CN109041088A - 映射ZigBee设备信息的能力域模型、方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种映射ZigBee设备信息的能力域模型，涉及计算机通信技术领域，该能力域模型用于表征ZigBee设备信息，实现普遍适用于各种ZigBee终端设备的簇模型的数据转换。本发明还提供一种采用能力域模型映射ZigBee设备信息的方法及系统，创建一个空的能力域列表，根据ZigBee标准制定“簇‑能力域”映射表，需要进行模型映射时，根据“簇‑能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中，实现普遍适用于各种ZigBee终端设备的数据提取。

Description

映射ZigBee设备信息的能力域模型、方法及系统

技术领域

本发明涉及计算机通信技术领域，具体涉及一种映射ZigBee设备信息的能力域模型、方法及系统。

背景技术

随着物联网技术的发展与智能家居设备的普及，越来越多的智能家居设备开始进入普通家庭，其中的大部分都应用了ZigBee技术。目前比较通用的应用模式是：将ZigBee协调器作为网关，连接其他ZigBee终端设备，并为APP(手机、计算机、电视等)提供网络入口和操作接口；ZigBee网关收集设备信息，提供给APP，APP再进行UI呈现，提供用户进行查看和操控。

ZigBee标准中对设备信息是按照“端点-簇-属性”结构进行描述的，其核心是ZigBee簇库，这里将该结构的设备模型称为“簇模型”。簇模型很适用于低功耗的网络通信，但对上层应用的数据提取和UI呈现来说过于复杂。例如，若UI要显示某个传感设备的测量值，就需要遍历所有“端点”，读取端点的端点类型ID，从而确定传感设备类型，并找出测量类型对应的“簇”；然后从该簇中找到特定ID的“属性”，再根据该属性的“类型”，读取属性的“值”；最后按照该属性特定的计算方式，计算出实际测量数据。如果是其他类型的传感设备，或是操控类的设备(比如灯、窗帘等)，就要查找不同的簇ID、属性ID，使用不同的计算方法。多种多样的ZigBee终端设备，再加上部分设备存在重要信息由厂家自定义等情况，导致很难按照簇模型进行数据提取和UI呈现的通用化。

因此，如何使数据提取或UI呈现方法能普遍适应于各种ZigBee终端设备，是当前智能家居领域面临的一个重要问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种映射ZigBee设备信息的能力域模型、方法及系统，普遍适用于各种ZigBee终端设备的数据提取。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种映射ZigBee设备信息的能力域模型，所述能力域模型包括多种能力域，所述能力域根据不同功能划分为四类，包括：配置类能力域，其用于表征设备的配置信息；被控类能力域，其用于表征设备具有被控制的功能状态；主控类能力域，其用于表征设备具有控制对应的被控类的功能状态；感测类能力域，其用于表征设备具有感应或测量特定物理量的功能状态。

在上述方案的基础上，每种所述能力域包括多个构成元素；所述配置类能力域的构成元素包括：能力域ID和配置值；所述被控类能力域的构成元素包括：能力域ID、线路列表和状态值列表、状态单位、状态范围、参数ID、参数单位、参数范围；所述主控类能力域的构成元素包括：能力域ID、线路列表、模式值列表、模式范围；所述感测类能力域的构成元素包括：能力域ID、线路列表和感测值列表、感测单位、感测范围、感测精度。

本发明还公开了一种基于所述能力域模型的映射ZigBee设备信息的方法，包括以下步骤：

根据ZigBee标准制定“簇-能力域”映射表，所述“簇-能力域”映射表用于配置ZigBee簇与能力域模型中的能力域之间的映射关系；

需要进行模型映射时，创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中。

在上述方案的基础上，所述创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中，具体包括以下步骤：

创建一个空的能力域列表，遍历待转化的设备信息中的簇，根据“簇-能力域”映射表，查找簇对应的目标能力域；

将目标能力域添加到能力域列表中，若目标能力域有多个，则循环添加；

各端点的簇都完成映射后，若多个端点的端点类型ID不同，则按照预设的端点类型ID优先级，从簇模型各端点的端点类型ID中，确定主端点类型ID；

根据预设的端点类型ID与设备类型的对照表，确定设备类型，并转换为对应的配置类能力域，添加到能力域列表中。

在上述方案的基础上，所述将目标能力域添加到能力域列表中，具体包括以下步骤：

能力域列表中存在与目标能力域同一种类的匹配能力域时，判断匹配能力域、目标能力域各自对应的簇是否属于同一种类，若是，在匹配能力域中，为线路列表新增一个表项，并为状态值列表、模式值列表或感测值列表新增一个表项；若否，在匹配能力域的被控类能力域、主控类能力域或感测类能力域中，为状态值列表、模式值列表或感测值列表中的每个值，新增一个维度；

