CN104754502A - 一种支持多协议的设备配对方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持多协议的设备配对方法，用于网关、控制终端与多个控制器组成的系统中，当将所述设备加入该系统中时，所述方法包括：所述网关接收到所述控制终端发送的第一配对命令后，控制各个控制器进入配对模式；然后所述控制器判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。通过本发明的方法，用户只需要通过控制终端发送一次配对命令，便可以控制多个控制器进入配对模式，从而无需去了解各个控制器和设备分别支持的协议，可以快捷地完成设备的部署工作，降低了维护成本。本发明还公开了一种支持多协议的设备配对系统。

Description

一种支持多协议的设备配对方法和系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种支持多协议的设备配对方法和系统。

背景技术

随着网络技术的日趋发达，物联网(Internet of Things)的应用也越发广泛。物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理设备实现互联互通的网络。例如应用于酒店的智能家居系统，将各个设备，如电灯、插座、门锁等均加入到网络中，以实现信息的共享。

现有技术中，与网关无线连接有多个控制器，分别支持不同的协议，如Zigbee、Zwave、Bluetooth协议等；同样地，对于不同的设备，也会分别支持不同的协议。当有设备加入到网络中时，需要与本设备支持同一协议的控制器实现配对连接，然后才能通过网关接入到网络中。

目前，设备与控制器的配对连接一般是通过手动完成。具体包括：手动操作与本设备支持同一协议的控制器，使其进入配对模式；然后对设备进行手动操作，比如按下按钮，该设备会发送加入请求消息给控制器；控制器收到加入请求消息后，与该设备建立连接，并通知网关分配一个IP地址给该设备，从而使该设备加入到网络中。

此方式下，用户需要分别知晓设备和控制器支持的协议，才能完成设备的添加，例如要添加支持Zigbee协议的设备，则需要先操作Zigbee协议的控制器。并且，在有多个设备要添加到网络中时，需要逐个手动操作，使用繁琐复杂，安装维护成本大大提高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种支持多协议的设备配对方法和系统，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种支持多协议的设备配对方法，用于网关、控制终端与多个控制器组成的系统中，其中，所述控制终端和多个所述控制器均与所述网关进行连接；

每个控制器支持一种通信协议，且该多个控制器支持两种以上通信协议；

每个设备支持一种通信协议；

当将所述设备加入该系统中时，所述方法包括：

所述网关接收到所述控制终端发送的第一配对命令后，控制各个控制器进入配对模式；

然后所述控制器判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

可选地，所述网关接收到所述控制终端发送的配对命令后，控制各个控制器进入配对模式，具体包括：

所述网关接收到所述控制终端发送的第一配对命令，将该第一配对命令转换成支持不同通信协议的第二配对命令，并将转换后的第二配对命令对应发送至与本第二配对命令支持同一通信协议的控制器，从而触发各个所述控制器进入配对模式。

可选地，所述控制器判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址，具体包括：

所述设备广播发送加入请求报文至每个所述控制器；其中，所述加入请求报文携带该设备支持的通信协议；

若所述控制器在设置的时间阈值内收到所述设备发送的加入请求报文，查看接收到的加入请求报文中是否携带本控制器支持的通信协议，若是，则返回加入允许报文至该设备，以与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

