CN112511392B - 智能家居网络Combo设备网关选择方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家居网络Combo设备网关选择方法及控制系统，包括：本地控制端将Combo设备加入本地网络；本地控制端收集本地网络中的Combo设备信息，并将其上报至云服务器，所述Combo设备信息至少包括Combo设备的数量、网络信号强度；云服务器根据所述信息在Combo设备中计算仲裁出一个网关设备和一个备选网关设备，并将剩下的Combo设备设置为非网关设备；云服务器在与所述网关设备与备选网关设备保持通信连接的情况下，按照预设的时间顺序和/或下发数据采集命令轮流与所述非网关设备建立通信连接。本发明可解决智能家居系统中路由器承载数量的限制问题，又能达到快速批量配置多个设备的目的，以及避免设备过多时Mesh网络风暴的产生。

Description

智能家居网络Combo设备网关选择方法及控制系统

技术领域

本发明涉及智能家居组网技术，尤其涉及一种智能家居网络Combo设备动态网关选择方法及智能家居控制系统。

背景技术

智能家居是指一整套便捷的家庭设备和设置，可以使用移动设备或其他网络设备通过本地连接或者远程连接，从任何地方手动或者自动控制智能家居中的设备，从而允许用户控制诸如空调、电饭煲、照明和家庭影院等功能。

智能家居的核心是“物物互联”，物与物之间通过有线通讯技术或者无线通讯技术连接。现有的无线通讯协议，如蓝牙Mesh等，只具有本地连接能力，并不具有远程交互的能力，所以如果想远程控制此类智能设备时，需要由诸如WiFi智能网关之类的设备，该设备一端连接本地无线网络（比如蓝牙Mesh），另一端通过WiFi连接路由器，才能让此类智能设备具有远程控制的能力。因此，市面上出现同时具有多种无线通讯协议的WiFi智能网关产品，作为智能家居系统中的专用产品存在，使得只有本地连接能力的智能家居设备具有了远程控制的能力。

但智能家居系统中，WiFi智能网关作为一个独立存在的设备，就需要用户单独购买，不仅会增加用户的智能家居购买和布设成本，也增加了智能家居系统的维护成本，并增大了因单一的网关设备故障而导致系统崩溃的风险。因此，智能家居系统亟待解决上述问题。

同时具有WiFi+蓝牙Mesh技术的Combo芯片的出现及其越来越低的价格，智能家居系统中也出现越来越多的使用Combo芯片的设备。使用Combo芯片的智能设备称为Combo设备，这些设备可以是灯、插座、冰箱、空调等家居产品，与原来的蓝牙Mesh设备一起，组成新的智能家居系统。Combo设备类似于WiFi智能网关，具有网关能力，也就是说，既具有本地蓝牙Mesh网络的连接能力，属于本地蓝牙Mesh网络的一部分，又具有WiFi连接能力，可以通过路由器连接到智能家居云服务器，同时，可以上传其它蓝牙Mesh设备的状态到云端，也可以将接收到的来自云端的控制指令下达给其它蓝牙Mesh设备。蓝牙Mesh设备可以通过任何一个Combo设备具备了连接到智能家居云服务的能力。

然而，发明人发现，当智能家居系统中存在多个Combo设备都与云服务器交互时，同一条蓝牙Mesh消息会经由多个Combo设备重复上报给云服务器或者下发给设备端，既浪费了云服务器的资源，也极易造成本地蓝牙Mesh网络的网络风暴。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能家居网络Combo设备动态网关选择方法，以解决智能家居系统中路由器承载数量的限制问题，又能达到快速批量配置多个设备的目的，以及避免Combo设备过多时Mesh网络风暴的产生。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种智能家居网络Combo设备网关选择方法，包括以下步骤：

本地控制端将Combo设备加入本地网络；

本地控制端收集本地网络中的Combo设备信息，并将其上报至云服务器，所述Combo设备信息至少包括Combo设备的数量、设备状态、网络信号强度和与该Combo设备间隔预设跳数的其他Combo设备信息；

