CN110661686B - 一种支持多协议的智能家居iot网关信号处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法和装置，应用于智能网关模块，方法包括以下步骤：获取控制设备发出的控制设备源信号；将获取的控制设备源信号转换为标准数据格式信号；解析标准数据格式信号，判断标准数据格式信号是否包含执行动作；如果包含执行动作，则将标准数据格式信号转换为相应执行设备的所适应的执行信号，并发送到执行设备，执行设备控制对应的实体设备进行工作状态的转换。本申请实施例仅仅依靠智能网关模块就能实现多种不同协议的智能设备的相互通讯，替换了相关技术中采用多个协议转换器的通讯方式，降低了智能家居控制系统的成分，且降低了各个智能设备的维护难度。

Description

一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法和装置

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，特别是涉及一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法和装置。

背景技术

新一代的物联网、无线宽带网、互联网、电信网等网络相互组合，伴随着信息技术的高度集成，信息资源的综合应用，智慧技术、智慧服务、智慧管理、智慧生活等成为智能家居技术的核心内容。该技术致力于解决城市社会经济、人文、环境等关键问题，是未来城市发展的新方向。随着人们生活水平的提高、电子及信息化技术的发展，智能家居正在不断的前进发展。

作为家居生活的主要场所，智能家居系统旨在为人们提供更加舒适、便利、高效的家居环境，智能家居从技术上进入了一个相对快速的发展阶段,协议与技术标准也开始主动互通和融合。

目前市面上智能家居设备协议多种多样，现有技术需要多种设备才能建立互相通讯，成本高且不利于维护。现有的IOT网关传输的云端数据较为简单，仅满足简单地设备控制与状态查看；共享的数据量较少，不便于针对智能家居设备实现更好地数据分析。

发明内容

本申请提供一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法和装置，以解决上述提到的问题。

本申请第一方面提供了一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法，具体如下:

一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法，应用于智能网关模块，所述智能网关模块与智能设备通信连接；所述智能设备包括控制设备、执行设备以及控制设备，所述控制设备、所述执行设备以及所述实体设备一一对应；所述方法包括以下步骤：

获取所述控制设备发出的控制设备源信号；

将获取的所述控制设备源信号转换为标准数据格式信号；

解析所述标准数据格式信号，判断所述标准数据格式信号是否包含执行动作；

如果包含执行动作，则将所述标准数据格式信号转换为相应执行设备的所适应的执行信号，并发送到所述执行设备，所述执行设备控制对应的实体设备进行工作状态的转换。

进一步地，所述控制设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种；所述执行设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种。

进一步地，所述标准数据格式信号采用JSON格式信号。

进一步地，所述智能网关模块与物联云平台通信连接；

在解析所述标准数据格式信号，判断所述标准数据格式信号是否包含执行动作之后，所述方法还包括：

如果所述标准数据格式信号中没有包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为消息格式的数据上传到所述物联云平台；

如果所述标准数据格式信号中包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为通知格式的数据上传到所述物联云平台。

进一步地，在获取控制设备发出的控制设备源信号之前，所述方法还包括：

根据不同的协议，与多个所述智能设备进行组网，建立各自的设备影子；

接收所述智能设备的状态信号，将所述状态信号中包含的智能设备的工作状态存储至所述设备影子中，以保证所述智能设备的工作状态被实时记录。

进一步地，在获取控制设备发出的控制设备源信号之后，所述方法还包括：

接收所述控制设备源信号，将所述控制设备源信号中包含的实体设备的期望状态存储至所述设备影子中，以保证所述实体设备被控制的过程被实时记录。

本申请第二方面提供了一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理装置，具体如下:

一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理装置，应用于智能网关模块，所述智能网关模块与智能设备通信连接；所述智能设备包括控制设备、执行设备以及控制设备，所述控制设备、所述执行设备以及所述实体设备一一对应；所述装置包括：

控制设备源信号获取模块，用于获取所述控制设备发出的控制设备源信号；

信号转换模块，用于将获取的所述控制设备源信号转换为标准数据格式信号；

解析判断模块，用于解析所述标准数据格式信号，判断所述标准数据格式信号是否包含执行动作；

执行信号发送模块，用于如果包含执行动作，则将所述标准数据格式信号转换为相应执行设备的所适应的执行信号，并发送到所述执行设备，所述执行设备控制对应的实体设备进行工作状态的转换。