可选地，所述控制器与该设备建立通信连接后：

所述控制器通知所述网关，触发网关为该设备生成唯一识别码，并同步至控制终端；

所述控制器退出配对模式，然后再重新进入配对模式，以等待下一次与设备的连接。

可选地，当识别加入所述网络系统的单个设备时，

所述控制终端发送设备识别命令至所述网关；其中，所述设备识别命令携带有该设备的唯一识别码；

所述网关接收到所述设备识别命令后，发送设备动作命令经由与该设备连接的控制器至该设备，触发该设备响应动作；其中，该设备动作命令携带有触发设备动作的字段。

本发明实施例还提供一种支持多协议的设备配对系统，包括：网关、控制终端与多个控制器；其中，所述控制终端和多个所述控制器均与所述网关连接；

其中，每个控制器支持一种通信协议，且该多个控制器支持两种以上通信协议；每个设备支持一种通信协议；

所述控制终端设有配对命令发送模块；所述网关设有配对触发模块、控制器通信模块；所述控制器设有配对启动模块、连接建立模块；

当所述设备加入所述设备配对系统中时：

所述配对触发模块接收到所述配对命令发送模块发送的第一配对命令后，触发所述控制器通信模块通知各个控制器的配对启动模块进入配对模式；

然后所述配对启动模块触发所述连接建立模块判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

可选地，所述配对触发模块接收到所述配对命令发送模块发送的第一配对命令后，触发所述控制器通信模块控制各个控制器的配对启动模块进入配对模式，具体包括：

所述配对触发模块接收到所述配对命令发送模块发送的第一配对命令，将该第一配对命令转换成支持不同通信协议的第二配对命令，然后发送至控制器通信模块；

所述控制器通信模块将转换后的第二配对命令对应发送至与本第二配对命令支持同一通信协议的控制器的配对启动模块，从而触发各个所述控制器的配对启动模块进入配对模式。

可选地，所述设备设有加入请求模块；

所述连接建立模块判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址，具体包括：

所述加入请求模块广播发送加入请求报文至每个控制器中的连接建立模块；其中，所述加入请求报文携带该设备支持的通信协议；

若所述连接建立模块在设置的时间阈值内收到所述加入请求模块发送的加入请求报文，查看接收到的加入请求报文中是否携带本控制器支持的通信协议，若是，则返回加入允许报文至所述加入请求模块，以与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

可选地，所述网关还设有设备识别模块；所述控制终端还设有设备备份模块；

所述连接建立模块与该设备建立通信连接后：

所述连接建立模块通知所述设备识别模块，触发所述设备识别模块为该设备生成唯一识别码，并同步至所述控制终端的设备备份模块；

所述配对启动模块控制各个控制器退出配对模式，然后重新进入配对模式，以等待连接建立模块的下一次与设备的连接。

可选地，所述控制终端还设有识别命令发送模块，所述网关还设有第一命令传送模块；所述控制器设有第二命令传送模块，所述设备还设有动作响应模块；

当识别加入所述网络系统的单个设备时，

所述识别命令发送模块发送设备识别命令至所述第一命令传送模块；其中，所述设备识别命令携带有该设备的唯一识别码；

所述第一命令传送模块接收到所述设备识别命令后，发送设备动作命令经由与该设备连接的第二命令传送模块传至所述动作响应模块，触发该动作响应模块响应动作；其中，该设备动作命令携带有触发该动作响应模块动作的字段。

本发明的有益效果为，用户只需要通过控制终端发送一次配对命令，便可以控制多个控制器进入配对模式，从而无需去了解各个控制器和设备分别支持的协议，可以快捷地完成设备的部署工作，降低了维护成本。

附图说明

图1为本发明实施例的支持多协议的设备配对系统结构图；

图2为本发明实施例的支持多协议的设备配对方法流程图一；

图3为本发明实施例的支持多协议的设备配对方法流程图二；

图4为本发明实施例的持多协议的设备配对系统的模块框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例并参见附图，对本发明进行详细说明。

为了解决现有技术中存在的手动将设备进行配对，致使设备的部署工作繁琐复杂的技术问题，本实施例提供一种支持多协议的设备配对方法，以使用户可以快捷地完成设备的部署工作，降低了维护成本。

首先，对本实施例的方法所应用的硬件架构进行说明。如图1所示，该方法应用于网关、控制终端与多个控制器组成的网络系统中。其中，所述控制终端和多个所述控制器均与所述网关进行连接。

可选地，控制器与网关是通过串口通信连接。

在此需要说明的是，在实际使用时，控制终端可以为移动智能手机、或者PC机等等。

网关可以连接多个控制器的智能设备，例如三星智能电视。

设备可以为多种具有联网功能的设备，如应用在家居环境中的门锁、电灯等等。

控制器即为现有技术中的支持不同协议的控制器，以实现支持对应协议的设备的接入网络。

其中，每个控制器支持一种通信协议，且该多个控制器支持两种以上通信协议，如Zigbee、Zwave、Bluetooth协议等。每个网关支持一种通信协议。控制器与各个设备是用Zwave，Zigbee等协议来通信连接。

