WO2007143912A1

WO2007143912A1 - Procédé pour attribuer une adresse à un appareil domestique d'informations intelligent et sous-équipement dans le réseau domestique

Info

Publication number: WO2007143912A1
Application number: PCT/CN2007/001739
Authority: WO
Inventors: Jianming Zhou; Congxing Ouyang; Guanghai Zhang; Jinglei Liu
Original assignee: China Mobile Communications Corporation
Priority date: 2006-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2007-12-21
Also published as: JP2009538067A; US20090182858A1; US8065435B2; EP2023539A4; KR101028138B1; EP2023539B1; JP4818434B2; KR20090016681A; EP2023539A1

Description

家庭网络中为智能信息家电及其子设备分配地址的方法技术领域

本发明涉及一种为设备分配地址的方法，尤其涉及一种家庭网络中通过家庭网络侧主动轮询的方式为智能信息家电及其子设备分配地址的方法。背景技术

随着网络技术与信息家电产业的发展，使得原有单纯的家电设备可以与网络进行数据交换，这种可以与网络进行信息交互的家电设备即为信息家电，也叫做网絡家电。信息家电可以接收网络中的数据，并向网络反馈其状态信息，信息家电的诞生使得用户通过互联网就可以获知家庭中的信息家电的数据，从而使用户可以不回到家中就可以了解到信息家电的状态。其中，有一些筒单的只具有一些逻辑功能的电器，为逻辑信息家电，如电灯、电控的水龙头等，只需接收一些简单的逻辑控制命令（如打开和关闭），并反馈状态信息（如开关状态）即可，不需要复杂的信息交互；除此之外的信息家电为智能信息家电，智能信息家电的功能多，其信息交互及数据处理的比较复杂，如电视机、微波炉、电冰箱，以及带有集线器的复合设备等。

现有家庭网络的设备寻址和编码的协议多采用的是 TCP P的协议栈，以及基于 TCP/IP的更高层的 S0AP、 HTTP等协议。其设备的寻址的技术多采用的是 IP地址的自动配置、动态 DHCP分配机制以及 DNS解析等技术，设备的相互发现和服务内容的发布多是采用 HTTP协议以及基于通用 XML模板的 SOAP等协议。设备通过发布自己的设备信息和服务信息等各种 URL地址，向其它设备提供了可以访问的路径，实现服务提供的功能。

现有家庭网络中，虽然各种编码协议的名称和用途不尽相同，但这些技术的编码规则多采用 XML技术。

上述现有技术方案存在的缺陷在于： 1 )对于现有的家庭网络协议栈，他们大多采用 TCP/IP协议栈。 IP网络本身很难提供较强的安全保证，这就需要高层协议来完善各种安全需求，从而增加了协议的复杂性。

2 )家庭网络不同于以往任何一种网络模式，它直接深入到用户家庭生活的方方面面，用户必然希望该网络对于家庭成员是安全易用的，对于其它人员或设备是不可访问的。但是其它家庭网络的整体架构都是基于 TCP/IP的，其信息家电具有 IP地址，家庭网络就是一个小型局域网，可以接入 Internet , 信息家电可以上网、家庭网络外部的设备（除用户的移动终端外）可以访问信息家电对于用户来说是极其危险的。如果信息家电联到家庭网络外部，就很有可能泄露用户家庭信息；如果外部恶意信息进入家庭网络内部，就可能威胁到用户家庭的安全。

3) 现有家庭网络的协议栈都强调设备的即时发现，但这种发现也是基于一整套的 IP协议栈的发现机制，设备之间一旦相互发现，就可以单独通信，因为家庭内信息家电具有这种通信和互操作能力，某些操作就可绕开家庭网关，使得家庭网关对于数字家庭的掌控能力不够强。

4 )现有家庭网絡都强调了信息家电的智能性，为了实现设备的相互发现和服务提供，各设备除了要发布自己的信息之外，还需保留一份其它设备的服务信息列表，增加了家电成本。

5 )现有家庭网络主要采用 IPv4的地址形式，在未来的家庭网络应用中，大量信息家电的接入，将不可避免地遇到 IPv4地址资源有限的限制，当网络普及后，或者采取 IPv4地址与 IPv6地址的映射，或者采用升级为 IPv6地址的方式，这都会给用户带来一些不必要的麻烦。发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足提出一种家庭网络中为智能信息家电及其子设备分配地址的方法，以简化现有家庭网络中协议栈，并使得家庭网络中的智能信息家电都通过主机设备的主处理模块与外部网络进行通信，对于外部网络不可见，有效屏蔽外部网络的安全威胁，提高家庭网络的安全性， P条低设备成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种家庭网络中为智能信息家电分配地址的方法，该方法包括以下步驟：

