CN110972148A - 一种ZigBee设备组网的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于ZigBee组网技术领域，提供一种ZigBee设备组网的方法，包括以下具体实现方式：规定每一个出厂的Zigbee设备的组网数据都通过自身的芯片唯一ID通过加密算法得到唯一的ZigBee组网数据；规定每一个Zigbee设备设置了一个相同的固定的和芯片唯一ID同样位数的编码，用这个编码通过加密算法计算出相同的ZigBee组网数据等。本发明解决了出现相邻较近的不同的ZigBee子网络节点设备入网时容易窜到别的ZigBee子网络的问题。同时提出的方法可以直接用Zigbee模块同步组网数据，省去填加其他通信模块来同步组网数据，并且兼顾操作的便利性。

Description

一种ZigBee设备组网的方法
技术领域
本发明属于ZigBee组网技术领域，具体涉及一种ZigBee设备组网的方法。
背景技术
ZigBee是基于IEEE802.15.4的局域网协议，即IEEE802.15.4规定了它的物理层和媒体访问控制协议，ZigBee联盟制定了其网络层、应用层等上层协议。ZigBee无线通信协议既可以工作在2.4GHz频段也可以工作在868MHz和915MHz频段内通信。而且ZigBee技术功耗低、带宽低且数据稳定，十分符合物联网通信的标准。
Zigbee设备组网需要配置组网数据，组网数据匹配才能进行组网。如果设备出厂初始组网数据固定，就会造成组网时如果有Zigbee设备信号覆盖叠加，容易把本不应该组进该Zigbee子网络的Zigbee节点组进来。如过设备出厂初始组网数据是不同的，组网时需要同步配置匹配的组网数据才能完成组网。传递组网数据时，目前有通过NFC，超声波通信等使用别的通信模块来通信，这就会增加较多的成本，从而影响设备的普及。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种ZigBee的组网方法，本发明解决了出现相邻较近的不同的ZigBee子网络节点设备入网时容易窜到别的ZigBee子网络的问题。同时提出的方法可以直接用Zigbee模块同步组网数据，省去填加其他通信模块来同步组网数据，并且兼顾操作的便利性。
本发明的技术方案为：
一种ZigBee设备组网的方法，其特征在于，包括以下具体实现方式：
（1）规定每一个出厂的Zigbee设备的组网数据都通过自身的芯片唯一ID通过加密算法得到唯一的ZigBee组网数据；所以出厂初始状态都不会串到附近的已有的ZigBee子网络的。
（2）规定每一个Zigbee设备设置了一个相同的固定的和芯片唯一ID同样位数的编码，用这个编码通过加密算法计算出相同的ZigBee组网数据；这主要用于Zigbee临时组网传递信息。
（3）当ZigBee协调器检测到指定按键被长按或接收到服务端下发的开放组网指令时，协调器根据预设固定编码计算默认组网数据，配置默认组网数据切换到临时网络，根据一定的时间间隔广播发送一次入网邀请指令；优选的，所述时间间隔为1-10秒；更优选的，所述时间间隔为5秒。
（4）需要入网的ZigBee设备（包括路由器和终端设备角色）检测到指定按键被长按时，根据预设固定编码计算默认组网数据，配置默认组网数据切换到临时网络，检测到指定时间内是否收到入网邀请。
进一步的，本发明还包括步骤（5），具体为：已组网的ZigBee终端设备需要重新组网到其它ZigBee网络中去，只要需要组入网络的ZigBee终端设备长按指定按键后，再长按Zigbee网关（协调器）上的指定按键开放组网，就可以像第一次组网一样完成组网。
进一步的，所述步骤（3）中，检测到指定时间内是否收到入网邀请应答，如果是则停止广播，提前切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，如果否则达到指定时间（如1分钟）停止广播，切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络。
进一步的，所述步骤（3）中，Zigbee协调器开放组网流程包括以下具体步骤：
S31. 检测到指定按键被长按或接收到服务端下发的开放组网指令；如果是，则进行步骤S32，如果否则结束；
S32. 根据预设固定编码计算默认组网数据；
S33.配置默认组网数据切换到临时网络；
S34.根据一定的时间间隔广播发送一次入网邀请指令；优选的，所述时间间隔为1-10秒；更优选的，所述时间间隔为5秒。
