CN108092862A - 基于物联网的WiFi自组网网络控制系统 - Google Patents

基于物联网的WiFi自组网网络控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能控制系统领域，公开了一种基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，解决家庭路由接入点不够用、家里有些地方信号弱无法接入路由和多种家电不能互动的问题。本发明包括终端网络、家庭路由以及智能控制终端；终端网络内部的设备分为主设备和从设备；主设备接入家庭路由，从设备接入从设备或者主设备；主设备从家庭路由接收控制指令，并判断接收到的控制指令是否需要本机处理，若是，则按照控制指令执行相应功能，否则将控制指令转发给从设备；从设备接收主设备或者从设备转发的控制指令，并判断接收到的控制指令是否需要本机处理，若是，则按照控制指令执行相应功能，否则将控制指令继续转发。本发明适用于物联网家电设备控制。

Description

基于物联网的WiFi自组网网络控制系统
技术领域
本发明涉及智能控制系统领域，特别涉及基于物联网的WiFi自组网网络控制系统。
背景技术
物联网智能控制系统包括智能终端、云服务器和以智能手机为代表的智能控制显示终端。物联网智能终端通过传感器和数量极大的拓展了物联网可以感触到的业务范围，云服务平台提高了物联网智能终端设备存储能力和运算能力，智能控制终端为人类控制智能终端提供了友好的接口，也很好的展示了智能终端的特性和功能。
总的来说物联网智能家电系统是一个端(智能终端和智能控制显示终端)云一体的系统架构。
随着物联网技术的成熟和应用，智能家电产品越来越多，智能家电也会分布在家庭的各个角落，再加上各个厂家的家电不能互通，导致家庭路由接入点不够用、家里有些地方信号弱无法接入路由和多种家电不能互动的问题；另外由于智能家电的数量暴增，智能控制APP的数量也随着不断的增加，控制不同的智能设备，需要安装、设置、打开不同的控制APP，给用户带来了很多不便。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，解决家庭路由接入点不够用、家里有些地方信号弱无法接入路由和多种家电不能互动的问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，包括终端网络、家庭路由以及智能控制终端；
智能控制终端用于通过家庭路由向终端网络发送控制指令；
终端网络内部的设备通过WiFi组网，终端网络内部的设备分为主设备和从设备；主设备接入家庭路由，从设备接入从设备或者主设备；主设备用于从家庭路由接收智能控制终端发送的控制指令，并判断接收到的控制指令是否需要本机处理，若是，则按照控制指令执行相应功能，否则将控制指令转发给从设备；从设备用于接收主设备或者从设备转发的控制指令，并判断接收到的控制指令是否需要本机处理，若是，则按照控制指令执行相应功能，否则将控制指令转发给其他从设备。
进一步的，所述控制指令包括多机联动控制指令和单机控制指令；若主设备或者从设备接收到的控制指令为多机联动控制指令，主设备或者从设备按照控制指令执行相应功能，同时将控制指令发送给其他设备。
进一步的，所述智能控制终端与终端网络接入同一个局域网，智能控制终端发送的控制指令通过局域网发送至终端网络。
进一步的，还包括云服务器，智能控制终端、终端网络均通过广域网接入云服务器，智能控制终端发送的控制指令通过广域网、并由云服务器转发至终端网络。
具体的，所述从设备包括第一设备管理模块、第一设备状态模块以及第一自组网协议模块；所述第一设备管理用于根据控制指令实现本机设备功能的逻辑控制；所述第一设备状态模块用于设备状态维护，以及与智能控制终端、云服务器之间状态同步；所述第一自组网协议模块用于实现主、从设备间的组网和数据通信，以及从、从设备之间的组网和数据通信。
