CN110048893B - 基于ZigBee的物联网设备快速对接方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物联网技术领域，本发明提供了一种基于ZigBee的物联网设备快速对接方法及系统，其中该方法包括：获取自待对接的物联网设备的对接请求；解析所述对接请求，以确定相应的目标网络接口信息；根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置，其中所述接口操作模式参照表包括与不同的网络接口信息分别相对应的多个操作模式配置；以及基于所述目标操作模式配置执行初始化操作，由此，使得产品对接设备不再被局限，并可以是根据对接设备的请求而动态配置，提高了无线触发实时性、操作简单，并还降低了设备开发周期和人工成本。

Description

基于ZigBee的物联网设备快速对接方法及系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，具体地涉及一种基于ZigBee的物联网设备快速对接方法及系统。

背景技术

随着物联网的飞速发展，智能家居产品已经涵盖家居生活中娱乐、安防、医疗健康等多个场景，产品种类不断丰富，各个厂商也针对不同用途开发针对性的家居设备，市场上出现了各式各样的智能家居设备。

ZigBee是目前智能家居所用最多的通讯方式之一，Zigbee模块与设备之间的对接是目前家居设备开发的主要方式。

但是，本申请的发明人在实践本申请的过程中发现目前相关技术中至少存在以下缺陷：其一，市场上出现了各式各样的家居设备，主要利用ZigBee模块来进行通讯与控制，由于设备种类多、设备功能多样、不统一，造成了Zigbee模块与设备进行对接时效率低下和步骤繁琐的问题。其二，目前大部分家居设备由模块厂商提供Zigbee模块以与设备厂商对接，由于各个厂商之间的设备各不相同，虽然是同一款设备，但是往往可能会出现多种引脚定义，以及多种设备触发方式；这就造成了一款功能上看上去是相同的设备却需要不同的软件版本去实现，不同的软件版本又需要测试人员花费大量时间去测试，导致了大量人工成本的浪费和设备开发周期的延长。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于ZigBee的物联网设备快速对接方法及系统，用以至少解决目前相关技术中ZigBee家居设备在对接时效率低下、步骤繁琐、设备开发周期长及成本高的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例一方面提供了一种基于ZigBee的物联网设备快速对接方法，包括：获取自待对接的物联网设备的对接请求；解析所述对接请求，以确定相应的目标网络接口信息；根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置，其中所述接口模式参照表包括与不同的网络接口信息分别相对应的多个操作模式配置；以及基于所述目标操作模式配置执行初始化操作。

进一步，所述操作模式配置包括预配置的网络参数和引脚功能模式，其中所述基于所述目标操作模式配置执行初始化操作包括：基于所述目标操作模式配置，定义网络参数和引脚功能模式，其中所定义的引脚功能模式包括以下中的一者或多者：输入输出模式、电平触发模式、功能事件标志。

进一步，所述根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置包括：获取针对设备接口配置的用户选择操作；当所述用户选择操作指示标准化操作时，根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置。

进一步，在所述获取针对设备接口配置的用户选择操作之后，该方法还包括：当所述用户选择操作指示自定义操作时，继续获取用户接口配置操作，并根据所述用户接口配置操作生成目标操作模式配置。

进一步，通过解析所述对接请求还能够确定所述待对接的物联网设备的目标设备属性，其中所述基于所述目标操作模式配置执行初始化操作包括：基于所述目标设备属性，定义以下中的一者或多者：设备端口号、设备版本号、心跳属性设置、Zigbee模块标识。

可选的，所述目标网络接口信息包括以下中的一者或多者：所述待对接的物联网设备的LED信息及其引脚信息、按键个数信息及其引脚信息、继电器个数信息及其引脚信息。

本发明实施例另一方面提供一种基于ZigBee的物联网设备对接系统，包括：获取单元，用于获取自待对接的物联网设备的对接请求；解析单元，用于解析所述对接请求，以确定相应的目标网络接口信息；匹配单元，用于根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置，其中所述接口模式参照表包括与不同的网络接口信息分别相对应的多个操作模式配置；以及初始化单元，用于基于所述目标操作模式配置执行初始化操作。

进一步，所述操作模式配置包括预配置的网络参数和引脚功能模式，其中所述初始化单元还用于基于所述目标操作模式配置，定义网络参数和引脚功能模式，其中所定义的引脚功能模式包括以下中的一者或多者：输入输出模式、电平触发模式、或者功能事件标志。

