CN106292301A - 一种智能家居的实现方法、装置及系统架构 - Google Patents

一种智能家居的实现方法、装置及系统架构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种智能家居的实现方法、装置及系统架构，应用于红外节点设备的实现方法包括：接收智能设备利用红外通信发送的控制信息，控制信息用于指示末端设备执行预设操作；利用电力载波通信将控制信息转发至主控设备，由主控设备查找与红外节点设备绑定的能够执行预设操作的目的末端设备；接收主控设备返回的目的末端设备的信息；利用红外通信将控制信息转发至目的末端设备，使得目的末端设备执行预设操作。本发明实施例利用红外通信距离短和与障碍物通讯中断的特点，实现对使用者的区域定位；即在智能设备发送红外指令与主控设备通信的同时，主控设备通过红外节点设备的位置来定位使用者，从而达到快速操作末端设备的目的。

Description

一种智能家居的实现方法、装置及系统架构
技术领域
本发明涉及智能家居的通信技术领域，特别涉及一种智能家居的实现方法、装置及系统架构。
背景技术
现有技术中智能家庭通信系统一般使用以下的方案：
a.使用ZigBee(紫蜂协议)无线组网定位、使用频率为433的无线射频模块组网；
b.使用通信速率为100M-500M的电力载波IC进行wifi组网定位；
c.使用红外路由器进行智能设备的控制；
d.使用人体携带电子标签和定位装置等。
但是，若使用射频组网，使用通信速率为100M-500M的电力载波IC进行wifi组网，成本高有电磁辐射，成本高；对于射频辐射敏感使用者，使用者不会购买和使用设备，且使用高速率的电力载波IC和ZigBee模块导致系统整体成本高，IC性能浪费；若使用红外路由器进行智能设备的控制，无法穿墙，无法定位使用者所在的位置，系统无法定位使用者的位置，导致使用者无法使用手机快速控制手机持有者所在区域的智能设备，需要进入选择菜单选择要操作的设备；若使用蓝牙组网，蓝牙通信不能穿透墙壁，但只能实现一对一的配对，切换区域后不能实现快速配对和连接通信；使用wifi组网，wifi信号很容易穿透墙壁，只使用wifi无法定位使用者的位置；同时蓝牙和wifi需要建立连接，不能完成快速操作；若使用电子标签和定位装置实现定位，系统复杂，需要冗余的设备扫描电子标签的位置，复杂的系统和冗余的设备会增加成本。
综上，目前智能家居的通信网络，一般采用射频通信模块、zigbee或者电力猫(wifi无线中继)进行家庭网络的覆盖。使用这些方案的系统射频辐射大，一般只有简单的通信功能、而且对于只要求有基本控制和数据采集的智能的设备成本显然比较高，而且不便于实现设备所在区域的定位。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能家居的实现方法、装置及系统架构，解决了现有技术中射频辐射大、成本高和末端设备无法实现区域定位的问题，实现对使用者的快速定位和对智能家居的快速控制，同时对现网改动小，成本低且辐射小。
为了达到上述目的，本发明实施例提供一种智能家居的实现方法，应用于一红外节点设备，所述实现方法包括：
接收位于本红外节点设备的红外覆盖范围内的一智能设备利用红外通信发送的控制信息，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；
利用电力载波通信将所述控制信息转发至一主控设备，由所述主控设备根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述目的末端设备的信息；
利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
其中，所述实现方法还包括：
利用电力载波通信向主控设备发送第一上电请求信息，由所述主控设备为所述红外节点设备配置唯一标识；
接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述红外节点设备的唯一标识，完成所述红外节点设备的上电。
其中，所述实现方法还包括：
接收所述末端设备利用红外通信发送的绑定请求信息；
利用电力载波通信将所述绑定请求信息转发至所述主控设备，由所述主控设备根据所述绑定请求信息为所述末端设备配置唯一标识并将所述末端设备和所述红外节点设备绑定；
接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备的唯一标识，并利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
其中，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，所述实现方法还包括：
接收所述末端设备利用红外通信发送的第二上电请求信息；
解析所述第二上电请求信息，用当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的唯一标识替换所述第二上电请求信息中的原绑定红外节点设备的唯一标识，并在所述第二上电请求信息中加入更新绑定的红外节点设备的指示字段后利用电力载波通信将所述第二上电请求信息发送至所述主控设备，由所述主控设备根据所述第二上电请求信息，将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备绑定；
接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系；
利用红外通信将所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
本发明实施例还提供一种智能家居的实现方法，应用于一主控设备，所述实现方法包括：
接收红外节点设备利用电力载波通信转发的一智能设备发送的控制信息，其中，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；所述智能设备利用红外通信将所述控制信息发送至所述红外节点设备；
根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
将所述目的末端设备的信息通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，由所述红外节点设备利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
其中，所述实现方法还包括：
接收所述红外节点设备利用电力载波通信发送的第一上电请求信息，为所述红外节点设备配置唯一标识；
