CN112433480A - 智能家居系统及其控制方法以及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种智能家居系统及其控制方法以及设备，所述智能家居系统包括：至少一智能终端、至少两个智能家居设备；各智能终端包括BLE mesh通信模块及Wi‑Fi通信模块；各智能家居设备包括BLE mesh通信模块，部分或全部智能家居设备还包括Wi‑Fi通信模块；所述智能终端包括：BLE mesh网络配置模块、Wi‑Fi扫描控制模块及Wi‑Fi代理节点设定模块。本发明提出的智能家居系统及其控制方法以及设备，可提升智能家居设备的连接数量，降低智能家居设备的功耗。

Description

智能家居系统及其控制方法以及设备
技术领域
本发明属于电子信息技术领域，涉及一种智能家居设备，尤其涉及一种智能家居系统及其控制方法以及设备。
背景技术
近几年市场上的智能家居产品呈爆发式增长。大部分智能家居产品通过Wi-Fi连接家中无线路由器。随着智能家居个数的增加，家用无线路由器可连接设备的个数将成为智能家居系统的一个瓶颈。此外，通过Wi-Fi接入的智能家居在功耗上也会相对较高。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的家电系统，以便克服现有家电系统存在的上述至少部分缺陷。
发明内容
本发明提供一种智能家居系统及其控制方法以及设备，可提升智能家居设备的连接数量，降低智能家居设备的功耗。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，采用如下技术方案：
一种智能家居系统，所述智能家居系统包括：至少一智能终端、至少两个智能家居设备；
各智能终端包括BLE mesh通信模块及Wi-Fi通信模块；各智能家居设备包括BLEmesh通信模块及Wi-Fi通信模块；
所述智能终端包括：
BLE mesh网络配置模块，用以对各智能家居设备进行设置，选择至少一智能家居设备作为BLE mesh的代理设备；
Wi-Fi扫描控制模块，用以向各智能家居设备发送命令，控制其扫描周边的Wi-Fi路由器，并控制各智能家居设备将扫描结果返回给所述智能终端；
Wi-Fi代理节点设定模块，用以从各智能家居设备中选取至少一个包括Wi-Fi通信模块的智能家居设备作为Wi-Fi代理节点，并通过BLE mesh通信模块将Wi-Fi路由器的标识及验证密码发送给所述智能家居设备，并控制其进行连接Wi-Fi路由器的操作；
所述智能家居系统还包括：
稳定性获取模块，用以获取各Wi-Fi代理节点与Wi-Fi路由器之间连接稳定性的评估数据；
Wi-Fi代理节点更换决策模块，用以根据设定策略判断是否需要更换各Wi-Fi代理节点；
设备分类控制模块，用以根据各智能家居设备对传输数据量需求的大小对智能家居设备进行分类；若智能家居设备对传输数据量的需求低于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过BLE mesh通信模块与外界连接；若智能家居设备对传输数据量的需求高于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过Wi-Fi通信模块与外界连接。
根据本发明的另一个方面，采用如下技术方案：一种智能家居系统，所述智能家居系统包括：至少一智能终端、至少两个智能家居设备；
各智能终端包括BLE mesh通信模块及Wi-Fi通信模块；各智能家居设备包括BLEmesh通信模块，部分或全部智能家居设备还包括Wi-Fi通信模块；
所述智能终端包括：
BLE mesh网络配置模块，用以对各智能家居设备进行设置，选择至少一智能家居设备作为BLE mesh的代理设备；
Wi-Fi扫描控制模块，用以向各智能家居设备发送命令，控制其扫描周边的Wi-Fi路由器，并控制各智能家居设备将扫描结果返回给所述智能终端；
Wi-Fi代理节点设定模块，用以从各智能家居设备中选取至少一个包括Wi-Fi通信模块的智能家居设备作为Wi-Fi代理节点，并通过BLE mesh通信模块将Wi-Fi路由器的标识及验证密码发送给所述智能家居设备，并控制其进行连接Wi-Fi路由器的操作。
作为本发明的一种实施方式，所述智能家居系统还包括：
稳定性获取模块，用以获取各Wi-Fi代理节点与Wi-Fi路由器之间连接稳定性的评估数据；Wi-Fi代理节点更换决策模块，用以根据设定策略判断是否需要更换各Wi-Fi代理节点。
作为本发明的一种实施方式，各智能家居设备包括BLE mesh通信模块及Wi-Fi通信模块；所述智能家居系统还包括：
