CN104104566A - 基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统及其接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统及接入方法，属于智能家居领域。系统包括智能家庭网关与电器设备、智能家庭网关与智能终端之间相互通信的组件；智能家庭网关的通信组件包括：第一定时器、第一组播Socket模块、第一单播Socket模块和应用处理模块；电器设备的通信组件包括：第二组播Socket模块、存储器、第二定时器和第二单播Socket模块,通过通信组件之间相互协作以实现组播与单播双协议的智能家居自动接入系统。基于此系统，电器设备就可以自动接入智能家庭网关，整个过程实现无人工干预,解决了现有智能家居中各电器设备与智能家庭网关建立通信通道都需要人工查询、手动录入的问题。

Description

基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统及其接入方法

技术领域

本发明涉及一种智能家居中各电器设备、智能终端能够自动接入到智能家庭网关的通信系统，特别涉及基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统系统及其接入方法。

背景技术

电器设备全称“智能家用电器设备”，此类设备提供了与外部设备通信的接口，外部设备可以通过此接口能够对此类设备进行监视或控制。智能家庭网关，其主要功能负责将各电器设备统一接入与控制，并通过智能终端进行展示。智能终端为电器设备进行展示与控制提供一个人机接口。如：手机、个人电脑、手持终端等。智能终端属于电器设备中的一种显示与控制设备，在接入到家庭网关的具体实现与其他电器设备相同，因此本文所提及的电器设备也包括智能终端。如图1所示，当前智能家居组网中，智能家庭网关为单播Socket服务端，各电器设备为单播Socket客户端。如果电器设备需要与智能家庭网关通信或智能家庭网关需要与电器设备通信时，电器设备必须与智能家庭网关建立Socket连接，而建立Sokcet连接的前提是电器设备必须知道智能家庭网关的单播IP和监听端口，否则无法建立Socket连接。

目前，各电器设备获取智能家庭网关的服务端的单播IP和监听端口都是通过人工从智能家庭网关查看其单播IP和监听端口信息，再通过手动对各电器设备进行逐一录入。只要智能家庭网关IP或端口有变更，与之连接的所有电器都需要重新手工录入，这样不仅工作量大而且容易出错、代价极高。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中所提及的电器设备获取智能家庭网关的服务器的单播IP和监听端口必须通过人工查看、手动录入，而这种方法不仅工作量大且容易出错。本发明提供了基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统系统及其接入方法，通过电器设备、智能家庭网关自身的组播Socket模块，使得电器设备可以自动接入到智能家庭网关中，整个过程都是自动完成，无需人工参与。

2.技术方案

基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统，包括智能家庭网关与电器设备、智能家庭网关与智能终端之间相互通信的组件，使得智能家庭网关与电器设备之间的相互通信、有机协作的整体统一的自动接入系统。因智能终端(如手机)与电器设备实现相同，所以，全文只描述电器设备的实现，智能终端实现方案直接参见电器设备的技术方案即可。

智能家庭网关的通信组件包括第一定时器、第一组播Socket模块、第一单播Socket模块、应用处理模块；第一定时器与第一组播Socket模块需要联合工作，第一定时器主要是每间隔一定时间便驱动第一组播Socket模块向组播组发送自身的单播IP和监听端口信息；应用处理模块与第单播Socket模块需要联合工作，当第一单播Socket模块与电器设备建立Socket连接后，最终把接入到的应用消息上报给应用处理模块进行处理。

电器设备(或智能终端)的通信组件包括第二组播Socket模块、存储器、第二定时器、第二单播Socket模块；第二组播Socket模块与存储器需要联合工作，当第二组播Socket模块从组播组中接收到智能网关的单播IP和监听端口消息后，立即将其存储到存储器中。第二定时器与第二单播Socket模块需要联合工作，第二定时器每间隔一定时间便会检测单播Socket连接状态，如果连接断开就利用存储器中存储的智能家庭网关的单播IP和监听端口信息驱动第二单播Socket模块与智能家庭智能网关建立单播Socket连接。

电器设备基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入方法，其步骤为：

第一步：根据已约定的组播IP和监听端口加入组播组。

首先为整个智能家居自动接入系统的组播组约定一个IP和监听端口，如：224.0.0.80:7080，所有智能家居中的电器设备、智能家庭网关都通过自身的组播Socket模块根据已约定的组播IP和监听端口信息加入到对应的组播组中，并成功成为组播组成员。此组播组中的成员可以通过自身的组播Socket模块向组播组中其他成员发布组播组消息，组播组成员也可以通过自身的组播Socket模块接收来自组播组其他成员发布的组播组消息。

