CN116915874A - 一种数据传输的方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种数据传输的方法、装置、设备和存储介质，应用于聚合节点，该方法包括：向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片，第一时间片用于指示至少一个智能家居设备在第一时间片内向聚合节点发送心跳报文；在第一时间片内接收来自至少一个智能家居设备的心跳报文；对第一时间片内每一心跳报文中的有效载荷信息进行组合，得到组合报文；向第一物联网平台发送组合报文。该方法通过对第一时间片内所有心跳报文中的有效载荷信息进行组合，可增加报文有效载荷部分的长度，从而可得到有效载荷比更高的组合报文，因此有利于提高带宽利用率，进而节约上行带宽。

Description

一种数据传输的方法、装置、设备和存储介质

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，尤其涉及一种数据传输的方法、装置、设备和存储介质。

背景技术

在家庭网络中，智能家居设备配网后可直接与物联网(Internet of Things，IoT)平台建立连接，并可通过周期上行(如心跳)报文与物联网平台保持连接状态。

随着智能家居技术的发展，家庭网络中智能家居设备的数量大大增加，在该情况下会存在大量由智能家居设备发往物联网平台的心跳报文(心跳包)。由于心跳报文的有效载荷远小于以太网最小包长，因此造成了严重的带宽浪费。

发明内容

本申请实施例至少提供一种数据传输的方法、装置、设备和存储介质。

本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种数据传输的方法，应用于聚合节点，该方法包括：向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片，第一时间片用于指示至少一个智能家居设备在第一时间片内向聚合节点发送心跳报文；在第一时间片内接收来自至少一个智能家居设备的心跳报文；对第一时间片内每一心跳报文中的有效载荷信息进行组合，得到组合报文；向第一物联网平台发送组合报文。

第二方面，本申请实施例提供了一种数据传输的装置，该装置包括：第一发送模块，用于向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片，第一时间片用于指示至少一个智能家居设备在第一时间片内向该装置发送心跳报文；第一接收模块，用于在第一时间片内接收来自至少一个智能家居设备的心跳报文；组合模块，用于对第一时间片内每一心跳报文中的有效载荷信息进行组合，得到组合报文；第二发送模块，用于向第一物联网平台发送组合报文。

第三方面，本申请实施例提供了一种数据传输设备，该数据传输设备包括存储器和处理器；其中，存储器，用于存储计算机可执行指令；处理器，与该存储器连接，用于通过执行该计算机可执行指令，实现如第一方面所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被至少一个处理器执行时实现如第一方面所述的方法。

本申请实施例所提供的一种数据传输的方法、装置、设备和存储介质，在聚合节点侧，向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片，第一时间片用于指示至少一个智能家居设备在第一时间片内向聚合节点发送心跳报文；在第一时间片内接收来自至少一个智能家居设备的心跳报文；对第一时间片内每一心跳报文中的有效载荷信息进行组合，得到组合报文；向第一物联网平台发送组合报文。该方法通过对第一时间片内所有心跳报文中的有效载荷信息进行组合，可增加报文有效载荷部分的长度，从而可得到有效载荷比更高的组合报文，因此有利于提高带宽利用率，进而节约上行带宽。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本申请的技术方案。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于说明本申请的技术方案。

图1为MQTT协议中报文格式的一例示意图；

图2为本申请实施例提供的一种数据传输的方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的数据传输方法的一种可能的实现流程示意图；

图4为本申请实施例的聚合节点的存储信息的一例示意图；

图5为本申请实施例提供的一种数据传输的装置的组成结构示意图；

图6为本申请实施例中数据传输设备的一种硬件实体示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。

除非另有定义，本申请实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请实施例中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。还需要指出，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅是用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

应理解，本申请实施例中的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在家庭网络中，智能家居设备配网后可直接与IoT平台建立连接，并可通过周期上行(如心跳)报文与物联网平台保持连接状态。然而，随着智能家居技术的发展，家庭网络中智能家居设备的数量大大增加，在该情况下会存在大量由智能家居设备发往物联网平台的心跳报文(心跳包)。由于心跳报文的有效载荷远小于以太网最小包长，因此造成了严重的带宽浪费。

鉴于此，本申请实施例提供一种数据传输的方法、装置、设备和存储介质。在该方法中，聚合节点可向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片，并可在第一时间片内收集该至少一个智能家居设备的心跳报文，进而将收集的心跳报文中的有效载荷信息进行组合，再将组合后的报文发往第一物联网平台。该方法通过对第一时间片内收集的心跳报文中的有效载荷信息进行组合，可增加报文有效载荷部分的长度，从而可得到有效载荷比更高的组合报文，因此有利于提高带宽利用率，进而节约上行带宽。

