CN107786400A - 一种终端接入网关控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种终端接入网关控制方法，包括步骤：终端通过绑定流程接入网关，网关根据管理的终端数量分配序号，网关向终端发送命令，终端响应网关发送的命令并具有超时重发机制；本发明提供的终端接入网关控制方法有益效果是，终端接入网关控制方法以网关为中心形成星形网络，通过绑定命令实现了一种简单有效的终端设备入网控制机制。绑定过程由网关分配序列号，基于序列号实现的网络内多个终端设备超时重发机制，实际是一种简单有效的冲突避让方法，提高了多个终端设备都需要向网关发送命令时的成功率。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信控制领域，具体涉及一种设备接入网关控制方法。
背景技术
以WIFI为典型代表的无线通信技术，有着完整的网络接入机制和控制方法，基于这些成熟无线通信技术开发的产品能够很容易地形成无线网络，实现网络内信息的双向流动，但是这类设备成本偏高。终端受限于硬件资源，难以实现冲突检测和避让，难以实现完善的无线网络，一般只实现了简单的点对点双向通信，大大限制了产品功能的开发和用户体验。
随着智能家居等物联网的发展，市面上需要接入网关的终端越来越多，市场迫切需要一种可以方便各种终端接入网关并进一步接入互联网的控制方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种终端接入网关控制方法，包括步骤：
终端通过绑定流程接入网关，网关根据管理的终端数量分配序号，
网关向终端发送命令，终端响应网关发送的命令并具有超时重发机制；
绑定流程包括：网关响应用户操作切换工作状态至绑定状态，
网关按设定时间间隔发送包括自身ID和序号的绑定命令并等待终端响应，
终端上电后运行于预先设定的绑定窗口时间,
若绑定窗口时间内终端接收来自网关的绑定命令,则终端记录网关ID和分配的序号并发送响应信息至网关,
若绑定窗口时间内终端未接收到来自网关的绑定命令则终止绑定流程并切换至正常工作状态，
正常工作状态中的网关响应用户操作切换至绑定状态，
网关接收来自终端对绑定命令的响应信息记录终端ID,并设定下一次绑定分配序号；
超时重发机制包括：
终端发送广播命令记录下当前时间T0，
以记录的时间T0为起点，终端绑定过程中分配的序号为N,
无线网络约定超时等待的标准单位时间槽为Tslot,
终端等待网关确认的结束时间T3=TO+N*Tslot，
T3时间到达之前若终端接收到来自网关的确认则结束终端响应广播命令流程，
T3时间到达之前若终端未收到来自网关的确认则重发一次响应命令并结束终端响应广播命令流程；
网关绑定至少一个终端，终端只与一个网关绑定；
网关向终端发送命令，所述命令包括目的终端ID和网关ID，终端判断目的终端ID是否为自身ID、网关ID是否是自己绑定的网关的网关ID，若都是则处理接收到的命令，若都否则丢弃所述命令；
所述终端包括通信模块、控制模块，终端控制模块与终端通信模块连接；
所述网关包括通信模块、控制模块、网络接入模块，网关控制模块与网关通信模块和网络接入模块连接；
所述终端和网关的通信模块采用相同的调制方式并具有相同的频率范围；
所述终端和网关的控制模块均为MCU；
所述网络接入模块为WIFI模块或以太网模块并通过路由器接入因特网；
接入因特网的云服务器通过网络接入模块与网关连接，控制网关的运行，记录网关运行信息，通过网关向接入网关的终端发送控制信息并接受终端发送的信息；
接入因特网的移动终端通过网络接入模块与网关连接，控制网关的运行，记录网关运行信息，通过网关向接入网关的终端发送控制信息并接受终端发送的信息；
本发明提供的终端接入网关控制方法有益效果是，终端接入网关控制方法以网关为中心形成星形网络，通过绑定命令实现了一种简单有效的终端入网控制机制。绑定过程由网关分配序列号，基于序列号实现的网络内多个终端超时重发机制，实际是一种简单有效的冲突避让方法，提高了多个终端都需要向网关发送命令时的成功率。基于终端接入网关控制方法可以在、资源有限的终端上，实现网关到终端的双向信息交互，大大提升产品的用户体验，用户通过云服务器或移动终端对终端进行控制，增加了应用场景，提高了用户体验。
附图说明
图1为本发明网络系统示意图。
图2为本发明终端结构示意图。
图3为本发明网关结构示意图。
图4为本发明网关的绑定流程图。
图5为本发明终端的绑定流程图。
图6为本发明终端响应图1中网关广播命令的流程图。
图7为本发明一种终端接入网关控制方法流程图。
图中：1-终端，11-单片机，12-通信模块，2-网关， 21-单片机，22-通信模块，23-WIFI模块，3-路由器。
具体实施方式
为解决现有物联网终端组网困难、仅仅实现点对点双向通信，无法快速便捷接入互联网的问题，本发明提出一种终端接入网关控制方法，参阅图4包括步骤：
终端通过绑定流程接入网关，网关根据管理的终端数量分配序号，
网关向终端发送命令，终端响应网关发送的命令并具有超时重发机制；