具体的，所述主设备包括第二设备管理模块、第二设备状态模块、设备联动模块、第一设备产品表模块、第二自组网协议模块、局域网协议模块以及云对接模块；所述第二设备管理模块用于实现本机设备功能的逻辑控制；所述第二设备状态用于设备状态维护，以及与智能控制终端、云服务器之间状态同步；第一设备产品表模块用于记录主设备上联接的从设备的产品名称和属性；所述设备联动模块用于根据接收到的联动规则，根据主从设备的采集数据进行逻辑判断，实现主从设备，或者从设备和从设备之间的联动机制；所述第二自组网协议模块用于实现及主、从设备间的组网和网络数据通信；所述局域网协议模块用于实现主设备与智能控制终端在局域网内部之间的设备发现、联接、心跳和数据通信；所述云对接协议模块用于实现主设备和云服务器之间的通信联接、心跳和数据通信。
具体的，所述云服务器包括第三设备管理模块、用户管理模块、第二设备产品表模块以及智能终端通信协议模块；所述第三设备管理模块用于对终端网络中设备进行管理；所述用户管理模块用于对用户信息进行管理；所述第二设备产品表模块用于记录服务器上联接的主、从设备的产品名称和属性；所述智能终端通信协议模块用于实现云服务程序和智能控制终端之间的通信联接、心跳和数据通信。
具体的，所述第三设备管理模块对终端网络中设备进行管理包括：用户注册、用户登录、用户信息保存、用户信息修改、用户信息列表。
本发明的有益效果是：
1、智能家电系统使用单一的WiFi通信方式，无需网关，系统结构简单；
2、通过主设备接入家庭路由，实现多个从设备的入网，减少了家庭路由接入设备的数量；
3、从设备支持多级联接到主设备，从设备起到了WiFi中继的作用，增加了设备使用范围和效果；
4、主设备起到了中央控制的作用，同时为设备联动提供的技术基础，实现了设备之间的智能联动；
5、云服务程和智能控制终端映射了主从设备名称和属性，为多个设备的统一管理和维护以及联动配置提供了很好的基础；
6、多个设备使用一个APP控制，避免了用户安装和使用多个客户端软件，提高了用户的使用体验。
附图说明
图1为实施例的原理框图。
具体实施方式
针对家庭路由接入点不够用、家里有些地方信号弱无法接入路由和多种家电不能互动的问题，实施例提供了一种基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，如图1所示，该系统分为终端网络，云端服务、家庭路由和智能终端控制系统四个部分，以下分别对各部分进行说明。
一、智能控制终端可以是手机、平板等装置，用于通过家庭路由向终端网络发送控制指令；所述控制指令包括多机联动控制指令和单机控制指令；若主设备或者从设备接收到的控制指令为多机联动控制指令，主设备或者从设备将会按照控制指令执行相应功能，同时将控制指令发送给下一个从设备。所述智能控制终端可以与终端网络接入同一个局域网，从而智能控制终端发送的控制指令通过局域网发送至终端网络；智能控制终端与终端网络也可以通过广域网接入云服务器，从而智能控制终端发送的控制指令通过广域网、并由云服务器转发至终端网络。
二、终端网络内部的设备通过WiFi组网，终端网络内部的设备分为主设备和从设备；主设备接入家庭路由，从设备接入从设备或者主设备；主设备用于从家庭路由接收智能控制终端发送的控制指令，并判断接收到的控制指令是否需要本机处理，若是，则按照控制指令执行相应功能，否则将控制指令转发给从设备；从设备用于接收主设备或者从设备转发的控制指令，并判断接收到的控制指令是否需要本机处理，若是，则按照控制指令执行相应功能，否则将控制指令转发给其他设备。
所述从设备包括第一设备管理模块、第一设备状态模块以及第一自组网协议模块；所述第一设备管理用于根据控制指令实现本机设备功能的逻辑控制；所述第一设备状态模块用于设备状态维护，以及与智能控制终端、云服务器之间状态同步；所述第一自组网协议模块用于实现主、从设备间的组网和数据通信，以及从、从设备之间的组网和数据通信。
所述主设备包括第二设备管理模块、第二设备状态模块、设备联动模块、第一设备产品表模块、第二自组网协议模块、局域网协议模块以及云对接模块；所述第二设备管理模块用于实现本机设备功能的逻辑控制；所述第二设备状态用于设备状态维护，以及与智能控制终端、云服务器之间状态同步；第一设备产品表模块用于记录主设备上联接的从设备的产品名称和属性；所述第二自组网协议模块用于实现及主、从设备间的组网和网络数据通信；所述局域网协议模块用于实现主设备与智能控制终端在局域网内部之间的设备发现、联接、心跳和数据通信；所述云对接协议模块用于实现主设备和云服务器之间的通信联接、心跳和数据通信；所述设备联动模块用于根据接收到的联动规则以及主从设备的采集数据进行逻辑判断，实现主、从设备，或者从设备和从设备之间的联动机制，例如主设备是智能冰箱，其上连接的从设备有智能空调和智能空气检测仪，联动策略可以是如下方式：
