CN103957143B - 一种家电局域网的传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明解决现在多台家电子设备同时工作的时候不能及时反应的问题，提供一种家电局域网的传输方法，可解决在当前选用433模块的情况下多台家电同时工作的时候不能及时反应的问题。家电局域网的传输方法：1）网关单元发出组网指令，各台需要入网的家电子设备依次入网；2）网关单元按入网的先后顺序给入网的家电子设备分配相应的网络ID；3）网关单元根据指令判断采用怎样的传输方式进行数据传输，如果是广播类指令，则采用划分时间段的方法让不同的网内家电在相应的时间段进行数据传输；如果是单个家电子设备指令则采用先监听信道，再传输的方法进行数据传输；4）网关单元如果在某一个信道受到较强的无线干扰则采用转换信道的办法避免干扰。

Description

一种家电局域网的传输方法

技术领域

本发明涉及一种局域网的传输方法。特别涉及一种家电局域网的传输方法。

背景技术

当前，随着智能家居研发的兴起，白色家电以及照明的互联互通已经提到日程上来了。但是家电局域网内部相互之间如何才能比较好的进行无线传输却一直困扰着相关技术人员。因为家电的互联互通跟手机以及黑电产品的互联互通又不太一样，主要区别是在它的底层传输上面，家电互联互通底层传输的特点是要求成本低、安装方便、数据量小、设备数量多、反应及时、室内传输距离适中。所以我们不能把目前黑电产品的底层传输方法生搬硬套过来。根据家电家电互联互通底层传输的特点一般选用433M的无线模块比较合适。目前采用的无线数据传输方法有带碰撞避免的载波侦听多址访问方法或者采用划分时间段扫描的方法。但这两个办法都不足以保证多台家电同时工作的时候能及时反应。所以如何解决在当前选用433模块的情况下多台家电同时工作的时候能及时反应是当务之急。

发明内容

本发明的目的，是为了解决现在多台家电同时工作的时候不能及时反应的问题。提供一种家电局域网的传输方法，它可以解决在当前选用433模块的情况下多台家电同时工作的时候不能及时反应的问题。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

1、一种家电局域网传输方法，其中家电局域网包括网关单元和由若干个家电子设备组成的子设备节点单元，网关单元与子设备节点单元之间通过无线网络进行数据交换，网关单元是家电局域网内的主设备，各设备还包括一个无线模块，包括以下步骤：

S11：网关单元发出组网指令，各台需要入网的家电子设备依次入网；

S12：网关单元按入网的先后顺序给入网的家电子设备分配相应的网络ID；

S13：根据指令判断采用怎样的传输方式进行数据传输，如果是广播类的指令，则采用划分时间段的方法让不同的网内家电子设备在相应的时间段进行数据传输；如果是单个的家电子设备指令则采用先监听信道，然后再进行数据传输；

