CN106533854A - 家电自组织网络的方法和自组织网络的家电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种家电自组织网络的方法和自组织网络的家电系统，解决现有家居无线网络存在覆盖盲区的技术问题。方法包括：网关节点和路由节点搜索各自设定半径内所有路由节点和/或终端节点，并记录搜索到的路由节点和/或终端节点的ID和等级属性；其中，等级属性根据家电的带电模式划分；网关节点和路由节点与各自设定半径内搜索到的路由节点和/或终端节点建立连接；判断终端节点与网关节点的连接通路中的路由节点的等级属性；选择等级属性最高的路由节点所在的连接通路作为终端节点与网关节点的最终连接通路。基于家电的带电模式划分等级属性，基于高等级属性确定最终连接通路，实现室内任意角落的家电都能够与网关节点实现无线通信。
Description
技术领域
本发明属于智能家居技术领域，具体地说，是涉及一种家电自组织网络的方法和自组织网络的家电系统。
背景技术
WIFI是一种允许电子设备连接到一个无线局域网的技术，通常使用2.4GHZ或5.8GHZ射频频段，其绕射性能差，经过墙壁遮挡的衰减大，在普通的家庭区域内存在覆盖盲区。尽管各种无线路由器通过增加天线个数来达到更高的发射功率以达到更好的覆盖范围，但对于面积稍大的室内仍旧存在覆盖盲区的问题。
发明内容
本申请提供了一种家电自组织网络的方法和自组织网络的家电系统，解决现有家居无线网络存在覆盖盲区的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：
提出一种家电自组织网络的方法，包括：网关节点和路由节点搜索各自设定半径内所有路由节点和/或终端节点，并记录搜索到的路由节点和/或终端节点的ID和等级属性；其中，所述等级属性根据家电的带电模式划分；网关节点和路由节点与各自设定半径内搜索到的路由节点和/或终端节点建立连接；判断终端节点与所述网关节点的连接通路中的路由节点的等级属性；选择等级属性最高的路由节点所在的连接通路作为所述终端节点与所述网关节点的最终连接通路。
进一步的，所述方法还包括：在终端节点和所述网关节点建立最终连接通路后，基于最终连接通路以及记录的所述ID和等级属性建立路由表。
进一步的，所述方法还包括：判断终端节点与所述网关节点的最终连接通路中是否存在不工作的路由节点；若是，控制所述不工作的路由节点启动进入路由工作状态。
进一步的，所述方法还包括：判断是否出现所述路由表中记录以外的节点；若是，网关节点与所述新的节点建立连接，并判断所述新的节点是否在所述网关节点的设定半径内；若是，将所述新的节点设定为路由节点。
进一步的，所述方法还包括：判断是否出现比终端节点与所述网关节点的最终连接通路中等级属性更高的路由节点；若是，则判断所述等级属性更高的路由节点是否可以代替终端节点与所述网关节点的最终连接通路中的路由节点；若是，使所述等级属性更高的路由节点代替所述可替代的路由节点并更新所述路由表。
提出一种自组织网络的家电系统，包括网关节点、至少一个路由节点和至少一个终端节点；所述网关节点，用于直接或经由路由节点与终端节点通信；所述路由节点，用于转发所述网关节点和/或终端节点的数据；所述终端节点，用于直接或经由路由节点与所述网关节点通信； 所述网关节点和所述至少一个路由节点，还用于搜索其设定半径内的所有路由节点和/或终端节点，并记录搜索到的路由节点和/或终端节点的ID和等级属性；以及，与各自设定半径内搜索到的路由节点和/或终端节点建立连接；所述网关节点，还用于判断终端节点与其连接通路中的路由节点的等级属性，选择等级属性最高的路由节点所在的连接通路作为所述终端节点与其连接的最终连接通路；其中，所述等级属性根据家电的带电模式划分。
进一步的，所述网关节点还用于，在终端节点与所述网关节点建立最终连接通路后，基于最终连接通路以及记录的所述ID和等级属性建立路由表。
进一步的，所述网关节点还用于，判断终端节点与所述网关节点的最终连接通路中是否存在不工作的路由节点；若是，控制所述不工作的路由节点启动进入路由工作状态。
进一步的，所述网关节点还用于，判断是否出现所述路由表中记录以外的节点；若是，网关节点与所述新的节点建立连接，并判断所述新的节点是否在所述网关节点的设定半径内；若是，将所述新的节点设定为路由节点。
