一种无线家庭控制系统

1.一种无线家庭控制网络的组网方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、预先在所述家庭网络系统范围内设置一个或多个中继；
B、预先制定家电设备与中继的通信协议；
C、家庭网关将家庭网络系统中所有家电设备ID号发送至上述全部中继；
D、每个上述中继依次用广播ID方式查询，确定该中继可控制范围内的家电设备；
E、上述中继将确定的属于其可控制范围内的家电设备的结果发送所述家庭网关，具体包括：
E1、每个所述中继预定时间间隔向步骤D确定的所有家电设备发送查询信息；
E2、当存在家电设备没有发送回应信息时，所述中继向所述家庭网关发送该信息；
E3、所述家庭网关向除该中继以外的其它中继发送查询该家电设备的命令；
E4、所述其它中继分别向其可控制范围内发送查询该家电设备的查询信息；
E5、当有中继收到该家电设备的回应信息时，该中继将该家电设备属于其可控制范围的结果发送所述家庭网关；
F、所述家庭网关通过所述中继控制该中继可控制范围内的家电设备。
2.根据权利要求1所述的组网方法，其特征在于，所述步骤D具体为：
D1、每个上述中继依次用广播ID方式向其可控制范围内的家电设备发送查询信息；
D2、接收到所述查询信息的家电设备，向该中继发送报文回应；
D3、所述中继记录所有回复报文回应的家电设备，确定为该中继可控制范围内的家电设备。
3.根据权利要求1所述的组网方法，其特征在于，所述步骤F之前进一步包括：所述家庭网关根据负载均衡的原则，对于至少属于两个中继可控制范围的家电设备进行分配。
4.根据权利要求1所述的组网方法，其特征在于，所述步骤F之前进一步包括：所述家庭网关对于至少属于两个中继可控制范围的家电设备按照平均分配原则分配给具体的中继。
5.根据权利要求4所述的组网方法，其特征在于，当至少属于两个中继可控制范围的家电设备不能平均分配给对应中继时，多余的家电设备分配给包含家电设备少的中继。
6.根据权利要求1所述的组网方法，其特征在于，所述家电设备与中继的通信协议具体为以太网协议。
7.根据权利要求1所述的组网方法，其特征在于，所述家电设备ID号为全球唯一的ID号。
8.根据权利要求1所述的组网方法，其特征在于，所述步骤E5，当存在两个或两个以上中继均收到该家电设备的回应信息时，上述两个或两个以上中继将该家电设备属于其可控制范围的结果发送所述家庭网关；
所述步骤F之前进一步包括：所述家庭网关根据负载均衡的原则，对于至少属于两个中继可控制范围的家电设备进行分配。

一种无线家庭控制系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种家电控制系统，特别涉及一种无线家庭控制网络的组网方法及系统。\n背景技术\n[0002] 随着家电技术的发展，网络信息家电设备已经出现，家电设备具有了接入网络的功能，可以作为家庭网络的一部分。\n[0003] 参见图1，该图是目前典型家庭组网架构。家庭网关11具有拨号功能，通过ADSL或光接入网与公网相连。家庭网关11能够与家庭控制网络中的家电设备实现互联，同时为家庭控制网络内的各种设备提供了外界接口。\n[0004] 家庭网关11网关具有以下主要功能：提供友好的人机界面；具有管理各种家庭控制网设备的功能，并且能够与各个通讯模块进行数据交换。\n[0005] 家庭网关11和家电设备均带有一个无线收发模块。该无线收发模块一般工作在\n787MHz～797MHz频段和430～435MHz频段。\n[0006] 每个无线收发模块可工作在同一频率也可工作在不同频率。\n[0007] 家庭网关11与家电设备可以直接通过协议进行通信。\n[0008] 但由于无线信号功率不可能很大，另外无线信号频率一般较高，而且家庭墙壁、地板阻隔信号原因，当用户的家电设备分布在很多不同的房间时，尤其是分布在不同楼层的家电设备，控制信号可靠性较低。在这种情况下，要想比较稳定可靠控制整个家庭内的所有家电设备，具有很大的难度，经常会控制失败。\n[0009] 因此，如何提供一种无线家庭控制网络的组网方法及系统，能够有效地保证家庭控制网络中控制信号的传递的可靠性，是本领域技术人员需要解决的技术问题。\n发明内容\n[0010] 本发明的目的是提供一种无线家庭控制网络的组网方法及系统，用于有效地保证家庭控制网络中控制信号的传递的可靠性。