CN104202175B - 一种智能协作式配置方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能协作式配置方法和设备，该配置方法是新配置节点利用物联网系统中已经存在的与其相关联的节点提供的配置信息，进行自动化配置，并快速融入网络，并正常工作的方法。所述设备包括：射频单元，用于提供节点间的无线链路物理基础；接口单元，用于提供与功能器件物理连接基础；通信单元，用于与各个物理单元进行逻辑联通；存储单元，用于保存实现协作配置方法的表数据；功能单元，用于实现智能配置方法的逻辑功能部分。本发明解决了后期系统维护如节点替换和变更等必需要求人员进行配置的问题。

Description

一种智能协作式配置方法和设备

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种智能协作式配置方法和设备。

背景技术

物联网(Internet of Tings)是当前国际上备受关注的、多学科高度交叉的前沿研究领域，被认为是将对二十一世纪产生巨大影响力的技术之一。物联网通过各类集成化传感器实时地监测、感知和采集各种信息，利用嵌入式系统对信息进行处理，并经由自组织通信网络以多跳中继方式进行汇聚，通过包括有线和无线在内的各种制式的传输网(或接入网)传送到后端数据支撑平台进行处理，实现“无处不在的计算”理念，可广泛地应用于智能城市与市政管理、移动医疗、智能家居、环境监测、工业控制与产品管理、智能交通、精准农业和电子商务等诸多领域。

随着物联网系统在各个应用领域的大规模部署，其大量节点设备的后续维护，如节点的替换和变更，将会产生巨大的工作量，并且随着应用范围的扩大和节点数目的增长，后期的维护工作量和复杂度将成几何方式增长。而如今在小规模应用示范中采用的人工介入的维护方式，将面临灾难性的后果。维护成本高将导致系统使用成本高，最终导致系统规模化应用困难，阻碍物联网系统的大规模应用。

现在的物联网系统中，节点的替换和变更一般采用以下两种方案。

第一种方案：首先查看并记录节点的生产编码，作为唯一识别码；然后，利用该编码，通过系统查找到相应设备节点；最后对相应节点进行相关配置。这种方案，需要技术人员到现场，在布置好节点后，进行相应设置，提高了系统后期维护的复杂度，增加了维护成本。

第二种方案：首先用户通过二维码等识别码，获取节点的唯一识别码；然后，通过，手机App等方式，连接相关设备；最后对相应节点进行配置。这种方案，不需要技术人员到场，降低了系统后期维护的复杂度，但是其对使用者提出了较高技术要求，需要学会使用相应的App，一旦使用者误操作，就有可能使系统无法正常工作，降低了用户体验。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能协作式配置方法和设备，以通过利用物联网系统中已经存在的，与其相关联的节点提供的配置信息，进行自动化配置，提高设备的智能化，降低后期维护使用成本，提高用户使用体验。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种智能协作式配置方法，包括以下步骤：

(1)变动节点将代表自已身份的唯一的识别码作为信息，发送协作配置请求；

(2)相关节点接收到所述协作配置请求后，通过协作关系判断，回送协助回复信息；

(3)变动节点接收所述协助回复信息，更新协作关系，并发送需要协助内容信息；

(4)相关节点根据协助内容信息，通过协同配置逻辑，更新节点关系表，提取相关配置信息，回送给发出请求的变动节点；

(5)变动节点接收所述相关配置信息，进行自动配置，完成自动部署。

所述步骤(2)中相关节点通过查找相关节点关系表对协作关系进行判断，当匹配发现与节点的识别码中标识功能码相同的设备的节点信息时，回送同意协作信息。

所述步骤(2)中相关节点通过查找相关节点关系表对协作关系进行判断，当未匹配发现与节点的识别码中标识功能码相同的设备的节点信息时，回送拒绝协作信息。

所述步骤(3)中变动节点在一个接受时间窗口内只收到拒绝的回复信息时还包括以下子步骤：

(31)变动节点发出协助请求升级信息；

(32)相关节点接收到协作请求升级信息后，利用协作关系协调逻辑，与网关和相应节点协调，找出信息节点表中与请求协助节点最相似的节点，并由网关指定的协助节点回复同意协作信息；

