CN116916435A - 一种超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法 - Google Patents

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赵志渊
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Abstract

本发明公开了一种超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，包括以下步骤：管理平台与网关类控制节点基于同步时间戳，完成时间同步；管理平台下发控制任务给网关类控制节点；对子设备类被控节点建组；基于控制任务，所述网关类控制节点发送组播控制指令给所述子设备类被控节点并存储控制组中设备的状态信息；所述子设备类被控节点收到所述组播控制指令，执行所述组播控制指令并回执给所述网关类控制节点，完成组播实时控制。本发明通过平台下发控制时间戳到网关控制设备，并与平台进行毫秒级的时间同步，创建控制组，在时间到达时进行组播控制，从而完成精确控制。

Description

一种超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法
技术领域
本发明属于时间同步与组播控制交互技术领域，尤其涉及一种超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法。
背景技术
解决在家庭、楼宇、厂房等有同时控制需求的场景，如灯光控制；现有技术方案是从平台直接下发控制指令到网关类设备，会有网络延迟或者抖动的情况导致控制延迟或者失败的情况、网关侧基于单播的方式进行控制，由于是串行方式，在目前的技术中，每控制一个被控设备，都需50ms的发送延迟，如果一个网关有30个设备，第一个设备与最后一个设备的控制时间上就相差了1.5s，给人的感知就是延迟比较大，用户体验不够好。在现有通过单播方式控制的场景(如楼宇中控制灯光)下，百级甚至千级多控制端点同时控制的需求中，延迟会在5s及以上，在多灯光控制的情况下，用户感知灯是不连续打开，导致不好的用户体验；针对如上用户体验的问题，通过网关与平台同步控制时间戳，解决网络延时，拉起本地定时任务，根据被控制子设备的设备ID，被控制属性(开关、亮度等)编排成组，在本地网关局域网使用组播方式实现同步控制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，通过平台下发控制时间戳到网关控制设备，并与平台进行毫秒级的时间同步，创建控制组，在时间到达时进行组播控制，从而完成精确控制。
为实现上述目的，本发明提供了一种超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，包括以下步骤：
管理平台与网关类控制节点基于同步时间戳，完成时间同步；
所述管理平台下发控制任务给所述网关类控制节点，对子设备类被控节点建组；
基于控制任务，所述网关类控制节点发送组播控制指令给所述子设备类被控节点并存储控制组中设备的状态信息；
所述子设备类被控节点收到所述组播控制指令，执行所述组播控制指令并回执给所述网关类控制节点，完成组播实时控制。
可选的，所述控制任务包括控制时间戳和被控设备列表，所述被控设备列表包括被控制设备的标识和需要被控制的属性。
可选的，基于控制任务，所述网关类控制节点发送组播控制指令给所述子设备类被控节点并存储控制组中设备的状态信息，包括：所述网关类控制节点基于同步的所述控制时间戳判断是否到达控制时间点，若是，则启动定时控制，基于所述控制任务发送所述组播控制指令给所述子设备类被控节点，并存储控制组中设备的状态信息。
可选的，所述子设备类被控节点收到所述组播控制指令执行指令并回执给所述网关类控制节点包括：所述子设备类被控设备接收到所述组播控制指令后，执行所述组播控制指令，等待预置时间的随机时间窗口，然后通过单播发送设备状态信息给所述网关类控制节点。
