CN104052641A - 电器设备网络适配器组网方法 - Google Patents

电器设备网络适配器组网方法 Download PDF

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佘培嘉
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Abstract

本发明公开了一种电器设备网络适配器组网方法,解决不同电器设备在一个无线环境中组网难、管理难的问题,从根本上解决适配器“难网络”的特征。为了实现电器设备网络适配器的顺利组网,需要电器设备网络适配器软件设计思路上有所调整,也需要无线网关和互联网远程服务器按照约束的通信规则操作。

Description

电器设备网络适配器组网方法
技术领域
[0001] 本发明属于网络家电技术领域,具体地说,涉及一种电器设备网络适配器组网方法。
背景技术
[0002] 随着网络技术的发展,电器设备作为家电中一位重要的成员,对于网络化和远程控制的需求变得非常迫切。
[0003] 现有的网络电器设备方案,大多都已经提到网络电器设备适配器的概念,并且结构上包括无线通讯模块和电器设备适配模块,其中,无线通讯模块接收用户通过无线网关发出的指令信息,并将其传输至电器设备适配模块;电器设备适配模块对接收到的指令信息进行解析后,通过串行通信接口与电器设备的电路系统通信,控制电器设备执行相应的操作;此外在硬件接口设计上为了让网络电器设备适配器能够方便的安装进电器设备的主板,也能作为独立的外部设备与电器设备分离,大家想到的设计思路是网络电器设备适配器可以通过USB等串行接口插在电器设备上。很明显从设计思路上来讲,对于网络电器设备适配器大家都拘泥于单个网络电器设备适配器如何安装在电器设备主板,如何又可以独立于电器设备,如何让电器设备入网,如何接收网络的电器设备控制指令等等方面,却都忽略了一旦多个电器设备入网,各个电器设备在网络上如何管理,如何避免网络冲突,如何协调各电器设备之间的关系。这就造成了网络电器设备适配器有了,但多个电器设备组网困难,入网管理杂乱无章的局面。
发明内容
[0004] 本发明公开了一种电器设备网络适配器组网方法,解决不同电器设备在一个无线环境中组网难、管理难的问题,从根本上解决适配器“难网络”的特征。为了实现电器设备网络适配器的顺利组网,需要电器设备网络适配器软件设计思路上有所调整,也需要无线网关和互联网远程服务器按照约束的通信规则操作。
[0005] 为解决上述问题,本发明使用四个方面的技术方法细节互相配合来予以实现。
[0006] 第一个方面,电器设备网络适配器组网方法,在于所述的电器设备网络适配器即使没有接收到来自无线网关的指令,也会周期性的通过电器设备适配模块与电器设备的MCU处理单元进行串行通信获取电器设备的状态信息,并将获得的这些信息存储在存储器中。各个电器设备网络适配器之间不能进行无线通信。各个电器设备网络适配器都具备一个识别ID,并存储在各自的存储器中,无线网关通过此ID来识别和管理各个电器设备网络适配器,也就达到识别和管理各个电器设备的目的。
[0007] 第二个方面,电器设备网络适配器组网方法要求电器设备网络适配器不主动发送信息给无线网关,只能在接收到来自无线网关的控制指令或者查询指令后,才会反馈信息给无线网关。
[0008] 第三个方面,与电器设备网络适配器进行无线通信的无线网关不同于独立的无线路由器或者多媒体网关,它只能通过路由器或者网络运营商的调制解调器进入互联网。无线网关是所述电器设备网络适配器的集中管理器。无线网关会在无线环境中周期性的主动发起查询指令,轮询各个电器设备网络适配器,获取电器设备的状态信息,并且存储下来。此外无线网关会将存储的各电器设备的状态信息和无线网关自身检测到的无线网络环境的状态信息(诸如无线网环境的温湿度、空气质量等)并连同无线网关自己的身份信息一起发送到互联网远程服务器,互联网远程服务器接收到信息后会反馈指令给无线网关,无线网关对反馈的指令进行解析,如果解析的结果有电器设备的控制指令,则无线网关负责将指令分发给对应的电器设备的电器设备网络适配器。无线网关具备唯一 ID,无线网关发送到互联网远程服务器的身份信息中包含有ID信息,以便互联网远程服务器能够识别网络上的其它无线网关。