满足状态：
A、主人在家(通过局域网联接判断主人手机是否在家)；
B、空气检测仪检测到空气温度达到30°；
C、空调未开机状态；
实施的控制可以是：主设备发送控制指令，打开空调，制冷模式，设定温度为27°。
三、所述云服务器包括第三设备管理模块、用户管理模块、第二设备产品表模块以及智能终端通信协议模块；所述设备管理模块用于对终端网络中设备进行管理，包括：用户注册、用户登录、用户信息保存、用户信息修改、用户信息列表；所述用户管理模块用于对用户信息进行管理；所述第二设备产品表模块用于记录服务器上联接的主、从设备的产品名称和属性；所述智能终端通信协议模块用于实现云服务程序和智能控制终端之间的通信联接、心跳和数据通信。
由上可知，在实施例中，终端网络只有主设备接入家庭路由，从设备可以接入从设备，从设备承担了WiFi中继的功能，使家庭无线网络覆盖更全面，主设备和从设备组网后提供了互动的系统平台。云服务器系统和智能控制终端为整个系统方案设计的实现提供了技术支撑和保障，和智能终端网络是一个有机的物联网智能系统整体方案。
实施例进行局域网控制的流程如下：
1、从设备加入主设备流程：发现主设备、申请加入和握手鉴权；
2、主设备加入家庭路由流程：智能控制终端加入家庭路由、使主设备处于监听入网模式、智能控制终端广播家庭路由ESSID和password、主设备接收到ESSID和password、主设备加入退出监听模式进入STA模式并加入家庭路由；
3、智能控制终端扫描添加设备流程：通过无线扫描发现主设备，并完成联接；
4、智能控制终端获取主设备属性流程：智能控制终端通过家庭路由获取主设备属性；
5、智能控制终端获取主设备属性流程：从设备加入主设备，主设备获取从设备属性并建表，智能控制终端通过家庭路由获取从设备属性列表；
6、智能控制终端单机控制主设备流程：智能控制终端发送控制指令，家庭路由转发，主设备获取单机控制指令；
7、智能控制终端单机控制从设备流程：智能控制终端发送单机控制指令，家庭路由转发，主设备获取单机控制指令，主设备转发单机控制指令，从设备获取单机控制指令；
8、多机联动控制流程：智能控制终端发送多机联动控制规则，家庭路由转发、主设备获取多机联动控制规则，主设备根据规则进行相应的设置。主设备通过获取从设备的信息，并根据规则对从设备或者主设备进行多机联动控制。
实施例进行广域网控制的流程如下：
1、从设备加入主设备流程：发现主设备、申请加入和握手鉴权；
2、主设备注册：主设备通过家庭路由联接云服务器，通过设备ID信息完成主设备在云服务器的设备注册；
3、设备绑定：智能控制终端用户通过用户ID完成在云服务器上的用户注册，智能控制终端获取设备ID(扫描二维码、局域网通信、蓝牙通信等方式)，智能控制终端把主设备ID发送到云服务器完成用户和设备的绑定；
4、智能控制终端获取主设备属性流程：智能控制终端通过云服务器获取主设备属性；
5、智能控制终端获取主设备属性流程：从设备加入主设备，主设备获取从设备属性并建表，智能控制终端通过云服务器获取从设备属性列表；
6、智能控制终端单机控制主设备流程：智能控制终端发送单机控制指令，云服务器转发，主设备获取单机控制指令；
7、智能控制终端单机控制从设备流程：智能控制终端发送单机控制指令，云服务器转发，主设备获取单机控制指令，主设备转发单机控制指令，从设备获取单机控制指令；
8、多机联动控制流程：智能控制终端发送多机联动规则，云服务器转发、主设备获取多机联动控制规则，主设备根据规则进行相应的设置。主设备通过获取从设备的信息，并根据规则对从设备或者主设备进行多机联动控制。
以上描述了本发明的基本原理和主要的特征，说明书的描述只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (8)

