CN101068228A - 无线动态组网中设备自动地址分配的装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
一种无线动态组网中设备自动地址分配的装置及其方法，包括家庭无线网络和外部网络，家庭无线网络与外部网络之间设置一家庭网关，用以将家庭无线网络与外部网络连接起来，家庭网关除了实现与网络连接的TCP/IP协议外，还具备管理家电设备的功能。所述家庭网关包括外部网络接口模块、中央处理及存储模块和家庭无线网络接口模块。本发明结构简单合理，成功地解决了将无线家电设备自动加入家庭网络、以及从家庭网络中删除的问题，并且本产品操作也较为简便，只需将家庭网关连接到Internet，然后打开电源，不需要增添任何配置，家庭网关就可以自动的组建家庭网络。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线动态组网的构建，特别是无线动态组网中设备自动地址分配的装置及其方法。
背景技术
近几年来，随着3G融合的进一步发展，数字家庭市场带来了巨大商机。而数字家庭中网络扮演着举足轻重的作用，能自动地将家电设备添加进网络或者从网络中删除是当前数字家庭的必然趋势。
目前大多数的家用电器都是作为一个独立设备来使用，比如电炒锅和抽油烟机都是相互独立的，电炒锅停了必须人工关闭抽油烟机。如果能将这些家电设备连接成一个网络，那么就可以实现设备间的通信与控制，当电炒锅停了以后可以自动发信息给抽油烟机让其关闭，这样就实现了完全自动化。但是在组建家庭网络的时候，将一些小型的家电设备按照有线的方式组建起来是不现实的，因此家庭网络必须全部或部分用无线来实现。在当前的建网技术中，要将这些家电设备方便的添加到网络中或从网络中剥离是很困难的，因为象电炒锅之类的家电产品不可能实现TCP/IP协议栈。
中国专利号ZL200520054817.3公开了一种基于无线通信的家庭智能监控网络系统，包括与互联网连接和/或者与有线电话网连接的主控机、实现监测和/或控制用电设备的应用终端，主控机和应用终端分别接有相应的短距离无线通信收发模块，主控机与应用终端之间通过短距离无线通信收发模块进行信息传输。据称，用户可通过互联网、电话等对家庭的监控信息进行查询或远程控制家电电器的运行，适合在现代家居中使用，并且由于本系统的主控机与应用终端之间采用短距离无线通信方式进行信息传递，解决家电传感器、家电电器、家电仪表与主控机之间的连线，系统安装简单、使用方便。但这种网络系统，其结构较为复杂，并且其控制家用电器运行的主控机没有自动管理家电设备的功能。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种无线动态组网中设备自动地址分配的装置及其方法，成功地解决如何将无线家电设备自动加入家庭网络、以及从家庭网络中删除的问题，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种无线动态组网中设备自动地址分配的装置，包括家庭无线网络和外部网络，其结构特征是家庭无线网络与外部网络之间设置一家庭网关，用以将家庭无线网络与外部网络连接起来，家庭网关除了实现与网络连接的TCP/IP协议外，还具备管理家电设备的功能。所述家庭网关包括外部网络接口模块、中央处理及存储模块和家庭无线网络接口模块。
按此目的设计的一种无线动态组网中设备自动地址分配的方法，其特征是包括以下步骤：
a.将家庭网关的外部网络接口与外部网络连接；家庭网关的家庭无线网络接口与家庭无线网络连接；
b.新的家电设备通过无线网络自动发送一个请求Request给家庭网关；
c.网关接收到此请求后为新的家电设备分配一个家庭网络地址，并将此地址与对Request的应答Ack一起发送到新的家电设备；
d.新的家电设备收到地址、并将其作为自己的家庭网络地址后发出Ack握手信号；
e.新的家电设备发送自己的设备描述符向网关注册；
f.家庭网关接收到新的家电设备描述符后，将此设备描述符注册，注册成功后发出一个Ack握手信号，标明该新的家电设备已加入到家庭网络中；
g.网关定时向已注册设备发出信号，如果设备没有响应此信号，家庭网关就将此设备的描述符及相关信息删除。
本发明结构简单合理，成功地解决了将无线家电设备自动加入家庭网络、以及从家庭网络中删除的问题，并且本产品操作也较为简便，只需将家庭网关连接到Internet网，然后打开电源，不需要增添任何配置，家庭网关就可以自动的组建家庭网络。