设备分类控制模块，用以根据各智能家居设备对传输数据量需求的大小对智能家居设备进行分类；若智能家居设备对传输数据量的需求低于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过BLE mesh通信模块与外界连接；若智能家居设备对传输数据量的需求高于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过Wi-Fi通信模块与外界连接。
根据本发明的又一个方面，采用如下技术方案：一种上述智能家居系统的控制方法，所述控制方法包括：
所述智能终端通过BLE mesh网络配置模块对各智能家居设备进行设置，选择至少一智能家居设备作为BLE mesh的代理设备；
所述智能终端通过Wi-Fi扫描控制模块向各智能家居设备发送命令，控制其扫描周边的Wi-Fi路由器，并控制各智能家居设备将扫描结果返回给所述智能终端；
所述智能终端通过Wi-Fi代理节点设定模块从各智能家居设备中选取至少一个包括Wi-Fi通信模块的智能家居设备作为Wi-Fi代理节点，并通过BLE mesh通信模块将Wi-Fi路由器的标识及验证密码发送给所述智能家居设备，并控制其进行连接Wi-Fi路由器的操作。
作为本发明的一种实施方式，所述控制方法还包括：
稳定性获取模块获取各Wi-Fi代理节点与Wi-Fi路由器之间连接稳定性的评估数据；
Wi-Fi代理节点更换决策模块根据设定策略判断是否需要更换各Wi-Fi代理节点。
作为本发明的一种实施方式，所述控制方法还包括：设备分类控制模块根据各智能家居设备对传输数据量需求的大小对智能家居设备进行分类；若智能家居设备对传输数据量的需求低于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过BLE mesh通信模块与外界连接；若智能家居设备对传输数据量的需求高于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过Wi-Fi通信模块与外界连接。
作为本发明的一种实施方式，所述控制方法进一步包括：在各智能家居设备已经连接Wi-Fi的情况下：
所述智能终端包括手机，选择手机作为BLE mesh配置方，通过基于BLE连接的组网PB-GATT方式对所有智能家居设备依次进行设置操作；或者，
选取至少一个智能家居设备作为BLE mesh配置方，通过基于BLE广播的组网PB-ADV方式对Wi-Fi局域网中的所有智能家居设备依次进行设置操作。
根据本发明的又一个方面，采用如下技术方案：一种智能家居控制方法的设备，所述设备包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行计算机程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发所述设备执行上述的方法。
本发明的有益效果在于：本发明提出的智能家居系统及其控制方法以及设备，可提升智能家居设备的连接数量(解决家用无线路由器可连接设备个数的瓶颈)，降低智能家居设备的功耗。
附图说明
图1为本发明一实施例中智能家居系统的组成示意图。
图2为本发明一实施例中智能家居系统的组成示意图。
图3为现有技术中典型的智能家居系统的组成示意图。
图4为本发明一实施例中智能家居系统的组成示意图。
图5为本发明一实施例中智能家居系统的组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
该部分的描述只针对几个典型的实施例，本发明并不仅局限于实施例描述的范围。相同或相近的现有技术手段与实施例中的一些技术特征进行相互替换也在本发明描述和保护的范围内。
说明书中各个实施例中的步骤的表述只是为了方便说明，本申请的实现方式不受步骤实现的顺序限制。说明书中的“连接”既包含直接连接，也包含间接连接。说明书中的多个指两个以上(包含两个)。
本发明揭示了一种智能家居系统，图1、图2为本发明一实施例中智能家居系统的组成示意图；请参阅图1、图2，所述智能家居系统包括：至少一智能终端1、至少两个智能家居设备2。各智能终端1包括BLE mesh通信模块及Wi-Fi通信模块；各智能家居设备2包括BLEmesh通信模块及Wi-Fi通信模块。
图5为本发明一实施例中智能家居系统的组成示意图；请参阅图5，所述智能终端1包括：BLE mesh网络配置模块101、Wi-Fi扫描控制模块102及Wi-Fi代理节点设定模块103。BLE mesh网络配置模块101用以对各智能家居设备进行设置，选择至少一智能家居设备作为BLE mesh的代理设备。Wi-Fi扫描控制模块102用以向各智能家居设备发送命令，控制其扫描周边的Wi-Fi路由器，并控制各智能家居设备将扫描结果返回给所述智能终端1。Wi-Fi代理节点设定模块103用以从各智能家居设备中选取至少一个包括Wi-Fi通信模块的智能家居设备作为Wi-Fi代理节点，并通过BLE mesh通信模块将Wi-Fi路由器的标识及验证密码发送给所述智能家居设备，并控制其进行连接Wi-Fi路由器的操作。
