CN102685273B - 智能设备的地址分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能设备的地址分配方法。该方法包括当智能设备接入插座时，智能设备将自身的第二标识符发送给智能插座；智能插座将接收到的第二标志符以及第一标识符作为自身的地址，并向网关发送包含第一及第二标识符的地址分配请求；网关接收到第一及第二标识符后，为智能设备分配固定地址，并以第一及第二标识符为目标地址，将固定地址发送给智能插座；智能插座将接收到的固定地址发送给智能设备。通过该智能插座及其地址分配方法，使得地址分配变得简单高效，进而提高了通信效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种地址分配方法，并且尤其涉及在智能家居网络环境内，为智能设备地址的分配方法。
背景技术
智能家居集成是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成。由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。
而为了使智能家居环境中的各种智能设备通过网络通信技术交换数据，首先必须解决为智能设备分配地址的问题，现有技术中为智能设备分配地址的方式主要有两种：一种是由DHCP（动态主机配置协议）为智能设备分配IP地址，另一种则是通过智能网关直接为智能设备分配特定的非IP地址。
DHCP协议是一种简化设备IP管理的TCP/IP标准，DHCP分为两个部分：DHCP服务器和DHCP客户端。TCP/IP网络上的每台设备都必须有唯一的IP地址，而IP地址主要是用于表示设备及其连接的子网，基于DHCP协议的DHCP服务器允许网络中的每台设备从本地网络上的服务器的IP地址数据库中为本DHCP客户端指派IP地址，从而无需对每台设备进行手动配置，有利于防止IP地址分配。
然而由于DHCP是基于TCP/IP协议，在TCP/IP网络中又必须使用IP地址，目前由于IPv4地址面临枯竭，而正在向IPv6过渡。因此基于IPv4的智能家居环境，仍然面临地址不足的情况，而IPv6的地址的分配又过于复杂，且迟迟得不到广泛的推广，不适用于智能设备的分配。
目前智能家居领域更多的是采用直接为智能设备分配特定的非IP地址的方法。例如，目前智能家居领域常见的DALI，CEBUS，EIB标准，其中各自定义了设备地址格式以及地址分配方法的私有协议。
DALI 协议 (数字可编址的照明接口 Digital Addressable Lighting Interface) 是目前智能家居领域中的照明控制协议。在DALI协议中，最复杂部分就是主控制器给受控设备自动分配地址的过程，其原理是主控制器需要发送随机数产生命令RANDOMISE，各个受控设备会产生一个24位的随机数，此后主控制器开始发送一个自己的24位数据和每个受控设备生成的24位随机数进行比较，进而找到最小随机数的受控设备，这时就给这个设备分配一个没有分配的唯一地址。显然，这就要求每个受控设备产生的24位随机数不能相同而且不能等于0和FFFFFF，这也是DALI协议地址分配主要难点，现有技术中采用了各种复杂的算法来保证上述24位随机数的唯一性。
此外，智能家居网络通常都需要接入具有智能功能的，可以与网关进行交互的设备，现有的地址分配方法通常都是向智能设备分配地址，而目前没有智能功能的设备由于不支持地址分配将无法在智能家居网络中使用。
发明内容
鉴于现有技术的缺点，本发明提供一种智能设备的地址分配方法。
该智能设备的地址分配方法，其中智能插座分别连接智能网关和智能设备，且智能插座存储有一个第一标识符，该方法包括：
（1）当智能设备接入插座时，智能设备将自身的第二标识符发送给智能插座；
（2）智能插座将接收到的第二标志符以及第一标识符作为自身的地址，并向网关发送包含第一及第二标识符的地址分配请求；
（3）网关接收到第一及第二标识符后，为智能设备分配固定地址，并以第一及第二标识符为目标地址，将固定地址发送给智能插座；
（4）智能插座将接收到的固定地址发送给智能设备。
进一步的，其中第二标志符是智能设备的条形码、批次代码、序号中的一个或多个的组合。
进一步的，，其中智能设备收到固定地址后将其存储在自身的寄存器中，并在以后的通信中都用该固定地址作为通信地址。
进一步的，，其中该固定地址由智能家居网关随机分配。
进一步的，，其中该固定地址由用户手动指定。
进一步的，，智能插座在检测到设备离开插座时，自动清除固定地址并给网关发送一个地址释放的命令。
附图说明
图 1 本申请适用的智能家居网络结构；
图 2 智能插座的连接方式；
图 3A-3B本发明所使用的地址结构；
图 4 智能插座的结构；
图 5 根据本发明所描述的插座地址分配方法。
具体实施方式
图1显示了本发明公开的智能家居网络的具体结构，主要包括家庭内部的数字家庭智能网关。所有家庭设备由数字家庭智能网关统一管理。数字家庭智能网关可以互联不同总线协议的家庭智能电器。数字家庭智能网关是整个家庭网络的互联桥梁、也是家庭网络的控制中心；同时它也是家庭网络通往外部网络的总出口。
在家庭网路内部，数字家庭智能网关支持多种数据链路，包括485总线、以太网及常用的无线链路。同时，数字家庭智能网关可以根据各个链路上协议的特征，再根据用户配置，或者自动识别各个链路上的智能家居协议，便于识别各个链路上连接的智能家电。
数字家庭智能网关可使用电信运营商提供的各种方式联入互联网中，包括ADSL, Cable modem, 小区宽带或者其他接入方式，用户通过任何连接到互联网上的终端访问该智能插座，从而控制接入到该智能插座上的设备。