应理解，本申请实施例中的聚合节点可以理解为具备数据聚合功能的节点，其中，数据聚合功能指的是对至少两个报文的有效载荷信息进行组合的功能。

还应理解，本申请实施例对聚合节点所采用的具体技术和具体设备形态不做限定。例如，聚合节点可以是终端设备，也可以是网络设备。

还应理解，本申请实施例中的心跳报文还可以替换为其他非紧急的周期上行报文。

为便于理解本申请实施例，首先以消息队列遥测传输(Message QueuingTelemetry Transport，MQTT)协议为例，简要介绍应用报文(下文中简称为报文)有效载荷比的计算方法。

图1为MQTT协议中报文格式的一例示意图。如图1所示，该报文由目的地址、源地址、类型、网际互连协议(Internet Protocol，IP)数据和帧校验序列(Frame CheckSequence，FCS)组成。其中，IP数据包括IP首部和IP数据部分；IP数据部分包括传输控制协议(Transmission Control Protocol，TCP)首部和TCP数据部分；TCP数据部分包括MQTT报文头部和MQTT有效载荷。因此，报文的有效载荷比可通过如下方式进行计算：报文有效载荷比＝MQTT有效载荷长度/(以太网报文头长度+IP首部长度+TCP首部长度+MQTT报文头部长度+MQTT有效载荷长度+FCS)。其中，以太网报文头由目的地址、源地址和类型三部分组成。从该计算方法来看，通过增加报文有效载荷长度，可以提高报文有效载荷比，从而提高带宽利用率。

下面将结合附图对本申请各实施例进行详细说明。

图2示出了本申请实施例提供的一种数据传输的方法。该方法可以由聚合节点执行，也可以由聚合节点的组成部件(例如芯片或者电路)来实现，本申请实施例对此不予限定。为便于理解，下面以该方法由聚合节点执行为例进行示例性说明。

如图2所示，该方法可以包括：

S201，向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片，第一时间片用于指示至少一个智能家居设备在第一时间片内向聚合节点发送心跳报文。

其中，第一物联网平台下的至少一个智能家居设备，还可以理解为，第一物联网平台已认证的至少一个智能家居设备。该至少一个智能家居设备例如可属于同一网络域(如同一家庭网络域)。其中，向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片，还可理解为，按照一定的周期或时间间隔向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备发送第一时间片。

在S201中，聚合节点可通过向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备送第一时间片，指示该至少一个智能家居设备向聚合节点发送心跳报文的时间。相应地，该至少一个智能家居设备接收第一时间片后，可在第一时间片内向第一物联网平台发送心跳报文。

在一些实施例中，在聚合节点向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片之前，该方法还包括：接收来自每一智能家居设备的嗅探报文，每一嗅探报文包括对应的嗅探标识和生存时间(Time To Live，TTL)。

其中，TTL可用于指定嗅探报文允许通过的最大网段数量，在网际控制报文协议(Internet Control Message Protocol，ICMP)中，用于指定该嗅探报文的转发次数(跳数)。嗅探报文的TTL每经过一跳设备，该跳设备都会修改TTL字段值，例如将TTL的值减1。

本申请实施例中嗅探报文的格式例如可为ICMP格式，其中，嗅探报文可包括该嗅探报文的类型(Type)、数据(Data)体、目的地址和TTL起始值。作为一个示例，该嗅探报文的类型可设置为Echo(ping)request，数据(Data)体中可添加嗅探标识(如字符串“iotsnooping”)，目的地址为Iot平台地址，TTL起始值为N。其中，N可根据实际应用场景(如网络域中网关或路由器的数量)进行设置。

一种可能的情况，聚合节点接收到的嗅探报文中TTL等于1。在该情况下，聚合节点可基于嗅探标识向对应的智能家居设备发送应答消息，该应答消息可用于聚合节点与对应的智能家居设备建立连接。

举例来说，聚合节点可接收来自智能家居设备的报文，并读取该报文中的TTL和数据体。在读取到TTL等于1的情况下，聚合节点可根据数据体中是否包括嗅探标识，确定是否向智能家居设备发送应答消息。一示例，在聚合节点读取到报文TTL等于1的情况下，若嗅探报文的数据体中包括嗅探标识，则聚合节点可识别该报文为嗅探报文，从而可向发送该嗅探报文的智能家居设备发送应答消息，该应答消息可用于聚合节点与该智能家居设备建立连接。也就是说，在该情况下，聚合节点可基于嗅探报文中的嗅探标识向对应的智能家居设备(发送该报文的智能家居设备)发送应答消息。另一示例，在聚合节点读取到报文TTL等于1的情况下，若嗅探报文的数据体中不包括嗅探标识，则聚合节点可确定接收的报文非嗅探报文，此时，聚合节点可以不需要向发送该报文的智能家居设备发送应答消息。

