用于限制网状网络中的路由器的数目的方法

摘要

在一些情况中，可能期望限制网状网络中的路由器数目。公开了在不影响连接性的情况下限制路由器数目的各种技术。在一些实施例中，如果已经在网络中存在小于预定数目的路由器，则节点启用它的路由器能力。在其他实施例中，节点仅在解决连接性问题或双连接性问题是必要的情况启用它的路由能力。在一些情况中，之前已启用它的路由器能力的节点可能不再被要求作为路由器。在一些实施例中，该节点在做出该确定时禁用它的路由能力。

说明书

技术领域

本公开描述限制网状网络中的路由器数目的方法。

背景技术

网状网络是其中节点常常具有若干功能的一种网络。除了它们的作为传感器、致动器或其他设备的主要功能之外，这些节点还充当路由器，从而帮助网络中的两个其他节点之间的移动业务。网状网络可以增长得非常大，从而常常具有超过100或者在一些情况下超过1000个节点，这些节点中的一些或大多数也是路由器。

尽管由于在任何两个节点之间常常存在多个路径，所以网状网络趋于是健壮的，但是也存在缺陷。例如，在这样大数目的节点的情况下，对于每个节点而言知道到网络中的每个其他节点的最高效路径变得不切实际。网状网络通常利用一个或多个路由发现协议。不管所使用的协议如何，当网状网络中的路由器的数目增加时，遍及网络必须保留并传送的路由数据量同样增加。

这种增加的路由器数据量可能要求单独的节点变得更加昂贵，这是因为存储该信息所需的存储量增长。这促使设计折衷。每个路由器中的存储器量必须增加（这增加成本），或者促使路由器每个仅保持所有路由信息的子集。换言之，中间路由器可以仅保存到预定数目的其他节点的接下来的跳（hop），而不是保存到每个其他节点的接下来的跳。该选项节省存储器空间，而且还足以增加路由发现消息的数目，原因在于必须必要地清除一些之前所获取的网络拓扑信息。在其他实施例中，该增加的路由器数据量可以创建网络中的更多开销消息，从而有效地减小可用于有用业务的带宽。用以减少路由信息的一种常见方法是使用源路由，其中中央设备维护路由信息并且该信息在分组报头中使用。该方法减少对网络中的节点的存储器要求但是增加对中央设备的存储器要求，要求所有消息行进通过中央设备，并且在空气消息大小之上增加（并且因此设备的功耗增加）以包括路由信息。

因此，如果存在用以限制网状网络中的路由器数目的方法则将是有益的，这是因为这将减少路由发现消息的数目以及行进在网状网络上的其他开销业务。其还将减少每个节点中存储路由信息所需的存储器量。

发明内容

在一些情况中，可能期望的是限制网状网络中的路由器数目。公开了在不影响连接性的情况下限制路由器数目的各种技术。在一些实施例中，如果网络中已经存在小于预定数目的路由器，则节点启用它的路由器能力。在其他实施例中，只有解决连接性问题或双连接性问题是必要的情况下节点才启用它的路由能力。在一些情况中，之前已启用它的路由器能力的节点可能不再被要求作为路由器。在一些实施例中，该节点在做出该确定时禁用它的路由能力。

根据一个实施例，公开了一种限制网状网络中的路由器数目的方法，所述网状网络包括多个节点。由多个节点中的每个执行的方法包括：确定当前在网状网络中的路由器数目；如果当前在网状网络中的路由器数目小于预定阈值，则启用节点的路由能力；监视网络业务以标识连接性问题；以及如果检测到连接性问题并且节点能够解决连接性问题，则启用节点的路由能力。

根据另一实施例，公开了一种创建具有双连接性的网状网络的方法，所述网状网络包括多个节点。由每个节点执行的方法包括：监视网络业务以确定节点的邻居；查询每个邻居以确定所述邻居的邻居；确定所述邻居中的至少一个是第一群组的部分并且所述邻居中的至少第二个是第二群组的部分，其中不存在对于第一群组和第二群组共同的节点；以及从节点发送请求以找到处于与第一群组和第二群组的通信中的另一节点。

根据第三实施例，公开了一种限制网状网络中的路由器数目的方法，所述网状网络包括多个节点。由所述多个节点中的每个所执行的方法包括：在节点处监视网络业务；标识连接性问题；以及如果该节点能够解决连接性问题，则启用该节点的路由能力。