进一步，所述匹配单元包括：选择操作获取模块，用于获取针对设备接口配置的用户选择操作；匹配模块，用于当所述用户选择操作指示标准化操作时，根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置。

进一步，通过解析所述对接请求还能够确定所述待对接的物联网设备的目标设备属性，其中所述初始化单元还用于基于所述目标设备属性，定义以下中的一者或多者：设备端口号、设备版本号、心跳属性设置、ZigBee模块标识。

通过上述技术方案，获取并解析待对接的物联网设备的目标网络接口信息，并结合预配置的包括与不同的网络接口信息分别相对应的多个操作模式配置的接口模式参照表来确定与目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置，进而基于目标操作模式配置执行初始化操作。由此，利用预配置的包括支持各种网络接口信息的多个操作模式配置的接口模式参照表，能够针对待对接的物联网设备而动态设置关于目标网络接口信息的目标操作模式配置，并进行初始化操作；另外，目前相关技术中物联网设备固化的接口（例如引脚）功能被局限于某一类设备，而通过本申请所提供的技术方案使得产品对接设备不再被局限，并可以是根据对接设备的请求而动态配置，提高了无线触发实时性、操作简单；并且，在对不同的物联网设备进行对接时只需要进行相应的操作设置即可，而不再需要开发人员对软件进行更改或开发新版本的接口适配软件，因此还降低了设备开发周期和人工成本。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例的基于ZigBee的物联网设备快速对接方法的流程图；

图2A示出了本发明一实施例的基于ZigBee的物联网设备快速对接方法中所应用的接口模式参照表中关于IO参数配置顺序的内容示意图；

图2B示出了本发明一实施例的基于ZigBee的物联网设备快速对接方法中所应用的接口模式参照表中关于配置文件的内容示意图；

图3A示出了本发明实施例的基于ZigBee的物联网设备快速对接方法应用所对应的系统功能用例的示意图；

图3B示出了应用本发明实施例的基于ZigBee的物联网设备快速对接方法的zigbee模块与设备对接时的信号交互流程图；

图4是本发明一实施例的基于ZigBee的物联网设备对接系统的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

如图1所示，本发明一实施例的基于ZigBee的物联网设备快速对接方法，包括：

S11、获取自待对接的物联网设备的对接请求。

关于本发明实施例方法的执行主体，其可以是任意的控制器或处理器；一方面，该控制器或处理器可以是全新的模块组件，并通过附加安装至物联网设备上，从而实现本申请中与另一物联网设备的对接；另一方面，该控制器或处理器还可以是对物联网设备已有的控制器或处理器进行在硬件或软件上的改进，从而实现本申请中与另一物联网设备对接；并且，以上实施方式均属于本发明的保护范围内。

S12、解析对接请求，以确定相应的目标网络接口信息。

其中，对接请求可以是通过该物联网设备与另一待对接的物联网设备之间的通信所得到的，示例性地，目标网络接口信息可以是包括以下中的一者或多者：待对接的物联网设备的LED信息及其引脚信息、按键个数信息及其引脚信息、继电器个数信息及其引脚信息。由此，通过物联网设备之间的通信交互，获悉待对接物联网设备的接口信息。

S13、根据预配置的接口模式参照表确定与目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置，其中接口模式参照表包括与不同的网络接口信息分别相对应的多个操作模式配置。

其中，接口模式参照表可以是被存储在类似于flash的存储器中的，控制器与存储器相关联，使得控制器通过访问存储器实现查表、建表、更新表等操作，并且在查表时能够实现确定并调用与目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置。另外，需说明的是，接口模式参照表可以是表示集合或库的概念，而并不是表示真实存在的一张表，例如其可以是由多张子表或子库所组成的。

S14、基于目标操作模式配置执行初始化操作。

示例性地，操作模式配置可以是包括预配置的网络参数和引脚功能模式，由此能够实现根据待对接物联网设备的接口信息从表中自动找到匹配的接口模式配置，进而实现初始化操作，从而使得物联网设备之间的对接不再局限于特定的设备接口配置，并能够完成对多种类物联网设备的自动对接，例如接口模式参照表中可以是具有常用的各种接口配置，相应地就可以实现对各种物联网设备的对接，同时也还节约了大量的人力成本。