云服务器根据所述信息在Combo设备中计算仲裁出一个网关设备和一个备选网关设备，并将剩下的Combo设备设置为非网关设备；

所述云服务器在与所述网关设备与备选网关设备保持通信连接的情况下，按照预设的时间顺序和/或下发数据采集命令轮流与所述非网关设备建立通信连接；

其中，按照预设的时间顺序轮流与所述非网关设备建立通信连接具体包括：

在配网或上电时，为每个接入本地网络的非网关设备分配一个连接等待时间；

所述非网关设备根据该连接等待时间启动计时，每台非网关设备计时结束后，均向本地网络的其他非网关设备发送一个查询消息，其他非网关设备收到该查询消息后，中止计时；

计时结束的非网关设备若查询到当前连接路由器的Combo设备数量不超过2个，则通过路由器与云服务器建立通信连接，将本设备的数据上报给云服务器；

数据上报完成后，断开当前非网关设备与云服务器的连接，并通知本地网络的其他非网关设备继续计时。

在一些可能的实施方式中，下发数据采集命令轮流与所述非网关设备建立通信连接具体包括：

云服务器按照预设的时间间隔或在预设的触发条件下向网关设备下发数据采集命令；

网关设备接收到所述数据采集命令后，收集本设备的Combo设备信息上报给云服务器，并按照预设的顺序通知本地网络的每个Combo设备执行数据上报任务；

所述执行数据上报任务具体包括：

发送查询消息，查询当前连接路由器的Combo设备数量是否不超过2个，若是，则通过路由器与云服务器建立通信连接，将本设备的Combo设备信息上报给云服务器；

每个Combo设备完成数据上报后，即断开与云服务器的通信连接，并触发下一个Combo设备执行数据上报任务，直到本地网络中所有Combo设备完成数据上报。

在一些可能的实施方式中，所述轮流与所述非网关设备建立通信连接还包括：

若在同一个响应时间段内，一台Combo设备既发送了查询信息，又收到了来自其它Combo设备的查询信息，则在至少两台同一个响应时间段内发送查询消息的Combo设备中仲裁出一台Combo设备继续当前操作、其余Combo设备中断当前操作。

在一些可能的实施方式中，所述在至少两台同一个响应时间段内发送查询消息的Combo设备中仲裁出一台Combo设备具体包括：

第一比较各Combo设备在配网时被分配的连接等待时间的顺序，根据该顺序确定一台继续当前操作的设备；

若符合第一比较结果的设备超过一台，则在符合第一比较结果的设备中进一步比较各设备已发送查询消息的次数，根据该次数确定一台继续当前操作的设备。

在一些可能的实施方式中，所述仲裁出一个网关设备和一个备选网关设备包括：

在本地网络无网关设备和备选网关设备的情况下，云服务器将第一个与其建立通信连接的Combo设备设置为网关设备；

云服务器与本地网络的第二台Combo设备建立通信连接后，比较第一个和第二个与其建立通信连接的Combo设备的网络信号强度；

根据比较结果，将网络信号较强的Combo设备设置为网关设备，将另一Combo设备设置为备选网关设备。

在一些可能的实施方式中，所述方法还包括：

云服务器接收到本地网络的Combo设备信息后，根据所述Combo设备信息计算出每台Combo设备的选择顺序，根据所述选择顺序确定网关设备和/或备选网关设备，并将网关优先选择顺序列表发送至各Combo设备；

检测本地网络的Combo设备数量是否发生变化，若是，则根据当前Combo设备的Combo设备信息重新计算和更新每台Combo设备的选择顺序，并将更新后的网关优先选择顺序列表发送至各Combo设备；

在所述本地网络的Combo设备数量减少的情况下，判断减少的Combo设备是否为网关设备或备选网关设备，若是，则根据更新后的网关优先选择顺序列表重新确定网关设备和/或备选网关设备；

若云服务器或网关设备在预设的响应时间内无法获得其请求的Combo设备响应，则按照所述网关优先选择顺序列表顺序切换到请求下一个Combo设备响应。

在一些可能的实施方式中，还包括以下步骤：

在检测到本地网络无网关设备的情况下，检查是否存在所述网关优先选择顺序列表，若是，则按照所述列表中的选择顺序直接将下一个Combo设备设置为网关设备，若否，则执行所述仲裁出一个网关设备和一个备选网关设备步骤。

在一些可能的实施方式中，该方法还包括：

对于网关设备和备选网关设备，在其通过路由器与云服务器建立通信连接后，向本地控制端发送对应的设备配网成功消息；

对于非网关设备，云服务器接收到该设备的信息后，即向本地控制端发送对应的配网成功消息。

相应地，本发明还公开了一种智能家居控制系统，该系统采用如上所述的方法进行网关选择。

在一些可能的实施方式中，所述本地网络为Mesh网络，所述本地控制端为手机APP。

本发明具有以下技术效果：本发明实施例通过利用云服务器对智能家居网络中的Combo设备进行动态网关设置，将本地网络中的Combo设备分为网关设备、备选网关设备和非网关设备，并按照预设的时间间隔和/或直接下发数据采集指令与非网关设备进行通信连接，从而避免了多个设备长时间连接路由器导致承载数量上限而不能接入更多设备的问题；且既能减少单独购买网关成本，又不会容易因网关故障而导致蓝牙Mesh设备无法控制；本发明还解决了由于多个Combo设备作为网关而引入的网络风暴问题，又优化了蓝牙Mesh设备接入云服务的方式，提高了蓝牙Mesh网络无线通讯的质量，使得用户得到更为可靠的智能家居系统。