步骤 1、智能信息家电发送一个带有所述智能信息家电的 MAC地址的广播消息；

步骤 2、适配单元接收到所述广播消息后，存储所述智能信息家电的 MAC 地址，将所述广播消息转换为带有设备接入信息的总线信号，并发送给主处理模块；

步骤 3、所述主处理模块将包含有一个空闲的总线地址的总线信号发送给所述适配单元；

步驟 4、所述适配单元存储所述空闲的总线地址，将带有所述空闲的总线地址的总线信号封装为带有所述主处理模块的 MAC地址的单播消息，并根据存储的所述智能信息家电的 MAC地址将所述单播消息发送给所述智能信息家电；

步驟 5、所述智能信息家电接收到所述单播消息后，解析获得所述主处理模块的 MAC地址及所述空闲的总线地址，并存储所述主处理模块的 MAC地址及所述空闲的总线地址，向所述适配单元返回确认消息；

步骤 6、所述适配单元将所述存储的空闲的总线地址及所述智能信息家电的 MAC地址转存入用于记录总线地址与 MAC地址的映射关系的映射表中，并向所述主处理模块返回带有确认消息的总线信号；

步驟 7、所述主处理模块接收到所述确认消息后，将所述空闲的总线地址存入标为已使用的总线地址表中；

步驟 8、结束。

通过适配单元由主处理模块为智能信息家电分配总线地址 , 同时由适配单元将主处理模块的 MAC地址发送给智能信息家电，这样接入家庭网络的智能信息家电发送消息时仅以主处理模块的 MAC地址为目的地址，只与主处理模块进行通信，而不与其他的家电进行通信。并且将家庭网络中的所有智能信息家电都接入主机设备中的主处理模块，这样家庭外部的网络都必须通过主机设备的主处理模块才能与家庭内的信息家电进行通讯，有效地屏蔽了外部网络的安全威胁，同时增强了主机对智能信息家电的掌控能力；并且由于只需为智能信息家电分配总线地址，因此不存在占用 IP地址资源的问题。

上述方案中，所述智能信息家电可以通过 PLC载波方式和 /或无线方式和 /或五类线方式接入所述适配单元。

所述主处理模块可以采用 USB协议和 /或 1394协议等总线协议与所述适配单元进行通信，因此，所述步骤 2 中，所述适配单元可以将所述广播消息转换为带有设备接入信息的 USB信号或 1394总线信号；所述步骤 3中，所述主处理模块可以将包含有一个空闲的 USB地址的 USB信号，或者将包含有一个空闲的 1394总线地址的 1394信号发送给所述适配单元；所述步骤 4中，所述适配单元存储所述 USB地址或 1394总线地址，并将带有所述空闲的 USB 地址的 USB信号或带有空闲的 1394总线地址的 1394信号封装为单播消息；所述步骤 6中 ,所述适配单元将存储的所述空闲的 USB地址或 1394总线地址及 MAC地址转存入所述映射表中；所述步驟 7中，所述主处理模块将所述空闲的 USB地址或 1394总线地址存入标为已使用的 USB地址表或 1394地址表中。

作为本发明的一种改进，当所述适配单元接收到所述广播消息后，可以先从所述映射表中查找接收到的所述智能信息家电的 MAC地址，若查找到所述 MAC地址，则不作任何处理，结束整个流程或者将所述广播消息转换为总线信号发送给所述主处理模块，结束整个流程；若查找的结果为空，则存储所迷智能信息家电的 MAC地址。从而避免了已接入智能信息家电被重复分配总线地址的可能性。由于重新接入的智能信息家电中存储的主处理模块的 MAC地址存在被删除的可能，因此，所述适配单元查找到所述智能信息家电的 MAC地址后在结束整个流程之前，还要向所述智能信息家电发送包含有所述主处理模块的 MAC的消息。

作为本发明的另一种改进，在所述适配单元处理所述广播消息的同时，已接入所述适配单元的智能信息家电判断所述广播消息中的源 MAC地址是否与存储的所述主处理模块的 MAC地址相同，若相同，则接收所述广播消息；否则，丟弃所述广播消息。这样排除了新接入的智能信息家电发出的广播消息对其他已接入的智能信息家电的千扰，更加有效隔离了信息家电之间的相互通信，智能信息家电之间不进行通讯，也不需要保留其他智能信息家电的服务信息列表，节省了家电成本。