在一些实施方式中，初始化操作的过程可以是：基于目标操作模式配置，定义网络参数和引脚功能模式，其中所定义的引脚功能模式包括以下中的一者或多者：输入输出模式、电平触发模式、功能事件标志。由此，可以通过预存储的各种配置自动完成对引脚的初始化定义。

由于在表中所预存储的多个操作模式配置是预设置好的标准映射关系，其可以是实现标准化的初始化操作，但在一些应用场景下，产品还可以是为用户开放更多的权限，从而实现用户自定义的初始化过程。因此，在确定目标操作模式配置的过程中，可以是加入用户操作判断的过程；具体的，其可以是获取针对设备接口配置的用户选择操作；一方面，当用户选择操作指示标准化操作时，根据预配置的接口模式参照表确定与目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置，另一方面，当用户选择操作指示自定义操作时，继续获取用户接口配置操作，并根据用户接口配置操作生成目标操作模式配置，例如可以是根据用户接口配置操作来实现对网络参数的设置等。

在一些实施方式中，通过解析对接请求还能够得到待对接的物联网设备的目标设备属性，由此在设备的处理器或控制器进行初始化操作时，其还可以是基于目标设备属性定义以下中的一者或多者：设备端口号、设备版本号、心跳属性设置、Zigbee模块标识，由此通过与待对接物联网设备的通信交互就能够完成对设备的匹配类型配置。

如图2A示出了接口模式参照表中关于IO参数配置顺序的内容示例，如图2B示出了接口模式参照表中关于配置文件的内容示例。如图2A所示，IO参数配置顺序可以是包括IO引脚编号（其可以是根据丝印序号而确定），输入/输出配置（包括多个输入模式），引脚模式（高电平有效或低电平有效），以及终端模式配置等；如图2B所示，配置文件中可以包括IO引脚编号、功能事件个数以及功能时间参数等，在功能时间参数中可以是包括功能时间ID、功能事件长度及功能时间内容（其可以是根据功能扩展）。

如图3A，其示出了本发明实施例方法应用所对应的系统功能用例的示例，其包括首先确定对接设备的GPIO功能，并相应地配置设备的GPIO功能，并且在配置设备的GPIO功能时可以选择按照标准入网方式或者自定义入网方式，另外还可以是配置设备属性；由此，在设备对接中只需要确定设备类型、端口号、引脚功能、触发条件以及部分功能，即可利用UART发送相应的指令来配置zigbee模块，即可将模块配置成所需的设备。

如图3B，其示出了应用本发明实施例方法的zigbee模块与设备对接时的信号交互流程。其中，在技术人员打开软件之后，激发上位机软件连接待对接的物联网设备，并读取设备信息，包括引脚信息和网络参数，然后可以是选择确定设备入网方式，并配置设备GPIO功能；在接口功能配置完成之后，向待对接的物联网设备发送已配置的网络参数和引脚配置信息，从而实现与待对接的设备之间的匹配对接。

需说明的是，对于zigbee类型的不同的设备，其往往也只是引脚功能以及通讯信息的不同，按照以往的对接方式，一个设备对应一版软件程序，然后按照相对应的测试用例测试，同样的也浪费了大量的人工与时间成本。

鉴于此，在本发明一实施例中还提出了以下相应的解决方案：

1）提供设备类型以及端口（Endpoint）的动态配置；

a 制订相应串口协议，将协议中某一字段定义为设备类型以及端口号；

b ZigBee模块接收到上位机发送的指令后，进行解析，获取对应设备类型以及端口号的数据，将其存储到芯片Flash中；

c 重启ZigBee模块，在其初始化配置之前读取Flash数据，根据读取到的数据进行初始化，从而达到通过串口指令配置设备类型以及设备端口号；

d 此版本软件集成了所支持配置的所有设备功能，模块被配置成相应的设备类型之后，会选择相对应的功能，按照ZigBee协议进行无线通讯。

2）芯片引脚以及触发方式动态配置；

a 制订相应串口协议，通过协议进行配置数据传输；

b 芯片引脚可动态配置为输入、输出，又可配置其模式（上拉输入、下拉输入、浮空输入、开漏输出、推挽输出）；

c 触发方式可配置为电平下降沿触发、上升沿触发、上升沿下降沿都触发；

d 功能事件标志配置；

e 配置内容将存储于非易失性存储器中，重启设备，在硬件初始化之前对其进行读取，从而根据读取内容进行初始化。

f 针对目前顺舟使用zigbee模块，对于所有引脚进行编号，包含输入输出模式，电平触发模式，功能事件标志，对引脚只进行此三类模式区分，不进行开关、LED、继电器等功能区分，使得引脚脱离某一限定业务，对于软件维护更新也只需添加功能事件即可实现功能需求，大大提高升级维护的灵活性，也提高了软件的可移植性，只需要添加或者减少引脚数量、功能事件即可应用于不同芯片以及模块。

