CN109756380B - 一种物联网设备自适应访问与共享方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种物联网设备自适应访问与共享方法及系统，包括若干物联网节点、若干智能设备和服务器，其中每个物联网节点通过无线连接多个智能插座，并接收所属区域内的智能设备的信息；服务器接收客户端发送的控制指令，并向所有物联网节点广播节点识别消息，接收各个物联网节点反馈的识别信息，根据各个节点的反馈时长和反馈信息综合选择每个智能设备所对应的最优节点、次优节点和备用节点，并按照选择的顺序对每个智能设备进行虚拟分区，通过以太网连接相应的物联网节点将与控制指令相关的数据下发到对应的智能设备，进行设备的管理与控制。

Description

一种物联网设备自适应访问与共享方法及系统

技术领域

本公开涉及一种物联网设备自适应访问与共享方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

物联网技术被广泛应用到各个方面，实现了物与物、人与物等的相互连接，方便用户管理和控制，用户充分体验到物联网技术带来的方便和快捷。随着智能传感器模块的增多，物联网对通信稳定性要求越来越高。物联网节点是智能模块和服务器通信的中继器，目前，大多数的节点与智能模块的通信关系为人工定义的静态关系，且一个设备仅能由一个节点管理，这种做法影响了物联网的通信稳定性，当某个节点损坏将使该节点管辖的智能传感器模块瘫痪完全无法使用。此外，物联网设备涉及到用户的权限和隐私，随着物联网设备的增加，物联网安全问题逐渐受到关注，如何实现对物联网设备权限的管理是一个亟待解决的问题。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种物联网设备自适应访问与共享方法及系统，本公开有效利用物联网节点的基站功能，将若干智能设备和服务器进行链接，形成数据传输通道。智能设备采集的信息通过433MHz无线连接物联网节点可以自动上传到服务器，用户不仅可以通过客户端应用程序将用户信息发送到服务器进行存储，也可以通过客户端发送终端操作指令，服务器收到指令会根据数据库、规则库和应用服务等存储的信息重新生成一系列后台命令，并通过以太网连接物联网节点下发到智能设备，智能设备做出相应的响应，完成设备的管理与控制。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种物联网设备自适应访问与共享系统，包括若干物联网节点、若干智能设备和服务器，其中每个物联网节点连接多个智能插座，并接收所属区域内的智能设备的信息；

所述服务器接收客户端发送的控制指令，服务器不定时的自动广播节点识别消息，所有接收到识别消息的节点，开始对周围设备进行自动识别，节点将识别到的设备信息反馈给服务器，同时反馈本节点的相关信息，服务器记录所有节点的反馈信息时长，并对反馈信息进行处理，根据处理结果选择对应设备的通信节点分别为最优节点、次优节点和备用节点，并按照选择的顺序对每个智能设备进行虚拟分区，通过相应的物联网节点将与控制指令相关的数据下发到对应的智能设备，进行设备的管理与控制。

作为进一步的限定，所述物联网节点反馈的信息包括：节点负载量和节点信号强度。

作为进一步的限定，每个智能设备由一个或多个节点管理与控制，每个节点管控一个或多个设备，每个用户管理控制一个或多个设备，节点的ID、智能设备的ID和用户的ID均唯一。

作为进一步的限定，每个智能设备上都有一个蕴含本设备信息的二维码和验证码，二维码和验证码都唯一，智能设备与各个物联网节点的隐含关系包括三个部分：最优节点关系、次优节点关系和备用节点关系，其中最优节点作为管控设备的基站，若最优节点出现故障，对应物联网节点与该设备无法建立连接时，智能设备被配置为选择次优节点和/或备用节点进行通信。

作为进一步的限定，所述服务器中的规则库被设定为包含一系列规则的智能算法库，其功能是可以将应用程序和设备传输过来的信息进行算法和规则运算，形成新的指令和信息，并进行数据库存储或者对不定项设备进行测控。作为进一步的限定，每个智能设备与用户具有自己唯一的ID，每个设备有唯一的用户所有权，即只属于一个主人；其他用户获取该设备的权限管理的唯一方法是该设备的主人将该设备进行分享，用户分享可设置为定时和不定时，实现多个其他用户的分享，并实现权限管理，权限管理包括可测可控，可测不可控两种。