[0009] 第四个方面,所述的互联网远程服务器不会主动发出指令给无线网关,它只有先接收到无线网关的数据信息后,才会以反馈数据的形式发送数据给无线网关。用户不能直接登陆无线网关发送控制指令控制电器设备,用户只能通过互联网远程服务器存储自己的有效的电器设备控制命令,然后在无线网关发送数据信息到互联网远程服务器时,互联网远程服务器将存储的用户的电器设备控制指令反馈给无线网关。
[0010] 本发明公开的是种组网方法,电器设备网络适配器硬件上一个电阻,电容都能带来电路设计的不同,但在组网软件设计上需要方法的指引才能建立起满足要求的网络环境。上述四个方面的体现的特点,需要借助软件设计来实现,在任意一个无线组网环境中,利用上述四个方面特点进行组网的软件设计实例都属于本发明的保护范围。
[0011] 与现有的电器设备网络适配器相比,对单一的电器设备而言,本方明描述的方法中电器设备网络适配器具备一样的远程控制管理的工作效果,那就是电器设备网络适配器和无线网关的配合,实现了远程管理电器设备的目的,使电器设备能够成功的按照网络要求进行开关机、制冷、制热、调解风速等一系列操作,也使得电器设备的工作状态、耗电情况等信息都能传输到网络上供用户查看管理。就电器设备单方面而言,使用该适配器,能够使电器设备轻松的具备网络功能,电器设备的研发人员只需要在电器设备主板的软件上增加一个通信接口程序,就能和电器设备网络适配器对接,通过电器设备网络适配器实现入网功能。
[0012] 本发明描述的方法中提到的电器设备网络适配器虽然与现有的网络电器设备适配器达到远程控制管理电器设备的同样目的,但相比之下,它的优点就是凸显在同一个无线环境中的所有的电器设备网络适配器通过无线网关统一集中管理,减轻了互联网络的网络负担和无线环境的无线信号管理负担,各电器设备网络适配器通过识别ID在无线环境中组网更加顺利。为了方便无线网关对于各个电器设备的管理,各电器设备网络适配器将会随时主动搜集所在电器设备的状态信息,一旦电器设备网络适配器收到来自无线网关的查询指令,就可以立即反馈电器设备的状态信息。这样带来的优点就是缩短无线网关等待反馈信息的时间,提高无线网关的轮询性能。
[0013] 结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后,利用本发明方便各个电器设备组网的特点和优点就将变得更加清楚。
附图说明
[0014] 图1是利用本发明提供的方法使用电器设备网络适配器将多个电器设备组网的实施例图。
[0015] 图2是无线网关软件流程图。
[0016] 图3是无线网关取得电器设备网络适配器ID和总数的方法。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图对本发明的具体实施方式,详细描述。
[0018] 实施例1,参见图1所示,利用本发明提供的方法使用电器设备网络适配器将多个电器设备组网的实施例图。
[0019] 如图1所示,电器设备网络适配器组网方法中的电器设备网络适配器都是由无线通讯模块和电器设备适配模块两大部分组成,电器设备适配模块的MCU处理单元具备两个串行通信接口,一个串行接口(如SPI)与无线通讯模块的无线信号处理单元通信,另一个串行接口负责与电器设备的MCU处理单元通信。电器设备适配模块和电器设备的MCU处理单元之间按照彼此约定的通信协议通信。电器设备适配模块周期性的与电器设备的MCU处理单元通信获取电器设备的状态,并存储在电器设备适配模块中,当无线通讯模块接收到指令传输给电器设备适配模块时,电器设备适配模块分析指令属于控制指令还是查询指令,如果是查询指令,电器设备适配模块就将周期性查询的电器设备最新状态信息,发送给无线通讯模块,由无线通讯模块发送给无线网关;如果是控制指令,电器设备适配模块就将该指令按照通信协议发送给电器设备的MCU处理单元,由电器设备的MCU处理单元控制电器设备动作。
[0020] 无线网关通过与电器设备网络适配器进行通信实现对电器设备的管理控制。每一个电器设备网络适配器都有一个ID,这个ID在电器设备所属的无线环境中唯一。如果电器设备网络适配器具备显示屏,那么ID可以通过显示屏显示出来。在无线网关看来,所有的电器设备网络适配器都是一个个的ID。无线网关和所有的电器设备网络适配器按照约定的通信协议进行无线通信,无线网关发出的信号数据中包含此ID,电器设备网络适配器通过分析接收的无线信号中的ID信息来判断该信息是否针对自己,如果接收的信号中ID信息与自己的ID信息不符合,就丢弃接收的信号数据。当然了,懂技术的人都知道,如果接收的信号不满足通信协议,属于无线干扰数据,这类数据也是肯定要丢弃的。
