CN102694883A - 智能家居网络中的地址分配方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种为智能家居网络中的智能设备分配网络地址的方法以及设备。该方法包括当受控设备第一次上电接入网络时，受控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；网关收到此通知报文后根据系统设置给受控设备分配一个唯一的动态ID地址；然后网关发送动态ID分配报文给受控设备；接着在受控设备收到动态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。通过该方法，使得地址分配变得简单高效，进而提高了通信效率。

Description

智能家居网络中的地址分配方法及设备
技术领域
本发明涉及一种为智能家居网络中的智能设备分配网络地址的方法，并且尤其涉及在智能家居网络环境内，根据固定地址和动态ID为多个智能设备分配地址的的方法。
背景技术
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、 智能家居-系统设计方案安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
而为了使智能家居环境中的各种智能设备发挥作用，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。
发明内容
鉴于现有技术的缺点，本发明提供一种智能家居网络中的地址分配方法，其中智能家居网络包括网关以及至少一个受控设备，该方法包括：
（1）当受控设备第一次接入智能家居网络时，受控设备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；
（2）网关收到该第一通知报文后给受控设备分配一个动态地址；
（3）网关向该受控设备发送分配报文，所述分配报文包括该动态地址；
（4）该受控设备收到分配报文后将其中的动态地址存储起来，并在以后的通信中都用该动态地址作为通信地址。
进一步的，其中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，以及设受控备的序号。
进一步的，其中该动态地址由网关随机分配。
进一步的，其中该动态地址由手动指定。
还提供了一种智能家居网络中的网关，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；
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。
还公开了一种智能家居网络中的受控设备，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。
附图说明
图 1 本申请适用的智能家居网络结构；
图 2 智能设备的地址编码格式；
图 3 设备固定地址结构；
图 4 设备接入智能家居网络后的具体地址分配流程；
图 5 网关的功能模块；
图 6 受控设备的功能模块。
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。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2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、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。
图3A表示了第一实施例，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。
图3B表示了第二实施例，如果受控设备包括多个，但可以根据受控设备的条形码和批次码唯一确定，例如逐步添置的同类型设备，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。
图3C表示了第三实施例，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，其长度可由实际应用场景决定，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。
图4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，同时网管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5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6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。
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 (22)

1.一种智能家居网络中的地址分配方法，其中智能家居网络包括网关以及至少一个受控设备，该方法包括：
（1）当受控设备第一次接入智能家居网络时，受控设备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；
（2）网关收到该第一通知报文后给受控设备分配一个动态地址；
（3）网关向该受控设备发送分配报文，所述分配报文包括该动态地址；
（4）该受控设备收到分配报文后将其中的动态地址存储起来，并在以后的通信中都用该动态地址作为通信地址。
2.如权利要求1所述的智能家居网络中的地址分配方法，其中该固定地址包括受控设备的条形码和/或设备类型码。
3.如权利要求2所述的智能家居网络中的地址分配方法，其中该固定地址还包括受控设备的批次代码或设备序号。
4.如权利要求2所述的智能家居网络中的地址分配方法，其中该固定地址还包括受控设备的批次代码和设备序号。
5.如权利要求2-4中任一所述的智能家居网络中的地址分配方法，其中该动态地址由网关随机分配。
6.如权利要求2-4中任一所述的智能家居网络中的地址分配方法，其中该动态地址由手动指定。
7.如权利要求2-4中任一所述的智能家居网络中的地址分配方法，其中网关与受控设备通过485总线连接起来。
8.一种智能家居网络中的网关，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；
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。
9.如权利要求8所述的智能家居网络中的网关，其中该动态地址由网关随机分配。
10.如权利要求8所述的智能家居网络中的网关，其中该固定地址包括受控设备的条形码和/或设备类型码。
11.如权利要求8所述的智能家居网络中的网关，其中该固定地址还包括受控设备的批次代码或设备的序号。
12.如权利要求8所述的智能家居网络中的网关，其中该固定地址还包括的批次代码和受控设备的序号。
13.如权利要求10-12中任一所述的智能家居网络中的网关，其中该动态地址由手动指定。
14.如权利要求10-12中任一所述的智能家居网络中的网关，其中网关与受控设备通过485总线连接起来。
15.一种智能家居网络中的受控设备，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。
16.如权利要求15所述的智能家居网络中的受控设备，其中该动态地址由网关随机分配。
17.如权利要求15所述的智能家居网络中的受控设备，还包括第二存储模块，用于存储该固定地址。
18.如权利要求17所述的智能家居网络中的受控设备，其中该固定地址包括受控设备的条形码和/或设备类型码。
19.如权利要求18所述的智能家居网络中的受控设备，其中该固定地址还包括受控设备的批次代码或序号。
20.如权利要求19所述的智能家居网络中的受控设备，其中该固定地址还包括受控设备的序号和批次代码。
21.如权利要求17-19中任一所述的智能家居网络中的受控设备，其中该动态地址由手动指定。
22.如权利要求17-19所述的智能家居网络中的受控设备，其中网关与受控设备通过485总线连接起来。
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