作为进一步的限定，所述服务器上部署有数据库，被配置为存储信息，具体包括用户信息、设备信息和用户设备与节点的关系信息、智能设备上传的环境信息、室内电器的电气参数信息、报警信息和SOE记录信息。

一种物联网设备自适应访问与共享方法，所述服务器与物联网节点通过以太网连接通信，接收客户端发送的控制指令，服务器不定时的自动广播节点识别消息，所有接收到识别消息的节点，开始对周围设备进行自动识别，节点将识别到的设备信息反馈给服务器，同时反馈本节点的相关信息，服务器记录所有节点的反馈信息时长，并对反馈信息进行处理，根据处理结果选择对应设备的通信节点分别为最优节点、次优节点和备用节点，，并按照选择的顺序对每个智能设备进行虚拟分区，确定关系，通过相应的物联网节点将与控制指令相关的数据下发到对应的智能设备，进行设备的管理与控制。

作为进一步的限定，所述智能设备周期性的向周围广播节点验证消息，重复确定智能设备和各个物联网节点的关系，动态更新智能设备对应的最优、次优和备用节点，以保证通信的稳定性。

作为进一步的限定，所述智能设备和各个物联网节点的关系确定过程为设备选择机制，具体包括：

智能设备向周边广播节点验证信息；

所有接收到广播的节点进行设备识别，所有识别到该设备的节点向设备发送设备认证的消息；智能设备接收到节点发送的反馈信息，记录反馈时长并将反馈信息进行处理，依据处理结果确定最优节点、次优节点和备用节点；

或设备计算反馈时间和节点信号强度，并依据反馈时间、节点负载量和节点信号强度确认最优节点、次优节点和备用节点。

作为进一步的限定，所述智能设备和各个物联网节点的关系确定过程为服务器选择机制，具体包括：

服务器向所有节点广播节点识别消息；

节点收到识别消息，开始对周围设备进行自动识别；

节点将识别到的设备信息反馈给服务器，同时反馈本节点的相关信息，服务器记录反馈信息时长，并对反馈信息进行处理，根据处理结果选择对应设备的最优节点、次优节点和备用节点；

服务器将选择的节点存入数据库并将其下发到对应智能设备，设备确认隐含关系，服务器计算比对同一设备下不同节点的节点负载量和节点信号强度，根据计算比对结果确认最优节点、次优节点和备用节点。

更进一步的，节点反馈服务器的设备信息包括：设备ID；

节点反馈服务器的节点信息包括：节点反馈时长、节点负载量和节点信号强度。

作为进一步的限定，所述智能设备和各个物联网节点的关系确定过程为设备服务器综合选择机制，具体包括：

节点发现周边设备，并进行关系验证通信，记录各个设备的反馈信息和反馈时长；；

节点将接收到的通信验证信息和本节点的节点信息上报给服务器；服务器记录节点与设备的通信数据以及各个节点信息，对其进行计算处理；

服务器依据设备的相关节点的最优节点关系数量、设备反馈信息、节点信号强度或节点上传时间确定设备的最优节点、次优节点和备用节点，将其进行存储同时下发给对应设备确认隐含关系。

作为进一步的限定，所述智能设备反馈信息包括：反馈时间、设备信号能量，上传的物联网节点信息包括：上传时间、节点负载量和节点信号强度。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

本公开通过自身确定智能设备所属节点，用户直接管理设备，无需通过人工确定节点与设备的管控关系，节点与设备的关联关系由系统自动建立，用户通过注册用户、注册智能设备即可实现对设备的管理，智能设备上电接入到系统之后，无需用户操作，可实现智能设备自组织，建立用户、智能设备和节点的关联关系。

