CN110535736A - 一种动态调整网关的方法、网络节点及家庭网络 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络通信技术领域，提供了一种动态调整网关的方法，所述方法包含：响应于网关调整请求，各网络节点扫描确认周边有信号的其他网络节点，及对应的信号强度，并基于所述其他网络节点及对应的所述信号强度生成连接信息记录；基于所述各网络节点的所述连接信息记录及预设规则，确定出至少一个目标网络节点；设置所述至少一个目标网络节点中的一个为网关；其中，所述预设规则包括连接数最多和/或信号强度最强。从而实现基于网络实时状态的网关适应性变更。此外，本发明还提供了一种网络节点和家庭网络。

Description

一种动态调整网关的方法、网络节点及家庭网络

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及一种动态调整网关的方法、网络节点及家庭网络。

背景技术

随着互联网应用的迅速发展，智能家居已得到市场青睐，智能家居的实现，大多依托于家庭网络，家庭网络(Home Network)是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台，是在家庭范围内实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安(监控)装置及水电气热表设备、家庭求助报警等设备互连和管理，以及数据和多媒体信息共享的系统，简而言之，家用的各种电子电气设备可基于网络实现相互通信，及统一管理。

目前市场上，家庭网络的构建需要一个持续工作的网关来实现配置入网和中继，当该网关出现问题无法工作时，整个网络都会处于瘫痪状态，只能等待网关重新工作，由此可见，家庭网络的正常运行十分依赖网关，如何有效的对网关进行管理，已成为当前急需解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的实施例提供了一种动态调整网关的方法，所述方法包含：响应于网关调整请求，各网络节点扫描确认周边有信号的其他网络节点，及对应的信号强度，并基于所述其他网络节点及对应的所述信号强度生成连接信息记录；基于所述各网络节点的所述连接信息记录及预设规则，确定出至少一个目标网络节点；设置所述至少一个目标网络节点中的一个为网关；其中，所述预设规则包括连接数最多和/或信号强度最强。

通过上述方法可实现家庭网络中的网关的动态配置，本实施例所提供的方法可在发生网关调整请求时，自定基于各网络节点的实时探测结果对网关进行选取，并设定，以适应网络状态的变化，提高网关设定的合理化，避免了因网关出现故障时无法快速更新，而对家庭网络带来的不良影响，从而保证家庭网络的正常运行。

在一实施例中，所述网关调整请求包括：周期性的调整请求、由网络状况变动引发的临时调整请求、及用户发出的调整请求中的一种或多种。

在一实施例中，当所述网关调整请求为用户发出的调整请求时；所述设置所述至少一个目标网络节点中的一个为网关包含：反馈各所述目标网络节点至用户；基于用户的选择，设置被选定的所述目标网络节点为所述网关。

在一实施例中，所述基于所述各网络节点的所述连接信息记录及预设规则，确定出目标网络节点包括：根据所述各网络节点的所述连接信息构建网络拓扑；基于所述网络拓扑确定出各所述网络节点的连接数，及信号强度；基于各所述网络节点的连接数及信号强度进行预设规则匹配；将满足预设规则中的所述网络节点确定为所述目标网络节点。

在一实施例中，所述设置所述至少一个目标网络节点中的一个为网关包括：当所述目标网络节点的个数为多个时，随机选择一个设置为所述网关；所述网关获取网络配置信息，用于访问设备的接入。

在一实施例中，所述获取网络配置信息的方式包含：在访问设备请求接入时，对所述网络配置信息进行获取，并保存；或者，从本地获取原网关设备共享的网络配置信息。

在一实施例中，在设置所述目标网络节点为网关之后，所述方法更包含：所述网关规划到达各所述网络节点的优选路径，并基于所述优选路径进行数据下发。

在一实施例中，所述优选路径的规划方法包含：确定可到达目的网络节点的所有有效路径；从所述有效路径中选择中继节点数最少的路径作为所述优选路径。

在一实施例中，所述优选路径的规划方法包含：确定可到达目的网络节点的所有有效路径；基于预设算法，从所述有效路径中确定出所述优选路径。

此外，本发明实施例还提供一种网络节点，响应于网关调整请求，所述网络节点扫描确认周边有信号的其他网络节点，及对应的信号强度，并基于所述其他网络节点及对应的所述信号强度生成连接信息记录，并共享所述连接信息记录各所述其他网络节点；响应于网关选择指令，所述网络节点基于各所述其他网络节点共享来的所述连接信息记录，及预设规则，确定出至少一个目标网络节点，设置所述至少一个目标网络节点中的一个为网关；响应于网关设置指令，所述网络节点获取网络配置信息，并规划到达各所述网络节点的优选路径。

