CN102694870B - 动态分配地址的网关的在线升级方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动态分配地址的网关的在线升级方法。本发明使得适应性智能家居系统能够自动适应不同的智能家居标准，根据家电的需要自动升级或者更新驱动程序，保持不同标准的智能家电之间互联互通。便于今后利用网络管理各个网关的变动和各网关内部智能终端的变动，使智能家居系统更具可扩展性。

Description

动态分配地址的网关的在线升级方法

技术领域

本发明涉及一种智能家居网关控制技术领域，并且尤其涉及一种动态分配地址的网关的在线升级方法。

背景技术

智能家居网络系统即是利用计算机、网络和综合布线技术，通过家庭信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机地组合成一个系统，在家庭网络操作系统的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。网关作为一种家庭网络电器，一般使用电信运营商提供的各种方式联入互联网中，包括ADSL,Cablemodem,小区宽带或者其他接入方式。

实际使用中，由于家用电器的复杂性和智能性，不可避免地需要更新智能家居网关协议，用以更好地为用户提供智能化的服务。这种更新有可能是由于有新的驱动程序需要配合新的场合或环境，也有可能是为了修正原有的某些bugs。

现有技术中已经存在涉及更新协议的技术方案，例如申请号为200810218752.X的中国专利申请“基于数据挖掘的智能家居优化系统”公开了一种基于数据挖掘的智能家居优化系统，包括用户验证模块、日志存储模块、数据提取模块、数据挖掘算法模块、传感器监控模块、同步更新模块、数据库模块、调度模块、通讯模块。通过在智能家居的控制系统中加入数据挖掘算法的功能以及与其他家居进行通讯的通讯等模块，使得家居系统能够在通过身份验证之后，对该家庭成员进入家庭后的一系列动作进行统计分析，通过数据挖掘算法分析人的生活习惯，得出一定的规律性，进而将这些规律性即关联规则发给智能家居控制系统的调度模块，调度模块转发控制命令给与中控系统相连的各家居，从而实现了无需家庭成员操作的情况下，系统能够人性智能化地控制家居。

申请号为2008101990766的中国专利申请“一种电连接器”公开了一种带有无线通信耦合端口的电连接器，在电连接的同时籍由无线通信耦合端口而实现网络通信。其结构如图1所示，插头6的插接柱7通过电源线与用电设备相接，插头6的无线通信耦合端口8设有通信模块9并通过通信线与用电设备的控制电路相接。相应地，插座1的导电插接槽4与市电的相接，无线通信的耦合端口5设有通信模块10并通过通信线与其它设备(如电脑服务器)相接。将用电设备的插头6插进插座的插接孔2即可实现与市电的连接，用电设备接通电源开始工作，此时无线通信耦合端口5、8相近距对准，并在通信模块9、10的驱动下建立通信。

但该专利申请并没有公开如何通过两个通信模块之间，以及通信模块与其他设备，通信模块与用电设备之间的具体通信过程，尤其是没有具体描述用电设备的地址分配过程。

但是，现有技术中，由于各个厂商生产的不同产品使用了不同的协议，使得难以采用单一接口实现不同协议的一次性更新。即使采用了多种接口，不同步、错误率高等问题也很普遍。现有技术中尚无有效的解决方式。

发明内容

鉴于现有技术的缺点，本发明提供一种动态分配地址的网关的在线升级方法，所述智能家居系统包括实现受控设备地址分配的电连接器，所述方法包括：

（1）启动智能家居网关向应用服务器的访问；

（2）查询应用服务器是否有最新的协议驱动版本；如果应用服务器没有，则定时查询；

（3）如果应用服务器回答存在，则请求下载；

（4）应用服务器告诉网关下载地址和端口；

（5）网关向下载地址建立TCP连接，请求下载指定版本的协议驱动；

（6）下载地址向网关下载要求的协议驱动；下载完毕，断开TCP连接；

（7）网关检查下载的协议驱动的完整性，如果出错，回到第（5）步；

（8）网关停止将要替换的协议驱动，并卸载；

（9）网关加载新下载的协议驱动，完成初始化；

其中，所述网关包括：

接收模块，用于接收来自受控设备的通知报文，该通知报文包括受控设备的固定地址，该固定地址包括受控设备的类型码、受控设备的条形码、受控设备的批次代码以及受控设备的序号中的一个或者多个组合；

