CN105101467A - 一种基于无线信号强度的设备自动配对方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于无线信号强度的设备自动配对方法，包括：无线遥控设备向待配对设备广播配对初始化信号；当待配对设备接收到配对初始化信号后，检测该信号的强度；如果该信号的强度高于第一预设强度阈值，则向无线遥控设备发送配对回应信号；当无线遥控设备在预定时间内接收到配对回应信号，检测配对回应信号的强度；如果强度高于第二预设强度阈值，无线遥控设备将其网络ID标识与待配对设备的网络ID标识进行配对，在配对成功时向待配对设备发送配对成功信号；待配对设备接收到配对成功信号后，停止发送配对回应信号。本发明的方法能自动完成设备配对，同时保证了设备之间配对与通信的安全性，且该方法易于实现，提高了用户的体验度。

Description

一种基于无线信号强度的设备自动配对方法

技术领域

本发明涉及智能建筑和无线通信技术领域，特别涉及一种可应用于智能建筑中的基于无线信号强度的设备自动配对方法。

背景技术

随着互联网技术的不断发展，网络已经进入人们生活的方方面面。不论是家庭，还是餐厅，或是一些公共建筑，都被WIFI覆盖。不论走到哪里，只要将手机或是其它移动设备拿出，就可以连入相应的WIFI，进行上网。不仅如此，智能家居的技术现在也在不断成熟，越来越多的电子设备也能够通过无线通信终端的方式进行控制，其中有很大部分可以通过WIFI进行通信，此外还有一些其它专用的无线通信方式，如zigbee或其它特定频段的无线通信协议。

在使用具有无线通信能力的智能家居设备时，需要首先建立起无线遥控装置与被控设备之间的配对关系，当室内设备比较多时，建立所有设备相对应的配对关系是一件相当繁琐复杂的事情，如何简化智能建筑设备之间的配对工作是智能建筑设备技术研究领域的重要问题。另外一方面，智能家居设备面向的是家庭用户，而非专业人士，许多中老年非技术人员更加难以独立完成所有设备与无线遥控装置之间配置工作，阻碍了智能家居设备的推广应用。

现有无线设备之间建立配对关系往往需要有一个信号源选择和密码配置的过程，例如使用WIFI协议进行通信的设备在建立连接时，首先需要终端用户从当前范围内的WIFI热点中找出自己想要连接的热点，然后输入相应的密码(大多数WIFI热点都设置了密码安全选项)，当设备较多时该过程比较繁琐，而且也可能面临密码设置、忘记密码等问题。同时对于一部分家庭用户来说，他们可能年纪较大，接受新鲜事物的能力较差，或是一些对于这部分内容完全不懂的人，他们知道连接上网络能看新闻，看网页，但不知道还要去选择网络，输入密码，他们希望智能建筑设备的使用方式能够像使用传统遥控器般的简单便捷、上手即用。因此，需要一种简便、安全的设备配对方法来满足用户的上述需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提供一种基于无线信号强度的设备自动配对方法，该方法能自动完成设备配对，同时保证了设备之间配对与通信的安全性，且该方法易于实现，提高了用户的体验度。

为了实现上述目的，本发明的实施例提出了一种基于无线信号强度的设备自动配对方法，所述设备包括无线遥控设备和待配对设备，所述无线遥控设备和待配对设备均具有无线通信模块，所述方法包括以下步骤：所述无线遥控设备向所述待配对设备广播配对初始化信号，其中，所述配对初始化信号包括所述无线遥控设备的网络ID标识；当所述待配对设备接收到所述无线遥控设备广播的配对初始化信号后，检测所述配对初始化信号的强度；如果所述配对初始化信号的强度高于第一预设强度阈值，则所述待配对设备向所述无线遥控设备发送配对回应信号，其中，所述配对回应信号包括所述待配对设备的网络ID标识；当所述无线遥控设备接收到所述配对回应信号后，进一步检测所述配对回应信号的强度；如果所述配对回应信号的强度高于第二预设强度阈值，则所述无线遥控设备将其网络ID标识与所述待配对设备的网络ID标识进行配对，并在配对成功时向所述待配对设备发送配对成功信号；所述待配对设备接收到所述配对成功信号后，停止发送所述配对回应信号。