可选的，所述子设备类被控节点收到所述组播控制指令，执行所述组播控制指令并回执给所述网关类控制节点之后，还包括：所述网关类控制节点在预设时间窗口内等待接收所述子设备类被控节点的设备状态信息回执并与存储的所述被控设备列表中的信息进行对比筛查，将确认控制成功的所述子设备类被控节点标识为第一子设备类被控节点，将未收到设备状态信息回执或者状态对比不一致的所述子设备类被控节点标识为第二子设备类被控节点。
可选的，将未收到设备状态信息上报或者状态对比不一致的子设备类被控节点标识为第二子设备类被控节点之后，还包括：对所述第二子设备类控制设备进行预置次数的循环发送所述组播控制指令，所述第二子设备类控制设备发送控制回执给所述网关类控制节点，所述网关类控制节点更新所述控制组内设备信息状态，并同步控制成功信息或失败信息。
可选的，管理平台下发控制任务给网关类控制节点，对子设备类被控节点建组包括：所述管理平台对所述网关类控制节点发送所述控制任务，所述网关类控制节点接收到所述控制任务后，所述网关类控制节点存储所述控制任务，并对所述子设备类被控节点建组。
可选的，所述对子设备类被控节点建组包括：按照预设规则对所述子设备类被控节点建组，对不同组的所述子设备类被控节点的组播控制指令设置不同的优先级。
可选的，所述预设规则为用户感知程度或者品类。
可选的，所述网关类控制节点按照不同的优先级发送组播控制指令；所述网关类控制节点包括若干个网关类控制设备。
本发明技术效果：本发明公开了一种超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，通过将执行控制的时间戳同步到网关控制节点，将无线环状网络中被控制设备编排成组，在同一时间各网关控制节点通过无线组播方式实现精准群控方案。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例时间同步与组播控制交互实现示意图；
图3为本发明实施例组播控制示意图。
具体实施方式
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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示，本实施例中提供一种超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，包括以下步骤：
管理平台与网关类控制节点基于同步时间戳，完成时间同步；
管理平台下发控制任务给网关类控制节点，对子设备类被控节点建组；
基于控制任务，所述网关类控制节点发送组播控制指令给所述子设备类被控节点并存储控制组中设备的状态信息；
所述子设备类被控节点收到所述组播控制指令，执行所述组播控制指令并回执给所述网关类控制节点，完成组播实时控制。
如图2所示，网关类控制设备与管理平台同步毫秒级时间戳，完成毫秒级的时间同步，保证所有网关时间是毫秒级精精度的一致性；管理平台将已编排好的控制任务，主要信息包括，控制时间戳、被控制设备的标识(如：MAC地址)、需要被控制的属性(如：开关、亮度等)，分别下发到网关控制设备A、网关控制设备B，可扩展到网关控制设备C；网关控制类设备收到控制任务后，将被控设备进行建组，基于时间戳启动定时控制任务；网关A和网关B按同步的时间戳启动定时控制，向各网关下的被控设备发送组播控制，保证100毫秒级的同步控制。管理平台对网关类控制节点发送同步毫秒级时间戳，所述网关控制节点完成时间同步后，管理平台发送控制时间戳和被控设备列表给网关类控制节点，网关类控制节点存储控制时间戳及被控设备列表中的子设备组信息，并对所述子设备类被控节点建组，等待同步时间窗口启动控制任务，网关类控制节点对子设备类被控节点发送组播控制指令，网关类控制节点在图中仅包括网关控制设备A和网关控制设备B，网关控制设备A和网关控制设备B收到组播控制指令后，通过单播发送设备状态信息给对应的网关控制设备A或网关控制设备B，完成组播实时控制。网关类控制节点在本发明中包括若干个网关控制设备。控制任务包括：毫米级时间戳、控制时间戳、被控制设备列表，所述被控制设备列表包括被控制设备的标识和需要被控制的属性。
管理平台下发控制任务给网关类控制节点，并对子设备类被控节点建组；其中，建组是指基于将被控设备从用户可直观感知的程度分成高中低三大类：一类直观感知度高的品类如灯具，控制灯具的开关面板，一类为直观感知度中的品类如空调窗帘、插座等，一类为直观感知度低的品类如空调地暖、空气净化器的、热水器等，在单网关控制节点超过50个控制端点的复杂场景下，根据品类进行控制的编排：将灯具、开关产品进行统一编号归于一个设备组中，将发送控制包优先级设置为最高；将插座、窗帘等通过单播控制并将控制包优先级设置为中；将空调、地暖等直观感知度低的设置为最低优先级。