第二步：智能家庭网关定时向组播组发布自身的单播IP和监听端口信息。

为了让所有的电器设备(包括智能终端)都知道智能家庭网关的单播IP和监听端口信息，智能家庭网关通过第一定时器驱动自身的第一组播Socket模块定时向组播组发布自身的单播IP和监听端口信息，因此，不管电器设备(包括、智能终端)什么时候启动，只要其加入到组播组，就可以接收到智能家庭网关的单播IP和监听端口信息。

第三步：各电器设备保存智能家庭网关的单播IP和监听端口信息。

各电器设备通过自身的第二组播Socket模块从已约定的组播组中收到智能家庭网关定时发送的组播消息(组播消息包括智能家庭网关单播IP和监听端口信息)，电器设备再将接收到的智能家庭网关的单播IP和监听端口信息存储到自身的存储器中。

第四步：各电器设备根据智能家庭网关的单播IP和监听端口信息与智能家庭网关建立Socket连接。

各电器设备通过自身的第二定时器定时从第二单播Socket模块检测与智能家庭网关的连接情况，如果连接断开，则从存储器中定时查询已存储的智能家庭网关单播IP和监听端口信息，再通过电器设备自身的第二单播Socket模块并根据从存储器中获取到的最新智能家庭网关单播IP和监听端口信息与智能家庭网关的第一单播Socket模块建立Socket连接。

第五步：将电器设备的应用消息交由应用处理模块处理。

最后，智能家庭网关从第一单播Socket模块接收到电器设备的应用消息后，直接通过第一单播Socket模块上送给应用处理模块进行处理。

3.有益效果

本发明通过智能家庭网关向已约定的组播组的定时发送自身单播IP和监听端口信息，以达到不管电器设备什么时候启动，只要其加入到组播组，就可以接收到智能网关的单播IP和监听端口信息。当各电器设备接收到智能家庭网关的IP和监听端口信息后，就可以根据此单播IP和监听端口信息与智能家庭网关建立Socket连接。有了这个Socket连接，后续智能家居网中所有的通信信令都是在此Socket连接上进行通信。此建立Socket连接整个过程都是自动完成，无需人工参与，这便大大地降低了人工工作量，以提高智能家居整体系统的易用性。

附图说明

图1为现有技术中，各电器设备与智能家庭网关、智能家庭网关与智能终端之间的系统组网示意图。

图2为基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统的交互示意图。

具体实施方式

实施例1：以电器设备接入智能家庭网关为例。

如图2所示，基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统，包括智能家庭网关与电器设备，还包括智能家庭网关与智能终端之间相互通信的组件，即智能家庭网关的通信组件和电器设备的通信组件，所述的智能家庭网关的通信组件包括第一定时器、第一组播Socket模块、第一单播Socket模块和应用处理模块；第一定时器与第一组播Socket模块联合工作，第一定时器在每间隔时间便驱动第一组播Socket模块向组播组发送自身的单播IP和监听端口信息；应用处理模块与第一单播Socket模块联合工作，当第一单播Socket模块与电器设备建立Socket连接后，最终把接入到的应用消息上报给应用处理模块进行处理。所述的电器设备的通信组件包括第二组播Socket模块、存储器、第二定时器和第二单播Socket模块；第二组播Socket模块与存储器联合工作，当第二组播Socket模块从组播组中接收到智能网关的单播IP和监听端口消息后，立即将其存储到存储器中；第二定时器与第二单播Socket模块联合工作，第二定时器在每间隔时间便会检测单播Socket连接状态，如果连接断开就利用存储器中存储的智能家庭网关的单播IP和监听端口信息驱动第二单播Socket模块与智能家庭智能网关建立单播Socket连接。本发明在智能家居具体实现如图2所示(整个过程实现的编程语言不限，编程语言可以是C/C++/Java等)：

第一步：根据已约定的组播IP和监听端口加入组播组。

首先为整个智能家居自动接入系统约定一个组播组，此组播组的IP和监听端口为：224.0.0.80:7080。本例中的智能家庭网关通过自身的第一组播Socket模块、电器设备通过自身的第二组播Socket模块加入224.0.0.80:7080的组播组。成功加入组播组后，智能家庭网关、电器设备都成为224.0.0.80:7080组播组的成员，此组播组中的成员可以通过自身的组播Socket模块向组播组中其他成员发布组播组消息，组播组成员也可以通过自身的组播Socket模块接收来自组播组其他成员发布的组播组消息。

第二步：智能家庭网关定时向组播组发布自身的单播IP和监听端口信息。

智能家庭网关通过第一定时器驱动第一组播Socket模块向224.0.0.80:7080组播组发送自身的单播IP和监听端口信息，此单播IP和监听端口信息内容包括：192.168.1.100:8080。不管电器设备什么时候启动，只要其加入到组播组，就可以接收到智能家庭网关的单播IP和监听端口信息，即192.168.1.100:8080。