附图说明

图1是本发明的智能家居网络Combo设备网关选择方法一个实施例的中配网流程示意图。

图2是本发明的智能家居网络Combo设备网关选择方法一个实施例中Combo设备与路由器的常态连接状态示意图。

图3是本发明的智能家居网络Combo设备网关选择方法一个实施例中按照预设的时间顺序轮流与所述非网关设备建立通信连接的流程示意图。

图4是本发明的智能家居网络Combo设备网关选择方法一个实施例中网关设备离线处理流程示意图。

图5是本发明的智能家居网络Combo设备网关选择方法一个实施例中独立本地网络的处理机制示意图。

图6是本发明的智能家居网络Combo设备网关选择方法一个实施例中任一Combo设备的网关选择流程示意图。

图7是本发明的智能家居网络Combo设备网关选择方法一个实施例中云服务器动态设置网关设备的流程示意图。

图8是本发明的智能家居网络Combo设备网关选择方法一个实施例中任一网关设备处理上报数据的流程示意图。

图9是本发明的智能家居网络Combo设备网关选择方法一个实施例中任一非网关设备处理上报数据的流程示意图。

图10是本发明的智能家居网络Combo设备网关选择方法一个实施例中检测到任一Combo设备离线后的处理流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案特点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供的一种智能家居网络Combo设备动态网关选择方法的一个实施例，主要可包括以下步骤：

本地控制端将Combo设备加入本地网络；

本地控制端收集本地网络中的Combo设备信息，并将其上报至云服务器，所述Combo设备信息至少包括Combo设备的数量、设备状态、网络信号强度和与该Combo设备间隔预设跳数的其他Combo设备信息；

云服务器根据所述信息在Combo设备中计算仲裁出一个网关设备和一个备选网关设备，并将剩下的Combo设备设置为非网关设备；

所述云服务器在与所述网关设备与备选网关设备保持通信连接的情况下，按照预设的时间顺序和/或下发数据采集指令轮流与所述非网关设备建立通信连接；

其中，按照预设的时间顺序轮流与所述非网关设备建立通信连接具体包括：

在配网或上电时，为每个接入本地网络的非网关设备分配一个连接等待时间；

所述非网关设备根据该连接等待时间启动计时，每台非网关设备计时结束后，均向本地网络的其他非网关设备发送一个查询消息，其他非网关设备收到该查询消息后，中止计时；

计时结束的非网关设备若查询到当前连接路由器的Combo设备数量不超过2个，则通过路由器与云服务器建立通信连接，将本设备的数据上报给云服务器；

数据上报完成后，断开当前非网关设备与云服务器的连接，并通知本地网络的其他非网关设备继续计时。

在一些可能的实施方式中，下发数据采集指令轮流与所述非网关设备建立通信连接可具体包括：

云服务器按照预设的时间间隔或在预设的触发条件下向网关设备下发数据采集命令；

网关设备接收到所述数据采集命令后，收集本设备的Combo设备信息上报给云服务器，并按照预设的顺序通知本地网络的每个Combo设备执行数据上报任务；

所述执行数据上报任务具体包括：

发送查询消息，查询当前连接路由器的Combo设备数量是否不超过2个，若是，则通过路由器与云服务器建立通信连接，将本设备的Combo设备信息上报给云服务器；

每个Combo设备完成数据上报后，即断开与云服务器的通信连接，并触发下一个Combo设备执行数据上报任务，直到本地网络中所有Combo设备完成数据上报。

在一些可能的实施方式中，所述轮流与所述非网关设备建立通信连接还包括：

若在同一个响应时间段内，一台Combo设备既发送了查询信息，又收到了来自其它Combo设备的查询信息，则在至少两台同一个响应时间段内发送查询消息的Combo设备中仲裁出一台Combo设备继续当前操作、其余Combo设备中断当前操作。