S14：如果在某一个信道受到较强的无线干扰则采用转换信道的办法避免干扰。

所述网关单元按以下方式发布组网指令：

S21：家电子设备上电后按开关机键若干秒，发送组网指令到家电子设备的无线模块，网关单元按组键，进入组网状态；

S22：网关单元发射无线组网帧，家电子设备的无线模块收到数据后，发送物理地址帧，包含家电子设备分类、物理地址及通信版本号信息；

S23：网关单元收到物理地址帧后，查看显示家电子设备物理地址，手工确认后，发送网络地址帧；

S24：家电子设备的无线模块收到网络地址帧后，发送申报指令到家电子设备；

S25：家电子设备收到申报指令后，发送申报信息到模块，模块发送申报帧无线信号；

S26：网关单元收到申报帧后，回复确认帧，如收不到，则退出接收申报信息，继续发送组网帧；家电子设备如收不到确认帧，则发送取消帧，令无线模块重新组网；

S27：网关单元收到最后一个申报帧后，发送登记信息帧；

S28：家电子设备收到登记信息帧后，回复确认帧，同时发送入网指令到家电子设备，通知放网；

S29：网关单元收到确认帧后，确认家电子设备已入网。

所述家电子设备按以下步骤入网：

S31：家电子设备上电后，无线模块在公共频道接收数据；

S32：网关单元每隔若干秒发送一次无线入网帧，家电子设备的无线模块收到后，发送入网帧，包含网关单元物理地址及分配地址；

S33：网关单元收到家电子设备的无线模块的入网帧，核对物理地址及网络地址匹配后，发送登记信息帧；

S34：家电子设备收到登记信息帧后，回复确认帧，同时发送入网指令到家电子设备，通知已入网；

S35：网关单元收到确认帧后，确认家电子设备已入网。

所述家电子设备入网成功后，网关单元按以下方式与局域网内各家电子设备传输数据：

S41：网关单元在进行数据传输之前先判断是否广播帧，如果是广播帧则根据入网家电子设备的数量划分时间段，第一个时间段留个网关单元使用，其余的时间段则按照网关单元分配ID的先后顺序分配给家电子设备使用，如果是单个家电子设备的数据帧，则在家电子设备传输数据帧之前，该家电子设备先对无线网络进行监听，查看是否有其他家电子设备正在传输数据。若传输正在进行，该家电子设备将等待一段随机的时间，然后再监听，下面这个等式确定该等待随机的时间Backoff的长度：

Backoff ＝ 2RetryCount×Random（1~MaxRetryCount）

式中RetryCount表式当前重传的次数，MaxRetryCount规定最多重传的次数，Random为随机数产生函数，每次产生一个1到MaxRetryCount的整数；

S42：若没有其他家电子设备在使用传输介质，该家电子设备就开始传输一个完整的帧；由于一个家电子设备在传输数据的同时，另一个家电子设备也可能开始传输数据，为了避免此类冲突造成的数据丢失，接收家电子设备检测所收到的分组的CRC，如果正确，则向发送设备传输一个确认信息，以指示没有冲突发生；否则，发送设备将重复上述过程直到数据发送成功，或者重传规定的次数；

S43：当子设备节点单元的任何家电子设备监听到非本子设备节点单元内家电子设备在基本信道上发送的数据后，需要将该子设备节点单元的忙闲表通过信息帧报告网关单元，网关单元收到多于10次的信道冲突信息帧后,则根据网关单元自己监测的信道忙闲表和家电子设备汇报的忙闲表找到新的空闲信道，网关单元在基本信道上向最近汇报冲突的家电子设备发送测试信道的命令，家电子设备需要在主设备指定的信道上发送若干帧测试数据，以测试该信道是否可用，然后退回基本信道，等待网关单元命令。

S44：如网关单元决定转换基本信道，需要根据其注册表的纪录向子设备节点单元中所有已注册家电子设备依次发送转换到新信道的命令，对转换信道命令做出反应的家电子设备和未作反应的家电子设备都将被主设备纪录，网关单元每隔2小时对尚未响应转换信道命令的家电子设备在原基本信道上重复发送转换信道命令，在对未响应转换信道命令的家电子设备进行操作前，网关单元应首先向其发送转换信道命令，如家电子设备不响应转换信道命令则放弃此次操作，在24小时内未能对转换信道命令做出反应的家电子设备将视为被注销，需要重新注册。

本发明的有益效果有：

由于使用了根据实际情况灵活采用划分时间段扫描或者带检测防碰撞的方法，比较好的解决了多台跟单台家电传输方法不同的问题，从而达到了家电传输的低成本以及反应及时的要求。

附图说明

图1为本发明具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的做进一步的说明。

如图1所示，本实施例包括网关单元1以及由若干个家电设备组成的子设备节点单元2；所述网关单元1与子设备节点单元2之间通过无线网络连接以进行数据交换，网关单元是家电局域网的主设备，各设备还包括一个无线模块。

