CN101164295A

CN101164295A - 网络系统中用于设置家庭代码的方法和用于网络的装置

Info

Publication number: CN101164295A
Application number: CNA200680013873XA
Authority: CN
Inventors: 田雄; 郑钟勋; 李相均; 李君锡
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2005-02-24
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2008-04-16
Also published as: US20090160626A1; WO2006091028A1; KR20070120098A

Abstract

本发明涉及用于在网络系统中的设置家庭代码的方法和用于网络系统的装置。所述的方法和装置允许方便地远程控制电器的工作和监控电器的工作状态。通过该方法和装置，例如，位于家庭或家庭之外的用户能够经由在家庭安装的生活网络，比如RS－485网络，低功率RF网络，或者电力线网络控制比如冰箱或者洗衣机的各种电器的工作或者监控其工作状态。该网络系统中设置家庭代码的方法包括使用随机数产生算法产生随机家庭代码值的第一步骤，检查随机家庭代码值是否是唯一的代码的第二步骤，和当作为检查的结果发现随机家庭代码值是唯一的代码时设置随机家庭代码值为连接到网络的所有装置的家庭代码，以使得连接到相同的网络的全部装置具有相同的家庭代码的第三步骤。本发明对于有效地设置和管理网络中的唯一的家庭代码是非常有用的。

Description

网络系统中用于设置家庭代码的方法和用于网络的装置

技术领域

本发明涉及一种用于在网络系统中设置家庭代码的方法和用于网络系统中的装置，通过其，例如，位于家庭或者家庭之外的用户能够有效地控制连接到网络的比如冰箱或者洗衣机的家用电器。

背景技术

通常，“家庭网络”指的是其中各种数字电器彼此连接，以允许用户在家或者在家之外的任何时候以方便的和安全的方式享受经济的家庭服务的网络，且由于数字信号处理技术的发展，比如冰箱或者洗衣机的各种类型的电器正在逐渐数字化。

另一方面，近年来，家庭网络已经更加先进，因为用于电器的操作系统和多媒体技术已经应用于数字电器，以及已经出现了新型的信息电器。

此外，为在个人电脑和外围设备之间提供文件交换或者因特网服务建立的网络，在电器之间用于处理音频或者视频信息的网络，和为比如冰箱或者洗衣机的各种电器的家庭自动化，比如远程测量仪读出的电器控制而建立的网络等在一般含义上被称作“生活网络”。

此外，在其中用于远程控制的小规模数据传输，或者包括在上述生活网络中的电器，比如冰箱或者洗衣机的各种电器的工作状态监控是它们的通信的主目的的生活网络服务中，通过使用最小要求的通信资源，彼此连接的每一电器应该由被包括在生活网络中的网络管理器直接控制。然而，还没有提供它的有效解决方案，且因此提供它的解决方案是紧急的问题。

发明内容

因此，考虑到上述的的情况设计本发明，且本发明的目的是提供一种用于在网络系统中设置家庭代码的方法和用于网络系统的装置，通过其，例如，位于家庭或者家庭之外的用户能够通过使用最小要求的通信资源有效地控制连接到网络的比如冰箱或者洗衣机的各种电器，且能够使用本地网络档案有效地管理构成生活网络的全部装置的信息。

为了实现上述的目的，提供了一种用于在网络控制系统中设置家庭代码的方法，包括：检查网络是否是最初配置的网络的第一步骤，产生随机家庭代码值的第二步骤，当作为检查的结果发现网络是最初配置的网络时检查随机家庭代码值是否用于连接到相应的网络的其它网络的第三步骤，和当作为检查的结果发现随机家庭代码值不用于其它网络时设置随机家庭代码值为相应的网络的唯一家庭代码的第四步骤。