另一种可能的情况，聚合节点接收到的嗅探报文中TTL大于1。在该情况下，聚合节点可向下一跳节点(设备)发送嗅探报文。一示例，聚合节点和第一物联网平台之间的通信链路上没有其他节点(设备)，那么聚合节点的下一跳节点即为第一物联网平台。另一示例，聚合节点和第一物联网平台之间的通信链路上存在其他节点，那么，聚合节点的下一跳节点为聚合节点与第一物联网平台之间的通信链路上的节点。举例来说，聚合节点和第一物联网平台之间的通信链路上存在节点A和节点B，其中，来自聚合节点的上行报文可依次经由节点A、节点B发送至第一物联网平台，那么聚合节点的下一跳节点即为节点A。

根据本实施例的方法，在嗅探报文的TTL等于1的情况下，聚合节点可基于嗅探标识向对应的智能家居设备发送应答消息，从而，接收到该应答消息的智能家居设备可基于该应答消息中携带的信息确定发送该消息的节点，或者说，接收到该应答消息的智能家居设备可基于该应答消息中携带的信息找到网络域中具备数据聚合功能的节点(也即聚合节点)。换句话说，本实施例的网络域中的智能家居设备可通过发送嗅探报文的方式发现网络域中的聚合节点。

进一步地，基于该应答消息，智能家居设备可与聚合节点建立连接。例如，智能家居设备在接收到来自聚合节点的应答消息后，可通过物联网开源协议与该聚合节点建立连接。其中，物联网开源协议例如可包括MQTT、约束应用协议(Constrained ApplicationProtocol，CoAP)等。当第一物联网平台下的至少一个智能家居设备中的每一智能家居设备均完成聚合节点的发现后(均接收到来自聚合节点的应答消息后)，聚合节点可实现与每一智能家居设备的连接建立。连接建立完成后，每一智能家居设备可将该智能家居设备的标识信息、第一物联网平台的地址和平台认证信息上报至聚合节点。其中，平台认证信息用于指示该智能家居设备为第一物联网平台已认证的设备，或者说，用于指示该智能家居设备为第一物联网平台下的合法设备。

在一些实施例中，该方法还可以包括：确定第一时间片。示例性地，聚合节点确定第一时间片的步骤可包括步骤2011)至步骤2013)：

2011)获取至少一个智能家居设备的第一上报周期值，第一上报周期值为至少一个智能家居设备与第一物联网平台约定(如协商确定)的向第一物联网平台发送心跳报文的周期值。

作为示例，假设某一智能家居设备的第一上报周期值为t₁，那么，如果第一物联网平台在t₁内未接收到来自该智能家居设备的心跳报文，则第一物联网平台可认为该智能家居设备已掉线。

在一种可能的方式中，聚合节点可将第一物联网平台下的至少一个智能家居设备的标识信息和平台认证信息上报至该第一物联网平台，进而从第一物联网平台获取该至少一个智能家居设备的第一上报周期值。

作为一种实现方式，同一物联网平台下的智能家居设备的上报周期值相同。也即，在该实现方式中，第一物联网平台下的每一智能家居设备的第一上报周期值相同。该第一上报周期值例如记为HBT0。

2012)基于第一上报周期值、智能家居设备的数量和第一预设周期值，确定聚合节点的第二上报周期值，第二上报周期值为聚合节点向物联网平台发送组合报文的周期值；其中，第一预设周期值小于第一上报周期值。

有关组合报文的介绍将在S203中进行说明，这里暂不详述。

其中，智能家居设备的总数，还可理解为，第一物联网平台下的与聚合节点已建立连接的智能家居设备的总数。

示例性地，基于第一上报周期值、智能家居设备的数量和第一预设周期值，确定聚合节点的第二上报周期值，包括：确定第一上报周期值与智能家居设备的数量的比值；将该比值和第一预设周期值中的较大值确定为第二上报周期值。

举例来说，假设第二上报周期值记为HBT、第一上报周期值记为HBT0、第一预设周期值记为MIN_T、智能家居设备的数量记为N，则第一上报周期值与智能家居设备的数量的比值可表示为HBT0/N，进而第二上报周期值可表示为HBT＝max(HBT0/N,MIN_T)。

在一种可能的方式中，聚合节点可使用开源协议(如MQTT或CoAP)将第一物联网平台下的至少一个智能家居设备的标识信息、平台认证信息上报至第一物联网平台，并与第一物联网平台协商约定第二上报周期值为HBT＝max(HBT0/N,MIN_T)，从而基于协商结果确定该第二上报周期值。

根据本实施例的方法，聚合节点可将第二上报周期值确定为HBT。由于N大于或等于1，且MIN_T小于HBT0，因此HBT小于或等于HBT0。也就是说，聚合节点与第一物联网平台协商确定的第二上报周期值，小于或等于智能家居设备与第一物联网平台协商确定的第一上报周期值。

2013)基于第二上报周期值，确定第一时间片。

示例性地，基于第二上报周期值确定第一时间片的步骤例如可包括：获取聚合节点的系统时间；将聚合节点的系统时间和第二上报周期值相加的结果确定为第一时间片的结束时刻；将第一时间片的结束时刻与第一数值的差值确定为第一时间片的起始时刻。

