Способ и система организации mesh-сети

Изобретение относится к технологиям сетевой связи. Технический результат заключается в повышении безопасности передачи данных. Способ содержит этапы, на которых: на главном устройстве активируют функцию организации mesh-сети передачи данных и формируют пакет данных для подключения устройств низших уровней, создают имя сети и пин-код, причем пакет данных содержит, по меньшей мере, зашифрованный ключ для подключения к главному устройству, причем упомянутое главное устройство содержит заданное ограничение количества подключений к нему устройств; передают упомянутый пакет данных на по меньшей мере одно устройство, подключаемое напрямую к главному устройству, причем при подключении к главному устройству на упомянутом устройстве осуществляют ввод имени устройства, пин-код сети и передают пакет данных, содержащий ответный ключ, вычисленный на основании данных устройства и информации, полученной в упомянутом пакете данных от главного устройства; в ответ на полученный от упомянутого устройства пакет данных главное устройство вычисляет ключ для подключения на основании данных устройства и информации из упомянутого пакета данных, полученного от устройства, выполняют на главном устройстве сравнение полученных ключей. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 16 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Заявленное решение относится к области организации сети передачи данных между группой устройств, в частности, с помощью организации mesh-сети.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известна система NEARPOD, которая обеспечивает взаимосвязанный просмотр презентаций на множестве устройств пользователей, объединенных в сеть. NEARPOD используется преимущественно в образовании и позволяет учителям создавать презентации к своим занятиям и делиться ими с учениками прямо во время урока с помощью отправки по электронной почте или через соцсети кода презентации, который вводят ученики со своих мобильных телефонов или планшетов и подключаются к общему действу.

Основной проблемой данного решения является необходимость соединения с сетью Интернет через внешнюю точку доступа, что делает его непригодным для использования в местах без выхода в глобальную сеть.

Альтернативой такого рода решения является приложение FireChat, которое обеспечивает соединение посредством mesh-сети по радиоканалу передачи данных, например, Wi-Fi или Bluetooth и может организовывать сеть связи без необходимости подключения к глобальной сети.

Недостатком данного решения является принцип подключения устройств в сети peer-to-peer, т.е. устройство к устройству, где все устройства являются равноправными, что в свою очередь приводит к снижению гибкости построения и производительности сети, при разрыве цепочки mesh-сети, а также при отсутствии возможности назначения конкретных устройств в роли узловых ретрансляторов.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание технологии организации связи между множеством устройств без необходимости подключения к внешней сети или сети Интернет, обладающей высокой скоростью подключения, стабильной работой и быстрой скоростью перестроения сети при разрыве ее узлов.

Техническим результатом является повышение гибкости и скорости организации mesh-сети без подключения к внешней сети или сети Интернет, за счет назначения устройств сети в роли узловых ретрансляторов, обеспечивающих построение уровней сети.

Заявленный результат достигается за счет способа организации mesh-сети для связи между множеством устройств, содержащего этапы, на которых:

- на главном устройстве (Г) активируют функцию организации mesh-сети передачи данных и формируют пакет данных (Д) для подключения устройств низших уровней, создают имя сети и пин-код, причем пакет данных содержит, по меньшей мере, зашифрованный ключ для подключения к главному устройству (Г), причем упомянутое главное устройство (Г) содержит заданное ограничение количества (О) подключений к нему устройств;

- передают упомянутый пакет данных на по меньшей мере одно устройство (Н), подключаемое напрямую к главному устройству (Г), причем при подключении к главному устройству (Г) на упомянутом устройстве (Н) осуществляют ввод имени устройства (Н), пин-код сети и передают пакет данных (ДН), содержащий ответный ключ, вычисленный на основании данных устройства (Н) и информации, полученной в упомянутом пакете данных от главного устройства (Г);

- в ответ на полученный от упомянутого устройства (Н) пакет данных (ДН) главное устройство (Г) вычисляет ключ для подключения на основании данных устройства (Г) и информации из упомянутого пакета данных (ДН), полученного от устройства (Н), выполняют на главном устройстве (Г) сравнение полученных ключей и если ключи совпадают, то устанавливают постоянное соединение с упомянутым устройством (Н), причем такое устройство (Н) меняет статус на подчиненное устройство (П);

причем

- после достижения ограничения количества (О) подключений при попытке подключения нового устройства (Н) сверх упомянутого ограничения (О) устройство (Г) дает команду упомянутым подчиненным устройствам (П) активировать режим роутера/транслятора, причем на основании упомянутой команды формируется первый низший уровень (У1) сети (С), с помощью изменения статуса устройств (П), подключенных напрямую к главному устройству (Г), на активированные устройства (У), причем каждое новое устройство (Н) при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У1), которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) меняет его статус на подчиненное устройство (П), подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У1) первого низшего уровня к главному устройству (Г);

и

- после достижения ограничения количества подключений (О) при попытке подключения нового устройства (Н) сверх ограничения для линии (У1) устройства (У1) закрывают возможность подключения новых устройств (Н), при этом устройства (Н) запрашивают подключение у главного устройства (Г), которое в ответ на упомянутые запросы от устройств (Н) анализирует карту сети и посылает команду устройствам (П), подключенным к устройствам линии (У1), активировать режим роутера/транслятора, причем на основании упомянутой команды формируется второй низший уровень (У2) сети (С), с помощью изменения статуса устройства (П) на активированное устройство (У), причем каждое новое устройство (Н) при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У2), которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) меняет его статус на подчиненное устройство (П), подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У2) второго низшего уровня к роутеру/транслятору линии (У1) первого низшего уровня, подключенного к главному устройству (Г).

В частном варианте реализации команда на изменение статуса устройства передается с помощью пакета данных (ДС).

В другом частном варианте реализации пакет данных (ДС) формируется главным устройством (Г) в ответ на достижение ограничения количества (О) подключений.