(33)变动节点更新协作关系，并发送需要协助内容信息。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还提供一种智能协作式配置设备，包括：接口单元，与前端传感器设备连接的物理通道，用于提供与前端传感器和控制模块的物理通道；射频单元，与各个节点相连的物理通道，用于提供协作节点间交互的物理通道；通信单元，用于与各个物理单元进行逻辑联通；存储单元，保存相关节点关系表和相关节点的配置信息，用于提供智能配置的数据基础；功能单元，用于实现智能配置方法的逻辑功能部分，包括协作关系协调功能单元和协同配置功能单元；其中，所述协作关系协调功能单元负责根据相关算法确定节点间的协作关系；所述协作配置功能单元，负责遵循相关流程和在协作中所处地位进行相关配置过程。

所述通讯单元包括传感数据协议单元和无线通信协议单元，所述传感数据协议单元利用与前端传感器和控制模块相匹配的协议，通过接口单元与前端传感器和控制模块建立逻辑通道，完成信息交互；所述无线通信协议单元利用与各相关节点定义的通信协议，通过射频单元，与各个节点完成信息交互与转发。

所述相关节点关系表利用关系树形式存储与节点相关联的其他节点的标识。

所述相关节点配置信息存储了相关节点关系表中对应的节点的相关配置信息，其以节点标识为索引。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明通过利用物联网系统中已经存在的与其相关联的节点提供的配置信息，进行自动化配置，解决了后期系统维护如节点替换和变更等必需要求人员进行配置的问题。和传统的系统维护方案相比，降低了系统维护的门槛，提高了应用系统的智能化，降低了后期维护的成本，提高了用户使用体验。

附图说明

图1是本发明中第一实施方式的流程图；

图2是本发明中第二实施方式的流程图；

图3是本发明中智能设备的结构示意图；

图4是本发明中具体实施案例中智能家居场景图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的第一实施方式涉及一种智能协作式配置方法，包括以下步骤：变动节点将代表自已身份的唯一的识别码作为信息，发送协作配置请求；相关节点接收到所述协作配置请求后，通过协作关系判断，回送协助回复信息；变动节点接收所述协助回复信息，更新协作关系，并发送需要协助内容信息；相关节点根据协助内容信息，通过协同配置逻辑，更新节点关系表，提取相关配置信息，回送给发出请求的变动节点；变动节点接收所述相关配置信息，进行自动配置，完成自动部署。

如图1所示，相关节点接收到协作请求后，查找相关节点关系表，匹配发现与节点识别码中标识功能码相同的设备节点信息(即节点关系表中由请求协助节点相同功能的节点信息)。通过协作关系协调逻辑判断出在信息节点表中与请求协助节点最相似的节点，并回复同意协作信息。

本发明的第二实施方式同样涉及一种智能协作式配制方法，与第一实施方式大致相同，其区别在于，如图2所示，本实施方式中相关节点接收到协作请求后，查找相关节点关系表，没有匹配发现与节点识别码中标识功能码相同的设备节点信息(即节点关系表中由请求协助节点相同功能的节点信息)。相关节点，回送拒绝提供协助。此时，节点设备在等待一个接受时间窗口后，如果未收到同意协作信息而只收到拒绝信息，发出协助请求升级信息。相关节点接收到协作请求升级信息后，利用协作关系协调逻辑，与网关和相应节点协调，找出信息节点表中与请求协助节点最相似的节点，并由网关指定的协助节点回复同意协作信息。