S35.检测到指定时间内是否收到入网邀请应答；如果是，则进行下一步骤S36；
S36.停止广播，提前切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络；
S37.发送组网成功信息到服务端等后续绑定设备流程，结束。
进一步的，步骤S35中，如果否，则超时停止广播，切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，结束。
进一步的，所述步骤（4）中，如果超时未收到切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，组网失败；如果收到入网邀请，解析入网邀请指令中的设备唯一ID，并以此生成新的组网数据，发送入网邀请应答配置新的组网数据切换到新的网络，组网成功。
进一步的，所述步骤（4）中， Zigbee设备入网流程包括以下具体步骤：
S41. 检测到指定按键被长按；如果是，则进行步骤S42，如果否则结束；
S42. 根据预设固定编码计算默认组网数据；
S43.配置默认组网数据切换到临时网络；
S44. 检测到指定时间内是否收到入网邀请；如果是，则进行下一步骤S45；
S45. 解析入网邀请指令中的设备唯一ID，并以此生成新的组网数据；
S46. 发送入网邀请应答配置新的组网数据切换到新的网络，结束。
进一步的，步骤S44中，如果否，则超时停止广播，切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，结束。
本发明中，ZigBee通过配置组网数据创建ZigBee网络，不同的组网数据组成的是不同的ZigBee子网络。ZigBee组网数据包括PANID，通信信道，加密密钥等。本发明首先提出一种基于芯片（Zigbee芯片或与之通信的MCU芯片）唯一ID通过加密算法计算出ZigBee组网数据。这样的好处是可以不用在ZigBee设备出厂时抄写不同的组网数据就可以通过加密算法计算出唯一的ZigBee组网数据。
ZigBee协调器和ZigBee节点设备都通过自身的芯片唯一ID通过加密算法得到唯一的ZigBee组网数据，这就保证了ZigBee设备未组网前是独立的。针对规定组网的实现，本申请发明人在ZigBee协调器和ZigBee节点设备都设置了一个相同的固定的和芯片唯一ID同样位数的编码，用这个编码通过加密算法计算出来ZigBee组网数据是相同的。ZigBee协调器和ZigBee节点设备可以通过长按各设备上指定按键来让他们通过这个固定相同编码生成相同的组网数据。通过这样操作后ZigBee协调器和ZigBee节点设备临时组建了一个ZigBee网络，它们就可以通信了。ZigBee协调器用广播的形式发送入网邀请指令给ZigBee网络中的其它ZigBee设备，其中指令包含ZigBee协调器的芯片唯一ID，其它ZigBee设备收到入网邀请后做出相应的应答，并随后根据入网邀请指令中的ZigBee协调器的芯片唯一ID计算出新的组网数据。然后配置上新的组网数据。ZigBee协调器在收到其它ZigBee设备邀请应答后，重新配置回根据自身芯片唯一ID计算的组网数据。这样ZigBee协调器和被邀请的其它ZigBee设备被组到以ZigBee协调器芯片唯一ID计算的组网数据组成的子网络中。
通过本申请发明人大量创造性劳动，本发明具有以下方面创新点：
出厂时用芯片全球唯一ID做为基准，通过哈希加密等加密运算，生成唯一的ZigBee组网数据。在不增长生产工时的情况下，保证各ZigBee设备未开放组网的情况下，不会组网。
通过相同的默认编码计算出相同的组网数据，组建一个临时的Zigbee网络来传递可以计算组网信息的ZigBee网关（协调器）的芯片唯一ID，从而节省了用NFC等其他通信模块传递组网数据的成本。
以上所述传递的是芯片唯一ID（相当于暗号）而不是直接的将要改变的组网数据，传递字节数少，节约了通过无线的传递时间，最重要的是组网信息的保密。
本发明的有益效果在于：
（1）本发明不用在ZigBee设备出厂时抄写不同的组网数据就可以通过加密算法计算出唯一的ZigBee组网数据，如此出厂初始状态的设备都不会串到附近的已有的ZigBee子网络中。
（2）通过开放组网时短时间用默认编码计算出来的ZigBee组网数据组的临时ZigBee网络，直接用Zigbee模块进行通信，节省了用NFC等其他通信模块传递组网数据的成本。
（3）在保障通信安全，不会随便串到别的网络的前提下，兼顾了操作的便利性。需要入网的设备长按指定按键，Zigbee网关（协调器）也长按指定按键开放组网，几秒钟就可以完成组网。