根据本发明实施例的基于无线信号强度的设备自动配对方法，利用无线信号强度随距离增加而迅速减小的关系，通过设计适当的通信认证协议，避免终端用户在使用时所可能面临的信号源选择和密码设置问题，无需用户的任何交互式信息输入或手动配对设置，即可自动完成所有的智能建筑设备配对工作，使家庭用户在使用无线遥控设备控制智能建筑设备时，避免了智能建筑无线设备之间传统所采用的繁琐复杂的配对过程，能够实现“无需配对、即拿即用”的用户体验，因此，该方法易于实现；同时，该方法通过物理原理保证设备之间配对与通信的安全性。

另外，根据本发明上述实施例的基于无线信号强度的设备自动配对方法还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，还包括：如果所述待配对设备在预定时间内未收到所述配对成功信号，则停止发送所述配对回应信号，并进入静默接收模式。

在一些示例中，还包括：所述无线遥控设备向已配对成功的待配对设备发送控制指令信号；所述已配对成功的待配对设备接收所述无线遥控设备发射的所述控制指令信号，并检测所述控制指令信号的强度；如果所述控制指令信号的强度高于第三预设强度阈值，则所述已配对成功的待配对设备根据所述控制指令信号执行相应的动作，否则，所述已配对成功的待配对设备忽略所述控制指令信号。

在一些示例中，还包括：如果所述无线遥控设备没有已配对成功的待配对设备，则所述无线遥控设备可提示用户继续向所述待配对设备广播所述配对初始化信号。

在一些示例中，还包括：如果所述配对初始化信号的强度低于所述第一预设强度阈值，则忽略所述配对初始化信号。

在一些示例中，还包括：如果所述配对回应信号的强度低于所述第二预设强度阈值，则忽略所述配对回应信号。

在一些示例中，所述无线通信模块采用WIFI、ZigBee或其它无线通信协议。

在一些示例中，所述无线遥控设备的网络ID标识包括所述无线遥控设备的物理硬件地址或IP地址。

在一些示例中，所述待配对设备的网络ID标识包括所述待配对设备的物理硬件地址或IP地址。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的基于无线信号强度的设备自动配对方法的流程图；以及

图2是根据本发明另一个实施例的基于无线信号强度的设备自动配对方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图描述根据本发明实施例的应用于智能建筑中的基于无线信号强度的设备自动配对方法。

图1是根据本发明一个实施例的基于无线信号强度的设备自动配对方法的流程图。图2是根据本发明另一个实施例的基于无线信号强度的设备自动配对方法的流程图。其中，该设备包括无线遥控设备和待配对设备，无线遥控设备和待配对设备均具有无线通信模块。更为具体地，无线通信模块例如采用WIFI、ZigBee或其它无线通信协议。待配对设备例如为具有无线控制功能的灯具、百叶、窗户、空调等设备。

结合图1和图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S101：无线遥控设备向待配对设备广播配对初始化信号，其中，配对初始化信号包括无线遥控设备的网络ID标识。其中，在本发明的一个实施例中，无线遥控设备的网络ID标识例如包括无线遥控设备的物理硬件地址或IP地址。

换言之，例如，当初次使用无线遥控设备来控制某个智能建筑设备(待配对设备)时，首先需要进行设备配对操作。将无线遥控设备靠近待配对设备，并点击开始配对的按钮，无线遥控设备即广播配对初始化信号，该配对初始化信号的目标地址为广播地址，且该信号中包含无线遥控设备的网络ID标识等必要信息字段，同时无线遥控设备进入静默接收模式。

步骤S102：当待配对设备接收到无线遥控设备广播的配对初始化信号后，检测配对初始化信号的强度。

步骤S103：如果配对初始化信号的强度高于第一预设强度阈值，则待配对设备向无线遥控设备发送配对回应信号，其中，配对回应信号包括待配对设备的网络ID标识。其中，在本发明的一个实施例中，待配对设备的网络ID标识例如包括待配对设备的物理硬件地址或IP地址。

