CN101594278B - 一种智能家居系统、交换服务器及数据处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能家居系统、交换服务器及数据处理方法。所述智能家居系统中，将可视对讲功能及末端控制功能部分融合，通过控制末端设备实现可视对讲室内机的功能和对被控末端设备进行控制的控制面板功能。并且，所述交换服务器是否需要对接收到的数据包进行应用层的操作的判断，是通过对数据包包头中的目的地址是否为本服务器的IP来确定的，而对IP的判断是数据链路层的操作，因此不会占用交换服务器的CPU，提高了交换服务器的处理能力。

Description

一种智能家居系统、交换服务器及数据处理方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种智能家居系统、交换服务器及数据处理方法。

背景技术

智能化是楼宇建筑和现代家居发展的一种趋势。随着建筑功能的扩展，当前智能建筑控制内容越来越多，控制程度也越来越复杂。为满足建筑环境要求、降低能耗、提高住宅舒适度和实现建筑的科学管理，建筑自动化系统(BuildingAutomation System，BAS)应运而生，通常认为建筑自动化系统是对建筑物机电系统进行自动检测、自动控制、自动调节和自动管理的系统。所谓建筑物机电系统，通常包括：采暖空调系统(Heating，Ventilating and Air Conditioning，HVAC)、冷热源系统、给排水系统、照明系统、安防系统，以及家庭内部的电器、照明系统等。

现在，越来越多的计算机芯片被嵌入到机电设备当中。可编程的数字控制器已取代了模拟控制器；具备数据通信功能的“智能”设备也日益广泛地应用在建筑自动化系统中。建筑自动化系统中可通信的设备日益增多，分布日趋分散，基于通信网络实现建筑自动化系统设备间的协调管理已经成为不可回避的潮流与方向。

除了楼宇中的智能化控制之外，可视对讲也是智能化楼宇中十分重要的一部分，提供访客与住户之间双向可视通话，达到图像、语音双重识别从而增加安全可靠性，同时节省大量的时间，提高了工作效率。

因此，如何有效的融合控制系统与可视对讲系统，最大程度的共用设备，简化智能家居系统，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能家居系统、交换服务器及数据处理方法，用于融合可视对讲功能及末端控制功能，简化智能家居系统，并且提高交换服务器的处理能力。

为解决上述技术问题，本发明提供方案如下：

一种智能家居系统，包括：

可视对讲室外机，用于接收呼叫请求，确定所述呼叫请求的目的地址，并向所述目的地址对应的控制末端设备发送所述呼叫请求；以及在建立连接后，与所述控制末端设备进行数据交换；

至少一个交换服务器组成的交换服务器单元，所述可视对讲室外机与网关交换服务器连接，所述网关交换服务器用于接收数据包，所述数据包包括来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包和控制末端设备发送的对被控末端设备的控制指令数据包，所述呼叫请求数据包包头中包括作为目的地址的控制末端设备IP，所述控制指令数据包包头中包括作为目的地址的与所述控制末端设备连接的交换服务器的IP，且所述控制指令数据包中包括源地址信息；判断所述数据包中的目的地址是否是本交换服务器的IP地址，不是：则直接转发所述数据包至目的地址端的控制末端设备或交换服务器，是则：查询源汇关系表，根据源地址信息确定汇地址信息，转发所述数据包至汇地址信息对应的的被控末端设备；

与所述交换服务器连接的控制末端设备和被控末端设备，所述控制末端设备用于接收呼叫请求，并在建立连接后，通过交换服务器与所述可视对讲室外机进行数据交换；以及接收被控末端设备发送的信息和向被控末端设备发送对所述被控末端设备的控制指令，所述被控末端设备通过所述交换服务器与所述控制末端设备进行信息交互，并根据所述控制末端设备所发送的控制指令，执行相应的操作。

优选地，所述可视对讲室外机通过局域网与所述交换服务器连接，所述局域网由至少一个交换机组成。

优选地，所述被控末端设备通过网关与所述交换服务器连接，所述网关将所述末端设备的数据封装成数据帧转发送给交换服务器。

优选地，所述交换服务器单元中包括与所述网关交换服务器级联的内部交换服务器，所述内部交换服务器将从所述被控末端设备接收到的数据包转发给所述网关交换服务器进行处理，根据汇地址信息将从所述网关交换服务器接收到的数据包转发给所述被控末端设备。

优选地，所述可视对讲室外机，根据接收到的呼叫请求，查询路由表确定所述呼叫请求的目的地址；

所述路由表保存在所述智能家居系统中的可视对讲室外机、控制末端设备上或与所述局域网连接的其他设备上。

还提供了一种交换服务器，应用于智能家居系统，包括：

接收单元，用于接收各种数据包，所述数据包包括来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包和控制末端设备发送的对被控末端设备的控制指令数据包，所述呼叫请求数据包包头中包括作为目的地址的控制末端设备IP，所述控制指令数据包包头中包括作为目的地址的与所述控制末端设备连接的交换服务器的IP，且所述控制指令数据包中包括源地址信息；