本公开通过将智能设备所对应的物联网节点分为最优节点、次优节点和备用节点，并利用该顺序进行智能设备与物联网节点的一一匹配、动态匹配，不仅大大减少了节点的数量，而且对节点的依赖性也大大降低，解决了用户对设备的隐私权限和操作复杂性问题。

本公开的智能设备可以周期性有选择的选取可用的物联网节点作为与服务器的通信节点，通信优先级按照最优节点、次优节点和备用节点关系进行选择，即只有当最优节点损坏时才可以自动重新更换次优节点和备用节点进行通信，保证了通讯的高效性和高质量。

本公开通过不同的关系确定机制，采用服务器前期筛选，对智能设备与物联网节点的关系进行优化，或根据节点反馈的信息与速度，以利用自下而上的匹配机制或自上而下匹配机构，能够灵活对智能设备和物联网节点进行虚拟划分区域，有效的保证了信息的响应速度和通讯流程度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是本公开的用户、智能设备和物联网节点的结构关系图；

图2是本公开的智能设备和物联网节点的结构关系图；

图3是本公开的用户分享智能设备权限图；

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

本公开中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本公开中的具体含义，不能理解为对本公开的限制。

为了解决节点增多可靠性下降和用户权限隐私方面的问题，本实施例提出的一种适用于一种物联网系统的设备自适应访问与共享方法，不仅大大减少了节点的数量，而且对节点的依赖性也大大降低，解决了用户对设备的隐私权限和操作复杂性问题。

一种物联网设备自适应访问共享方法，适用于一种物联网系统，该系统包括若干物联网节点，若干智能设备、服务器，用户通过登陆物联网系统可以直接获得对特定设备的管控权限。其中：

物联网节点，被设定为通过433MHz无线连接若干设备和通过以太网连接服务器的中间“连接器”。物联网节点可以将设备收集上来的数据经过协议转换转发给服务器；也可以将服务器下发的指令经过协议转换转发给对应设备，设备响应指令，进而实现设备的权限管理。

若干智能设备，被设定为接通电源即可自动通过433MHz无线连入系统的智能模块。智能模块可以采集环境中的一系列数据，也可以收集与其相关联的其他非智能设备的部分参数，并将收集到的数据经对应的物联网节点上传到服务器；同时智能模块也可以接收从物联网节点处转发的服务器指令，响应指令实现用户的设备权限管理。

服务器，被设定为可通过以太网与物联网节点进行互联和与客户端交互信息，部署有数据库、规则库、应用服务等。服务器将用户在客户端键入的信息存储到数据库，并在规则库中进行算法运算形成一系列新的信息，新信息可以用以在数据库中进一步存储、形成指令完成对设备的管理或者返回到应用服务中进行数据分析应用和客户端界面展示等。

进一步的，服务器中的数据库被设定为存储信息，包括用户信息、设备信息和用户设备与节点的关系信息，另外还会存储智能设备上传的环境信息、室内电器的电气参数信息、报警信息和SOE记录信息等。

服务器中的规则库被设定为包含一系列规则的智能算法库，其功能是可以将应用程序和设备传输过来的信息进行算法和规则运算，形成新的指令和信息，并进行数据库存储或者对不定项设备进行测控。

服务器中的应用服务被设定为与物联网节点和客户端进行通信和交互，会将物联网节点上传的数据进行处理、存储、分析、应用和客户端展示。

用户接入物联网系统，必要的操作是在移动手机端或WEB客户端进行用户注册。用户注册时需要用户在注册界面设置用户名、密码、邮箱、手机号和备注等信息，并进行信息提交。移动手机端和WEB客户端后台直接与服务器相接，用户提交的信息会经过加密再存储到服务器的数据库内。

用户在客户端登陆已注册的用户名之后，客户端后台自动与物联网系统相连。用户可以在本客户端对某智能设备进行注册，该登陆用户与智能设备建立确认关系，获得对设备的直接管理权限，其他用户无法通过再注册获取该设备的管理权限。