说明书附图
图1为本发明Zigbee协调器开放组网的流程图；
图2为本发明Zigbee设备入网流程。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种ZigBee设备组网的方法，其特征在于，包括以下具体实现方式：
（1）规定每一个出厂的Zigbee设备的组网数据都通过自身的芯片唯一ID通过加密算法得到唯一的ZigBee组网数据；所以出厂初始状态都不会串到附近的已有的ZigBee子网络的。
（2）规定每一个Zigbee设备设置了一个相同的固定的和芯片唯一ID同样位数的编码，用这个编码通过加密算法计算出相同的ZigBee组网数据；这主要用于Zigbee临时组网传递信息。
（3）当ZigBee协调器检测到指定按键被长按或接收到服务端下发的开放组网指令时，协调器根据预设固定编码计算默认组网数据，配置默认组网数据切换到临时网络，根据一定的时间间隔广播发送一次入网邀请指令；
（4）需要入网的ZigBee设备（包括路由器和终端设备角色）检测到指定按键被长按时，根据预设固定编码计算默认组网数据，配置默认组网数据切换到临时网络，检测到指定时间内是否收到入网邀请。
进一步的，本发明还包括步骤（5），具体为：已组网的ZigBee终端设备需要重新组网到其它ZigBee网络中去，只要需要组入网络的ZigBee终端设备长按指定按键后，再长按Zigbee网关（协调器）上的指定按键开放组网，就可以像第一次组网一样完成组网。
进一步的，所述步骤（3）中，检测到指定时间内是否收到入网邀请应答，如果是则停止广播，提前切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，如果否则达到指定时间（如1分钟）停止广播，切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络。
进一步的，所述步骤（3）中，Zigbee协调器开放组网流程包括以下具体步骤：
S31. 检测到指定按键被长按或接收到服务端下发的开放组网指令；如果是，则进行步骤S32，如果否则结束；
S32. 根据预设固定编码计算默认组网数据；
S33.配置默认组网数据切换到临时网络；
S34.根据一定的时间间隔广播发送一次入网邀请指令；所述时间间隔为1-10秒。
S35.检测到指定时间内是否收到入网邀请应答；如果是，则进行下一步骤S36；
S36.停止广播，提前切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络；
S37.发送组网成功信息到服务端等后续绑定设备流程，结束。
进一步的，步骤S35中，如果否，则超时停止广播，切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，结束。
进一步的，所述步骤（4）中，如果超时未收到切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，组网失败；如果收到入网邀请，解析入网邀请指令中的设备唯一ID，并以此生成新的组网数据，发送入网邀请应答配置新的组网数据切换到新的网络，组网成功。
进一步的，所述步骤（4）中， Zigbee设备入网流程包括以下具体步骤：
S41. 检测到指定按键被长按；如果是，则进行步骤S42，如果否则结束；
S42. 根据预设固定编码计算默认组网数据；
S43.配置默认组网数据切换到临时网络；
S44. 检测到指定时间内是否收到入网邀请；如果是，则进行下一步骤S45；
S45. 解析入网邀请指令中的设备唯一ID，并以此生成新的组网数据；
S46. 发送入网邀请应答配置新的组网数据切换到新的网络，结束。
进一步的，步骤S44中，如果否，则超时停止广播，切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，结束。
本实施例以出厂时用芯片全球唯一ID做为基准，通过哈希加密等加密运算，生成唯一的ZigBee组网数据。在不增长生产工时的情况下，保证各ZigBee设备未开放组网的情况下，不会组网。通过相同的默认编码计算出相同的组网数据，组建一个临时的Zigbee网络来传递可以计算组网信息的ZigBee网关（协调器）的芯片唯一ID，从而节省了用NFC等其他通信模块传递组网数据的成本。