为实现上述目的，本发明还提供了一种家庭网络中为智能信息家电分配地址的方法，该方法包括以下步骤：

步骤 1，、网络侧发送包含有所述网络侧的主机的 MAC地址的下行广播消步據 2，、智能信息家电接入网络后，接收所述下行广播消息；

步骤 3，、所述智能信息家电解析所述下行广播消息，获取所述主机的 MAC 地址；

步骤 4，、所述智能信息家电存储所述 MAC地址，并以所述 MAC地址为目的地址向所述网络侧发送包含有所述智能信息家电的 MAC地址的设备接入信息；

步驟 5，、所述网络侧为所述智能信息家电发送一个包含有空闲的总线地址的总线分配信息，并存储所述智能信息家电的 MAC地址和所述总线地址；步骤 6，、所述智能信息家电接收到所述总线分配地址信息后，存储所述总线地址。

网络侧通过在智能信息家电的 MAC地址与总线地址建立对应关系，实现了为智能信息家电分配总线地址，并且无需使用其他更高层的协议，简化了协议栈，使得家庭网络中的智能信息家电成为了家庭网络中主机的一个外部设备，而对于外部网络不可见，大大提高了家庭网络的安全， P争低了设备本身的复杂性，有利于降低设备成本。

为实现上述目的，本发明又提供了一种家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法，该方法包括以下步骤：

步骤 1"、所迷智能信息家电中接入子设备后，向家庭网络侧发送设备接入信息；

步驟 2"、所述家庭网络侧接收到所述设备接入信息后，向所述智能信息家电发送一个总线地址；

步骤 3"、所述智能信息家电将所述总线地址转发送给所述子设备，所述子设备保存所述总线地址；

步骤 4"、所述智能信息家电向所述家庭网络侧返回确认消息；

步驟 5"、所述家庭网络侧将所述总线地址保存到所述智能信息家电的 MAC 和总线地址的映射表中。

实现了为智能信息家子设备分配总线地址，并且无需使用其他更高层的协议，简化了协议栈，使得家庭网络中的智能信息家电子设备也成为了家庭网络中主机的一个外部设备，而对于外部网络不可见，大大提高了家庭网络的安全，降低了设备本身的复杂性，有利于降低设备成本。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。附图说明

图 1为现有技术的协议栈示意图；

图 1为本发明家庭网络中为智能信息家电分配地址方法使用的协议栈示意图；

图 3为本发明家庭网络中为智能信息家电分配地址方法中 USB标记包格图 4为本发明家庭网络中为智能信息家电分配地址方法的第一较佳实施例的流程图；

图 5为本发明家庭网络中为智能信息家电分配地址方法的第二较佳实施例的流程图；

图 6为本发明家庭网络中为智能信息家电分配地址的方法的第三较佳实施例的流程图；

图 7为本发明家庭网络中为智能信息家电分配地址的方法的第四较佳实施例的部分流程图；

图 8为本发明家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法的较佳实施例的流程图；

图 9为本发明家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法的另一较佳实施例的流程图。具体实施方式

家庭网关系统的通信协议栈主要采取如图 2所示的一种方式，底层为物理层协议 C1 , 上一层为以太网协议 C2，再上一层为总线协议 C3，最高层为应用协议 C4。其中，物理层的接入方式可以有多种，包括： PLC载波、无线方式、五类线方式等，也可以其任意组合，智能信息家电由此接入适配单元。总线协议优先采用 USB协议，以太网层主要完成底层信息和 USB层信息与以太网信息的适配，向高层屏蔽底层所采用的具体技术，并且完成某些基于以太网 MAC地址寻址的功能。 USB层主要提供了设备即插即用的功能，以及各智能信息家电与主机模块交互信息的能力。应用层主要提供更为丰富的服务信息，可靠安全的通信保证等能力。

我们通常所了解的以太网主要都是通过现有的 ARP或 SARP等地址解析技术完成与 IP地址的某种映射关系从而实现消息的正确传送。但是对于家庭网关系统来说，采取了非 IP网的形式，这就需要完成以太网 MAC地址与 USB层地址的映射关系，甚至是更高层的映射。

USB层通过特定的包格式可以实现主机模块的应用程序与指定外设的信息交互，其标记包格式如图 3所示，由 PID字段 Bl、 ADDR字段 B2、 ENDP字段 B3和 CRC5字段 B4组成。其中， PID标记 B1字段为 8个比特，分为标记、数据、握手、专用四个类型，其中标记包只能由主机控制模块发出，用于与外设的连接和输入输出方向的指定等。地址字段为 7个比特，最大可以连接 127个 USB外设。 ENDP字段 B2指明了智能信息家电的端口号，方便主机需要与一个以上端口通信时灵活寻址的能力，最多可支持 16个端口。 CRC5字段 B4保证了地址和端口字段的正确性。