在一些可能的实施方式中，所述在至少两台同一个响应时间段内发送查询消息的Combo设备中仲裁出一台Combo设备具体包括：

第一比较各Combo设备在配网时被分配的连接等待时间的顺序，根据该顺序确定一台继续当前操作的设备；

若符合第一比较结果的设备超过一台，则在符合第一比较结果的设备中进一步比较各设备已发送查询消息的次数，根据该次数确定一台继续当前操作的设备。

在一些可能的实施方式中，所述仲裁出一个网关设备和一个备选网关设备包括：

在本地网络无网关设备和备选网关设备的情况下，云服务器将第一个与其建立通信连接的Combo设备设置为网关设备；

云服务器与本地网络的第二台Combo设备建立通信连接后，比较第一个和第二个与其建立通信连接的Combo设备的网络信号强度；

根据比较结果，将网络信号较强的Combo设备设置为网关设备，将另一Combo设备设置为备选网关设备。

在一些可能的实施方式中，所述方法还包括：

云服务器接收到本地网络的Combo设备信息后，根据所述Combo设备信息计算出每台Combo设备的选择顺序，根据所述选择顺序确定网关设备和/或备选网关设备，并将网关优先选择顺序列表发送至各Combo设备；

检测本地网络的Combo设备数量是否发生变化，若是，则根据当前Combo设备的Combo设备信息重新计算和更新每台Combo设备的选择顺序，并将更新后的网关优先选择顺序列表发送至各Combo设备；

在所述本地网络的Combo设备数量减少的情况下，判断减少的Combo设备是否为网关设备或备选网关设备，若是，则根据更新后的网关优先选择顺序列表重新确定网关设备和/或备选网关设备；

若云服务器或网关设备在预设的响应时间内无法获得其请求的Combo设备响应，则按照所述网关优先选择顺序列表顺序切换到请求下一个Combo设备响应。

在一些可能的实施方式中，还可包括以下步骤：

在检测到本地网络无网关设备的情况下，检查是否存在所述网关优先选择顺序列表，若是，则按照所述列表中的选择顺序直接将下一个Combo设备设置为网关设备，若否，则执行所述仲裁出一个网关设备和一个备选网关设备步骤。

在一些可能的实施方式中，该方法还包括：

对于网关设备和备选网关设备，在其通过路由器与云服务器建立通信连接后，向本地控制端发送对应的设备配网成功消息；

对于非网关设备，云服务器接收到该设备的信息后，即向本地控制端发送对应的配网成功消息。

相应地，本发明提供的智能家居控制系统的一个实施例，可采用如前述实施例所记载的方法进行动态网关选择。

在一些可能的实施方式中，所述本地网络为Mesh网络，所述本地控制端为手机APP。

下面以WiFi网络作为远程通信网络，蓝牙Mesh网络作为本地通信网络，手机APP作为本地控制端为例，结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

Combo设备的WiFi网络作为远程通信方式，Mesh网络作为本地通信方式，Combo设备可以是与单Mesh设备同一类产品，也可以是其他类型产品，只要在同一个Mesh网络，单Mesh设备便无需专用网关来远程控制，本发明实施例不局限于固定设备作为网关，可以根据周围设备情况动态切换，减少购买单独网关的费用，同时也可避免一个网关设备故障后无法使用问题。

在嵌入式智能家居系统中，作为终端产品，处理器计算能力是比较有限的，不宜处理过于复杂的运算。由于Mesh网络采用的是“网络泛洪（flooding）”方式来发布和中继消息，因此Mesh网络中不宜大量设备在同一时间段发送大量数据。智能家居系统中设备数量多时，通过终端设备Mesh网络短时间内采集好数据并计算选出网关设备对处理器要求高，容易出现Mesh网络风暴，故而本发明采用由云服务器以计算仲裁网关为主，终端设备以事件触发逻辑为主。

通常家用路由器的承载数量是有限的，所以不可能过多设备都一直连接着路由器，本发明采用设备限定连接路由器数量，根据需要才切换去连接，无需担心网关设备故障时无法使用，以及减小路由器压力。

如果采用终端设备来计算选出网关，会出现一个比较严重的问题，就是当出现设备节点区域成为孤立Mesh网络节点区域时，就无法与其他区域设备进行Mesh通信，如果这些设备没有连接服务器，本地Mesh网络不管如何选取网关，都不可能远程控制这些设备。本发明采用云服务器计算，知道所有设备信息，可以计算出这种情况，通知本地控制端来设置网关，同时这些孤立Mesh网络节点也会查检网关是否存在，无网关时主动切换为网关，有网关后云服务器可以随时优化网络结构。

为了快速决策出最优网关，使用户能够配网完后即可进行使用，所以在首次添加Combo设备时，配网阶段第一个配网成功的Combo设备云服务器直接设置为网关，第二个配网成功的Combo设备云服务器将依据两者信号强度优劣重新设置网关，每一个设备配网时都会上报WiFi信号强度，云服务器用于参与计算出最优的Combo设备作为网关。