g 模块接收到配置串口指令，将配置信息存储到Flash中，初始化模块芯片引脚时，对Flash进行读取，根据读取信息进行引脚初始化；

h 对于引脚触发，之前的方式是设备决定了引脚的功能，触发引脚上报对应数据，此方式使得引脚功能局限于某一类设备，如果引脚需要不同功能则无法适配。此软件对此进行了优化，我们在引脚配置中添加了功能标志，在配置触发方式之后（边沿触发），我们能够将目前引脚的所有功能进行集成，配置时添加功能标志，如将某一引脚上升沿触发、下降沿触发等分别添加功能标志位，在程序先进行功能标志的读取，当这一引脚触发，进入中断时携带功能标志参数，从而执行相对应功能事件，此优化使得引脚功能不再局限于某一类设备，无论引脚需要执行什么功能，只需添加功能标志位，减少程序冗余，无需进行多余判断，提高无线触发实时性。

i 模块可进行任意次数的配置，对于设备端硬件引脚的更换，无需开发人员像之前的工作方式一样，再次进行软件更改，进行软件测试，降低了开发成本。

3）提供一版软件，进行整体测试，在后期进行对接时，只需要通过发送配置指令进行相应配置即可；

a 此软件提供了芯片可配置引脚所有可配置模式，涵盖了目前市场上大部分基于ZigBee智能家居类设备功能，测试人员需对所有配置进行逐一测试。

b 测试通过后即可进行对接，我们提供简易配置软件，用户可根据自身需求进行相应配置。用户使用配置软件选择了所需的配置之后，该配置软件会根据制订的协议生成相对应的指令通过UART传输给ZigBee模块，模块将指令进行解析存储到Flash中，模块再次进行初始化即完成配置。

c 在进行ZigBee模块与设备对接时，我们的模块统一烧录基础版本程序，我们可根据不同需求输入相对应配置指令完成需求对接，也可以提供给客户进行自定义配置，研发人员只需提供相应说明文档，无需再次投入研发力量。

d 此软件使得模块对接无需对不同的设备，不同的引脚使用提供不同版本的软件，而每一版软件必须进行大量测试，大大浪费了人工成本以及时间成本。

需说明的是，目前市场上有许多ZigBee类型的智能开关面板，大致分为一键开关、二键开关等多键开关，不同厂商的设备由于硬件上的不同，对接ZigBee模块则需要软件对相应引脚进行配置，按照以往的做法往往需要开发人员对软件进行更改，测试人员再次进行测试；相比之下，通过本发明实施例的应用，不再需要开发人员再次进行编程，只需要任意人员按照使用说明配置相关功能以及引脚即可完成对接。

在本发明实施例中，通过为设备配置应用本发明实施例方法的模块，其不仅仅可作为单类设备，还可配置为Zigbee协议定义的所有设备，以及，ZigBee芯片引脚功能以及ZigBee模块入离网触发方式可根据用户需求利用配置软件自定义配置，并还能够通过UART传输配置指令。

通过本发明实施例的基于ZigBee的物联网设备快速对接方法，至少能够实现以下技术效果：

1）产品对接效率：

对于使用相应zigbee模块的设备，无需每种设备开发相对应的软件，只要进行相应的配置，大大减少开发与测试的时间，提升了设备对接效率。

2） 降低开发成本

使用此方案进行设备对接，在进行第一次整体测试后，无须再次进行测试，无须研发人员再次参与，技术支持人员即可完成对接。

3） 设备性能最优选择

由于灵活配置的存在，设备可根据不同使用场景，配置相对应的触发方式，配置最优方式，大大提升使用体验以及产品性能。

如图4，其示出了本发明一实施例的基于ZigBee的物联网设备对接系统40，包括：获取单元401，用于获取自待对接的物联网设备的对接请求；解析单元402，用于解析所述对接请求，以确定相应的目标网络接口信息；匹配单元403，用于根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置，其中所述接口模式参照表包括与不同的网络接口信息分别相对应的多个操作模式配置；以及，初始化单元404，用于基于所述目标操作模式配置执行初始化操作。