В другом частном варианте реализации главное устройство (Г) первого верхнего уровня осуществляет формирование, конфигурирование и мониторинг сети в реальном времени.

В другом частном варианте реализации главное устройство (Г) при подключении к одному или более устройствам низшего уровня передает пакеты данных, содержащие управляющие команды и глобально-уникальный идентификатор устройства, которому он предназначен.

В другом частном варианте реализации при достижении ограничительного порога подключений групп (О) для новых устройств (Н) к устройствам первого низшего уровня (У1), устройства первого низшего уровня (У1) закрывают возможность подключения новых устройств (Н).

В другом частном варианте реализации каждое из подчиненных устройств (П), подключенное напрямую к главному устройству (Г), передает данные о своем состоянии на главное устройство (Г) напрямую.

В другом частном варианте реализации все устройства первого (У1) и второго (У2) уровней генерируют пакет данных (Д) для подключения новых устройств (Н) с последующим их преобразованием в подчиненные устройства (П), путем изменения их статуса.

В другом частном варианте реализации каждое из устройств второго уровня (У2) содержит установленное ограничение (О) на подключение новых устройств (Н), по достижении которого прекращает генерировать пакет (Д) для подключения устройств (Н).

В другом частном варианте реализации данные устройства, на основании которых вычисляется ответный ключ для подключения новых устройств (Н) к главному устройству (Г), включают в себя: имя устройства, названия сети, пин-код сети, названия главного устройства (Г), глобально-уникальный идентификатор устройства, кодовая информация.

В другом частном варианте реализации подключение устройств в mesh-сети осуществляется с помощью проводной и/или беспроводной связи.

В другом частном варианте реализации после достижения ограничения количества подключений (О) при попытке подключения нового устройства (Н) сверх ограничения для линии (У2) устройства (У2) закрывают возможность подключения новых устройств (Н), при этом устройства (Н) запрашивают подключение у главного устройства (Г), которое в ответ на упомянутые запросы от устройств (Н) анализирует карту сети и посылает команду устройствам (П), подключенным к устройствам линии (У2), активировать режим роутера/транслятора, причем на основании упомянутой команды формируется третий низший уровень (У3) сети (С), с помощью изменения статуса устройства (П) на активированное устройство (У), причем каждое новое устройство (Н) при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У3), которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) меняет его статус на подчиненное устройство (П), подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У3) третьего низшего уровня к роутеру/транслятору линии (У2) второго низшего уровня, подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У1) первого низшего уровня к главному устройству (Г).

В другом частном варианте реализации при разрыве соединения с одним или более роутером/транслятором (У) подключенные через него подчиненные устройства (П) и/или устройства (У) более низкого уровня меняют свой статус на новые устройства (Н) и начинают восстанавливать соединение.

В другом частном варианте реализации восстановление соединения осуществляется с помощью соединения с доступными активными устройствами (У) и/или главным устройством (Г).

Заявленный результат достигается также за счет системы mesh-сети для организации связи между множеством устройств, которая содержит:

- главное устройство (Г), выполненное с возможностью

- активации функции организации mesh-сети передачи данных;

- создания имени сети, пин-кода для доступа к сети;

- формирования пакета данных (Д) для подключения устройств низших уровней, причем пакет данных (Д) содержит, по меньшей мере, зашифрованный ключ для подключения к главному устройству (Г);

- передачи упомянутого пакета данных (Д) на по меньшей мере одно устройство (Н), подключаемое напрямую к главному устройству (Г),

- причем упомянутое главное устройство (Г) содержит заданное ограничение количества (О) подключений к нему устройств;

- по меньшей мере одно устройство (Н), выполненное с возможностью прямого подключения к главному устройству (Г), причем при подключении к главному устройству (Г) на упомянутом устройстве (Н) осуществляют ввод имени устройства (Н), пин-кода сети и передачу пакета данных (ДН), содержащего ответный ключ, вычисленный на основании данных устройства (Н) и информации, полученной в упомянутом пакете данных (Д) от главного устройства (Г);

- причем главное устройство (Г) в ответ на полученный от упомянутого устройства (Н) пакет данных (ДН), вычисляет ключ для подключения, на основании данных устройства (Г) и информации из упомянутого пакета данных (ДН), полученного от устройства (Н), осуществляет сравнение полученных ключей, и если упомянутые ключи совпадают, то устанавливают постоянное соединение с упомянутым устройством (Н), причем такое устройство (Н) изменяет статус на подчиненное устройство (П);

причем

- после достижения ограничения количества (О) подключений при попытке подключения нового устройства (Н) сверх упомянутого ограничения (О), главное устройство (Г) направляет команду упомянутым подчиненным устройствам (П) активировать режим роутера/транслятора, причем на основании упомянутой команды формируется первый низший уровень (У1) сети (С), с помощью изменения статуса устройств (П), подключенных напрямую к главному устройству (Г), на активированные устройства (У), причем каждое новое устройство (Н) при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У1), которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) меняет его статус на подчиненное устройство (П), подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У1) первого низшего уровня к главному устройству (Г);

и

- после достижения ограничения количества подключений (О) при попытке подключения нового устройства (Н) сверх ограничения для линии (У1), устройства (У1) закрывают возможность подключения новых устройств (Н), при этом устройства (Н) запрашивают подключение у главного устройства (Г), которое в ответ на упомянутые запросы от устройств (Н) анализирует карту сети и посылает команду устройствам (П), подключенным к устройствам линии (У1), активировать режим роутера/транслятора, причем на основании упомянутой команды формируется второй низший уровень (У2) сети (С), с помощью изменения статуса устройства (П) на активированное устройство (У), причем каждое новое устройство (Н) при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У2), которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) меняет его статус на подчиненное устройство (П), подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У2) второго низшего уровня к роутеру/транслятору линии (У1) первого низшего уровня, подключенного к главному устройству (Г).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - Фиг. 2 иллюстрируют схему mesh-сети при подключении устройств к главному устройству.