配网过程中，前两个Combo设备必须连接上服务器后才会进行下一个的配网，之后的Combo设备Mesh入网成功后收到配网信息即可完成配网，在随后的时间里再去连接WiFi和云服务器，这样在设备多时既节约了配网时间，又避免了路由器的承载数量限制连接。

两个Combo设备常态连接WiFi和云服务器，其中一个为网关，另一个为备选网关，而配网时未连接WiFi和云服务器的Combo设备则会逐个去连接WiFi和云服务器。第3个Combo设备只会短暂一段时间连接WiFi和云服务器，上报数据后便自动断开，下一个才能连接，每个未连接WiFi和云服务器的Combo设备在配网时都配置有当前这一批设备的连接等待时间，Combo设备根据此时间顺序进行逐个连接WiFi和云服务器，可设置每个设备连接WiFi超时时间，如1分钟未能连接上WiFi则停止此设备重连，还可设置Combo设备的配网超时时间，如3分钟未能连接上云服务器则自动复位此设备。

Combo设备的网关功能由云服务器计算并指定，设置网关时会下发一个网关优先选择的顺序列表，顺序排第一为网关，第二备选网关，之后顺序的Combo设备为普通设备。当网关和备选网关都离线了，其他普通Combo设备识别到后会按顺序优先选择一个主动连接WiFi和云服务器并成为网关，云服务器将会重新下发网关优先选择顺序列表。该列表在切换网关、新Combo设备上线、设备离线和Combo设备复位等操作时云服务器将会重新下发。

云服务器每隔一段时间给网关下发命令收集Combo设备一些数据信息，该数据将由云服务器用于计算网络中最优网关设备。网关收到命令后，发起与其他设备通信，组织其他设备逐个收集WiFi信号强度和Mesh网络中第一跳（或者2跳，最多无需超过5跳）能接收到消息的设备信息，并连接WiFi和云服务器进行数据上报。Combo设备收到网关命令后开始执行任务，成功后通知网关执行完成，可设置40秒左右的超时时间，超时后将停止该任务并通知网关，此过程网关也可设置50秒左右超时时间，超时后则通知下一个Combo设备。

Combo设备上电时，网关功能都会关闭，网关会上报网关功能关闭消息，云服务器将重新指定网关。所有Combo设备同时上电时，可根据网关优先选择顺序列表判断曾是网关和备选网关的设备直接连接WiFi和云服务器；其他顺序的Combo设备则按MAC地址后6位数值做伪随机等待时间，时间到后去查询当前连接WiFi路由器设备数量，查询到不超过2个，则执行连接WiFi和云服务器操作，上报数据后便断开WiFi和云服务器的连接。

若Combo设备数量较多，在配网和同时上电时容易出现多个设备等待时间已到，导致多个设备同时发送Mesh消息查询连接WiFi路由设备数量的情况，从而产生网络风暴。为了避免网络风暴问题，当Combo设备发现自己在查询，又接收到其他Combo设备发送查询消息时，在两个或多个设备中仲裁出一个设备停止该查询操作，重新计时等待，则可避免Mesh的网络风暴。

若手机APP向本地网络的Combo设备发送消息，出现消息超时无法下发到网关设备时，云服务器将消息下发给备选网关（备选网关会转发该消息去控制其他设备），同时也会将备选网关设备为网关，其他Combo设备选出新的备选网关，由此可以获得更好的控制体验效果。

下面请参考图1、图6－图10，在智能家居系统初始化（即本地网络还没有Combo设备的情况）时，假设有N个Combo设备正在被手机APP配网，这N个Combo设备分别命名为CB_1，CB_2，CB_3，...，CB_N，此配网过程中，所有设备使用Mesh配网方式，手机APP是一个接着一个为Combo设备的进行配网，CB_1 Mesh入网成功后，会接收到激活和连接WiFi、云服务器的信息，连接上云服务器后通知手机APP配网成功；云服务器检测到CB_1配网成功后将其设置为网关，CB_2也会连接上云服务器后通知手机APP配网成功，云服务器会计算出CB_1和CB_2哪个更合适作为网关，另一个则作为备选网关；而CB_3至CB_N Mesh入网成功后，接收到激活和连接WiFi、云服务器信息即通知手机APP配网成功，在触发条件下（如连接时间到、接收到数据采集命令等）再去连接WiFi和云服务器，CB_3至CB_N连接上云服务器后上报数据便会断WiFi连接。在此过程中，CB_3至CB_N每一个设备上报数据后都会参与计算，重新选出备选网关，网关不变，防止过于频繁切换网关影响控制体验。此做法使得CB_3至CB_N不仅缩短了配网时间，也减小了路由器的负荷，在批量给越多设备配网时越能体现其优势。每一次通过手机APP给Combo设备配网， APP端都会检测有多少个Combo设备在线，从而在配网时通知设备是否需要连接上云服务器后通知手机APP配网成功。请参考图2，该图示出了配网成功后，CB_1至CB_N与路由器连接状态示意图。