针对 USB的此种标记包格式，本发明提出了在主机模块中设置 USB地址与 MAC地址映射列表，当主机需要与智能信息家电通信时，它可通过查表获取智能信息家电 MAC地址，在 MAC层实现单播。此外还可以根据实际需求，实现基于某些智能信息家电的组 4番模式。具体实施例如图 5所示。

图 4为本发明家庭网络中为智能信息家电分配地址方法的第一较佳实施例的流程图，具体执行以下步骤：

步骤 11、智能信息家电发送一个带有所述智能信息家电的 MAC地址的广播消息；例如，网关运行正常时，有一台新智能信息家电加入，比如是电视机。当电视机的电源线插进插座后，它将自动发送一个带有电视机的 MAC地址的广播消息（其中包括以太网上行广播消息）经电力线传输到 PLC滤波器，然后经 PLC调制解调单元解调出以太网信号，该信号将被送至适配单元。

步骤 12、适配单元接收到所述广播消息后，存储所述智能信息家电的 MAC 地址，将所述广播消息转换为带有设备接入信息的总线信号，并发送给主处理模块；

本实施例中具体包括以下三步：

步骤 121、适配单元接收到所述广播消息后，通过分析广播消息的帧头判断出目的地址是上行广播地址，源地址是电视机 MAC地址；步骤 122、适配单元存储电视机的 MAC地址；

步驟 123、适配单元向主机设备的主处理模块发送一个设备接入的总线信号。

当电视机处于频繁上下电情况时，可能存在适配单元没有来得及删除这台电视机的 MAC地址，这样就会发生主处理模块为这台电视机重新分配一个总线地址，为了避免为一个 MAC地址重复分配 USB地址，就需要首先从映射表中已有的 MAC地址表里查找此 MAC地址，若有，则直接结束流程，默认以前分配的总线地址，或者向主处理模块发送一个电视机重新接入的总线信号，然后结束流程；一般情况下，智能信息家电快速上下电的情况下，其存储的主处理模块的 MAC地址不会被删除，但是为了以防 MAC地址被删除带来问题，在结束流程前，还可以向智能信息家电发送一个包含有主处理模块的 MAC地址的总线信号；若映射表中没有电视机的 MAC地址，则表明此 MAC地址是第一次出现，这时才存储此地址并向主机设备的主处理模块发送一个 USB设备接入的总线信号，发送给主机设备的主处理模块。一般情况下，由于已接入的智能信息家电发出的消息为单播消息，因此，可以不必进行查找；

此时，如果已接入主机的智能信息家电可能也会收到新加入智能信息家电发送的广播消息，就首先判断所述广播消息中的源 MAC地址是否与存储的主处理模块的 MAC地址相同，若相同，则接收所述广播消息；否则，就丟弃这个广播消息。从而就有效隔离了信息家电之间的相互通信，使智能信息家电统一受控于主机设备。

步骤 13、所述主处理模块将包含有一个空闲的总线地址的总线信号发送给所述适配单元；本实施例中具体包括以下两步：

步骤 131、主机设备中的主处理模块检测到设备接入信号后，知道一个新的设备加入，找出一个空闲的 USB地址；

步骤 132、主处理模块将包含有空闲的 USB地址的总线信号发送给适配单元；步骤 14、适配单元的适配单元将此信号中空闲的 USB地址存入緩存中，并且把主机的以太网地址作为源地址，把存储的电视机的 MAC地址作为目的地址，将 USB信号封装在以太网帧中发送出去；

步骤 15、所述智能信息家电接收到所述单播消息后，解析获得所述主处理模块的 MAC地址以及分配的 USB地址，并存储，向所述适配单元返回确认消息；本实施例中，具体包括以下两步：

步骤 151、当封装有 USB信号的以太网帧经电力线传输到达电视机，电视机的处理单元会解析出来自主处理模块的信号，获得主处理模块的 MAC地址以及分配的 USB地址，并存储；

步骤 152、电视机的处理单元返回确认包给主机设备；

步骤 16、所述适配单元将所述存储的空闲的总线地址及所述智能信息家电的 MAC地址转存入用于记录总线地址与 MAC地址的映射关系的映射表中，并向所述主处理模块返回带有确认消息的总线信号；本实施例中，具体包括以下两步：