其中，第一数值可基于经验或实际需求确定。在一个例子中，第一数值的取值为5。

举例来说，假设聚合节点的系统时间记为CT、第一数值记为t，则第一时间片的结束时刻可表示为CT+HBT，第一时间片的起始时刻可表示为CT+HBT-t。从而，第一时间片可表示为[CT+HBT-t,CT+HBT]。

进一步地，聚合节点确定第一时间之后，可将该第一时间片下行发送至第一物联网平台下的至少一个智能家居设备(也即第一物联网平台下的与聚合节点已建立连接的智能家居设备)，从而，该至少一个智能家居设备可基于接收的第一时间片，在该第一时间片内向聚合节点发送心跳报文。

S202，在第一时间片内接收来自至少一个智能家居设备的心跳报文。

聚合节点将第一时间片发送至相应的至少一个智能家居设备后，该至少一个智能家居设备可在第一时间片内向聚合节点发送心跳报文。相应地，聚合节点可在第一时间片内接收来自该至少一个智能家居设备的心跳报文，或者说，聚合节点可在第一时间片内收集该至少一个智能家居设备的心跳报文。

S203，对第一时间片内每一心跳报文中的有效载荷信息进行组合，得到组合报文。

在该步骤中，聚合节点可对第一时间片内每一心跳报文中的有效载荷信息(Payload)进行组合。作为一种实现方式，聚合节点例如可按照类型/长度/值(Type/Length/Value，TLV)等方式将各个智能家居设备的心跳报文中的有效载荷信息进行组合(拼接)，从而得到组合报文。如此，相比于单个心跳报文，得到的组合报文中的有效载荷部分的长度更长。也就是说，与组合前的心跳报文相比，该组合报文的有效载荷比更高，从而有利于提高带宽利用率。

S204，向第一物联网平台发送组合报文。

聚合节点将第一时间片内收集的心跳报文组合为组合报文后，可将该组合报文发送至第一物联网平台。例如，聚合节点可通过开源协议(如MQTT或CoAP)将该组合报文上行发送至第一物联网平台。

可以理解的是，在聚合节点周期性地向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备发送第一时间片的情况下，聚合节点可周期性地在第一时间片内收集来自该至少一个智能家居设备的心跳报文，从而，聚合节点可周期性地向第一物联网平台发送组合报文。由于聚合节点向第一物联网平台发送组合报文的周期值为第二周期值，故在一种可能的方式中，聚合节点向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备发送第一时间片的周期值也为第二周期值，或者说，聚合节点可以以第二周期值为周期(或时间间隔)，向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片。此外，在智能家居设备的数量N大于1的情况下，第二上报周期值小于第一上报周期值，也就是说，本实施例的方法可以减小智能家居设备的心跳周期，从而为智能家居设备提供更可靠的保活。

在一些实施例中，该方法还包括：向包括第一物联网平台的至少两个物联网平台发送连接建立请求；其中，向每一物联网平台发送的连接建立请求中包括该物联网平台下的至少一个智能家居设备的标识信息和平台认证信息。其中，平台认证信息用于指示该物联网平台下的至少一个智能家居设备为该物联网平台已认证的设备。

根据本实施例的方法，聚合节点可向包括第一物联网平台的至少两个物联网平台发送连接建立请求，或者说，聚合节点支持与至少两个物联网平台建立连接。该至少两个物联网平台可以来自同一厂商，也可以来自不同厂商，本申请实施例不予限定。在一种可能的方式中，聚合节点支持使用物联网开源协议(如MQTT或CoAP)与不同厂商的物联网平台建立独立连接。

在一种可能的方式中，该不同厂商的物联网平台下的智能家居设备可与该聚合节点建立连接，且聚合节点可与不同厂商的物联网平台建立连接，从而有利于打破各厂商之间的生态壁垒。

需要说明的是，在聚合节点与至少两个物联网平台建立连接的情况下，聚合节点可分别向不同物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送时间片，并指示不同物联网设备下的至少一个智能家居设备在对应的时间片内发送心跳报文，进而分别对不同时间片内每一心跳报文中的有效载荷信息进行组合，再向对应的物联网平台发送组合后的组合报文。换句话说，聚合节点的数据聚合功能可同时应用于网络域中的至少两个物联网平台。

举例来说，假设聚合节点与第一物联网平台和第二物联网平台建立了连接，那么，一方面聚合节点可将S201至S204中的方法应用于第一物联网平台。另一方面，针对第二物联网平台，聚合节点还可以执行如下步骤：向第二物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第二时间片，第二时间片用于指示第二物联网平台下的至少一个智能家居设备在第二时间片内向聚合节点发送心跳报文；在第二时间片内接收来自第二物联网平台下的至少一个智能家居设备的心跳报文；对第二时间片内每一心跳报文中的有效载荷信息进行组合；向第二物联网平台发送组合后的报文。