绑定流程包括：网关响应用户操作切换工作状态至绑定状态，
网关按设定时间间隔发送包括自身ID和序号的绑定命令并等待终端响应，
终端上电后运行于预先设定的绑定窗口时间,
若绑定窗口时间内终端接收来自网关的绑定命令则终端记录网关ID和分配的序号并发送响应信息至网关,
若绑定窗口时间内终端未接收到来自网关的绑定命令则终止绑定流程并切换至正常工作状态，
正常工作状态中的网关响应用户操作切换至绑定状态，
网关接收来自终端对绑定命令的响应信息记录终端ID并设定下一次绑定分配序号；
所述终端和网关均具有唯一的身份ID。
所述网关具有两种运行状态：绑定状态和正常工作状态。绑定状态下，所述网关每隔T1时间发送一次绑定命令，绑定命令包含网关自身的身份ID、从0开始的排列的序号，等待所述终端响应；正常工作状态下实现信息的双向交互。用户通过人机接口切换所述网关的运行状态。
所述终端具有两种运行状态：绑定状态和正常工作状态。所述终端上电运行的前T2秒处于绑定状态，若接收到所述网关的绑定命令，所述终端保存网关的身份ID和序号，并向网关应答自己的身份ID和接收到的序号；所述终端上电运行超过T2秒钟，退出绑定状态，转入正常工作状态，正常工作状态下，所述终端不再响应所述网关的绑定命令，只响应正常工作状态下的相关命令。
T1和T2由用户事先设定，避免了终端在无法绑定网关的情况下持续处于绑定状态造成系统冲突和资源浪费。
所述网关在绑定状态下，接收到所述终端针对绑定命令的响应时，控制模块记录下所述终端ID，并将返回的序号标记为已分配，所述网关下一次发送绑定命令时，使用下一个未分配的序号。
超时重发机制包括：
终端发送广播命令记录下当前时间T0，
以记录的时间T0为起点终端绑定过程中分配的序号为N,
无线网络约定超时等待的标准单位时间槽为Tslot,
终端等待网关确认的结束时间T3=TO+N*Tslot，
T3时间到达之前若终端接收到来自网关的确认则结束终端响应广播命令流程，
T3时间到达之前若终端未收到来自网关的确认则重发一次响应命令并结束终端响应广播命令流程；所述网关向网络内所有终端发送广播命令，网络内所有终端都需要响应广播命令。终端响应广播命令时，发送包含终端自身ID和绑定的网关的ID的响应命令。终端的控制模块记下命令发起的时间，置重发标志，等待网关响应。若在时间T3时刻到达以前，接收到网关应答，清除重发标志，命令发送流程成功结束。若时间超过了T3时刻，网关没有应答，终端控制模块将命令重发一次，清除重发标志，命令发送流程结束。
通过设置终端等待网关确认的结束时间T3，避免了在响应不成功的情况下终端持续响应网关造成系统冲突和资源浪费。
网关绑定至少一个终端，终端只与一个网关绑定；
网关向终端发送命令，所述命令包括目的终端ID和网关ID，终端判断目的终端ID是否为自身ID、网关ID是否是自己绑定的网关的网关ID，若都是则处理接收到的命令，若都否则丢弃所述命令；
所述终端包括通信模块、控制模块，终端控制模块与终端通信模块连接；
所述网关包括通信模块、控制模块、网络接入模块，网关控制模块与网关通信模块和网络接入模块连接；
所述终端和网关的通信模块采用相同的调制方式并具有相同的频率范围；
所述终端和网关的控制模块均为MCU；
所述网络接入模块为WIFI模块或以太网模块并通过路由器接入因特网；
接入因特网的云服务器通过网络接入模块与网关连接，控制网关的运行，记录网关运行信息，通过网关向接入网关的终端发送控制信息并接受终端发送的信息；
接入因特网的移动终端通过网络接入模块与网关连接，控制网关的运行，记录网关运行信息，通过网关向接入网关的终端发送控制信息并接受终端发送的信息；
终端通过网关接入互联网与接入互联网的云服务器或移动终端，接收移动终端或云服务器的控制，增加了终端的应用场景，提高了用户体验。
所述网关可以记录多个所述终端，所述终端只能与一个所述网关绑定，形成以所述网关为中心的一对多星形网络。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
参见图1-3，本实施例中的终端接入网关控制方法，包括终端1和网关2。终端1包括单片机11、通信模块12。网关2包括单片机21、通信模块22、WIFI模块23。终端1设置有唯一的序列号ID。网关设置有唯一的序列号ID，网关通过WIFI与路由器3相连，接入因特网，在本实施例中网络接入模块为WIFI模块。
本实施例中的终端1和网关2，通过绑定流程实现接入控制。
参阅图4，网关的绑定流程包括以下步骤：
S11：用户切换网关工作状态到绑定状态。
S12：网关发送包含自身ID和序号的绑定命令。
S13：若收到终端对绑定命令的响应，执行步骤S14，否则执行步骤S15。
S14：记录响应绑定命令终端的ID，增加网关分配序号。
S15：检查用户是否切换网关工作状态到正常工作状态，若是，退出绑定状态，否则执行步骤S12。
参阅图5，终端的绑定流程包括以下步骤：
S21：终端上电，开始运行。
S22：检查是否收到网关的绑定命令，若收到绑定命令，执行步骤S23，否则执行步骤S24.