为了实现目的，提供了一种用于网络系统的装置，包括结合网络系统的操作而工作的一个或多个装置，和由网络系统的网络管理器请求并由家庭代码控制器产生的家庭代码。

附图说明

从以下结合附图给出的优选实施例的描述，可以更加清楚本发明的上述及其它目的，特征和优点，在附图中：

图1示出了根据本发明的网络系统的结构；

图2和图3示出了应用于本发明的基于主-到-从的通信结构；

图4示出了应用于本发明的LnCP网络的分层结构；

图5到7示出了应用于本发明的通信周期服务的实例；

图8示出了根据本发明的LnCP协议的分层结构；

图9示出了根据本发明的用于接口连接网络管理子级和参数管理级的原语的实例；

图10示出了根据本发明在各级之间的接口的结构的实例；

图11和12示出了根据本发明的路由器中的家庭代码控制子层的实例；

图13示出了根据本发明的家庭代码控制子层的分组结构的实例；

图14示出了根据本发明的从属介质中的网络配置的实例；

图15示出了根据本发明实施例的设置家庭代码的方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图描述根据本发明一个实施例的网络系统中设置家庭代码的方法和用于网络系统的装置。

图1示出了用于本发明的网络系统的结构。如图1所示，对其应用本发明中新定义的生活网络控制协议(LnCP)的LnCP因特网服务器100和生活网络控制系统400经由因特网300彼此连接。在LnCP因特网服务器100执行用于接口各种通信终端200的接口操作，比如个人计算机(PC)，个人数字助理(PDA)，或个人通信服务(PCS)等。

生活网络控制系统400包括本地网关40，网络管理器41，LnCP路由器42，LnCP适配器43，和电器44。如图1所示，生活网络控制系统400的组件使用具有非标准数据链路层，比如RS-485网络和低功率RF网络的非标准传输介质，或者使用具有标准数据链路层，比如电力线通信，IEEE 802.11或者ZigBee(IEEE 802.15.4)的标准传输介质。

例如，生活网络控制系统400被称作“LnCP网络”。如图1所示，LnCP网络是通过有线或者无线介质连接属于生活网络类别的家用电器的独立网络。

LnCP网络连接到控制其它电器的工作或者监测电器的工作状态的主机装置，和连接到具有用于响应于主机装置的请求的响应功能和用于通知它自己的状态改变的通知功能的从属设备。

如图1所示，由网络管理器41负责连接到LnCP网络的电器44的环境设置和管理功能。电器44能够直接连接到网络或者能够经由LnCP适配器43间接地连接到网络。LnCP网络中的RS-485网络，RF网络，和电力线网络经由LnCP路由器42彼此连接。

LnCP网络向用户提供位置远离用户的家庭的用户能够使用因特网300检查电器的工作状态或者控制安装在用户的家庭中的电器的工作的功能。在这种情况下，经由本地网关40进行LnCP网络和因特网300之间的连接。为了访问LnCP网络，用户首先访问LnCP因特网服务器100且经历认证处理。当认证处理成功之后，用户能够监控电器的工作状态或者控制连接到LnCP网络的电器的工作。

另外，用户能够通过经由在连接到LnCP网络的电器中设置的本地网关40访问LnCP因特网服务器100，下载由LnCP因特网服务器100提供的内容。在这种情况下，LnCP网络具有以下特征以促进上述的功能。

数字信息电器具有各种级别的性能的微控制器以执行其内在功能。在LnCP网络中，数字信息电器具有最简单的功能以使得它们能够以具有多种级别的性能的微控制器工作，由此使用安装在电器上的微控制器的最小资源。具体来说，设计具有低级别性能的微控制器能够执行LnCP通信功能以及执行电器的内在功能，且设计具有高级别性能的微控制器能够支持多任务处理功能。

根据本发明的LnCP网络的主要特征包括基于主-从的通信结构，事件驱动通信支持，多个网络管理器支持，4-层结构，通信周期服务，地址管理的多用性，可变长度分组通信，和标准消息集合的规定。

基于主-从的通信结构用作LnCP网络中电器之间的通信结构，且包括至少一个主机装置。主机装置必须具有被控制的从属设备的信息且具有控制代码。主机装置通过从用户接收输入或者通过根据预先地输入的程序控制从属设备。

例如，如图2所示，主机装置和从属设备之间的消息流如下：如果主机装置发送请求消息到从属设备，从属设备发送响应消息到主机装置。如图3所示，LnCP网络能够具有基于多主机和多从属设备的通信结构。