将所述红外节点设备的唯一标识通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，完成所述红外节点设备的上电。
其中，所述实现方法包括：
接收所述红外节点设备利用电力载波通信转发的一末端设备发送的绑定请求信息；其中，所述绑定请求信息为所述末端设备利用红外通信发送至所述红外节点设备；
为所述末端设备配置唯一标识，并将所述末端设备与所述红外节点设备绑定；
利用电力载波通信向所述红外节点设备发送所述末端设备的唯一标识，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
其中，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，所述实现方法还包括：
接收所述红外节点设备利用红外通信转发的第二上电请求信息，所述第二上电请求信息中包含更新绑定的红外节点设备的指示字段；
根据所述第二上电请求信息更新所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，并利用电力载波通信向所述红外节点设备返回所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
其中，若预设时间内未收到一红外节点设备及与所述红外节点设备绑定的末端设备发送的数据，删除所述红外节点设备。
其中，若多次未收到末端设备的响应，删除所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系。
本发明实施例还提供一种智能家居的实现装置，应用于一红外节点设备，所述实现装置包括：
第一接收模块，用于接收位于本红外节点设备的红外覆盖范围内的一智能设备利用红外通信发送的控制信息，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；
第一转发模块，用于利用电力载波通信将所述控制信息转发至一主控设备，由所述主控设备根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
第二接收模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述目的末端设备的信息；
第二转发模块，用于利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
其中，所述实现装置还包括：
第一发送模块，用于利用电力载波通信向主控设备发送第一上电请求信息，由所述主控设备为所述红外节点设备配置唯一标识；
第三接收模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述红外节点设备的唯一标识，完成所述红外节点设备的上电。
其中，所述实现装置还包括：
第四接收模块，用于接收所述末端设备利用红外通信发送的绑定请求信息；
第三转发模块，用于利用电力载波通信将所述绑定请求信息转发至所述主控设备，由所述主控设备根据所述绑定请求信息为所述末端设备配置唯一标识并将所述末端设备和所述红外节点设备绑定；
第四转发模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备的唯一标识，并利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
其中，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，所述实现装置还包括：
第五接收模块，用于接收所述末端设备利用红外通信发送的第二上电请求信息；
解析模块，用于解析所述第二上电请求信息，用当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的唯一标识替换所述第二上电请求信息中的原绑定红外节点设备的唯一标识，并在所述第二上电请求信息中加入更新绑定的红外节点设备的指示字段后利用电力载波通信将所述第二上电请求信息发送至所述主控设备，由所述主控设备根据所述第二上电请求信息，将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备绑定；
第六接收模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系；
第二发送模块，用于利用红外通信将所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
本发明实施例还提供一种智能家居的实现装置，应用于一主控设备，所述实现装置包括：
接收转发模块，用于接收红外节点设备利用电力载波通信转发的一智能设备发送的控制信息，其中，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；所述智能设备利用红外通信将所述控制信息发送至所述红外节点设备；
获取模块，用于根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
返回模块，用于将所述目的末端设备的信息通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，由所述红外节点设备利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
其中，所述实现装置还包括：
接收配置模块，用于接收所述红外节点设备利用电力载波通信发送的第一上电请求信息，为所述红外节点设备配置唯一标识；
上电返回模块，用于将所述红外节点设备的唯一标识通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，完成所述红外节点设备的上电。
其中，所述实现装置包括：
第七接收模块，用于接收所述红外节点设备利用电力载波通信转发的一末端设备发送的绑定请求信息；其中，所述绑定请求信息为所述末端设备利用红外通信发送至所述红外节点设备；
配置模块，用于为所述末端设备配置唯一标识，并将所述末端设备与所述红外节点设备绑定；
第三发送模块，用于利用电力载波通信向所述红外节点设备发送所述末端设备的唯一标识，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
其中，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，所述实现装置还包括：
更新接收模块，用于接收所述红外节点设备利用红外通信转发的第二上电请求信息，所述第二上电请求信息中包含更新绑定的红外节点设备的指示字段；