具体地说，例如，当待配对设备处于静默接收模式时，侦听周围环境的无线信号，当待配对设备接收到配对初始化信号后，根据接收到的信号强度(RSSI)判断无线遥控设备是否处于近场范围：如果信号强度高于第一预设强度阈值，例如为-20dB，则从静默接收模式进入配对回应模式，并以固定周期，例如每秒1次的频率向无线遥控设备发送配对回应信号，也即配对回应信号的目标地址为无线遥控设备的网络地址。其中，配对回应信号中包含待配对设备的网络ID标识等必要信息字段。

进一步地，如果配对初始化的信号低于第一预设强度阈值，例如-20dB，则忽略该配对初始化信号。

步骤S104：当无线遥控设备在预定时间内接收到配对回应信号，则进一步检测配对回应信号的强度。

步骤S105：如果配对回应信号的强度高于第二预设强度阈值，则无线遥控设备将其网络ID标识与待配对设备的网络ID标识进行配对，并在配对成功时向待配对设备发送配对成功信号。

具体地说，例如，当无线遥控设备在接收到上述配对回应信号后，根据接收到的信号强度(RSSI)判断待配对设备是否处于近场范围：如果该信号强度超过预先给定的第二预设强度阈值，例如为-20dB，则自动将该设备的ID标识(如IP地址)与无线遥控设备的当前模块ID标识(由软件自定义的模块ID)进行配对，同时无线遥控设备向待配对设备发送配对成功信号，也即该配对成功信号的目标地址设定为待配对设备的网络地址，同时无线遥控设备进入待发射指令模式。

进一步地，如果配对回应信号的强度低于第二预设强度阈值，例如-20dB，则忽略该配对回应信号。

步骤S106：待配对设备接收到配对成功信号后，停止发送配对回应信号，并进入静默接收模式，等待接收无线遥控设备后续可能发来的设备控制指令信号。

进一步地，在步骤S106中，如果待配对设备在预定时间(例如设定为1分钟)内一直未收到配对成功信号，则停止发送配对回应信号，并进入静默接收模式。

至此，无线遥控设备和智能建筑设备通过本发明上述实施例中的自动配对协议完成了设备之间的配对工作。在整个配对过程中，用户只需将无线遥控设备接近待配对设备，并按下配对开始的按钮，除此之外无需其他任何操作，方便操作，且能够极大提高用户的使用体验度。

进一步地，在本发明的一个实施例中，在步骤S106之后，还包括：无线遥控设备向已配对成功的待配对设备发送控制指令信号；已配对成功的待配对设备接收无线遥控设备发射的控制指令信号，并检测控制指令信号的强度；如果控制指令信号的强度高于第三预设强度阈值，则已配对成功的待配对设备根据控制指令信号执行相应的动作，否则，已配对成功的待配对设备忽略控制指令信号。

进一步地，上述示例中，如果无线遥控设备没有已配对成功的待配对设备，则无线遥控设备提示用户可继续向待配对设备广播配对初始化信号。

在具体实施例中，例如，在完成自动配对之后，相应设备进入常规工作模式，用户即可使用无线遥控设备对配对成功的待配对设备进行控制。例如用户可以使用无线遥控设备对智能空调进行诸如“温度设定为20度”等操作，用户下达该控制指令之后，无线遥控设备将该指令内容放入控制指令信号，该控制指令信号的目标地址设定为该已配对成功的空调设备的网络IP地址，并包含相应的指令值字段。已配对成功的智能空调设备在静默接收模式下接收到无线遥控设备向其发来的控制指令信号(信号的目标地址为该智能空调设备的网络地址)，根据接收到的控制指令信号的强度(RSSI)判断无线遥控设备是否处于近场范围，如果该信号强度超过预先给定的第三预设强度阈值，例如为-40dB，则该智能空调设备按照信号指令进行相应动作，例如将温度设定为20度，否则忽略该控制指令信号。

需要说明的是，本发明上述实施例的第一预设强度阈值、第二预设强度阈值和第三预设强度阈值可根据实际情况而设定，上述实施例中仅是以示例性为目的的描述。

在上述示例中，由于无线信号强度随距离迅速衰减，信号强度一般与距离的2次方-3次方成反比，当穿越水泥墙壁时信号衰减15dB-30dB，这样使得隔壁单元或者远距离的无线遥控设备难以“非法”控制用户家里的智能设备，无法完成自动配对过程。此外，本发明实施例中的控制指令信号的通信过程在多个环节加入了判断接收到的信号强度的条件，从物理原理的角度进一步提高了自动配对过程和控制通信过程中的安全性。因此，该方法具备良好的安全性。