网关单元和家电子设备进行正常通信之前要先进行组网，组网之后才能进行正常通信。网关的组网步骤如下：

A、家电子设备上电后按开关机键X秒，发送组网指令到家电无线模块，网关单元按组键，进入组网状态；

B、网关单元发射无线组网帧，家电子设备的无线模块收到数据后，发送物理地址帧，包含家电子设备的分类、物理地址及通信版本号信息；

C、网关单元收到物理地址帧后，查看显示家电子设备的物理地址，手工确认后，发送网络地址帧；

D、家电子设备的无线模块收到网络地址帧后，发送申报指令到家电子设备；

E、家电子设备收到申报指令后，发送申报信息到模块，模块发送申报帧无线信号；

F、网关单元收到申报帧后，回复确认帧，如收不到，则退出接收申报信息，继续发送组网帧；家电子设备如收不到确认帧，则发送取消帧，令无线模块重新组网；

G、网关单元收到最后一个申报帧后，发送登记信息帧；

H、家电子设备收到登记信息帧后，回复确认帧，同时发送入网指令到家电子设备，通知放网；

I、网关单元收到确认帧后，确认家电子设备已入网。

家电子设备的入网步骤如下：

A、家电子设备上电后，其无线模块在公共频道接收数据；

B、网关单元每Y秒发送一次无线入网帧，家电子设备的无线模块收到后，发送入网帧，包含网关单元物理地址及分配地址；

C、网关单元收到家电子设备的无线模块的入网帧，核对物理地址及网络地址匹配后，发送登记信息帧；

D、家电子设备收到登记信息帧后，回复确认帧，同时发送入网指令到家电子设备，通知已入网；

E、网关单元收到确认帧后，确认家电子设备已入网。

组网完成之后，就可以进行正常的数据传输了。网关单元在进行数据传输之前先判断是否广播帧，如果是广播帧则根据入网家电的数量划分时间段，第一个时间段留给网关单元使用，其余的时间段则按照网关单元分配ID的先后顺序分配给家电使用。如果是单个家电子设备的数据帧，则在家电子设备传输数据帧之前，家电子设备先对无线网络进行监听，查看是否有其他设备正在传输数据。若传输正在进行，该家电子设备将等待一段随机的时间，然后再监听，下面这个等式将确定 Backoff的时间长度：

Backoff ＝ 2RetryCount×Random（1~MaxRetryCount）

式中 RetryCount表式当前重传的次数， MaxRetryCount规定最多重传的次数，Random为随机数产生函数，每次产生一个 1到 MaxRetryCount的整数。

若没有其他设备在使用传输介质，该家电子设备就开始传输一个完整的帧；因为很有可能一个设备传输数据的同时，另一个设备也开始传输数据，为了避免此类冲突造成的数据丢失，接收设备检测所收到的分组的CRC，如果正确，则向发送设备传输一个确认信息，以指示没有冲突发生。否则，发送设备将重复上述过程直到数据发送成功，或者重传规定的次数。

当子设备节点单元内任何子设备监听到非本子设备节点单元内设备在基本信道上发送的数据后，需要将该子设备节点单元的忙闲表通过信息帧报告主设备。主设备即网关收到多于10次的信道冲突信息帧后,则根据主设备自己监测的信道忙闲表和设备汇报的忙闲表找到新的空闲信道。主设备在基本信道上向最近汇报冲突的子设备发送测试信道的命令。子设备需要在主设备指定的信道上发送若干帧测试数据，以测试该信道是否可用，然后退回基本信道，等待主设备命令。

如主设备决定转换基本信道，需要根据其设备注册表的纪录向控制子网中所有已注册子设备依次发送转换到新信道的命令。对转换信道命令做出反应的子设备和未作反应的子设备都将被主设备纪录。主设备每隔2小时对尚未响应转换信道命令的子设备在原基本信道上重复发送转换信道命令。在对未响应转换信道命令的子设备进行操作前，网关单元应首先向其发送转换信道命令。如子设备不响应转换信道命令则放弃此次操作。在24小时内未能对转换信道命令做出反应的子设备将视为被注销，需要重新注册。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种家电局域网传输方法，其中家电局域网包括网关单元和由若干个家电子设备组成的子设备节点单元，网关单元与子设备节点单元之间通过无线网络进行数据交换，网关单元是家电局域网内的主设备，各设备还包括一个无线模块，其特征在于，包括以下步骤：

S11：网关单元发出组网指令，各台需要入网的家电子设备通过其无线模块依次入网；

S12：网关单元按入网的先后顺序给入网的家电子设备分配相应的网络ID；

S13：根据指令判断采用怎样的传输方式进行数据传输，如果是广播类的指令，则采用划分时间段的方法让不同的网内家电子设备在相应的时间段进行数据传输；如果是单个的家电子设备指令则采用先监听信道，然后再进行数据传输；

