CN111541993B - 空间区域划分方法及网络关联方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空间区域划分方法及网络关联方法，涉及网络通信技术领域，其包括：信号发送节点发送出自己的编码身份信息；若信号接收节点接收到所述编码身份信息，且将其还原，则认为所述信号发送节点与所述信号接收节点位于同一空间区域；若信号接收节点未接收到所述编码身份信息，或者接收到所述编码身份信息，但不能将其还原，则认为所述信号发送节点与所述信号接收节点位于不同空间区域；网络关联基于所述空间区域划分实现。通过空间区域划分可以实现自动发现、自动关联、自动通信等操作，达到简化人工负担，提升网络的自动化水平的目的；网络关联基于空间区域划分实现，可以减轻人工负担，不会出现与临近设备错误配置的情况。

Description

空间区域划分方法及网络关联方法

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，具体而言，涉及一种空间区域划分方法及网络关联方法。

背景技术

由于无线电通信距离较远、可以超越视距通信，这在很多时候是优点；但是有时也会带来问题，如把不想绑定的设备设备绑定了，或和不期望通信的设备通信了。在这种情况下，房间可以作为天然的分割方式。

利用房间或者柜子等分割空间区域，在同一空间区域的设备通常认为是可信的，利用这个特性，可以实现自动关联、自动发现等操作，有利于减轻人工负担，提升管理效率，目前还没有见到类似的应用。

无线网络没有明确的边界，需要一种方法来确定设备彼此之间是“在一起的”，通常称为关联。在蓝牙耳机和手机之间的关联，由于同一时间处于关联中的设备是有限的，通常这种方法是可以接受的。但是在办公场所、厂房、仓库等环境的短距离无线网络中，在临近的区域存在多个网络，需要关联的设备众多，并且通常都会受到临近的网络设备的影响。由人工来确认需要关联的设备，会有很大的工作量，也容易出错。

发明内容

本发明在于提供一种空间区域划分方法及网络关联方法，其能够缓解上述问题。

为了缓解上述的问题，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种空间区域划分方法，包括：

信号发送节点发送出自己的编码身份信息；

若信号接收节点接收到所述编码身份信息，且将其还原，则认为所述信号发送节点与所述信号接收节点位于同一空间区域；

若信号接收节点未接收到所述编码身份信息，或者接收到所述编码身份信息，但不能将其还原，则认为所述信号发送节点与所述信号接收节点位于不同空间区域。

本技术方案的技术效果是：可以合理的认为在同一空间区域的网络设备之间，是可信的，在这个基础之上，通过空间区域划分可以实现自动发现、自动关联、自动通信等操作；达到简化人工负担，提升网络的自动化水平的目的。

第二方面，本发明提供了一种基于上述空间区域划分方法的网络关联方法，待关联网络设备与网关之间具有主通信信道，在待关联网络设备与网关之间还构建有辅助通信信道，所述关联方法包括：

S1、待关联网络设备进入准备关联状态；

S2、待关联网络设备通过主通信信道向网关发送关联请求报文，网关根据从关联请求报文解析出的身份信息对该待关联网络设备所处区域进行判断，若该待关联网络设备与网关位于同一空间区域，则直接与其关联，否则丢弃关联请求报文；

所述步骤S2中，判断待关联网络设备与网关是否位于同一空间区域的方法是：网关配置有可信设备列表，网关将身份信息包括于其可信设备列表中的待关联网络设备，确定为与其位于同一空间区域；

待关联网络设备需通过辅助通信信道向网关发送自己的编码身份信息，网关接收到来自于辅助通信信道的编码身份信息，并将编码身份信息还原后添加至可信设备列表。

本技术方案的技术效果是：在待关联网络设备与网关之间构建有辅助通信信道，根据该信道的物理特性划分空间区域，可以全自动的实现待关联网络设备与网关之间的关联，减轻人工负担，不会出现与临近设备错误配置的情况。