第一存储单元，用于存储各末端设备的源汇地址信息对应关系的源汇关系表；

第一判断单元，用于判断所述数据包中的目的地址是否是本交换服务器的IP地址，产生第一判断信息，如果所述第一判断信息表明所述数据包包头中的目的地址是本交换服务器的IP，则触发查询单元，否则，触发转发单元；

查询单元，用于查询第一存储单元存储的源汇关系表，根据源地址信息确定汇地址信息，触发转发单元；

转发单元，用于转发所述数据包至目的地址端的交换服务器或控制末端设备以及转发所述数据包至汇地址信息对应的被控末端设备。

优选地，还包括：

第二判断单元，用于在第一判断单元触发查询单元之前进一步判断所述数据包中是否包括汇地址信息，产生第二判断信息，如果所述第二判断信息表明所述数据包中包括汇地址信息，则直接触发转发单元，否则，触发查询单元。

优选地，还包括：

第二存储单元，用于存储通信许可关系；

第三判断单元，用于在触发查询单元之前进一步判断所述数据包是否来源于外部，产生第三判断信息，如果所述第三判断信息表明所述数据包不是来源于外部，则触发所述查询单元，若是，则根据所述通信许可关系确定相应的汇信息节点或者末端设备是否接受外部控制，若是：则触发查询单元。

还提供了一种智能家居系统中的数据处理方法，包括：

接收数据包，所述数据包包括来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包和控制末端设备发送的对被控末端设备的控制指令数据包，所述呼叫请求数据包包头中包括作为目的地址的控制末端设备IP，所述控制指令数据包包头中包括作为目的地址的与所述控制末端设备连接的交换服务器的IP，且所述控制指令数据包中包括源地址信息；

判断所述数据包中的目的地址是否是本交换服务器的IP地址，不是：则直接转发所述数据包至目的地址端的控制末端设备或交换服务器，是则：查询源汇关系表，根据源地址信息确定汇地址信息，转发所述数据包至汇地址信息对应的被控末端设备。

优选地，进一步包括：

在所述交换服务器上预置各末端设备源汇地址信息对应关系的源汇关系表。

优选地，在判断所述数据包中的目的地址是本交换服务器的IP地址步骤后，查询源汇关系表步骤前进一步包括：

判断所述数据包中是否包括汇地址信息，是则直接转发所述数据包至汇地址信息对应的被控末端设备，否则进入查询源汇关系表步骤。

优选地，还包括：

在交换服务器上预置通信许可关系表；以及

在确定汇地址信息步骤后，转发所述数据包步骤前进一步包括：

判断所述数据包是否来源于外部，不是：则直接转发所述数据包至汇地址信息对应的被控末端设备，是则：查询所述通信许可关系表，判断相应的汇信息节点或者末端设备是否受外部控制，受控制则转发所述数据包至汇信息节点端的被控末端设备，否则：不转发所述数据包。

从以上所述可以看出，本发明提供的智能家居系统、交换服务器及数据处理方法，将可视对讲功能及末端控制功能部分融合，通过控制末端设备实现上述两种功能，从而简化了智能家居系统。本发明实施例中，由于交换服务器是否需要对接收到的数据包进行应用层的操作(即查询源汇关系表，并根据查询结果进行转发)的判断，是通过对数据包包头中的目的地址是否为本交换服务器的IP来确定的，而对IP的判断是数据链路层的操作，因此不会占用交换服务器的CPU，提高了交换服务器的处理能力，降低了交换服务器的负担，从而提高交换服务器及整个系统的效率。

附图说明

图1为本发明智能家居系统实施例一的组成结构示意图；

图2为本发明一种交换服务器实施例一的组成结构示意图；

图3为本发明一种数据处理方法实施例一的流程图；

图4为本发明一种数据处理方法实施例二的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明的技术方案进行进一步详细说明。

首先对相关技术分部分进行介绍。

(一)作为基础，以下先对控制网络中信息节点的概念和系统设备类型做简要介绍。

1)从逻辑的角度，在控制网络中传输的信息可以抽象分类为：

反映建筑系统运行状态或机电设备运行状态的测量值；

对某些具体参数的设定，描述该参数控制调节的预期状态的设定值；

与控制调节功能没有直接联系，而与系统管理、配置和优化相关的系统信息。

2)根据上述信息类型的抽象，可以将控制网络中的信息节点做如下分类：

测量源：只产生测量值信息的节点；

测量汇：只接收测量值信息的节点；

设定源：只产生设定值信息的节点；

设定汇：只接收设定值信息的节点；

设定值加工节点：根据接收信息产生设定值信息的节点。接收的信息可以是测量值也可以是设定值。在接收侧设定值加工节点可以等效为测量汇/设定汇节点，在发送侧设定值加工节点可以等效为设定源节点；

测量值加工节点：根据接收信息产生测量值信息的节点。接收的信息可以是测量值也可以是设定值。在接收侧测量值加工节点可以等效为测量汇/设定汇节点，在发送侧测量值加工节点可以等效为测量源节点；