更新绑定模块，用于根据所述第二上电请求信息更新所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，并利用电力载波通信向所述红外节点设备返回所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
其中若预设时间内未收到一红外节点设备及与所述红外节点设备绑定的末端设备发送的数据，删除所述红外节点设备。
其中，若多次未收到末端设备的响应，删除所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系。
本发明实施例还提供一种系统架构，包括多个末端设备、如上所述的红外节点设备侧的智能家居实现装置以及如上所述的主控设备侧的智能家居实现装置。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
本发明实施例的智能家居的实现方法、装置及系统架构中，主控设备和红外节点设备之间采用电力载波技术进行通信，红外节点设备采用红外组网对房间和其他区域进行覆盖，即红外节点设备与末端设备之间采用红外通信进行通信，利用红外通信距离短和与障碍物通讯中断的特点，实现对使用者的区域定位；即在智能设备(如智能手机)发送红外指令与主控设备通信的同时，主控设备通过红外节点设备的位置来定位使用者，从而达到快速操作末端设备的目的；本发明实施例中无需采用多余的传感器和定位通信协议，易于实现；同时使用低速率的电力载波，成本低，不用重新布置通信总线，且使用红外节点设备进行红外组网，无射频辐射且无需配对，实现了对末端设备的快速控制。
附图说明
图1表示本发明实施例的智能家居的实现方法的组网示意图；
图2表示本发明实施例的智能家居的实现方法中红外节点设备和末端设备的组网示意图；
图3表示本发明实施例的红外节点设备侧智能家居的实现方法的基本步骤流程图；
图4表示本发明实施例的主控设备侧智能家居的实现方法的基本步骤流程图；
图5表示本发明实施例的智能家居的实现方法中照明控制的具体流程图；
图6表示本发明实施例的智能家居的实现方法中增加红外节点设备的流程图；
图7表示本发明实施例的智能家居的实现方法中增加末端设备的流程图；
图8表示本发明实施例的智能家居的实现方法中末端设备更换区域的流程图；
图9表示本发明实施例的红外节点设备侧智能家居的实现装置的组成结构图；
图10表示本发明实施例的主控设备侧智能家居的实现装置的组成结构图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有技术中频辐射大、成本高和末端设备无法实现区域定位的问题，提供一种智能家居的实现方法、装置及系统架构，主控设备和红外节点设备之间采用电力载波技术进行通信，红外节点设备采用红外组网对房间和其他区域进行覆盖，即红外节点设备与末端设备之间采用红外通信进行通信，利用红外通信距离短和与障碍物通讯中断的特点，实现对使用者的区域定位；即在智能设备(如智能手机)发送红外指令与主控设备通信的同时，主控设备通过红外节点设备的位置来定位使用者，从而达到快速操作末端设备的目的；本发明实施例中无需采用多余的传感器和定位通信协议，易于实现；同时使用低速率的电力载波，成本低，不用重新布置通信总线，且使用红外节点设备进行红外组网，无射频辐射且无需配对，实现了对末端设备的快速控制。
本发明实施例提供的智能家居的实现方法实际为智能家居系统中各个设备之间相互通信的实现方法。如图1所示为采用本方法的通信架构示意图，以一个家庭网络为例。一个家庭网络包括主干网和支网；其中，家庭主干网使用电力载波技术作为所有从属设备和智能设备的通信总线，支网采用电力载波转红外通信，使用红外组网对房间和其他区域进行覆盖。所有的智能设备使用红外和支网节点通信(红外覆盖节点)，如图2所示，所有的智能家居(末端设备)从属于与它通信的支节点(红外覆盖节点)。需要说明的是，手机、平板等移动性的智能设备除外，其不从属于与它通信的支节点。
通常情况下，一个房间内设置一个红外覆盖节点，客厅设置一个红外覆盖节点，厨房设置一个红外覆盖节点，卫生间设置一个红外覆盖节点，阳台设置一个红外覆盖节点；每个区域内可设置一个或多个末端设备，其具体的设置个数可根据房屋的大小确定，以所有智能家居设备(末端设备)均与其所在区域内的红外覆盖节点通信为宜。
手机或平板电脑等智能设备，因为其使用的区域不固定且不存在主控设备需要控制智能设备的情形，所有智能设备不需要和红外支节点绑定(即手机设备不需要上线(添加设备)的过程)，智能设备直接通过红外节点和主控设备通信完成控制流程。
本发明实施例主要涉及对红外节点设备侧以及主控设备侧的实现方法的改进，故下面将分别对红外节点设备侧的实现方法和主控设备侧的实现方法进行分别描述，具体如下：
如图3所示，本发明实施例提供一种应用于红外节点设备的智能家居的实现方法，包括：
步骤31，接收位于本红外节点设备的红外覆盖范围内的一智能设备利用红外通信发送的控制信息，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；
步骤32，利用电力载波通信将所述控制信息转发至一主控设备，由所述主控设备根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
步骤33，接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述目的末端设备的信息；
步骤34，利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
相应的，如图4所示，本发明实施例还提供一种应用于主控设备的智能家居的实现方法，包括：
步骤41，接收红外节点设备利用电力载波通信转发的一智能设备发送的控制信息，其中，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；所述智能设备利用红外通信将所述控制信息发送至所述红外节点设备；且所述智能设备在所述红外节点设备的红外覆盖范围内；
步骤42，根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
步骤43，将所述目的末端设备的信息通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，由所述红外节点设备利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