S23：记录网关ID和分配的ID，并向网关发送响应，退出绑定状态。
S24：检查运行时间是否超出绑定窗口时间，若是，退出绑定状态，否则，执行步骤S22。
本实施例中的终端1与网关2完成绑定之后，就可以进行双向的信息交互了。网关2向网络内指定终端1发送命令时，包含了目的终端的ID，只有ID匹配的终端才能响应，无线通信没有冲突产生。网关2向网络内所有终端1发送广播命令时，网络内所有终端1响应命令，冲突的概率大大增加。
参阅图6，终端响应网关的广播命令流程包括以下步骤：
S31：发送响应命令，并记下当前时间。
S32：检查是否收到网关确认，若是，发送流程结束，否则，执行步骤S33。
S33：检查等待网关确认时间是否超时，若是，执行步骤S34，否则，执行步骤S32。
S34：将命令重发一次，退出响应流程。
通过以上方法，实现了一种简单有效的终端入网控制机制；提供了一种简单有效的超时重发机制，提高了多个终端响应网关广播命令时的成功率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种无线终端接入网关控制方法，其特征在于，
包括步骤：终端通过绑定流程接入网关，网关根据管理的终端数量分配序号，
网关向终端发送命令，终端响应网关发送的命令并具有超时重发机制；
绑定流程包括：网关响应用户操作切换工作状态至绑定状态，
网关按设定时间间隔发送包括自身ID和序号的绑定命令并等待终端响应，
终端上电后运行于预先设定的绑定窗口时间,
若绑定窗口时间内终端接收来自网关的绑定命令，则终端记录网关ID和分配的序号并发送响应信息至网关,
若绑定窗口时间内终端未接收到来自网关的绑定命令，则终止绑定流程并切换至正常工作状态，
正常工作状态中的网关响应用户操作切换至绑定状态，
网关接收来自终端对绑定命令的响应信息记录终端ID，并设定下一次绑定分配序号；
超时重发机制包括：
终端发送广播命令记录下当前时间T0，
以记录的时间T0为起点无线终端绑定过程中分配的序号为N,
无线网络约定超时等待的标准单位时间槽为Tslot,
终端等待网关确认的结束时间T3=TO+N*Tslot，
T3时间到达之前若终端接收到来自网关的确认则结束终端响应广播命令流程，
T3时间到达之前若终端未收到来自网关的确认则重发一次响应命令并结束终端响应广播命令流程；
网关绑定至少一个终端，终端只与一个网关绑定；
网关向终端发送命令，所述命令包括目的终端ID和网关ID，终端判断目的终端ID是否为自身ID、网关ID是否是自己绑定的网关的网关ID，若都是则处理接收到的命令，若都否则丢弃所述命令；
所述终端包括通信模块、控制模块，终端控制模块与终端通信模块连接；
所述网关包括通信模块、控制模块、网络接入模块，网关控制模块与网关通信模块和网络接入模块连接；
所述终端和网关的通信模块采用相同的调制方式并具有相同的频率范围；
所述终端和网关的控制模块均为MCU；
所述网络接入模块为WIFI模块或以太网模块并通过路由器接入因特网；
接入因特网的云服务器通过网络接入模块与网关连接，控制网关的运行，记录网关运行信息，通过网关向接入网关的终端发送控制信息并接受终端发送的信息；
接入因特网的移动终端通过网络接入模块与网关连接，控制网关的运行，记录网关运行信息，通过网关向接入网关的终端发送控制信息并接受终端发送的信息。
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