不难发现，本发明以通过利用物联网系统中已经存在的与其相关联的节点提供的配置信息，进行自动化配置，提高设备的智能化，降低后期维护使用成本，提高用户使用体验。

本发明还涉及一种智能协作式配置设备，如图3所示，包括：接口单元，与前端传感器设备连接的物理通道，用于提供与前端传感器和控制模块的物理通道；射频单元，与各个节点相连的物理通道，用于提供协作节点间交互的物理通道；通信单元，用于与各个物理单元进行逻辑联通；存储单元，保存相关节点关系表和相关节点的配置信息，用于提供智能配置的数据基础；功能单元，用于实现智能配置方法的逻辑功能部分，包括协作关系协调功能单元和协同配置功能单元；其中，所述协作关系协调功能单元负责根据相关算法确定节点间的协作关系；所述协作配置功能单元，负责遵循相关流程和在协作中所处地位进行相关配置过程。

所述通讯单元包括传感数据协议单元和无线通信协议单元，所述传感数据协议单元利用与前端传感器和控制模块相匹配的协议，通过接口单元与前端传感器和控制模块建立逻辑通道，完成信息交互；所述无线通信协议单元利用与各相关节点定义的通信协议，通过射频单元，与各个节点完成信息交互与转发。

所述相关节点关系表利用关系树形式存储与节点相关联的其他节点的标识。所述相关节点配置信息存储了相关节点关系表中对应的节点的相关配置信息，其以节点标识为索引。

本发明的技术方案可以用于各种物联网应用环境中，如智能家居、环境监测、工业控制与产品管理、智能交通、精准农业和电子商务等诸多领域。为了方便说明本方明之技术方案，下述第四实施方式仅以智能家居领域中的应用为说明。

图4为本发明中具体实施案例中的智能家居场景图。在智能家庭应用场景下，有若干传感功能节点和智能网关组成智能家居系统，并根据功能不同智能家居节点可分为三个部分：负责对家居环境及相关人员信息采集的信息采集系统，如采集住宅内外人员信息的视频监控系统，采集家居环境的烟雾采集器、温湿度采集器和三表读数采集器；负责对家居环境进行相关改变的智能控制系统，如打开房门的门禁系统，改变室内光亮、温湿度的空调、电灯和电动窗帘，提供主人相关服务的电视、冰箱和洗衣机等家电设备。

第一种情况，当传感器节点101震动传感器发生故障时，新的传感器节点替换了原来的传感器节点101，当新的传感器第一次上电时，其就会向周边传感器，发送请求协助信息。当周边传感器节点102，收到新传感器的协作请求后，传感器节点102查找其相关节点关系表，匹配发现新传感器的节点识别码中标识功能码与原先传感器节点101一致(即新的传感器和传感器节点101同样是震动传感器)，并且在表中，传感器节点101被标识为故障传感器节点。通过协作关系协调逻辑判断出在新传感器节点是传感器节点101替代传感节点。并回复同意协作信息。

新传感器节点收到回复信息后，发送需要协助的内容，如上报信息时间间隔，传感器节点的网络标识码等。

传感器节点102接收到需要协助的内容报文后，查找节点信息配置表中，传感器节点101的相关配置信息，并将相关信息发送给新的传感器节点。

新的传感器节点，根据信息完成相关配置，取代原来的传感器节点101，成为新的传感器节点101。使系统完成正常工作。

第二种情况，当传感器节点101，移动到新位置201，并被按键进行重新自动配置时，传感器节点101发送协作请求，传感器节点103和104接收到协作请求后，查找其相关节点关系表，传感器节点103没有匹配发现与节点识别码中标识功能码相同的设备节点信息(即其周围原先不存在震动传感器)，回送拒绝提供协助信息。传感器节点104发现与节点识别码中标识功能码相同的设备节点信息(即与传感节点105相同)，但其表中存在传感器节点105被标识为正常使用传感器节点，传感器节点104无法做出直观判断，回送拒绝提供协助信息。