根据本实施例的方法，聚合节点可作为网络域中的唯一设备节点与各厂商的物联网平台建立连接，从而减少了网络域中与物联网平台的连接数，进而节约了系统资源，同时也降低了设备成本。

上文结合图2介绍了本申请实施例提供的一种数据传输的方法。为便于理解本申请的实施例，下面结合图3和图4介绍本申请实施例提供的数据传输方法的一种可能的实现流程。

现有技术中，智能家居一般采用如下两种方式与物联网平台建立连接：

方式1：智能家居设备配网后直接与Iot平台建立MQTT或CoAP连接从而进行数据通信，并通过周期上行(如心跳)报文与平台保持连接状态。

方式2：特定厂商智能家居设备通过自家路由器等中控设备联网，再由路由器等中控设备与平台建立网络连接。也即，智能家居设备与路由器等中控设备保持网络连接；中控设备与物联网平台保持网络连接。

在上述方式1中，也即，在智能家居设备直接与Iot平台直接连接方案中，存在如下缺点：

1.1)随着智能家居发展，家庭网络中智能家居设备的增加，将会存在大量心跳包，由于心跳包有效载荷远小于以太网最小包长，太大的数据冗余将造成带宽浪费，特别是家庭宽带属于非对称网络，上行带宽容易出现拥挤情况。

1.2)为减小海量智能家居设备心跳包对Iot平台的冲击，上行报文(如心跳)周期设置比较长，如5分钟，在比较长心跳周期情况下，网络中各节点设备的网络地址转换(Network Address Translation，NAT)老化时间不一致，老化时间也不确定，如在NAT表项老化时进行设备管控，将出现智能家居设备管控失败或时延大等问题。

1.3)Iot平台与每台智能家居设备建立的链接都需要占用一个三层端口，海量智能家居设备的连接需要更大的平台集群或硬件设备支撑，增加系统成本。

在上述方式2中，也即，在特定厂商智能家居设备通过自家路由器等中控设备联网方案中，存在如下缺点：

2.1)各厂家协议不一致，路由器等中控设备仅与自家平台连接，技术不中立。用户使用智能家居设备时需要购买对应厂家的中控设备，提高的用户的使用成本。

2.2)能家居设备仅在局域网内查找路由器等中控设备联网，在多级路由网络中，需要多个中控设备。

为此，本发明利用一种家庭域Iot网络数据聚合的方法，可以有效解决现有技术方案的缺点。一方面，本申请实施例可通过聚合节点的嗅探解决局域网限制，实现在家庭网络域树形拓扑网络中找到最优节点；另一方面，聚合节点使用开源协议与各生态厂家Iot平台建立连接打破各厂家生态壁垒，从而可减少平台设备连接数。此外，聚合节点可通过统一授权心跳等上行报文上报时间片及数据聚合的方式提高报文的有效载荷比，以节约家庭网络上行带宽，同时，可通过动态调整数据节点与Iot平台心跳周期，使得智能家居设备在相同网络资源下更可靠地保活，从而提高管控成功率。

应理解，本实施例中的上行报文(上行数据)指的是非紧急的周期上行报文，如心跳报文。该上行报文例如可用于智能家居设备与物联网平台保持连接状态。

还应理解，本实施例的网络域中可存在多个(如两个或两个以上)智能家居设备，该多个智能家居设备可以是同一物联网平台下的智能家居设备，也可以是不同物联网平台下的智能家居设备，不予限定。

图3示出了本申请实施例提供的数据传输方法的一种可能的实现流程，该实现流程可包括：

S301，智能家居设备进行聚合节点嗅探。

S302，智能家居设备与聚合节点连接。

S303，聚合节点对智能家居设备的上行数据进行聚合转发。

下面分别介绍步骤S301至S303的详细流程。

S301，智能家居设备进行聚合节点嗅探。

在该步骤中，智能家居设备可在ICMP报文中添加payload信息，并修改报文TTL，从而通过发送ICMP报文(嗅探报文)完成聚合节点的嗅探。

作为示例，S301可包括步骤3011)至步骤3015)。

3011)智能家居设备完成WiFi配网，获得网关地址、Iot平台地址和平台认证信息。

3012)智能家居设备发送嗅探报文，报文为ICMP格式。

其中，该嗅探报文的类型(Type)为Echo(ping)request；数据(Data)体中可添加嗅探标识，如字符串“iot snooping”；嗅探报文目的地址为Iot平台地址；嗅探报文的TTL起始值为N。

其中，TTL是生存时间(Time To Live)的缩写，该字段可指定IP包被路由器丢弃之前允许通过的最大网段数量。在ICMP协议中，TTL指ICMP包的转发次数(跳数)。