LnCP网络支持事件驱动通信业务。也就是说，用户能够设置由用户需要的事件用于电器，且当由用户设置的事件发生时，相应的电器通知其它电器事件的出现或者内容，或者根据事件控制其它电器的工作状态。

LnCP网络包括具有设置或者管理电器的环境的功能的一个或多个网络管理器，具体地如有必要能够支持多个网络管理器。在这种情况下，应该同步电器的管理信息，以准备网络管理器的错误。

如图4所示，该LnCP网络具有四个应用层，包括物理层，数据链路层，网络层和应用层。LnCP网络以通信周期为单位提供服务，且从属设备在给定时间点仅具有一个通信周期。

也就是说，在从属设备自己的通信周期期间，从属设备不由任何主机装置控制。然而，主机装置在所述的给定时间点具有多个通信周期，其中，存在四种通信周期，包括{1-请求，1-响应}，{1-请求，1-多-响应}，{1-通知}，和{重复-通知}。

例如，{1-请求，1-响应}通信周期是其中一个主机装置发送一个请求分组到一个从属设备，且从属设备响应于来自主机装置的请求发送一个响应分组的周期。此时，如果对接收的分组引起错误，如图5所示，主机装置发送重新请求分组且从属设备响应于重新请求发送响应分组。

如图6所示的{1-请求，多-响应}通信周期是其中主机装置发送具有组地址的请求分组给多个从属设备，且每一从属设备响应于请求分组发送响应分组到主机装置的周期。顺便说，在主机装置中，在经过允许的最大接收时间之后周期结束。在周期结束之后，主机装置忽视自从属设备接收的响应分组中的错误。

如图7所示的{1-通知}通信周期是其中主机装置在发送通知分组到一个或多个装置之后立即结束周期的周期。{重复-通知}通信周期是其中在重复地发送相同的分组之后主机装置结束通信，以保证{1-通知}周期中的传输可靠性的周期。

LnCP网络支持多方面的地址管理。例如，因为基于它们的从工厂出货的类型向具有LnCP功能的电器分配地址，它们能够没有用户的任何介入地自动地构成网络。此时，因为以相同的地址初始化相同类型的电器，网络管理器具有当电器连接时分配内在地址给每一电器的算法。

因为LnCP网络分配内在的组地址给属于相同的组的电器，能够通过使用一个消息执行组通信。另外，LnCP网络能够分类多个种类的电器为群，且分配组地址给每个群。

LnCP网络支持可变长度分组通信。例如，当下载内容，比如用于控制电器的应用程序时，或者上载存储在电器中的数据时，基于在电器中设置的缓冲区大小调整分组的长度。

另外，LnCP网络提供标准消息集合。例如，对于每个应用层定义适于各种电器的标准消息集合以使得主机装置能够控制其它电器。消息集合包括用于基本LnCP通信的公共区域消息集合，用于支持电器的内在功能的应用区域消息集合，和用于支持由制造公司提供的内在功能的开发者区域消息集合。

如有必要能够拓宽该消息集合，且能够添加预定义的消息中的因数。在下文中，将更加详细地描述作为根据本发明的LnCP网络中的主要特征的分层结构。

图8示出了用于LnCP网络的LnCP协议的分层结构。如上所述，LnCP网络的分层结构包括四个层，包括用于控制和监控比如冰箱或者洗衣机的电器的工作的物理层，数据链路层，网络层和应用层。

物理层提供装置之间的物理接口功能，和比如比特的物理信号的发送和接收功能。物理层的实例包括具有非标准数据链路层的非标准传输介质，比如RS-485和低级别输出RF，和具有标准数据链路层的标准传输介质，比如电力线，以太网，IEEE 802.11，和ZigBee。在LnCP网络中，LnCP适配器能够用于实现装置的物理层。

数据线路层提供媒体访问控制(MAC)以使用公共的传输介质。在LnCP网络中使用具有非标准数据链路层的非标准传输介质的情况下，需要随机延迟载波检测多路访问(p-DCSMA)用作媒体访问控制(MAC)协议。

