CN104703182A - 一种基于Zigbee的入网方法及网络系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及Zigbee技术领域。一种基于Zigbee的入网方法，包括以下步骤：协调器或路由器接收待入网设备的入网信息，入网信息包含待入网设备的验证ID；协调器或路由器判断待入网设备的验证ID是否在入网白名单内；如果在，协调器或路由器则允许待入网设备加入网络。本申请还提供一种基于Zigbee的网络系统，包括协调器、若干路由器和若干终端设备，终端设备与协调器或路由器相连，协调器或路由器用于接收待入网设备的包含其验证ID的入网信息，并用于在判断到待入网设备的验证ID在入网白名单内之后，允许待入网设备加入网络。本申请使允许的待入网设备自动加入网络，无需人为操作，使用更加方便，拒绝不允许入网的待入网设备加入网络，保证了Zigbee网络的安全性。

Description

一种基于Zigbee的入网方法及网络系统

技术领域

本申请涉及Zigbee技术领域，尤其是一种基于Zigbee的入网方法及网络系统。

背景技术

ZigBee，中文名称为紫蜂协议，是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备，近些年在物流网领域应用广泛。

在Zigbee技术中，有三种设备类型：coordinator，router和enddevice。Coordinator负责建立网络，每个网络有唯一的PANID；而router和enddevice可以加入任一已建立的网络（被允许的情况下）。实际应用中，一个Zigbee网络周围可能存在多个待入网设备，这些待入网设备种类繁多，用户往往只希望其允许的设备加入到网络中，以保证Zigbee网络的安全性。

现有技术中，找到了两种解决这一问题的方法，方法如下：

1、通过将待入网设备的默认PANID设定为16位非0XFFFF值，这样待入网设备上电后只能加入此PANID的网络，但是这种方式需在出厂时写入唯一的PANID, 并且待入网设备无法加入到其他网络，带来生产管理、库存管理、售后等一系列管理问题；

2、通过在特定时间内或手动开启网内设备允许入网功能，使待入网设备在某特定时刻加入，其他时间均为网内设备禁止入网功能，此方式为手动操作，操作复杂，给安装和维修造成很多问题，并且无法拒绝未验证设备的加入。

发明内容

本申请提供一种基于Zigbee的入网方法及Zigbee网络系统，解决现有技术中无法自动且便捷地组建Zigbee网络、无法保证网络安全的问题。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种基于Zigbee的入网方法，包括以下步骤：

协调器或路由器接收待入网设备的入网信息，入网信息包含待入网设备的验证ID；协调器或路由器判断待入网设备的验证ID是否在入网白名单内；如果在，协调器或路由器则允许待入网设备加入网络。

优选的，在协调器或路由器接收待入网设备的入网信息的步骤之前，还包括：协调器或路由器获取允许入网的待入网设备的验证ID，将获取的验证ID存储到入网白名单。

优选的，协调器或路由器获取允许入网的待入网设备的验证ID的步骤具体为：协调器或路由器通过RFID、NFC或红外的连接方式获取允许入网的待入网设备的验证ID。

优选的，入网信息包括关联请求信息，关联请求信息包含待入网设备的验证ID，协调器或路由器接收关联请求信息后，判断关联请求信息包含的待入网设备的验证ID是否在入网白名单内。

优选的，入网信息包括广播地址信息，广播地址信息包含待入网设备的验证ID，协调器或路由器接收广播地址信息后，判断广播地址信息包含的待入网设备的验证ID是否在入网白名单内。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种基于Zigbee的网络系统，包括协调器、若干路由器和若干终端设备，终端设备与协调器或路由器相连，协调器或路由器用于接收待入网设备的包含其验证ID的入网信息，并用于在判断到待入网设备的验证ID在入网白名单内之后，允许待入网设备加入网络。

优选的，协调器或路由器还包括在接收待入网设备的入网信息之前、用于获取允许入网的待入网设备的验证ID的验证模块，验证模块用于将获取的验证ID存储到入网白名单。

优选的，验证模块为NFC模块，待入网设备配置有NFC标签， NFC标签内存储有验证ID；或者，验证模块为RFID模块，待入网设备配置有RFID标签，RFID标签内存储有验证ID；或者，验证模块为红外模块，待入网设备上设有发射模块，发射模块内存储有所述验证ID。

优选的，入网信息包括关联请求信息，关联请求信息包含待入网设备的验证ID；协调器或路由器用于在接收到关联请求信息后，判断关联请求信息包含的待入网设备的验证ID是否在入网白名单内。

优选的，入网信息包括广播地址信息，广播地址信息包含待入网设备的验证ID；协调器或路由器用于在接收到广播地址信息后，判断广播地址信息包含的待入网设备的验证ID是否在入网白名单内。