进一步地，所述控制设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种；所述执行设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种。

进一步地，所述标准数据格式信号采用JSON格式信号。

进一步地，所述智能网关模块与物联云平台通信连接；所述装置还包括：

消息格式数据存储模块，用于如果所述标准数据格式信号中没有包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为消息格式的数据上传到所述物联云平台；

通知格式数据存储模块，用于如果所述标准数据格式信号中包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为通知格式的数据上传到所述物联云平台。

进一步地，所述装置还包括：

组网模块，用于根据不同的协议，与多个所述智能设备进行组网，建立各自的设备影子；

工作状态存储模块，用于接收所述智能设备的状态信号，将所述状态信号中包含的智能设备的工作状态存储至所述设备影子中，以保证所述智能设备的工作状态被实时记录。

进一步地，所述装置还包括：

期望状态存储模块，用于接收所述控制设备源信号，将所述控制设备源信号中包含的实体设备的期望状态存储至所述设备影子中，以保证所述实体设备被控制的过程被实时记录。

与现有技术相比，本申请包括以下优点：

本申请实施例仅仅依靠智能网关模块就能实现多种不同协议的智能设备的相互通讯，替换了相关技术中采用多个协议转换器的通讯方式，降低了智能家居控制系统的成分，且降低了各个智能设备的维护难度。

本申请将控制设备源信号转换得到的标准数据格式信号均上传至物联云平台，可以对用户产生的控制信号进行存储记录，便于后期查询；同时，当标准数据格式信号的数据量达到一定程度后，可以对其进行大数据分析，从而深度学习用户使用习惯，使智能家居系统更智能化，更好的控制智能设备。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一个简易的智能家居控制系统；

图2是本申请实施例中一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法的流程图；

图3是本申请提出的新的物联网设备控制架构示意图；

图4是本申请实施例中一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

相关技术中，智能家居系统中包括多种智能设备，例如照明设备、智能空调、智能窗帘以及空气质量环境监测的智能设备等。由于各种智能设备可能来源于不同的厂家，各种智能设备所适用的协议也不相同，当需要两种不同协议的智能设备需要相互通信时，需要在两个智能设备之间设置一个协议转换设备，以实现两种不同协议的智能设之间的相互通信。

例如，如图1所示，一个简易的智能家居控制系统中的智能设备包括KNX执行器、KNX开关面板、RS485执行器、EnOcean无线开关、顶灯以及温湿度传感器。

KNX开关面板产生的信号用于控制RS485执行器，RS485执行器控制顶灯的开与关(为了方便描述，将其记为第一关联关系，即：KNX开关面板-RS485执行器-顶灯)；EnOcean无线开关产生的信号用于控制KNX执行器，KNX执行器控制温湿度传感器是否上传数据(为了方便描述，将其记为第二关联关系，即：EnOcean无线开关-KNX执行器-温湿度传感器)。

其中，KNX开关面板适用于KNX协议；RS485执行器适用于RS485协议；KNX执行器适用于KNX协议；EnOCean无线开关适用于EnOcean协议。

在第一关联关系中，由于KNX开关面板和RS485执行器适应的是两种不同的协议，因此需要KNX-RS485协议转换器，才能实现KNX开关面板控制RS485执行器动作，进而控制顶灯的开关状态。同理，在第二关联关系中，由于EnOcean无线开关和KNX执行器适应的是两种不同的协议，因此需要EnOcean-KNX协议转换器，才能实现EnOcean无线开关控制KNX执行器动作。

然而，在一个智能家居系统中包含的智能设备是多种多样的，如果在该智能家居系统中有两个不同协议的智能设备，就需要一个相对应的协议转换设备；如果在该智能家居系统中有多个不同协议的智能设备，就需要相应数量的协议转换设备，这就大大增加了该智能家居系统的成本，提高了智能设备的维护难度；并且，相关技术中的智能家居系统对于智能设备的数据采集较少，无法实现大数据分析以获得被控设备的用户使用习惯。

本申请实施例为了解决上述技术问题，提供了一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法，具体如下：