经过注册的智能设备通电接入物联网系统会实现设备自适应响应，智能设备会自动周期性地广播节点验证信息，所有接收到广播的节点进行设备识别，所有识别到该设备的节点向设备发送设备认证的消息，设备有条件的选择三个节点用以通信，分别为最优节点、次优节点和备用节点，设备与三个节点之间确认隐含关系。最优节点会将设备与节点的隐含关系上报到服务器，进行数据库存储和客户端显示等。其中最优节点作为服务器管控设备的基站，若最优节点出现故障，无法使该设备与服务器建立连接时，该设备与服务器进行通信会选择次优节点和备用节点。设备周期性的发送广播，不断动态更新隐含关系和数据库存储。

或，接入物联网系统的智能设备实现设备自适应响应。服务器不定时的自动广播节点识别消息，所有接收到识别消息的节点，开始对周围设备进行自动识别，节点将识别到的设备信息反馈给服务器，同时反馈本节点的相关信息。服务器记录所有节点的反馈信息时长，并对反馈信息进行处理，根据处理结果选择对应设备的通信节点分别为最优节点、次优节点和备用节点，将设备节点的通信关系存储到数据库中，并通过最优节点将三个节点信息下发给对应的设备，完成设备的隐含关系确认。其中最优节点作为管控设备的基站，若最优节点出现故障，无法使服务器与该设备建立连接时，该设备和服务器会选择次优节点和备用节点进行通信。服务器周期性的向节点广播识别消息，不断动态更新设备隐含关系和数据库存储。

再或，经过注册的智能设备通电接入物联网系统会实现设备自适应响应。自动的，节点广播发现周边设备，并进行关系通信验证，记录各个设备的反馈信息和反馈时长。节点将接收到的通信验证信息和本节点的节点信息上报给服务器，服务器接收到节点上传的设备的反馈信息和节点信息，对其进行运算处理，根据处理结果选择三个节点用以与设备通信，分别为最优节点、次优节点和备用节点，设备与三个节点之间确认隐含关系，同时进行数据库存储和客户端显示等。其中最优节点作为服务器管控设备的基站，若最优节点出现故障，无法使该设备与服务器建立连接时，该设备与服务器进行通信会选择次优节点和备用节点。节点周期性的向设备验证通信关系，不断动态更新设备隐含关系和数据库存储。

用户、设备和节点都具有自己唯一的用户ID、设备ID和节点ID，一个设备可以由多个节点管理与控制，一个节点可以管控多个设备，一个用户可以管理控制多个设备，但每个设备有唯一的用户所有权，即只属于一个主人。

其他用户获取该设备的权限管理的唯一方法是该设备的主人将该设备进行分享，用户分享可设置定时和不定时，可实现多个其他用户的分享，并可实现权限管理的不定项分享，权限管理包括可测可控，可测不可控两种。

设备的主人可以不定项的收回所分享的设备的管控权限。且所有用户有权利将已损坏设备、不需要设备或转卖设备进行设备彻底删除，放弃对设备的管理权限。

具体的，如图1所示，该物联网系统包括若干物联网节点，若干智能设备和服务器，其中每个物联网节点连接多个智能设备和服务器，每个智能设备连接三个节点，服务器上部署有数据库、规则库和应用服务等，用于数据存储、数据处理和数据应用等方面，用户通过客户端与服务器进行交互。

物联网节点是该物联网系统的“中间传送器”，帮助完成“可靠传输”。主要功能是链接若干智能设备和服务器，形成传输通道。将智能设备上传的数据进行协议转换上报给服务器进行再处理，将服务器下发的指令或数据经协议转换之后转发给智能设备进行控制和访问。物联网系统中的所有节点连接到系统中的所有智能设备，处理智能设备的收发要求，满足服务器对每个智能设备的权限管理；对于单个物联网节点，可能会与多个智能设备建立关系，也可能会没有智能设备与其建立关系。