本发明的上述实施例中，红外节点设备为红外发射管，即通过红外发射管对所在区域进行红外组网，由于红外通信距离短且遇障碍物通讯中断的特点，在一个空间里仅设置一个红外节点设备，则智能设备仅能和离其最近的红外节点设备通信，由于红外节点设备的位置是确定的，所以主控设备在确定红外节点设备的位置后，就能确定使用者(即智能设备)的所在区域。需要说明的是，智能设备指能够发出控制信息(如打开本区域的照明设备、启动本区域的智能喂宠设备倒出狗粮等等)的电子产品，如手机、平板电脑、遥控设备(该遥控设备能够控制整个家庭网的所有家居设备)等。本发明的具体实施例中，以手机为例，例如用户晚上醒来想打开本房间的灯或者晚上见家门找不到照明灯的开关，可以使用手机的黑屏手势或者摇一摇等方法发出控制信息，从而打开本区域的照明设备。其中，手机的黑屏手势或者摇一摇等方式需预先设定，即手机检测到预先设定的黑屏手势或者摇一摇的同时触发控制信息给红外节点设备。
需要说明的是，虽然智能设备只能与其最近的红外节点设备通信，但是也存在一种特殊情况，例如用户站在客厅与卧室之间的门那摇动手机发出控制信息，且门是打开状态，且客厅设置有第一红外节点设备、卧室设置有第二红外节点设备，则存在第一红外节点设备和第二红外节点设备均受到上述控制信息，则该种情况下可以根据第一红外节点设备接收到控制信息的时间和第二红外节点设备接收到控制信息的时间的差异，选取优先接收到控制信息的红外节点设备覆盖范围内的末端设备进行控制；同样还存在另一种特殊情况，例如卧室内设置有两个或者多个智能照明设备，且均与红外节点设备绑定，则主控设备确定与红外节点设备绑定的末端设备时，会发现多个智能照明设备，可同时控制多个智能照明设备均打开，也可设置其中的一个或多个为主智能照明设备，仅打开主智能照明设备，其他的为备用照明设备，当主智能照明设备发生故障时，控制备用照明设备开启等方式，不限于一固定形式，可根据用户喜好提供给用户自行设置。
简言之，本发明实施例提供的智能家居的实现方法具体为：
智能设备利用红外通信发送控制信息至最近的红外节点设备，例如该控制信息为指示打开本区域的照明设备；红外节点设备将控制信息调制为电力载波信号后转发至主控设备，调制后的控制信息携带红外节点设备的标识信息；主控设备受到控制信息后对其进行解析，确定红外节点设备的位置进而确定智能设备所在区域，还可解析出控制信息的内容，进而查询与红外节点设备绑定的智能照明设备，并将该智能照明设备的标识通过电力载波通信发送给红外节点设备，红外节点设备判断是自己要转发的数据后，将控制信息调制为红外信号转发至智能照明设备，从而控制照明设备打开，完成操作。
进一步的，为了更清楚的描述本发明实施例中智能设备、红外节点设备以及主控设备之间传递的信息，本发明实施例规定一种通信协议，需要说明的是，一下通信协议只是为了解释本发明实施例的具体实现方法，具体实现不限于此。下面具体描述该通信协议，其结构如表1所示：
起始标志1 起始标志2 支节点类型 支节点ID
末端节点类型 末端节点ID 数据类型 数据长度
DATA1 DATA2 ……… ………
……… ……… 终止标志1 终止标志2
表1 通信协议格式
其中，起始标志：标示数据开始；设起始标志1固定值0x5A，起始标志2固定值0xA5。
支节点类型：预留扩展位，扩展不同的支节点类型。默认值0x01。
支节点ID：支节点的ID，为了标示不同的支节点，每个支节点ID对应于一个区域。
末端节点类型：标示不同的智能设备类型，
例如：
设备名称 末端节点类型
手机 0x00
照明(灯) 0x01
安防检测 0x02
门窗控制 0x03
喂宠控制 0x04
末端节点ID：末端节点的ID，为了标示区分同一个区域下的多个相同的智能设备，每个末端节点ID对应于一个设备。(使用支节点ID、末端节点类型和末端节点ID，可以确认不同区域的不同设备。)
数据类型：表示本条消息的功能，
例如：
功能 数据类型的值
请求增加支节点 0x01
请求增加末端点 0x02
末端点变更 0x03
支节点数据 0x04
控制本区域照明(打开) 0x05
数据长度：指明本字段后面的数据长度，不包含本字段和终止标志字段。
DATA：实际末端节点发送的数据。
终止标志:标示数据结束；终止标志1固定值0x5A，终止标志2固定值0xA5。
具体的，如图5所示，应用上述通信协议的照明控制流程如下：
a)使用手机的黑屏手势或者摇一摇，让手机S03使用红外发送红外控制信息。控制信息的格式如表1，其中数据类型字段为0x05，其他字段为0。
b)本区域的红外节点设备S02接收到控制信息，在手机原始数据的基础上填写自己的信息(支节点类型0x01、支节点ID 0x01)后发送给主控设备S01。
c)主控设备S01根据收到数据，解析支节点的id为0x00(S02支节点id)。确定使用者的位置在S02下(使用者的位置也就是S02的位置)，完成定位功能。中心节点并且解析设备类型为0x00(手机)，数据类型为0x05(打开控制本区域照明)，确定为手机发送数据快速打开照明设备。
d)主控设备S01查找绑定关系，找到照明设备S04是支点设备S02区域的照明设备，中心节点S01使用通信协议发送数据打开S02区域的照明设备S04。其中支节点类型、支节点ID、末端设备类型和末端设备ID为0x01，数据类型为0x05(打开控制本区域照明)。
e)红外节点设备S02收到信息，解析数据中支节点类型、支节点ID为0x01。S02判断是自己要转发的数据，调制成红外信号转发给智能照明设备S04。
f)智能设备S04收到控制信息，解析数据中数据类型为0x05(打开控制本区域照明)，最后完成打开照明开关操作。
进一步的，本发明实施例还提供增加新的红外节点设备的过程，即红外节点设备侧的所述实现方法还包括：
步骤35，利用电力载波通信向主控设备发送第一上电请求信息，由所述主控设备为所述红外节点设备配置唯一标识；
步骤36，接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述红外节点设备的唯一标识，完成所述红外节点设备的上电。
相应的，主控设备侧的所述实现方法还包括：
步骤44，接收所述红外节点设备利用电力载波通信发送的第一上电请求信息，为所述红外节点设备配置唯一标识；
步骤45，将所述红外节点设备的唯一标识通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，完成所述红外节点设备的上电。
具体的，如图6所示，应用上述通信协议的增加红外节点设备的流程如下：
a)上电后红外节点设备S02通过电力载波通信查找主控设备S01，使用表1的协议发送数据(其中支节点ID、末端节点类型、末端节点ID和数据长度字段为0x00，支节点类型和数据类型为0x01)
b)主控节点收到数据后解析数据，发现支节点ID为0、数据类型为0x01，说明是新加支节点。中心节点生成支节点ID为0x01、在原始数据的基础上填写对应字段，发回数据；