能力域列表中不存在与目标能力域同一种类的匹配能力域时，在能力域模型中创建目标能力域，并填充构成元素。

在上述方案的基础上，簇与能力域的转换关系，包括一个转为一个、一个转为多个、或多个转为一个。

本发明还公开了一种基于所述能力域模型的映射ZigBee设备信息的系统，包括：

映射表制定模块，其用于：根据ZigBee标准制定“簇-能力域”映射表，所述“簇-能力域”映射表用于配置ZigBee簇与能力域模型中的能力域之间的映射关系；

模型映射模块，其用于：需要进行模型映射时，创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中。

在上述方案的基础上，所述模型映射模块需要进行模型映射时，创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中，具体包括以下步骤：

遍历待转化的设备信息中的簇，根据“簇-能力域”映射表，查找簇对应的目标能力域；

将目标能力域添加到能力域列表中，若目标能力域有多个，则循环添加；

各端点的簇都完成映射后，若多个端点的端点类型ID不同，则按照预设的端点类型ID优先级，从簇模型各端点的端点类型ID中，确定主端点类型ID；

根据预设的端点类型ID与设备类型的对照表，确定设备类型，并转换为对应的配置类能力域，添加到能力域列表中。

在上述方案的基础上，所述模型映射模块将目标能力域添加到能力域列表中，具体包括以下步骤：

能力域列表中存在与目标能力域同一种类的匹配能力域时，判断匹配能力域、目标能力域各自对应的簇是否属于同一种类，若是，在匹配能力域中，为线路列表新增一个表项，并为状态值列表、模式值列表或感测值列表新增一个表项；若否，在匹配能力域的被控类能力域、主控类能力域或感测类能力域中，为状态值列表、模式值列表或感测值列表中的每个值，新增一个维度；

能力域列表中不存在与目标能力域同一种类的匹配能力域时，在能力域模型中创建目标能力域，并填充构成元素。

在上述方案的基础上，簇与能力域的转换关系，包括一个转为一个、一个转为多个、或多个转为一个。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明提供一种映射ZigBee设备信息的能力域模型。该能力域模型包括多种能力域，能力域根据不同功能划分为四类。该能力域模型用于表征ZigBee设备信息，实现普遍适用于各种ZigBee终端设备的簇模型的数据转换。

本发明还提供一种采用能力域模型映射ZigBee设备信息的方法及系统，创建一个空的能力域列表，根据ZigBee标准制定“簇-能力域”映射表，需要进行模型映射时，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中，实现普遍适用于各种ZigBee终端设备的数据提取。

附图说明

图1为本发明实施例中映射ZigBee设备信息的能力域模型的结构示意图；

图2为本发明实施例中采用能力域模型映射ZigBee设备信息的方法的流程示意图；

图3为本发明实施例中采用能力域模型映射ZigBee设备信息的方法的簇和能力的映射关系示意图；

图4为本发明实施例中采用能力域模型映射ZigBee设备信息的方法的步骤S2的流程示意图；

图5为本发明实施例中采用能力域模型映射ZigBee设备信息的方法的步骤S3的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1：

参见图1所示，本发明实施例提供一种映射ZigBee设备信息的能力域模型。该能力域模型用于表征ZigBee设备信息。

能力域模型包括多种能力域，能力域根据不同功能划分为四类，包括：配置类能力域，其用于表征设备的配置信息；被控类能力域，其用于表征设备具有被控制的功能状态；主控类能力域，其用于表征设备具有控制对应的被控类的功能状态；感测类能力域，其用于表征设备具有感应或测量特定物理量的功能状态。每种能力包括多个构成元素。

参见图1所示，具体应用于设备中，通过能力域列表来存储该设备的设备信息，能力域列表用于存储能力域模型中的配置类能力域、被控类能力域、主控类能力域或感测类能力域中的多种能力域的集合。

参见图1所示，配置类能力域主要包括以下构成元素：能力域ID和配置值，不同的能力域ID对应不同的配置值，配置值包括设备类型、厂家名称、设备型号、电源情况、网络状况、OTA升级等；其中，设备类型所对应的能力域ID及配置值，是设备的能力域列表中必须包括的。