智能设备是物联网系统的底层智能模块，实现物联网系统的“全面感知”。接入该系统的智能模块可以实现上传给服务器环境数据、与其相连接的非智能设备的电气参数数据和报警信息，也可以实现接收服务器的指令完成对该智能模块相连接的非智能设备的状态控制。智能设备可以周期性有选择的选取可用的物联网节点作为与服务器的通信节点，通信优先级按照最优节点、次优节点和备用节点关系进行选择，即只有当最优节点损坏时才可以自动重新更换次优节点和备用节点进行通信。

服务器部署有数据库、规则库和应用程序等，充当系统的“控制大脑”，完成物联网系统的“智能分析”。应用程序包括外通信部分、数据分析部分和内通信部分，外通信部分主要是接收节点、客户端的发送信息和发送信息给节点、客户端。外通信接收到节点或客户端发送的信息或数据，数据分析部分将信息或数据根据功能进行分析处理，处理之后的信息或数据部分由内通信传送给数据库进行存储，部分由内通信传送给规则库进行“再加工”，另一部分直接由外通信再返回给节点用以控制设备或返给客户端用以界面展示。

如图2所示，物联网节点可以识别的范围内可能有多个智能设备，一个智能设备也可能可以被多个节点识别。对于这种情况，本实施例解决了节点选择问题，最终会实现系统为一个设备只配备三个节点作为与服务器通信的节点。

具体实现方案如下：

设备选择机制

智能设备接通电源即可接入该物联网系统，接入系统之后自动广播节点验证消息，所有可识别到此设备的节点会对广播做出回应。

(1)智能设备根据节点对广播回复的快速性做出选择，选择出回应广播最快的三个节点建立隐含关系。其中智能设备第一个收到广播回复，将其建立为最优节点，收到第二个广播回复的节点是次优节点，收到第三个广播回复的是备用节点；智能设备收到三个广播回复之后，会自定忽略后来的节点回复。

(2)回应消息内包含本节点通信的信号强度等信息，智能设备接收到节点回应的信号强度

智能设备接收到所有回应消息会立即将信号强度进行提取和比较将所有的信号强度进行排序，并把最大的三个结果进行降序储存，第四个及更小的结果将被忽略，设备会在发出广播时计时T时间，超过T时间的回应消息都将被忽略，放弃处理。

选择出信号最强的三个节点建立隐含关系，其中信号最强的是最优节点，信号强度第二的节点是次优节点，信号强度第三的是备用节点。

(3)回应消息内包含本节点的负载量信息，所谓的负载量是指该节点与其他智能设备建立隐含关系的数量，数量换算采用如下公式：

负载量：N＝该节点作为最优节点数*2+该节点作为次优节点数*1+该节点作为备用节点数*1

智能设备根据接收到节点回应消息的先后顺序，将先回复消息的节点和该节点的负载量进行存储，后回复消息的节点负载量与前者进行对比，如此反复，智能设备选择出负载量最低的三个节点建立隐含关系进行存储，其他的节点将被忽略，不进行通信。其中负载量最少的节点是最优节点，负载量次少的节点是次优节点，负载量在三个节点中最多的节点是备用节点。设备会在发出广播时计时T时间，超过T时间的回应消息都将被忽略，放弃处理。

(4)回应消息内包含本节点通信的信号强度M和负载量N等信息，智能设备接收到节点回应消息，并计算出节点与该设备的距离，设备重新计算三者关系并选择三个节点建立隐含关系。计算规则如下：

A＝M*x+(y/N)*z(x优选为60％，y优选为40％，z优选为50)

设备将回应消息的节点和该节点对应的A值进行存储，将对A值进行比较，选出最大的三个A值，将其对应的节点顺序建立隐含关系，最优节点关系，次优节点关系和备用节点关系。分别为最优节点的A值>次优节点的A值>备用节点的A值。

智能设备存储隐含关系，并优先选择最优节点作为通信节点，最优节点将设备与三个节点的隐含关系上报到服务器，存储到数据库，服务器下发指令给该设备时，也会按照设备节点关系与指定节点进行通信。另外，设备对于确认隐含关系的节点不是一成不变的，它会周期性的发送广播信号，每发一次都会重新进行一次与节点的隐含关系的确认，同时更新数据库，将前一个隐含关系删除，替换成新确认的隐含关系。

