CN112034799A - 一种智能家居的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家居的控制系统及方法，该系统包括：控制终端、N个网关、M个智能家居设备；其中，N个网关包括一个主网关和N‑1个从网关；所述控制终端通过主网关与每一个从网关相连接；每一个智能家居设备至少与两个网关连接；M≥N≥2；本发明的每一个智能家居设备至少与两个网关连接，能够避免了网关故障而导致控制信号无法传输的现象，提高系统的稳定性。

Description

一种智能家居的控制系统及方法

技术领域

本发明涉及智能家居控制领域，尤其涉及一种智能家居的控制系统及方法。

背景技术

现有的智能灯控系统包括管控平台、网关、智能面板及至少一种智能灯具(可参见图1所示)，智能灯具基于电力线和微功率无线信道加入网络中，管控平台基于以太网方式向网关发送灯控指令，网关在基于电力线载波和微功率无线信道控制智能灯具。但该智能灯控系统的一个智能家居设备仅能与一个网关连接，当网关故障时，无法控制对应连接的智能家居设备。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种智能家居的控制系统及方法，每一个智能家居设备至少与两个网关连接，能够避免了网关故障而导致控制信号无法传输的现象，提高系统的稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种智能家居的控制系统，包括：控制终端、N个网关、M个智能家居设备；其中，N个网关包括一个主网关和N-1个从网关；所述控制终端通过主网关与每一个从网关相连接；每一个智能家居设备至少与两个网关连接；M≥N≥2；

主网关，用于当接收到所述控制终端发送的控制信号时，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号发送至与待控制智能家居设备对应连接的从网关；

任一从网关，用于当接收到主网关发送的控制信号时，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；

任一从网关，还用于当接收到与本从网关连接的智能家居设备的状态信息时，将与本从网关连接的智能家居设备的状态信息发送至主网关；

主网关，还用于当接收到任一个智能家居设备的状态信息时，将该智能家居设备的状态信息发送至所述控制终端。

进一步地，主网关与第1个从网关直接连接，主网关通过i个从网关与第i+1个从网关间接连接；其中，i＝1，2，…，N-2。

进一步地，每一个网关至少包含两种不同的通信模块，每一个网关通过对应的通信模块与至少一个智能家居设备连接；其中，不同的通信模块对应不同的通信方式。

进一步地，所述通信模块为PLC模块、以太网有线模块、无线通信模块、Zigbee模块、蓝牙模块或Zwave模块。

进一步地，任一智能家居设备支持以下通信方式中的至少两种：PLC通信方式、以太网有线通信方式、以太网无线通信方式、Zigbee通信方式、蓝牙通信方式、Zwave通信方式。

进一步地，当任一网关包括PLC模块时，该PLC模块还用于通过电力线链路与其他网关的PLC模块连接；当任一网关包括以太网有线模块时，该以太网有线模块还用于通过有线链路与其他网关的以太网有线模块连接；当任一网关包括无线通信模块时，该无线通信模块还用于通过无线链路与其他网关的无线通信模块连接。

进一步地，主网关还用于根据控制终端发送的控制信号，判断控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息对应的待控制智能家居设备是否与其连接，若是，则将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；若否，则将控制信号发送至与待控制智能家居设备对应连接的从网关。

进一步地，任一从网关还用于：

根据预设时间周期向主网关发送检测信号；

判断在每一次发送检测信号后的预设时间段内是否接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号；

若在所述时间段内接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为正常运行状态；

若在所述时间段内未接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为故障状态。

进一步地，任一从网关，还用于：

当确认主网关的运行状态为故障状态时，将本从网关对应的标识信息分别与其余从网关对应的标识信息进行比较；

当本从网关的标识信息的数值均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关作为新的主网关；

当本从网关的标识信息的数值不是均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关仍作为从网关；其中，每一个网关具有唯一对应的标识信息。

相应地，本发明实施例还提供一种智能家居的控制方法，适用于上述任一项所述的智能家居的控制系统，所述方法包括：

主网关在接收到控制终端发送的控制信号后，判断控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息对应的待控制智能家居设备是否与其连接，若是，则将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；若否，则将控制信号发送至与待控制智能家居设备对应连接的从网关；