传感器节点101在一段时间内收到拒绝提供协助信息，或未收到任何信息。发出协助请求升级信息。

收到该信息的传感节点如节点104和节点103，都会通过协作关系协调模块，将该信息发送给功能网关。

网关通过对相关信息的分析匹配，并从传感节点102处获取传感节点101的匹配信息，指定该节点101的协作传感节点为传感节点104，指定传感节点104将相关信息录入在相关节点关系表中，并更新相关节点配置表中的信息。传感节点102更改相关节点关系表中传感器节点101的相关信息。

传感节点104发送给传感器节点101同意协作信息。

新传感器节点收到回复信息后，发送需要协助的内容，如上报信息时间间隔，传感器节点的网络标识码等。

传感器节点104接收到需要协助的内容报文后，查找节点信息配置表中，传感器节点101的相关配置信息，并将相关信息发送给新的传感器节点。

传感器节点101，根据信息完成相关配置，成为新的传感器节点101。使系统完成正常工作。

Claims (7)

1.一种智能协作式配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)变动节点将代表自已身份的唯一的识别码作为信息，发送协作配置请求；

(2)相关节点接收到所述协作配置请求后，通过协作关系判断，回送协助回复信息；

(3)变动节点接收所述协助回复信息，更新协作关系，并发送需要协助内容信息；其中，当变动节点在一个接受时间窗口内只收到拒绝的回复信息时还包括以下子步骤：

(31)变动节点发出协助请求升级信息；

(32)相关节点接收到协作请求升级信息后，利用协作关系协调逻辑，与网关和相应节点协调，找出信息节点表中与请求协助节点最相似的节点，并由网关指定的协助节点回复同意协作信息；

(33)变动节点更新协作关系，并发送需要协助内容信息；

(4)相关节点根据协助内容信息，通过协同配置逻辑，更新节点关系表，提取相关配置信息，回送给发出请求的变动节点；

(5)变动节点接收所述相关配置信息，进行自动配置，完成自动部署。

2.根据权利要求1所述的智能协作式配置方法，其特征在于，所述步骤(2)中相关节点通过查找相关节点关系表对协作关系进行判断，当匹配发现与节点的识别码中标识功能码相同的设备的节点信息时，回送同意协作信息。

3.根据权利要求1所述的智能协作式配置方法，其特征在于，所述步骤(2)中相关节点通过查找相关节点关系表对协作关系进行判断，当未匹配发现与节点的识别码中标识功能码相同的设备的节点信息时，回送拒绝协作信息。

4.一种采用如权利要求1-3中任一所述的智能协作式配置方法的智能协作式配置设备，其特征在于，包括：接口单元，与前端传感器设备连接的物理通道，用于提供与前端传感器和控制模块的物理通道；射频单元，与各个节点相连的物理通道，用于提供协作节点间交互的物理通道；通信单元，用于与各个物理单元进行逻辑联通；存储单元，保存相关节点关系表和相关节点的配置信息，用于提供智能配置的数据基础；功能单元，用于实现智能配置方法的逻辑功能部分，包括协作关系协调功能单元和协同配置功能单元；其中，所述协作关系协调功能单元负责根据相关算法确定节点间的协作关系；所述协同配置功能单元，负责遵循相关流程和在协作中所处地位进行相关配置过程。

5.根据权利要求4所述的智能协作式配置设备，其特征在于，所述通信单元包括传感数据协议单元和无线通信协议单元，所述传感数据协议单元利用与前端传感器和控制模块相匹配的协议，通过接口单元与前端传感器和控制模块建立逻辑通道，完成信息交互；所述无线通信协议单元利用与各相关节点定义的通信协议，通过射频单元，与各个节点完成信息交互与转发。

6.根据权利要求4所述的智能协作式配置设备，其特征在于，所述相关节点关系表利用关系树形式存储与节点相关联的其他节点的标识。

7.根据权利要求4所述的智能协作式配置设备，其特征在于，所述相关节点配置信息存储了相关节点关系表中对应的节点的相关配置信息，其以节点标识为索引。