然而，在LnCP网络中使用具有标准数据链路层的标准传输介质的情况下，能够使用由相应的协议定义的MAC功能。

参考图8，当通过使用比如电力线网络，IEEE 802.11，ZigBee，和低级别输出RF的从属传输介质构成LnCP网络时，家庭代码控制子层提供用于逻辑地识别单独的网络的家庭代码设置，管理，和处理功能。在其中单独的网络由独立的传输介质比如RS-485物理地分开的情况下，优选地不实现家庭代码控制子层。

网络层提供电器的地址管理功能和用于装置之间的可靠的网络连接的发送和接收控制功能。应用层提供用于执行应用软件的服务的发送和接收控制功能和用于下载和上载服务的流控制功能。

应用层还定义用于控制和监控电器和用于管理网络的消息集合，且应用软件执行电器的内在功能和经由应用层中定义的接口和应用层交换数据。

另外，如图8所示，网络管理子层提供用于设置节点参数的参数管理功能，和用于配置和管理网络的网络管理功能。参数管理层能够设置或者读取用于每一层的参数用于适应网络管理子层的要求。

参考图9，用于接口连接网络管理子层的原语包括用于从网络管理子层传送参数值到参数管理层的原语“structure SetPar”，和用于从参数管理层传送参数值到网络管理子层的原语“structure GetPar”。

另一方面，用于传送参数值到参数管理层的原语“structure SetPar”在其中包括作为传送的层的“uchar DestLayer”，和作为根据DestLayer的值改变的变量的“structure SetLayerPart”。当传送参数值的层是应用层时DestLayer的值被设置为“1”，当传送参数值的层是网络层时被设置为“2”，当传送参数值的层是数据链路层时被设置为“3”，和当传送参数值的层是物理层时被设置为“4”。

当传送参数值的层是应用层时变量SetLayerPart被设置为“SetALPar”，当传送参数值的层是网络层时被设置为“SetNLPar”，当传送参数值的层是数据链路层时被设置为“SetDLLPar”，和当传送参数值的层是物理层时被设置为“SetPHYPar”。

另一方面，用于传送参数值到网络管理子层的原语“structureGetPart”在其中包括发送参数值的层的“uchar SreLayer”，指示是否从每一层成功地获得参数值的“uchar PMLResult”，和作为用于每一层的参数且根据SrcLayer的值改变的“structure GetLayerPart”。当发送参数值的层是应用层时SrcLayer的值被设置为“1”，当发送参数值的层是网络层时被设置为“2”，当发送参数值的层是数据链路层时被设置为“3”，和当发送参数值的层是物理层时被设置为“4”。

另外，在其中从每个值成功地获得参数值的情况中，PMLResult被设置为PAR_OK(1)。如果不，PMLResult被设置为PAR_FAILD(0)更进一步，对于应用层GetLayerPar被设置为“RptALPar”，对于网络层被设置为“RptNLPar”，对于数据链路层被设置为“RptDLLPar”且对于物理层被设置为“RptPHYPar”。

存在用于参数管理层的参数“const unit ParTimeOut”。参数“constunit ParTimeOut”是用于在发送GetALPar，GetNLPar，GetDLLPar或者GetPHYPar到每一层之后等待接收RptALPar，RptNLPar，RptDLLPar或者RptPHYPar的待机时间(ms)。

当其从网络管理子层接收SetPar原语时，参数管理层传送SetALPar，SetNLPar，SetDLLPar或者SetPHYPar到在原语中注释的层。另外，在其中接收的原语的所有的值是“1”的情况中，忽视变量(例如：0xFF，0xFFF)。

另一方面，当参数管理层从网络管理子层接收GetPar原语时，参数管理层传送GetALPar，GetNLPar，GetDLLPar或者GetPHYPar到原语中注释的层。如果参数管理层从每一层接收RptALPar，RptNLPar，RptDLLPar或者RptPHYPar，参数管理层传送GetPar原语和设置为PAR_OK的PARResult到网络管理子层。然而，如果参数管理层在时间ParTimeOut中没有从每一层接收原语，传送被设置为PAR_FAILD的PARResult到网络管理子层。

网络管理子层提供用于帮助单独的装置的节点参数设置的参数管理功能，网络配置功能，环境设置功能，和网络工作管理功能。如果存在来自应用软件或者主机装置的请求，网络管理子层经由参数管理层设置或者读取参数值。