动态地址分配模块，用于根据受控设备的固定地址为受控设备分配一个动态地址；以及

发送模块，用于向受控设备发送分配报文，该分配报文包括该动态地址；

其中，所述网关与受控设备通过RS485总线连接起来。

进一步地，智能家居网关通告分组的TTL根据实际情况自动优化，其中，步骤（1）包括：

（A）应用服务器等待未知的智能家居网关的访问，所述应用服务器上没有关于该智能家居网关的信息；

（B）所述智能家居网关发起访问过程，向所述应用服务器注册；

（C）所述注册结束后，所述智能家居网关开始远程访问。

进一步地，该电连接器包括：

插座和插头；

插座包括第一处理模块以及，连接到第一处理模块的第一无线接口；

插头包括第二处理模块以及，连接到第二处理模块的第二无线接口；

第一和第二无线接口之间通过无线连接进行通信；

第一处理模块通过第一有线接口或者第三无线接口与控制设备进行连接，第二处理模块通过第二有线接口或者第四无线接口与受控设备进行连接；

其中该第一处理模块包括第一接收模块，第一发送模块，第三接收模块和存储模块，该第二处理模块包括第二接收模块，第二发送模块。

进一步地，第一接收模块用于接收来自第二处理模块发送的受控设备固定地址，第一发送模块用于将所述固定地址发送给控制设备，第三接收模块用于接收来自控制设备的动态地址并将该动态地址存储在存储模块中。

进一步地，第二接收模块用于接收来自受控设备的受控设备固定地址，第二发送模块用于将受控设备固定地址发送给第一处理模块。

进一步地，该固定地址包括受控设备的类型码。

进一步地，该固定地址包括受控设备的条形码。

进一步地，该固定地址还包括受控设备的批次代码。

进一步地，该固定地址还包括受控设备的序号。

进一步地，该动态地址由网关随机分配。

进一步地，该动态地址由手动指定。

进一步地，所述智能家居网关支持多种数据链路，所述数据链路包括485总线、以太网以及无线链路。

进一步地，所述网关根据各个链路上的各个协议的特征以及用户的配置识别各个链路上连接的智能终端。

进一步地，所述网关自动识别各个链路上的各种智能家居协议，从而识别各个链路上连接的智能终端。

进一步地，所述智能家居系统还包括智能家居控制器，在智能家居控制器与智能终端之间通过多种RS485、RS232或者其他有线连接方式和无线连接方式中的一种或多种进行布线。

进一步地，所述智能家居网关采取星型、环型以及总线型和树状型中的一种或者多种拓扑结构的网络连接布线方式。

本申请的有益效果是：适应性智能家居系统能够自动适应不同的智能家居标准，根据家电的需要自动升级或者更新驱动程序，保持不同标准的智能家电之间互联互通。便于今后利用网络管理各个网关的变动和各网关内部智能终端的变动，使智能家居系统更具可扩展性。

附图说明

图1示出了现有技术中包含无线接口的电连接器；

图2示出了本申请适用的智能家居网络结构；

图3示出了本申请所采用的智能设备的地址编码格式；

图4示出了本申请所采用的电连接器电路结构；

图5示出了本申请所采用的电连接器模块结构；

图6设备接入智能家居网络后的具体地址分配流程；

图7网关的功能模块；

图8受控设备的功能模块；

图9示出了本申请中的升级方法的流程图。

具体实施方式

图2显示了本发明适用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。网关通过总线交换机，以太网总线，485总线将各种智能设备连接起来。

图3显示了在本发明所公开的智能家居系统中的设备地址结构。设备地址分为固定地址及动态id地址，固定地址在设备出厂前固化在存储芯片中，而动态id地址则是设备第一次接入总线后网关给予分配作为本节点通信的地址。

设备固定地址即是每个设备的唯一身份证号码，它可以由设备类型码（表示设备类型，例如空调、冰箱等）、设备的条形码、设备的批次代码、以及设备的序号的其中一个或几个组合起来构成。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。

在第一实施例中，如果受控设备在智能家居网络中仅有唯一一个，例如大门门禁。那么设备固定地址可以只包括设备类型码和设备的条形码。

在第二实施例中，如果受控设备包括多个，但可以根据受控设备的类型码、设备的条形码、设备的批次码唯一确定，例如逐步添置的同类设备，那么设备固定地址可以只包括设备类型码、设备的条形码和设备批次码。