c)红外节点设备收到数据保存自己的配置id；
d)用户可以通过多种方式关联配置id和位置信息。如登录中心节点网管等。
进一步的，本发明实施例还提供增加新的末端设备的过程，即红外节点设备侧的所述实现方法还包括：
步骤37，接收所述末端设备利用红外通信发送的绑定请求信息；
步骤38，利用电力载波通信将所述绑定请求信息转发至所述主控设备，由所述主控设备根据所述绑定请求信息为所述末端设备配置唯一标识并将所述末端设备和所述红外节点设备绑定；
步骤39，接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备的唯一标识，并利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
相应的，主控设备侧的所述实现方法还包括：
步骤46，接收所述红外节点设备利用电力载波通信转发的一末端设备发送的绑定请求信息；其中，所述绑定请求信息为所述末端设备利用红外通信发送至所述红外节点设备；
步骤47，为所述末端设备配置唯一标识，并将所述末端设备与所述红外节点设备绑定；
步骤48，利用电力载波通信向所述红外节点设备发送所述末端设备的唯一标识，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
具体的，如图7所示，应用上述通信协议的增加末端设备的流程如下：
a)上电后末端设备S03使用协议发送数据(其中支节点类型、支节点ID、末端节点ID和数据长度字段为0，末端节点类型和数据类型为0x02)；
b)红外节点设备S02收到数据，在原始数据的基础上填写自己的信息(支节点类型0x01、支节点ID 0x01)后发送给主控设备SO1；
c)主控设备SO1收到数据后解析数据，发现末端节点ID为0、数据类型为0x02，说明是新节点。中心节点生成末端节点ID为0x01、保存关联关系并在在原始数据的基础上填写对应字段，发回数据；
d)红外节点设备S02收到数据，通过支节点ID发现是自己节点的数据，然后转发数据
e)安防检测设备S03收到数据后解析数据数据类型为0x02，更新保存支节点ID 0x01和自己的末端节点ID为0x01，新加入节点完成。
进一步的，由于终端设备的位置不是一直固定的，也可能从一个房间被移动到另一个房间，则本发明实施例还提供末端设备更换区域的过程，即当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，红外节点设备侧的所述实现方法还包括：
步骤301，接收所述末端设备利用红外通信发送的第二上电请求信息；
步骤302，解析所述第二上电请求信息，用当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的唯一标识替换所述第二上电请求信息中的原绑定红外节点设备的唯一标识，并在所述第二上电请求信息中加入更新绑定的红外节点设备的指示字段后利用电力载波通信将所述第二上电请求信息发送至所述主控设备，由所述主控设备根据所述第二上电请求信息，将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备绑定；
步骤303，接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系；
步骤304，利用红外通信将所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
相应的，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，主控设备侧的所述实现方法还包括：
步骤401，接收所述红外节点设备利用红外通信转发的第二上电请求信息，所述第二上电请求信息中包含更新绑定的红外节点设备的指示字段；
步骤402，根据所述第二上电请求信息更新所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，并利用电力载波通信向所述红外节点设备返回所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
具体的，如图8所示，应用上述通信协议的末端设备更换区域的流程如下：
a)末端设备S03在移动和更换到区域S04后，由于保存上个区域S02的信息，所以的支节点ID和末端设备ID并没有变化。
b)当末端设备S03发送数据时，支节点S04检测到末端设备发送的支节点ID与自己不匹配，修改末端的的数据中的数据类型字段为0x03、修改支节点ID为自己的ID 0x02，把数据发送给中心节点S01。
c)中心节点S01收到数据解析数据，类型字段为0x03，说明是更新节点，中心节点S01生成末端节点ID为0x02、保存关联关系并在在原始数据的基础上填写对应字段，发回数据给S04；
d)红外节点设备S04收到数据，通过支节点ID发现是自己节点的数据，然后转发数据
e)末端设备S03收到数据后解析数据数据类型为0x03，更新保存支节点ID0x02和自己的末端节点ID为0x01，移动更新完成。
承续上例，本发明实施例还提供一种定期删除红外节点设备和末端设备的方法，减轻主控设备负担，提高主控设备的运行速度，具体的，红外节点设备的删除过程如下：
启用一定时器，若预设时间内未收到一红外节点设备及与所述红外节点设备绑定的末端设备发送的数据，删除所述红外节点设备。
末端设备的删除过程如下：
主控设备和末端设备的通信采用请求应答模式，并使用定时轮询的心跳检测机制，在主控设备请求末端设备数据的情况下，若多次未收到末端设备的响应，删除所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系。
需要说明的是，本发明的目的在于提供一种智能家居通信系统的实现方法，以解决现有技术中射频辐射大、成本高和末端设备(智能设备或手机)无法实现区域定位的缺点。其中，家庭主干网采用电力载波技术，使用低速的载波IC进行调制和解调(IC收发速率不大于115200)；家庭支网采用电力载波转红外通信，使用红外组网对房间和其他区域覆盖。同时本发明使用红外通信距离短和遇障碍物通讯中断的特点，可以实现房间和区域覆盖，可以实现智能设备(末端设备)所在区域的定位。
具体的，使用手机的黑屏手势和摇一摇快速操作智能家居设备，在手机发送红外指令与中心控制设备通信的同时，中心控制设备通过覆盖节点的位置来定位使用者，从而达到快速操作的目的。
4.本专利的红外覆盖设备对智能设备、手机的通信数据进行补充，让中心控制节点了解智能设备和手机目前在那个覆盖节点下通信；红外覆盖设备负责末端节点位置定位、新加末端节点和末端节点位置变更的检测。