所述智能家居系统还可以包括：稳定性获取模块、Wi-Fi代理节点更换决策模块及设备分类控制模块。
所述稳定性获取模块用以获取各Wi-Fi代理节点与Wi-Fi路由器之间连接稳定性的评估数据，可以在各智能家居设备处分别设置稳定性评估单元，稳定性获取模块能获取各智能家居设备评估的稳定性数据。所述Wi-Fi代理节点更换决策模块用以根据设定策略判断是否需要更换各Wi-Fi代理节点。所述稳定性获取模块及Wi-Fi代理节点更换决策模块可以设置于各智能家居设备，也可以设置于一主控设备(用来控制各智能家居设备)。
设备分类控制模块用以根据各智能家居设备对传输数据量需求的大小对智能家居设备进行分类；若智能家居设备对传输数据量的需求低于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过BLE mesh通信模块与外界连接；若智能家居设备对传输数据量的需求高于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过Wi-Fi通信模块与外界连接。
本发明还揭示一种上述智能家居系统的控制方法，所述控制方法包括：
所述智能终端通过BLE mesh网络配置模块对各智能家居设备进行设置，选择至少一智能家居设备作为BLE mesh的代理设备；
所述智能终端通过Wi-Fi扫描控制模块向各智能家居设备发送命令，控制其扫描周边的Wi-Fi路由器，并控制各智能家居设备将扫描结果返回给所述智能终端；
所述智能终端通过Wi-Fi代理节点设定模块从各智能家居设备中选取至少一个包括Wi-Fi通信模块的智能家居设备作为Wi-Fi代理节点，并通过BLE mesh通信模块将Wi-Fi路由器的标识及验证密码发送给所述智能家居设备，并控制其进行连接Wi-Fi路由器的操作。
在本发明的一实施例中，所述控制方法还包括：稳定性获取模块获取各Wi-Fi代理节点与Wi-Fi路由器之间连接稳定性的评估数据。Wi-Fi代理节点更换决策模块根据设定策略判断是否需要更换各Wi-Fi代理节点。
在一实施例中，所述控制方法还可以包括：设备分类控制模块根据各智能家居设备对传输数据量需求的大小对智能家居设备进行分类；若智能家居设备对传输数据量的需求低于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过BLE mesh通信模块与外界连接；若智能家居设备对传输数据量的需求高于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过Wi-Fi通信模块与外界连接。
此外，所述控制方法进一步包括：在各智能家居设备已经连接Wi-Fi的情况下：所述智能终端包括手机，选择手机作为BLE mesh配置方，通过PB-GATT(基于BLE连接的组网)方式对所有智能家居设备依次进行设置操作；或者，选取至少一个智能家居设备作为BLEmesh配置方，通过PB-ADV(基于BLE广播的组网)方式对Wi-Fi局域网中的所有智能家居设备依次进行设置操作。
在本发明的一种使用场景中，请参阅图1，首先通过手机对BLE mesh网络进行provisioning(设置)。手机作为BLE mesh provisioner(配置方)，通过PB-GATT方式对所有智能家电设备依次进行provisioning操作。手机可以选择任意一个智能家电设备作为BLEmesh proxy设备。
Provisioning过程结束后，手机发送命令给各个智能家电设备，控制其扫描周边的Wi-Fi路由器，并将扫描结果返回给手机。手机选取其中一个智能家电设备作为“Wi-Fi代理节点”，并通过BLE mesh将Wi-Fi路由器的标识SSID和验证密码PASSWORD发送给该设备，并控制其进行连接Wi-Fi路由器的操作。
该智能家电设备成功连接Wi-Fi路由器后，会和云服务建立连接。此时，手机和BLEmesh proxy设备之间的连接可以断开，系统示意图变成图2所示。
请参阅图2，当手机想要和BLE mesh网络中的设备进行通信，会将信息先发送到云端，再发送给“Wi-Fi代理节点”。“Wi-Fi代理节点”会将该信息转换成BLE mesh报文格式并发送到BLE mesh网络中。反之，当“Wi-Fi代理节点”接收到BLE mesh网络中目标地址是BLEmesh provisioner的报文时，会将该报文的信息通过Wi-Fi发送到云端，再发送给手机。