被控类能力域、主控类能力域、感测类能力域这3类能力域，是一个设备具体功能的体现，统称为功能类能力域。被控类能力域中的状态值列表、主控类能力域中的模式值列表和感测类能力域中的感测值列表，统称为功能值列表，功能值列表中的表项称为功能值。功能值包括被控类能力域中状态值列表的状态值、主控类能力域中模式值列表的模式值、感测类能力域中感测值列表的感测值。功能值列表与所属能力域中的线路列表长度相同，功能值与线路是一一对应的。

一个设备的能力域列表必须至少包括功能类能力域中的一种。一种能力域可以有1个或多个实例(比如类型为“双键开关”的设备的两个按键，对应“开关能力域”的两个实例)，称为线路。被控能力域与主控能力域是成对的，每种被控能力域都有与之匹配的主控能力域。

实施例2：

在实施例1的基础上，参见图1所示，被控类能力域包含能力域ID、线路列表、状态值列表、状态单位、状态范围、参数ID、参数单位、参数范围等构成元素。其中，与状态相关的构成元素(状态值列表、状态单位、状态范围)，描述具体的物理量(比如灯的开关状态、灯的亮度)及其相关特性；与参数相关的构成元素(参数ID、参数单位、参数范围)，表征设备被控制时的动态效果或方式(比如亮度控制的过渡时长、警报器的声光模式和警报时长等)。

参见图1所示，主控类能力域包含能力域ID、线路列表和模式值列表、模式范围等构成元素。其中，与模式相关的构成元素(模式值列表、模式范围)，表示设备在不同行为时发送不同控制命令的配置情况(比如拨码开关拨到不同位置时发送开或关的命令)。

参见图1所示，感测类能力域包括能力域ID、线路列表、感测值列表、感测单位、感测范围、感测精度等构成元素，其实例代表具体的物理感应或测量数据(比如温度、湿度)及其相关特性。

状态值和感测值可以是一维或多维的(比如颜色可以用RGB坐标系三维数据来表示)。在UI上，被控能力域呈现为可查看和可操控的状态数据；感测能力域呈现为只读的感应或测量数据。

本发明实施例中的能力域模型用于表征ZigBee设备信息，实现普遍适用于各种ZigBee终端设备的簇模型的数据转换。

实施例3：

在实施例1的基础上，参见图2所示，本发明实施例提供一种采用能力域模型映射ZigBee设备信息的方法，包括以下步骤：

S1，根据ZigBee标准制定“簇-能力域”映射表，所述“簇-能力域”映射表用于配置ZigBee簇与能力域模型中的能力域之间的映射关系；

S2，需要进行模型映射时，创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的所有簇，依次转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中。

步骤S1中根据ZigBee标准制定“簇-能力域”映射表，所述“簇-能力域”映射表用于配置ZigBee簇与能力域模型中的能力域之间的映射关系，具体映射表的一个子集示例如下表所示。

表1“簇-能力域”映射表

表1中，{DeviceID，Cluster ID}表示该值的设定来源于簇模型中的端点类型ID和簇ID，而{[0x0000][0x0004]}表示该值的设定来源于Basic簇(簇ID为0x0006)的ManufacturerName属性(属性ID为0x0004)，其他以此类推。

参见图3所示，簇与能力域的转换关系，包括一个转为一个、一个转为多个、或多个转为一个，分别称为“一一映射”、“发散映射”和“收敛映射”。此外，不同端点中的同一种簇转换为同一个能力域，称为“多重映射”。同一端点或不同端点的的不同簇组合后收敛映射到同一能力域时，每个簇对应功能值的一个维度；例如：端点1的簇C和端点2的簇D收敛映射到能力域Z时，簇C的属性值c和簇D的属性值d，组合为能力域Z的二维功能值(c,d)。不同端点的同一种簇叠加后多重映射到同一能力域时，每个簇对应功能值列表中的一个表项；例如：端点1的簇A和端点2的簇A多重映射到能力域V时，能力域V中的线路列表为[L1,L2]，功能值列表为[a1,a2]，其中的线路L1和功能值a1对应端点1的簇A，其中的线路L2和功能值a2对应端点2的簇A。