步驟 161、适配单元接收到确认包后，将先前存储的 USB地址和电视机的 MAC地址存入总线地址与 MAC地址的映射表中；

步聚 16²、适配单元向主处理模块返回一个确认包，将电视机的 USB地址已经分配完毕的消息通过一个 USB信号告知主处理模块；

步骤 17、所述主处理模块接收到所述确认消息后，将所述空闲的总线地址存入标为已使用的总线地址表中；例如，主机设备的主处理模块接收到 USB 地址已分配完毕的消息后，将 USB地址存入标为已使用的总线地址列表中。

这时主机设备就通过适配单元由主处理模块为电视机分配了总线地址，这样，接下来它就可以获取电视机的一些简单配置信息，从外网服务器上得知此电视机可以提供哪些具体的服务，从而用户在家庭内通过主机设备得知此信息。此外，如果用户在家庭外面，还可以通过外网服务器以及网关达到控制电视机的目的。图 5为本发明家庭网络中为智能信息家电分配地址方法的第二较佳实施例的流程图，本实施例以微波炉为例，具体执行以下步骤：

步骤 21、网关运行正常时，微波炉通过五类线接入主机设备的适配单元后，自动发送一个带有微波炉的 MAC地址的广播消息（其中包括以太网上行广播消息）经五类线传输至适配单元。

步骤 22、适配单元解析广播消息得到微波炉的 MAC地址，然后存储，向主处理模块发送一个设备接入信号；具体包括以下三步：

步骤 221、适配单元接收到所述广播消息后，通过分析广播消息的帧头判断出目的地址是上行广播地址，源地址是微波炉的 MAC地址；

步骤 222、适配单元存储微波炉的 MAC地址；

步骤 223、适配单元向主机设备的主处理模块发送一个设备接入的总线信号。

当 1波炉处于频繁上下电情况时，可能存在适配单元没有来得及删除这台微波炉的 MAC地址，这样就会发生主处理模块为这台微波炉重新分配一个总线地址，为了避免为一个 MAC地址重复分配 USB地址，就需要首先从映射表中已有的 MAC地址表里查找此 MAC地址，若有，则直接结束流程，默认以前分配的总线地址，或者向主处理模块发送一个微波炉重新接入的总线信号，然后结束流程；一般情况下，智能信息家电快速插拔的情况下，其存储的主处理模块的 MAC地址不会被删除，但是为了以防 MAC地址被删除带来问题，在结束流程前，还可以向智能信息家电发送一个包含有主处理模块的 MAC地址的总线信号；若映射表中没有微波炉的 MAC地址，则表明此 MAC地址是第一次出现，这时才存储此地址并向主机设备的主处理模块发送一个 USB设备接入的总线信号，发送给主机设备的主处理模块。一般情况下，由于已接入的智能信息家电发出的消息为单播消息，因此，可以不必进行查找；

此时，如果已接入主机设备的智能信息家电如电视机可能也会收到新加入的微波炉发送的广播消息，就首先判断所述广播消息中的源 MAC地址是否与存储的主处理模块的 MAC地址相同，若相同，则接收所述广播消息；否则，就丢弃这个广播消息。从而就有效隔离了电视机和微波炉之间的相互通信，使电视机和微波炉等智能信息家电统一受控于主机设备。

步骤 23、主机设备封装一个空闲的 USB地址的总线信号并发送给适配单元；具体包括以下两步：

步驟 231、主机设备的主处理模块检测到设备接入信号后，知道一个新的设备加入，找出一个空闲的 USB地址；

步骤 232、主处理模块将包含有空闲的 USB地址的总线信号发送适配单元；

步骤 24、适配单元的适配单元将此信号中空闲的 USB地址存入緩存中，并且把主机的以太网地址作为源地址，把存储的微波炉的 MAC地址作为目的地址，将 USB信号封装在以太网帧中发送出去；

步骤 25、微波炉的处理单元解析获得主处理模块的 MAC地址以及主处理模块分配的 USB地址，并存储，返回确认包；具体包括以下两步：

步驟 251、封装有 USB信号的以太网帧经五类线传输到达微波炉，微波炉的处理单元会解析出来自主处理模块的信号，获得主处理模块的 MAC地址以及 USB地址，并存储；

步骤 252、微波炉的处理单元返回确认包给主机设备；并向主处理模块返回确认包；具体包括以下两步：

步骤 ²61、当适配单元中的适配单元接收到确认包后，将先前存储的 USB 地址和敫波炉的 MAC地址存入总线地址与 MAC地址的映射表中；

步骤 ²⁶²、适配单元给主处理模块返回确认包，将微波炉的 USB地址已经分配完毕的消息通过一个 USB信号告知主处理模块；

步骤 27、主机设备的主处理模块接收到 USB地址已分配完毕的消息后，将 USB地址存入标为已使用的总线地址列表中。这时主机设备就通过适配单元由主处理模块为微波炉分配了总线地址，这样，接下来它就可以获取微波炉的一些简单配置信息，从外网服务器上得知此微波炉可以提供哪些具体的服务，从而用户在家庭内通过主机设备得知此信息。此外，如果用户在家庭外面，还可以通过外网服务器以及网关达到控制波炉的目的。