以上所述传递的是芯片唯一ID（相当于暗号）而不是直接的将要改变的组网数据，传递字节数少，节约了通过无线的传递时间，最重要的是组网信息的保密。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明规定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。

Claims (8)

1.一种ZigBee设备组网的方法，其特征在于，包括以下具体实现方式：
（1）规定每一个出厂的Zigbee设备的组网数据都通过自身的芯片唯一ID通过加密算法得到唯一的ZigBee组网数据；
（2）规定每一个Zigbee设备设置了一个相同的固定的和芯片唯一ID同样位数的编码，用这个编码通过加密算法计算出相同的ZigBee组网数据；
（3）当ZigBee协调器检测到指定按键被长按或接收到服务端下发的开放组网指令时，协调器根据预设固定编码计算默认组网数据，配置默认组网数据切换到临时网络，根据一定的时间间隔广播发送一次入网邀请指令；
（4）需要入网的ZigBee设备，检测到指定按键被长按时，根据预设固定编码计算默认组网数据，配置默认组网数据切换到临时网络，检测到指定时间内是否收到入网邀请。
2.根据权利要求1所述的ZigBee设备组网的方法，其特征在于，还包括步骤（5），具体为：已组网的ZigBee终端设备需要重新组网到其它ZigBee网络中去，只要需要组入网络的ZigBee终端设备长按指定按键后，再长按Zigbee网关上的指定按键开放组网，就可以像第一次组网一样完成组网。
3.根据权利要求1所述的ZigBee设备组网的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，检测到指定时间内是否收到入网邀请应答，如果是则停止广播，提前切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，如果否则达到指定时间停止广播，切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络。
4.根据权利要求3所述的ZigBee设备组网的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，Zigbee协调器开放组网流程包括以下具体步骤：
S31. 检测到指定按键被长按或接收到服务端下发的开放组网指令；如果是，则进行步骤S32，如果否则结束；
S32. 根据预设固定编码计算默认组网数据；
S33.配置默认组网数据切换到临时网络；
S34.根据一定的时间间隔广播发送一次入网邀请指令；
S35.检测到指定时间内是否收到入网邀请应答；如果是，则进行下一步骤S36；
S36.停止广播，提前切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络；
S37.发送组网成功信息到服务端等后续绑定设备流程，结束。
5.根据权利要求4所述的ZigBee设备组网的方法，其特征在于，步骤S35中，如果否，则超时停止广播，切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，结束。
6.根据权利要求1所述的ZigBee设备组网的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，如果超时未收到切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，组网失败；如果收到入网邀请，解析入网邀请指令中的设备唯一ID，并以此生成新的组网数据，发送入网邀请应答配置新的组网数据切换到新的网络，组网成功。
7.根据权利要求6所述的ZigBee设备组网的方法，其特征在于，所述步骤（4）中，Zigbee设备入网流程包括以下具体步骤：
S41. 检测到指定按键被长按；如果是，则进行步骤S42，如果否则结束；
S42. 根据预设固定编码计算默认组网数据；
S43.配置默认组网数据切换到临时网络；
S44. 检测到指定时间内是否收到入网邀请；如果是，则进行下一步骤S45；
S45. 解析入网邀请指令中的设备唯一ID，并以此生成新的组网数据；
S46. 发送入网邀请应答配置新的组网数据切换到新的网络，结束。
8.根据权利要求7所述的ZigBee设备组网的方法，其特征在于，步骤S44中，如果否，则超时停止广播，切换回自身芯片唯一ID计算的组网数据组成的网络，结束。
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