实施例4：

在实施例2的基础上，参见图4所示，步骤S2具体包括以下步骤：

S21、创建一个空的能力域列表，遍历待转化的设备信息中的簇，根据“簇-能力域”映射表，转换为对应的能力域，称为目标能力域；

S22、将目标能力域添加到能力域列表中，若目标能力域有多个，则循环添加；

S23、判断各端点的簇是否都完成映射，若是，转到S24，否则转到S21；

S24、若多个端点的端点类型ID不同，则按照预设的端点类型ID优先级，从各端点的端点类型ID中，确定主端点类型ID；

S25、根据预设的端点类型ID与设备类型的对照表，确定设备类型，并转换为对应的配置类能力域，添加到能力域列表中。

簇模型是以端点类型ID来区分不同类型的设备，但存在多个端点的类型ID不一致的情况。预设的端点类型ID与设备类型对照表中，包含端点类型ID的优先级。在将簇映射到能力域时，若多个端点的类型ID不同，则选取优先级最高的类型ID，作为主端点类型ID。端点类型ID与设备类型对照表的一个子集示例如下表2所示。

表2端点类型ID与设备类型的对照表

端点类型ID	端点类型ID优先级	设备类型
			0x0000	1	开关
0x0302	1	温度传感器
			0x0051	2	插座
0x0102	3	彩灯

其中，参见图5所示，步骤S22的具体过程如下：

S221、判断能力域列表中是否存在与目标能力域为同一种类的能力域(称为匹配能力域)，如果是，转到S223，否则转到S222；

S222、在能力域模型中创建目标能力域，填充构成元素；

S223、判断匹配能力域、目标能力域各自对应的簇是否属于同一种类，如果是，转到S225，否则转到S224；

S224、将目标能力域中的功能值，作为一个新增维度，合并到匹配能力域的功能值中；例如：目标能力域中的功能值为t，匹配能力域中的功能值为二维数据(m,a)，合并之后，匹配能力域中的功能值变成三维数据(m,a,t)；

S225、将目标能力域中的功能值，作为一个新增表项，插入到匹配能力域对应的功能值列表中，并在匹配能力域的线路列表中，也插入一个表项。

其中，步骤S225的具体过程如下(例如：目标能力域的功能值为t，目标能力域对应的簇的端点ID为p，匹配能力域的功能值列表为[m1,m2]，匹配能力域的线路列表为[L1,L2])：

1)、匹配能力域的功能值列表增加一个值为t的表项，变成[m1,m2,t]；

2)、匹配能力域的线路列表增加一个表项，变成[L1,L2,p]；

实施例5：

在实施例1的基础上，本发明实施例还公开了一种采用能力域模型映射ZigBee设备信息的系统，包括：

映射表制定模块，其用于根据ZigBee标准制定“簇-能力域”映射表，所述“簇-能力域”映射表用于配置ZigBee簇与能力域模型中的能力域之间的映射关系；

模型映射模块，其用于需要进行模型映射时，创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中。

所述模型映射模块需要进行模型映射时，创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为能力域模型中对应的能力域，并添加至能力域列表中，具体包括以下步骤：

创建一个空的能力域列表；

遍历待转化的设备信息中的簇，根据“簇-能力域”映射表，查找簇对应的目标能力域；

将目标能力域添加到能力域列表中，若目标能力域有多个，则循环添加；

各端点的簇都完成映射后，如果多个端点的类型ID不同，从各端点的端点类型ID中，确定主端点类型ID；

根据预设的端点类型ID与设备类型的对照表，确定设备类型，并转换为对应的配置类能力域，添加到能力域列表中。

实施例6：

在实施例5的基础上，所述模型映射模块将目标能力域添加到能力域列表中，具体包括以下步骤：

能力域列表中存在与目标能力域同一种类的匹配能力域时，判断匹配能力域、目标能力域各自对应的簇是否属于同一种类，若是，将目标能力域中的状态值、感测值或模式值，作为一个新增表项，插入到匹配能力域对应的列表中，并在匹配能力域的线路列表中，也插入一个表项；若否，在匹配能力域的被控类能力域、主控类能力域或感测类能力域中，为状态值列表、模式值列表或感测值列表中的每个值，新增一个维度；

能力域列表中不存在与目标能力域同一种类的匹配能力域时，在能力域模型中创建目标能力域，并填充构成元素。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种映射ZigBee设备信息的能力域模型，其特征在于：

所述能力域模型包括多种能力域，所述能力域根据不同功能划分为四类，包括：配置类能力域，其用于表征设备的配置信息；被控类能力域，其用于表征设备具有被控制的功能状态；主控类能力域，其用于表征设备具有控制对应的被控类的功能状态；感测类能力域，其用于表征设备具有感应或测量特定物理量的功能状态。