3013)智能家居设备发送嗅探报文后等待时间T。

3014)家庭路由器或家庭网关收到嗅探报文，若嗅探报文的TTL大于1，则转发给下一跳设备(节点)。否则，再进行下一步处理：如该家庭路由器或家庭网关支持Iot开源协议(如MQTT或CoAP)数据聚合功能，则向发送该嗅探报文的智能家居设备应答消息，否则不处理。其中，数据聚合功能指的是对至少两个报文的有效载荷信息进行组合的功能。

可以理解的是，如上所述，在嗅探报文的TTL大于1的情况下，该家庭路由器或家庭网关可将该嗅探报文转发给下一跳设备(如下一跳路由器或网关)。其中，嗅探报文的TTL每经过一跳设备，该跳设备都会修改TTL字段值，例如将TTL的值减1。当TTL减为0时，该跳设备将会丢弃收到的嗅探报文。因此在本申请的实施例中，当某一跳设备(如路由器或网关)收到的嗅探报文的TTL为1时，在该跳设备支持Iot开源协议数据聚合功能的情况下，需向发送该嗅探报文的智能家居设备应答消息。

3015)智能家居设备收到嗅探报文应答消息则停止发送嗅探报文，聚合节点嗅探结束，否则将嗅探报文的TTL值减1，进入步骤3013)。

示例性地，当智能家居设备收到嗅探报文应答消息后，可基于该应答消息中携带的信息确定发送该应答消息的设备，如此，可在家庭网络域中找到具备数据聚合功能的最优节点(聚合节点)，从而完成聚合节点的嗅探。

S302，智能家居设备与聚合节点连接。

作为示例，S302可包括步骤3021)至步骤3023)。

3021)智能家居设备通过Iot开源协议P(如MQTT或CoAP等)与聚合节点设备连接，同时将智能家居设备标识信息、Iot平台地址、平台认证信息上报到聚合节点设备。

3022)若聚合节点设备与智能家居设备对应的Iot平台无链路连接(即第一个智能家居设备与该Iot平台连接)，则使用开源协议P携带智能家居设备标识信息、Iot平台地址、平台认证信息与Iot平台建立首次连接某并获取上行数据(非紧急，如心跳)上报周期时间为HBT0保活。

3023)假设某Iot平台下的智能家居设备总数为N，则该Iot平台第N个智能家居设备完成聚合节点发现后，聚合节点设备使用开源协议P将智能家居设备标识信息、平台认证信息上报到对应Iot平台地址，并与该Iot平台协商约定聚合节点的上行数据上报周期为HBT＝max(HBT0/N,MIN_T)。其中，HBT0为智能家居设备的上行数据上报周期，N为该Iot平台下与聚合节点建立了连接的智能家居设备的总数，MIN_T为预定义的聚合节点的上行数据上报周期。

图4为本申请实施例的聚合节点的存储信息的一例示意图。如图4所示。聚合节点可存储多个(两个或两个以上)Iot平台的信息，其中多个Iot平台例如包括：如Iot平台-A、Iot平台-B和Iot平台-C。对于每一Iot平台，可存储的信息包括：该Iot平台下的智能家居设备列表和数据上报周期。其中，数据上报周期还可以理解为，聚合节点向该Iot平台发送上行数据的上报周期，也即HBT。

S303，聚合节点对智能家居设备的上行数据进行聚合转发。

作为示例，S303可包括步骤3031)至步骤3033)。

3031)聚合节点与Iot平台完成上行数据(非紧急，如心跳)上报周期的协商。

3032)聚合节点获取当前系统时间(例如记为CT)，并下行通告Iot平台对应智能家居设备上行数据上报时间片为[CT+HBT-5,CT+HBT]。

3033)聚合节点在[CT+HBT-5,CT+HBT]开始接收智能家居设备上行数据并按照TLV等方式将各智能家居设备上行消息中的有效载荷信息(Payload)重新组合起来，再将这个更大的Payload通过开源协议P上行发给Iot平台。

根据上述实现流程，本申请实施例提供的数据传输方法可实现以下功能：

1)使用ICMP报文通过修改报文TTL、添加payload信息嗅探家庭域网络聚合节点设备。

2)聚合节点通告智能家居设备上行数据(非紧急，如心跳)上报时间片，并将该时间片内多个网络消息重新聚合(组合)成一个网络包发送到Iot平台

3)聚合节点发起上行数据(非紧急，如心跳)上报周期协商，在存在多个智能家居设备的场景中，相比于无聚合节点的方案，在使用相同网络资源的情况下可以减小心跳周期，以提高链路包活可靠性。