从控网关在接收到主网关发送的控制信号后，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；

智能家居设备在接收到控制指令后，根据控制指令执行对应的控制操作。

相应地，本发明实施例还提供一种智能家居的控制方法，适用于上述任一项所述的智能家居的控制系统，所述方法由任一从网关执行，包括：

根据预设时间周期向主网关发送检测信号；

判断在每一次发送检测信号后的预设时间段内是否接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号；

若在所述时间段内接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为正常运行状态；

若在所述时间段内未接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为故障状态。

进一步地，所述方法还包括：

当确认主网关的运行状态为故障状态时，将本从网关对应的标识信息分别与其余从网关对应的标识信息进行比较；

当本从网关的标识信息的数值均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关作为新的主网关；

当本从网关的标识信息的数值不是均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关仍作为从网关；其中，每一个网关具有唯一对应的标识信息。

实施本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种智能家居的控制系统，该系统包括：控制终端、N个网关、M个智能家居设备；其中，N个网关包括一个主网关和N-1个从网关；所述控制终端通过主网关与每一个从网关相连接；每一个智能家居设备至少与两个网关连接；M≥N≥2；主网关，用于当接收到所述控制终端发送的控制信号时，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号发送至与待控制智能家居设备对应连接的从网关；任一从网关，用于当接收到主网关发送的控制信号时，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；任一从网关，还用于当接收到与本从网关连接的智能家居设备的状态信息时，将与本从网关连接的智能家居设备的状态信息发送至主网关；主网关，还用于当接收到任一个智能家居设备的状态信息时，将该智能家居设备的状态信息发送至所述控制终端；相比于现有的智能灯控系统，本发明每一个智能家居设备至少与两个网关连接，能够避免了网关故障而导致控制信号无法传输的现象，提高系统的稳定性。

附图说明

图1是现有的智能灯控系统的结构框图；

图2是本发明提供的一种智能家居的控制系统的一个优选实施例的结构框图；

图3是本发明提供的一种智能家居的控制系统的又一个优选实施例的结构框图；

图4是本发明提供的网关的结构示意图；

图5是本发明提供的主网关与从网关之间连接方式的结构示意图。

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，本技术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。

本发明实施例提供了一种智能家居的控制系统，参见图2所示，是本发明提供的一种智能家居的控制系统的一个优选实施例的结构图，所述系统包括：控制终端、N个网关、M个智能家居设备；其中，N个网关包括一个主网关和N-1个从网关；所述控制终端通过主网关与每一个从网关相连接；每一个智能家居设备至少与两个网关连接；M≥N≥2；

主网关，用于当接收到所述控制终端发送的控制信号时，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号发送至与待控制智能家居设备对应连接的从网关；

任一从网关，用于当接收到主网关发送的控制信号时，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；

任一从网关，还用于当接收到与本从网关连接的智能家居设备的状态信息时，将与本从网关连接的智能家居设备的状态信息发送至主网关；

主网关，还用于当接收到任一个智能家居设备的状态信息时，将该智能家居设备的状态信息发送至所述控制终端。

在本实施例中，网关的数量和智能家居设备的数量可根据需求进行添加，控制范围越大，需要的网关数量越多，控制的智能家居设备越多，网关数量也越多，智能家居设备可以但不局限于智能灯泡、智能插座、智能开关、智能传感器、智能门锁、智能音响。具体地，结合上述实施例及图3，智能家居控制系统包括一个主网关A，一个从网关B，9个智能家居设备，主网关A分别与控制终端、从网关B连接，每一个智能家居设备至少与两个网关连接。相比于现有的智能灯控系统，本发明每一个智能家居设备至少与两个网关连接，能够避免了网关故障而导致控制信号无法传输的现象，提高系统的稳定性。

在又一个优选实施例中，每一个网关至少包含两种不同的通信模块，每一个网关通过对应的通信模块与至少一个智能家居设备连接；其中，不同的通信模块对应不同的通信方式；所述通信模块为PLC模块、以太网有线模块、无线通信模块、Zigbee模块、蓝牙模块或Zwave模块。