可选地，所述待关联网络设备设有配对入网按键，其通过按压该配对入网按键进入准备关联状态。

本技术方案的技术效果是：该进入准备关联状态的方法实现简单，操作方便。

可选地，在所述待关联网络设备处于关机状态下，通过按压其开机按钮一段时间，使其进入准备关联状态。

本技术方案的技术效果是：待关联网络设备采用该种进入准备关联状态的方法，可以省去配对入网按键，而且也可以避免误触发进入配对状态。

可选地，在所述待关联网络设备每次开机的初始时刻，其均进入准备关联状态。

本技术方案的技术效果是：对于安全性要求低、可以方便的控制电源，且不方便直接接触的待关联网络设备，该进入准备关联状态的方法操作非常简单。

可选地，在所述待关联网络设备连续多次开关机，且最后保持开机状态时，其进入准备关联状态。

本技术方案的技术效果是：对于安全性要求较低、可以方便的控制电源，且不方便直接接触的待关联网络设备，该进入准备关联状态的方法操作较为简单。

进一步地，所述待关联网络设备配置有关联定时器，在通过主通信信道传输报文时用于状态延时。

本技术方案的技术效果是：无线网络通信可靠性相对较低，可能需要多次重传，关联定时器的设计，能增加其通信可靠性。

进一步地，所述身份信息至少包括ID/SN号。

本技术方案的技术效果是：在数字设备中，一般采用一个整数或一串字符来表达每个设备的身份信息，即ID/SN号，因此通过ID/SN号能很好的体现出目标设备的信息。

可选地，所述辅助通信信道为声波通信信道/磁通信信道。

本技术方案的技术效果是：声波在空气中传播，会震动空气而消耗能量；无线电波在空气中传播几乎不损耗能量；声波的衰减更快，频率越高衰减越快，并且频率越高越倾向于直线传播。磁场虽然在空气中的衰减很小，但是由于没有磁单级的存在，在南北极附近的磁场强度变化规律是场强与距离3次方成反比，而全向电磁波场强与距离2次方成反比。因此声波和磁通信比电磁波衰减快，适合作为辅助通信的通道。

进一步地，所述步骤S2中，若在可信设备列表中没有发现发送关联请求报文的设备，则将该设备的名称/ID号/SN号通过UI界面展示给用户，用户确认该设备是否为期望关联的设备，若是，则在UI界面人工操作，使该设备与网关关联，若不是，则不操作，或者通过UI界面拒绝与该设备关联。

本技术方案的技术效果是：在辅助通信受阻、不可用或者通信的双方中至少一方不支持辅助通道时，该方法能够保证设备的正常关联。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是实施例1中所述基于空间区域划分方法的网络关联方法流程图；

图2是实施例1中物联网设备申请将身份信息添加至网关的可信设备列表的方法流程图；

图3是实施例1中辅助通信信道为声波通信信道时的物联网设备关联网关的示意框图；

图4是实施例2中辅助通信信道为磁通信信道时的物联网设备关联网关的示意框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

由于无线电通信距离较远、可以超越视距通信，这在很多时候是优点；但是有时也会带来问题：把不想绑定的设备设备绑定了，和不期望通信的设备通信了。在这种情况下，房间可以作为天然的分割方式。在有人参与的情况下，通常会希望操作离人最近的那一个设备(或一组设备)，可以利用声波(包含次声波、超声波)等辅助手段来传输特定的信息，这些辅助手段具有以下特点(一个或多个)：

1)不易穿越分割材料(或者信号随距离衰减严重、或者信号“穿越”分割材料后衰减严重)的特性。对于房间，分割材料是砖块、水泥、钢筋、石膏板等；对于柜子，分割材料是木材、石材、纤维板、金属板等。

2)直线(或近似直线)传播的特性。

3)接收端有效收取的信号强度范围较小(或可以测量信号强度)。

利用这些特性，网关(在操作人员附近)接收到的辅助定位技术的信号数量将远远少于正常无线电可通信的数量，并且根据设备所处的区域天然的将设备做了分割,可以认为同一区域的设备都是我们期望通信的对象,那么设备可以自动完成通信,无需人工确认，现列举两个实施例对本发明进行说明。

实施例1

请参照图1、图2和图3，本实施例提供了一种基于空间区域划分方法的网络关联方法，待关联网络设备与网关之间具有主通信信道，在待关联网络设备与网关之间还构建有辅助通信信道，所述关联方法包括：

S1、待关联网络设备进入准备关联状态；

S2、待关联网络设备通过主通信信道向网关发送关联请求报文，网关根据从关联请求报文解析出的身份信息对该待关联网络设备所处区域进行判断，若该待关联网络设备与网关位于同一空间区域，则直接与其关联，否则丢弃关联请求报文；