进一步的，所述网关节点还用于，判断是否出现比终端节点与所述网关节点的最终连接通路中等级属性更高的路由节点；若是，则判断所述等级属性更高的路由节点是否可以代替终端节点与所述网关节点的最终连接通路中的路由节点；若是，使所述等级属性更高的路由节点代替所述可替代的路由节点并更新所述路由表。
与现有技术相比，本申请的优点和积极效果是：本申请提出的家电自组织网络的方法和自组织网络的家电系统中，网关节点和各个路由节点在其各自的设定半径内搜索存在的路由节点和/或终端节点，并与搜索到的路由节点和/或终端节点建立连接，从而组成一个网关节点与路由节点或终端节点，以及路由节点与终端节点之间的一个网络连接拓扑结构，在终端节点与网关节点之间形成连接通路，该连接通路或为网关节点与终端节点的直接连接通路，或为网关节点经路由节点至终端节点的连接通路，并且，对于一个终端节点而言，可能存在不止一条与网关节点的连接通路，在此基础上，根据路由节点的等级属性，选择等级属性最高的路由节点所在的连接通络作为最终连接通路，也即，在一个终端节点与网关节点的多条连接通路中，根据等级属性最高选择出一条最优通信的连接通路作为最终连接通路，这里所说的等级属性根据家电的带电模式划分，例如，将诸如冰箱等常年带电工作的家电划分为一级路由设备，将诸如热水器、电视等使用频率高或不工作可待机的家电划分为耳机路由设备，将诸如空调等根据季节特性工作或工作频率低的家电划分为三级路由设备，而网关节点的等级属性还搞与一级路由设备等等。由此，实现的是一种根据家电在使用时开启，在不使用时断电或待机的带电模式而建立的一种家电网络，距离网关节点较远或处于网关节点覆盖盲区的终端节点，可以通过路由节点的信息转发，实现与网关节点的信息接收或发送，这里的终端节点可能是位于厨房、卧式等距离网关节点较远的终端，也可能是用户使用的诸如手机、PAD等移动终端，这些终端节点基于本申请提出的家电网络，在室内任意角落都能连接WIFI信号，解决了现有家居无线网络存在覆盖盲区的技术问题。
本申请中，在建立终端节点与网关节点的最终连接通路后，网关节点还记录各个节点的ID和分级属性，结合网关节点与终端节点建立的最终连接通路，建立一个路由表，在通常情况下，各个家电之间按照路由表的网络拓扑关系连接通路，若有路由节点存在不工作的状态，则网关状态控制该路由节点进入路由工作状态，保证终端节点与网关节点最终连接通路连通。
若系统中出现了新的家电，网关节点会判断该新的家电是否在其设定半径内，若是，则将其设定为路由模式，使之成为一个新的路由节点，当有新的路由节点加入家电系统时，其等级属性有可能高于一个或多个最终连接通路中的路由节点的等级属性，则进一步判断该新的路由节点是否可以代替终端节点与网关节点的最终连接通路中的路由节点，若是，则将新的路由节点代替可替代的路由节点并更新路由表，也即，通过替代优化了家电系统的网络拓扑，保证终端节点与网关节点之间的连接通路为最佳连接通路，实现最优的通信效果，实现了一种适用于家电自组织网的路由方案。
结合附图阅读本申请实施方式的详细描述后，本申请的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1 为本申请提出的家电自组织网络的方法流程图。
图2为本申请提出的自组织网络的家电系统的系统架构图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请的具体实施方式作进一步详细地说明。
如图1所示，本申请提出的家电自组织网络的方法，包括如下步骤：
步骤S11：网关节点和路由节点搜索各自设定半径内所有路由节点和/或终端节点。
本申请实施例中，网关节点，例如家庭路由器，是能够直接或经由路由节点与终端节点通信的设备，如图2所示的A；路由节点，是能够实现转发网关节点和/或终端节点发送或接收的数据的转发设备，如图2所示的B；终端节点，是能够直接或经由路由节点与网关节点通信的设备，如图2所示的C。
如图2所示，网关节点A以及各个路由节点B各自在其设定半径内搜索存在的路由节点B和/或终端节点C。
步骤S12：记录搜索到的路由节点和/或终端节点的ID和等级属性；其中等级属性根据家电的带电模式划分。