BLE mesh网路中哪个设备作为“Wi-Fi代理节点”，是可以动态调整的。例如当前“Wi-Fi代理节点”出现信号不稳定，或者BLE mesh网络中出现了一个更适合充当“Wi-Fi代理节点”的设备。BLE mesh网络中的各个设备可以通过某种策略不定时或定时评估各自和Wi-Fi路由器之间的连接稳定性，并将这些信息共享给BLE mesh网络中的所有设备。BLEmesh网络中的所有设备按照设定的策略决定是否需要更换“Wi-Fi代理节点”。
在某些场景下，也可以存在多个“Wi-Fi代理节点”同时存在的情况。当手机想要和BLE mesh网络中的设备进行通信，系统可以动态选择使用其中某一个“Wi-Fi代理节点”进行数据转发。
图3揭示了典型的基于Wi-Fi的智能家居系统，所有智能家居设备通过Wi-Fi连接到Wi-Fi路由器。但是大部分智能家居设备(比如微波炉)并没有大数据量传输需求，这种情况下可以将不需要大数量传输的设备转换为BLE mesh连接，而需要大数量传输的设备(比如智能电视)仍然保持Wi-Fi连接。同时，保持Wi-Fi连接的设备(一个或多个)可以作为Wi-Fi代理节点，如图4所示。
在已经连接Wi-Fi的前提下，组建BLE mesh网络的方式可以有多种方式：(1)手机作为BLE mesh provisioner，通过PB-GATT方式对所有智能家电设备依次进行provisioning操作；(2)选取其中一个智能家居设备作为BLE mesh provisioner，通过PB-ADV方式对该Wi-Fi局域网中的所有智能家电设备依次进行provisioning操作。
当个别无Wi-Fi连接的设备有大数据量传输需求时(比如微波炉需要更新固件)，可以动态开启Wi-Fi连接，在完成固件更新后断开Wi-Fi连接，使用BLE mesh进行通讯。
本发明揭示一种智能家居控制方法的设备，所述设备包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行计算机程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发所述设备执行上述的方法。
综上所述，本发明提出的智能家居系统及其控制方法以及设备，可提升智能家居设备的连接数量(解决家用无线路由器可连接设备个数的瓶颈)，降低智能家居设备的功耗。
需要注意的是，本申请可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施；例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一些实施例中，本申请的软件程序可以通过处理器执行以实现上文步骤或功能。同样地，本申请的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中；例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本申请的一些步骤或功能可采用硬件来实现；例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。实施例中所涉及的效果或优点可因多种因素干扰而可能不能在实施例中体现，对于效果或优点的描述不用于对实施例进行限制。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (9)

1.一种智能家居系统，其特征在于，所述智能家居系统包括：至少一智能终端、至少两个智能家居设备；
各智能终端包括BLE mesh通信模块及Wi-Fi通信模块；各智能家居设备包括BLE mesh通信模块及Wi-Fi通信模块；
所述智能终端包括：
BLE mesh网络配置模块，用以对各智能家居设备进行设置，选择至少一智能家居设备作为BLE mesh的代理设备；
Wi-Fi扫描控制模块，用以向各智能家居设备发送命令，控制其扫描周边的Wi-Fi路由器，并控制各智能家居设备将扫描结果返回给所述智能终端；
Wi-Fi代理节点设定模块，用以从各智能家居设备中选取至少一个包括Wi-Fi通信模块的智能家居设备作为Wi-Fi代理节点，并通过BLE mesh通信模块将Wi-Fi路由器的标识及验证密码发送给所述智能家居设备，并控制其进行连接Wi-Fi路由器的操作；
所述智能家居系统还包括：
稳定性获取模块，用以获取各Wi-Fi代理节点与Wi-Fi路由器之间连接稳定性的评估数据；
Wi-Fi代理节点更换决策模块，用以根据设定策略判断是否需要更换各Wi-Fi代理节点；
设备分类控制模块，用以根据各智能家居设备对传输数据量需求的大小对智能家居设备进行分类；若智能家居设备对传输数据量的需求低于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过BLE mesh通信模块与外界连接；若智能家居设备对传输数据量的需求高于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过Wi-Fi通信模块与外界连接。