本发明实例例又提供一种家庭网络，所述家庭网络包含通过无线网络连接的多个网络节点，一个所述网络节点为网关，所述网关是基于上述的动态调整网关的方法设定的。

在一实施例中，所述网络节点的物理位置固定。

在一实施例中，所述家庭网络更包含至少一个移动终端，所述移动终端通过所述网关接入，以向各所述网络节点发送数据请求。

附图说明

一个或多个实施方式通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施方式的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1绘示本发明第一实施例所提供的一种动态调整网关的方法流程图；

图2绘示本发明实施例所提供的一网络拓扑结构示意图；

图3绘示本发明实施例所提供的另一网络拓扑结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

本发明所提供的第一实施例提出了一种动态调整网关的方法，可应用于家庭网络。基于该方法可实现家庭网络中的网关的自动调整，当网络状况或用户需求发生变化时，自动更新网关，以适应最新网络环境，从而解决现有技术中存在的对特定设备依赖的问题。具体请参照图1。

图1绘示本发明第一实施例所提供的一种动态调整网关的方法流程图。如图1所示，所述动态调整网关的方法具体包含步骤：

步骤101，响应于网关调整请求，各网络节点扫描确认周边有信号的其他网络节点，及对应的信号强度，并基于其他网络节点及对应的信号强度生成连接信息记录。

家庭网络中可接入多个网络节点设备，该些网络节点设备可包含计算机、通讯设备和各种智能家电，该些网络节点设备可通过接入相同的无线网络而实现相互之间的通信。

本发明的实施例中，在家庭网络构建时，或网络状态发生变化，或用户主动发起网关调整请求时，需要对网关进行调整的情况下，该调整请求会到达各网络节点。具体而言，网关调整请求包括：周期性的调整请求、由网络状况变动引发的临时调整请求、及用户发出的调整请求中的一种或多种。

其中，周期性的调整请求包含基于预先设定更新周期，设定定时任务，定时任务包含在达到预定时间点时，自动触发网关调整请求的生成和发送，值得注意的是，该定时任务可以是分别设定在各网络节点上的，也可以仅设定在至少一个选定的网络节点上，并由该网络节点发送至其他网络节点。基于周期性的调整请求，可实现周期性的触发网关调整事件，以实现及时根据当前网络状态，选择出最合适的网络节点作为网关设备，避免因网络状况发生变化或网关设备出现异常时，导致的家庭网络无法正常通信的问题。

由网络状况发生变动引起的临时调整请求包含当监测到有网络节点新增或退出时，临时生成的调整请求，一般而言，家庭网络中的网络节点设备相对较稳定，如冰箱、热水器、灯具等，使用期限较长，且一般不会轻易发生变动，故在正常情况下，家庭网络中的网络节点较固定，但新的设备的加入，也是家庭网络中会发生的事情，例如新增家电设备、更换家电设备等，都会带来网络节点的新增或退出的情况，如此一来，各网络节点之间的连接关系或信号强度也会随之发生变化，故重新对网关进行设置，可更好的适应新的网络环境。

具体而言，网络节点可定时确认彼此的连接是否稳定，当一方断开来连接，会将此消息发送到网络中；同理，当有新的节点连接时，与其相连的节点或网关会将其已连接消息发送到网络中，网络获取该消息后自动重新发起网关调整请求，以启动网关的动态调整。

用户主动发起网关调整请求时包含用户在需要对网关进行人为调整时，可基于移动终端设备，接入家庭网络，并可对网关进行重新设定。值得注意的是，用户可通过移动终端获取当前网络设备的状态信息，并自行指定网关，也可以通过移动终端发起网关调整请求。

步骤102，基于所述各网络节点的所述连接信息记录及预设规则，确定出至少一个目标网络节点。

具体而言，通过步骤101的处理，可得到家庭网络中，所有网络节点生成的连接信息记录，根据该些连接信息可构建出家庭网络的网络拓扑，如此一来，可基于网络拓扑确定出各网络节点的连接数，及信号强度，进而可基于各网络节点的连接数及信号强度进行预设规则匹配，并将满足预设规则中的网络节点中，确定为目标网络节点。