另外，需要说明的是，本发明实施例对红外遥控器的数据处理只是数据上的透传，也就是说红外节点设备只负责红外遥控的信号进行调制和解调，不负责对遥控通信协议的处理。红外遥控的数据由主控设备处理，主控设备可以通过网络更新不同设备的遥控数据信息。
为了更好的实现上述目的，如图9所示，本发明实施例还提供一种智能家居的实现装置，应用于一红外节点设备，所述实现装置包括：
第一接收模块91，用于接收位于本红外节点设备的红外覆盖范围内的一智能设备利用红外通信发送的控制信息，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；
第一转发模块92，用于利用电力载波通信将所述控制信息转发至一主控设备，由所述主控设备根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
第二接收模块93，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述目的末端设备的信息；
第二转发模块94，用于利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
具体的，本发明的上述实施例中所述实现装置还包括：
第一发送模块，用于利用电力载波通信向主控设备发送第一上电请求信息，由所述主控设备为所述红外节点设备配置唯一标识；
第三接收模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述红外节点设备的唯一标识，完成所述红外节点设备的上电。
具体的，本发明的上述实施例中所述实现装置还包括：
第四接收模块，用于接收所述末端设备利用红外通信发送的绑定请求信息；
第三转发模块，用于利用电力载波通信将所述绑定请求信息转发至所述主控设备，由所述主控设备根据所述绑定请求信息为所述末端设备配置唯一标识并将所述末端设备和所述红外节点设备绑定；
第四转发模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备的唯一标识，并利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
具体的，本发明的上述实施例中，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，所述实现装置还包括：
第五接收模块，用于接收所述末端设备利用红外通信发送的第二上电请求信息；
解析模块，用于解析所述第二上电请求信息，用当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的唯一标识替换所述第二上电请求信息中的原绑定红外节点设备的唯一标识，并在所述第二上电请求信息中加入更新绑定的红外节点设备的指示字段后利用电力载波通信将所述第二上电请求信息发送至所述主控设备，由所述主控设备根据所述第二上电请求信息，将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备绑定；
第六接收模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系；
第二发送模块，用于利用红外通信将所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
需要说明的是，本发明上述实施例提供的应用于红外节点设备侧的智能家居的实现装置的应用上述智能家居的实现方法的实现装置，故上述智能家居的实现方法的所有实施例及其有益效果均适用于该智能家居的实现装置。
为了更好的实现上述目的，如图10所示，本发明实施例还提供一种智能家居的实现装置，应用于一主控设备，所述实现装置包括：
接收转发模块101，用于接收红外节点设备利用电力载波通信转发的一智能设备发送的控制信息，其中，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；所述智能设备利用红外通信将所述控制信息发送至所述红外节点设备；
获取模块102，用于根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
返回模块103，用于将所述目的末端设备的信息通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，由所述红外节点设备利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
具体的，本发明的上述实施例中，所述实现装置还包括：
接收配置模块，用于接收所述红外节点设备利用电力载波通信发送的第一上电请求信息，为所述红外节点设备配置唯一标识；
上电返回模块，用于将所述红外节点设备的唯一标识通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，完成所述红外节点设备的上电。
具体的，本发明的上述实施例中，所述实现装置包括：
第七接收模块，用于接收所述红外节点设备利用电力载波通信转发的一末端设备发送的绑定请求信息；其中，所述绑定请求信息为所述末端设备利用红外通信发送至所述红外节点设备；
配置模块，用于为所述末端设备配置唯一标识，并将所述末端设备与所述红外节点设备绑定；
第三发送模块，用于利用电力载波通信向所述红外节点设备发送所述末端设备的唯一标识，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
具体的，本发明的上述实施例中，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，所述实现装置还包括：
更新接收模块，用于接收所述红外节点设备利用红外通信转发的第二上电请求信息，所述第二上电请求信息中包含更新绑定的红外节点设备的指示字段；
更新绑定模块，用于根据所述第二上电请求信息更新所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，并利用电力载波通信向所述红外节点设备返回所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
具体的，本发明的上述实施例中，若预设时间内未收到一红外节点设备及与所述红外节点设备绑定的末端设备发送的数据，删除所述红外节点设备。
具体的，本发明的上述实施例中，若多次未收到末端设备的响应，删除所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系。
需要说明的是，本发明上述实施例提供的应用于主控设备侧的智能家居的实现装置的应用上述智能家居的实现方法的实现装置，故上述智能家居的实现方法的所有实施例及其有益效果均适用于该智能家居的实现装置。