[0021] 为了掌握网络中所有电器设备的状态,无线网关会在无线环境中周期性的主动发起查询指令,轮询各个电器设备网络适配器,获取电器设备的状态信息,并且存储下来。
[0022] 在无线网关不主动联系互联网远程服务器之前,互联网远程服务器不会主动发出指令给无线网关,用户发出的有效控制指令也不会直接到无线网关,而是存储在互联网远程服务器上,为了让互联网远程服务器能够随时了解无线网关所处的无线环境中各个电器设备的状态信息,也为了让无线网关能够得到互联网远程服务器的指令,无线网关必须与互联网远程服务器协调,随时向互联网远程服务器汇报无线网关所处的无线环境中各个电器设备的状态信息。无线网关会将存储的各电器设备的状态信息和无线网关自身检测到的无线网环境的状态信息(诸如无线网环境的温湿度、空气质量等)并连同无线网关自己的身份信息一起发送到互联网远程服务器,互联网远程服务器接收到信息后会反馈指令给无线网关,无线网关对反馈的指令进行解析,如果解析的结果有电器设备的控制指令,则无线网关负责将指令分发给对应的电器设备网络适配器。
[0023] 用户发出有效的控制指令到互联网远程服务器的方式有多种方式,比如登录服务器的WEB页面,发出电器设备的控制指令,再比如使用手机APP移动应用,发送电器设备控制指令到服务器,还比如,使用电子邮件,短信息,微信等手段发送电器设备控制指令。
[0024] 无线网关进入互联网后,互联网远程服务器对所有无线网关的数据识别,要依靠无线网关发送到服务器的身份信息来操作,用户进行无线网关设备注册时,需要借助无线网关的身份ID等身份信息来协助注册,实现无线网关到用户的一一对应。很明显懂技术的人都知道,只要具备唯一性的信息都可以在设计中充当身份ID,比如说MAC地址,IP地址,或者自定义的数据等。
[0025] 用户进行无线网关设备注册需要无线网关的身份信息的相关内容,那就要求用户事先知道这些信息,这就要求与无线网关设备注册相关的无线网关的部分或全部身份信息必须以标签的形式或者能够扫描的条码形式或者其它任何形式显示出来让用户能够用眼睛看得到或者能够用扫描仪扫描到。
[0026] 图2是无线网关软件流程图,主要包含两大部分一个是电器设备网络适配器的交互部分,另一个是互联网远程服务器的交互部分。
[0027] 电器设备网络适配器的交互部分,主要是发出控制或查询指令给电器设备网络适配器,接收电器设备网络适配器的反馈。
[0028] 互联网远程服务器的交互部分,主要是将无线环境中的电器设备的状态信息发送给互联网远程服务器,并接收服务器的反馈。
[0029] 下面具体阐述其运行步骤:
[0030] A、程序初始化
[0031 ] B、判断电器设备总数是否为0,如果为O执彳了 C步骤,如果不为O执彳了 D步骤
[0032] C、如果电器设备总数为0,判断服务器访问的预留时间是否到,如果时间到,发起服务器访问,服务器反馈信息后,无线网关根据反馈信息的管理指令提取电器设备总数和各电器设备网络适配器ID,并存储在存储器中。
[0033] D、判断如果所有的电器设备总数不为0,发射无线信号,逐一轮询电器设备,获取电器设备的状态信息。
[0034] E、判断电器设备轮询是否完毕,如果轮询没有完毕,继续执行D步骤,如果轮询完毕,判断服务器访问的预留时间是否到,如果时间到,发起服务器访问,服务器反馈信息后,解析信息。
[0035] F、如果解析到控制指令,发射无线信号到指定的电器设备网络适配器。
[0036] G、如果解析到时间预留,重置服务器访问的预留时间。
[0037] H、如果解析到管理指令,提取电器设备总数和增加/删除电器设备网络适配器ID程序存储池的内容,并存储在存储器中。
[0038] 1、结束本次进程。
[0039] 通过采用上述软件流程建立的无线网关,能够很容易的实现电器设备网络适配器的组网。考虑到减轻服务器访问的负担,在无线网关没必要必须通过访问服务器来获取电器设备网络适配器的ID,也可以通过其它方式来获取。如果获取电器设备网络适配器ID的方法发生了改变,上述软件流程中关于获取获取电器设备网络适配器ID的设计也会发生变化。
[0040] 参见图3所示,是无线网关取得电器设备网络适配器ID和总数的方法。
[0041] 从图中能够清楚的看到有四种方法能够让无线网关取得电器设备网络适配器ID和总数。
[0042] 第一种方法:无线网关和电脑处于同一个局域网段,电脑安装无线网关通信应用程序后,通过无线网关通信应用程序能够轻松管理无线网关的所有电器设备网络适配器ID,用户可以手动输入电器设备网络适配器ID增加电器设备网络适配器,也可以轻易的删除电器设备网络适配器ID。用户操作的数据会直接反馈到无线网关,无线网关提取电器设备总数和各电器设备网络适配器ID,并存储在存储器中。