例如，网络管理子层对于应用层设置或者读取参数值AddressResult，NP_AliveInt，SvcTimeOut和NP_BufferSize，对于网络层设置或者读取参数值NP_LogicalAddress，NP_ClusterCode，NP_HomeCode和SendRetries，对于数据链路层设置或者读取参数值MinPktInterval，且对于物理层设置或者读取参数值NP_bps。

具体来说，当其接收包括属于装置节点参数设置服务或者装置节点参数获取服务的应用服务的UserReqRcv原语时，从属设备的网络管理子层经由参数管理层设置或者读取到或者来自相应层的参数值，并随后经由UserResSend原语传送结果到应用层。用于管理用于每一层的参数的应用服务如下：

例如，用于应用层的应用服务包括SetOption服务，SetAliveTime服务，SetClock服务，和GetBufferSize服务；用于网络层的应用服务包括SetTempAddress服务，SetAddress服务，和GetAddress服务；且用于物理层的应用服务包括SetSpeed服务。没有用于数据链路层的应用业务。

另一方面，网络管理子层提供LnCP网络配置功能，环境设置功能，和用于管理网络的工作的网络管理功能。一般的网络管理功能在主机装置的应用层上工作，且比如网络信息同步功能的某些功能在某些网络管理周期中在从属设备的应用层上工作。

与应用层的接口包括与从属设备的应用层的接口和与主机装置的应用层的接口。与从属设备的应用层的接口使用UserReqRcv和UserResSend原语。与主机装置的应用层的接口使用UserReq，UserDLReq，UserULReq，UserRes，UserEventRcv和ALCompleted原语。

如图10所示，根据本发明的生活网络控制系统中的接口方法添加每一层需要的报头和尾部到从相应的上层接收到的协议数据单元(PDU)，并传送PDU，报头和尾部的组合到相应的下层。

例如，应用层PDU(APDU)是在应用层和网络层之间交换的分组，且其包括APDU报头和消息。网络PDU(NPDU)是在家庭代码控制子层的网络层和数据链路层之间交换的分组，且包括APDU的地址，其自身的地址，目标电器的地址，NPDU报头，比如通过待发送的消息的重要程度分类的分组类型，NPDU尾部，APDU。

另外，家庭代码控制子层PDU(HCNPDU)是在网络层和数据链路层之间交换的分组，且包括NPDU和家庭代码。家庭代码子层被应用于直接连接到传输介质的装置或者LnCP路由器以在其中使用从属传输介质，比如电力线，IEEE 802.11，和低级别输出RF构造LnCP网络的情况中，逻辑地划分单独的网络。

另一方面，在其中由独立传输介质，比如RS-485物理地分开单独的网络的情况中不实现家庭代码控制子层，且家庭代码包括四个比特且被设置为随机值或者由应用软件指定的值。

另外，家庭代码控制子层能够使用根据传输介质到来的不同本地。例如，如图11所示，连接RS-232到电力线通信(PLC)的LnCP路由器使用单一家庭代码。然而，如图12所示，连接RF到电力线通信的LnCP路由器使用能够相同的两个家庭代码。

参考图13，家庭代码控制层中的分组包括四个字节的家庭代码，和N个字节的NPDU。不应该经由从属传输介质识别家庭代码的值，且其在其中能够传送分组的线路的长度方面是唯一的。

家庭代码控制子层中的家庭代码的初始值是0x0000 0000。当家庭代码是0x0000 0000时，不必在网络层和数据链路层之间发送数据。例如，如图14所示，被从第一装置，装置1，发送到LnCP路由器的数据不必被发送到传输介质，且从传输介质发送的消息不必被传送到第一装置。设计这种功能以防止当不设置家庭代码时可能发生的安全性缺点。

如果家庭代码的值不被设置为0x0000 0000，当被从数据链路层传送到家庭代码控制子层的HCNPDU中的HC字段的值不与它的家庭代码值相同时，家庭代码控制子层忽视HCNPDU。另一方面，如果HCNPDU中的HC字段的值与它的家庭代码值相同，且网络层分组类型(NPT)的值是0到12，家庭代码控制子层传送NPDU到网络层。在NPT值是13到15的情况中，家庭代码控制子层处理在其中的NPDU且不传送NPDU到网络层。