管理节点：可以产生和/或接收测量值、设定值、系统信息等多种信息的节点。管理节点可以等效为源节点和汇节点的集合。

3)系统设备按照功能可以分为如下一些类型：

传感器：通常实现测量建筑环境参数、测量系统设备运行状态的功能。通常传感器可以等效为测量源节点；

执行器：实现将控制系统产生的调节指令转化为实际的机械或电气动作，调节建筑系统的运行状态；通常没有反馈的执行器可以等效为设定汇，有反馈的执行器可以等效为设定汇和测量源的组合。

控制器：调节执行器动作，协调管理建筑自动化系统设备工作的设备；控制器根据控制算法实现的方法和环节不同可以等效为设定值加工节点、测量值加工节点、设定源、管理节点等。

数据库/管理中心：用来存储系统运行过程中测量值、设定值的变化，为分析优化建筑系统运行提供依据。

参照图1，为本发明智能家居系统实施例一的组成结构示意图，包括：

局域网系统，所述局域网系统中包括用于组建所述局域网系统的多个交换机，图1中示出了交换机11和交换机12；

分别与所述局域网系统连接交换服务器111和交换服务器112；

与所述局域网系统连接的可视对讲室外机；

与交换服务器111连接的控制末端设备113和与交换服务器112连接的控制末端设备114；

与交换服务器111连接的网关117和与交换服务器112连接的网关118；

与网关117连接的被控末端设备115，和分别与网关118连接的被控末端设备116和被控末端设备119。

在本发明智能家居系统实施例二的组成结构中，所述可视对讲室外机直接与交换服务器组成的交换服务器单元连接，所述被控末端设备直接连接到交换服务器上。

在本发明智能家居系统的各实施例中，所述可视对讲室外机、交换机、交换服务器、控制末端设备、被控末端设备、网关的个数都没有限制，可以是一个，也可以是多个。

在存在多个交换服务器的情况下，所述多个交换服务器采用级联的方式进行连接，只有其中的一个交换服务器直接与交换机连接，该与交换机连接的交换服务器即为网关交换服务器，其他交换服务器为内部交换服务器，在各级联交换服务器内部通信时，所述各级联交换服务器的地位相等。

下面以实施例一所述智能家居系统的组成结构进行详细说明。

其中，所述交换服务器111或交换服务器112，用于在所述局域网系统、本交换服务器所对应的控制末端设备、被控末端设备之间转发数据。在通常情况下，小区内的每个住户都有一台交换服务器供其使用，在住户房屋面积太大或者有其他具体需要时，每个住户可以使用两台或以上的交换服务器，在每个住户室内安装多个交换服务器的情况下，该多个交换服务器可以组成一个交换服务器单元。交换服务器是整个智能家居系统中控制网络的核心路由设备，能够实现智能家居系统中各种控制相关信息的处理和路由，保存有源汇关系表，负责根据源汇关系表进行信息节点之间数据的寻址和转发，源汇关系表中保存了源地址信息与汇地址信息的对应关系，具体可以包括源末端设备与汇末端设备地址信息的对应关系，或者源信息节点与汇信息节点地址信息的对应关系，在本发明实施例中，以源汇关系表中保存控制末端设备和被控末端设备中的信息节点地址信息的对应关系为例进行说明。

所述交换服务器接收数据包，判断所述数据包包头中的目的地址是否是本交换服务器的IP：若是，则根据预先存储的各信息节点的源汇关系确定汇信息节点地址信息，转发所述数据包至汇信息节点，否则，直接转发所述数据包至目的地址。因为对IP的判断是数据链路层的操作，因此不会占用交换服务器的CPU，提高了交换服务器的处理能力，降低了交换服务器的负担，从而提高交换服务器及整个系统的效率。

其中，所述可视对讲室外机中包括有保存有本可视对讲室外机所属的智能家居系统的路由表的路由表单元。在具体实现时，所述路由表单元还可以设置在本智能家居系统中的任何可视对讲室外机或者控制末端设备上，由设置有该路由表单元的设备完成本智能家居系统的路由。所述可视对讲室外机用于：接收呼叫请求，根据本可视对讲室外机所属的智能家居系统的路由表，确定所述呼叫请求的目的地址，并通过局域网系统向所述目的地址转发所述呼叫请求；以及在接收到控制末端设备发送的对所述呼叫请求的应答响应后，将其采集到的数据发送至发送所述应答响应的控制末端设备。可视对讲室外机通常安装在楼宇或者小区出入口，能够与局域网系统进行通讯，实现可视对讲和室外门禁等功能，即能够摄像和采集声音并将相应数据流通过局域网系统发送到相应的可视对讲室内机，接收声音及视频数据流进行播放，并能够根据相应控制末端设备的指令进行相应的开门等操作等。