在第三实施例中，如果受控设备不能由批次和条形码唯一确定，例如照明设备。那么设备固定地址可以包括设备类型码、设备的条形码和设备批次码，设备序号。

不限于上述三个实施例，根据应用场景的不同，只要能够保证固定地址的唯一性，那么就可以任意组合设备类型、设备的条形码、设备的批次代码、以及设备的序号中的一个或几个以构成固定地址。

在第三实施例的情况下，设备固定地址包括设备固定地址由17个字节构成，其中第一个字节是设备类型，接着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。在前两种实施例中，可以去掉表示相应类别的字节，从而构成更短的设备固定地址。

而设备的动态ID地址由家庭网关确定，其长度由可由于实际应用场景决定。例如在一个实施例中，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。

图4显示了本申请所采用的电连接器电路结构。红外插座的关键在于两点，一是信号线走向与电源线保持一致，便于布线；二是在电源插座处采用红外方式将信号线联接起来。在其他实施例中，也可以采用其他无线通信方式，例如蓝牙，2.4G等。

图5显示了本申请所采用的电连接器模块结构。红外插座的信号线采用485总线，具有传输距离远，抗干扰能力强等优点。所有信号线随着电源走线，避免了重新走线的问题。在插座处，为了信号线可以很好的结合，采用了红外传输方式，即在插座一方置入一个红外收发装置，在插头一方也装置一个红外收发装置。利用红外传输，信号线采用了非接触的连接，即可靠，又方便，避免了智能电器需要重新考虑信号线连接的问题。

红外插座数据交换过程如下：

1）、发送固定地址：当终端家电的红外插头接通复合总线的红外插座时，终端家电首先会给网关发送固定地址，图5中的CPU1会以约定的红外通信协议发送固定地址给插座CUP2，插座收到红外编码信号后进行解码，获取固定地址并把该固定地址寄存起来,同时，通过固定地址通知报文通知网关。

2）、分配动态id地址:当网关收到固定地址并对其审核通后会给家电对应的插座分配一个动态id地址,而家电本身则不用记录动态id地址。网关要把分配的id地址通知相应的插座，必须把收到的固定地址作为通信的目的地址，把动态id地址送到目的地址去，而在家电发送固定地址到网关时，相关插座都记录有家电的固定地址，所以，网关通过地址分配报文把动态id发送给插座CPU2,CUP2会先匹配固定地址数据，若匹配成功，则把动态id地址寄存起来，这样，以后的通信就采用该动态id地址作为通信的源地址与目的地址了。由于无需设备直接存储被分配的地址，这就降低了实现智能设备控制的要求，更广泛的普通设备可以应用到智能家居网络中去。

设备驱动程序(devicedriver)，简称驱动程序，是一个允许计算机软件与硬件交互的程序，是硬件赖以正常工作的基础，这种程序建立了一个硬件与硬件，或硬件与软件的沟通接口，建立了经由主板上的总线或其它沟通子系统与硬件形成连接的机制，这样的机制使得硬件设备能够进行数据交换。

目前，驱动程序的安装通用情况如下：

1）驱动程序直接编译到安装包内部；

2）安装包根据特定的需求单独定制。

所谓安装包，就是软件安装程序包，能将要安装运行的多个程序组合到一个文件，其扩展名一般是.exe或.msi。双击打开后，按照提示点击相应的按钮就可以完成该程序的安装。一般情况下，只点击“确定”“下一步”，有什么协议让你同意的时候，点击同意，就可以简单得将程序安装好。

对于智能设备驱动程序的安装和更新，由于以下原因需要不断对安装包进行升级：

1）设备驱动本身需要定期更新；

2）出现新的功能，需要加入到驱动中；

3）客户的需求不断变化(不同用户之间存在差异，同一用户在不同时期内需求亦存在差异)；

4）系统的升级，使得安装包功能有增减等；

以上这些原因造成安装包的升级耗费大量的人力、时间，造成资源浪费。

为了实现远程自动安装及更新智能设备的驱动程序，在智能网关中设置获取驱动命令的接收模块，命令的解析模块，以及驱动程序安装、更新的执行模块；在智能家居环境下由家庭网关接收来自厂商服务器的驱动软件并自动安装。