在步骤S2中，判断待关联网络设备与网关是否位于同一空间区域的方法是：网关配置有可信设备列表，网关将身份信息包括于其可信设备列表中的待关联网络设备，确定为与其位于同一空间区域；

待关联网络设备需通过辅助通信信道向网关发送自己的编码身份信息，网关接收到来自于辅助通信信道的编码身份信息，并将编码身份信息还原后添加至可信设备列表。

在本实施例中，所说的网络为物联网，待关联网络设备为信号发送节点，并为物联网设备，网关为信号接收节点，物联网设备进入准备关联状态的方式可以从以下几种任选其一：

1)物联网设备设有配对入网按键，其通过按压该配对入网按键(可以按键后立刻反应或者按住并保持一段时间后反应)进入准备关联状态。

2)物联网设备没有配对入网按键，在其处于关机状态下，通过按压其开机按钮一段时间，使其进入准备关联状态。

3)物联网设备没有配对入网按键，在其每次开机的初始时刻，其均进入准备关联状态。

4)物联网设备没有配对入网按键，在其连续多次开关机(例如3秒钟内反复开关5次)，且最后保持开机状态时，其进入准备关联状态。

除上述进入准备关联状态的方式外，也可其它方式，例如：设备内置NFC装置，通过NFC读卡器扫描的方式启动配对模式，也不影响本方法的实施。

在本实施例中，身份信息包括ID/SN号。

在本实施例中，物联网设备配置有关联定时器，在通过主通信信道传输报文时用于状态延时，一般包括如下三种情况：

1)物联网设备期待通过主通信信道收到特定的报文；

2)物联网设备通过主通信信道发送特定的关联请求报文后，切换到接收状态接收一段时间，期待收到特定的报文，然后再次循环(下一次发送、接收，反复进行)；

3)前面两种方法，同时使用。

总之，物联网设备和网络中也准备加入网络的另一个通信方式进行有效的双向通信，即主通信信道和辅助通信信道同时进行，让网关知道物联网设备准备与其关联。

在本实施例中，网关接收到辅助通信信道的设备信息后，可以确认发送该设备信息的物联网设备处于可信区域，网关将该物联网设备加入可信设备列表，可信设备列表需要根据时间老化(一般老化时间数分钟)。

在本实施例中，当网关已经通过来自主通信信道的设备信息，知道了当前物联网设备准备与其关联时，查询可信设备列表，对于表中存在的设备，认为其所处区域为可信空间区域，无需人工参与，直接与其关联(即之后物联网设备与网关之间进一步通信，完成其它的传统关联流程，例如密码确认等，完成相互确认)。

在本实施例中，若在可信设备列表中没有发现发送关联请求报文的设备，则将该设备的名称/ID号/SN号通过UI界面展示给用户，用户确认该设备是否为期望关联的设备，若是，则在UI界面人工操作，使该设备与网关关联，若不是，则不操作；或者通过UI 界面拒绝与该设备关联，同时可以向该设别发送拒绝关联的报文。

在本实施例中，若物联网设备通过主通信信道收到来自于网关的拒绝关联信息或者关联定时器超时后，则退出准备关联状态。

在本实施例中，通过辅助通信信道发送设备信息，网关接收到辅助通信信道的设备信息，就认为是可信的设备，无需人工确认，原则上对于MacBee、ZigBee、Bluetooth 等组网协议都适用。

在本实施例中，选用声波通信信道作为辅助通信信道，通过声波(含超声波、次声波)手段来达到物联网设备所处区域划分的目的，在声波可达的范围，就是我们可以控制的范围，此区域的物联网设备可以安全的关联到网关。如图3所示，其中示出两个房间1、5，房间1中安装有网关2、台灯3、顶灯4，房间5中安装有网关6、台灯7、顶灯8，网关安装有声波接收模块，台灯和顶灯均安装有声波发送模块。在同一房间内，声波通信信道通过声波发送模块和声波接收模块建立，为单向通道。声波(超声波最佳) 不易穿透两房间之间的墙壁，即对于任意一房间，该房间内网关的声波接收模块不会与隔壁灯的声波发送模块之间建立声波通信信道，在本实施例中，由于关联状态是由辅助通信信道与主通信信道的信息一起决定的，因此该房间内的网关既不会与隔壁的灯之间建立关联，又可以自动的绑定本房间内的设备。