2服务器选择机制

智能设备接通电源即可接入该物联网系统。服务器不定时的自动广播节点识别消息，所有接收到识别消息的节点，开始对周围接入物联网系统的设备进行自动识别，节点将识别到的设备信息反馈给服务器，同时反馈本节点的相关信息。服务器会验证设备信息如设备ID、设备类型等，自动为每一个设备临时开辟出一个缓存区，服务器在该设备临时缓存区内将上传该设备的节点信息进行运算处理，等到确认了设备与节点的隐含关系之后，将缓存区自动释放。

(2)节点将设备信息反馈给服务器，反馈消息内也包含本节点通信的信号强度等信息，服务器(某缓存区)接收到节点上报信号的信号强度

将其进行降序储存在暂时缓存区中，服务器会在发出广播时计时T(T优选为10s)时间，超过T时间返回的所有的反馈信息都将被忽略，放弃处理。

服务器选择出信号最强的三个节点，其中信号最强的是最优节点，信号强度第二的节点是次优节点，信号强度第三的是备用节点。

(3)反馈消息内包含本节点的负载量信息，所谓的负载量是指该节点与其他智能设备建立最优节点关系、次优节点关系和备用节点关系的数量，服务器(某缓存区)接收到负载量信息，将进行数量换算，采用如下公式：

数量换算：N＝该节点作为最优节点数*2+该节点作为次优节点数*1+该节点作为备用节点数*1

服务器根据接收到节点上报消息的先后顺序，将先上报消息的节点和该节点的数量换算N进行存储，后上报消息的节点数量换算与前者进行对比，如此反复，服务器将选择出数量换算N最小的三个节点，其他的节点将被忽略，不进行通信。其中N最少的节点是最优节点，N次少的节点是次优节点，N在三个节点中最多的节点是备用节点。服务器会在发出广播时计时T(T优选为10s)时间，超过T时间返回的所有的反馈信息都将被忽略，放弃处理。

(4)上报消息内包含本节点通信的信号强度M和负载量N等信息，服务器接收到节点上报消息，并回复一个可重新返回服务器的试探消息，服务器记录试探消息返回的时长t(s)，进一步计算出节点与服务器的距离，服务器重新计算两者关系并选择三个节点是其与设备建立隐含关系。计算规则如下：

A＝M*x+(y/N)*z(x优选为60％，y优选为40％，z优选为50)

服务器将上报消息的节点和该节点对应的A值进行存储，将对A值进行比较，选出最大的三个A值，将其对应的节点顺序与设备建立隐含关系，最优节点关系，次优节点关系和备用节点关系。分别为最优节点的A值>次优节点的A值>备用节点的A值。

服务器将选出的三个节点建立与设备的通信关系，并将关系存储到数据库内，会优先选择最优节点作为通信节点，同时，服务器将通信关系通过最优节点下发给设备进行隐含关系的确认，该设备上报数据给服务器时，也会按照设备节点的隐含关系与指定节点进行通信。另外，服务器对于确认设备与节点的通信关系不是一成不变的，服务器会周期性的发送广播信号，每发一次广播节点都会重新更新设备与节点的通信关系，同时更新数据库，设备更新隐含关系，将前一个隐含关系删除，替换成新确认的隐含关系。

3设备服务器综合选择机制

智能设备接通电源即可接入该物联网系统。节点广播发现周边接入物联网系统的设备，并进行关系验证通信，设备回复广播将设备信号强度M₁反馈给节点，节点记录各个设备的反馈时长t₁(s)，并将各个设备的反馈信号强度M₁依次上传到服务器，同时上传本节点的信息包括节点的信号强度M₂、节点从广播到服务器接收到信息的时长t₂(s)和本节点的负载量。服务器会将不同节点上传的同一设备的信息存放在临时缓存区内，当服务器为一个设备确认三个节点的通信关系后会自动释放该临时缓存区。