1.基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，其特征在于，包括终端网络、家庭路由以及智能控制终端；
智能控制终端用于通过家庭路由向终端网络发送控制指令；
终端网络内部的设备分为主设备和从设备，且终端网络内部的设备通过WiFi组网；主设备接入家庭路由，从设备接入从设备或者主设备；主设备用于从家庭路由接收智能控制终端发送的控制指令，并判断接收到的控制指令是否需要本机处理，若是，则按照控制指令执行相应功能，否则将控制指令转发给从设备；从设备用于接收主设备或者从设备转发的控制指令，并判断接收到的控制指令是否需要本机处理，若是，则按照控制指令执行相应功能，否则将控制指令转发给其他从设备。
2.如权利要求1所述的基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，其特征在于，所述控制指令包括多机联动控制指令和单机控制指令；若主设备或者从设备接收到的控制指令为多机联动控制指令，主设备或者从设备按照控制指令执行相应功能，同时将控制指令发送给其他设备。
3.如权利要求2所述的基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，其特征在于，所述智能控制终端与终端网络接入同一个局域网，智能控制终端发送的控制指令通过局域网发送至终端网络。
4.如权利要求2所述的基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，其特征在于，还包括云服务器，智能控制终端、终端网络均通过广域网接入云服务器，智能控制终端发送的控制指令通过广域网、并由云服务器转发至终端网络。
5.如权利要求3或4所述的基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，其特征在于，所述从设备包括第一设备管理模块、第一设备状态模块以及第一自组网协议模块；所述第一设备管理用于根据控制指令实现本机设备功能的逻辑控制；所述第一设备状态模块用于设备状态维护，以及与智能控制终端、云服务器之间状态同步；所述第一自组网协议模块用于实现主、从设备间的组网和数据通信，以及从、从设备之间的组网和数据通信。
6.如权利要求3或4所述的基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，其特征在于，所述主设备包括第二设备管理模块、第二设备状态模块、设备联动模块、第一设备产品表模块、第二自组网协议模块、局域网协议模块以及云对接模块；所述第二设备管理模块用于实现本机设备功能的逻辑控制；所述第二设备状态用于设备状态维护，以及与智能控制终端、云服务器之间状态同步；第一设备产品表模块用于记录主设备上联接的从设备的产品名称和属性；所述设备联动模块用于根据接收到的联动规则以及主从设备的采集数据进行逻辑判断，实现主、从设备，或者从设备和从设备之间的联动机制；所述第二自组网协议模块用于实现及主、从设备间的组网和网络数据通信；所述局域网协议模块用于实现主设备与智能控制终端在局域网内部之间的设备发现、联接、心跳和数据通信；所述云对接协议模块用于实现主设备和云服务器之间的通信联接、心跳和数据通信。
7.如权利要求4所述的基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，其特征在于，所述云服务器包括第三设备管理模块、用户管理模块、第二设备产品表模块以及智能终端通信协议模块；所述第三设备管理模块用于对终端网络中设备进行管理；所述用户管理模块用于对用户信息进行管理；所述第二设备产品表模块用于记录服务器上联接的主、从设备的产品名称和属性；所述智能终端通信协议模块用于实现云服务程序和智能控制终端之间的通信联接、心跳和数据通信。
8.如权利要求7所述的基于物联网的WiFi自组网网络控制系统，其特征在于，所述第三设备管理模块对终端网络中设备进行管理包括：用户注册、用户登录、用户信息保存、用户信息修改、用户信息列表。
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