Фиг. 3 иллюстрирует схему процесса подключения устройств сети.

Фиг. 4 - Фиг. 5 иллюстрируют схему mesh-сети с использованием устройств сети в качестве ретрансляторов.

Фиг. 6 иллюстрирует блок-схему формирования уровней mesh-сети.

Фиг. 7 иллюстрируют схему mesh-сети с использованием устройств сети в качестве ретрансляторов.

Фиг. 8-16 иллюстрируют пример реализации мобильного класса, с помощью заявленного способа организации mesh-сети.

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Mesh-сеть (С) - сетевая топология компьютерной сети, построенная на принципе ячеек, в которой компьютерные устройства соединяются, используя любые доступные каналы связи друг с другом, образуя сеть, способны принимать на себя роль коммутатора и/или роутера/транслятора для остальных участников.

Главное устройство верхнего уровня (Г) - это устройство, отвечающее за формирование сети.

Новое устройство (Н) - устройство, не подключенное к главному устройству (Г) или роутеру/транслятору (У), но которое находится в зоне действия сети главного устройства (Г) или (У).

Подчиненное устройство (П) - это устройство, подключенное к устройству (Г) и выполняющее его команды.

Узловое устройство или ячейка сети (У) - роутер/транслятор обладает свойствами как подчиненного устройства, связанного двухсторонней связью с главным устройством (Г), так и роутера/транслятора, выполняющее команды, получаемые от главного устройства (Г), как на выполнение действий на самом устройстве (У), так и на подключение других подчиненных устройств (П) для двухсторонней трансляции пакетов данных от главного устройства (Г) к подчиненному (П).

Ограничение группы (О) - заданный порог на количество одновременно возможного подключения устройств к одному типу устройства. Ограничение (О) устанавливается для группы, состоящей из устройств (П), подключенных к одному устройству (У) или напрямую к (Г), и определяется устройством (Г), конфигурирующим сеть.

Карта сети - список устройств с глобально-уникальными идентификаторами и описанием пути от главного устройства (Г) до устройств (У) и (П).

Пакеты данных (Д) - это список параметров, содержащих информацию и команды от главного устройства (Г) к подчиненным (П), для подключения нового устройства (П) к устройству (Г) или к преобразованному из подчиненного устройства (П) в узловое устройство (У). Пакеты данных передаются в две стороны от (Г) к подчиненным устройствам (У) и (П) и от них к главному (Г). Главное устройство (Г) может передавать пакеты данных как всем устройствам типа (У) и (П) сразу, так и каждому в отдельности или формировать группы из (У) и (П) устройств, для которых передаются пакеты данных (Д).

Ответный пакет данных (ДН) - список параметров, передаваемый от устройств (Н) на главное устройство (Г) или (У) для формирования с ним связи.

Формула сети (Ф) - совокупность определений, приводящая к организации mesh-сети, состоящей из главного устройства (Г), подчиненных устройств (П), узлов - роутеров/трансляторов (У) и пакетов данных (Д).

Нижний уровень сети (УС) - формируется из роутеров/трансляторов (У), и нижним он является относительно главного устройства (Г).

Номер нижнего уровня сети (У1…Уn) определяется относительно главного устройства (Г) по количеству роутеров/трансляторов (У) в одной цепочке подключения. Уровней сети может быть неограниченное количество. Например: (Г)-(У)-(У)-(П) равносильно (Г)-(У1)-(У2)-(П). Где У1 это первый нижний уровень, У2 - второй нижний уровень, (П) подключенное к (У2) устройство пакета данных (Д) по цепочке через (У2) и (У1) к (Г) и получающее данные в обратном порядке.

Устройство - электронное вычислительное устройство, с возможностью обеспечения взаимодействия по проводной или беспроводной сети передачи данных, например смартфон, ноутбук, персональный компьютер, планшет, игровая приставка и т.п.

Сеть передачи данных - проводная или беспроводная связь, организующая обмен информацией между несколькими устройствами, может представлять собой: LAN, WAN, WLAN, Wi-Fi, Wi-Fi Direct, Bluetooth, NFC и т.п.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно Фиг. 1 при первичном формировании сети связи, в частности mesh-сети, главное устройство (Г) 100 определяет наличие других устройств в зоне своего покрытия (сеть (Г) 1(1-n)). В частности, главное устройство (Г) 100 транслирует радиосигналы, например Wi-Fi direct или Bluetooth, для обнаружения других устройств.

Сеть (Г) 1(1-n) главного устройства (Г) 100 содержит идентификационную информацию, такую как пин-код и имя сети. В частных вариантах может использоваться иной тип верификационной информации, необходимой для подключения к сети (Г), например, биометрические данных, или графическая информация, получаемая с помощью камеры устройств, подключающихся к сети.

Для организации связи между устройствами (Н) 2001-200n и главным устройством (Г) 100 последнее создает пакет данных (Д) для подключения устройств низших уровней, который содержит необходимые данные, в частности зашифрованный ключ для подключения к главному устройству (Г) 100.

Пакет данных (Д) предается от устройства (Г) 100 на одно или более устройств (Н) 2001-200n, которые запрашивают подключение к сети (Г) 1(1-n). Согласно Фиг. 2 устройства (Н) 2001-200n подключаются напрямую к главному устройству (Г) 100. При подключении к главному устройству (Г) 100 на упомянутом устройстве (Н) 2001-200n осуществляют ввод имени устройства (Н) 2001-200n и пин-код сети. В ответ на введенные данные устройство (Н) 2001-200n формирует ответный пакет данных (ДН), содержащий ответный ключ, вычисленный на основании данных устройства (Н) 2001-200n и информации, полученной в упомянутом пакете данных (Д) от главного устройства (Г) 100.

