CN106603354A - 一种自动切换网络接入方式的家庭网关及网络接入方式的切换方法 - Google Patents

一种自动切换网络接入方式的家庭网关及网络接入方式的切换方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种自动切换网络接入方式的家庭网关及网络接入方式的切换方法，通过检测所述家庭网关中有线网卡接入端口的接入状态；在检测结果为有线网卡接入端口为接入状态时，启动有线连接，且禁用无线连接。本发明的自动切换网络接入方式的家庭网关及网络接入方式的切换方法，能够自动识别网关的网络接入方式，保证仅开启有线连接和无线连接中的一种，能够有效降低能耗。

Description

一种自动切换网络接入方式的家庭网关及网络接入方式的切 换方法
技术领域
本发明属于智能家居技术领域，具体涉及一种自动切换网络接入方式的家庭网关及网络接入方式的切换方法。
背景技术
多终端、多业务交互，要求家庭内组网，家庭网关成为连接中心和集中控制点。PC、手持终端、智能硬件的涌现，催生了以家庭网关为中心的家庭内组网。家庭成员照片共享、智能家居控制等业务次将家庭网关推向了家庭控制中心。
目前智能家居领域尚未形成统一标准，智能家居网络中的设备通常来自于不同生产厂商，这样使各种连接设备对应的通信协议不同。现有的家庭网关兼容的通信协议通常比较单一，例如支持WIFI的网关，进允许接入WIFI设备，红外、蓝牙设备则不同接入。
这样直接需要家庭中所有接入设备的通信协议统一，在目前的智能家居尚未形成统一标准的情况下，不利于智能家居的推广普及。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种自动切换网络接入方式的家庭网关及网络接入方式的切换方法，能够有效的自动识别有线接入信号，并根据识别结果切换网络接入方式，有效降低网关能耗，提高网关的负载容量。
一种自动切换网络接入方式的家庭网关，包括：
监控模块，用于检测所述家庭网关中有线网卡接入端口的接入状态；
切换模块，在监控模块检测结果为有线网卡接入端口为接入状态时，启动有线连接，且禁用无线连接。
作为优选，所述切换模块在有线连接成功后再禁用无线连接，且同时开启WIFI热点功能。
作为优选，所述切换模块在监控模块检测结果为有线网卡接入端口为断开状态时，自动启用无线连接，且在无线连接成功后禁用有线连接，并开启AP功能。
为保证家庭网关的通信协议的兼容性，所述家庭网关还包括：
至少两个支持不同通信协议的通信模块，用于在支持相应通信协议的智能设备之间的通信连接；
中央处理中心，用于在用户终端和所述家庭网关之间建立Internet网络连接，在所述用户终端和智能设备进行数据交互时，接收经由对应的通信模块解析后的交互数据，进行封装后发送给用户终端，或对用户终端发送的交互数据进行解析后经由对应的通信模块发送给智能设备；所述交互数据包括数据接收方。
所述的交互数据包括用户终端向受控终端发送的控制指令，控制终端或受控终端向用户终端发送的信息数据，以及支持不同通信协议的控制终端或受控终端之间的信息数据。
所述中央处理中心包括信息提取单元和数据封装单元，
在所述交互数据为控制终端或受控终端向用户终端发送的信息数据时，所述信息提取单元用于从接收到的解析后的交互数据提取出数据接收方；所述数据封装单元用于按照用户终端的通信协议对解析后的交互数据封装后发送给作为数据接收方；
在所述交互数据为用户终端向受控终端发送的控制指令时，所述信息提取单元还用于对接收的用户终端发送的交互数据进行解析，并提取出数据接收方；所述数据封装单元还用于确定数据接收方支持的通信协议，并将解析后的交互数据发送给支持该通信协议封装的通信模块封装并发送给数据接收方；
在所述交互数据为支持不同通信协议的控制终端或受控终端之间的信息数据时，所述信息提取单元用于从接收到的解析后的交互数据中提取出数据接收方；所述数据封装单元还用于确定数据接收方支持的通信协议，并将解析后的交互数据发送给支持该通信协议封装的通信模块封装并发送给相应的数据接收方。
本发明还提供了一种家庭网关网络接入方式的切换方法，包括：
检测所述家庭网关中有线网卡接入端口的接入状态；
在检测结果为有线网卡接入端口为接入状态时，启动有线连接，且禁用无线连接。