请参考图3，CB_3至CB_N在配网时都配置有当前这一批设备的等待时间，如CB_3为1秒，CB_4为2秒，CB_N为N秒。当CB_3时间到后，便通过Mesh消息查询有多少个设备连接着路由器，此时CB_4至CB_N收到CB_3的查询消息便立即停止计时，直到CB_3连接成功后断开连接或50秒超时时间到，计时又继续开始。CB_3查询到有2个以内（包括2个）则开始连接WiFi和云服务器，连接成功并上报数据后便主动断开，此时会通知CB_4至CB_N继续计时，CB_4至CB_N依此类推，一个接着一个去连接WiFi和云服务器一段时间。每个设备连接WiFi有1分钟的超时时间，1 分钟未能连接上WiFi则停止重连，Combo设备整个配网设置有超时时间，3分钟未能连接上云服务器则自动复位此设备。

配网设备较多时，如果网络不好导致CB_3已经超时未能连接成功WiFi和云服务器，自行停止连接操作，CB_4至CB_N中有设备无法收到CB_3的停止计时消息，此时会出现多个设备同时计时时间到，而同时去查询连接着路由器数量，容易导致Mesh网络风暴，此时正在查询的Combo设备会与其他设备发出的消息信息进行仲裁，首先依据各自的配网等待时间顺序判断，顺序比对方小则继续，顺序比对方大则停止查询操作，重新开始计时，假设两者顺序相同，则依据各自发送查询消息的次数来判断，次数小的暂停操作并重新开始计时，次数大的继续。

已配网N个Combo设备CB_1至CB_N同时上电后，网关功能都会关闭。假设断电前网关优先选择的顺序列表CB_1至CB_N的正好为对应为1，2，3，…，N，则CB_1为网关，CB_2为备选网关，CB_3至CB_N都是长时间不连接路由器的普通Combo设备。CB_1和CB_2会直接连接WiFi和云服务器，CB_3至CB_N则按MAC地址后6位数值做伪随机等待时间，假设CB_5时间先到，便通过Mesh消息查询有多少个设备连接着路由器，此时其他Combo设备收到CB_5的查询消息便立即停止计时，直到CB_5连接成功后断开连接或50秒超时时间到，计时又继续开始。当CB_5查询到有2个以内（包括2个）则开始连接WiFi和云服务器，连接成功并上报数据后便主动断开，此时会通知其他Combo设备继续计时，依此类推，一个接着一个执行该操作。当出现多个设备之间同时发送Mesh消息查询，采用与前述相同的处理机制仲裁出继续执行当前操作的Combo设备。

采用上述方案，既解决了WiIFi路由器承载数量的限制问题，又能达到快速批量配置多个设备的目的，同时也避免了设备多时Mesh网络风暴的产生。

N个Combo设备CB_1至CB_N都配网结束后，开启网关功能的Combo设备也已由云服务器计算并指定，设置网关时下发网关优先选择的顺序列表所有Combo设备都会保存一份，顺序排第一为网关，第二备选网关，之后顺序的Combo设备为普通设备。请参考图4，假设CB_1至CB_N的顺序正好为1，2，3，…，N，则CB_1为网关，CB_2为备选网关，CB_3至CB_N都是长时间不连接路由器的普通Combo设备，当CB_1离线后，CB_2在Mesh网络中检测到网关CB_1离线后，CB_2主动切换为网关并上报离线设备信息，云服务器接收到该消息后重新下发网关优先选择顺序列表，指定出新的网关和备选网关。如果CB_1和CB_2都离线时，CB_3会主动连接WiFi和云服务器并成为网关，CB_3也离线则CB_4会执行该操作，依此类推。网关优先选择顺序列表是整个Combo设备网络中关键数据信息，每次收到该列表数据后，网关都将同步给其他Combo设备，故在切换网关、新Combo设备上线、设备离线和Combo设备复位等操作时云服务器都将会重新下发，保证Combo设备知道自身的角色位置。