附图说明

为了更好地理解本公开而参照附图，其中利用相似的附图标记来标记相似的元件，并且其中：

图1为网状网络中的节点的框图；

图2为示出连接性问题的网络拓扑；

图3为示出双连接性问题的网络拓扑；

图4为示出在发送路由器请求之前做出的决定的流程图；以及

图5为示出冗余路由器的网络拓扑。

具体实施方式

在网状网络中使用的设备通常是小型的，常常是由电池供电的。图1示出典型的设备10的框图。设备10具有处理单元20和相关联的存储器设备30。该存储器设备30包含指令，所述指令当由处理单元执行时使得设备10能够执行本文所描述的功能。该存储器设备30可以是非易失性存储器，诸如闪速ROM、电可擦ROM或者其他合适设备。在其他实施例中，存储器设备30可以是易失性存储器，诸如RAM或DRAM。设备还包括网络接口40，其通常为包括天线41的无线接口。附加地，网络接口可以包括无线电装置42，其包括基带处理和MAC级处理。设备10可以包括第二存储器设备50，在其中存储由网络接口40接收到的数据以及由网络接口40发送的数据。该第二存储器设备50传统地为易失性存储器。处理单元20具有读取和写入第二存储器设备50的能力，以便与网络中的其他节点通信。尽管未被示出，但是每个设备10还具有可以是电池的电源或者到永久性功率源的连接，诸如壁式插座。

如以上所描述的，与网状网络相关联的一个问题特别是由路由发现消息所生成的开销业务。当路由器数目增加时，这些路由发现消息的数目也增加。实际上，出于若干原因，开销业务方面的增加比路由器数目增长得更快。首先，更多的路由器必然意味着在网状网络中一般存在更多的路由。其次，如以上所描述的，每个节点通常仅保存路由信息的部分，其中该部分基于存储器大小来确定。因而，当路由器数目增加时，作为可能的路由的总数目的百分比的已知的且保存的路由的数目必然减少。

解决该问题的一种方式是限制网状网络中的路由器数目。如果该数目由节点自身而不是使用人工干预所限制，则将是更有利的。换言之，网状网络中的大多数设备具有变为路由器的能力。当前在大多数网状网络中，具有变为路由器的能力的设备默认启用该功能。因而，通常如果在网状网络中存在能够成为路由器的N个设备，则N个设备中的所有或者几乎所有将成为路由器。在小型网络中，该操作不是有害的，这是因为其他节点能够容易地传送并保留关于所有N个路由器的信息。然而，当N的值增长时，传送并保留路由信息的成本增加。更大的网络要求更多的存储器以及更有能力的通信链路，或者将路由信息限制于节点的小的子集，通常一个或者最多几个。

默认启用路由器功能的实践导致健壮的网络，原因在于在网状网络中的任何两个节点之间存在最多的不同路径。然而，一些这种健壮性可能是非必要的。例如，可以为15英尺宽且20英尺长的会议室可以具有由网状网络所控制的照明系统。节点可以与每个灯相关联，以使得在会议室中存在数十个节点。如以上所解释的，这些节点中的大多数将默认为路由器，从而在任何两个节点之间创建最大数目的可能路由。然而，在这种大小的房间中，每个节点的传输范围使得它能够被房间中的每个其他节点接收。因此，不必要使每个节点都成为路由器。可能足够的是仅存在一个路由器。任何两个节点之间的业务能够直接发生，而不需要使用任何中间跳。如果必要，路由器可用于促进通信并提供任何两个节点之间的冗余路径。

此外，考虑其中在单个会议室中包括数十个路由器的示例。尽管这可能在该受限环境中是可接受的，但是网络增长可能成为问题。例如假设用户希望扩展该照明系统以覆盖具有许多会议室和办公空间的整个建筑物。如果每个节点变为路由器，则在建筑物中可能存在数百个路由器。然而，如以上所描述的，基于每个节点的传输范围以及建筑物的大小，或许仅少数路由器是真正要求的。

下文描述可以被用来允许网状网络中的节点确定它是否应当启用它的路由器能力的一组算法。还限定允许节点确定它是否应当禁用它当前已启用的路由器功能的第二组算法。算法的该组合能够被用来生成健壮的并且包含适当数目的路由器的网状网络。

遍及本公开，参考主导（leader）节点。在一些实施例中，主导节点负责维护网络中的所有路由器的列表。在这些实施例中，主导节点也可以负责分配路由器号。

然而在其他实施例中，可能不存在主导节点。例如在一些实施例中，每个路由器负责维护可以使用可用的路由算法来确定的其自身的路由器列表。在该实施例中，每个路由器可以基于它的MAC地址来选择路由器标识号以确保所有路由器号是唯一的。然而，也可以使用其他命名惯例。

重要的是指出节点通常做出确定以在它首次加入网络时启用它的路用器能力。在一个实施例中，它向主导节点发送请求，从而请求针对启用它的路由功能的许可。在该实施例中，主导节点是负责接受或拒绝路由器请求的节点。如果主导节点接受请求，则它向最新的路由器分配路由器ID。在另一实施例中，节点自主地启用它的路由能力。在该实施例中，如以上所描述的，节点可以基于它的MAC地址来选择路由器ID。因而在这两个实施例中，节点做出关于是否启用它的路由器能力的确定。在第一实施例中，节点必须向主导节点提交该请求，而在第二实施例中，它简单地启用该能力。

根据第一算法，加入网状网络的新节点A在确定是否变为路由器之前等待。被用来确定节点A是否应当变为路由器的第一准则是当前网络中的路由器数目。如果该数目小于预定数目，则新加入的节点A可以选择启用它的路由器功能。如以上所描述的，在一些实施例中，这可以通过向主导节点发送路由器请求来完成。如果网状网络中的路由器数目超出该预定限制，则新加入的节点A将不自动确定它应当变为路由器。然而，如以下更详细地解释的，可以使用其他准则来随后确定该节点A变为路由器是有利的。该新加入的节点A可以多种方式确定网络中现有的节点数目。

在一个实施例中，它可以将针对该信息的请求发送至主导节点，其以所期望的数目做出响应。在另一实施例中，新加入的节点A可以监听所有网络业务并且基于它能够听到的业务来确定在网络中活动的路由器的数目。在又另一实施例中，该信息可以由网状网络中的其他节点维护，以使得新加入的节点A简单地查询网络中的另一节点以得到该信息。该节点可以是网络中的任何节点或者可以是路由器。当然，确定网状网络中的路由器数目的其他方法也是可能的并且在本领域技术范围内。

如果新加入的节点A已经确定它将不会变为路由器，则其他因素可以改变该确定。例如，假设在该节点A加入网状网络之后，另一节点B尝试加入。节点B在节点A的监听范围中，因此节点A能够听到其加入网络的请求。如果来自节点B的该请求未被响应，则节点A可以确定它可能是网状网络中的在节点B的监听范围内的仅有节点。因而，如果节点B将能够加入该网状网络，则它必须经由通过节点A进行通信而如此做。该场景通常发生在创建网络时。因而在该实例中，节点A可以基于节点B的不能够加入网络而做出它应当变为路由器的确定。在一些实施例中，它然后将该请求发送到主导节点。一旦该请求被准许，则它现在能够将节点B的加入网络的请求转发到网状网络中的其他节点，从而允许节点B加入。在其他实施例中，节点A简单地启用它的路由器能力并且将此传送到它的邻居。在又其他实施例中，节点A自身不做出确定，而是通知节点B它（节点A）暂时地可用作路由器。如果节点B未从任何路由器接收到回复，但是确实接收到一个或多个暂时性回复，则它能够选择它们中的一个并将请求发送回发送器以变为路由器。

如以上所描述的，缺乏针对希望加入网状网络的新节点的连接性可能是导致节点A请求变为路由器的一个因素。然而，连接性问题也可以在其他场景中出现。

假设图2中所示的网络拓扑。在该拓扑中，节点A不是路由器，这是因为节点C和D经由节点E连接到包括节点F的网络的其余部分。换言之，节点A不需要变为路由器以使节点C和节点D加入网络。然而，假设在随后的时间，节点E变得不可用。由于节点E是节点C和节点D在网络中通过利用其进行通信的导管，所以它们现在不能够与任何其他节点通信。因而，由节点C或节点D发送到节点F的传输将不被转发。类似地，在网状网络中从节点F到节点C或节点D的传输不能被递送。因而，在节点C、节点D和节点F的监听范围内的节点A可以确定这些节点不能访问彼此。由于节点A能够充当这些节点之间的桥梁，所以它设法变为路由器。一旦节点A变为路由器，则节点C和节点D能够将节点A用作路由器而再次与节点F通信。

因而，之前不是路由器的节点通过其能够确定它应当启用它的路由器能力的第一准则为连接性。节点A可以确定二者都在节点A的监听范围内的两个其他节点不能彼此通信。这可以发生在网络增建期间（即在网络的初始点查（enumeration）时）或者由于拓扑改变而造成。在任一场景中，节点A将设法启用它的路由器能力，自动地或者通过向主导节点发送路由器请求。

前述算法在保证网状网络维护它的所有成员节点之间的连接性方面是有用的。然而，在节点突然变得不可用的情况中，诸如在图1中所示出的场景中，存在可测量的延时直到启用新的路由器并且创建新的路由。

第二算法可以被用来确保遍及网络存在双连接性。双连接性被限定为在任何两个节点之间经由两个不同路径进行通信的能力。网络中的节点可以主动地起作用以确保存在双连接性。例如，假设图3中所示出的网络拓扑。在该拓扑中，节点A为路由器，其能够直接与节点B、C、D和E通信。节点F能够与节点C通信，但是不能达到节点A。类似地，节点G能够与节点E通信，但是不能达到节点A。节点X能够至少与节点C和节点E通信。节点F可能能够与节点G通信。

网络中的每个路由器能够将某一状态传送到网络中的其他路由器。例如，每个路由器可以向它能够达到的路由器以及它直接相邻的路由器传送。当节点A接收到用于它的直接邻居（即节点B、C、D和E）的该信息时，它发现在一侧上存在群组BCF，这是因为节点B报告它的邻居为A和C并且节点C报告它的邻居为B和F。类似地，它得知在其另一侧上存在第二群组DEG。应注意在这两个群组之间不存在公共节点。由于节点A不能看到节点F和G，所以它不能确定这些节点是否处于通信中。

基于所收集的信息，节点A相信在群组BCF和群组DEG之间存在单个故障点。因此，它可以发送出请求以询问是否存在能够连接这两个群组的节点。该请求可以仅发送到它的邻居，或者可以遍及网络而散布。

当前不是路由器的节点X从节点A接收到该请求。由于节点C和节点E二者在它的监听范围内，所以它确定它能够将这两个群组连接在一起。因此在一个实施例中，它向节点A做出响应它能够连接这些群组。在另一个实施例中，它还报告其与这些群组中的每个节点相关联的成本。以此方式，节点A可以确定充当这些群组之间的冗余路径的最佳节点。节点A然后告知节点X它已经被选择为充当冗余链路。当接收到该消息时，节点X启用它的路由器能力，或者在其他实施例中，向主导节点发送路由器请求。根据第二实施例，节点X不响应于节点A。相反，它立即启用它的路由器能力，或者在另一实施例中，当确定它能够充当群组BCF和DEG之间的冗余链路时向主导节点发送路由器请求。

应注意，节点A可能不是图3中的单个故障点，这是因为路径可以存在于节点F和节点G之间。然而，将该连接用作冗余链路将创建节点B和节点D之间的5跳长的路径。在一些实施例中，这可能是不可接受的。因此，将节点X选择为冗余链路可以减少节点B和节点D之间的距离。

因而，确保整个网络具有双连接性的期望可以是被用来确定节点请求针对变为路由器的许可的第二准则。

前述算法组可以被用来确定节点如何确定它应当变为路由器。例如，如以上所描述的，当初始化时，节点可以简单地决定变为路由器，这是因为当前在网络中存在几个其他路由器。然而，当网络增长时，事后回想起来，该决定可能已经是次优的。

考虑早前的用于会议室的照明系统的示例。当会议室中的网络被点查时，每个节点可以单独地基于网络中的受限的路由器数目而确定它能够成为路由器。然而，当网络诸如通过包括其他会议室或办公空间而继续增长时，这些节点现在是非必要的。此外，如果期望在网络中具有最大数目的路由器，则这些节点消耗网络中的有价值的资源。

因而在一个实施例中，可以使用具有多个阈值的系统。例如，如果所期望的最大的路由器数目为25，则第一预定限制可以被设在较小数目处，诸如10。如果存在少于该预定数目的路由器，则节点将设法变为路由器。如果现有的路由器的数目超出该阈值，则节点仅能够在其他准则之一被满足时变为路由器。这允许网络被快速地点查，同时还降低超出路由器的最大数目的可能性。

因此在一个实施例中，存在至少两个限制。第一，存在网络中所允许的最大路由器数目（N_max）。可能存在小于N_max的另一个预定阈值N_init。如果现有路由器数目小于N_init，则新加入的节点自动地启动它的路由器能力，或者在另一实施例中，立即向主导节点发送路由器请求。如果现有路由器数目大于N_init，则新加入的节点仅能够在由于连接性或双连接性算法要求如此做的情况变为路由器。N_max和N_init之间的关系为设计参数并且不强制要求固定关系。例如在一些实施例中，N_init可以为N_max的50%。在其他实施例中，N_init可以为小于N_max固定量，诸如小于N_max10。

图4示出图示了可以由网状网络中的节点做出的各种决定的流程图。首先，如步骤100中所示，在功率初始化时，节点A请求加入网状节点。该请求可以被发送到通常将准许请求的主导节点。在节点A已经加入了网络之后，它确定当前存在多少路由器，这如步骤110中所示。如以上所描述的，节点A可以使用多种方法来确定活动的路由器的数目，包括查询主导节点、查询邻居节点、或者监视网络业务。如果活动的路由器的数目小于诸如N_init的预定阈值时，则节点A启用它的路由器能力，这如步骤120中所示。如以上所描述的，这可以自动地完成，或者节点可以向主导节点发送路由器请求。如果路由器数目超出该预定阈值，则节点A不启用它的路由器能力。相反，它开始监视网络业务以确定是否存在可能要求它充当路由器的其他准则。例如，如步骤130中所示，通过监视网络业务，节点A可以确定它具有两个邻居，这二者都位于监听范围内且不能彼此通信。这可以发生在启动时，其中节点A是能够听到尝试加入网络的新节点的仅有节点。替代性地，这可以由于拓扑改变而发生在正常操作期间，诸如之前已启用的路由器的除去。如果节点A确定存在连接性问题并且它能够解决该问题，则它将启用它的路由器能力，这如步骤120中所示。如果不存在这样的连接性问题，则设备简单地维护它的非路由器状态。最后，在一些实施例中，可以要求的是在网络内存在双连接性。例如，节点A可以从网络内的另一节点接收消息，从而询问它是否能够提供将节点的两个群组相连接的冗余链路，这如步骤140中所示。如果节点A能够将节点的两个指示的群组相连接，则它可以启用它的路由器能力，这如步骤120中所示。

前述公开描述了节点可以通过其来确定它应当启用它的路由器能力的各种算法。附加地，对于节点而言还可能必要的是确定它们应当放弃它们的路由能力。这可以发生在系统中的总路由器数目接近N_max时，或者可以基于连续而被执行。因而在一个实施例中，算法允许节点向主导节点发送请求以从路由器列表中被移除。在其他实施例中，节点简单地禁用它的路由器能力并且可以将此传送到它的邻居。存在其中节点可能希望放弃它的路由器状态的若干场景，这如以下所描述的。

考虑图5中的网络拓扑。在该网络中，节点D在三个路由器节点A、节点B和节点C的监听距离中。类似地，节点E也在这三个路由器的监听距离中。在该拓扑中，在节点D和节点E之间存在三个可能的路由（即通过节点A、通过节点B和通过节点C）。显然，在该拓扑中不存在连接性问题，也不存在任何双连接性问题。事实上，存在比满足这两个准则所需的更多的路由器。在该实施例中，节点A、节点B和节点C可以共享它们的路由信息，每个标识它的邻居以及从其自身到这些邻居中的每个的成本。这些节点中的每个然后能够将其成本与由其他节点所报告的那些相比较。如果针对一个节点的成本大于或等于针对第二节点的成本，则该节点可能能够放弃它的路由器能力。例如，如果针对节点B的所报告的路由成本小于或者等于针对节点A的成本，则节点A能够在不具有网络性能的任何降级的情况下停止成为路由器。

在一个实施例中，如果节点A确定较低的或者相等的成本使用节点B或节点C而可用，则它可以向主导节点发送请求以放弃它的路由器能力。在另一实施例中，节点A简单地禁用它的路由器能力并且可以将此传送到它的邻居。

在另一实施例中，讨论中的节点可以首先在任何节点禁用它的路由器能力之前确定在它们自身当中哪个将放弃它的路由器能力。例如，节点A可以具有高于或等于节点B的成本，而节点B具有高于或等于节点C的成本。节点B可以将其成本与节点C相比较并且确定它应当放弃它的路由器状态，而节点A将其自身与其他节点中的任一相比较并且做出类似的确定。附加地，如果这三个的成本都相等，则每个可以相信它应当放弃它的路由器状态。因此，如果节点A确定它是放弃其路由器状态的候选，则它首先将该意图传送到其他节点（节点B和C）。这些节点将验证候选节点A确实具有等于或者大于其自身的路由成本。如果该验证成功，则每个将指示节点A其对该决定的认可。然而如果其他节点之一相信它的成本实际上比节点A差，则它可以以声明它意图退出作为路由器的其自身的通信做出响应。为了避免僵局，被用来确定节点是退出的候选的准则可以不同于允许另一节点不顾该节点的意图而退出的准则。

在该示例中，节点A具有最高成本并且因此最终节点B和C将认可它退出作为路由器的决定。拓扑中的这种改变将导致网络中路由器少了一个，而在通过网络的路由性能方面没有改变。如果在随后的时间节点B或节点C变得不可用，则以上所述的双连接性算法能够被用来将节点A复原为路由器。

以上示例假设维护网络中的双连接性是必要的。然而在诸如非常大的网络的一些网络中，可能不大可能维护双连接性并将路由器数目限制为给定数目。在这些网络中，针对双连接性的要求可以被撤回。在该场景中，参照图5，节点A和B这二者可以确定它们应当放弃它们的路由器能力。在该情况下，在一个实施例中，这两个节点将向主导节点发送请求以将它们从路由器列表中移除。在另一实施例中，这两个节点将简单地禁用它们的路由能力。拓扑中的这种改变对网络性能不具有立即影响，这是因为节点C提供了节点D和E之间的最佳成本。然而，如果节点C在随后某一时间故障，则网络可能花费较长时间恢复。然而，以上所述算法在标识该连接性问题方面将是高效的。一旦该连接性问题被标识，节点A或节点B将启用它的路由器能力，从而解决该问题。

因而，本文所描述的该组算法能够被用来自动地将网状网络配置成限制路由器的数目。这些算法被存储在节点的存储器设备中并且能够由这些节点所执行。此外，由于这些算法由每个节点执行，所以网络能够快速且高效地响应于网络拓扑中的改变。此外，所述算法能够被用来保证某些网络特性。例如，如果相应地被编程，则算法能够被用来在不具有任何用户干预的情况下确保遍及网络的双连接性。此外，这些算法允许网状网络自我修复。换言之，如果节点的故障产生了网络中的连接性问题，则节点通过执行这些算法能够标识该连接性问题并且执行校正的动作。在一些实施例中，校正的动作包括添加网络中的另一路由器。

因而作为总结，为了实现本文描述的所有特征，节点需要以下信息：

（A）网络中的路由器数目；

（B）来自每个邻居的该邻居连接到的路由器的列表；

（C）用于（B）中的列表中的路由器的长度或路径成本；以及

（D）来自每个邻居的其相邻路由器的列表。

该信息可以正常地使用传统路由算法来获得。未启用它们的路由器能力的设备可以通过旁听由相邻路由器所发送的路由发现消息来获得该信息。

路由器数目（即（A）中描述的信息）被用来增加小型网络中的路由器数目并且减少大型网络中的数目。

确保连接性是使用来自（B）的信息而完成的。具体来说，如果节点具有报告了可达到路由器的不同列表的两个邻居，则它们未被连接并且节点应当变为路由器。

来自（C）的信息被用于检测冗余路由器。如果路由器具有其两者报告了具有到所有路由器的相同或较低成本的两个邻居，则该路由器是冗余的并且禁用它的路由器能力。

来自（D）的信息被用于双连接性。如果节点具有不共享任何邻居链路的两组邻居，则图表（graph）可能未被双连接。

本公开不由本文所述的特定实施例限制在范围中。实际上，除本文所述的那些之外，本公开的其他各种实施例以及针对本公开的修改将根据以上描述及附图而对于本领域技术人员是显而易见的。因而，此类其他实施例和修改意图落在本公开的范围内。此外，尽管本公开在本文中已经在用于特定目的的特定环境中的特定实现的上下文中进行描述，但是本领域一般技术人员将认识到其有用性不限于此并且本公开可以有益地实现在用于任何数目的目的的任何数目的环境中。因此，下文阐述的权利要求应当被视为考虑到如本文所描述的本公开的完整篇幅和精神。