如图2所示，一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法，应用于智能网关模块，所述智能网关模块与智能设备通信连接；所述智能设备包括控制设备、执行设备以及控制设备，所述控制设备、所述执行设备以及所述实体设备一一对应；所述方法包括以下步骤：

步骤S200：获取控制设备发出的控制设备源信号。

在本申请实施例中，将智能家居系统中的多个智能设备分为三种类型，具体包括控制设备、执行设备以及实体设备。其中，控制设备是指产生控制信号(即控制设备源信号)的设备，例如KNX开关面板、EnOcean无线开关等；执行设备是指接收控制信号(控制设备源信号)，进而控制其连接的设备(即实体设备，例如顶灯、窗帘等)进行状态转换的设备，例如RS485执行器、KNX执行器等。

本申请实施例中的控制设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种；执行设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种。

控制设备接收了用户的触碰后，产生了相应的控制设备源信号，控制设备将该控制设备源信号发送至智能网关模块。

例如，顶灯处于关闭状态，用户想要将其打开，因此，通过触碰KNX开关面板，促使KNX开关面板产生了KNX协议的控制设备源信号，KNX开关面板将KNX协议的控制设备源信号(其期望状态是开启顶灯)发送至智能网关模块。

步骤S201：将获取的所述控制设备源信号转换为标准数据格式信号。

智能网关模块在接收了控制设备源信号后，将其转换为标准数据格式信号。其中，标准数据格式信号可以根据实际情况自行设定，本申请实施例中，标准数据格式信号优选用JSON格式信号。

例如，智能网关模块在接收了KNX协议的控制设备源信号后，将KNX协议的控制设备源信号转换为JSON格式的标准数据格式信号(其期望状态是开启顶灯)，记KNX协议的控制设备源信号转换得到的JSON格式的标准数据格式信号为第一标准数据格式信号。

智能网关模块在接收了EnOcean协议的控制设备源信号后，将EnOcean协议的控制设备源信号转换为JSON格式的标准数据格式信号，记EnOcean协议的控制设备源信号转换得到的JSON格式的标准数据格式信号为第二标准数据格式信号。

步骤S202：解析所述标准数据格式信号，判断所述标准数据格式信号是否包含执行动作。

由于控制设备源信号不一定都会触发实体动作产生某个动作，例如第二标准数据格式信号，温湿度传感器并不会产生开启或关闭的状态切换，只是确定是否上传温湿度数据，不管温湿度传感器是否上传温湿度数据，其工作状态都是开启状态，是无时无刻都在检测温湿度数据的。

智能网关模块所述标准数据格式信号，判断所述标准数据格式信号是否包含执行动作。

例如，智能网关模块判断第一标准数据格式和第二标准数据格式。其中第一标准数据格式信号中包含有顶灯开启的期望状态，因此，第一标准数据格式信号包含有执行动作(即关闭顶灯的执行动作)。

第二标准数据格式信号并不会触发温湿度传感器发生工作状态的变换，因此，第二标准数据格式信号不包含执行动作。

步骤S203：如果包含执行动作，则将所述标准数据格式信号转换为相应执行设备的所适应的执行信号，并发送到所述执行设备，所述执行设备控制对应的实体设备进行工作状态的转换；

其中，所述控制设备、所述执行设备以及所述实体设备一一对应。

例如，第一标准数据格式信号中包含执行动作，智能网关模块就将第一标准数据格式信号转换为执行设备所适应的执行信号，根据第一关联关系(第一关联关系：KNX开关面板-RS485执行器-顶灯)可知，智能网关模块应该将第一标准数据格式转换为RS485执行器适应的格式，即转换为RS485协议的执行信号；智能网关模块将RS485协议的执行信号发送至RS485执行器，从而促使RS485执行器控制顶灯开启。

本申请提供的另一实施例中，如图3所示，所述智能网关模块与物联云平台(本申请实施例中采用的是IOT云平台)通信连接；

在步骤S202之后，即在解析所述标准数据格式信号，判断所述标准数据格式信号是否包含执行动作之后，所述方法还包括：

步骤300：如果所述标准数据格式信号中没有包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为消息格式的数据上传到所述物联云平台；

步骤301：如果所述标准数据格式信号中包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为通知格式的数据上传到所述物联云平台。