2.如权利要求1所述的一种映射ZigBee设备信息的能力域模型，其特征在于：每种所述能力域包括多个构成元素；所述配置类能力域的构成元素包括：能力域ID和配置值；所述被控类能力域的构成元素包括：能力域ID、线路列表和状态值列表、状态单位、状态范围、参数ID、参数单位、参数范围；所述主控类能力域的构成元素包括：能力域ID、线路列表、模式值列表、模式范围；所述感测类能力域的构成元素包括：能力域ID、线路列表和感测值列表、感测单位、感测范围、感测精度。

3.一种基于权利要求2所述能力域模型的映射ZigBee设备信息的方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据ZigBee标准制定“簇-能力域”映射表，所述“簇-能力域”映射表用于配置ZigBee簇与能力域模型中的能力域之间的映射关系；

需要进行模型映射时，创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中。

4.如权利要求3所述的一种映射ZigBee设备信息的方法，其特征在于：所述创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中，具体包括以下步骤：

创建一个空的能力域列表，遍历待转化的设备信息中的簇，根据“簇-能力域”映射表，查找簇对应的目标能力域；

将目标能力域添加到能力域列表中，若目标能力域有多个，则循环添加；

各端点的簇都完成映射后，若多个端点的端点类型ID不同，则按照预设的端点类型ID优先级，从簇模型各端点的端点类型ID中，确定主端点类型ID；

根据预设的端点类型ID与设备类型的对照表，确定设备类型，并转换为对应的配置类能力域，添加到能力域列表中。

5.如权利要求4所述的一种映射ZigBee设备信息的方法，其特征在于：所述将目标能力域添加到能力域列表中，具体包括以下步骤：

能力域列表中存在与目标能力域同一种类的匹配能力域时，判断匹配能力域、目标能力域各自对应的簇是否属于同一种类，若是，在匹配能力域中，为线路列表新增一个表项，并为状态值列表、模式值列表或感测值列表新增一个表项；若否，在匹配能力域的被控类能力域、主控类能力域或感测类能力域中，为状态值列表、模式值列表或感测值列表中的每个值，新增一个维度；

能力域列表中不存在与目标能力域同一种类的匹配能力域时，在能力域模型中创建目标能力域，并填充构成元素。

6.如权利要求3所述的一种映射ZigBee设备信息的方法，其特征在于：簇与能力域的转换关系，包括一个转为一个、一个转为多个、或多个转为一个。

7.一种基于权利要求2所述能力域模型的映射ZigBee设备信息的系统，其特征在于，包括：

映射表制定模块，其用于：根据ZigBee标准制定“簇-能力域”映射表，所述“簇-能力域”映射表用于配置ZigBee簇与能力域模型中的能力域之间的映射关系；

模型映射模块，其用于：需要进行模型映射时，创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中。

8.如权利要求7所述的一种映射ZigBee设备信息的系统，其特征在于：所述模型映射模块需要进行模型映射时，创建一个空的能力域列表，根据“簇-能力域”映射表，将待转化的设备信息中的簇，转换为对应的能力域，并添加至能力域列表中，具体包括以下步骤：

遍历待转化的设备信息中的簇，根据“簇-能力域”映射表，查找簇对应的目标能力域；

将目标能力域添加到能力域列表中，若目标能力域有多个，则循环添加；

各端点的簇都完成映射后，若多个端点的端点类型ID不同，则按照预设的端点类型ID优先级，从簇模型各端点的端点类型ID中，确定主端点类型ID；

根据预设的端点类型ID与设备类型的对照表，确定设备类型，并转换为对应的配置类能力域，添加到能力域列表中。

9.如权利要求8所述的一种映射ZigBee设备信息的系统，其特征在于：所述模型映射模块将目标能力域添加到能力域列表中，具体包括以下步骤：

能力域列表中存在与目标能力域同一种类的匹配能力域时，判断匹配能力域、目标能力域各自对应的簇是否属于同一种类，若是，在匹配能力域中，为线路列表新增一个表项，并为状态值列表、模式值列表或感测值列表新增一个表项；若否，在匹配能力域的被控类能力域、主控类能力域或感测类能力域中，为状态值列表、模式值列表或感测值列表中的每个值，新增一个维度；

能力域列表中不存在与目标能力域同一种类的匹配能力域时，在能力域模型中创建目标能力域，并填充构成元素。

10.如权利要求7所述的一种映射ZigBee设备信息的系统，其特征在于：簇与能力域的转换关系，包括一个转为一个、一个转为多个、或多个转为一个。