所述控制末端设备用于：接收其所连接的交换服务器转发的呼叫请求，并在住户选择对所述呼叫请求应答时，向发送所述呼叫请求的可视对讲室外机发送应答响应和本可视对讲室内机采集到的数据；接收被控末端设备发送的信息和通过其所连接的交换服务器单元向被控末端设备发送对所述被控末端设备的控制指令。控制末端设备通常安装在住户的房间内，包括控制面板以及与所述可视对讲室外机对应的可视对讲室内机，其中，可视对讲室内机的功能包括可视对讲和室内门禁等功能，即能够采集声音并封装成数据帧通过局域网发送到相应的可视对讲室外机(通常，为门禁功能服务的控制末端设备只须采集声音即可，不需要摄取图像，但在本发明中，由于可视对讲系统的功能不局限于门禁，因此，控制末端设备可以根据具体需要(例如住户间的视频通话)而具备摄取图像并将其与声音信息封装成数据帧进行网络传输的功能)，接收声音和视频数据帧进行播放，并能够根据用户的操作向相应可视对讲室外机发送指令，在实施例中，可以由可视对讲室内机完成其发起的可视对讲过程中的路由；控制面板的功能包括能够接收被控末端设备发送的相关信息，并可以对被控末端设备进行相应控制的功能。

所述网关117或网关118，上行连接相应的交换服务器，下行连接各种被控末端设备，并将各种末端设备的数据封装成符合相应传输协议的数据帧转发给交换服务器。

所述被控末端设备，可以是执行器或者传感器，用于通过所述交换服务器单元与所述控制末端设备进行信息交互，并根据所述控制末端设备发送的所述控制指令，执行相应的操作

其中，一个网关可以连接多个末端设备，一个交换服务器可以连接多个网关。控制末端设备和各个被控末端抽象为多个物理量，每个物理量作为末端设备的基础操作单元，具有单一的数据流方向，输入或者是输出，且每个物理量与末端设备中进行网络通信中的各个信息节点唯一对应。

在本实施例中，由交换服务器为相应的控制末端设备供电，并且，在具体实现中，可以根据交换服务器的处理能力，决定该交换服务器所连接的控制末端设备的数量，在本实施例中，每个交换服务器只连接一个控制末端设备。以下，以每个交换服务器只连接一个控制末端设备为例进行说明。

在本实施例中，交换服务器和控制末端设备分别具有外部IP和内部系统IP两个地址信息，可视对讲室外机具有外部IP，网关具有内部系统IP，被控末端设备不需要与网关进行地址绑定，交换服务器为被控末端设备分配一个ID，控制末端设备和被控末端设备分别具有与其输入输出物理量相对应的信息节点，各信息节点具有各自的节点号，为了更好的对技术方案进行说明，假设：

交换服务器112的外部IP为：202.198.0.1；

交换服务器112的内部系统IP为：192.168.1.1；

控制末端设备114的外部IP为：202.198.0.2；

控制末端设备114的内部系统IP为：192.168.1.11；

可视对讲室外机的外部IP为：202.198.0.3；

网关118的内部系统IP为：192.168.1.17；

假设被控末端设备116为灯头端，灯头端具有根据控制端(例如控制末端设备114)对灯光进行调解的功能，其与网关118的端口1连接，且交换服务器给该灯头端分配的ID为12，灯头端接收指令的信息节点的节点号为10；

假设控制末端设备114的ID为22，其中向灯头端发送指令的信息节点的节点号为20。

本实施例所述智能家居系统中的可视对讲流程，可以包括以下步骤：

步骤101，访客在可视对讲室外机上输入受访者的房间号。

这里，在具体实现时，访客输入的信息还可以是与受访者的可视对讲室内机唯一对应的其他标识信息。另外，在特定情况下，输入信息的可能并非访客，还可能是忘记带门禁卡的住户。在这种情况下，住户可以输入保安室的可视对讲室内机对应的标识信息，与保安取得联系。

步骤102，可视对讲室外机根据该输入的信息查找本地保存的本可视对讲室外机所属的智能家居系统的路由表确定目的地址，并向交换机发送携带该目的地址的通话请求。

步骤103，交换机将该通话请求发送到该目的地址对应的交换服务器。

在本实施例中，每个交换服务器只连接一个控制末端设备，因此，该目的地址还可以是与所述目的地址对应的控制末端设备连接的交换服务器的地址。在目的地址为交换服务器的地址时，交换服务器在接收到该通话请求后，将该通话请求发送到与其连接的控制末端设备。

步骤104，交换服务器112读取数据包包头中的目的地址，并判断出该通话请求中携带的目的地址并非自己的IP(所述自己的IP可以是外部IP或者内部系统IP，交换服务器112的外部IP 202.198.0.1和内部系统IP 192.168.1.1都与202.198.0.2并不一致)，则将该通话请求转发给该目的地址对应的控制末端设备114；