所述按照预定的检测周期定期检测有线网卡接入端口的接入状态。
启动有线连接，且禁用无线连接时，仅在有线连接成功后再禁用无线连接，且同时开启WIFI热点功能。
进一步优选，所述的家庭网关网络接入方式的切换方法，还包括：在检测结果为有线网卡接入端口为断开状态时，自动启用无线连接，且在无线连接成功后禁用有线连接，并开启AP功能。
与现有技术相比，本发明的自动切换网络接入方式的家庭网关及网络接入方式的切换方法，自动识别网关的网络接入方式，保证仅开启有线连接和无线连接中的一种，能够有效降低能耗，且在开启有线连接时，还伴随有开启WIFI热点功能，增加了网关的可接入设备的数量。
附图说明
图1为本实施例的自动切换网络接入方式的家庭网关的结构框图；
图2为本实施例的中央处理中心的结构示框图。
具体实施方式
为了使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加明显、更加易懂，下面将结合具体实施例和附图对本发明进行详细阐述，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
如图1所示，本实施的自动切换网络接入方式的家庭网关，包括：包括WIFI热点模块、AP模块、监控模块和切换模块以及中央处理中心和通信中心，
如图2所示，本实施例的中央处理中心，用于将网关接入Internet网络，集成有用户将家庭网关接入Internet网络中网络接入装置，本实施例的网络接入装置中包括有线网卡接入端口的有线接入模块和无线接入模块，
监控模块，用于检测所述家庭网关中有线网卡接入端口的接入状态；
切换模块，在监控模块检测结果为有线网卡接入端口为接入状态时，启动有线连接，且禁用无线连接，并同时控制WIFI热点模块开启WIFI热点功能；
通信中心，包括至少一个通信模块，用于连接各种智能设备。
监控模块通过控制有线接入模块和无线接入模块来实现开启或禁用相应的功能。
为降低能耗，本实施例的监控模块按照预定的检测周期定期检测有线网卡接入端口的接入状态。
为保证实现无缝切换，切换模块在有线连接成功后再禁用无线连接。
切换模块在监控模块检测结果为有线网卡接入端口为断开状态时，自动启用无线连接，且在无线连接成功后禁用有线连接并控制AP模块开启AP功能。
本实施例的在进行家庭网关网络接入方式的切换方法，进行如下操作：
监控模块按照预定的检测周期定期检测有线网卡接入端口的接入状态；
切换模块根据检测结果进行如下操作：
(a)在家庭网关网络接入方式为无线连接时：
若监控模块的检测结果为有线网卡接入端口为接入状态，则启动有线连接，且在有线连接成功后禁用无线连接；
若监控模块的检测结果为有线网卡接入端口为断开状态，则保持原状态不变；
(b)在家庭网关网络接入方式为有线连接时：
若监控模块的检测结果为有线网卡接入端口为接入状态，则保持原状态不变；
若监控模块的检测结果为有线网卡接入端口为断开状态，则保持原状态不变；
为提高家庭网关的兼容性，本实施例的家庭网关中的通信中心包括至少两个支持不同通信协议的通信模块，用于在支持相应通信协议的智能设备之间的通信连接。
此时为保证支持不同通信协议的设备之间进行数据交互，本实施例的中央处理中心，用于在用户终端和所述家庭网关之间通过Internet网络建立通信连接，在用户终端和智能设备进行数据交互时，接收经由对应的通信模块解析后的交互数据，进行封装后发送给用户终端，或对用户终端发送的交互数据进行解析后经由对应的通信模块发送给智能设备；交互数据包括数据接收方。
本实施例的通信模块包括WIFI通信模块、Zigbee通信模块、红外通信模块、蓝牙通信模块和移动通信模块。各个通信模块都连接有相应的智能设备。
本实施例中的智能设备包括家居设备中的控制终端和受控终端。
用户终端可以是用户能够操作的多种执行终端，如PC机、智能手机等。本实施例的家庭网关中设有移动通信模块，用于在用户终端和家庭网关之间建立通信连接。
在实际应用时，用户终端还可以对家庭网关进行控制以实现功能参数设置等，相应的，此时智能网关还应该为用户终端提供操作界面。
受控终端为智能家居系统中的各种家居设备，如灯、电动窗帘、空调等。控制终端为针家居设备对应配置的控制器，如电动窗帘的遥控器、空调的遥控器，或针对若干家居设备的一体化控制器，如可以将窗帘和空调的遥控器集成为一体。