这里的记录分为两种形式，一方面，网关节点或路由节点各自将其搜索到的路由节点和/或终端节点的ID和等级属性进行记录，如图2所示，网关节点A在其设定半径R内搜索到路由节点B1和终端节点C1，则将路由节点B1和终端节点C1的ID和等级属性进行记录；路由节点B1在其设定半径r内搜索到络节点B2和终端节点C2，则将路由节点B2和终端节点C2的ID和等级属性进行记录。另一方面，为实现网关节点对家电拓扑网络的统一管理，各个路由节点还将各自记录的ID和等级属性信息都发送给网关节点，由网关节点汇总并统一管理。
步骤S13：网关节点和路由节点与各自设定半径内搜索到的路由节点和/或终端节点建立连接。
如图2所示，网关节点A和各个路由节点B与各自搜索到的符合设定半径要求的路由节点B和/或终端节点C之间分别建立连接，由此形成一个网关节点A与路由节点B或终端节点C、以及路由节点B与终端节点C之间的一个网络连接拓扑结构，在终端节点与网关节点之间形成连接通路，该连接通路或为网关节点与终端节点的直接连接通路，如图2所示的网关节点A与终端节点C1的连接通路，或为网关节点经路由节点至终端节点的连接通路，如图2所示的网关节点A与路由节点B1至终端节点C2的连接通路，或网关节点A与路由节点B1、路由节点B2和终端节点C3的连接通路。
并且，对于一个终端节点而言，可能存在不止一条与网关节点的连接通路，如图2所示的终端节点C3，其与网关节点A之间具有两条连接通路：网关节点A经路由节点B1、路由节点B2至终端节点C3，以及网关节点A经路由节点B1、络节点B3至终端节点C3。这种情况下，本申请实施例中基于路由节点的等级属性来选择最优的连接通路。
步骤S14：判断终端节点与网关节点的连接通路中的路由节点的等级属性。
步骤S15：选择等级属性最高的路由节点所在的连接通路作为终端节点与网关节点的最终连接通路。
这里所说的等级属性根据家电的带电模式划分，例如，将诸如冰箱等常年带电工作的家电划分为一级路由设备，将诸如热水器、电视等使用频率高或不工作可待机的家电划分为耳机路由设备，将诸如空调等根据季节特性工作或工作频率低的家电划分为三级路由设备，而网关节点的等级属性还搞与一级路由设备等等。
网关节点从记录的各个路由节点发送的各自设定半径内搜索到的路由节点和/或终端节点的等级属性信息中读取各个路由节点的等级属性，根据路由节点的等级属性，选择等级属性最高的路由节点所在的连接通络作为最终连接通路，如图2所示的终端节点C3与网关节点A之间的两条连接通路中，若路由节点B2为属于一级路由设备的冰箱，而路由节点B3为属于二级路由设备的电视，络节点B2的等级属性高于路由节点B3的等级属性，则确定路由节点B2所在的连接通路为最终连接通路，也即，在一个终端节点与网关节点的多条连接通路中，根据等级属性最高选择出一条最优通信的连接通路作为最终连接通路。
这种按照等级属性确定的最终连接通路，保证了终端节点与网关节点之间最佳的通信连接，保证了通信质量，也提高了用户体验。
由上述可见，本申请提出的家电自组织网络的方法，实现的是一种根据家电在使用时开启，在不使用时断电或待机的带电模式而建立的一种家电网络，距离网关节点较远或处于网关节点覆盖盲区的终端节点，可以通过路由节点的信息转发，实现与网关节点的信息接收或发送，这里的终端节点可能是位于厨房、卧式等距离网关节点较远的终端，也可能是用户使用的诸如手机、PAD等移动终端，这些终端节点基于本申请提出的家电网络，在室内任意角落都能连接WIFI信号，解决了现有家居无线网络存在覆盖盲区的技术问题。
步骤S16：在终端节点和网关节点建立最终连接通路后，基于最终连接通路以及记录的ID和等级属性建立路由表。
本申请中，在建立终端节点与网关节点的最终连接通路后，网关节点基于记录的网关节点和/或各个路由节点在其各自设定半径内搜索到的路由设备和/或终端设备的ID和分级属性信息，结合网关节点与终端节点建立的最终连接通路，建立一个路由表，在通常情况下，各个家电之间按照路由表的网络拓扑关系连接通路，而一个家庭对于家电的使用通常具有使用稳定性，因此，家电系统在自组织网络后，基本不用改变连接拓扑关系，保证了家电网络的稳定性。