为了更好的实现上述目的，本发明实施例还提供一种系统架构，包括多个末端设备、如上所述的红外节点设备侧的智能家居实现装置以及如上所述的主控设备侧的智能家居实现装置。
本发明实施例提供的系统架构中，使用者使用手机的红外功能发送控制指令，一般手机随身携带，使用手机控制智能设备方便快捷；且使用者通过发送控制指令的同时可以定位使用者所在区域。无多余传感器和定位通信协议；另外使用红外发射管对所在的区域进行红外组网。这样优点是无射频辐射和无需配对，可以实现快速控制的目的；并且使用低速率的电力载波IC，实现中心处理节点和红外覆盖节点的通信，使用低速率的电力载波IC，成本低，不用重新布置通信总线。
需要说明的是，本发明实施例提供的系统架构是包含红外节点设备侧的智能家居实现装置和主控设备侧的智能家居实现装置的系统架构，则上述红外节点设备侧的智能家居实现装置的所有实施例及其主控设备侧的智能家居实现装置的所有实施例均适用于该系统架构，且均能达到相同或相似的有益效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种智能家居的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括：
接收位于本红外节点设备的红外覆盖范围内的一智能设备利用红外通信发送的控制信息，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；
利用电力载波通信将所述控制信息转发至一主控设备，由所述主控设备根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述目的末端设备的信息；
利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
2.根据权利要求1所述的智能家居的实现方法，其特征在于，所述实现方法还包括：
利用电力载波通信向主控设备发送第一上电请求信息，由所述主控设备为所述红外节点设备配置唯一标识；
接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述红外节点设备的唯一标识，完成所述红外节点设备的上电。
3.根据权利要求1所述的智能家居的实现方法，其特征在于，所述实现方法还包括：
接收所述末端设备利用红外通信发送的绑定请求信息；
利用电力载波通信将所述绑定请求信息转发至所述主控设备，由所述主控设备根据所述绑定请求信息为所述末端设备配置唯一标识并将所述末端设备和所述红外节点设备绑定；
接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备的唯一标识，并利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
4.根据权利要求1所述的智能家居的实现方法，其特征在于，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，所述实现方法还包括：
接收所述末端设备利用红外通信发送的第二上电请求信息；
解析所述第二上电请求信息，用当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的唯一标识替换所述第二上电请求信息中的原绑定红外节点设备的唯一标识，并在所述第二上电请求信息中加入更新绑定的红外节点设备的指示字段后利用电力载波通信将所述第二上电请求信息发送至所述主控设备，由所述主控设备根据所述第二上电请求信息，将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备绑定；
接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系；
利用红外通信将所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
5.一种智能家居的实现方法，应用于一主控设备，其特征在于，所述实现方法包括：
接收红外节点设备利用电力载波通信转发的一智能设备发送的控制信息，其中，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；所述智能设备利用红外通信将所述控制信息发送至所述红外节点设备；
根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
将所述目的末端设备的信息通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，由所述红外节点设备利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
6.根据权利要求5所述的智能家居的实现方法，其特征在于，所述实现方法还包括：
接收所述红外节点设备利用电力载波通信发送的第一上电请求信息，为所述红外节点设备配置唯一标识；
将所述红外节点设备的唯一标识通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，完成所述红外节点设备的上电。
7.根据权利要求5所述的智能家居的实现方法，其特征在于，所述实现方法包括：
接收所述红外节点设备利用电力载波通信转发的一末端设备发送的绑定请求信息；其中，所述绑定请求信息为所述末端设备利用红外通信发送至所述红外节点设备；
为所述末端设备配置唯一标识，并将所述末端设备与所述红外节点设备绑定；
利用电力载波通信向所述红外节点设备发送所述末端设备的唯一标识，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
8.根据权利要求5所述的智能家居的实现方法，其特征在于，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，所述实现方法还包括：
接收所述红外节点设备利用红外通信转发的第二上电请求信息，所述第二上电请求信息中包含更新绑定的红外节点设备的指示字段；
根据所述第二上电请求信息更新所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，并利用电力载波通信向所述红外节点设备返回所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
9.根据权利要求6所述的智能家居的实现方法，其特征在于，若预设时间内未收到一红外节点设备及与所述红外节点设备绑定的末端设备发送的数据，删除所述红外节点设备。