S14：如果在某一个信道受到较强的无线干扰则采用转换信道的办法避免干扰；

所述网关单元按以下方式发布组网指令：

S21：家电子设备上电后按开关机键若干秒，发送组网指令到家电子设备的无线模块，网关单元按组键，进入组网状态；

S22：网关单元发射无线组网帧，家电子设备的无线模块收到数据后，发送物理地址帧，包含家电子设备分类、物理地址及通信版本号信息；

S23：网关单元收到物理地址帧后，查看显示家电子设备物理地址，手工确认后，发送网络地址帧；

S24：家电子设备的无线模块收到网络地址帧后，发送申报指令到家电子设备；

S25：家电子设备收到申报指令后，发送申报信息到无线模块，无线模块发送申报帧无线信号；

S26：网关单元收到申报帧后，回复确认帧，如收不到，则退出接收申报信息，继续发送组网帧；家电子设备如收不到确认帧，则发送取消帧，令无线模块重新组网；

S27：网关单元收到最后一个申报帧后，发送登记信息帧；

S28：家电子设备收到登记信息帧后，回复确认帧，同时发送入网指令到家电子设备，通知放网；

S29：网关单元收到确认帧后，确认家电子设备已入网。

2.根据权利要求1所述的家电局域网传输方法，其特征在于，所述家电子设备按以下步骤入网：

S31：家电子设备上电后，无线模块在公共频道接收数据；

S32：网关单元每隔若干秒发送一次无线入网帧，家电子设备的无线模块收到后，发送入网帧，包含网关单元物理地址及分配地址；

S33：网关单元收到家电子设备的无线模块的入网帧，核对物理地址及网络地址匹配后，发送登记信息帧；

S34：家电子设备收到登记信息帧后，回复确认帧，同时发送入网指令到家电子设备，通知已入网；

S35：网关单元收到确认帧后，确认家电子设备已入网。

3.根据权利要求2所述的家电局域网传输方法，其特征在于，所述家电子设备入网成功后，网关单元按以下方式与局域网内各家电子设备传输数据：

S41：网关单元在进行数据传输之前先判断是否广播帧，如果是广播帧则根据入网家电子设备的数量划分时间段，第一个时间段留个网关单元使用，其余的时间段则按照网关单元分配ID的先后顺序分配给家电子设备使用，如果是单个家电子设备的数据帧，则在家电子设备传输数据帧之前，该家电子设备先对无线网络进行监听，查看是否有其他家电子设备正在传输数据，若传输正在进行，该家电子设备将等待一段随机的时间，然后再监听，下面这个等式确定该等待随机的时间Backoff的长度：

Backoff ＝ 2RetryCount×Random（1~MaxRetryCount）

式中RetryCount表式当前重传的次数，MaxRetryCount规定最多重传的次数， Random为随机数产生函数，每次产生一个1到MaxRetryCount的整数；

S42：若没有其他家电子设备在使用传输介质，该家电子设备就开始传输一个完整的帧；由于一个家电子设备在传输数据的同时，另一个家电子设备也可能开始传输数据，为了避免此类冲突造成的数据丢失，接收家电子设备检测所收到的分组的CRC，如果正确，则向发送设备传输一个确认信息，以指示没有冲突发生；否则，发送设备将重复上述过程直到数据发送成功，或者重传规定的次数；

S43：当子设备节点单元内的任何家电子设备监听到非本子设备节点单元内家电子设备在基本信道上发送的数据后，需要将该子设备节点单元的忙闲表通过信息帧报告网关单元，网关单元收到多于10次的信道冲突信息帧后,则根据网关单元自己监测的信道忙闲表和家电子设备汇报的忙闲表找到新的空闲信道，网关单元在基本信道上向最近汇报冲突的家电子设备发送测试信道的命令，家电子设备需要在主设备指定的信道上发送若干帧测试数据，以测试该信道是否可用，然后退回基本信道，等待网关单元命令；

S44：如网关单元决定转换基本信道，需要根据其注册表的纪录向子设备节点单元中所有已注册家电子设备依次发送转换到新信道的命令，对转换信道命令做出反应的家电子设备和未作反应的家电子设备都将被主设备纪录，网关单元每隔2小时对尚未响应转换信道命令的家电子设备在原基本信道上重复发送转换信道命令，在对未响应转换信道命令的家电子设备进行操作前，网关单元应首先向其发送转换信道命令，如家电子设备不响应转换信道命令则放弃此次操作，在24小时内未能对转换信道命令做出反应的家电子设备将视为被注销，需要重新注册。