[0043] 第二种方法:无线网关提供WEB登录入口,只供用户管理无线网关,诸如电器设备网络适配器ID的增加,删除,MAC地址的管理,映射端口的管理,DHCP的管理等,但不提供电器设备的控制入口,用户控制电器设备,只能通过发送指令到互联网远程服务器,在无线网关和服务器的交互中来达到将控制指令传输给无线网关的目的。
[0044] 第三种方法:用户在移动设备上使用移动APP增加,删除电器设备网络适配器ID,信息数据会传输到互联网远程服务器。无线网关在和服务器的交互中获取所有电器设备网络适配器ID。
[0045] 第四种方法:用户利用移动设备或电脑WEB登录互联网远程服务器增加,删除电器设备网络适配器ID。无线网关在和服务器的交互中获取所有电器设备网络适配器ID。
[0046] 图3所示的方法都有一个共同的特点,电器设备网络适配器的ID都是依靠用户手动输入的,用户必须事先知道ID数据,而这个ID是存储在电器设备网络适配器的存储器内的ID,这就要求电器设备网络适配器的ID必须以标签的形式或者能够扫描的条码形式或者其它形式显示出来让用户能够用眼睛看得到或者能够用扫描仪扫描到。
[0047] 懂技术的人都知道,无线网关获取电器设备网络适配器ID,不一定非要用户手动输入数据源才能让无线网关得到电器设备网络适配器ID。程序员只需要在电器设备网络适配器的软件程序中增加ID反馈的相关设计,无线网关增加通过无线信号获取电器设备网络适配器ID的收发、解析信号的相关设计,就可以保证无线网关能够自动获取无线环境中电器设备网络适配器的ID。当然了为了获取电器设备网络适配器ID,减少无线信号冲突碰撞,降低干扰,配合软件设计进行的硬件设计上的变化也是可以的,而图2的无线网关软件流程也会因此有一个小小的变化。
[0048] 应当指出:以上所述仅是本发明的一种优选实施方式,对于本技术领域的普通技术人员说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种电器设备网络适配器组网方法,在于所述的电器设备网络适配器即使没有接收到来自无线网关的指令,也会周期性的通过电器设备适配模块与电器设备的MCU处理单元进行串行通信获取电器设备的状态信息,并将获得的这些信息存储在存储器中。各个电器设备网络适配器之间不能进行无线通信。各个电器设备网络适配器都具备一个识别ID,并存储在各自的存储器中,无线网关通过此ID来识别和管理各个电器设备网络适配器,也就达到识别和管理各个电器设备的目的。
2.如权利要求1描述中提到的电器设备网络适配器组网方法,其特征在于,电器设备网络适配器不主动发送信息给无线网关,只能在接收到来自无线网关的控制指令或者查询指令后,才会反馈信息给无线网关。
3.如权利要求2所述中提到的电器设备网络适配器组网方法,其特征在于,所述的无线网关不同于独立的无线路由器或者多媒体网关,它只能通过路由器或者网络运营商的调制解调器进入互联网。无线网关是所述电器设备网络适配器的集中管理器。无线网关会在无线环境中周期性的主动发起查询指令,轮询各个电器设备网络适配器,获取电器设备的状态信息,并且存储下来。此外无线网关会将存储的各电器设备的状态信息和无线网关自身检测到的无线网环境的状态信息(诸如无线网环境的温湿度、空气质量等)并连同无线网关自己的身份信息一起发送到互联网远程服务器,互联网远程服务器接收到信息后会反馈指令给无线网关,无线网关对反馈的指令进行解析,如果解析的结果有电器设备的控制指令,则无线网关负责将指令分发给对应的电器设备的电器设备网络适配器。无线网关具备唯一 ID,无线网关发送到互联网远程服务器的身份信息中包含有ID信息,以便互联网远程服务器能够识别网络上的其它无线网关。
4.如权利要求3所述中提到的电器设备网络适配器组网方法,其特征在于,所述的互联网远程服务器不会主动发出指令给无线网关,它只有先接收到无线网关的数据信息后,才会以反馈数据的形式发送数据给无线网关。用户不能直接登陆无线网关发送控制指令控制电器设备,用户只能通过互联网远程服务器存储自己的有效的电器设备控制命令,然后在无线网关发送数据信息到互联网远程服务器时,互联网远程服务器将存储的用户的电气设备控制指令反馈给无线网关。
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