本申请的有益效果是，协调器或路由器接收待入网设备的入网信息，入网信息包含待入网设备的验证ID；协调器或路由器判断待入网设备的验证ID是否在入网白名单内；如果在，协调器或路由器则允许待入网设备加入网络。因而，本申请通过判断验证ID是否在白名单中的方式，使允许入网的待入网设备自动加入网络，不需要人为操作，使用更加方便，拒绝不允许入网的待入网设备加入网络，保证了Zigbee网络的安全性。

附图说明

图1为实施例1的流程图；

图2为实施例2的流程图；

图3为实施例3的流程图；

图4为实施例4的流程图；

图5为实施例5的系统结构图；

图6为实施例6的系统结构图；

图7位实施例7的系统结构图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

一种基于Zigbee网络的入网方法，如图1所示，包括以下步骤：

S101：协调器或路由器接收待入网设备的入网信息，入网信息包含待入网设备的验证ID；

S102：协调器或路由器判断待入网设备的验证ID是否在入网白名单内；

S103：如果在，协调器或路由器则允许待入网设备加入网络。

Zigbee网络是由一个协调器、若干个路由器以及与协调器或路由器相连的若干终端设备构成。其中协调器和路由器可以用于连接待入网设备。待入网设备可以是路由器或者是终端设备。

Zigbee网络默认开启允许入网功能，无需设定为特定时间开启或手动开启该功能。协调器或路由器接收待入网设备的入网信息，入网信息中包含待入网设备的验证ID，待入网设备在产品出厂前均配置有唯一的验证ID。之后，协调器或路由器会判断待入网设备的验证ID是否在入网白名单内，入网白名单是预设存储在协调器或路由器内的，如果待入网设备的验证ID在入网白名单内，则允许待入网设备加入网络。同时，验证ID未在入网白名单内的待入网设备就无法加入网络，即网络本身可以主动拒绝未经允许的其他待入网设备的加入，保证了Zigbee网络的安全性。并且，如果有其他Zigbee网络，该入网设备的验证ID也在其白名单中，也可以加入其他Zigbee网络，不受一个Zigbee网络的限制。

实施例2：

作为实施例1的改进，如图2所示，包括如下步骤：

S201：协调器或路由器获取允许入网的待入网设备的验证ID，将获取的验证ID存储到入网白名单；

S202：协调器或路由器接收待入网设备的入网信息，入网信息包含待入网设备的验证ID；

S203：协调器或路由器判断待入网设备的验证ID是否在入网白名单内；

S204：如果在，协调器或路由器则允许待入网设备加入网络。

与实施例1相比，步骤S201的目的在于建立入网白名单。当需要建立白名单时，用户根据自身需求，使得协调器或路由器获取用户允许入网的待入网设备的验证ID，然后将这些验证ID存储到入网白名单。入网白名单存储有至少一个验证ID，入网白名单可以添加或删除验证ID，从而用户可以根据后续的需求方便的变更白名单，使待入网设备加入网络中或将已加入网络中的设备从网络中删除。其中，验证ID是待入网设备的64位IEEE地址，该验证ID在写入到入网白名单后，存储在NV中，从而保证掉电而不丢失数据。

在其他实施例中，在本实施例的基础上，在允许待入网设备加入网络后，还包括协调器或路由器接收入网后的待入网设备发送的反馈信息、存储入网后的待入网设备的信息的步骤。待入网设备在入网成功后，会向协调器或路由器发送一个反馈信息，以表示待入网设备已经成功入网。之后，协调器或路由器会绑定此节点，记录此待入网设备的信息，当该待入网设备需要再次入网时，记录的信息可以使该待入网设备更快速入网，避免了每次加入时的重复操作。

进一步的，协调器或路由器具体是通过RFID、NFC或红外的连接方式获取允许入网的待入网设备的验证ID。

实施例3：

作为实施例1或实施例2的改进，如图3所示，本实施例包括以下步骤：

S301：协调器或路由器接收待入网设备的入网信息，入网信息包括广播地址信息，广播地址信息包含待入网设备的验证ID；

S302：协调器或路由器接收广播地址信息后，判断广播地址信息包含的待入网设备的验证ID是否在入网白名单内;