智能网关在接收到驱动软件后，将安装包和驱动程序分开保存，并为安装包单独提供配置文件，该配置文件中包括：设备描述、驱动程序文件描述、功能描述。安装包根据配置文件所描述的设备、文件、功能，进行安装/卸载。

通过采用统一的更新命令，设备地址识别方式，为智能家居环境下各个不同设备的驱动更新提供了一个统一的平台，不需针对不同的设备实现不同的驱动程序的安装、更新方法。

智能家居网关对各种智能家居协议进行动态加载和卸载，在该网关内部设置统一的接口设计，便于各个智能家居协议相互交互。

图6显示了设备接入智能家居网络后的具体地址分配流程。首先当设备第一次上电接入网络时，设备发送固定地址通知报文到网关，其中该通知报文包括设备的固定地址；

然后，网关收到此通知报文后，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；

然后，网关发送动态ID分配报文给设备；

接着在设备收到动态ID分配报文后将其中动态ID存储起来，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。

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7显示了本发明公开的网关的模块结构，包括接收模块，用于接收来自受控设备的通知报文，该通知报文包括受控设备的固定地址；动态地址分配模块，用于根据受控设备的固定地址为受控设备分配一个动态地址；发送模块，用于向受控设备发送分配报文，该分配报文包括该动态地址。

图8显示了本发明公开的受控设备的模块结构，包括发送模块，向网关发送通知报文，其中该通知报文包括受控设备的固定地址；接收模块，用于接收由网关发送的分配报文，该分配报文包括网关为受控设备分配的动态地址；第一存储模块，用于存储该分配报文中的动态地址；第二存储模块，用于存储受控设备的固定地址。

如图9所示，提供了一种动态分配地址的网关的在线升级方法，所述方法包括：

（1）启动智能家居网关向应用服务器的访问；

（2）查询应用服务器是否有最新的协议驱动版本；如果应用服务器没有，则定时查询；

（3）如果应用服务器回答存在，则请求下载；

（4）应用服务器告诉网关下载地址和端口；

（5）网关向下载地址建立TCP连接，请求下载指定版本的协议驱动；

（6）下载地址向网关下载要求的协议驱动；下载完毕，断开TCP连接；

（7）网关检查下载的协议驱动的完整性，如果出错，回到第（5）步；

（8）网关停止将要替换的协议驱动，并卸载；

（9）网关加载新下载的协议驱动，完成初始化；

其中，所述网关包括：

接收模块，用于接收来自受控设备的通知报文，该通知报文包括受控设备的固定地址；

动态地址分配模块，用于根据受控设备的固定地址为受控设备分配一个动态地址；以及

发送模块，用于向受控设备发送分配报文，该分配报文包括该动态地址，该固定地址包括受控设备的条形码、受控设备的批次代码和受控设备的序号，且网关与受控设备通过485总线连接起来。

上述方法可以单独使用，也可以结合本申请中前述各实施例使用。

根据另一个实施例，在本发明前述各实施例的基础上，智能家居网关通告分组的TTL根据实际情况自动优化，其中，步骤（1）包括：

（1）应用服务器等待未知的智能家居网关的访问，所述应用服务器上没有关于该智能家居网关的信息；

（2）所述智能家居网关发起访问过程，向所述应用服务器注册；

（3）所述注册结束后，所述智能家居网关开始远程访问。

根据另一个实施例，在本发明前述各实施例的基础上，所述智能家居网关支持多种数据链路，所述数据链路包括485总线、以太网以及无线链路。

根据另一个实施例，在本发明前述各实施例的基础上，所述网关根据各个链路上的各个协议的特征以及用户的配置识别各个链路上连接的智能终端。

根据另一个实施例，在本发明前述各实施例的基础上，所述网关自动识别各个链路上的各种智能家居协议，从而识别各个链路上连接的智能终端。

根据另一个实施例，在本发明前述各实施例的基础上，所述智能家居系统还包括智能家居控制器，在智能家居控制器与智能终端之间通过多种RS485、RS232或者其他有线连接方式和无线连接方式中的一种或多种进行布线。

根据另一个实施例，在本发明前述各实施例的基础上，所述智能家居网关采取星型、环型以及总线型和树状型中的一种或者多种拓扑结构的网络连接布线方式。

上述各实施例的方法均可以单独使用，也可以结合本申请中前述智能家居网络、红外插座和/或地址结构的各实施例一起使用。

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 (11)