\n[0011] 具体说，本发明实施例提供一种无线家庭控制网络的组网方法，包括以下步骤：\n[0012] A、预先在所述家庭网络系统范围内设置一个或多个中继；\n[0013] B、预先制定家电设备与中继的通信协议；\n[0014] C、家庭网关将家庭网络系统中所有家电设备ID号发送至上述全部中继；\n[0015] D、每个上述中继依次用广播ID方式查询，确定该中继可控制范围内的家电设备；\n[0016] E、上述中继将确定的属于其可控制范围内的家电设备的结果发送所述家庭网关；\n[0017] F、所述家庭网关通过所述中继控制该中继可控制范围内的家电设备。\n[0018] 优选地，所述步骤D具体为：\n[0019] D1、每个上述中继依次用广播ID方式向其可控制范围内的家电设备发送查询信息；\n[0020] D2、接收到所述查询信息的家电设备，向该中继发送报文回应；\n[0021] D3、所述中继记录所有回复报文回应的家电设备，确定为该中继可控制范围内的家电设备。\n[0022] 优选地，所述步骤F之前进一步包括：所述家庭网关根据负载均衡的原则，对于至少属于两个中继可控制范围的家电设备进行分配。\n[0023] 优选地，所述步骤F之前进一步包括：所述家庭网关对于至少属于两个中继可控制范围的家电设备按照平均分配原则分配给具体的中继。\n[0024] 优选地，当至少属于两个中继可控制范围的家电设备不能平均分配给对应中继时，多余的家电设备分配给包含家电设备少的中继。\n[0025] 优选地，所述家电设备与中继的通信协议具体为以太网协议或者485总线。\n[0026] 优选地，所述家电设备ID号为全球唯一的ID号。\n[0027] 优选地，所述步骤E进一步包括：\n[0028] E1、每个所述中继预定时间间隔向步骤D确定的所有家电设备发送查询信息；\n[0029] E2、当存在家电设备没有发送回应信息时，所述中继向所述家庭网关发送该信息；\n[0030] E3、所述家庭网关向除该中继以外的其它中继发送查询该家电设备的命令；\n[0031] E4、所述其它中继分别向其可控制范围内发送查询该家电设备的查询信息；\n[0032] E5、当有中继收到该家电设备的回应信息时，该中继将该家电设备属于其可控制范围的结果发送所述家庭网关。\n[0033] 优选地，所述步骤E5，当存在两个或两个以上中继均收到该家电设备的回应信息时，上述两个或两个以上中继将该家电设备属于其可控制范围的结果发送所述家庭网关；\n[0034] 所述步骤F之前进一步包括：所述家庭网关根据负载均衡的原则，对于至少属于两个中继可控制范围的家电设备进行分配。\n[0035] 本发明实施例所述无线家庭控制网络的组网方法相对上述现有技术，能够有效地保证家庭控制网络中控制信号的传递的可靠性。\n[0036] 由于本发明实施例所述无线家庭控制网络的组网方法，在所述家庭网络系统范围内预先设置一个或多个中继，而且预先制定了了家电设备与中继的通信协议；并且每个中继与其可控制范围内的家电设备相对应，所述家庭网关可以通过所述中继控制该中继可控制范围内的家电设备。\n[0037] 所述家庭网关通过中继对家电设备进行控制，由于中继可以延长网络的传输长度，因此更能有效地保证家电设备控制信号顺利到达家电设备。\n附图说明\n[0038] 图1为现有技术家庭组网架构示意图；\n[0039] 图2为本发明所述无线家庭控制网络的组网方法第一实施例流程图；\n[0040] 图3为本发明实施例所述无线家庭控制网络示意图；\n[0041] 图4为本发明实施例所述中继结构图；\n[0042] 图5为本发明所述无线家庭控制网络的组网方法第二实施例流程图；\n[0043] 图6为本发明实施例所述中继分配图；\n[0044] 图7为本发明所述无线家庭控制网络的组网方法第三实施例流程图。\n具体实施方式\n[0045] 本发明实施例提供一种无线家庭控制网络的组网方法及系统，用于有效地保证家庭控制网络中控制信号的传递的可靠性。\n[0046] 为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合具体附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。\n[0047] 参见图2至图4，图2为本发明所述无线家庭控制网络的组网方法第一实施例流程图；图3为本发明实施例所述无线家庭控制网络示意图；图4为本发明实施例所述中继结构图。\n[0048] 本发明所述无线家庭控制网络的组网方法第一实施例，所述方法包括以下步骤：\n[0049] S10、预先在所述家庭网络系统范围内设置一个或多个中继。\n[0050] 家庭网关作为家庭控制网络的核心，具有接入网接口，接入网接口可以是ADSL或PON等。\n[0051] 在所述家庭网络系统范围内可以根据用户房间位置设置一个或多个中继。