交换服务器中读取数据包包头中的目的地址并进行判断是交换服务器的硬件交换芯片实现的，不会占用交换服务器的CPU。

步骤105，控制末端设备114接收该通话请求并振铃，如果户主选择应答，则进行步骤106，否则进行步骤110；

本步骤中，户主未选择应答的情况可以是户主不在家，不能应答，则在振铃一段时间后进行步骤110，也可以是户主选择拒听，则在户主选择拒听后，进行步骤110。

步骤106，控制末端设备114向可视对讲室外机返回应答响应，开始向可视对讲室外机传输音频数据流；

步骤107，可视对讲室外机在接收到该应答响应后，开始向控制末端设备传输视频音频数据流；

步骤108，在经过访客与户主的可视对讲之后，如果户主选择开门，则进行步骤109，否则进行步骤110；

户主未选择开门的情况包括户主选择拒绝或者挂机等情况。

步骤109，控制末端设备向可视对讲室外机发送开门指令，可视对讲室外机根据该开门指令进行开门操作，结束；

在具体实现时，可视对讲室外机接收到该开门指令后，可以不直接结束通话，而是在户主挂机时再结束通话。

步骤110，控制末端设备向可视对讲室外机发送拒绝指令，可视对讲室外机根据该拒绝指令结束通话，不进行开门操作。

楼控和智能家居网络与一般的计算机通信网络的一个重要不同点就是其发送数据的信息源和接收数据的信息汇之间的对应关系一般是相对简单而且固定的。如果将这些控制末端设备和被控末端设备之间的对应关系配置在控制网络中，那么各末端设备只需要向网络发送数据而无需知道末端信息接收设备的位置，或者末端设备只需要从网络接收数据而无需知道末端信息发送设备的位置，即由网络中的设备实现对末端数据的寻址和转发，这样将会简化设备的通信功能，在降低末端设备成本的同时提高设备接入的通用性。

因此，以图1所示为本实施例的智能家居系统为例，控制末端设备114对被控末端设备116(执行器，假设灯头端)进行控制的方法包括以下步骤：

步骤201，用户通过控制末端设备114的控制面板功能对灯头端所控制的灯光进行设置；

步骤202，控制末端设备114根据用户的选择，将包括该灯光设置值的数据包通过该灯光设置值的输出信息节点发送给与其直接连接的交换服务器112，该数据包中包括该灯光设置值的输出信息节点号及控制末端设备114的ID，且该数据包包头中的目的地址为交换服务器112的内部系统IP192.168.1.1；

步骤203，交换服务器112接收到该数据包后，判断出其包头中的目的IP与本身的内部系统IP一致，则进行步骤204；

步骤204，交换服务器112根据接收到的数据包获取源设备ID和源节点号，查找本地保存的源汇关系表，获得汇信息节点的相关信息，即灯头端的灯光设置值的输入信息节点；

本实例中，交换服务器112中保存的源汇关系表可以如表1所示：

表1

源信息节点地址信息	汇信息节点地址信息
		交换服务器112的内部系统IP+控制末端设备114的ID+灯光设置值的输出信息节点号(192.168.1.1+22+20)	交换服务器112的内部系统IP+灯头端的ID+灯光设置值的输入信息节点号号(192.168.1.1+12+10)
……	……

在具体实现时，该‘源信息节点地址信息’中可以不包括本交换服务器的地址。

步骤205，交换服务器112查找本地保存的设备映射关系，确定汇信息节点的具体地址；

上述设备映射关系通常由设备映射关系表的形式保存，交换服务器112中保存的设备映射关系表具体可以如表2所示：

表2

设备ID	网关的内部系统IP	端口号
			12	192.168.1.17	1
……	……	……

可见，根据汇设备ID查询表2，可以获得汇设备所连接的网关的内部系统IP及二者相连接端口的端口号。

步骤206，交换服务器112根据查找到的网关的IP将包括该灯光设置值的数据包发送到网关118，该数据包中包括网关与灯头端所连接端口的端口号：1，灯头端的灯光设置值的输入信息节点：10；

步骤207，网关118通过端口1将该灯光设置值发送给灯头端的灯光设置值的输入信息节；

步骤208，灯头端执行该灯光设置值。

在其他的实例中，当被控末端设备为传感器时，控制末端设备可以接收并显示该传感器获得的测量值等信息。

在上述流程中，控制末端设备114对被控末端设备116隶属于同一交换服务器，但若该两个末端设备分别隶属于相互级联的两个交换服务器，则该两个末端设备的通信流程与上述流程也是基本相同，仅在步骤204时，交换服务器112查到的汇信息节点对应的交换服务器IP不是交换服务器112自身的IP，而是与交换服务器112级联的另一交换服务器的地址，因此，交换服务器112将数据包转发给该级联交换服务器，由该级联交换服务器进行步骤205及后续操作。

在本实例中，各被控末端设备以接收其上级交换服务器之外(即外部)发送来的信息，在允许非级联交换服务器的下级末端设备之间存在控制关系时，交换服务器本地保存通信许可关系表，通信许可关系表中保存本交换服务器及与其级联的交换服务器(如果存在的情况下)本交换服务器及与其级联的交换服务器(如果存在的情况下)的下级末端设备是否允许受外来信息的控制或者是否允许与外部某设备(或节点)进行通信。