1.一种智能家居系统中动态分配地址的网关的在线升级方法，所述智能家居系统包括实现受控设备地址分配的电连接器，所述方法包括：

（1）启动智能家居网关向应用服务器的访问；

（2）查询应用服务器是否有最新的协议驱动版本；如果应用服务器没有，则定时查询；

（3）如果应用服务器回答存在，则请求下载；

（4）应用服务器告诉网关下载地址和端口；

（5）网关向下载地址建立TCP连接，请求下载指定版本的协议驱动；

（6）网关下载要求的协议驱动；下载完毕，断开TCP连接；

（7）网关检查下载的协议驱动的完整性，如果出错，回到第（5）步；

（8）网关停止将要替换的协议驱动，并卸载；

（9）网关加载新下载的协议驱动，完成初始化；

其中，所述网关包括：

接收模块，用于接收来自受控设备的通知报文，该通知报文包括受控设备的固定地址，该固定地址包括受控设备的类型码、受控设备的条形码、受控设备的批次代码以及受控设备的序号中的一个或者多个组合；

动态地址分配模块，用于根据受控设备的固定地址为受控设备分配一个动态地址；以及

发送模块，用于向受控设备发送分配报文，该分配报文包括该动态地址；

其中，所述网关与电连接器通过RS485总线连接起来；

所述电连接器中包括信号线和电源线，且信号线走向与电源线保持一致；

该电连接器包括插座和插头；

插座包括第一处理模块以及，连接到第一处理模块的第一无线接口；

插头包括第二处理模块以及，连接到第二处理模块的第二无线接口；

第一和第二无线接口之间通过无线连接进行通信；

第一处理模块通过第一有线接口或者第三无线接口与网关进行连接，第二处理模块通过第二有线接口或者第四无线接口与受控设备进行连接；

其中该第一处理模块包括第一接收模块，第一发送模块，第三接收模块和存储模块，该第二处理模块包括第二接收模块，第二发送模块。

2.如权利要求1所述的动态分配地址的网关的在线升级方法，智能家居网关通告分组的TTL根据实际情况自动优化，其中，步骤（1）包括：

（A）应用服务器等待未知的智能家居网关的访问，所述应用服务器上没有关于该智能家居网关的信息；

（B）所述智能家居网关发起访问过程，向所述应用服务器注册；

（C）所述注册结束后，所述智能家居网关开始远程访问。

3.如权利要求1所述的动态分配地址的网关的在线升级方法，其中第一接收模块用于接收来自第二处理模块发送的受控设备固定地址，第一发送模块用于将所述固定地址发送给网关，第三接收模块用于接收来自网关的动态地址并将该动态地址存储在存储模块中。

4.如权利要求3所述的动态分配地址的网关的在线升级方法，其中第二接收模块用于接收来自受控设备的受控设备固定地址，第二发送模块用于将受控设备固定地址发送给第一处理模块。

5.如权利要求3所述的动态分配地址的网关的在线升级方法，其中该动态地址由网关随机分配。

6.如权利要求3所述的动态分配地址的网关的在线升级方法，其中该动态地址由手动指定。

7.如权利要求1或2所述的动态分配地址的网关的在线升级方法，其中，所述智能家居网关支持多种数据链路，所述数据链路包括485总线链路、以太网链路以及无线链路。

8.如权利要求1或2所述的动态分配地址的网关的在线升级方法，其中，所述网关根据各个链路上的各个协议的特征以及用户的配置识别各个链路上连接的智能终端。

9.如权利要求1或2所述的动态分配地址的网关的在线升级方法，其中，所述网关自动识别各个链路上的各种智能家居协议，从而识别各个链路上连接的智能终端。

10.如权利要求1或2所述的动态分配地址的网关的在线升级方法，所述智能家居系统还包括智能家居控制器，在智能家居控制器与智能终端之间通过RS485、RS232或者其他有线连接方式和无线连接方式中的一种或多种进行布线。

11.如权利要求1或2所述的动态分配地址的网关的在线升级方法，其中，所述智能家居网关采取星型、环型以及总线型和树状型中的一种或者多种拓扑结构的网络连接布线方式。