需要说明的是，当智能信息家电为带有集线器的复合设备时，主处理模块给智能信息家电分配的总线地址实际上分配给了复合设备中的集线器。

本发明采用的总线协议可以为 USB协议、 1394协议等，这里较佳选用 USB 协议。

图 6为本发明家庭网絡中为智能信息家电分配地址的方法的第三较佳实施例的流程图，假设有一空调接入家庭网络中，空调得到地址具体通过以下流程来实现：

步骤 101、网络侧发送包含有所述网络侧的主机的 MAC地址的下行广播消息。本发明中提供的较佳的实施方式是：网络侧的主机定期向家庭网络系统发送以太网的广播帧，其中帧头包含的源地址为主机 MAC地址，目的地址是自定义的主机到设备的下行广播的 MAC地址。

步骤 102、智能信息家电接入网絡后，接收所述下行广播消息。如空调通过上电接入到家庭网络中时，就会接收到主机下发的广播帧。

步驟 103、所述智能信息家电解析所述下行广播消息，获取所述主机的 MAC地址。如，空调会从广播帧中提取主机的 MAC地址。

步骤 104、所述智能信息家电存储所述 MAC地址，并以所述 MAC地址为目的地址向所述网络侧发送包含有所述智能信息家电的 MAC地址的设备接入信息。空调得到主机的 MAC地址后，以主机的 MAC地址为目的地址发送设备接入信息，该设备接入信息为包含有空调的 MAC地址的以太网帧。

为了避免为同一台设备重复分配地址，可以在网络侧接收到所述设备接入信息后，根据已存储的 MAC地址表判断所述智能信息家电的 MAC地址是否存在，若是，结束，否则，执行步驟 105。

步骤 105、所述网络侧为所述智能信息家电发送一个包含有空闲的 USB 地址的总线分配信息，并存储所述智能信息家电的 MAC地址和所述 USB地址。本发明为此步骤提供了较佳的实施方式，具体包括以下步骤：

步骤 1051、网络侧的适配单元存储所述智能信息家电如空调的 MAC地址；步骤 1052、适配单元将所述设备接入信息转换为 USB信号反馈给网络侧的主机；

步骤 1053、主机接收到所述 USB信号后，向适配单元发送包含有空闲的 USB地址的地址分配 USB信号；

步骤 1054、适配单元接收到所述地址分配 USB信号后，存储所述空闲的 USB地址，并将该地址分配 USB信号封装为以太网帧发送给所述智能信息家电。

步骤 106、所述智能信息家电如空调接收到所述总线分配地址信息后，存储所述 USB地址。

这时，智能信息家电如空调就获得了总线地址，使得智能信息家电作为家庭网络中的主机的一个外部设备，降低了设备本身的复杂性，有利于降低成本。

此外为了完善家庭网络中主机的对整个家庭网络中的智能信息家电的掌控能力，本发明还提供了另一较佳实施例，本实施例的前六步骤与图 6相同，在此省略，不再贅述，如图 7所示，还包括以下步骤：

步骤 201、智能信息家电如空调获得了 USB地址后，空调向所述网络侧返回确认消息；

步骤 202、所述网络侧接收到所述确认消息后，将所述 USB地址转存到智能信息家电设备的 MAC地址与 USB地址的映射表中。本发明为此步錄提供了较佳的实施方式，具体包括以下步骤：

步骤 2021、所述适配单元接收到所述确认消息后，将存储的所述智能信息家电如空调的 MAC地址和分配给所述智能信息家电的 USB地址存入 MAC地址与 USB地址的映射表中；

步像 2022、所述适配单元将所述确认消息转换为 USB信号反馈给所述主机；

步骤 2023、所述主机将分配给所述智能信息家电的 USB地址存入标为已使用的 USB地址列表中。

本发明通过在网络侧建立智能信息家电的 MAC地址与总线地址的映射关系，进一步加强网络侧主机对智能信息家电的统一掌控能力。并且采用总线协议与以太网协议，简化了协议栈的同时又保证了内部网络对外部网絡的不可见性，保证了家庭网关系统的安全。