Далее устройство (Г) 100 в ответ на полученный от упомянутого устройства (Н) 2001-200n пакет данных (ДН) вычисляет ключ для подключения на основании данных устройства (Г) 100 и информации из упомянутого пакета данных (ДН), полученного от устройства (Н) 2001-200n. На главном устройстве (Г) 100 выполняют сравнение полученных ключей, и если ключи совпадают, то устанавливают постоянное соединение с упомянутым устройством (Н) 2001-200n, причем такое устройство (Н) 2001-200n меняет статус на подчиненное устройство (П) 2101-210n.

На Фиг. 3 показан более подробно принцип подключения устройств (Н) 2001-200n к главному устройству (Г) 100. Первичный пакет данных от главного устройства (Г) 100 является широковещательным пакетом и содержит, как правило, набор следующих параметров:

PeerID идентификатор сервера (для подключения к нему),

discoveryKey SHA1 хэш на основе названия сети, pin code сети, названия главного устройства, фикс. строки,

teacherName название главного устройства.

Ответный пакет (ДН), передаваемый от подключаемого устройства (Н) 2001-200n к главному устройству (Г) 100, содержит, как правило, следующие данные:

PeerID идентификатор клиента,

connectionKey SHA1 хэш на основе имени ученика, названия сети, pin-code сети, названия главного устройства, UUID устройства, фикс. строки,

studentName имя устройства,

UUID идентификатор устройства.

Остаточный набор информации, на основании которой вычисляется ответный ключ для подключения новых устройств (Н) 2001-200n к главному устройству (Г) 100, включают в себя: имя устройства, названия сети, пин-код сети, названия главного устройства (Г) 100, глобально-уникальный идентификатор устройства, кодовую информацию.

Каждое из устройств, формирующих заявленную mesh-сеть, содержит заданное ограничение (О) на количество одновременных подключений к каждому типу устройств. При формировании первых подключений главное устройство (Г) 100 проверяет, достигнуто ли заданное ограничение на подключение к нему подчиненных устройств (П) 2101-210n, и если ограничение (О) достигнуто, то главное устройство (Г) 100 формирует команду на включение функции роутера/транслятора, которую рассылает на все подключенные к нему устройства (П) 2101-210n. При этом каждое из подчиненных устройств (П) 2101-210n, подключенное напрямую к главному устройству (Г) 100, передает данные о своем состоянии на главное устройство (Г) 100 напрямую.

Согласно Фиг. 4 на основании упомянутой команды формируется первый низший уровень (У1) 2(1-n) сети (Г), с помощью изменения статуса устройств (П) 2101-210n, подключенных напрямую к главному устройству (Г) 100, на активированные устройства (У) 3101-310n, причем каждое новое устройство (Н) 2001-200n при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У1) 3101-310n, которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) 2001-200n меняет его статус на подчиненное устройство (П) 2101-210n, подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У1) 3101-310n первого низшего уровня к главному устройству (Г) 100. Таким образом, с помощью активированных устройств (П) 2101-210n, которые изменили свой статус на роутеры (У1) 3101-310n, формируется сеть (У1) 2(1-n) низшего уровня по сравнению с главным устройством (Г) и его сетью (Г) 1(1-n).

Команда, формируемая главным устройством (Г) 100, для активации функции роутера/транслятора, представляет собой пакет данных, который направляется при достижении упомянутого ограничения (О) (Фиг. 3). Упомянутый пакет данных содержит управляющие команды и глобально-уникальный идентификатор устройства, которому он предназначен.

Главное устройство (Г) 100 первого верхнего уровня осуществляет формирование (создание пин-кода сети, названия и ключа для подключения; постоянное вещание пакета для подключения (Н) 2001-200n устройств, регистрация подключенных устройств (П) 2101-210n и путей до них через устройства (У)), конфигурирование (отправка команд на переключение устройств из режима (П) в режим (У)) и мониторинг (регистрация потери связи с устройствами (П) и (У) как при контролируемом отключении, так и при отключении по тайм-ауту) сети (С) в реальном времени.

Согласно Фиг. 4 все новые подчиненные устройства (П) 2102-21016 становятся подчиненными относительно свободных роутеров (У1) 3101-3104. Каждый из роутеров (У1) 3101-3104 также содержит свое ограничение (О) на количество одновременных подключений к нему.

Как видно на Фиг. 5, при достижении на одном из роутеров (У1) 3101-3104 упомянутого ограничения (О), при попытке подключения нового устройства (Н) 2005-20010 сверх ограничения для линии (У1), устройства (У1) 3101-3104 закрывают возможность подключения новых устройств (Н), при этом устройства (Н) запрашивают подключение у главного устройства (Г) 100, которое в ответ на упомянутые запросы от устройств (Н) 2005-20010 анализирует карту сети и посылает команду устройствам (П), подключенным к устройствам линии (У1) 3101-3104, активировать режим роутера/транслятора. На основании упомянутой команды формируется второй низший уровень (У2) 3(1-n) сети (С), с помощью изменения статуса устройств (П) 2101-210n, подключенных к роутерам (У1) 3101-3104 на активированные устройства (У2) 3201-320n, причем каждое новое устройство (H) 2001-200n при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У2) 3201-320n, которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) 2001-200n меняет его статус на подчиненное устройство (П) 2101-210n, подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У2) 3201-320n второго низшего уровня к роутеру/транслятору линии (У1) 3101-310n первого низшего уровня, подключенного к главному устройству (Г) 100.

Необходимо отметить, что при такой схеме подключения новых устройств, количество возможных уровней подключения не ограничено. На Фиг. 6 показана схема выполнения общих этапов при формировании заявленной mesh-сети. Анализ доступных для подключения устройств осуществляется сверху вниз, начиная с не закрытых для доступа к ним устройств.