每个中继均具有能够与家庭网关相通信的通讯单元。所述通讯单元可以是以太网接口单元也可以是485接口单元，当然也可以是无线通讯单元。\n[0052] 例如在具有家电设备的每个房间均可以设置一个中继。参见图3在第一房间设置第一中继21、在第二房间设置第二中继22以及在第三房间设置第三中继23。\n[0053] 第一中继21、第二中继22以及第三中继23通过通讯单元，以有线方式与所述家庭网关1相连。\n[0054] 当然，第一中继21、第二中继22以及第三中继23也可通过通讯单元，以无线方式与所述家庭网关1相连。中继与所述家庭网关的具体连接方式可以根据用户实际需要进行选择。\n[0055] S20、预先制定家电设备与中继的通信协议。\n[0056] 预先建立家电设备与中继的通信协议可以采用以太网协议也可以是485总线。协议格式可以参见表1。\n[0057] 中继的中央处理器201负责485报文解析，以及无线收发模块203的注册等逻辑过程。中继存储单元204存储有预定的家电设备与中继的通信协议。中央处理器201将接收到的所述家庭网关的控制信息，通过中继无线收发模块203发送到家电设备。\n[0058] 表1：家电设备与中继的通信协议格式\n[0059] \n帧头 帧长 源ID 目的ID 命令字 内容 内容 内容 内容 内容 内容 帧尾\n[0060] 其中：帧头为FF，“帧头”的长度为一个字节\n[0061] 帧长：“帧长”后所有字节的长度，“帧长”的长度为一个字节长度。\n[0062] 源ID：即发送端ID，“源ID”的长度为4个字节。\n[0063] 假设中继ID是00 00 00 01\n[0064] 目的ID：即接收端ID，“目的ID”的长度为4个字节。\n[0065] 假设目的ID为FF FF FF FF时，表示广播ID。\n[0066] 命令字：0为广播搜索家电，1为发送命令控制家电，2为回复，3为控制温度，4为控制风速等。所述控制字可以根据需要预先设定不同数字代表的不同命令含义。\n[0067] 内容：即为控制的具体参数。例如温度、风速等具体参数。\n[0068] 帧尾为FE，“帧尾”的长度为一个字节。\n[0069] 当家电设备接收到报文后，如果命令字是0，则所述家电设备会将自身设备ID号发给中继。\n[0070] 当中继想要搜索家电设备时发送如下通信协议内容：FF 0A 00 00 00 01 FFFF FF FF 00 FE。\n[0071] 家电设备ID为00 00 00 10的家电设备会回复回应信息：FF 0A 00 00 0010 00 \n00 00 01 02 FE。\n[0072] 假设家庭网关希望控制ID号码为00 00 00 23，空调温度为8度时，控制报文为：\nFF 0B 00 00 00 01 00 00 00 23 03 08 FE。\n[0073] S30、家庭网关将家庭网络系统中所有家电设备ID号发送至上述全部中继。\n[0074] 家庭网络系统中每个家电设备都具有一个无线收发模块，每个中继也具有无线收发模块。每个无线收发模块都具有全球唯一ID号。每个无线收发模块只接收带有自己ID的无线报文以及广播ID的无线报文。\n[0075] 用户使用家庭网络系统之前，需要将所有家电设备的ID号以及中继的ID号码输入到家庭网关中。\n[0076] 然后家庭网关再将所有家电设备ID号发送至上述全部中继。\n[0077] S40、每个上述中继依次用广播ID方式查询，确定该中继可控制范围内的家电设备。\n[0078] 当每个中继在其可控制范围内用广播ID方式发送查询的无线报文时，如果其可控制范围内存在广播ID中的某个或某几个家电设备ID号时，上述某个或某几个家电设备就会发送反馈信息至该中继。这样，中继就可以确定其可控制范围内的家电设备。\n[0079] 中继中存储单元204用于存储所述家电设备的反馈信息，并且存储该家电设备的ID号。\n[0080] S50、上述中继将确定的属于其可控制范围内的家电设备的结果发送所述家庭网关。\n[0081] 所述中继将确定的属于其可控制范围内的家电设备的结果发送所述家庭网关的目的，是便于所述家庭网关有针对性地通过具体中继发送具体家电设备的控制命令信息。\n[0082] S60、所述家庭网关通过所述中继控制该中继可控制范围内的家电设备。\n[0083] 由于本发明实施例所述无线家庭控制网络的组网方法，在所述家庭网络系统范围内预先设置一个或多个中继，而且预先制定了家电设备与中继的通信协议；并且每个中继与其可控制范围内的家电设备相对应，所述家庭网关可以通过所述中继控制该中继可控制范围内的家电设备。