图2显示了在本发明所公开的智能家居系统中的智能插座的连接方式。智能插座既可以连接智能设备或者普通设备，也可以连接专用的地址分配设备。智能插座在连接智能设备时，智能网关可以直接为智能设备分配地址，而当智能插座连接的是普通设备时，由于普通设备无法接收网关的地址分配命令，这时网关就直接对智能插座分配地址。
智能插座包括一个有线的或者无线的接口，用于与智能设备、普通设备和专用的地址分配设备通信，专用的地址分配设备也包括一个用于与插座通信的有线或者无线的接口。
例如，智能插座除了通常的两相或三相电源接口外还包括一个红外接口，专用的地址分配设备由一个具有USB接口的移动终端（例如手机、便携电脑，其上包括用于分配地址的应用）以及连接在该USB接口上的红外插头，该红外插头能够插在智能插座上并能够通过红外接口与插座通信。
本发明所使用的固定地址是每个设备（插座或者功能设备）的唯一身份证号码，根据应用场景的不同，它可以由设备的条形码、设备的批次代码、以及设备的序号、插座ID的其中一个或几个组合起来构成，只要能够保证固定地址的唯一性。这种编址方法在不同的场景下能够能保证每个设备的唯一性。
图3A表示了第一种情况，如果智能设备所要接入的插座具有一个预先设定的ID，那么地址结构可以是设备条形码加ID。
图3B表示了第二种情况，如果智能设备所要接入的插座没有一个预先设定的ID，那么地址结构包括设备条形码，设备批次码和设备序号。
在第二情况中，如果受控设备在智能家居网络中仅有唯一一个，那么地址结构可以只包括条形码；如果受控设备可以由批次码和条形码唯一确定，那么地址结构可以只包括设备的条形码和设备批次码。
在一个实施例中，地址结构由16个字节构成，其中12个字节是设备的条形码，然后加上2个字节表示设备的批号，最后两个字节表示设备的序号。当然可以根据具体需要为不同的字段分配不同的字节数。
此外，地址也可以由任意可以唯一确定一个设备的ID来实现，无论是由网关在使用前分配还是在使用后分配。
由于设备条形码唯一的确定了设备的种类，而设备的批次码唯一确定了设备的生产批次，同时设备序号又唯一的确定了设备的生产顺序，因此这就使得设备的固定地址可以唯一的确定一台设备，同时网关依据这个唯一固定地址生成一个更短的动态ID地址，那么这就使得实际通信中使用的设备地址更容易处理，从而提高通信效率。
图4显示了智能插座的结构。智能插座具有与智能网关通信的通信接口（有线或无线）以及与智能设备或者专用地址分配设备通信的通信接口（有线或无线）以及负责进行处理数据的处理单元，此外，智能插座还具有寄存器1和寄存器2，分别用于存储来自专用地址分配设备的地址数据和来自智能网关的地址数据。
图 5 显示了本发明所描述的智能插座地址分配方法。在这种情况下，插座具有一个事先分配的ID，智能设备采用这个事先分配的ID来获取网关分配的地址。
首先，智能设备（同样包括一个可以与智能插座交换信息的有线或者无线接口，例如一个具有红外接口的插头）接入插座时，智能设备将自身的条形码发送给插座，插座将接收到的条形码以及自身的ID作为自身的地址，并向网关发送包含条形码以及自身的ID的地址分配请求。
网关接收到这个条形码以及插座ID后，进行必要的校验，然后根据系统设置给设备分配一个唯一的动态ID地址，该动态ID地址可以由系统随机分配，也可以由用户指定，其长度由可由于实际应用场景决定，例如设备的总数量。在一个实施例中，动态ID地址由2个字节组成，那么从0x00到0xffff总共可以表示65536个设备动态ID地址，由于动态id地址只有两个字节，很简短，在同一个智能家居网内地址也够用，所以用该地址作为总线上各设备的通信地址能减少通信时间，降低数据冲突的几率，大大提高了通信效率。当然，也可以采用其他长度，例如1个或3个以上字节长度来表示动态ID；
然后，网关并以条形码以及插座ID为目标地址，将固定地址发送给智能插座；
最后智能插座将接收到的固定地址发送给智能设备作为分配好的地址。智能设备收到动态ID分配报文后将其中动态ID存储在自身的寄存器中，并在以后的通信中都用该动态id地址作为通信地址。
此外，动态ID地址也可以在网关由用户手动修改。
可以理解的是，本申请权利要求并不限于这些特定公开形式，而是覆盖了所有落入本发明的精神和范围之内的修改方式、等价方式和替换方式。
Claims (5)
1.一种智能设备的地址分配方法，其中智能插座分别连接智能网关和智能设备，且智能插座存储有一个第一标识符，该方法包括：
（1）当智能设备接入插座时，智能设备将自身的固定地址发送给智能插座，所述固定地址是智能设备的条形码；
（2）智能插座将接收到的固定地址以及第一标识符作为自身的地址，并向网关发送包含第一标识符以及固定地址的地址分配请求；
（3）网关接收到第一标识符以及固定地址后，为智能设备分配动态ID地址，并以第一标识符以及固定地址为目标地址，将动态ID地址发送给智能插座；
（4）智能插座将接收到的动态ID地址发送给智能设备；
其中智能设备收到动态ID地址后将其存储在自身的寄存器中，并在以后的通信中都用该动态ID地址作为通信地址。
2.如权利要求1所述的智能设备的地址分配方法，其中所述固定地址是智能设备还包括批次代码、序号中的一个或多个的组合。
3.如权利要求1所述的智能设备的地址分配方法，其中该动态ID地址由智能家居网关随机分配。
4.如权利要求1所述的智能设备的地址分配方法，其中该动态ID地址由用户手动指定。
5.如权利要求1所述的智能设备的地址分配方法，智能插座在检测到设备离开插座时，自动清除动态ID地址并给网关发送一个地址释放的命令。
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