当将所述设备加入该系统中时，如图2所示，所述方法包括：

a1、网关接收到所述控制终端发送的第一配对命令后，控制各个控制器进入配对模式。

a2、控制器判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，是，则进入步骤a3；否，则进入步骤a4。

a3、控制器与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

在此需要说明的是，该网络地址为控制器进入配对模式后，建立自己的网络，对与其连接的设备分配的一个地址，并非传统的IP地址。

a4、控制器退出配对模式。

通过此方法，用户只需要通过控制终端发送一次配对命令，便可以控制多个控制器同时进入配对模式，从而无需去了解各个控制器和设备分别支持的协议，可以快捷地完成设备的部署工作，降低了维护成本。

更具体的步骤参见图3，所述方法包括：

101、所述网关接收到所述控制终端发送的配对命令后，控制各个控制器进入配对模式。控制终端可以为手机、或者电脑等。用户可以通过控制终端的UI界面，进行操作。

具体而言，所述网关接收到所述控制终端发送的第一配对命令，将该第一配对命令转换成支持不同通信协议的第二配对命令，并将转换后的第二配对命令对应发送至与本第二配对命令支持同一通信协议的控制器，从而触发各个所述控制器进入配对模式。

在一个实际应用环境中，网关将接收到的第一配对命令转换成对应协议的串口字节流，即第二配对命令，并通过与控制器连接的串口发送至支持对应协议的控制器。每个控制器收到该串口字节流，发送对应的RF信号，以准备与设备进行通信。

102、设备广播发送加入请求报文至每个所述控制器。

在此需要说明的是，设备如果要想加入到系统中，需要用户手动操作该设备，然后该设备才会向外广播发送加入请求报文。

103、控制器判断在设置的时间阈值内是否接收到设备发送的加入请求报文，是，则进入步骤105；否，则进入步骤104。其中，该时间阈值可以自行设置，如1分钟、5分钟等等。

104、控制器退出配对模式。如果用户仍想使控制器进入配对模式，需要重新操作控制终端。

105、控制器查看接收到的加入请求报文中是否携带本控制器支持的通信协议，是，则进入步骤107；否，则进入步骤106。

106、不返回加入允许报文至该设备。

107、控制器返回加入允许报文至该设备，以与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址，然后进入步骤108。

108、控制器通知所述网关，触发网关为该设备生成唯一识别码UUID。实际应用时，网关会为加入该系统的多个设备建立设备列表，以存储每个设备对应的唯一识别码，以作为该设备在该系统中的唯一标识加以区分。

109、网关将该设备的唯一识别码同步至控制终端。

进一步地，控制终端可以在UI界面上位每个设备生成虚拟按钮，以支持用户对各个设备的控制。

110、控制器退出配对模式，然后重新进入配对模式，以等待下一次与设备的连接，并返回步骤103。在此需要说明的是，控制器退出配对模式，由于控制器已经为设备分配了地址，所以与该控制器连接的设备并不会因此断开连接，而一直保持连接关系。

需要说明的是，此步骤为可选步骤，控制器要重新进入配对模式，是由于目前应用的部分协议，如Zwave协议只能支持控制器每次加入单个设备，并在单个设备加入后，使控制器重新进入配对模式。

对于无需重新进入配对模式的协议，则执行步骤109完毕后，直接返回步骤103。

可选地，当有设备加入到系统中时，在控制终端的UI界面上可以显示对应的控制该设备的虚拟按键。当设备有多个时，用户无法区分，可以操作使设备动作。例如有多个灯加入到系统中，用户可以使某个灯亮灭交替，以使用户区分。

当识别加入所述网络系统的单个设备时：

所述控制终端发送设备识别命令至所述网关；其中，所述设备识别命令携带有该设备的唯一识别码；

所述网关接收到所述设备识别命令后，发送设备动作命令经由与该设备连接的控制器至该设备，触发该设备响应动作；其中，该设备动作命令携带有触发设备动作的字段。网关预存有该设备动作的字段集，以供调用。设备动作可以但不限于声音的开关、灯光的亮灭等等。

并且，通过此步骤，不仅可以区分各个设备，还可以使用户通过控制终端控制各个设备的动作。

与现有技术相比，基于本发明的方法，可具有下列优点：

1，减少重复劳动，轻松完成设备的配对。由于只需要一个操作，就可以完成多个设备的配对，所以极大地降低了部署这些设备的时间，降低错误率，降低使用门槛。

2，降低用户的使用要求。用户无需了解Zigbee、Zwave、Bluetooth的协议，也可快捷地完成设备的部署工作，极大地提高了产品的可推广性和可用性。可以帮助酒店、咖啡厅等减少维护费用，同时也降低部署成本。