Согласно Фиг. 7 подчиненные устройства (П) 2101-210n, подключенные к роутерам второго уровня (У2) 3201-320n при достижении на устройствах (У1) 3101-310n ограничения (О), получают от главного устройства (Г) 100 команду на активацию функции роутеров/трансляторов и меняют свой статус на активированные устройства (У3) 3301-330n. Таким образом формируется уровень (У3) 4(1-n). Дальнейшая цепочка подключения будет происходить по схожему принципу.

В случае разрыва соединения с одним или более роутером/транслятором (У) подключенные через него подчиненные устройства (П) и/или устройства (У) более низкого уровня меняют свой статус на новые устройства (Н) и начинают восстанавливать соединение, фактически повторяя процесс подключения, описанный выше. Восстановление соединения осуществляется с помощью соединения с доступными активными устройствами (У) и/или главным устройством (Г), если у него снизилось количество подключенных к нему устройств, вследствие чего заданное ограничение (О) вновь позволяет выполнить подключение к нему новых устройств.

Таким образом, выполняется построение организованной системы, состоящей из множества устройств, управляемых с помощью единого главного устройства верхнего уровня, которая обладает функций самоорганизации и высокой гибкостью перестроения своих узлов для достижения стабильного и быстрого подключения новых устройств.

Далее будет показан частный пример использования заявленного способа организации связи между множеством устройств при помощи заявленной mesh-сети.

Разработанный способ организации mesh-сети применяется для проведения занятий с множеством учеников, без необходимости использования внешней сети передачи данных, такой как Интернет или Wi-Fi сети, созданной точкой доступа.

Как показано на Фиг. 7 на главном устройстве - планшетном компьютере учителя происходит запуск приложения для проведения занятия. Приложение осуществляет выполнение необходимого функционала, в частности: создание сети связи, назначение статуса устройства, управление изучаемым материалом и т.д.

При активации функции приложения «Включить статус учителя» устройство, на котором выполняется активация данной функции, становится главным устройством и согласно Фиг. 8 выполняет формирование данных для подключения к нему других устройств (пин-код сети, имя устройства). Устройства (Н) активируют статус ученика и выполняют обмен пакетами данных для установления подключения с главным устройством (Г).

На Фиг. 8 показано, что при активации функции «Объявлять», активируемой с помощью упомянутого приложения, главное устройство - учитель формирует пин-код для доступа к уроку. Устройства учеников (Н), находясь в радиусе действия радиосети устройства учителя, видят доступный урок, для подключения к которому выполняется ввод пин-кода урока и имени устройства ученика.

При подключении устройств учеников к устройству учителя меняют свой статус на подчиненные устройства (П) и становятся подключенными напрямую к устройству учителя. Согласно Фиг. 9 на устройстве учителя отображаются все подключенные в настоящий момент времени устройства учеников, в частности отображаются имена подключенных устройств.

На Фиг. 10 показан пример передачи команды от устройства учителя на устройства учеников. Команда может заключаться, например, в переходе на страницу учебного курса, активации медиа-элемента курса (видеоролика, презентации, аудиосообщения и т.п.). На Фиг. 10 изображена активация функции перехода на заглавную страницу курса. Под курсом понимается специализированное мультимедийное интерактивное издание, устанавливаемое в приложение для проведения занятия на устройствах учеников и учителя. Получая команду от устройства учителя, все устройства учеников незамедлительно ее выполняются, как пример на Фиг. 10, при активации режима перехода на титульную страницу все устройства учеников, независимо от того, в каком месте сейчас на каждом из устройств открыт курс, переходят на часть курса, указанного устройством учителя. Как пример, это показано на Фиг. 11, где изображено направление команды от главного устройства учителя на переход на 22-ю страницу курса, которую все подключенные устройства учеников незамедлительно исполняют.

Упомянутый курс позволяет проводить тестовые упражнения внутри самого приложения с направлением результатов на главное устройство учителя. На Фиг. 12-13 показано, что результаты пройденных тестов передаются на планшет учителя, на котором можно просмотреть полученную информацию, как по каждому из учеников, так и общую статистику. На Фиг. 14 представлен пример экзаменационного вопроса, информация по которому, по аналогии с примерами, представленными выше, после ее выполнения на устройствах учеников передается на планшет учителя для отображения статистики пройденного задания.

При появлении новых устройств, которые также хотят участвовать в упомянутом курсе, они при попадании в зону действия сети главного устройства пытаются установить с ним подключение. Если планшет учителя достигает заданного ограничения (О) на количество одновременных прямых подключений к нему устройств учеников, то он формирует команду, которую рассылает по подключенным с ним напрямую устройствам учеников. Устройства учеников при получении данной команды активируют режим роутеров/трансляторов для подключения к ним новых устройств учеников. Новые устройства учеников будут управляться главным устройством учителя через соответствующие узловые устройства учеников, которые изменили свой статус на роутеры. Изменение статуса устройства учеников никак не отражается на скорости приема управляющих команд от главного устройства учителя и подключение новых устройств к ним происходит в автоматическом режиме.

Изложенные примеры осуществления заявленного изобретения в настоящей заявке не являются ограничивающими иные, частные варианты его осуществления, которые не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны, и очевидны для специалиста, имеющего обычную квалификацию в данной области техники.