具体在本实施例的一个实例中，控制末端设备113对被控末端设备116(即灯头端)进行控制的方法包括以下步骤：

步骤301，控制末端设备113将包括该灯光设置值的数据包发送到交换服务器111，该数据包中包括该灯光设置值的输出信息节点号及控制末端设备113的ID，且该数据包包头中的目的地址为交换服务器111的内部系统IP；

步骤302，交换服务器111接收到该数据包后，判断出其包头中的目的IP与本身的内部系统IP一致，则进行步骤303；

步骤303，交换服务器111获取数据包中的设备ID和源节点号，查找本地保存的源汇关系表，获得汇信息节点的相关信息，即灯头端的灯光设置值的输入信息节点；

在本实例中，源汇关系表中的汇信息节点地址信息中应该包括交换服务器112的外部IP、灯头端的ID和灯光设置值的输入信息节点号(202.198.0.1+12+10)。

步骤304，交换服务器111根据交换服务器112的外部IP将包括该灯光设置值的数据包发送到交换服务器112，该数据包中携带的目的设备ID为灯头端的ID，目的节点号为灯光设置值的输出信息节点号；

步骤305，交换服务器112解析该数据包，发现其中携带了目的设备ID和目的节点号的信息，直接进行步骤306；

若交换服务器112接收到的数据包中没有目的设备ID和目的节点号的信息，则应该查询源汇关系表，根据源设备ID和源节点号确定目的设备ID和目的节点号的信息。

在具体实现时，交换服务器112中可以在接收到交换服务器111发送的状态查询数据包后，先根据目的设备ID(或节点号)查询通信许可关系表确定该被控末端设备(或节点)是否接受外部控制，若是，则继续后续步骤；否则，不对该目的设备ID(或节点)进行相应控制。这样处理，既可以允许外部对内部末端设备进行控制，又可以避免外部对内部末端设备的任意控制，增强了各被控末端设备(或节点)的安全性，并且可以根据需要确定某被控末端设备(或节点)是否允许外部控制，使得控制更加灵活便利。

步骤306，交换服务器112查找本地保存的设备映射关系，确定汇信息节点的具体地址；

步骤307，交换服务器112根据查找到的具体地址转发数据包给灯头端。

请参照图2，示出了本发明一种交换服务器实施例一的装置结构示意图，包括：

接收单元401、用于接收各种数据包，所述数据包包头中包括目的地址。

第一存储单元402、用于存储各末端设备的源汇信息节点的源汇关系。

第一判断单元403、用于判断所述数据包包头中的目的地址是否是本交换服务器的IP地址，产生第一判断信息。

查询单元404、用于查询存储单元存储的源汇关系，确定数据包的汇信息节点地址信息，触发转发单元。

转发单元405、用于转发所述数据包至目的地址。

由于楼控和智能家居网络与一般的计算机通信网络的一个重要不同点就是其发送数据的信息源和接收数据的信息汇之间的对应关系一般是相对简单而且固定的。所以本发明实施例所述的交换服务器的存储单元402存储各末端设备的源汇信息节点的源汇关系，所述末端设备包括控制末端设备和被控末端设备。通过将这些控制末端设备和被控末端设备之间的对应关系配置在控制网络中，则所述各末端设备只需要向网络发送数据而无需知道末端信息接收设备的位置，或者末端设备只需要从网络接收数据而无需知道末端信息发送设备的位置，即由网络中的设备(交换服务器)实现对末端数据的寻址和转发，从而简化设备的通信功能，在降低末端设备成本的同时提高设备介入的通用性。

下面对本装置所述交换服务器的工作过程和工作原理进行介绍。

交换服务器的接收单元401接收各种数据包，所述数据包包括由局域网系统转发的(或直接)来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包和控制末端设备发送的对被控末端设备的控制指令数据包，所述数据包包头中包括目的地址。对于来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包来说，其目的地址为可视对讲室外机根据输入的信息查找本地保存的本可视对讲室外机所属的智能家居系统的路由表确定的目的地址，对于控制末端设备发送的对被控末端设备的控制指令数据包来说，所述目的地址为交换服务器的IP。第一判断单元403判断所述数据包包头中的目的地址是否是本交换服务器的IP地址，产生第一判断信息，从而决定是转发所述数据包至末端设备或其他交换服务器还是转发所述数据包至本交换服务器的被控末端设备。如果所述第一判断信息表明所述数据包包头中的目的地址是本交换服务器的IP，则触发查询单元404，所述查询单元404从第一存储单元402中存储的源汇关系，确定数据包的汇信息节点地址信息，触发转发单元405。如果所述第一判断信息表明所述数据包包头中的目的地址不是本交换服务器的IP，则直接触发转发单元405。转发单元405转发所述数据包至目的地址，即转发来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包至末端设备或其他交换服务器，由其他交换服务器转发至末端设备，转发控制末端设备发送的控制指令数据包至被控末端设备或其他交换服务器，再转发至被控末端设备。