若终端节点与网关节点的最终连接通路中的路由节点的等级属性属于二级路由设备，则存在不使用时自动进入待机的情况，这种情况下，本申请提出的家电自组织网络的方法提供一种判断机制，当判断终端节点与网关节点的最终连接通路中是否存在不工作的路由节点，若有，则由网关节点向该路由节点发送控制信号，控制该路由节点启动进入路由工作状态，保证终端节点与网关节点最终连接通路连通。相应的，该路由节点需具备待机供电，且路由模块工作供电由待机电压提供。
若家电系统中增加了新的家电，则已经组成的家电网络需要经过判断看是否需要重组以达到优化网络拓扑的效果。具体的，
步骤S17：判断是否出现所述路由表中记录以外的路由节点。若是，
步骤S18：网关节点与该新的路由节点建立连接。
步骤S19：判断该新的路由节点是否在网关节点的设定半径内。
若在网关节点的设定半径内，该新的节点可以作为路由节点，实现接收和转发网关节点或终端节点的信息的功能，则
步骤S:20：将该新的节点设定为路由节点。
若系统中出现了新的家电，网关节点会判断该新的家电是否在其设定半径内，若是，则将其设定为路由模式，使之成为一个新的路由节点，当有新的路由节点加入家电系统时，其等级属性有可能高于一个或多个最终连接通路中的路由节点的等级属性，则
步骤S21：判断是否出现比终端节点与网关节点的最终连接通路中等级属性更高的路由节点；
针对每一个终端节点，判断是否出现比其与网关节点的最终连接通路中的路由节点的等级属性更高的路由节点，若存在一个或多个终端节点对应的最终连接通路中的路由节点的等级属性低于该新的路由节点，则
步骤S22：判断等级属性更高的路由节点是否可以代替终端节点与网关节点的最终连接通路中的路由节点。
也即，判断该等级属性更高的路由节点是否可以作为终端节点与网关节点通信的必经路由节点，若不能则不做任何更改，若是，则
步骤S23：使等级属性更高的路由节点代替可替代的路由节点。
也即，改变终端节点与网关节点的最终连接通路，使得新的路由节点成为该最终连接通路中的路由节点，负责接收和转发网关节点与终端节点的信息。
步骤S24：更新路由表。
更新路由表，之后按照更新的路由表执行家电组网。
上述，进一步判断该新的路由节点是否可以代替终端节点与网关节点的最终连接通路中的路由节点，若是，则将新的路由节点代替可替代的路由节点并更新路由表，也即，通过替代优化了家电系统的网络拓扑，保证终端节点与网关节点之间的连接通路为最佳连接通路，实现最优的通信效果，实现了一种适用于家电自组织网的路由方案。
基于上述提出的家电自组织网络的方法，本申请相应提出一种自组织网络的家电系统，如图2所示，包括网关节点A、至少一个路由节点B（如图中的B1、B2和B3）和至少一个终端节点C（如图中的C1、C2和C3）；网关节点A用于直接或经由路由节点与终端节点通信；路由节点B用于转发网关节点和/或终端节点的数据；终端节点C用于直接或经由路由节点与网关节点通信。
网关节点A和至少一个路由节点B还用于搜索其设定半径内的所有路由节点B和/或终端节点C，并记录搜索到的路由节点和/或终端节点的ID和等级属性；以及，与各自设定半径内搜索到的路由节点和/或终端节点建立连接。
网关节点A还用于判断终端节点C与其连接通路中的路由节点B的等级属性，选择等级属性最高的路由节点所在的连接通路作为终端节点与其连接的最终连接通路。
网关节点A还用于在终端节点与网关节点建立最终连接通路后，基于最终连接通路以及记录的ID和等级属性建立路由表。
网关节点A还用于，判断终端节点与网关节点的最终连接通路中是否存在不工作的路由节点；若是，控制不工作的路由节点启动进入路由工作状态。
网关节点A还用于，判断是否出现路由表中记录以外的节点；若是，网关节点与新的节点建立连接，并判断新的节点是否在网关节点的设定半径内；若是，将新的节点设定为路由节点。
网关节点A还用于，判断是否出现比终端节点与网关节点的最终连接通路中等级属性更高的路由节点；若是，则判断等级属性更高的路由节点是否可以代替终端节点与网关节点的最终连接通路中的路由节点；若是，使等级属性更高的路由节点代替可替代的路由节点并更新路由表。
具体的自组织网络的家电系统的工作流程已经在上述的家电自组织网络的方法中详述，此处不予赘述。
上述，本申请通过提供一种家电自组织网络的方法和自组织网络的家电系统，基于家电的带电模式划分等级属性，基于高等级属性确定最终连接通路，实现室内任意角落的家电都能够与网关节点实现无线通信，解决了现有家居无线网络存在覆盖盲区的问题。