在整个智能家居系统中，要把所有设备(包括用户终端、控制终端和受控终端)接入到家庭网关中。当通过控制终端向相应的受控终端发送控制指令时，不需要经过家庭网关，直接采用点对点的方式即可实现。
本实施例中通信模块接收、解析并发送与该通信模块连接的智能设备的交互数据具体包括用户终端向受控终端发送的控制指令，以及控制终端或受控终端向用户终端发送的信息数据。
每条交互数据都对应有相应的数据发送方和数据接收方，数据发送方指发出该条交互数据的设备，数据接收方为接收该交互数据的设备。当交互数据为用户终端向受控终端或控制终端发送的控制指令时，数据发送方位用户终端，数据接收方为受控设备或控制终端；当交互数据为控制终端或受控终端向用户终端发送的信息数据时，数据发送方为控制终端或受控终端，数据接收方为用户终端。
不考虑数据接收方，数据发送方在发送交互数据时，仅按照自身支持的通信协议对原始数据进行封装，且在封装时可以加入其它信息，本实施例中对原始数据进行封装时还添加了数据接收方的信息，即交互数据包括原始数据和数据接收方。
进一步，由于数据发送方直接与家庭网关中支持其通信协议的通信模块连接，因此，对于某个数据接收方发送，其发送的数据直接到达其对应的通信模块，该通信模块能够对接收到的交互数据进行解析。例如，当数据发送方为用户终端时，其发送的交互数据直接到家庭网关中的移动通信模块，移动通信模块直接对该交互数据进行解析，通过解析将该交互数据转化为能够被中央处理中心识别的格式。
未做特殊说明，本实施中通信模块对接收到的交互数据进行解析指对接收到的交互数据按照通信协议封装的数据解包为通用格式。
如图2所示，本实施例的中央处理中心还包括信息提取单元和数据封装单元。
在交互数据为控制终端或受控终端向用户终端发送的信息数据时，信息提取单元用于从接收到的解析后的交互数据提取出数据接收方；数据封装单元用于按照用户终端的通信协议对解析后的交互数据封装后发送给作为数据接收方。
在交互数据为用户终端向受控终端发送的控制指令时，信息提取单元还用于对接收的用户终端发送的交互数据进行解析，并提取出数据接收方；数据封装单元还用于确定数据接收方支持的通信协议，并将解析后的交互数据发送给支持该通信协议封装的通信模块封装并发送给数据接收方。
由于每个通信协议对应有各自的数据封装格式，被相应的通信模块解析后的交互数据也有自身的格式。因此，信息提取单元需要先根据接收到的解析后的交互数据的来源确定提取方法，针对来自不同通信模块解析后的交互数据的采用不同的提取方法进行提取。例如，对于同样包括原始数据和数据接收方信息这两个信息项的交互数据，封装时可以将原始数据置于数据接收方之前，也可以将原始数据置于数据接收方之后，提取时根据封装时的封装规则制定相应的提取方法。
为便于实现，可在家庭网关出厂时预设针对不同的通信协议预设不同的提取方法，在实际使用时，确定来源后直接根据调用相应的提取方法即可。
为了使中央处理中心中的数据封装单元能够确定数据接收方支持的通信协议，中央处理中心还包括设备协议维护单元，用于维护设备协议表，所述的设备协议表用于记录所有接入该家庭网关的设备所支持的通信协议；
数据封装单元通过查询设备协议维护单元所维护的设备协议表确定数据接收方支持的通信协议。
由于家庭网关中各个网络节点是会变化的，会不断的有新的设备加入或旧的设备删除。每次有新设备加入或旧设备删除时，都需要对设备协议表进行更新。在新设备加入时，在设备协议表中增加该设备以及对应的通信协议；在删除设备时，在设备协议表中删除该设备以及其对应的通信协议。
为便于实现，使用时，对接入该家庭网关中的所有设备进行编号，设备协议表利用编号表示对应的设备或用户终端。
本实施例的家庭网关能够有效兼容市面上各种终端设备。WIFI与有线网络，可以处理TCP/UDP等Socket通信相关的设备，能够处理大量数据通信，包括视频与音频传输及语言控制。Zigbee通信模块可以解决大量(上百个)设备同时接入与控制。蓝牙通信模块可直接与手机相连接，无需其他连接方式中转，快速便捷。红外通信模块，对老旧家电的支持，通过对话识别后，可能遥控一切红外家电。
需要说明的是，本实施例的家庭网关提供开放接口，可根据需要进一步添加通信模块，在添加通信模块时，相应的在中央处理单元中增设该通信模块支持的通信协议对应的提取方法(该提取方法指信息提取单元根据接收到的解析后的交互数据的通信模块封住方式提取数据接收方的方法)。