(1)服务器(某缓存区)根据节点上报某设备消息的快速性即节点从广播到服务器接收到信息的时长做出选择，选择出上报最快的三个节点。其中服务器第一个收到上报消息的，将其设置为最优节点；服务器第二个收到上报消息的，将其设置为次优节点；收到第三个上报消息的是备用节点；选出三个节点之后，服务器会自定忽略后来上报该设备的节点消息。

(2)服务器(某缓存区)接收到节点上报消息，分别将t₁>Δt₁和t₂>Δt₂(Δt₁、Δt₂均优选为3s)的节点信息进行忽略，再计算剩余的节点上报信息中信号强度M₁与M₂的和：

M＝M₁+M₂

将计算结果M进行排序，选择M最大的三个节点作为最优节点、次优节点和备用节点，即最优节点的M>次优节点的M>备用节点的M。服务器从接收到某设备的节点上报信息开始计时，到T时间之后的该设备的节点上报信息将自动忽略。

(3)服务器(某缓存区)接收到节点上报消息，分别将t₁>Δt₁和t₂>Δt₂(Δt₁、Δt₂均优选为3s)的节点信息进行忽略。计算剩余的节点上报信息中负载量的平均值Q_Ave，并将负载量超过2Q_Ave的节点进行忽略。最后计算剩余的节点上报信息中信号强度M₁与M₂的和：M＝M₁+M₂

将计算结果M进行排序，选择M最大的三个节点作为最优节点、次优节点和备用节点，即最优节点的M>次优节点的M>备用节点的M。服务器从接收到某设备的节点上报信息开始计时，到T时间之后的该设备的节点上报信息将自动忽略。

服务器将选出的三个节点建立与设备的通信关系，并将关系存储到数据库内，会优先选择最优节点作为通信节点，同时，服务器将通信关系通过最优节点下发给设备进行隐含关系的确认，该设备上报数据给服务器时，也会按照设备节点的隐含关系与指定节点进行通信。另外，服务器对于确认设备与节点的通信关系不是一成不变的，节点会周期性的发送广播信号，每发一次广播节点都会重新上报服务器一次，服务器确认设备与节点的通信关系，同时更新数据库，设备更新隐含关系，将前一个隐含关系删除，替换成新确认的隐含关系。如图3所示，用户有对设备的直接管理权限，可以分享、取消分享和删除设备。

在用户获得对设备的直接管理之前，需要在使用系统之前在客户端进行用户注册，用户在客户端注册界面设置用户名、密码、邮箱、手机号和备注等信息，并提交，服务器将用户信息加密存储到数据库中；其中用户名和手机号要求唯一，手机号是本人现在正在使用的，用来登陆账号或找回密码，备注信息为其他信息。

每个智能设备外壳上都标有唯一的一个设备验证码和设备二维码信息，用户注册成功之后，使用用户名登陆客户端，在客户端可以进行设备注册。在手机移动端可以进行扫码注册和键入验证码注册，在WEB客户端只能进行键入验证码注册。当用户进行设备注册时，服务器会自动比对数据库内的信息，设备同一时间只能被一个用户注册，即任何时间主人只有一个。该登陆用户与智能设备建立确认关系，获得对设备的直接管理权限，服务器将用户与设备的确认关系存到数据库，其他用户无法通过再注册获取该设备的管理权限。

用户、设备和节点都具有自己唯一的用户ID、设备ID和节点ID，一个设备可以由多个节点管理与控制，一个节点可以管控多个设备，一个用户可以管理控制多个设备，但每个设备有唯一的用户所有权，即只属于一个主人。

其他用户获取该设备权限管理的唯一方法是该设备的主人将该设备进行分享，用户分享可设置定时和不定时，可实现多个其他用户的分享，并可实现权限管理的不定项分享，权限管理包括可测可控，可测不可控两种。用户将设备分享之后，服务器自动将分享关系存储到数据库中，其他用户由此获得该设备的部分管理权限。设备的主人可以不定项的收回所分享的设备的管控权限，收回权限之后，数据库中的分享关系会被删除。