3，提高了整个系统的可扩展性和操作体验的一致性。因为整个系统是支持多协议的，假设支持Zwave设备缺少的情况下，可以用支持Zigbee或者Bluetooth的相同功能的设备来替换。对用户来说，设备的操作是一致的。

本发明实施例还提供一种支持多协议的设备配对系统，参见图4，包括：网关、控制终端与多个控制器；其中，所述控制终端和多个所述控制器均与所述网关连接；

其中，每个控制器支持一种通信协议，且该多个控制器支持两种以上通信协议；每个设备支持一种通信协议；

所述控制终端设有配对命令发送模块；所述网关设有配对触发模块、控制器通信模块；所述控制器设有配对启动模块、连接建立模块；所述设备设有加入请求模块；

当所述设备加入所述设备配对系统中时：

所述配对触发模块接收到所述配对命令发送模块发送的第一配对命令后，触发所述控制器通信模块通知各个控制器的配对启动模块进入配对模式；

然后配对启动模块触发所述连接建立模块判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

更为具体地，所述配对触发模块接收到所述配对命令发送模块发送的第一配对命令后，触发所述控制器通信模块控制各个控制器的配对启动模块进入配对模式，具体包括：

所述配对触发模块接收到所述配对命令发送模块发送的第一配对命令，将该第一配对命令转换成支持不同通信协议的第二配对命令，然后发送至控制器通信模块；

所述控制器通信模块将转换后的第二配对命令对应发送至与本第二配对命令支持同一通信协议的控制器的配对启动模块，从而触发各个所述控制器的配对启动模块进入配对模式。

更为具体地，所述连接建立模块判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址，具体包括：

所述加入请求模块广播发送加入请求报文至每个控制器中的连接建立模块；其中，所述加入请求报文携带该设备支持的通信协议；

若所述连接建立模块在设置的时间阈值内收到所述加入请求模块发送的加入请求报文，查看接收到的加入请求报文中是否携带本控制器支持的通信协议，若是，则返回加入允许报文至所述加入请求模块，以与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

更为具体地，所述网关还设有设备识别模块；所述控制终端还设有设备备份模块；

所述连接建立模块与该设备建立通信连接后：

所述连接建立模块通知所述设备识别模块，触发所述设备识别模块为该设备生成唯一识别码，并同步至所述控制终端的设备备份模块；

所述配对启动模块控制各个控制器退出配对模式，然后重新进入配对模式，以等待连接建立模块的下一次与设备的连接。需要说明的是，控制器要重新进入配对模式，是由于目前应用的部分协议，如Zwave协议等只能支持控制器每次加入单个设备，并在单个设备加入后，使控制器重新进入配对模式。

对于无需重新进入配对模式的协议，则也无需配对启动模块控制各个控制器重新进入配对模式，而是直接等待连接建立模块的下一次与设备的连接。

可选地，当有多个设备加入到系统中时，不仅需要区分各个设备，还应允许用户通过控制终端控制各个设备的动作。

其中，所述控制终端还设有识别命令发送模块，所述网关还设有第一命令传送模块；所述控制器设有第二命令传送模块，所述设备还设有动作响应模块。

当识别加入所述网络系统的单个设备时：

所述识别命令发送模块发送设备识别命令至所述第一命令传送模块；其中，所述设备识别命令携带有该设备的唯一识别码。

需要说明的是，识别命令发送模块与设备备份模块连接，以获取每个设备对应的唯一识别码，并对应生成设备识别命令。

所述第一命令传送模块接收到所述设备识别命令后，发送设备动作命令经由与该设备连接的第二命令传送模块传至所述动作响应模块，触发该动作响应模块响应动作；其中，该设备动作命令携带有触发该动作响应模块动作的字段。

通过此系统，用户只需要通过控制终端发送一次配对命令，便可以控制多个控制器同时进入配对模式，从而无需去了解各个控制器和设备分别支持的协议，可以快捷地完成设备的部署工作，降低了维护成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种支持多协议的设备配对方法，其特征在于，用于网关、控制终端与多个控制器组成的系统中，其中，所述控制终端和多个所述控制器均与所述网关进行连接；