1. Способ организации mesh-сети для связи между множеством устройств, содержащий этапы, на которых: на главном устройстве (Г) активируют функцию организации mesh-сети передачи данных и формируют пакет данных (Д) для подключения устройств низших уровней, создают имя сети и пин-код, причем пакет данных содержит, по меньшей мере, зашифрованный ключ для подключения к главному устройству (Г), причем упомянутое главное устройство (Г) содержит заданное ограничение количества (О) подключений к нему устройств; передают упомянутый пакет данных на по меньшей мере одно устройство (Н), подключаемое напрямую к главному устройству (Г), причем при подключении к главному устройству (Г) на упомянутом устройстве (Н) осуществляют ввод имени устройства (Н), пин-код сети и передают пакет данных (ДН), содержащий ответный ключ, вычисленный на основании данных устройства (Н) и информации, полученной в упомянутом пакете данных от главного устройства (Г); в ответ на полученный от упомянутого устройства (Н) пакет данных (ДН), главное устройство (Г) вычисляет ключ для подключения на основании данных устройства (Г) и информации из упомянутого пакета данных (ДН), полученного от устройства (Н), выполняют на главном устройстве (Г) сравнение полученных ключей, и если ключи совпадают, то устанавливают постоянное соединение с упомянутым устройством (Н), причем такое устройство (Н) меняет статус на подчиненное устройство (П); причем после достижения ограничения количества (О) подключений при попытке подключения нового устройства (Н) сверх упомянутого ограничения (О) устройство (Г) дает команду упомянутым подчиненным устройствам (П) активировать режим роутера/транслятора, причем на основании упомянутой команды формируется первый низший уровень (У1) сети (С), с помощью изменения статуса устройств (П), подключенных напрямую к главному устройству (Г), на активированные устройства (У), причем каждое новое устройство (Н) при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У1), которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) меняет его статус на подчиненное устройство (П), подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У1) первого низшего уровня к главному устройству (Г); и после достижения ограничения количества подключений (О) при попытке подключения нового устройства (Н) сверх ограничения для линии (У1) устройства (У1) закрывают возможность подключения новых устройств (Н), при этом устройства (Н) запрашивают подключение у главного устройства (Г), которое в ответ на упомянутые запросы от устройств (Н) анализирует карту сети и посылает команду устройствам (П), подключенным к устройствам линии (У1), активировать режим роутера/транслятора, причем на основании упомянутой команды формируется второй низший уровень (У2) сети (С), с помощью изменения статуса устройства (П) на активированное устройство (У), причем каждое новое устройство (Н) при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У2), которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) меняет его статус на подчиненное устройство (П), подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У2) второго низшего уровня к роутеру/транслятору линии (У1) первого низшего уровня, подключенного к главному устройству (Г).

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что команда на изменение статуса устройства передается с помощью пакета данных.

3. Способ по п. 2, характеризующийся тем, что пакет данных формируется главным устройством (Г) в ответ на достижение ограничения количества (О) подключений.

4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что главное устройство (Г) первого верхнего уровня осуществляет формирование, конфигурирование и мониторинг сети в реальном времени.

5. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что главное устройство (Г) при подключении к одному или более устройствам низшего уровня передает пакеты данных, содержащие управляющие команды и глобально-уникальный идентификатор устройства, которому он предназначен.

6. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что при достижении ограничительного порога подключений групп (О) для новых устройств (Н) к устройствам первого низшего уровня (У1) устройства первого низшего уровня (У1) закрывают возможность подключения новых устройств (Н).

7. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что каждое из подчиненных устройств (П), подключенное напрямую к главному устройству (Г), передает данные о своем состоянии на главное устройство (Г) напрямую.

8. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что все устройства первого (У1) и второго (У2) уровней генерируют пакет данных (Д) для подключения новых устройств (Н) с последующим их преобразованием в подчиненные устройства (П), путем изменения их статуса.

9. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что каждое из устройств второго уровня (У2) содержит установленное ограничение (О) на подключение новых устройств (Н), по достижении которого прекращает генерировать пакет (Д) для подключения устройств (Н).

10. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что данные устройства, на основании которых вычисляется ответный ключ для подключения новыхустройств (Н) к главному устройству (Г), включают в себя: имя устройства, названия сети, пин-код сети, названия главного устройства (Г), глобально-уникальный идентификатор устройства, кодовую информацию.

11. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что подключение устройств в mesh-сети осуществляется с помощью проводной и/или беспроводной связи.

12. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что после достижения ограничения количества подключений (О) при попытке подключения нового устройства (Н) сверх ограничения для линии (У2) устройства (У2) закрывают возможность подключения новых устройств (Н), при этом устройства (Н) запрашивают подключение у главного устройства (Г), которое в ответ на упомянутые запросы от устройств (Н) анализирует карту сети и посылает команду устройствам (П), подключенным к устройствам линии (У2), активировать режим роутера/транслятора, причем на основании упомянутой команды формируется третий низший уровень (У3) сети (С), с помощью изменения статуса устройства (П) на активированное устройство (У), причем каждое новое устройство (Н) при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У3), которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) меняет его статус на подчиненное устройство (П), подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У3) третьего низшего уровня к роутеру/транслятору линии (У2) второго низшего уровня, подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У1) первого низшего уровня к главному устройству (Г).

13. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что при разрыве соединения с одним или более роутером/транслятором (У) подключенные через него подчиненные устройства (П) и/или устройства (У) более низкого уровня меняют свой статус на новые устройства (Н) и начинают восстанавливать соединение.

14. Способ по п. 13, характеризующийся тем, что восстановление соединения осуществляется с помощью соединения с доступными активными устройствами (У) и/или главным устройством (Г).