对于带有集线器的复合设备，集线器上插入如鼠标、键盘等子设备时，除了通过上述方案为复合设备分配地址外，还需要进一步为其子设备分配地址，下面通过实施例作详细说明。

图 8为本发明家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法的较佳实施例的流程图，具体执行以下步驟：

步骤 301、所述智能信息家电中接入子设备后，向家庭网络侧发送设备接入信息。本发明为此步骤提供了较佳的实施方式，具体包括以下步骤：

步骤 3011、子设备如鼠标插入到所述智能信息家电中的集线器的端口如 P2后，所述集线器记录所述端口 P2的状态变化信息；

步骤 301²、所述集线器在接收到由家庭网络侧通过所述处理单元发送的读取信息后，将所述端口 P2 的状态变化信息反馈给智能信息家电的处理单元；

步骤 3013、所述处理单元接收到所述端口 P2的状态变化信息后，将所述端口 P2 的状态变化信息以及所述智能信息家电的 MAC地址封装在以太网帧中，以存储的主处理模块的 MAC地址为目的地址进行发送。

步驟 302、所述家庭网络侧接收到所述设备接入信息后，向所述智能信息家电发送一个空闲的总线地址。本发明为此步骤提供了较佳的实施方式，具体包括以下步

步骤 3021、所述网路侧的适配单元接收到所述以太网帧后，存储所述智能信息家电的 MAC地址，将所述以太网帧封装为总线消息发送给所述主处理模块；

步驟 3022、所述主处理模块解析所述总线消息，获知所述集线器的端口 P2有设备接入；

步骤 3023、所述主处理模块将包含有一个空闲的总线地址的总线消息发送给所述适配单元；

步骤 3024、所述适配单元存储所述主处理模块发送的总线消息中的总线地址，并将该总线消息封装为以太网帧发送给所述处理单元。

步骤 303、所述智能信息家电将所述总线地址转发送给所述子设备，所述子设备保存所述总线地址。本发明为此步骤提供了较佳的实施方式，具体为：所述处理单元将包含有所述空闲的总线地址的以太网帧转换为总线消息通过所述集线器发送给所述子设备。

步骤 304、所述智能信息家电向所述家庭网络侧返回确认消息。本发明为此步骤提供了较佳的实施方式，具体为：所述子设备接收到包含有所述空闲的总线地址的总线消息后，存储所述空闲的总线地址，并向通过所述集线器和处理单元向所述适配单元返回确认消息。

步骤 305、所述家庭网络侧将所述空闲的总线地址保存到所述智能信息家电的 MAC和总线地址的映射表中。本发明为此步骤提供了较佳的实施方式，具体包括以下步骤：

步骤 3051、所述适配单元接收到所述确认消息后，将所述空闲的总线地址与所述智能信息家电的 MAC地址对应存入总线地址和 MAC地址的映射表中；步骤 3052、所述适配单元将所述确认消息转发给所述主处理模块；步骤 3053、所述主处理模块将所述空闲的总线地址存入标为已使用的总线地址列表中。

这时，智能信息家电子设备就获得了家庭网络侧分配的总线地址，并成为了家庭网络中主机的外部设备，加强了家庭网络中主机的掌控能力，使得家庭网络中的智能信息家电设备对于外部网络不可见，提高了家庭网络的安全性，有利于降低成本。

此外，在子设备快速反复插拔的情况下，家庭网络侧可能未删除设备的地址记录，这里提供另一较佳实施例，如图 9所示，本实施例除了在图 8中的步骤 3022和步骤 3023之间进一步增加了以下步骤之外，其佘部分与图 8 中的步骤相同，因此在此省略，不再赘述。

步骤 401、所述主处理模块根据存储的所述集线器的端口与总线地址的对应关系表，判断所述子设备接入的端口是否分配有总线地址，若是，执行步骤 402; 否则，执行步骤 3023;

步骤 402、所述主处理模块将包含有所述子设备接入的端口对应的总线地址的总线消息发送给所述适配单元，然后执行步骤 3024 , 此时步驟 3024 以及之后的步 305、 3051、 3052、 3053中的总线地址相应的为已使用列表中的总线地址，并且步骤 3053可以省去。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

权利要求

1、一种家庭网络中为智能信息家电分配地址的方法，其特征在于包括以下步骤：

步驟 3、所述主处理模块将包含有一个空闲的总线地址的总线信号发送给所述适配单元；

步骤 4、所述适配单元存储所述空闲的总线地址，将带有所述空闲的总线地址的总线信号封装为带有所述主处理模块的 MAC地址的单播消息，并根据存储的所述智能信息家电的 MAC地址将所述单播消息发送给所述智能信息家电；