本申请实施例中，将控制设备源信号转换得到的标准数据格式信号均上传至物联云平台，可以对用户产生的控制信号进行存储记录，便于后期查询；同时，当标准数据格式信号的数据量达到一定程度后，可以对其进行大数据分析，从而深度学习用户使用习惯，使智能家居系统更智能化，更好的控制智能设备。

本申请提供的另一种实施例中，在步骤S200之前，即在获取控制设备发出的控制设备源信号之前，所述方法还包括：

步骤S400，根据不同的协议，与多个所述智能设备进行组网，建立各自的设备影子。

智能网关模块根据不同的协议，例如RS485、EnOcean、KNX、TCP/IP、ModBus等，与相应的实体设备进行组网，建立各自的设备影子，设备影子用于存储实体设备的工作状态以及期望状态。

步骤S401，接收所述智能设备的状态信号，将所述状态信号中包含的智能设备的工作状态存储至所述设备影子中，以保证所述智能设备的工作状态被实时记录。

为了对智能设备实现控制，需要对各种智能设备的工作状态进行实时记录。为了简化工作状态的采集，本申请实施例以智能设备上报自身的工作状态的方式获取，智能设备可以定时或者在工作状态产生变化时，产生状态信息，将状态信息发送至智能网关模块中的设备影子进行保存。

本申请提供的另一种实施例中，在步骤S200之后，即在获取控制设备发出的控制设备源信号之后，所述方法还包括：

步骤S500，接收所述控制设备源信号，将所述控制设备源信号中包含的实体设备的期望状态存储至所述设备影子中，以保证所述实体设备被控制的过程被实时记录。

为了全面掌握智能设备的工作状态，需要将控制设备源信号中包含的期望状态也应该进行采集，一方面可以实时记录控制设备源信号产生的频率、时间等，还可以作为后期智能云平台进行大数据分析的数据支撑。

因此，本申请实施例提供的一种多协议的智能家居IOT网关信息处理方法，仅仅依靠智能网关模块就能实现多种不同协议的智能设备的相互通讯，替换了相关技术中采用多个协议转换器的通讯方式，降低了智能家居控制系统的成分，且降低了各个智能设备的维护难度。

基于同一构思，本申请提供了一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理装置，应用于智能网关模块，所述智能网关模块与智能设备通信连接；所述智能设备包括控制设备、执行设备以及控制设备，所述控制设备、所述执行设备以及所述实体设备一一对应；如图4所示，所述装置包括：

控制设备源信号获取模块400，用于获取所述控制设备发出的控制设备源信号；

信号转换模块401，用于将获取的所述控制设备源信号转换为标准数据格式信号；

解析判断模块402，用于解析所述标准数据格式信号，判断所述标准数据格式信号是否包含执行动作；

执行信号发送模块403，用于如果包含执行动作，则将所述标准数据格式信号转换为相应执行设备的所适应的执行信号，并发送到所述执行设备，所述执行设备控制对应的实体设备进行工作状态的转换。

所述控制设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种；所述执行设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种。

所述标准数据格式信号采用JSON格式信号。

所述智能网关模块与物联云平台通信连接；所述装置还包括：

消息格式数据存储模块，用于如果所述标准数据格式信号中没有包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为消息格式的数据上传到所述物联云平台；

通知格式数据存储模块，用于如果所述标准数据格式信号中包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为通知格式的数据上传到所述物联云平台。

组网模块，用于根据不同的协议，与多个所述智能设备进行组网，建立各自的设备影子；

工作状态存储模块，用于接收所述智能设备的状态信号，将所述状态信号中包含的智能设备的工作状态存储至所述设备影子中，以保证所述智能设备的工作状态被实时记录。

期望状态存储模块，用于接收所述控制设备源信号，将所述控制设备源信号中包含的实体设备的期望状态存储至所述设备影子中，以保证所述实体设备被控制的过程被实时记录。

对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的一种多协议的智能家居IOT网关信息处理方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法，其特征在于，应用于智能网关模块，所述智能网关模块与智能设备通信连接；所述智能设备包括控制设备、执行设备以及实体设备，所述控制设备、所述执行设备以及所述实体设备之间具有一一对应的关联关系，所述控制设备是指产生控制设备源信号的实体设备，所述执行设备是指接收所述控制设备源信号，进而控制其连接的实体设备进行状态转换的实体设备，所述控制设备和所述执行设备适应的是两种不同的协议；所述方法包括以下步骤：