在本发明一种交换机优先实施例二中，还包括第二判断单元，用于在第一判断单元触发查询单元之前进一步判断所述数据包中是否包括汇信息节点地址信息，产生第二判断信息，如果所述第二判断信息表明所述数据包中包括汇信息节点地址信息，则触发转发单元，否则，触发查询单元。

在本发明一种交换机优先实施例三中，还包括第二存储单元，用于存储通信许可关系。

第三判断单元，用于在触发查询单元之前进一步判断所述数据包是否来源于外部，产生第三判断信息，如果所述第三判断信息表明所述数据包不是来源于外部，则触发所述查询单元，若是，则根据所述通信许可关系确定所述汇信息节点是否接受外部控制，若是：则触发查询单元。

参照图3，示出了本发明一种数据处理方法优选实施例一的流程图，包括步骤：

步骤501、接收各种数据包。

所述数据包包括来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包和控制末端设备发送的对被控末端设备的控制指令数据包，所述数据包包头中包括目的地址，进入步骤502。

步骤502、判断所述数据包包头中的目的地址是否是本交换服务器的IP地址，是则进入步骤503，否则进入步骤504。

步骤503、查询所述源汇关系表，确定汇信息节点地址信息，进入步骤504。

步骤504、转发所述数据包至目的地址。

参照图4，示出了本发明一种数据处理方法优选实施例二的流程图，包括步骤：

步骤601、接收各种数据包。

所述数据包包括来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包和控制末端设备发送的对被控末端设备的控制指令数据包，所述数据包包头中包括目的地址，进入步骤602。

步骤602、判断所述数据包包头中的目的地址是否是本交换服务器的IP地址，是则进入步骤603，否则进入步骤606。

步骤603、判断所述数据包是否包括汇信息节点地址信息，是则进入步骤604，否则，进入步骤607。

步骤604、判断所述数据包是否来源于外部，是则进入步骤605，否则进入步骤606。

由于只有网关交换服务器可能收到外部来的数据包，因此，在非网关交换服务器上，可以不保存通信许可关系表，不进行相应判断。

步骤605、判断所述汇信息节点是否接受外部控制，是则进入步骤606，否则结束流程。

步骤606、转发所述数据包至相应目的地址。

步骤607、查询源汇关系表，确定汇信息节点地址信息，进入步骤604。

本发明方法实施例中未详细描述之处，请参照前面系统相关部分的描述。

综上所述，本发明实施例提供的智能家居系统、交换服务器及数据处理方法，将可视对讲功能及末端控制功能部分融合，通过控制末端设备实现上述两种功能，从而简化了智能家居系统。本发明实施例中，由于交换服务器是否需要对接收到的数据包进行应用层的操作(即查询源汇关系表，并根据查询结果进行转发)的判断，是通过对数据包包头中的目的地址是否为本交换服务器的IP来确定的，而对IP的判断是数据链路层的操作，因此不会占用交换服务器的CPU，提高了交换服务器的处理能力，降低了交换服务器的负担，从而提高交换服务器及整个系统的效率。

本发明所述的智能家居系统、交换服务器及数据处理方法，并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明之领域，对于熟悉本领域的人员而言可容易地实现另外的优点和进行修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (12)

1.一种智能家居系统，其特征在于，包括：

可视对讲室外机，用于接收呼叫请求，确定所述呼叫请求的目的地址，并向所述目的地址对应的控制末端设备发送所述呼叫请求；以及在建立连接后，与所述控制末端设备进行数据交换；

至少一个交换服务器组成的交换服务器单元，所述可视对讲室外机与交换服务器连接，所述交换服务器用于接收数据包，所述数据包包括来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包和控制末端设备发送的对被控末端设备的控制指令数据包，所述呼叫请求数据包包头中包括作为目的地址的控制末端设备IP，所述控制指令数据包包头中包括作为目的地址的与所述控制末端设备连接的交换服务器的IP，且所述控制指令数据包中包括源地址信息；所述交换服务器判断所述数据包中的目的地址是否是本交换服务器的IP地址，不是：则直接转发所述数据包至目的地址端的控制末端设备或交换服务器，是则：查询源汇关系表，根据源地址信息确定汇地址信息，转发所述数据包至汇地址信息对应的被控末端设备；

与所述交换服务器连接的控制末端设备和被控末端设备；所述控制末端设备用于接收呼叫请求，并在建立连接后，通过交换服务器与所述可视对讲室外机进行数据交换，以及接收被控末端设备发送的信息和向被控末端设备发送对所述被控末端设备的控制指令；所述被控末端设备通过所述交换服务器与所述控制末端设备进行信息交互，并根据所述控制末端设备所发送的控制指令，执行相应的操作。