其中，预设规则可基于实际需求进行设定，可包括连接数最多和/或信号强度最强。

在一个实施例中，预设规则可包含基于以下算法计算得到的数值最大。计算公式参考如下：

T＝a*L+b*S；

其中，L为网络节点的连接数；S为网络节点的信号强度；a，b分别为L和S对应的权值，大于或等于0。

值得注意的是，网络拓扑中得到的网络节点的信号强度是由其他网络节点探测得到的，故包含多个数值，在具体的实施方式中，S的取值可为其中的最大值、或均值。

可以理解的是，满足预设规则的网络节点可为一个，也可能是多个，也就是说，通过预设规则的匹配，可得到至少一个目标网络节点。

值得注意的是，步骤102的执行主体可以为家庭网络中的某一个接入设备，包括各网络节点及其他网络控制设备。

步骤103，设置至少一个目标网络节点中的一个为网关。

具体而言，当所述目标网络节点的个数为多个时，可随机选择一个设置为网关。

在一个实施例中，当网关调整请求为用户发出的调整请求时，设置至少一个目标网络节点中的一个为网关的方法可包含：反馈各目标网络节点至用户；基于用户的选择，设置被选定的目标网络节点为网关。

也就是说，本发明的实施例中，网关的选择可以是自动设定的，也可以是基于用户的选择来设定的。

在一个实施例中，在将选定的目标网络几点设定为网关后，需进行相关的配置，其中，包括获取网络配置信息，用于访问设备的接入，使得在网关调整之后，其他入网设备的连接信息是相同的，无需重新设置。

在本发明的实施例中，获取网络配置信息的方式可包含以下两种：在访问设备请求接入时，对所述网络配置信息进行获取，并保存，若当前网关设备为构建家庭网络时，首次设定的网关，那么则需要先对配置信息进行获取，并保存，同时，网关可将网络配置信息共享给其他网络节点，使得其他网络节点在后续被设定为网关时，可直接从本地获取网络配置信息，也就是说，可从本地获取原动态网关设备共享的网络配置信息。

通过上述步骤，可实现家庭网络中的网关的动态配置，本实施例所提供的方法可在发生网关调整请求时，自定基于各网络节点的实时探测结果对网关进行选取，并设定，以适应网络状态的变化，提高网关设定的合理化，避免了因网关出现故障时无法快速更新，而对家庭网络带来的不良影响，从而保证家庭网络的正常运行。

更进一步的，在完成网关设置之后，本发明的实施例还可进行优选路径的规划，具体而言，在网关发生变更之后，新的网关可规划到达各网络节点的优选路径，并基于优选路径进行数据下发。

在一实施例中，优选路径的规划方法可包含：确定可到达目的网络节点的所有有效路径；从有效路径中选择中继节点数最少的路径作为优选路径，即选择中继节点最少的路径作为优选路径，中继节点越少，在一定程度上可反映出网关与目的网络节点的距离越短，且传输的稳定性越强。

在另一实施例中，优选路径的规划方法可包含：确定可到达目的网络节点的所有有效路径；基于预设算法，从有效路径中确定出所述优选路径。同样的，所述预设算法可基于中继节点的数量、信号强度以及对应的权值来计算路径值，可以理解的是，本领域技术人员还可基于实际需求引入其他参数进行路径值的计算，本发明不作限定。

下面将基于一具体示例对上述方法进行说明。

请参照图2，图2绘示本发明实施例所提供的一网络拓扑结构示意图。

如图2所示，现阶段网络中共有6个网络节点，分别为addr0-addr6，各网络节点通过探测可得到连接信息记录，即图中节点旁边的信号强度表，以表明当前节点的连接数和连接信号强度。

从图中各连接信息记录可计算得出，网络节点addr0是最适合作为动态网关的节点，因其连接数最多、连接信号强度最好，故推选成为此网络中的网关。网关在首次获取到网络配置信息后，可将该配置信息共享至其他备选网关，各备选网关接收并保存该配置信息在本地。其中，备选网关包含家庭网络中，具备网关硬件要求的网络节点。

同时，网关addr0可基于各连接信息记录，规划达到各网络节点的优选路径。根据图中连接情况，从动态网关addr0到网络节点addr4，可选择addr1、addr3作为中继节点进行转发，亦可经addr2再到addr3，最后到达addr4等等多种选择，如此一来，可根据综合信号强度计算出网关到各节点的绿色通道，由图中信号强度表可知，addr0到addr4经addr3转发时，所经过的节点数最少，信号强度最好，故选择图中虚线路径作为动态网关addr0到节点addr4的优选路径，之后经网关addr0发送给addr4的消息都经此路径下发，提高单播发送速率，不需要广播到所有网络节点进行转发，提高网络整体运行效率。

请参照图3，图3绘示本发明实施例所提供的另一网络拓扑结构示意图。

如图3所示，当推选出的动态网关addr0由于其他原因处于瘫痪状态，无法继续作为网关工作，各网络节点将检测到该异常状态，并生成网关调整请求，发送至各网络节点，以自动执行网关的动态调整。

各个网络节点重新扫描各自连接数和连接信号强度，根据并基于预设规则，匹配选择出新的网关addr3继续提供网络服务。

由于网关addr3在之前是作为备选网关，会把网关相关配置信息保留，与移动终端连接不需要重新配对，可同样发挥网关的作用，并通知移动终端旧网关失效，不会因为网关失效而导致整个网络都无法工作。