所有用户有权利将已损坏设备、不需要设备或转卖设备进行设备彻底删除，放弃对设备的管理权限。删除之后的智能设备将被解除与用户的确认关系，数据库删除确认关系，该智能设备重新获得“自由”，可被其他用户进行注册。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种物联网设备自适应访问与共享系统，其特征是：包括若干物联网节点、若干智能设备和服务器，其中每个物联网节点通过无线连接多个智能插座，并接收所属区域内的智能设备的信息；

所述服务器，被设定为通过以太网与物联网节点进行互联和与客户端交互信息，接收客户端发送的控制指令，服务器不定时的自动广播节点识别消息，所有接收到识别消息的节点，开始对周围设备进行自动识别，节点将识别到的设备信息反馈给服务器，同时反馈本节点的相关信息，服务器记录所有节点的反馈信息时长，并对反馈信息进行处理，根据处理结果选择对应设备的通信节点分别为最优节点、次优节点和备用节点，并按照选择的顺序对每个智能设备进行虚拟分区，通过相应的物联网节点将与控制指令相关的数据下发到对应的智能设备，进行设备的管理与控制；

每个智能设备上都有一个蕴含本设备信息的二维码和验证码，二维码和验证码都唯一，智能设备与各个物联网节点的隐含关系包括三个部分：最优节点关系、次优节点关系和备用节点关系，其中最优节点作为服务器管控设备的基站，若最优节点出现故障，对应物联网节点与该设备无法建立连接时，智能设备被配置为选择次优节点和/或备用节点进行通信。

2.如权利要求1所述的一种物联网设备自适应访问与共享系统，其特征是：每个智能设备由一个或多个节点管理与控制，每个节点管控一个或多个设备，每个用户管理控制一个或多个设备，节点的ID、智能设备的ID和用户的ID均唯一。

3.如权利要求1所述的一种物联网设备自适应访问与共享系统，其特征是：所述服务器中的规则库被设定为包含一系列规则的智能算法库，其功能是可以将应用程序和设备传输过来的信息进行算法和规则运算，形成新的指令和信息，并进行数据库存储或者对不定项设备进行测控；或，所述服务器上部署有数据库，被配置为存储信息，具体包括用户信息、设备信息和用户设备与节点的关系信息、智能设备上传的环境信息、室内电器的电气参数信息、报警信息和SOE记录信息。

4.如权利要求1所述的一种物联网设备自适应访问与共享系统，其特征是：每个智能设备与用户具有自己唯一的ID，每个设备有唯一的用户所有权，即只属于一个主人；其他用户获取该设备的权限管理的唯一方法是该设备的主人将该设备进行分享，用户分享可设置为定时和不定时，实现多个其他用户的分享，并实现权限管理，权限管理包括可测可控，可测不可控两种。

5.一种物联网设备自适应访问与共享方法，其特征是：

服务器，被设定为通过以太网与物联网节点进行互联和与客户端交互信息，接收客户端发送的控制指令，服务器不定时的自动广播节点识别消息，所有接收到识别消息的节点，开始对周围设备进行自动识别，节点将识别到的设备信息反馈给服务器，同时反馈本节点的相关信息，服务器记录所有节点的反馈信息时长，并对反馈信息进行处理，根据处理结果选择对应设备的通信节点分别为最优节点、次优节点和备用节点，并按照选择的顺序对每个智能设备进行虚拟分区，通过相应的物联网节点将与控制指令相关的数据下发到对应的智能设备，进行设备的管理与控制；

每个智能设备上都有一个蕴含本设备信息的二维码和验证码，二维码和验证码都唯一，智能设备与各个物联网节点的隐含关系包括三个部分：最优节点关系、次优节点关系和备用节点关系，其中最优节点作为服务器管控设备的基站，若最优节点出现故障，对应物联网节点与该设备无法建立连接时，智能设备被配置为选择次优节点和/或备用节点进行通信。

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