具体地，结合上述实施例及图3、图4，每一个网关包含PLC模块、以太网有线模块、无线通信模块、Zigbee模块、蓝牙模块和Zwave模块中的至少两个通信模块，通过对应的通信模块与至少一个智能家居设备连接，能够在不依赖于微功率无线信道和电力线载波信道的通信方式，无需通过智能面板就能够实现网关与智能家居设备之间的通信，有利于降低系统成本，且本发明的智能网关可融合多种通信模块，兼容多种通信方式，提高系统的通用性；除此之外，本发明通过网关中的至少两个通信模块与至少一个智能家居设备连接，能够避免网关中其中一个通信模块故障而导致控制信号无法传输的现象，进一步提高系统的稳定性。

在又一个优选实施例中，主网关与第1个从网关直接连接，主网关通过i个从网关与第i+1个从网关间接连接；其中，i＝1，2，…，N-2。

具体地，结合上述实施例及图5，主网关与从网关B连接，主网关通过从网关B与从网关C连接，主网关A与从网关C之间通过从网关B连接，使网络具有延伸性，可以获得更大的覆盖面积，避免主网关A与从网关C之间的覆盖范围无法相连导致无法通信的情况，提高了系统的稳定性。除此之外，通过从网关B做中转，选择通信的链路也增加了，例如，当以太网无线通信方式的质量不佳时(WIFI信号干扰较大)，可通过PLC通信方式进行通信，从而提高系统的稳定性。

在又一个优选实施例中，任一智能家居设备支持以下通信方式中的至少两种：PLC通信方式、以太网有线通信方式、以太网无线通信方式、Zigbee通信方式、蓝牙通信方式、Zwave通信方式。其中，智能家居设备支持的通信方式与网关中的通信模块对应。每一个智能家居设备支持至少两种通信方式，避免网关中其中一个通信模块故障而导致控制信号无法传输的现象，提高系统的稳定性。

在又一个优选实施例中，当任一网关包括PLC模块时，该PLC模块还用于通过电力线链路与其他网关的PLC模块连接；当任一网关包括以太网有线模块时，该以太网有线模块还用于通过有线链路与其他网关的以太网有线模块连接；当任一网关包括无线通信模块时，该无线通信模块还用于通过无线链路与其他网关的无线通信模块连接。

具体地，结合上述实施例及图5，主网关A、从网关B和从网关C均包括PLC模块、以太网有线模块、无线通信模块；主网关A的PLC模块通过电力线链路与从网关B的PLC模块连接；主网关A的以太网有线模块通过有线链路与从网关B的以太网有线模块连接；主网关A的无线通信模块通过无线链路与从网关B的无线通信模块连接；同理从网关B和从网关C之间的连接方式与主网关和从网关B之间的连接方式相同，这里不再赘述。

在又一个优选实施例中，主网关还用于根据控制终端发送的控制信号，判断控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息对应的待控制智能家居设备是否与其连接，若是，则将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；若否，则将控制信号发送至与待控制智能家居设备对应连接的从网关。

具体地，结合上述实施例及图3，主网关不仅能够将控制信号转递给各个从网关，还能够直接通过PLC模块、以太网有线模块、无线通信模块、Zigbee模块、蓝牙模块或Zwave通信模块与智能家居设备连接，能够控制更多的智能家居设备，提高系统的通用性。

在又一个优选实施例中，任一从网关还用于：根据预设时间周期向主网关发送检测信号；判断在每一次发送检测信号后的预设时间段内是否接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号；若在所述时间段内接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为正常运行状态；若在所述时间段内未接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为故障状态。

具体地，第一个从网关每隔5分钟向主网关发送检测信号，并在每次发送检测信号后的2分钟内，判断是否接收到主网关根据检测信号反馈回来的反馈信号，若能在2分钟内接收到反馈信号，则确认主网关的运行状态为正常运行状态，若在2分钟内未接收到反馈信号，则确认主网关的运行状态为故障状态；从网关周期性的向主网关发送检测信号，以便于及时了解主网关的运行状态，提高系统的稳定性。

在又一个优选实施例中，任一从网关，还用于：当确认主网关的运行状态为故障状态时，将本从网关对应的标识信息分别与其余从网关对应的标识信息进行比较；当本从网关的标识信息的数值均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关作为新的主网关；当本从网关的标识信息的数值不是均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关仍作为从网关；其中，每一个网关具有唯一对应的标识信息，标识信息可以但不局限于MAC地址。