S303：如果在，协调器或路由器则允许待入网设备加入网络。

本发明中的待入网设备加入Zigbee网络，均依据Zigbee协议规定的关联方式加入网络。在本实施例中待入网设备的入网信息，包括先后发出的BEACON帧、关联请求信息和广播地址信息，其中关联请求信息和广播地址信息均包含待入网设备的验证ID。先后发出的BEACON帧、关联请求信息和广播地址信息对应以下三个步骤：1）待入网设备首先广播发送BEACON REQUEST帧，以搜索网络；协调器或路由器收到BEACON REQUEST帧后，发送BEACON帧，BEACON帧包含这个网络的信息；2）待入网设备收到BEACON帧并确认后就向协调器或路由器发送关联请求信息；协调器或路由器接收到关联请求信息后判断其是否在关联表中，若在关联表中，就将关联表中对应短地址发送给待入网设备，若不在关联表中，则给待入网设备分配新的16位短地址；3）待入网设备收到关联许可信息后，修改关联表内容，并发出广播地址信息，即其16位短地址。

协调器或路由器收到广播地址信息后，执行步骤S302的判断验证ID是否在入网白名单内。接着执行步骤S303，若判定在入网白名单内，则允许待入网设备加入网络；若判定结果为否，则再将待入网设备从网络中删除。

本实施例中协调器或路由器在收到关联请求信息后，不执行步骤S302，而是在协调器或路由器在接收到广播地址信息后，才执行步骤S302的判断验证ID是否在入网白名单内。因而本实施例是在上述步骤的第3）步之后再判断验证ID是否在入网白名单内，此时待入网设备已关联网络，若判定结果为否，则再将待入网设备从网络中删除。

实施例4：

作为实施例1或实施例2的改进，如图4所示，本实施例包括以下步骤：

S401：协调器或路由器接收待入网设备的入网信息，入网信息包括关联请求信息，关联请求信息包含待入网设备的验证ID;

S402：协调器或路由器接收关联请求信息后，判断关联请求信息包含的待入网设备的验证ID是否在入网白名单内;

S403：如果在，协调器或路由器则允许待入网设备加入网络。

本实施例中待入网设备的入网信息，包括先后发出的BEACON帧和关联请求信息，关联请求信息包含待入网设备的验证ID。先后发出的BEACON帧和关联请求信息对应以下两个步骤：1）待入网设备首先广播发送BEACON REQUEST帧，以搜索网络；协调器或路由器收到BEACON REQUEST帧后，发送BEACON帧，BEACON帧包含这个网络的信息；2）待入网设备收到BEACON帧并确认后就向协调器或路由器发送关联请求信息。

再执行步骤S402的协调器或路由器收到关联请求信息后，判断验证ID是否在白名单中。接着如验证ID在入网白名单内，执行步骤S403的允许待入网设备加入网络。如验证ID不在入网白名单内，协调器或路由器直接拒绝待入网设备的关联请求信息。

本实施例是在第2）步后判断待入网设备的验证ID。如果判断到验证ID不在入网白名单内，协调器或路由器将直接拒绝待入网设备的关联请求信息，与实施例4相比，无需进行第3）步，也就不会在未判断之前先将待入网设备关联网络，待到判断否时又将待入网设备从网络中删除，减少了不必要的步骤，可以更快的加入到允许的网络中，协调器或路由器的执行效率也会更高。待入网设备收到拒绝信息后，网络层将会在其关联表中，把该潜在父节点的潜在父节点位(potential parent bit)置为零，确保网络层不再给这个待入网设备二次发送加入请求。因而本实施使得未经允许的待入网设备无法二次发送加入请求，避免了未经允许的待入网设备重复发送加入请求而不断复位的问题。

实施例5：

一种基于Zigbee的网络系统，如图5所示，包括协调器1、若干路由器2和若干终端设备3，终端设备3与协调器1或路由器2相连，协调器1或路由器2用于接收待入网设备4的包含其验证ID的入网信息，并用于在判断到待入网设备4的验证ID在入网白名单内之后，允许待入网设备4加入网络。

实施例6：

作为实施例6的改进，如图6所示，协调器1或路由器2还包括验证模块20，验证模块20用于在接收待入网设备4的入网信息之前、获取允许入网的待入网设备4的验证ID，验证模块20将获取的验证ID存储到入网白名单。

实施例7：

作为实施例7的改进，如图7所示，路由器2包括NFC模块21，在待入网设备4配置有NFC标签5，NFC标签5内存储有验证ID。在产品出厂时将待入网设备4的验证ID写入NFC标签5中，待入网设备4均具有唯一的验证ID。NFC标签5可以贴在待入网设备4上，也可以与待入网设备4分离放置。在使用时，只需要将NFC标签靠近协调器1或路由器2的NFC模块21，NFC模块21会自动读取待入网设备4 配置的NFC标签5内的验证ID，再保存入白名单。