4)聚合节点支持连接多个Iot平台，各个连接相互独立。

本申请实施例的技术方案可产生以下有益效果：

1)聚合节点通过统一授权心跳等上行时间片及数据聚合提高报文的有效载荷比，实现节约家庭网络上行带宽

2)聚合节点通过动态调整数据节点与Iot平台心跳周期，在使用相同网络资源下可以减小心跳周期，提供更可靠的保活，提高智能家居管控成功率。

3)聚合节点作为家庭网络唯一设备节点与各厂商的Iot平台建立连接，减少了与Iot平台的连接数，节约系统资源，同时家庭用户也降低了设备成本

4)聚合节点支持使用开源Iot开源协议(如MQTT或CoAP)与各厂商的Iot平台建立独立连接，打破各厂家生态壁垒。

基于前述的实施例，本申请实施例提供一种数据传输的装置，该装置包括所包括的各模块，可以通过节点设备(如聚合节点)中的处理器来实现；当然也可通过具体的逻辑电路实现；在实施的过程中，处理器可以为中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、微处理器(Microprocessor Unit，MPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)或现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)等。

图5示出了本申请实施例提供的一种数据传输的装置500的组成结构。如图5所示，装置500可以包括：

第一发送模块501，用于向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片，第一时间片用于指示至少一个智能家居设备在第一时间片内向装置500发送心跳报文；第一接收模块502，用于在第一时间片内接收来自至少一个智能家居设备的心跳报文；组合模块503，用于对第一时间片内每一心跳报文中的有效载荷信息进行组合，得到组合报文；第二发送模块504，用于向第一物联网平台发送组合报文。

在一些实施例中，装置500还包括：第二接收模块，用于接收来自每一智能家居设备的嗅探报文，每一嗅探报文包括对应的嗅探标识和生存时间TTL；第三发送模块，用于在TTL等于1的情况下，基于嗅探标识向对应的智能家居设备发送应答消息，应答消息用于装置500与对应的智能家居设备建立连接。

在一些实施例中，嗅探报文的目的地址为第一物联网平台的地址装置500还包括：第四发送模块，用于在TTL大于1的情况下，向装置500的下一跳节点发送嗅探报文；其中，装置500的下一跳节点为第一物联网平台，或者为装置500与物联网平台之间的通信链路上的节点。

在一些实施例中，装置500还包括：获取模块，用于获取至少一个智能家居设备的第一上报周期值，第一上报周期值为至少一个智能家居设备与第一物联网平台约定的向第一物联网平台发送心跳报文的周期值；第一确定模块，用于基于第一上报周期值、智能家居设备的数量和第一预设周期值，确定装置500的第二上报周期值，第二上报周期值为装置500向第一物联网平台发送组合报文的周期值；其中，第一预设周期值小于第一上报周期值；第二确定模块，用于基于第二上报周期值，确定第一时间片。

在一些实施例中，第一确定模块，具体用于：确定第一上报周期值与智能家居设备的数量的比值；将该比值和第一预设周期值中的较大值确定为第二上报周期值。

在一些实施例中，第二确定模块，具体用于：获取装置500的系统时间；将系统时间和第二上报周期值相加的结果确定为第一时间片的结束时刻；将第一时间片的结束时刻与第一数值的差值确定为第一时间片的起始时刻。

在一些实施例中，装置500还包括：第五发送模块，用于向包括第一物联网平台的至少两个物联网平台发送连接建立请求；其中，向每一物联网平台发送的连接建立请求中包括该物联网平台下的至少一个智能家居设备的标识信息和平台认证信息，平台认证信息用于指示该物联网平台下的至少一个智能家居设备为该物联网平台已认证的设备。

以上装置实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。在一些实施例中，本申请实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行上述方法实施例描述的方法，对于本申请装置实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件、软件或固件，或者硬件、软件、固件三者之间的任意结合。

本申请实施例还提供一种数据传输设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法中的部分或全部步骤。

本申请实施例还提供一种芯片。该芯片包括：处理器，用于从存储器中调用并运行计算机程序，使得安装有该芯片的设备执行上述方法中的部分或全部步骤。

本申请实施例还提供一种芯片，该芯片包括处理器与通信接口，处理器通过通信接口读取存储器上存储的指令，实现上述方法中的部分或全部步骤。在一些实施例中，作为一种实现方式，该芯片还包括存储器，存储器中存储有计算机程序或指令，处理器用于执行存储器上存储的计算机程序或指令，当计算机程序或指令被执行时，处理器用于执行上述方法中的部分或全部步骤。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法中的部分或全部步骤。所述计算机可读存储介质可以是瞬时性的，也可以是非瞬时性的。

本申请实施例还提供一种计算机程序，包括计算机可读代码，在所述计算机可读代码在节点设备(如聚合节点)中运行的情况下，所述节点设备(如聚合节点)中的处理器执行用于实现上述方法中的部分或全部步骤。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，所述计算机程序被计算机读取并执行时，实现上述方法中的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。在一些实施例中，所述计算机程序产品具体体现为计算机存储介质，在另一些实施例中，计算机程序产品具体体现为软件产品，例如软件开发包(Software Development Kit，SDK)等等。