如图3所示，网关类控制设备向空中发送控制组播命令，并存储控制组中设备的要控状态列表，被控设备A和被控设备B收到了控制包，被控设备C没有收到控制包；收到控制包的被控设备进行控制并在随机退避10-100ms的时间窗口后向网关控制设备上报状态信息，随机退避保证数据发送的串行性，降低无线传输冲突及提高网关接收效率；网关控制设备在1s的时间窗口内等待被控子设备的状态上报并进行与存储设备状态列表中的信息进行对比筛查，将确认控制成功的控制端点进行标识；对于没有收到状态回复及状态对比不一致的设备进行3次组播容错控制。
控制任务包括毫米级时间戳、控制时间戳和被控设备列表，所述被控设备列表包括被控制设备的标识(如：MAC地址)和需要被控制的属性(如：开关，亮度等)；管理平台对网关类控制节点发送同步毫秒级时间戳、控制时间戳和被控设备列表，网关类控制节点接收到同步毫秒级时间戳、控制时间戳与被控设备列表后，网关类控制节点存储控制时间戳及被控设备列表，并对子设备类被控节点建组；基于控制任务，网关类控制节点发送组播控制指令给子设备类被控节点并存储控制组中设备的状态信息；子设备类被控节点收到组播控制指令执行组播控制指令并回执给网关类控制节点，完成组播实时控制。子设备类被控节点包括第一种子设备类被控设备和第二种子设备类被控设备，第一种子设备类被控制设备为接收到网关类控制节点发送的控制任务，第二种子设备类控制设备为未接收到网关类控制节点发送的控制任务。子设备类被控节点收到组播控制指令执行指令并回执给网关类控制节点包括：子设备类被控节点为第一种子设备类被控制设备时，第一种子设备类被控设备接收到控制任务后，需要等待预置时间的随机时间窗口，然后第一种子设备类被控制设备通过单播发送设备状态信息给网关类控制节点。子设备类被控节点收到组播控制指令执行指令并回执给网关类控制节点还包括对子设备类被控节点进行识别判断是否存在第二种子设备类控制设备，具体为：基于第一种子设备类控制设备发送给网关类控制节点的设备状态信息，网关类控制节点对比控制组内设备的状态并更新存储信息，等待预置时间的数据接收时间判断出存在第二种子设备类控制设备，设置没有收到状态更新的设备信息。判断出存在第二种子设备类控制设备，设置没有收到状态更新的设备信息还包括：对第二种子设备类控制设备进行预置次数的循环发送组播控制指令，第二种子设备类控制设备发送控制回执给网关类控制节点，网关类控制节点更新控制组内设备信息状态，并同步控制成功信息或失败信息。
子设备类被控节点包括子设备类被控设备A、子设备类被控设备B和子设备类被控设备C，网关类控制节点向空中发送控制组播命令，并存储控制组中设备的状态信息，子设备类被控设备A和子设备类被控设备B收到控制包，子设备类被控设备C未收到所述控制包。收到控制包的子设备类被控设备A和子设备类被控设备B进行控制，并等待10-100ms的时间窗口后向网关类控制节点上报状态信息，然后网关类控制节点对比所述控制组内设备的状态并更新存储信息。等待1s的数据接收时间并设置没有收到状态更新的设备信息，进行3次组播控制，控制返回后更新控制组内设备信息状态，同步控制成功或者失败信息。子设备类被控节点包括第一种子设备类被控设备和第二种子设备类被控设备，第一种子设备类被控制设备为接收到网关类控制节点发送的所述控制任务，第二种子设备类控制设备为未接收到网关类控制节点发送的控制任务。第一种子设备类被控制设备接收到控制任务后，需要等待10ms-100ms的随机时间窗口，然后第一种子设备类被控制设备通过单播发送设备状态信息给网关类控制节点。对子设备类被控节点进行识别判断是否存在第二种子设备类控制设备，具体为：基于第一种子设备类控制设备发送给网关类控制节点的设备状态信息，网关类控制节点对比控制组内设备的状态并更新存储信息，等待1s的数据接收时间判断出存在第二种子设备类控制设备，设置没有收到状态更新的设备信息。对第二种子设备类控制设备进行1-3次的循环发送组播控制指令，第二种子设备类控制设备发送控制回执给网关类控制节点，网关类控制节点更新控制组内设备信息状态，并同步控制成功信息或失败信息。