每个控制器支持一种通信协议，且该多个控制器支持两种以上通信协议；

每个设备支持一种通信协议；

当将所述设备加入该系统中时，所述方法包括：

所述网关接收到所述控制终端发送的第一配对命令后，控制各个控制器进入配对模式；

然后所述控制器判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关接收到所述控制终端发送的配对命令后，控制各个控制器进入配对模式，具体包括：

所述网关接收到所述控制终端发送的第一配对命令，将该第一配对命令转换成支持不同通信协议的第二配对命令，并将转换后的第二配对命令对应发送至与本第二配对命令支持同一通信协议的控制器，从而触发各个所述控制器进入配对模式。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址，具体包括：

所述设备广播发送加入请求报文至每个所述控制器；其中，所述加入请求报文携带该设备支持的通信协议；

若所述控制器在设置的时间阈值内收到所述设备发送的加入请求报文，查看接收到的加入请求报文中是否携带本控制器支持的通信协议，若是，则返回加入允许报文至该设备，以与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制器与该设备建立通信连接后：

所述控制器通知所述网关，触发网关为该设备生成唯一识别码，并同步至控制终端；

所述控制器退出配对模式，然后再重新进入配对模式，以等待下一次与设备的连接。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当识别加入所述网络系统的单个设备时，

所述控制终端发送设备识别命令至所述网关；其中，所述设备识别命令携带有该设备的唯一识别码；

所述网关接收到所述设备识别命令后，发送设备动作命令经由与该设备连接的控制器至该设备，触发该设备响应动作；其中，该设备动作命令携带有触发设备动作的字段。

6.一种支持多协议的设备配对系统，其特征在于，包括：网关、控制终端与多个控制器；其中，所述控制终端和多个所述控制器均与所述网关连接；

其中，每个控制器支持一种通信协议，且该多个控制器支持两种以上通信协议；每个设备支持一种通信协议；

所述控制终端设有配对命令发送模块；所述网关设有配对触发模块、控制器通信模块；所述控制器设有配对启动模块、连接建立模块；

当所述设备加入所述设备配对系统中时：

所述配对触发模块接收到所述配对命令发送模块发送的第一配对命令后，触发所述控制器通信模块通知各个控制器的配对启动模块进入配对模式；

然后所述配对启动模块触发所述连接建立模块判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述配对触发模块接收到所述配对命令发送模块发送的第一配对命令后，触发所述控制器通信模块控制各个控制器的配对启动模块进入配对模式，具体包括：

所述配对触发模块接收到所述配对命令发送模块发送的第一配对命令，将该第一配对命令转换成支持不同通信协议的第二配对命令，然后发送至控制器通信模块；

所述控制器通信模块将转换后的第二配对命令对应发送至与本第二配对命令支持同一通信协议的控制器的配对启动模块，从而触发各个所述控制器的配对启动模块进入配对模式。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述设备设有加入请求模块；

所述连接建立模块判断在设置的时间阈值内是否接收到与本控制器支持同一通信协议的设备的加入请求，若收到，则与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址，具体包括：

所述加入请求模块广播发送加入请求报文至每个控制器中的连接建立模块；其中，所述加入请求报文携带该设备支持的通信协议；

若所述连接建立模块在设置的时间阈值内收到所述加入请求模块发送的加入请求报文，查看接收到的加入请求报文中是否携带本控制器支持的通信协议，若是，则返回加入允许报文至所述加入请求模块，以与该设备建立通信连接，并为该设备分配一个网络地址。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述网关还设有设备识别模块；所述控制终端还设有设备备份模块；

所述连接建立模块与该设备建立通信连接后：

所述连接建立模块通知所述设备识别模块，触发所述设备识别模块为该设备生成唯一识别码，并同步至所述控制终端的设备备份模块；

所述配对启动模块控制各个控制器退出配对模式，然后重新进入配对模式，以等待连接建立模块的下一次与设备的连接。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述控制终端还设有识别命令发送模块，所述网关还设有第一命令传送模块；所述控制器设有第二命令传送模块，所述设备还设有动作响应模块；

当识别加入所述网络系统的单个设备时，

所述识别命令发送模块发送设备识别命令至所述第一命令传送模块；其中，所述设备识别命令携带有该设备的唯一识别码；

所述第一命令传送模块接收到所述设备识别命令后，发送设备动作命令经由与该设备连接的第二命令传送模块传至所述动作响应模块，触发该动作响应模块响应动作；其中，该设备动作命令携带有触发该动作响应模块动作的字段。