这里需要指出的是：上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以互相参考。以上设备、存储介质、计算机程序及计算机程序产品实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请设备、存储介质、计算机程序及计算机程序产品实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

需要说明的是，图6为本申请实施例中数据传输设备的一种硬件实体示意图，如图6所示，该数据传输设备600的硬件实体包括：处理器601、通信接口602和存储器603，其中：

处理器601通常控制数据传输设备600的总体操作。

通信接口602可以使数据传输设备600通过网络与其他终端或服务器通信。

存储器603配置为存储由处理器601可执行的指令和应用，还可以缓存待处理器601以及数据传输设备600中各模块待处理或已经处理的数据(例如，图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据)，可以通过闪存(FLASH)或随机访问存储器(Random AccessMemory，RAM)实现。处理器601、通信接口602和存储器603之间可以通过总线604进行数据传输。

在一些实施例中，该数据传输设备600具体可为本申请实施例的聚合节点，并且该数据传输设备600可以实现本申请实施例的各个方法中由聚合节点实现的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”、“一实施例”或“一些实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”、“在一实施例中”或“在一些实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各步骤/过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤/过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

还应理解，在本申请各个实施例中涉及到的公式是示例性说明，其不对本申请实施例的保护范围造成限定。在计算上述各个涉及的参数的过程中，可以根据上述公式进行计算，或者基于上述公式的变形进行计算，或者，按照本申请实施例提供的方法确定的公式进行计算，或者也可以根据其它方式进行计算以满足公式计算的结果。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种数据传输的方法，其特征在于，应用于聚合节点，所述方法包括：

向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片，所述第一时间片用于指示所述至少一个智能家居设备在所述第一时间片内向所述聚合节点发送心跳报文；

在所述第一时间片内接收来自所述至少一个智能家居设备的心跳报文；

对所述第一时间片内每一所述心跳报文中的有效载荷信息进行组合，得到组合报文；

向所述第一物联网平台发送所述组合报文。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片之前，所述方法还包括：

接收来自每一所述智能家居设备的嗅探报文，每一所述嗅探报文包括对应的嗅探标识和生存时间TTL；

在所述TTL等于1的情况下，基于所述嗅探标识向对应的智能家居设备发送应答消息，所述应答消息用于所述聚合节点与对应的智能家居设备建立连接。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述嗅探报文的目的地址为所述第一物联网平台的地址，所述方法还包括：

在所述TTL大于1的情况下，向所述聚合节点的下一跳节点发送所述嗅探报文；其中，所述聚合节点的下一跳节点为所述第一物联网平台，或者为所述聚合节点与所述第一物联网平台之间的通信链路上的节点。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述至少一个智能家居设备的第一上报周期值，所述第一上报周期值为所述至少一个智能家居设备与所述第一物联网平台约定的向所述第一物联网平台发送心跳报文的周期值；

基于所述第一上报周期值、所述智能家居设备的数量和第一预设周期值，确定所述聚合节点的第二上报周期值，所述第二上报周期值为所述聚合节点向所述第一物联网平台发送组合报文的周期值；其中，所述第一预设周期值小于所述第一上报周期值；

基于所述第二上报周期值，确定所述第一时间片。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一上报周期值、所述智能家居设备的数量和第一预设周期值，确定所述聚合节点的第二上报周期值，包括：

确定所述第一上报周期值与所述智能家居设备的数量的比值；

将所述比值和所述第一预设周期值中的较大值确定为所述第二上报周期值。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第二上报周期值，确定所述第一时间片，包括：

获取所述聚合节点的系统时间；

将所述系统时间和所述第二上报周期值相加的结果确定为所述第一时间片的结束时刻；

将所述第一时间片的结束时刻与第一数值的差值确定为所述第一时间片的起始时刻。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

向包括所述第一物联网平台的至少两个物联网平台发送连接建立请求；

其中，向每一所述物联网平台发送的连接建立请求中包括所述物联网平台下的至少一个智能家居设备的标识信息和平台认证信息，所述平台认证信息用于指示所述物联网平台下的至少一个智能家居设备为所述物联网平台已认证的设备。

8.一种数据传输的装置，其特征在于，所述装置包括：

第一发送模块，用于向第一物联网平台下的至少一个智能家居设备周期性地发送第一时间片，所述第一时间片用于指示所述至少一个智能家居设备在所述第一时间片内向所述装置发送心跳报文；

第一接收模块，用于在所述第一时间片内接收来自所述至少一个智能家居设备的心跳报文；

组合模块，对所述第一时间片内每一所述心跳报文中的有效载荷信息进行组合，得到组合报文；

第二发送模块，向所述第一物联网平台发送所述组合报文。

9.一种数据传输设备，其特征在于，所述数据传输设备包括：

存储器，用于存储计算机可执行指令；

处理器，与所述存储器连接，用于通过执行所述计算机可执行指令，实现权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。