以上，仅为本申请较佳的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
管理平台与网关类控制节点基于同步时间戳，完成时间同步；
所述管理平台下发控制任务给所述网关类控制节点，对子设备类被控节点建组；
基于控制任务，所述网关类控制节点发送组播控制指令给所述子设备类被控节点并存储控制组中设备的状态信息；
所述子设备类被控节点收到所述组播控制指令，执行所述组播控制指令并回执给所述网关类控制节点，完成组播实时控制。
2.如权利要求1所述的超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，其特征在于，所述控制任务包括控制时间戳和被控设备列表，所述被控设备列表包括被控制设备的标识和需要被控制的属性。
3.如权利要求2所述的超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，其特征在于，基于控制任务，所述网关类控制节点发送组播控制指令给所述子设备类被控节点并存储控制组中设备的状态信息，包括：所述网关类控制节点基于同步的所述控制时间戳判断是否到达控制时间点，若是，则启动定时控制，基于所述控制任务发送所述组播控制指令给所述子设备类被控节点，并存储控制组中设备的状态信息。
4.如权利要求2所述的超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，其特征在于，所述子设备类被控节点收到所述组播控制指令执行指令并回执给所述网关类控制节点包括：所述子设备类被控设备接收到所述组播控制指令后，执行所述组播控制指令，等待预置时间的随机时间窗口，然后通过单播发送设备状态信息给所述网关类控制节点。
5.如权利要求4所述的超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，其特征在于，所述子设备类被控节点收到所述组播控制指令，执行所述组播控制指令并回执给所述网关类控制节点之后，还包括：所述网关类控制节点在预设时间窗口内等待接收所述子设备类被控节点的设备状态信息回执并与存储的所述被控设备列表中的信息进行对比筛查，将确认控制成功的所述子设备类被控节点标识为第一子设备类被控节点，将未收到设备状态信息回执或者状态对比不一致的所述子设备类被控节点标识为第二子设备类被控节点。
6.如权利要求5所述的超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，其特征在于，将未收到设备状态信息上报或者状态对比不一致的子设备类被控节点标识为第二子设备类被控节点之后，还包括：对所述第二子设备类控制设备进行预置次数的循环发送所述组播控制指令，所述第二子设备类控制设备发送控制回执给所述网关类控制节点，所述网关类控制节点更新所述控制组内设备信息状态，并同步控制成功信息或失败信息。
7.如权利要求1所述的超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，其特征在于，管理平台下发控制任务给网关类控制节点，对子设备类被控节点建组包括：所述管理平台对所述网关类控制节点发送所述控制任务，所述网关类控制节点接收到所述控制任务后，所述网关类控制节点存储所述控制任务，并对所述子设备类被控节点建组。
8.如权利要求1所述的超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，其特征在于，所述对子设备类被控节点建组包括：按照预设规则对所述子设备类被控节点建组，对不同组的所述子设备类被控节点的组播控制指令设置不同的优先级。
9.如权利要求8所述的超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，其特征在于，所述预设规则为用户感知程度或者品类。
10.如权利要求8或9所述的超大网络下基于同步时间戳的组播实时控制方法，其特征在于，所述网关类控制节点按照不同的优先级发送组播控制指令；所述网关类控制节点包括若干个网关类控制设备。
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