实施例2

请参照图1、图2和图4，与实施例1不同的是，本实施例选用磁通信信道作为辅助通信信道。通过磁通信(也叫近场通信/近场磁通信)手段来达到物联网设备所处区域划分的目的，磁通信技术的特点是信号衰减很快、通信距离很短(大致在0.1米至1 米)，可以有效的防止临近设备的干扰。如图4所示，其中示出了一个冰柜，其有三个冷藏室9、12、15，三个冷藏室分别安装有NFC读卡器10、13、16，以及放置有冷藏物品(例如药品、肉制品)11、14、17，在冷藏物品上布置有磁通信模块。由于磁通信距离很短，因此对于任意一冷藏室，其内NFC读卡器与冷藏物品的磁通信模块之间建立磁通信信道，而不会与其它冷藏室中冷藏物品的磁通信模块之间建立磁通信信道，NFC读卡器用于主动读取辅助通道的信息，间歇性工作，实现冷藏室自动绑定放入的冷藏物品。

前述两个实施例中，实施例1主要聚焦在房间大小的范围内区分多组设备；实施例2中的磁通信更适合在柜子大小的范围区分多组设备(例如冷冻食品，血液制品的定位与通信)，但是在更大尺寸的范围使用磁通信技术分组设备依然在本专利保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种基于空间区域划分方法的网络关联方法，待关联网络设备与网关之间具有主通信信道，其特征在于，在待关联网络设备与网关之间还构建有辅助通信信道，所述关联方法包括：

S1、待关联网络设备进入准备关联状态；

S2、待关联网络设备通过主通信信道向网关发送关联请求报文，网关根据从关联请求报文解析出的身份信息对该待关联网络设备所处区域进行判断，若该待关联网络设备与网关位于同一空间区域，则直接与其关联，否则丢弃关联请求报文；

步骤S2中，判断待关联网络设备与网关是否位于同一空间区域的方法是：网关配置有可信设备列表，网关将身份信息包括于其可信设备列表中的待关联网络设备，确定为与其位于同一空间区域；

待关联网络设备需通过辅助通信信道向网关发送自己的编码身份信息，网关接收到来自于辅助通信信道的编码身份信息，并将编码身份信息还原后添加至可信设备列表；

其中，所述空间区域划分方法具体为：

信号发送节点发送出自己的编码身份信息；

若信号接收节点接收到所述编码身份信息，且将其还原，则认为所述信号发送节点与所述信号接收节点位于同一空间区域；

若信号接收节点未接收到所述编码身份信息，或者接收到所述编码身份信息，但不能将其还原，则认为所述信号发送节点与所述信号接收节点位于不同空间区域；

所述步骤S2中，若在可信设备列表中没有发现发送关联请求报文的设备，则将该设备的名称/ID号/SN号通过UI界面展示给用户，用户确认该设备是否为期望关联的设备，若是，则在UI界面人工操作，使该设备与网关关联，若不是，则不操作，或者通过UI界面拒绝与该设备关联。

2.根据权利要求1所述的网络关联方法，其特征在于，所述待关联网络设备设有配对入网按键，其通过按压该配对入网按键进入准备关联状态。

3.根据权利要求1所述的网络关联方法，其特征在于，在所述待关联网络设备处于关机状态下，通过按压其开机按钮一段时间，使其进入准备关联状态。

4.根据权利要求1所述的网络关联方法，其特征在于，在所述待关联网络设备每次开机的初始时刻，其均进入准备关联状态。

5.根据权利要求1所述的网络关联方法，其特征在于，在所述待关联网络设备连续多次开关机，且最后保持开机状态时，其进入准备关联状态。

6.根据权利要求1所述的网络关联方法，其特征在于，所述待关联网络设备配置有关联定时器，在通过主通信信道传输报文时用于状态延时。

7.根据权利要求1所述的网络关联方法，其特征在于，所述身份信息至少包括ID/SN号。

8.根据权利要求1所述的网络关联方法，其特征在于，所述辅助通信信道为声波通信信道/磁通信信道。

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