本发明的主要装置是一个叫做家庭网关的设备，此设备与TCP/IP协议中的网关的主要区别在于家庭网关除了实现TCP/IP协议外，还具备管理家电设备的功能。家电网关一端连接Internet网，另一端连接由各种无线家电设备组成的家庭网络。家庭网关可以通过Internet网控制家电或者了解家电的情况；家庭网络中的所有家电设备之间也可以进行通信。
附图说明
图1为本发明一实施例的家庭网关硬件结构框图。
图2为家庭网关软件体系结构框图。
图3为新的设备添加到网络的时序示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，家庭网关包括三大硬件模块：1、与外部网络的接口，这部分主要包括无线局域网接口、以太网接口、拨号网络接口和移动通讯网络接口等。2、具备运算能力的处理器及其外围电路，这部分主要包括CPU，ROM，RAM，各种外围总线如Local Bus，PCI，ISA，GPIO，I2C，/UART，SPI，USB等。3、与家庭无线网络的接口，主要包括无线射频媒介接口，红外线媒介接口。
参见图2，家庭网关软件体系结构主要包括TCP/IP协议栈、家庭网络协议栈和控制层；家庭网络协议栈包括LLC、MAC层和物理层。TCP/IP协议栈使得家庭网络的设备能够连接到互联网，通过家庭网络协议栈能将家用电器设备组建成家庭网络。控制层负责整个体系的协调工作。
图3所示一个新的家电设备添加到家庭网络的过程：1、新的家电设备发送一个请求Request给家庭网关。2、网关接收到此请求后为新的家电设备分配一个家庭网络地址，并将此地址与对Request的应答Ack一起发送到该设备。3、新的家电设备将收到地址、并将其作为自己的家庭网络地址后发出Ack握手信号。4、接着新的家电设备发送自己的设备描述符Device description向网关注册。5、家庭网关接收到设备描述符后，将此设备描述符注册，注册成功后发出一个Ack握手信号。到此为止新的家电设备就加入到了家庭网络中。
为了自动的从家庭网络中删除设备，网关定时的向已注册设备发出信号，如果设备没有回应此信号，家庭网关就将此设备的描述符及相关信息删除。
Claims (6)
1.一种无线动态组网中设备自动地址分配的装置，包括家庭无线网络和外部网络，其特征是家庭无线网络与外部网络之间设置一家庭网关，用以将家庭无线网络与外部网络连接起来，家庭网关除了实现与网络连接的TCP/IP协议外，还具备管理家电设备的功能；所述家庭网关包括外部网络接口模块、中央处理及存储模块和家庭无线网络接口模块。
2. 根据权利要求1所述的无线动态组网中设备自动地址分配的装置，其特征是所述外部网络接口模块设置有无线局域网接口、以太网接口、拨号网络接口和移动通讯网络接口。
3.根据权利要求1所述的无线动态组网中设备自动地址分配的装置，其特征是所述中央处理及存储模块包括具有运算能力的处理器及其外围电路；外围电路包括Local Bus、PCI、ISA、GPIO、I2C/UART、SPI和USB。
4.根据权利要求1所述的无线动态组网中设备自动地址分配的装置，其特征是所述家庭无线网络接口模块设置有无线射频媒介接口和红外线媒介接口。
5.根据权利要求1所述的无线动态组网中设备自动地址分配的装置，其特征是所述家庭网关的软件体系结构包括TCP/IP协议栈、家庭网络协议栈和控制层；TCP/IP协议栈使家庭网络的设备能够连接到外部网络，通过家庭网络协议栈能将家用电器设备组建成家庭网络，控制层负责整个体系的协调工作。
6.一种无线动态组网中设备自动地址分配的方法，其特征是包括以下步骤：
a.将家庭网关的外部网络接口与外部网络连接；家庭网关的家庭无线网络接口与家庭无线网络连接；
b.新的家电设备通过无线网络自动发送一个请求Request给家庭网关；
c.网关接收到此请求后为新的家电设备分配一个家庭网络地址，并将此地址与对Request的应答Ack一起发送到新的家电设备；
d.新的家电设备收到地址、并将其作为自己的家庭网络地址后发出Ack握手信号；
e.新的家电设备发送自己的设备描述符向网关注册；
f.家庭网关接收到新的家电设备描述符后，将此设备描述符注册，注册成功后发出一个Ack握手信号，标明该新的家电设备已加入到家庭网络中；
g. 网关定时向已注册设备发出信号，如果设备没有响应此信号，家庭网关就将此设备的描述符及相关信息删除。
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