已配网Combo设备CB_1至CB_N，在使用过程中，可能会出现部分设备移动位置、离线或复位等情况，从而导致有部分设备无法通过网关进行控制。因而云服务器每隔一段时间给网关下发命令收集Combo设备一些数据信息，由云服务器用于计算网络中最优网关设备和判断是否出现独立Mesh网络设备（无法通过现有网关控制），从而重新设置网关或新增网关。假设CB_1至CB_N的顺序正好为1，2，3，…，N，则CB_1为网关，CB_2为备选网关，CB_3至CB_N都是不长时间连接路由器的普通Combo设备，CB_1收到收集Combo设备信息命令后，会通知CB_3去收集WiFi信号强度和Mesh网络中第一跳能接收到消息的设备信息，CB_3连接上WiFi和云服务器上报该数据后便断开连接并通知CB_1执行完成，CB_1收到CB_3完成消息后，便开始通知CB_3，依此类推，直到CB_N上报结束。CB_3至CB_N重新连接WiFi和云服务器设置了40秒左右的超时时间，超时后将停止该任务并通知网关，此过程网关也设置有50秒左右超时时间，超时后则通知下一个Combo设备。上报完数据后，云服务器会根据最新的数据计算，判断是否需切换网关或调整备选网关。

请参考图5，云服务器保存有已收集Combo设备数据，假设CB_1至CB_N中的CB_5因离线造成CB_1至CB_4都无法与CB_6至CB_N通信，从而形成网关CB_1无法控制CB_6至CB_N这些设备的情况。网关会检测到CB_5已经离线，此时会上所CB_5离线消息，云服务器会计算出CB_6至CB_N已经为独立Mesh网络区域，无法通过CB_1进行控制，云服务器会给手机APP端下发CB_6至CB_N中设置网关命令，手机APP如果没有打开，则该命令将无法设置成功，一旦打开手机APP便会触发该设置命令，当CB_6 收到消息后便会连接WiFi和云服务器成为新的网关，此时CB_6至CB_N便可正常控制了。另外，CB_6至CB_N检测到CB_5离线后也启动核查是否收到网关消息，1分钟没有收到网关消息，CB_6至CB_N将检测排在自身之前顺序的Combo设备是否离线，如果离线则自身主动连接WiFi和云服务器成为新的网关，如果有自身之前顺序Combo设备在线则不作处理，此时CB_6检测到CB_5离线，则CB_6主动切换为网关。

假设CB_1至CB_N的顺序列表正好为1，2，3，…，N，则CB_1为网关，CB_2为备选网关，CB_3至CB_N都是长时间不连接路由器的普通Combo设备，当操作手机APP去控制设备，出现消息超时无法下发到CB_1时，该消息将下发给CB_2，CB_2也将转发该控制消息，同时CB_2也会被设置为网关，CB_3新的备选网关，由此可以避免因网关异常而无法控制其他设备的情况，获得更好的控制体验效果。

另外，智能家居系统中，不单只有Combo设备，也可能存在其他单Mesh设备，假设M个单Mesh设备已经加入Combo设备同一个Mesh网络，这M个Mesh设备分别命名为BT_1，BT_2，BT_3，...，BT_M，这M个Mesh设备只要能与Combo设备网关Mesh通信，便可通过Combo设备网关进行远程控制，无需专用网关对M个Mesh设备进行远程控制。例如，有CB_1和CB_2两个Combo灯，还有BT_1和BT_2两个单Mesh灯，只要CB_1和CB_2在线，BT_1和BT_2便可以远程控制。

本发明实施例提供了基于Combo技术和云计算的动态网关选择方法。同时具有WiFi + 蓝牙Mesh的Combo设备通过本地蓝牙Mesh网络交互必要的信息，及时获取当前动态网关的在线/离线状态并上报到云端，由云端实时、定期仲裁出一个最优的Combo设备作为新的动态网关并开启其网关功能。传统WiFi设备因必须连接上服务器才可以进行远程控制，而一般家用路由器的承载数量有限，限制了用户的设备使用数量，另外，蓝牙Mesh设备虽然可以使用更多的设备数量，但远程控制必须得单独购买专用网关设备，专用网关一旦出故障就得维修或更换后，蓝牙Mesh设备才可以远程控制。

本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本申请实施例所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。

Claims (7)

1.一种智能家居网络Combo设备网关选择方法，其特征在于，包括以下步骤：

本地控制端将Combo设备加入本地网络；

本地控制端收集本地网络中的Combo设备信息，并将其上报至云服务器，所述Combo设备信息至少包括Combo设备的数量、设备状态、网络信号强度和与该Combo设备间隔预设跳数的其他Combo设备信息；