10.根据权利要求7所述的智能家居的实现方法，其特征在于，若多次未收到末端设备的响应，删除所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系。
11.一种智能家居的实现装置，应用于一红外节点设备，其特征在于，所述实现装置包括：
第一接收模块，用于接收位于本红外节点设备的红外覆盖范围内的一智能设备利用红外通信发送的控制信息，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；
第一转发模块，用于利用电力载波通信将所述控制信息转发至一主控设备，由所述主控设备根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
第二接收模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述目的末端设备的信息；
第二转发模块，用于利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
12.根据权利要求11所述的智能家居的实现装置，其特征在于，所述实现装置还包括：
第一发送模块，用于利用电力载波通信向主控设备发送第一上电请求信息，由所述主控设备为所述红外节点设备配置唯一标识；
第三接收模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述红外节点设备的唯一标识，完成所述红外节点设备的上电。
13.根据权利要求11所述的智能家居的实现装置，其特征在于，所述实现装置还包括：
第四接收模块，用于接收所述末端设备利用红外通信发送的绑定请求信息；
第三转发模块，用于利用电力载波通信将所述绑定请求信息转发至所述主控设备，由所述主控设备根据所述绑定请求信息为所述末端设备配置唯一标识并将所述末端设备和所述红外节点设备绑定；
第四转发模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备的唯一标识，并利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
14.根据权利要求11所述的智能家居的实现装置，其特征在于，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，所述实现装置还包括：
第五接收模块，用于接收所述末端设备利用红外通信发送的第二上电请求信息；
解析模块，用于解析所述第二上电请求信息，用当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的唯一标识替换所述第二上电请求信息中的原绑定红外节点设备的唯一标识，并在所述第二上电请求信息中加入更新绑定的红外节点设备的指示字段后利用电力载波通信将所述第二上电请求信息发送至所述主控设备，由所述主控设备根据所述第二上电请求信息，将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备绑定；
第六接收模块，用于接收所述主控设备利用电力载波通信返回的所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系；
第二发送模块，用于利用红外通信将所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
15.一种智能家居的实现装置，应用于一主控设备，其特征在于，所述实现装置包括：
接收转发模块，用于接收红外节点设备利用电力载波通信转发的一智能设备发送的控制信息，其中，所述控制信息用于指示末端设备执行预设操作；所述智能设备利用红外通信将所述控制信息发送至所述红外节点设备；
获取模块，用于根据所述控制信息查找与所述红外节点设备绑定的能够执行所述预设操作的目的末端设备；
返回模块，用于将所述目的末端设备的信息通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，由所述红外节点设备利用红外通信将所述控制信息转发至所述目的末端设备，使得目的末端设备执行所述预设操作。
16.根据权利要求15所述的智能家居的实现装置，其特征在于，所述实现装置还包括：
接收配置模块，用于接收所述红外节点设备利用电力载波通信发送的第一上电请求信息，为所述红外节点设备配置唯一标识；
上电返回模块，用于将所述红外节点设备的唯一标识通过电力载波通信返回至所述红外节点设备，完成所述红外节点设备的上电。
17.根据权利要求15所述的智能家居的实现装置，其特征在于，所述实现装置包括：
第七接收模块，用于接收所述红外节点设备利用电力载波通信转发的一末端设备发送的绑定请求信息；其中，所述绑定请求信息为所述末端设备利用红外通信发送至所述红外节点设备；
配置模块，用于为所述末端设备配置唯一标识，并将所述末端设备与所述红外节点设备绑定；
第三发送模块，用于利用电力载波通信向所述红外节点设备发送所述末端设备的唯一标识，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备的唯一标识转发至所述末端设备，完成绑定。
18.根据权利要求15所述的智能家居的实现装置，其特征在于，当所述末端设备移动至与其绑定的所述红外节点设备的红外覆盖范围之外时，所述实现装置还包括：
更新接收模块，用于接收所述红外节点设备利用红外通信转发的第二上电请求信息，所述第二上电请求信息中包含更新绑定的红外节点设备的指示字段；
更新绑定模块，用于根据所述第二上电请求信息更新所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，并利用电力载波通信向所述红外节点设备返回所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系，由所述红外节点设备利用红外通信将所述末端设备与当前接收所述第二上电请求信息的所述红外节点设备的绑定关系转发至所述末端设备，完成更新。
19.根据权利要求16所述的智能家居的实现装置，其特征在于，若预设时间内未收到一红外节点设备及与所述红外节点设备绑定的末端设备发送的数据，删除所述红外节点设备。
20.根据权利要求17所述的智能家居的实现装置，其特征在于，若多次未收到末端设备的响应，删除所述末端设备与所述红外节点设备的绑定关系。
21.一种系统架构，其特征在于，包括多个末端设备、如权利要求11至14任一项所述的红外节点设备侧的智能家居实现装置以及如权利要求15至20任一项所述的主控设备侧的智能家居实现装置。
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