如果被从网络层传送到家庭代码控制子层的NPDU的NPT值是13到15，在家庭代码控制子层中处理NPDU且不被传送到数据线路层。如果NPT值是0到12，家庭代码控制子层通过添加包括它的家庭代码值的HC字段产生HCNPDU，且传送产生的HCNPDU到数据线路层。

参考图15，以下将要描述根据本发明实施例的生活网络系统中设置家庭代码的方法。如果功率被提供到连接到网络的装置，设置家庭代码。也就是说，如果网络管理器经由用户接口接收“home code set”菜单(S10)，检查配置初始的网络或者新的装置被添加到预先地配置的网络(S11)。

例如，网络管理器通过使用GetAddress服务(0xFF07)发送请求消息到每个装置，并随后当其从装置接收响应消息时确定装置被添加到配置的网络。如果不从装置接收响应消息，确定配置初始的网络。

另一方面，在检查结果中，如果确定网络是最初配置的，通过使用SetHCCreation服务(0xFF40)，网络管理器请求最接近的家庭代码控制子层产生家庭代码(S12)。在这种情况下，如果家庭代码控制子层从数据线路层或者应用层接收家庭代码制作请求HCCreateReq，其使用在其中存储的随机数发生算法创建家庭代码。

然后，网络管理器检查是否创建具有唯一值的家庭代码(S13)。对于此，其通过使用GetAddress服务，检查创建的家庭代码值是否正被用于通过开放介质连接的本地网络中的另一装置。

例如，网络管理器在其使用家庭代码值发送请求消息之后，确定当其接收响应消息时预先地使用的家庭代码值。此时，网络管理器通过使用SetHCClear服务(0xFF45)请求删除家庭代码(S14)，且重复地执行一系列步骤以产生新的家庭代码。

另一方面，如果网络管理器不接收关于请求消息的响应消息，其确定家庭代码值是唯一的。此时，其通过使用SetHCBroadcast服务(0xFF41)，以唯一的家庭代码值设置连接到开放介质的所有装置的家庭代码(S15)。

上述描述的根据本发明的网络系统中的家庭代码设置方法和装置可以向用户提供遥控和监控的便利，且使得用户有效地设置和管理网络中的家庭代码。

如上所述，虽然已经为了参考上述的优选实施例说明的目的公开本发明，生活网络能够被称为其它名称，且更多种的电器能够连接到根据本发明的网络，且本领域技术人员将理解在不脱离本发明如附加的权利要求所定义的技术精神和范围的情况下，可以以各种方式改进，变更，代替或者添加上述实施例。

Claims

1.一种在网络系统中设置家庭代码的方法，包括：

检查网络是否是最初配置的网络的第一步骤；

当作为检查的结果确定网络是最初配置的网络时创建随机家庭代码值的第二步骤；

检查创建的随机家庭代码值是否用于连接到网络的其它网络的第三步骤；和

当作为检查的结果确定创建的随机家庭代码值不用于其它网络时设置创建的随机家庭代码值为用于网络的唯一家庭代码的第四步骤。

2.根据权利要求1的方法，其中，通过检查网络管理器或者网络档案中的家庭代码执行检查网络是否是最初配置的网络的步骤。

3.根据权利要求1的方法，其中，当确定网络不是最初配置的网络时能够省略产生随机家庭代码值的步骤。

4.根据权利要求1的方法，其中，在从网络管理器接收产生请求的家庭代码控制子层中执行创建随机家庭代码值的步骤。

5.根据权利要求1的方法，进一步包括当发现产生的随机家庭代码用于其它网络时删除产生的随机家庭代码值并随后创建另一随机家庭代码值的步骤。

6.根据权利要求1的方法，其中，在第四步骤中，通过从网络管理器接收设置请求的家庭代码控制子层，对于连接到相同的网络的所有装置将家庭代码值设置为唯一的家庭代码。

7.一种用于家庭代码的网络系统的装置，该家庭代码由网络系统的网络管理器请求且由家庭代码控制器产生。