\n[0084] 所述家庭网关通过中继对家电设备进行控制，由于中继可以延长网络的传输长度，因此更能有效地保证家电设备控制信号顺利到达家电设备。\n[0085] 参见图5，该图为本发明所述无线家庭控制网络的组网方法第二实施例流程图。\n[0086] 本发明所述无线家庭控制网络的组网方法第二实施例相对第一实施例的区别在于，具体说明步骤S40的实现过程。\n[0087] S10、预先在所述家庭网络系统范围内设置一个或多个中继。\n[0088] 在所述家庭网络系统范围内可以根据用户房间位置设置一个或多个中继。\n[0089] S20、预先制定家电设备与中继的通信协议。\n[0090] 预先建立家电设备与中继的通信协议可以采用以太网协议也可以是485总线。协议格式可以参见表1。\n[0091] S30、家庭网关将家庭网络系统中所有家电设备ID号发送至上述全部中继。\n[0092] 用户在使用家庭网络系统之前，需要将所有家电设备的ID号以及中继的ID号码输入到家庭网关中。\n[0093] 然后家庭网关，再将所有家电设备ID号发送至上述全部中继。\n[0094] S41、每个上述中继依次用广播ID方式向其可控制范围内的家电设备发送查询信息。\n[0095] 当每个中继续要确定其可控制范围内具体家电设备时，所述中继在其可控制范围内用广播ID方式发送查询的无限报文。\n[0096] S42、接收到所述查询信息的家电设备，向该中继发送报文回应；\n[0097] 如果中继可控制范围内存在广播ID中的某个或某几个家电设备ID号时，上述某个或某几个家电设备就会发送反馈信息至该中继。\n[0098] S43、所述中继记录所有回复报文回应的家电设备，确定为该中继可控制范围内的家电设备。\n[0099] 中继根据上述家电设备的反馈信息，可以确定其可控制范围内的家电设备。\n[0100] S50、上述中继将确定的属于其可控制范围内的家电设备的结果发送所述家庭网关。\n[0101] 所述中继将确定的属于其可控制范围内的家电设备的结果发送所述家庭网关的目的，是便于所述家庭网关有针对性地通过具体中继发送具体家电设备的控制命令信息。\n[0102] S60、所述家庭网关通过所述中继控制该中继可控制范围内的家电设备。\n[0103] 由于本发明实施例所述无线家庭控制网络的组网方法，在所述家庭网络系统范围内预先设置一个或多个中继，而且预先建立了家电设备与中继的通信协议；并且每个中继与其可控制范围内的家电设备相对应，所述家庭网关可以通过所述中继控制该中继可控制范围内的家电设备。\n[0104] 所述家庭网关通过中继对家电设备进行控制，由于中继可以延长网络的传输长度，因此更能有效地保证家电设备控制信号顺利到达家电设备。\n[0105] 参见图6，该图为本发明实施例所述中继分配图。\n[0106] 所述家庭控制网络中包括A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L和M13个家电设备，对应的家电设备ID号码依次为：001、002、003、004、005、006、0007、008、009、010、011、012和\n013。的ID为111，第二中继22的ID为222，第三中继23的ID为333。\n[0107] 系统初始化时，家庭网关1将所有家电设备的ID号码发送给第一中继21、第二中继22和第三中继23。第一中继21、第二中继22和第三中继23依次分别对家电设备进行广播查询。在第一中继21可控制范围内的所有家电设备都会给第一中继21回应信息。在第二中继22可控制范围内的所有家电设备都会给第二中继22回应信息。在第三中继23可控制范围内的所有家电设备都会给第三中继23回应信息。\n[0108] 第一中继21可控制范围内的家电设备：A、B、C、L、J、M和G。\n[0109] 第二中继22可控制范围内的家电设备：D、E、F、L、J和K。\n[0110] 第三中继23可控制范围内的家电设备：H、I、K、J、M和G。\n[0111] 如图6所示，三个中继可控制范围存有交迭的区域，则家庭网关1可以根据负载均衡的原则对这些重叠的可控制范围内的家电设备进行分配。\n[0112] 家庭网关1可以采用最简单的一种分配方法，将重叠的可控制范围内的家电设备平分给对应的中继。当至少属于两个中继可控制范围的家电设备不能平均分配给对应中继时，多余的家电设备分配给包含家电设备少的中继。