2.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于：

所述可视对讲室外机通过局域网与所述交换服务器连接，所述局域网由至少一个交换机组成。

3.根据权利要求1或2所述的智能家居系统，其特征在于：

所述被控末端设备通过网关与所述交换服务器连接，所述网关将所述被控末端设备的数据封装成数据帧转发送给交换服务器。

4.根据权利要求2所述的智能家居系统，其特征在于：在存在多个交换服务器的情况下，所述多个交换服务器采用级联的方式进行连接，只有其中的一个交换服务器直接与交换机连接，该与交换机连接的交换服务器即为网关交换服务器，其他交换服务器为内部交换服务器，在各级联交换服务器内部通信时，所述各级联交换服务器的地位相等；

所述内部交换服务器将从所述被控末端设备接收到的数据包转发给所述网关交换服务器进行处理，根据汇地址信息将从所述网关交换服务器接收到的数据包转发给所述被控末端设备。

5.根据权利要求2所述的智能家居系统，其特征在于：

所述可视对讲室外机，根据接收到的呼叫请求，查询路由表确定所述呼叫请求的目的地址；

所述路由表保存在所述智能家居系统中的可视对讲室外机、控制末端设备或与所述局域网连接的其他设备上。

6.一种交换服务器，应用于智能家居系统，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收各种数据包，所述数据包包括来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包和控制末端设备发送的对被控末端设备的控制指令数据包，所述呼叫请求数据包包头中包括作为目的地址的控制末端设备IP，所述控制指令数据包包头中包括作为目的地址的与所述控制末端设备连接的交换服务器的IP，且所述控制指令数据包中包括源地址信息；

第一存储单元，用于存储各末端设备的源汇地址信息对应关系的源汇关系表；

第一判断单元，用于判断所述数据包中的目的地址是否是本交换服务器的IP地址，产生第一判断信息，如果所述第一判断信息表明所述数据包包头中的目的地址是本交换服务器的IP，则触发查询单元，否则，触发转发单元；

查询单元，用于查询第一存储单元存储的源汇关系表，根据源地址信息确定汇地址信息，触发转发单元；

转发单元，用于转发所述数据包至目的地址端的交换服务器或控制末端设备以及转发所述数据包至汇地址信息对应的被控末端设备。

7.根据要求6所述的交换服务器，其特征在于，还包括：

第二判断单元，用于在第一判断单元判断所述数据包中的目的地址是本交换服务器的IP地址后且在触发查询单元之前进一步判断所述数据包中是否包括汇地址信息，产生第二判断信息，如果所述第二判断信息表明所述数据包中包括汇地址信息，则直接触发转发单元，而无需触发查询单元，否则，触发查询单元。

8.根据权利要求6或7所述的交换服务器，其特征在于，还包括：

第二存储单元，用于存储通信许可关系；

第三判断单元，用于在确定汇地址信息步骤后且在触发转发单元之前进一步判断所述数据包是否来源于外部，产生第三判断信息，如果所述第三判断信息表明所述数据包不是来源于外部，则触发转发单元将数据包发送至汇地址信息对应的被控末端设备，是则：查询所述通信许可关系，判断相应的汇信息节点端的末端设备是否受外部控制，受控制则触发转发单元来转发所述数据包至汇信息节点端的被控末端设备，否则：不转发所述数据包。

9.一种智能家居系统中的数据处理方法，其特征在于，包括：

接收数据包，所述数据包包括来自可视对讲室外机的呼叫请求数据包和控制末端设备发送的对被控末端设备的控制指令数据包，所述呼叫请求数据包包头中包括作为目的地址的控制末端设备IP，所述控制指令数据包包头中包括作为目的地址的与所述控制末端设备连接的交换服务器的IP，且所述控制指令数据包中包括源地址信息；

判断所述数据包中的目的地址是否是本交换服务器的IP地址，不是：则直接转发所述数据包至目的地址端的控制末端设备或交换服务器，是则：查询源汇关系表，根据源地址信息确定汇地址信息，转发所述数据包至汇地址信息对应的被控末端设备。

10.根据权利要求9所述的数据处理方法，其特征在于，进一步包括：

在所述交换服务器上预置各末端设备源汇地址信息对应关系的源汇关系表。

11.根据权利要求9所述的数据处理方法，其特征在于，在判断所述数据包中的目的地址是本交换服务器的IP地址步骤后，查询源汇关系表步骤前进一步包括：

判断所述数据包中是否包括汇地址信息，是则直接转发所述数据包至汇地址信息对应的被控末端设备，而无需进入查询源汇关系表步骤，否则进入查询源汇关系表步骤。

12.如权利要求9或10所述的数据处理方法，其特征在于，还包括：

在交换服务器上预置通信许可关系表；以及

在确定汇地址信息步骤后，转发所述数据包步骤前进一步包括：

判断所述数据包是否来源于外部，不是：则直接转发所述数据包至汇地址信息对应的被控末端设备，是则：查询所述通信许可关系表，判断相应的汇信息节点端的末端设备是否受外部控制，受控制则转发所述数据包至汇信息节点端的被控末端设备，否则：不转发所述数据包。

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