第三步：各电器设备保存智能家庭网关的单播IP和监听端口信息。

电器设备的第二组播Socket模块接收到来自智能家庭网关的组播消息(消息内容：192.168.1.100:8080)，并将此信息通过自身存储器保存。

第四步：各电器设备根据智能家庭网关的单播IP和监听端口信息与智能家庭网关建立Socket连接。

由电器设备的第二定时器定时检测自身的第二单播Socket模块中与智能家庭网关的Socket连接是否正常，如果不正常，则从存储器中获取最新的智能家庭网关单播IP和监听端信息(即192.168.1.100:8080)，并通过第二单播Socket模块并根据从存储器中获取到的最新智能家庭网关单播IP和监听端口信息与智能家庭网关的第一单播Socket模块建立Socket连接。有了此Socket连接，智能空调与智能家庭网关就可以进行相互通信。

第五步：将电器设备的应用消息交由应用处理模块处理。

智能家庭网关从第一单播Socket模块接收到电器设备的应用消息后，直接通过第一单播Socket模块上送给应用处理模块进行处理。

Claims (6)

1.基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统，包括智能家庭网关与电器设备，其特征在于，还包括智能家庭网关与智能终端之间相互通信的组件，所述组件为智能家庭网关的通信组件和电器设备的通信组件。

2.根据权利要求1所述的基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统，其特征在于，所述的智能家庭网关的通信组件包括第一定时器、第一组播Socket模块、第一单播Socket模块和应用处理模块；第一定时器与第一组播Socket模块联合工作，第一定时器在每间隔时间便驱动第一组播Socket模块向组播组发送自身的单播IP和监听端口信息；应用处理模块与第一单播Socket模块联合工作，当第一单播Socket模块与电器设备建立Socket连接后，最终把接入到的应用消息上报给应用处理模块进行处理。

3.根据权利要求1所述的基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统，其特征在于，所述的电器设备的通信组件包括第二组播Socket模块、存储器、第二定时器和第二单播Socket模块；第二组播Socket模块与存储器联合工作，当第二组播Socket模块从组播组中接收到智能网关的单播IP和监听端口消息后，立即将其存储到存储器中；第二定时器与第二单播Socket模块联合工作，第二定时器在每间隔时间便会检测单播Socket连接状态，如果连接断开就利用存储器中存储的智能家庭网关的单播IP和监听端口信息驱动第二单播Socket模块与智能家庭智能网关建立单播Socket连接。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入系统，其特征在于，所述的电器设备的通信组件为智能终端的通信组件。

5.基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入方法，其步骤为：

第一步：根据已约定的组播IP和监听端口加入组播组：

首先为整个智能家居自动接入系统的组播组约定一个IP和监听端口，所有智能家居中的电器设备、智能家庭网关都通过自身的组播Socket模块根据已约定的组播IP和监听端口信息加入到对应的组播组中，并成功成为组播组成员；此组播组中的成员可以通过自身的组播Socket模块向组播组中其他成员发布组播组消息，组播组成员也可以通过自身的组播Socket模块接收来自组播组其他成员发布的组播组消息；

第二步：智能家庭网关定时向组播组发布自身的单播IP和监听端口信息：

为了让所有的电器设备都知道智能家庭网关的单播IP和监听端口信息，智能家庭网关通过第一定时器驱动自身的第一组播Socket模块定时向组播组发布自身的单播IP和监听端口信息，因此，电器设备启动，只要其加入到组播组，就可以接收到智能家庭网关的单播IP和监听端口信息；

第三步：各电器设备保存智能家庭网关的单播IP和监听端口信息：

各电器设备通过自身的第二组播Socket模块从已约定的组播组中收到智能家庭网关定时发送的组播消息，电器设备再将接收到的智能家庭网关的单播IP和监听端口信息存储到自身的存储器中；

第四步：各电器设备根据智能家庭网关的单播IP和监听端口信息与智能家庭网关建立Socket连接：

各电器设备通过自身的第二定时器定时从第二单播Socket模块检测与智能家庭网关的连接情况，如果连接断开，则从存储器中定时查询已存储的智能家庭网关单播IP和监听端口信息，再通过电器设备自身的第二单播Socket模块并根据从存储器中获取到的最新智能家庭网关单播IP和监听端口信息与智能家庭网关的第一单播Socket模块建立Socket连接；

第五步：将电器设备的应用消息交由应用处理模块处理：

最后，智能家庭网关从第一单播Socket模块接收到电器设备的应用消息后，直接通过第一单播Socket模块上送给应用处理模块进行处理。

6.根据权利要求5所述的基于组播与单播双协议实现的智能家居自动接入方法，其特征在于，所述步骤3中的组播消息包括智能家庭网关单播IP和监听端口信息。