2.一种智能家居系统，其特征在于，所述智能家居系统包括：至少一智能终端、至少两个智能家居设备；
各智能终端包括BLE mesh通信模块及Wi-Fi通信模块；各智能家居设备包括BLE mesh通信模块，部分或全部智能家居设备还包括Wi-Fi通信模块；
所述智能终端包括：
BLE mesh网络配置模块，用以对各智能家居设备进行设置，选择至少一智能家居设备作为BLE mesh的代理设备；
Wi-Fi扫描控制模块，用以向各智能家居设备发送命令，控制其扫描周边的Wi-Fi路由器，并控制各智能家居设备将扫描结果返回给所述智能终端；
Wi-Fi代理节点设定模块，用以从各智能家居设备中选取至少一个包括Wi-Fi通信模块的智能家居设备作为Wi-Fi代理节点，并通过BLE mesh通信模块将Wi-Fi路由器的标识及验证密码发送给所述智能家居设备，并控制其进行连接Wi-Fi路由器的操作。
3.根据权利要求2所述的智能家居系统，其特征在于：
所述智能家居系统还包括：
稳定性获取模块，用以获取各Wi-Fi代理节点与Wi-Fi路由器之间连接稳定性的评估数据；
Wi-Fi代理节点更换决策模块，用以根据设定策略判断是否需要更换各Wi-Fi代理节点。
4.根据权利要求2所述的智能家居系统，其特征在于：
各智能家居设备包括BLE mesh通信模块及Wi-Fi通信模块；
所述智能家居系统还包括：设备分类控制模块，用以根据各智能家居设备对传输数据量需求的大小对智能家居设备进行分类；若智能家居设备对传输数据量的需求低于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过BLE mesh通信模块与外界连接；若智能家居设备对传输数据量的需求高于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过Wi-Fi通信模块与外界连接。
5.一种权利要求1至4任一所述智能家居系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
所述智能终端通过BLE mesh网络配置模块对各智能家居设备进行设置，选择至少一智能家居设备作为BLE mesh的代理设备；
所述智能终端通过Wi-Fi扫描控制模块向各智能家居设备发送命令，控制其扫描周边的Wi-Fi路由器，并控制各智能家居设备将扫描结果返回给所述智能终端；
所述智能终端通过Wi-Fi代理节点设定模块从各智能家居设备中选取至少一个包括Wi-Fi通信模块的智能家居设备作为Wi-Fi代理节点，并通过BLE mesh通信模块将Wi-Fi路由器的标识及验证密码发送给所述智能家居设备，并控制其进行连接Wi-Fi路由器的操作。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：
所述控制方法还包括：
稳定性获取模块获取各Wi-Fi代理节点与Wi-Fi路由器之间连接稳定性的评估数据；
Wi-Fi代理节点更换决策模块根据设定策略判断是否需要更换各Wi-Fi代理节点。
7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：
所述控制方法还包括：设备分类控制模块根据各智能家居设备对传输数据量需求的大小对智能家居设备进行分类；若智能家居设备对传输数据量的需求低于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过BLE mesh通信模块与外界连接；若智能家居设备对传输数据量的需求高于设定阈值，则控制所述智能家居设备通过Wi-Fi通信模块与外界连接。
8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：
所述控制方法进一步包括：在各智能家居设备已经连接Wi-Fi的情况下：
所述智能终端包括手机，选择手机作为BLE mesh配置方，通过基于BLE连接的组网PB-GATT方式对所有智能家居设备依次进行设置操作；或者，
选取至少一个智能家居设备作为BLE mesh配置方，通过基于BLE广播的组网PB-ADV方式对Wi-Fi局域网中的所有智能家居设备依次进行设置操作。
9.一种智能家居控制方法的设备，其特征在于：所述设备包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行计算机程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发所述设备执行权利要求5至8中任一项所述的方法。
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