作为一种优选实现方式，本实施例中统一设定交互数据所包含的内容(即信息项)即封装时每个信息项的对应的位置，这样保证智能网关和各个通信模块之间经过解析后的交互数据中信息项的位置完全同意，进而使信息提取单元从解析后的交互数据中提取和数据接收方时采用同样的提取方法即可，这样在增加新的通信协议的通信模块时，也不需要新增支持该通信协议的通信模块对应的提取方法。
由于本实施例的家庭网关兼容各种通信协议，因此基于该家庭网关的智能家居系统中会出现各种设备。为了能够实现高度智能化，本实施例的家庭网关还包括模式设定模块，所述模式设定模块预存有至少包括一个工作模块的模式库，所述工作模式设定有各个受控终端的工作状态；
所述中央处理中心解析还用于在用户终端向受控终端发送的控制指令为开启所述模式设定模块中预存的工作模式时，根据该工作模式下各个受控终端的工作状态向所有通信模块发送针对所有受控终端的控制指令以使其工作在相应的工作状态。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种自动切换网络接入方式的家庭网关，其特征在于，包括：
监控模块，用于检测所述家庭网关中有线网卡接入端口的接入状态；
切换模块，在监控模块检测结果为有线网卡接入端口为接入状态时，启动有线连接，且禁用无线连接。
2.如权利要求1所述的自动切换网络接入方式的家庭网关，其特征在于，所述切换模块在有线连接成功后再禁用无线连接，且同时开启WIFI热点功能。
3.如权利要求1所述的自动切换网络接入方式的家庭网关，其特征在于，所述切换模块在监控模块检测结果为有线网卡接入端口为断开状态时，自动启用无线连接，且在无线连接成功后禁用有线连接，并开启AP功能。
4.如权利要求3所述的自动切换网络接入方式的家庭网关，其特征在于，所述家庭网关还包括：
至少两个支持不同通信协议的通信模块，用于在支持相应通信协议的智能设备之间的通信连接；
中央处理中心，用于在用户终端和所述家庭网关之间建立Internet网络连接，在所述用户终端和智能设备进行数据交互时，接收经由对应的通信模块解析后的交互数据，进行封装后发送给用户终端，或对用户终端发送的交互数据进行解析后经由对应的通信模块发送给智能设备；所述交互数据包括数据接收方。
5.如权利要求4所述的自动切换网络接入方式的家庭网关，其特征在于，所述中央处理中心包括信息提取单元和数据封装单元，
在所述交互数据为控制终端或受控终端向用户终端发送的信息数据时，所述信息提取单元用于从接收到的解析后的交互数据提取出数据接收方；所述数据封装单元用于按照用户终端的通信协议对解析后的交互数据封装后发送给作为数据接收方；
在所述交互数据为用户终端向受控终端发送的控制指令时，所述信息提取单元还用于对接收的用户终端发送的交互数据进行解析，并提取出数据接收方；所述数据封装单元还用于确定数据接收方支持的通信协议，并将解析后的交互数据发送给支持该通信协议封装的通信模块封装并发送给数据接收方；
在所述交互数据为支持不同通信协议的控制终端或受控终端之间的信息数据时，所述信息提取单元用于从接收到的解析后的交互数据中提取出数据接收方；所述数据封装单元还用于确定数据接收方支持的通信协议，并将解析后的交互数据发送给支持该通信协议封装的通信模块封装并发送给相应的数据接收方。
6.一种家庭网关网络接入方式的切换方法，其特征在于，包括：
检测所述家庭网关中有线网卡接入端口的接入状态；
在检测结果为有线网卡接入端口为接入状态时，启动有线连接，且禁用无线连接。
7.如权利要求6所述的家庭网关网络接入方式的切换方法，其特征在于，所述按照预定的检测周期定期检测有线网卡接入端口的接入状态。
8.如权利要求6所述的家庭网关网络接入方式的切换方法，其特征在于，启动有线连接，且禁用无线连接时，仅在有线连接成功后再禁用无线连接，且同时开启WIFI热点功能。
9.如权利要求8所述的家庭网关网络接入方式的切换方法，其特征在于，还包括：在检测结果为有线网卡接入端口为断开状态时，自动启用无线连接，且在无线连接成功后禁用有线连接，并开启AP功能。
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