15. Система организации mesh-сети для связи между множеством устройств, содержащая: главное устройство (Г), выполненное с возможностью активации функции организации mesh-сети передачи данных; создания имени сети, пин-кода для доступа к сети; формирования пакета данных (Д) для подключения устройств низших уровней, причем пакет данных (Д) содержит, по меньшей мере, зашифрованный ключ для подключения к главному устройству (Г); передачи упомянутого пакета данных (Д) на по меньшей мере одно устройство (Н), подключаемое напрямую к главному устройству (Г), причем упомянутое главное устройство (Г) содержит заданное ограничение количества (О) подключений к нему устройств; по меньшей мере одно устройство (Н), выполненное с возможностью прямого подключения к главному устройству (Г), причем при подключении к главному устройству (Г) на упомянутом устройстве (Н) осуществляют ввод имени устройства (Н), пин-код сети и передача пакета данных (ДН), содержащего ответный ключ, вычисленный на основании данных устройства (Н) и информации, полученной в упомянутом пакете данных (Д) от главного устройства (Г); причем главное устройство (Г) в ответ на полученный от упомянутого устройства (Н) пакет данных (ДН) вычисляет ключ для подключения, на основании данных устройства (Г) и информации из упомянутого пакета данных (ДН), полученного от устройства (Н), осуществляет сравнение полученных ключей, и если упомянутые ключи совпадают, то устанавливают постоянное соединение с упомянутым устройством (Н), причем такое устройство (Н) изменяет статус на подчиненное устройство (П); причем после достижения ограничения количества (О) подключений при попытке подключения нового устройства (Н) сверх упомянутого ограничения (О), главное устройство (Г) направляет команду упомянутым подчиненным устройствам (П) активировать режим роутера/транслятора, причем на основании упомянутой команды формируется первый низший уровень (У1) сети (С), с помощью изменения статуса устройств (П), подключенных напрямую к главному устройству (Г), на активированные устройства (У), причем каждое новое устройство (Н) при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У1), которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) меняет его статус на подчиненное устройство (П), подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У1) первого низшего уровня к главному устройству (Г); и после достижения ограничения количества подключений (О) при попытке подключения нового устройства (Н) сверх ограничения для линии (У1), устройства (У1) закрывают возможность подключения новых устройств (Н), при этом устройства (Н) запрашивают подключение у главного устройства (Г), которое в ответ на упомянутые запросы от устройств (Н) анализирует карту сети и посылает команду устройствам (П), подключенным к устройствам линии (У1), активировать режим роутера/транслятора, причем на основании упомянутой команды формируется второй низший уровень (У2) сети (С), с помощью изменения статуса устройства (П) на активированное устройство (У), причем каждое новое устройство (Н) при попытке подключения к mesh-сети подключается к устройству линии (У2), которое в ответ на подключение к нему нового устройства (Н) меняет его статус на подчиненное устройство (П), подключенное через один из роутеров/трансляторов линии (У2) второго низшего уровня к роутеру/транслятору линии (У1) первого низшего уровня, подключенного к главному устройству (Г).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области носимых пользователем устройств для управления скоростью воспроизведения элемента изображения видео файла. Технический результат направлен на расширение арсенала технических средств того же назначения.

Изобретение относится к устройствам управления и отображения. Сельскохозяйственная рабочая машина оснащена электронным устройством управления и отображения с содержащим сенсорный экран дисплеем.

Изобретение относится к способу и устройству для управления мультимедийной системой моторного транспортного средства. Техническим результатом является предоставление способа и устройства для управления мультимедийной системой моторного транспортного средства, которые способны гарантировать, что нормы, касающиеся уменьшения отвлечения водителя, соблюдаются, даже когда производится попытка установить соединение портативного прибора с моторным транспортным средством.

Изобретение относится к управлению конфигурацией прикладного программного обеспечения (ПО) в компьютере пользователя. Технический результат заключается в снижении количества ошибок пользователя, сокращении трудозатрат пользователя в ходе проведения конфигурации ПО; упрощении процесса конфигурации ПО для пользователя.

Изобретение относится к технологии сенсорного управления многоточечным сенсорным терминалом. Технический результат заключается в повышении точности контроля взаимодействия пользователя с многоточечным сенсорным экраном.

Группа изобретений относится к технологиям предоставления пользователям продвигаемой информации. Техническим результатом является обеспечение предпросмотра ссылок предпросмотра за счет предпросмотра продвигаемой информации, посредством шаблонов предпросмотра.

Изобретение относится к способу и устройству для управления переключением виртуальной навигационной панели. Технический результат заключается в обеспечении динамического переключения виртуальной навигационной панели без перезагрузки устройства.

Изобретение относится к схемам сенсорного ввода. Технический результат заключатся в улучшении антистатических характеристик схемы сенсорного ввода.

Настоящее изобретение относится к способу и устройству управления функциями кнопок в режиме работы одной рукой. Технический результат заключается в обеспечении управления функциями физических кнопок в режиме работы одной рукой.

Изобретение относится к электронным устройствам. Технический результат заключается в снижении вероятности выполнения непроизвольных операций.

Настоящее изобретение относится к системам тактильной обратной связи для гибкого сенсорного экрана. Техническим результатом является обеспечение быстрой тактильной обратной связи. Система обратной тактильной связи содержит по меньшей мере один блок тактильной обратной связи, расположенный под гибким сенсорным экраном и содержащий якорную и катушечную части. Одна из упомянутых частей является подвижной. Когда на катушечную часть подается питание, зазор между якорной частью и катушечной частью изменяется под электромагнитным воздействием, причем измененный зазор больше или меньше заранее заданного значения, так что образуется выступ или углубление в соответствующем месте гибкого сенсорного экрана. Настоящее изобретение позволяет достичь быстрого деформирования гибкого сенсорного экрана путем подачи питания на катушечную часть и значительно сократить время реагирования. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к области коммуникаций и, более конкретно, к управлению отображением видео. Технический результат заключается в удобстве управления видео и улучшения впечатления от просмотра. Предложен способ управления отображением видео, который включает: получение видео, снятое интеллектуальным устройством с камерой; получение данных изменения направления терминала, если видео отображается на экране терминала; и управление изображением видео для его сдвига на экране, в соответствии с данными изменения направления терминала. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, терминал может получать данные изменения направления терминала в режиме реального времени в процессе отображения видео, снимаемого интеллектуальным устройством с камерой, чтобы контролировать визуальное отображение видео для сдвига по экрану согласно данным изменения направления. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к сенсорным устройствам. Технический результат заключается в обеспечении возможности одновременного изменения параметра и выполнения функции, основываясь на вводе события касания во время выполнения функции. Способ включает в себя выполнение второй функции, связанной с параметром, установленным согласно вводу события касания кнопки функции, и выполнение первой функции, назначенной кнопке функции, согласно значению параметра, установленному с помощью второй функции, когда ввод события касания прекращается. 8 н. и 21 з.п. ф-лы, 20 ил.