获取所述控制设备发出的第一协议的控制设备源信号；

将获取的所述控制设备源信号转换为标准数据格式信号；

解析所述标准数据格式信号，判断所述标准数据格式信号是否包含执行动作；

如果包含执行动作，则根据关联关系将所述标准数据格式信号转换为相应执行设备的所适应的第二协议的执行信号，并发送到所述执行设备，所述执行设备控制对应的实体设备进行工作状态的转换，所述第二协议与所述第一协议不同。

2.根据权利要求1所述的一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法，其特征在于，所述控制设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种；所述执行设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法，其特征在于，所述标准数据格式信号采用JSON格式信号。

4.根据权利要求1所述的一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法，其特征在于，所述智能网关模块与物联云平台通信连接；

在解析所述标准数据格式信号，判断所述标准数据格式信号是否包含执行动作之后，所述方法还包括：

如果所述标准数据格式信号中没有包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为消息格式的数据上传到所述物联云平台；

如果所述标准数据格式信号中包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为通知格式的数据上传到所述物联云平台。

5.根据权利要求1所述的一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法，其特征在于，在获取控制设备发出的控制设备源信号之前，所述方法还包括：

根据不同的协议，与多个所述智能设备进行组网，建立各自的设备影子；

接收所述智能设备的状态信号，将所述状态信号中包含的智能设备的工作状态存储至所述设备影子中，以保证所述智能设备的工作状态被实时记录。

6.根据权利要求5所述的一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理方法，其特征在于，在获取控制设备发出的控制设备源信号之后，所述方法还包括：

接收所述控制设备源信号，将所述控制设备源信号中包含的实体设备的期望状态存储至所述设备影子中，以保证所述实体设备被控制的过程被实时记录。

7.一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理装置，其特征在于，应用于智能网关模块，所述智能网关模块与智能设备通信连接；所述智能设备包括控制设备、执行设备以及控制设备，所述控制设备、所述执行设备以及所述实体设备之间具有一一对应的关联关系，所述控制设备是指产生控制设备源信号的实体设备，所述执行设备是指接收所述控制设备源信号，进而控制其连接的实体设备进行状态转换的实体设备，所述控制设备和所述执行设备适应的是两种不同的协议；所述装置包括：

控制设备源信号获取模块，用于获取所述控制设备发出的第一协议的控制设备源信号；

信号转换模块，用于将获取的所述控制设备源信号转换为标准数据格式信号；

解析判断模块，用于解析所述标准数据格式信号，判断所述标准数据格式信号是否包含执行动作；

执行信号发送模块，用于如果包含执行动作，则根据关联关系将所述标准数据格式信号转换为相应执行设备的所适应的第二协议的执行信号，并发送到所述执行设备，所述执行设备控制对应的实体设备进行工作状态的转换，所述第二协议与所述第一协议不同。

8.根据权利要求7所述的一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理装置，其特征在于，所述控制设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种；所述执行设备包括KNX设备、EnOcean设备、RS485设备以及Modbus设备中的一种或多种。

9.根据权利要求7所述的一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理装置，其特征在于，所述标准数据格式信号采用JSON格式信号。

10.根据权利要求7所述的一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理装置，其特征在于，所述智能网关模块与物联云平台通信连接；

所述装置还包括：

消息格式数据存储模块，用于如果所述标准数据格式信号中没有包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为消息格式的数据上传到所述物联云平台；

通知格式数据存储模块，用于如果所述标准数据格式信号中包含执行动作，则将所述标准数据格式信号作为通知格式的数据上传到所述物联云平台。

11.根据权利要求7所述的一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

组网模块，用于根据不同的协议，与多个所述智能设备进行组网，建立各自的设备影子；

工作状态存储模块，用于接收所述智能设备的状态信号，将所述状态信号中包含的智能设备的工作状态存储至所述设备影子中，以保证所述智能设备的工作状态被实时记录。

12.根据权利要求11所述的一种支持多协议的智能家居IOT网关信号处理装置，其特征在于，所述装置还包括：

期望状态存储模块，用于接收所述控制设备源信号，将所述控制设备源信号中包含的实体设备的期望状态存储至所述设备影子中，以保证所述实体设备被控制的过程被实时记录。

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