具体地，假设系统中有三个从网关，当确认主网关的运行状态为故障状态时，第一从网关将其标识信息分别与第二从网关的标识信息、第三从网关的标识信息进行比较，当第一从网关的标识信息的数值大于第二从网关、第三从网关的标识信息的数值；将第一从网关作为新的主网关，并将第一从网关担任新的主网关的信息告知第二从网关、第三从网关后，更改系统原来的连接方式，将控制终端通过新的主网关分别与第二从网关、第三从网关连接；原先故障的主网关将从系统中剔除，新的主网关担任原来主网关的工作。通过选举机制，避免主网关发生断电或宕机或更新导致系统无法正常工作，提高系统的稳定性。

本发明实施例还提供一种智能家居的控制方法，适用于上述所述的智能家居的控制系统，所述方法包括：

主网关在接收到控制终端发送的控制信号后，判断控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息对应的待控制智能家居设备是否与其连接，若是，则将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；若否，则将控制信号发送至与待控制智能家居设备对应连接的从网关；

从控网关在接收到主网关发送的控制信号后，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；

智能家居设备在接收到控制指令后，根据控制指令执行对应的控制操作。

具体地，控制终端向主网关发送控制第一个智能灯泡的控制信号，其中控制信号携带第一个智能灯泡的标识码和第一个智能灯泡执行关闭操作的控制指令；主网关接收到控制信号后，判断第一个智能灯泡是否直接与本网关连接，若是，则将控制信号中携带的第一智能灯泡执行关闭操作的控制指令发送至第一个智能灯泡；若否，则将控制信号发送至与第一个智能灯泡连接的从网关；与第一个智能灯泡连接的从网关接收到控制信号后，将控制信号中携带的控制指令发送至第一智能灯泡；第一智能灯泡接收到控制指令后，执行关闭操作。

本发明实施例还提供一种智能家居的控制方法，适用于上述所述的智能家居的控制系统，所述方法包括：

从网关在接收到与其连接的智能家居设备的状态信息后，将与其连接的智能家居设备的状态信息发送至主网关；

主网关在接收到从网关发送的智能家居设备的状态信息或与本主网关连接的智能家居设备的状态信息后，将该智能家居设备的状态信息发送至控制终端。

本发明实施例还提供一种智能家居的控制方法，适用于上述所述的智能家居的控制系统，所述方法由任一从网关执行，包括：

根据预设时间周期向主网关发送检测信号；

判断在每一次发送检测信号后的预设时间段内是否接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号；

若在所述时间段内接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为正常运行状态；

若在所述时间段内未接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为故障状态。

优选地，所述方法还包括：

当确认主网关的运行状态为故障状态时，将本从网关对应的标识信息分别与其余从网关对应的标识信息进行比较；

当本从网关的标识信息的数值均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关作为新的主网关；

当本从网关的标识信息的数值不是均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关仍作为从网关；其中，每一个网关具有唯一对应的标识信息。

由上可见，本发明实施例提供了一种智能家居的控制系统及方法，相比于现有的智能灯控系统，具有以下优点：

(1)本发明的网关不依赖于微功率无线信道和电力线载波信道的通信方式，无需通过智能面板就能够实现网关与智能家居设备之间的通信，有利于降低系统成本；

(2)本发明的智能网关融合多种通信模块，兼容多种通信方式，提高系统的通用性；

(3)本发明通过网关中的至少两个通信模块与至少一个智能家居设备连接，每一个智能家居设备至少与两个网关连接，能够避免网关中其中一个通信模块故障而导致控制信号无法传输的现象，也避免了网关故障而导致控制信号无法传输的现象，提高系统的稳定性；

(4)本发明设有选举机制，能够给避免主网关发生断电或宕机或更新导致系统无法正常工作，进一步提高系统的稳定性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种智能家居的控制系统，其特征在于，包括：控制终端、N个网关、M个智能家居设备；其中，N个网关包括一个主网关和N-1个从网关；所述控制终端通过主网关与每一个从网关相连接；每一个智能家居设备至少与两个网关连接；M≥N≥2；

主网关，用于当接收到所述控制终端发送的控制信号时，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号发送至与待控制智能家居设备对应连接的从网关；

