22.如权利要求12的系统，其中多包信息被传送，每个信息包具有唯一的标识，而且其中只有未接收的信息包被转发。

23.如权利要求12的系统，其中当其它的节点正在发送时，各节点在一个时间延迟之后发送信息。

24.如权利要求12的系统，其中每个始发节点始发有关一个特定应用程序的信息并存储和传送有关该特定应用程序和其它应用程序的信息。

25.如权利要求12的系统，其中每个中间节点存储和传送有关多种应用程序的信息。

26.一种操作在一个基准频率上的系统，其包含多个节点，其中每个节点包括一个用于接收键控信息并发送该信息的收发器和一个用于控制该收发器操作的相应控制器，其中该信息包括数据并包括相应于始发类型的节点、目的地类型的节点和中间类型的节点的路径信息，其中每个控制器将其相应的收发器作为下列的一种或多种类型的节点进行操作：

始发类型的节点，其用于提供一个信息，其中该收发器采用基准频率连续波的开-关键控以向该系统另一个节点发送键控信息；中间类型的节点，其用于移交一个信息，其中该收发器采用基准频率连续波的开-关键控来接收由另一个节点发送的信息并将接收到的该信息发送到一个后面的节点，该后面的节点不是从其接收该信息的节点；

目的地类型的节点，其用于接收该信息，其中该收发器采用基准频率连续波的开-关键控来接收由另一个节点发送的信息；及

其中每个收发器包括一功率输出调整器，该功率输出调整器按照对该收发器响应的节点数的函数改变功率输出，借此减少相邻收发器之间的干扰和因此增加该系统的有效带宽。

27.在一个基准频率上操作的一种系统，包括一个始发节点，多个中间节点和一个目的地节点，

其中始发节点提供数据到中间节点，该始发节点包括：

第一收发器，其在基准频率上发送包括该数据的一个信息并在基准频率上接收该信息已被一个中间节点接收到的隐式和/或显式的确认；

第一控制器，其控制第一收发器的操作以便将该信息发送到中间节点并接收信息已经被某一个中间节点接收到的隐式和/或显式的确认；

其中每个中间节点从系统的一个节点把信息移交到系统的另一个节点，每个中间节点包括：

第二收发器，其接收在基准频率上由一个节点发送的该信息并在基准频率上把该信息已经被该中间节点接收到的一个隐式和/或显式的确认发送到一个节点，第二收发器也在基准频率上发送接收的该信息并在基准频率上接收该信息已被另一个节点接收到的隐式和/或显式的确认；

控制第二收发器操作的第二控制器，以便接收由一个节点发送的该信息和发送该信息已经被该中间节点接收到的一个隐式和/或显式的确认，并于此后发送所接收的该信息和接收该信息已经被另一个节点接收到的一个隐式和/或显式的确认；

一个目的地节点，从其中一个中间节点接收信息，该目的地节点包括：

第三收发器，其在基准频率上接收由一个中间节点发送的信息并在基准频率上将该信息已被目的地节点接收到的一个隐式和/或显式的确认发送到一个中间节点；以及一个控制第三收发器操作的第三控制器，以便接收由一个中间节点发送的该信息和发送该信息已经被目的地节点接收到的一个隐式和/或显式的确认。

28.如权利要求27所述的系统，其中该第二收发器采用基准频率连续波的开-关键控来传送和接收该消息。

29.如权利要求27所述的系统，其中该第二收发器具有可调整功率输出，该功率输出按照对该收发器响应的节点数的函数改变，借此减少相邻收发器之间的干扰和因此增加该系统的有效带宽。

30.如权利要求27所述的系统，其中该消息包含：

数据位，其相应于该数据；

始发位，其识别该信息自其始发的第一节点；

目的地位，其识别该信息被指定到达的最后节点；

发送位，其识别发送该信息的当前节点；

接收位，其识别预定接收当前被发送的信息的下一个节点。

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