\n[0113] 经过分配后，最后结果可以是：\n[0114] 归属第一中继21可控制范围的家电设备有：A、B、C、M\n[0115] 归属第二中继22可控制范围的家电设备有：D、E、F、L\n[0116] 归属第三中继23可控制范围的家电设备有：H、I、G、J、K\n[0117] 家庭网关1将这三组家电设备对应的ID号分别发送给第一中继21，第二中继22，第三中继23。以后各个中继各负其责，只控制自己组内的家电设备。\n[0118] 本发明所述无线家庭控制网络的组网方法，虽然可以将具体每个中继控制的具体家电设备的信息输入到家庭网关中，也能够实现无限家庭控制网络控制家电设备的功能。\n但这样做有缺陷，例如如果TV1属于第一中继21的可控制范围，受第一中继21的控制，当用户将TV1搬到第二中继22可控制范围对应的房间2时，此时就需要手工修改第一中继\n21、第二中继22与TV1的对应关系。这种修改会使得用户体验下降，降低智能家电的易用性。\n[0119] 本发明实施例所述方法可以自动分配中继与家电设备的控制关系，并且在家电的位置搬动之后，也可自动进行调整。具体控制方法参见图7，该图为本发明所述无线家庭控制网络的组网方法第三实施例流程图。\n[0120] 本发明所述无线家庭控制网络的组网方法第三实施例相对第二实施例增加了自动分配中继与家电设备的控制关系的步骤。\n[0121] 本发明所述无线家庭控制网络的组网方法第三实施例，所述方法包括以下步骤：\n[0122] S10、预先在所述家庭网络系统范围内设置一个或多个中继。\n[0123] 在所述家庭网络系统范围内可以根据用户房间位置设置一个或多个中继。\n[0124] S20、预先制定家电设备与中继的通信协议。\n[0125] 预先建立家电设备与中继的通信协议可以采用以太网协议也可以是485总线。协议格式可以参见表1。\n[0126] S30、家庭网关将家庭网络系统中所有家电设备ID号发送至上述全部中继。\n[0127] 用户在使用家庭网络系统之前，需要将所有家电设备的ID号以及中继的ID号码输入到家庭网关中。\n[0128] 然后家庭网关，再将所有家电设备ID号发送至上述全部中继。\n[0129] S41、每个上述中继依次用广播ID方式向其可控制范围内的家电设备发送查询信息。\n[0130] 当每个中继续要确定其可控制范围内具体家电设备时，所述中继在其可控制范围内用广播ID方式发送查询的无限报文。\n[0131] S42、接收到所述查询信息的家电设备，向该中继发送报文回应；\n[0132] 如果中继可控制范围内存在广播ID中的某个或某几个家电设备ID号时，上述某个或某几个家电设备就会发送反馈信息至该中继。\n[0133] S43、所述中继记录所有回复报文回应的家电设备，确定为该中继可控制范围内的家电设备。\n[0134] 中继根据上述家电设备的反馈信息，可以确定其可控制范围内的家电设备。\n[0135] S51、每个上述中继预定时间间隔向步骤S43确定的所有家电设备发送查询信息。\n[0136] S52、当存在家电设备没有发送回应信息时，所述中继向所述家庭网关发送该信息。\n[0137] S53、所述家庭网关向除该中继以外的其它中继发送查询该家电设备的命令。\n[0138] S54、所述其它中继分别向其可控制范围内发送查询该家电设备的查询信息。\n[0139] S55、当有中继收到该家电设备的回应信息时，该中继将该家电设备属于其可控制范围的结果发送所述家庭网关。\n[0140] 所述中继将确定的属于其可控制范围内的家电设备的结果发送所述家庭网关的目的，是便于所述家庭网关有针对性地通过具体中继发送具体家电设备的控制命令信息。\n[0141] 当存在两个或两个以上中继均收到该家电设备的回应信息时，上述两个或两个以上中继将该家电设备属于其可控制范围的结果发送所述家庭网关；\n[0142] 所述家庭网关根据负载均衡的原则，对于至少属于两个中继可控制范围的家电设备进行分配。\n[0143] S60、所述家庭网关通过所述中继控制该中继可控制范围内的家电设备。\n[0144] 在系统运行过程中，各个中继定期轮询组内的家电设备。\n[0145] 如当用户将某个家电设备搬到另外一个房间，脱离了原中继的可控制范围，而进入了另一中继的可控制范围时，原中继发送查询报文时将收不到该家电设备的回应信息。\n原中继将该结果发送给家庭网关，家庭网关将该家电设备ID号发送至其它中继。当上文所述另一中继发送该家电设备的查询报文时，收到了该家电设备的回应。则家庭网关发送命令给此中继，通知其将该家电设备置于旗下。\n[0146] 以上对本发明所提供的一种无线家庭控制网络的组网方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。