另外，本发明的可以很容易地在传统无线通信的基础之上进行实现，对硬件设备无需修改，只需要在软件上加入一定的协议编程即可，因此，该方法过程简便，易于实现。当然，无线信号强度只是判断距离的一种方式，还有可能通过其它途径获得距离的判断信息，此处仅是以示例性目的进行描述。

综上，根据本发明实施例的应用于智能建筑中的基于无线信号强度的设备自动配对方法，利用无线信号强度随距离增加而迅速减小的关系，通过设计适当的通信认证协议，避免终端用户在使用时所可能面临的信号源选择和密码设置问题，无需用户的任何交互式信息输入或手动配对设置，即可自动完成所有的智能建筑设备配对工作，使家庭用户在使用无线遥控设备控制智能建筑设备时，避免了智能建筑无线设备之间传统所采用的繁琐复杂的配对过程，能够实现“无需配对、即拿即用”的用户体验，因此，该方法易于实现；同时，该方法通过物理原理保证设备之间配对与通信的安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种基于无线信号强度的设备自动配对方法，其特征在于，所述设备包括无线遥控设备和待配对设备，所述无线遥控设备和待配对设备均具有无线通信模块，所述方法包括以下步骤：

所述无线遥控设备向所述待配对设备广播配对初始化信号，其中，所述配对初始化信号包括所述无线遥控设备的网络ID标识；

当所述待配对设备接收到所述无线遥控设备广播的配对初始化信号后，检测所述配对初始化信号的强度；

如果所述配对初始化信号的强度高于第一预设强度阈值，则所述待配对设备向所述无线遥控设备发送配对回应信号，其中，所述配对回应信号包括所述待配对设备的网络ID标识；

当所述无线遥控设备接收到所述配对回应信号后，进一步检测所述配对回应信号的强度；

如果所述配对回应信号的强度高于第二预设强度阈值，则所述无线遥控设备将其网络ID标识与所述待配对设备的网络ID标识进行配对，并在配对成功时向所述待配对设备发送配对成功信号；

所述待配对设备接收到所述配对成功信号后，停止发送所述配对回应信号。

2.根据权利要求1所述的基于无线信号强度的设备自动配对方法，其特征在于，还包括：

如果所述待配对设备在预定时间内未收到所述配对成功信号，则停止发送所述配对回应信号，并进入静默接收模式。

3.根据权利要求1所述的基于无线信号强度的设备自动配对方法，其特征在于，还包括：

所述无线遥控设备向已配对成功的待配对设备发送控制指令信号；

所述已配对成功的待配对设备接收所述无线遥控设备发射的所述控制指令信号，并检测所述控制指令信号的强度；

如果所述控制指令信号的强度高于第三预设强度阈值，则所述已配对成功的待配对设备根据所述控制指令信号执行相应的动作，否则，所述已配对成功的待配对设备忽略所述控制指令信号。

4.根据权利要求3所述的基于无线信号强度的设备自动配对方法，其特征在于，还包括：

如果所述无线遥控设备没有已配对成功的待配对设备，则所述无线遥控设备提示用户可继续向所述待配对设备广播所述配对初始化信号。

5.根据权利要求1所述的基于无线信号强度的设备自动配对方法，其特征在于，还包括：

如果所述配对初始化信号的强度低于所述第一预设强度阈值，则忽略所述配对初始化信号。

6.根据权利要求1所述的基于无线信号强度的设备自动配对方法，其特征在于，还包括：

如果所述配对回应信号的强度低于所述第二预设强度阈值，则忽略所述配对回应信号。

7.根据权利要求1所述的基于无线信号强度的设备自动配对方法，其特征在于，所述无线通信模块采用WIFI、ZigBee或其它无线通信协议。

8.根据权利要求1所述的基于无线信号强度的设备自动配对方法，其特征在于，所述无线遥控设备的网络ID标识包括所述无线遥控设备的物理硬件地址或IP地址。

9.根据权利要求1所述的基于无线信号强度的设备自动配对方法，其特征在于，所述待配对设备的网络ID标识包括所述待配对设备的物理硬件地址或IP地址。