任一从网关，用于当接收到主网关发送的控制信号时，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；

任一从网关，还用于当接收到与本从网关连接的智能家居设备的状态信息时，将与本从网关连接的智能家居设备的状态信息发送至主网关；

主网关，还用于当接收到任一个智能家居设备的状态信息时，将该智能家居设备的状态信息发送至所述控制终端。

2.如权利要求1所述的智能家居的控制系统，其特征在于，主网关与第1个从网关直接连接，主网关通过i个从网关与第i+1个从网关间接连接；其中，i＝1，2，…，N-2。

3.如权利要求1所述的智能家居的控制系统，其特征在于，每一个网关至少包含两种不同的通信模块，每一个网关通过对应的通信模块与至少一个智能家居设备连接；其中，不同的通信模块对应不同的通信方式。

4.如权利要求3所述的智能家居的控制系统，其特征在于，所述通信模块为PLC模块、以太网有线模块、无线通信模块、Zigbee模块、蓝牙模块或Zwave模块。

5.如权利要求4所述的智能家居的控制系统，其特征在于，任一智能家居设备支持以下通信方式中的至少两种：PLC通信方式、以太网有线通信方式、以太网无线通信方式、Zigbee通信方式、蓝牙通信方式、Zwave通信方式。

6.如权利要求4所述的智能家居的控制系统，其特征在于，当任一网关包括PLC模块时，该PLC模块还用于通过电力线链路与其他网关的PLC模块连接；当任一网关包括以太网有线模块时，该以太网有线模块还用于通过有线链路与其他网关的以太网有线模块连接；当任一网关包括无线通信模块时，该无线通信模块还用于通过无线链路与其他网关的无线通信模块连接。

7.如权利要求1所述的智能家居的控制系统，其特征在于，主网关还用于根据控制终端发送的控制信号，判断控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息对应的待控制智能家居设备是否与其连接，若是，则将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；若否，则将控制信号发送至与待控制智能家居设备对应连接的从网关。

8.如权利要求1所述的智能家居的控制系统，其特征在于，任一从网关还用于：

根据预设时间周期向主网关发送检测信号；

判断在每一次发送检测信号后的预设时间段内是否接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号；

若在所述时间段内接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为正常运行状态；

若在所述时间段内未接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为故障状态。

9.如权利要求8所述的智能家居的控制系统，其特征在于，任一从网关，还用于：

当确认主网关的运行状态为故障状态时，将本从网关对应的标识信息分别与其余从网关对应的标识信息进行比较；

当本从网关的标识信息的数值均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关作为新的主网关；

当本从网关的标识信息的数值不是均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关仍作为从网关；其中，每一个网关具有唯一对应的标识信息。

10.一种智能家居的控制方法，其特征在于，适用于如权利要求1-9任一项所述的智能家居的控制系统，所述方法包括：

主网关在接收到控制终端发送的控制信号后，判断控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息对应的待控制智能家居设备是否与其连接，若是，则将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；若否，则将控制信号发送至与待控制智能家居设备对应连接的从网关；

从控网关在接收到主网关发送的控制信号后，根据控制信号中携带的待控制智能家居设备的标识信息，将控制信号中携带的控制指令发送至对应的待控制智能家居设备；

智能家居设备在接收到控制指令后，根据控制指令执行对应的控制操作。

11.一种智能家居的控制方法，其特征在于，适用于如权利要求1-9任一项所述的智能家居的控制系统，所述方法由任一从网关执行，包括：

根据预设时间周期向主网关发送检测信号；

判断在每一次发送检测信号后的预设时间段内是否接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号；

若在所述时间段内接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为正常运行状态；

若在所述时间段内未接收到主网关根据检测信号发送的反馈信号，则确认主网关的运行状态为故障状态。

12.如权利要求11所述的智能家居的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当确认主网关的运行状态为故障状态时，将本从网关对应的标识信息分别与其余从网关对应的标识信息进行比较；

当本从网关的标识信息的数值均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关作为新的主网关；

当本从网关的标识信息的数值不是均大于其余从网关的标识信息的数值时，将本从网关仍作为从网关；其中，每一个网关具有唯一对应的标识信息。

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