同样的，在网关发生变更后，新的网关addr3需要重新规划到达各网络节点的优选路径。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供了一种网络节点，该网络节点可为接入家庭网络的家电设备、网络设备、计算机设备等，其物理位置相对固定，且工作状态稳定。

网络节点可接收来自家庭网络的各种请求指令，具体可包含网关调整请求、网关选择指令、和网关设置指令。

响应于网关调整请求，所述网络节点可扫描确认周边有信号的其他网络节点，及对应的信号强度，并基于所述其他网络节点及对应的所述信号强度生成连接信息记录，并共享所述连接信息记录各所述其他网络节点。

响应于网关选择指令，所述网络节点可基于各所述其他网络节点共享来的所述连接信息记录，及预设规则，确定出至少一个目标网络节点，设置所述至少一个目标网络节点中的一个为网关。

响应于网关设置指令，所述网络节点可获取网络配置信息，并规划到达各所述网络节点的优选路径。

此外，本发明的实施例还提供了一种家庭网络，所述家庭网络包含通过无线网络连接的多个网络节点，一个所述网络节点为网关，所述网关是基于上述方法实施例所提供的动态调整网关的方法设定的。

在一实施例中，所述网络节点为上述实施例中的网络节点，其物理位置固定。

此外，所述家庭网络更包含至少一个移动终端，所述移动终端通过所述网关接入，以向各所述网络节点发送数据请求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (13)

1.一种动态调整网关的方法，其特征在于，所述方法包含：

响应于网关调整请求，各网络节点扫描确认周边有信号的其他网络节点，及对应的信号强度，并基于所述其他网络节点及对应的所述信号强度生成连接信息记录；

基于所述各网络节点的所述连接信息记录及预设规则，确定出至少一个目标网络节点；

设置所述至少一个目标网络节点中的一个为网关；

其中，所述预设规则包括连接数最多和/或信号强度最强。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关调整请求包括：

周期性的调整请求、由网络状况变动引发的临时调整请求、及用户发出的调整请求中的一种或多种。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述网关调整请求为用户发出的调整请求时；所述设置所述至少一个目标网络节点中的一个为网关包含：

反馈各所述目标网络节点至用户；

基于用户的选择，设置被选定的所述目标网络节点为所述网关。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述各网络节点的所述连接信息记录及预设规则，确定出目标网络节点包括：

根据所述各网络节点的所述连接信息构建网络拓扑；

基于所述网络拓扑确定出各所述网络节点的连接数，及信号强度；

基于各所述网络节点的连接数及信号强度进行预设规则匹配；

将满足预设规则中的所述网络节点确定为所述目标网络节点。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置所述至少一个目标网络节点中的一个为网关包括：

当所述目标网络节点的个数为多个时，随机选择一个设置为所述网关；

所述网关获取网络配置信息，用于访问设备的接入。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取网络配置信息的方式包含：

在访问设备请求接入时，对所述网络配置信息进行获取，并保存；

或者，从本地获取原网关设备共享的网络配置信息。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在设置所述目标网络节点为网关之后，所述方法更包含：

所述网关规划到达各所述网络节点的优选路径，并基于所述优选路径进行数据下发。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述优选路径的规划方法包含：

确定可到达目的网络节点的所有有效路径；

从所述有效路径中选择中继节点数最少的路径作为所述优选路径。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述优选路径的规划方法包含：

确定可到达目的网络节点的所有有效路径；

基于预设算法，从所述有效路径中确定出所述优选路径。

10.一种网络节点，其特征在于，响应于网关调整请求，所述网络节点扫描确认周边有信号的其他网络节点，及对应的信号强度，并基于所述其他网络节点及对应的所述信号强度生成连接信息记录，并共享所述连接信息记录各所述其他网络节点；

响应于网关选择指令，所述网络节点基于各所述其他网络节点共享来的所述连接信息记录，及预设规则，确定出至少一个目标网络节点，设置所述至少一个目标网络节点中的一个为网关；

响应于网关设置指令，所述网络节点获取网络配置信息，并规划到达各所述网络节点的优选路径。

11.一种家庭网络，其特征在于，所述家庭网络包含通过无线网络连接的多个网络节点，一个所述网络节点为网关，所述网关是基于权利要求1至9所述的动态调整网关的方法设定的。

12.如权利要求10所述的家庭网络，其特征在于，所述网络节点的物理位置固定。

13.如权利要求10所述的家庭网络，其特征在于，所述家庭网络更包含至少一个移动终端，所述移动终端通过所述网关接入，以向各所述网络节点发送数据请求。