协调器1或路由器2一次可以读取多个待入网设备4的验证ID，从而组建一个唯一的zigbee网络系统，系统外无法提供有效的验证ID的设备则无法加入。并且，待入网设备4和NFC标签5是一一对应的，NFC标签5与待入网设备4分开，也可以通过读取NFC标签5来识别待入网设备4，因此即使待入网设备4已经安装在建筑物上，也可以方便的读取通过分离设置的NFC标签5来识别待入网设备4，操作更加方便快捷。与此同时，在验证ID的读取过程中，可以对NFC标签5或NFC模块21进行调整，使其具有超短读取距离和毫秒级的读取时间，这样大大增加了非法读取验证ID的难度，从而进一步保证了Zigbee网络的安全性以及唯一性。

在其他实施例中，NFC模块21也可以设置在协调器1内，或者在协调器1和路由器2内均设有NFC模块21。

在其他实施例中，可以在协调器1或路由器2上设置RFID模块，在待入网设备配置有RFID标签，RFID标签内存储有验证ID，或者，在协调器1或路由器2上设置红外模块，在待入网设备4上设有发射模块，发射模块内存储有所述验证ID。此为本领域技术人员所熟知的技术手段，在此不做赘述。

实施例8：

作为上述实施例的改进，入网信息包括关联请求信息，关联请求信息包含待入网设备4的验证ID；协调器1或路由器2用于在接收到关联请求信息后，判断关联请求信息包含的待入网设备4的验证ID是否在入网白名单内。

或者，入网信息包括广播地址信息，广播地址信息包含待入网设备4的验证ID；协调器1或路由器2用于在接收到广播地址信息后，判断广播地址信息包含的待入网设备4的验证ID是否在入网白名单内。

进一步的，协调器1或路由器2还用于接收入网后的待入网设备4发送的反馈信息，存储入网后的待入网设备4的信息，以表示待入网设备4已经成功入网。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1. 一种基于Zigbee的入网方法，其特征在于，包括以下步骤：

协调器或路由器接收待入网设备的入网信息，所述入网信息包含所述待入网设备的验证ID；

所述协调器或所述路由器判断所述待入网设备的验证ID是否在入网白名单内；

如果在，所述协调器或所述路由器则允许所述待入网设备加入网络。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述协调器或所述路由器接收待入网设备的入网信息的步骤之前，还包括：

所述协调器或所述路由器获取允许入网的待入网设备的验证ID，将获取的验证ID存储到入网白名单。

3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述协调器或所述路由器获取允许入网的待入网设备的验证ID的步骤具体为：

所述协调器或所述路由器通过RFID、NFC或红外的连接方式获取允许入网的待入网设备的验证ID。

4. 根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于：

所述入网信息包括关联请求信息，所述关联请求信息包含所述待入网设备的验证ID；

所述协调器或所述路由器接收所述关联请求信息后，判断所述关联请求信息包含的所述待入网设备的验证ID是否在入网白名单内。

5. 根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于：

所述入网信息包括广播地址信息，所述广播地址信息包含所述待入网设备的验证ID；

所述协调器或所述路由器接收所述广播地址信息后，判断所述广播地址信息包含的所述待入网设备的验证ID是否在入网白名单内。

6. 一种基于Zigbee的网络系统，包括协调器、若干路由器和若干终端设备，所述终端设备与所述协调器或所述路由器相连，其特征在于：

所述协调器或所述路由器用于接收待入网设备的包含其验证ID的入网信息，并用于在判断到所述待入网设备的验证ID在入网白名单内之后，允许所述待入网设备加入网络。

7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于：

所述协调器或所述路由器还包括在接收待入网设备的入网信息之前、用于获取允许入网的待入网设备的验证ID的验证模块，所述验证模块用于将获取的验证ID存储到入网白名单。

8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于：

所述验证模块为NFC模块，所述待入网设备配置有NFC标签，所述NFC标签内存储有所述验证ID；

或者，所述验证模块为RFID模块，所述待入网设备配置有RFID标签，所述RFID标签内存储有所述验证ID；

或者，所述验证模块为红外模块，所述待入网设备上设有发射模块，所述发射模块内存储有所述验证ID。

9. 根据权利要求6-8任意一项所述的系统，其特征在于：

所述入网信息包括关联请求信息，所述关联请求信息包含所述待入网设备的验证ID；所述协调器或所述路由器用于在接收到所述关联请求信息后，判断所述关联请求信息包含的所述待入网设备的验证ID是否在入网白名单内。

10. 根据权利要求6-8任意一项所述的方法，其特征在于：

所述入网信息包括广播地址信息，所述广播地址信息包含所述待入网设备的验证ID；所述协调器或所述路由器用于在接收到所述广播地址信息后，判断所述广播地址信息包含的所述待入网设备的验证ID是否在入网白名单内。