应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种家电自组织网络的方法，其特征在于，包括：
网关节点和路由节点搜索各自设定半径内所有路由节点和/或终端节点，并记录搜索到的路由节点和/或终端节点的ID和等级属性；其中，所述等级属性根据家电的带电模式划分；
网关节点和路由节点与各自设定半径内搜索到的路由节点和/或终端节点建立连接；
判断终端节点与所述网关节点的连接通路中的路由节点的等级属性；
选择等级属性最高的路由节点所在的连接通路作为所述终端节点与所述网关节点的最终连接通路。
2.根据权利要求1所述的家电自组织网络的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在终端节点和所述网关节点建立最终连接通路后，基于最终连接通路以及记录的所述ID和等级属性建立路由表。
3.根据权利要求1所述的家电自组织网络的方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断终端节点与所述网关节点的最终连接通路中是否存在不工作的路由节点；若是，
控制所述不工作的路由节点启动进入路由工作状态。
4.根据权利要求2所述的家电自组织网络的方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断是否出现所述路由表中记录以外的节点；若是，
网关节点与所述新的节点建立连接，并判断所述新的节点是否在所述网关节点的设定半径内；若是，
将所述新的节点设定为路由节点。
5.根据权利要求2或4所述的家电自组织网路的方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断是否出现比终端节点与所述网关节点的最终连接通路中等级属性更高的路由节点；
若是，则判断所述等级属性更高的路由节点是否可以代替终端节点与所述网关节点的最终连接通路中的路由节点；若是，
使所述等级属性更高的路由节点代替所述可替代的路由节点并更新所述路由表。
6.一种自组织网络的家电系统，包括网关节点、至少一个路由节点和至少一个终端节点；所述网关节点，用于直接或经由路由节点与终端节点通信；所述路由节点，用于转发所述网关节点和/或终端节点的数据；所述终端节点，用于直接或经由路由节点与所述网关节点通信；其特征在于，
所述网关节点和所述至少一个路由节点，还用于搜索其设定半径内的所有路由节点和/或终端节点，并记录搜索到的路由节点和/或终端节点的ID和等级属性；以及，与各自设定半径内搜索到的路由节点和/或终端节点建立连接；
所述网关节点，还用于判断终端节点与其连接通路中的路由节点的等级属性，选择等级属性最高的路由节点所在的连接通路作为所述终端节点与其连接的最终连接通路；
其中，所述等级属性根据家电的带电模式划分。
7.根据权利要求6所述的自组织网络的家电系统，其特征在于，所述网关节点还用于，在终端节点与所述网关节点建立最终连接通路后，基于最终连接通路以及记录的所述ID和等级属性建立路由表。
8.根据权利要求6所述的自组织网络的家电系统，其特征在于，所述网关节点还用于，
判断终端节点与所述网关节点的最终连接通路中是否存在不工作的路由节点；若是，
控制所述不工作的路由节点启动进入路由工作状态。
9.根据权利要求7所述的自组织网络的家电系统，其特征在于，所述网关节点还用于，
判断是否出现所述路由表中记录以外的节点；若是，
网关节点与所述新的节点建立连接，并判断所述新的节点是否在所述网关节点的设定半径内；若是，
将所述新的节点设定为路由节点。
10.根据权利要求7或9所述的自组织网络的家电系统，其特征在于，所述网关节点还用于，
判断是否出现比终端节点与所述网关节点的最终连接通路中等级属性更高的路由节点；
若是，则判断所述等级属性更高的路由节点是否可以代替终端节点与所述网关节点的最终连接通路中的路由节点；若是，
使所述等级属性更高的路由节点代替所述可替代的路由节点并更新所述路由表。
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