云服务器根据所述信息在Combo设备中计算仲裁出一个网关设备和一个备选网关设备，并将剩下的Combo设备设置为非网关设备；

所述云服务器在与所述网关设备与备选网关设备保持通信连接的情况下，按照预设的时间顺序和/或下发数据采集命令轮流与所述非网关设备建立通信连接；

其中，按照预设的时间顺序轮流与所述非网关设备建立通信连接该步骤具体包括：

在配网或上电时，为每个接入本地网络的非网关设备分配一个连接等待时间；

所述非网关设备根据该连接等待时间启动计时，每台非网关设备计时结束后，均向本地网络的其他非网关设备发送一个查询消息，其他非网关设备收到该查询消息后，中止计时；

计时结束的非网关设备若查询到当前连接路由器的Combo设备数量不超过2个，则通过路由器与云服务器建立通信连接，将本设备的数据上报给云服务器；

数据上报完成后，断开当前非网关设备与云服务器的连接，并通知本地网络的其他非网关设备继续计时；

所述仲裁出一个网关设备和一个备选网关设备包括：

在本地网络无网关设备和备选网关设备的情况下，云服务器将第一个与其建立通信连接的Combo设备设置为网关设备；

云服务器与本地网络的第二台Combo设备建立通信连接后，比较第一个和第二个与其建立通信连接的Combo设备的网络信号强度；

根据比较结果，将网络信号较强的Combo设备设置为网关设备，将另一Combo设备设置为备选网关设备。

2.如权利要求1所述的智能家居网络Combo设备网关选择方法，其特征在于，下发数据采集命令轮流与所述非网关设备建立通信连接具体包括：

云服务器按照预设的时间间隔或者在预设的触发条件下向网关设备下发数据采集命令；

网关设备接收到所述数据采集命令后，收集本网关设备的Combo设备信息上报给云服务器，并按照预设的顺序通知本地网络的每个Combo设备执行数据上报任务；

所述执行数据上报任务具体包括：

发送查询消息，查询当前连接路由器的Combo设备数量是否不超过2个，若是，则通过路由器与云服务器建立通信连接，将本设备的Combo设备信息上报给云服务器；

每个Combo设备完成数据上报后，即断开与云服务器的通信连接，并触发下一个Combo设备执行数据上报任务，直到本地网络中所有Combo设备完成数据上报。

3.如权利要求2所述的智能家居网络Combo设备网关选择方法，其特征在于，所述轮流与所述非网关设备建立通信连接还包括：

若在同一个响应时间段内，一台Combo设备既发送了查询信息，又收到了来自其它Combo设备的查询信息，则在至少两台同一个响应时间段内发送查询消息的Combo设备中仲裁出一台Combo设备继续当前操作、其余Combo设备中断当前操作。

4.如权利要求3所述的智能家居网络Combo设备网关选择方法，其特征在于，所述在至少两台同一个响应时间段内发送查询消息的Combo设备中仲裁出一台Combo设备具体包括：

第一比较各Combo设备在配网时被分配的连接等待时间的顺序，根据该顺序确定一台继续当前操作的设备；

若符合第一比较结果的设备超过一台，则在符合第一比较结果的设备中进一步比较各设备已发送查询消息的次数，根据该次数确定一台继续当前操作的设备。

5.如权利要求1-4中任一项所述的智能家居网络Combo设备网关选择方法，其特征在于，所述方法还包括：

云服务器接收到本地网络的Combo设备信息后，根据所述Combo设备信息计算出每台Combo设备的选择顺序，根据所述选择顺序确定网关设备和/或备选网关设备，并将网关优先选择顺序列表发送至各Combo设备；

检测本地网络的Combo设备数量是否发生变化，若是，则根据当前Combo设备的Combo设备信息，重新计算和更新每台Combo设备的选择顺序，并将更新后的网关优先选择顺序列表发送至各Combo设备；

在所述本地网络的Combo设备数量减少的情况下，判断减少的Combo设备是否为网关设备或备选网关设备，若是，则根据更新后的网关优先选择顺序列表重新确定网关设备和/或备选网关设备；

若云服务器或网关设备在预设的响应时间内无法获得其请求的Combo设备响应，则按照所述网关优先选择顺序列表顺序切换到请求下一个Combo设备响应。

6.如权利要求5所述的智能家居网络Combo设备网关选择方法，其特征在于，还包括以下步骤：

在检测到本地网络无网关设备的情况下，检查是否存在所述网关优先选择顺序列表，若是，则按照所述列表中的选择顺序直接将下一个Combo设备设置为网关设备，若否，则执行所述仲裁出一个网关设备和一个备选网关设备步骤。

7.如权利要求1所述的智能家居网络Combo设备网关选择方法，其特征在于，该方法还包括：

对于网关设备和备选网关设备，在其通过路由器与云服务器建立通信连接后，向本地控制端发送对应的设备配网成功消息；

对于非网关设备，云服务器接收到该设备的信息后，即向本地控制端发送对应的配网成功消息。

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