在一些实施方式中，所述操作模式配置包括预配置的网络参数和引脚功能模式，其中所述初始化单元404还用于基于所述目标操作模式配置，定义网络参数和引脚功能模式，其中所定义的引脚功能模式包括以下中的一者或多者：输入输出模式、电平触发模式、或者功能事件标志。

在一些实施方式中，所述匹配单元403包括：选择操作获取模块（未示出），用于获取针对设备接口配置的用户选择操作；匹配模块（未示出），用于当所述用户选择操作指示标准化操作时，根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置。

在一些实施方式中，通过解析所述对接请求还能够确定所述待对接的物联网设备的目标设备属性，其中所述初始化单元404还用于基于所述目标设备属性，定义以下中的一者或多者：设备端口号、设备版本号、心跳属性设置以及ZigBee模块标识。

关于本发明实施例的基于ZigBee的物联网设备对接系统更多的细节，可以是参照上文关于基于ZigBee的物联网设备快速对接方法实施例的描述，并能够取得与上述基于ZigBee的物联网设备快速对接方法实施例相同或相似的技术效果，故在此便不赘述。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器（processor）执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (6)

1.一种基于ZigBee的物联网设备快速对接方法，包括：获取自待对接的物联网设备的对接请求；解析所述对接请求，以确定相应的目标网络接口信息；根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置包括：获取针对设备接口配置的用户选择操作；当用户选择操作指示标准化操作时，根据预配置的接口模式参照表确定与目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置，其中操作模式配置包括预配置的网络参数和引脚功能模式，其中所述接口模式参照表包括与不同的网络接口信息分别相对应的多个操作模式配置；以及基于所述目标操作模式配置执行初始化操作包括：基于所述目标操作模式配置，定义网络参数和引脚功能模式，其中所定义的引脚功能模式包括以下中的一者或多者：输入输出模式、电平触发模式、功能事件标志。

2.根据权利要求1所述基于ZigBee的物联网设备快速对接方法，其中，在所述获取针对设备接口配置的用户选择操作之后，该方法还包括：当所述用户选择操作指示自定义操作时，继续获取用户接口配置操作，并根据所述用户接口配置操作生成目标操作模式配置。

3.根据权利要求1所述基于ZigBee的物联网设备快速对接方法，其中，通过解析所述对接请求还能够确定所述待对接的物联网设备的目标设备属性，其中所述基于所述目标操作模式配置执行初始化操作包括：基于所述目标设备属性，定义以下中的一者或多者：设备端口号、设备版本号、心跳属性设置、Zigbee模块标识。

4.根据权利要求1所述基于ZigBee的物联网设备快速对接方法，其中，所述目标网络接口信息包括以下中的一者或多者：所述待对接的物联网设备的LED信息及其引脚信息、按键个数信息及其引脚信息、继电器个数信息及其引脚信息。

5.一种基于ZigBee的物联网设备对接系统，包括：获取单元，用于获取自待对接的物联网设备的对接请求；解析单元，用于解析所述对接请求，以确定相应的目标网络接口信息；匹配单元，用于根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置，所述匹配单元包括：选择操作获取模块，用于获取针对设备接口配置的用户选择操作；匹配模块，用于当所述用户选择操作指示标准化操作时，根据预配置的接口模式参照表确定与所述目标网络接口信息相匹配的目标操作模式配置，其中操作模式配置包括预配置的网络参数和引脚功能模式，其中所述接口模式参照表包括与不同的网络接口信息分别相对应的多个操作模式配置；以及初始化单元，用于基于所述目标操作模式配置执行初始化操作其中所述初始化单元还用于基于所述目标操作模式配置，定义网络参数和引脚功能模式，其中所定义的引脚功能模式包括以下中的一者或多者：输入输出模式、电平触发模式、功能事件标志。

6.根据权利要求5所述基于ZigBee的物联网设备对接系统，其中，通过解析所述对接请求还能够确定所述待对接的物联网设备的目标设备属性，其中所述初始化单元还用于基于所述目标设备属性，定义以下中的一者或多者：设备端口号、设备版本号、心跳属性设置、ZigBee模块标识。

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