Группа изобретений относится к области управления и может быть использована для обеспечения пользовательского интерфейса (UI) для управления домашними устройствами. Техническим результатом является эффективное управление заданной функцией заданного устройства. Способ содержит этапы, на которых: идентифицируют одно или более управляемых устройств, относящихся к режиму активности, выбранному пользователем; собирают управляющую информацию, относящуюся к функциям, обеспечиваемым управляемыми устройствами, причем управляющая информация содержит историю пользовательского управления и характеристику управления устройством; выбирают по меньшей мере одно управляемое устройство на основании управляющей информации; выбирают управляемые функции выбранного управляемого устройства на основании управляющей информации; собирают информацию о командах управления от выбранного управляемого устройства; и формируют UI, используемый для управления выбранным управляемым устройством, относящимся к режиму активности, на основании выбранных управляемых функций выбранного управляемого устройства и информации о командах управления. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области создания списка поисковых предложений. Технический результат – обеспечение возможности создания списка поисковых предложений. Способ создания списка поисковых предложений, выполняемый на сервере и включающий в себя получение по меньшей мере части поискового запроса от пользователя; создание ранжированного множества поисковых предложений для части поискового запроса; определение по меньшей мере частично на основе параметра связи, связано ли каждое поисковое предложение с соответствующим поисковым источником, причем параметр связи определяет степень релевантности каждого поискового предложения для каждого соответствующего поискового источника; в ответ на определение того, что поисковое предложение связано с соответствующим поисковым источником, создание группы предложений для каждого соответствующего поискового источника, причем каждая группа предложений предназначена для представления соответствующей подгруппы множества поисковых предложений, и соответствующая подгруппа включает в себя только поисковые предложения, связанные с соответствующим поисковым источником; и создание списка поисковых предложений, в котором каждая соответствующая подгруппа сгруппирована в каждой соответствующей группе предложений, причем каждая группа предложений отображается отдельно. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу создания интерфейса рекомендации контента для пользователя электронного устройства, способ выполняется электронным устройством. Технический результат заключается в уменьшении количества жестов, необходимых для навигации в браузерном приложении. Интерфейс рекомендации контента представляет первый GUI, включающий в себя одновременно представленные элементы визуального интерфейса, расположенные в первом GUI: первый элемент интерфейса, включающий в себя омнибокс, второй элемент интерфейса, включающий в себя по меньшей мере один значок, представляющий выбранный пользователем контент, и третий элемент интерфейса, включающий в себя по меньшей мере один значок рекомендации, и первый значок рекомендации связан с рекомендованным контентом, выбранным сервером рекомендаций из множества элементов контента для потенциальной рекомендации. В ответ на указание первого пользовательского взаимодействия с первым GUI либо в первом, либо во втором направлении - селективное представление первой версии или второй версии второго GUI соответственно. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 21 ил.

Изобретение относится к электронным устройствам. Технический результат заключается в повышении скорости ввода. Способ включает в себя прием предварительно заданного сигнала запуска для запуска отображения виртуальной клавиатуры, определение области отображения согласно месту запуска предварительно заданного сигнала запуска и отображение виртуальной клавиатуры в области отображения. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к вычислительным устройствам. Технический результат заключается в обеспечении носимого вычислительного устройства, исключающего необходимость в использовании суетливых движений пальца или проговаривания голосовых команд. Устройство включает гибкую сенсорную панель, выполненную с возможностью ношения пользователем, интегральную схему, установленную на гибкой сенсорной панели, причем интегральная схема интерпретирует контакт с гибкой сенсорной панелью, при этом интегральная схема доставляет электрический сигнал к гибкой сенсорной панели через пользователя, когда пользователь касается гибкой сенсорной панели, и трансивер, установленный на гибкой сенсорной панели, причем трансивер отправляет и принимает сигналы на и от отдельного электронного устройства. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к гибкому устройству для обеспечения визуальной обратной связи и способу управления им. Технический результат заключается в обеспечении визуальной обратной связи на основе изгиба гибкого устройства. Гибкое устройство включает в себя гибкий дисплей, датчик, который воспринимает изгиб гибкого устройства, и контроллер, который управляет гибким дисплеем для отображения множества визуальных элементов, расположенных в первом направлении, и, если местоположение изгиба гибкого дисплея на основе изгиба во втором направлении непрерывно сдвигается вдоль первого направления и таким образом достигает местоположения отображения по меньшей мере одного визуального элемента среди множества визуальных элементов, для отображения по меньшей мере одного визуального элемента, расположенного в месте изгиба, визуально отличающимся от других визуальных элементов в соответствии с перемещением местоположения изгиба. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 44 ил.

Изобретение относится к устройствам обработки пользовательского ввода. Технический результат заключается в расширении арсенала технических средств для обработки пользовательского ввода. Способ включает: представление на первой части пользовательского интерфейса инструмента выбора символа, причем первая часть является частью сенсорного экрана; представление на второй части пользовательского интерфейса инструмента подтверждения ввода; получение от инструмента выбора символа первой команды, соответствующей пользовательскому выбору конкретного символа с помощью инструмента выбора символа; получение от инструмента подтверждения ввода второй команды, соответствующей пользовательскому взаимодействию с инструментом подтверждения ввода, и обработку конкретного символа как вводимого символа только в ответ на первую команду, а вторая команда, которая указывает на то, что пользователь взаимодействовал с инструментом подтверждения ввода, совпадает, по меньшей мере частично, с пользовательским выбором конкретного символа с помощью инструмента выбора символа. 2 н. и 34 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх