[发明专利]无线物联家居系统分级网络架构及其组网通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线物联家居系统分级网络架构及其组网通信方法，属于计算机网络通信技术及物联网技术领域，广泛适用于采用无线网络通信技术及物联网技术构建的家居系统。

背景技术

无线物联家居是在互联网影响之下的物联化体现。通过无线网络通信技术及物联网技术将家中的各种设备，如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、网络家电等，连接到一起形成一个家庭内部网络并和外部互联网相连接，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。

以图1为例，是现有技术中的无线物联家居的系统框架图。如图中所示，系统包括用户终端设备1、主控设备2及信息家电设备3。其中，主控设备接收来自用户终端设备的控制指令，并转发给相应的目标，也就是转发给信息家电设备，完成对信息家电设备的控制。

这种无线物联家居的系统在实际使用时，有以下几个问题：1）由于无线信号传输距离及穿透能力受限，因此，对于物理空间较大的部署环境，所部署的信息家电设备可能无法接收到操控指令；2）由于信息家电设备所采用的底层通信协议不尽统一，在操控指令的传输过程中，可能影响到通信的效率。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、操作灵活、覆盖范围大的无线物联家居系统分级网络架构及其组网通信方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种无线物联家居系统分级网络架构，其特征是无线物联家居系统分级网络架构包括：主控设备、中间wifi节点及信息家电设备，

所述主控设备，用于向其管理的信息家电设备转发用户的操控指令，并向用户终端设备反馈信息家电设备的操控结果及当前状态；

所述中间wifi节点，用于将接收到的操控指令封装为预定协议格式的数据帧，并发送至目的地址对应的信息家电设备；并且，中间wifi节点用于将接收到的数据帧进行拆封装，将其中携带的有效信息转发至主控设备；中间wifi节点具有数据接收端口和采用不同协议的数据转发端口；

所述信息家电设备，用于根据接收到的操控指令执行相应的操作，并反馈操控结果及当前状态；

信息家电设备包含有无线收发模块，该无线收发模块为符合802.11标准的模块、433M模块、Zigbee协议模块及蓝牙模块；

主控设备根据待部署场景的实际物理空间规模，选择引入中间wifi节点的层数，实现分级的网络管理，实现操控指令的远距离传输及全覆盖。

一种无线物联家居系统分级网络架构的组网通信方法，其特征是所述信息家电设备处于“组网”状态时，当主控设备接收到用户终端设备发送的“组网请求”后，主控设备通过中间wifi节点向信息家电设备转发“组网查询”信号；

所述信息家电设备收到“组网查询”信号后，信息家电设备通过某一中间wifi节点向主控设备发送“入网请求”信号，该“入网请求”信号中携带有该信息家电设备的产品电子代码信息；

所述主控设备收到“入网请求”信号后，主控设备读取信息家电设备的产品电子代码信息，完成信息家电设备的身份认证及登记，并为其分配唯一的网内地址码；

由主控设备建立并维护“路由信息表”，该“路由信息表”包含信息家电设备的产品电子代码信息、所选择的中间wifi节点标示码、分配的网内地址码及物理层通信制式信息；

当用户需要对信息家电设备进行操控时，用户通过用户终端设备向主控设备发送操控指令；

当主控设备收到操控指令后，主控设备以作为目标的信息家电设备的标识为对象，在主控设备内的“路由信息表”中进行配对查找，然后以分配的“网内地址码”为目的地址封装该控制指令；主控设备将封装后的控制指令首先转发到管理该信息家电设备的“中间wifi节点”；

“中间wifi节点”接收到控制指令后，再根据登记的物理层通信制式信息，将操控指令再次封装为预定协议格式的数据帧，并自适应选择合适的转发端口向作为目标的信息家电设备转发；

信息家电设备接收到操控指令后，完成相应的操控指令，并向主控设备回复“操控成功”。

所述信息家电设备可能会先后接收到来自不同中间wifi节点的“组网查询”信号，当信息家电设备最先接收到的中间wifi节点转发来的“组网查询”信号的强度高于某一事先设定的阈值时，则认为选择此中间wifi节点能够保证良好的通信质量，并将此中间wifi节点作为其管理节点；

此后，当该信息家电设备再接收到来自其它中间wifi节点转发来的“组网查询”信号时，则忽略该信号。