步骤 5、所述智能信息家电接收到所述单播消息后，解析获得所述主处理模块的 MAC地址及所述空闲的总线地址，并存储所述主处理模块的 MAC地址及所述空闲的总线地址，向所述适配单元返回确认消息；

步骤 7、所述主处理模块接收到所迷确认消息后，将所述空闲的总线地址存入标为已使用的总线地址表中；

步骤 8、结束。

1、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于：所述步骤 1中，所述智能信息家电通过 PLC载波方式和 /或无线方式和 /或五类线方式接入所述适配单元》

3、才据权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于：所述步驟 2中，所述适配单元将所述广播消息转换为带有设备接入信息的 USB信号。

4、居权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于：所述步骤 2中，所述适配单元接收到所述广播消息后，存储所述智能信息家电的 MAC地址前，从所述映射表中查找接收到的所述智能信息家电的 MAC地址，若查找到所述 MAC 地址，则执行所述步骤 8，或者将所述广播消息转换为总线信号发送给所述主处理模块，执行所述步骤 8; 若查找的结果为空，则存储所述智能信息家电的 MAC地址。

5、根据权利要求 4所述的方法，其特征在于：所述步骤 2中，在所述适配单元查找到所述 MAC地址后结束整个流程之前，还要向所述智能信息家电返回一个包含有所述主处理模块的 MAC地址的消息。

6、根据权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于：在执行所述步驟 2的同时，已接入所述适配单元的智能信息家电判断所述广播消息中的源 MAC地址是否与存储的所述主处理模块的 MAC地址相同，若相同，则接收所述广播消息；否则，丢弃所述广播消息。

7、才艮据权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于：所述步驟 3中，所述主处理模块将包含有一个空闲的 USB地址的 USB信号发送给所述适配单元。

8、根据权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于：所述步骤 4中，所述适配单元存储所述 USB地址，并将带有所述空闲的 USB地址的 USB信号封装为单播消息。

9、根据权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于：所述步骤 6中，所述适配单元将存储的所述空闲的 USB地址及 MAC地址转存入所述映射表中。

10、据权利要求 1或 2所述的方法，其特征在于：所述步骤 7中，所迷主处理模块将所述空闲的 USB地址存入标为已使用的 USB地址表中。

11、一种家庭网络中为智能信息家电分配地址的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤 al、网络侧发送包含有所述网络侧的主机的 MAC地址的下行广播消息；

步骤 a2、智能信息家电接入网络后，接收所述下行广播消息；

步驟 a3、所述智能信息家电解析所述下行广播消息，获取所述主机的 MAC 地址；

步錄 a4、所述智能信息家电存储所述 MAC地址，并以所述 MAC地址为目的地址向所述网络侧发送包含有所述智能信息家电的 MAC地址的设备接入信息；

步驟 a5、所述网络侧为所述智能信息家电发送一个包含有空闲的总线地址的总线分配信息，并存储所述智能信息家电的 MAC地址和所述总线地址；步骤 a6、所述智能信息家电接收到所述总线分配地址信息后，存储所述总线地址。

12、根据权利要求 11所述的家庭网络中为智能信息家电分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 al中，所述网络侧中的主机定期向家庭网络系统中发送所述下行广播消息。

13、才艮据权利要求 11或 12所述的家庭网絡中为智能信息家电分配地址的方法，其特征在于，所述步驟 a4和步骤 a5之间进一步包括：所述网络侧接收到所述设备接入信息后，根据已存储的 MAC地址表判断所述智能信息家电的 MAC地址是否存在，若是，结束，否则，执行步骤 a5。

14、根据权利要求 11或 12所述的家庭网絡中为智能信息家电分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 a5具体包括：

步骤 a⁵l、所述网络侧的适配单元存储所述智能信息家电的 MAC地址；步驟 a52、所述适配单元将所述设备接入信息转换为总线信号反馈给所述网络侧的主机；

步骤 a53、所述主机接收到所述总线信号后，向所迷适配单元发送包含有空闲的总线地址的地址分配总线信号；

步驟 a54、所述适配单元接收到所述地址分配总线信号后，存储所述空闲的总线地址，并将该地址分配总线信号封装为以太网帧发送给所述智能信息家电。

15、根据权利要求 11或 12所述的家庭网络中为智能信息家电分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 a6之后进一步包括步骤 a:

步骤 a61、所述智能信息家电向所述网珞侧返回确认消息；

步驟 a62、所述网络侧接收到所述确认消息后，将所述总线地址转存到智能信息家电设备的 MAC地址与总线地址的映射表中。

16、根据权利要求 15所述的家庭网络中为智能信息家电分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 a62具体包括以下步骤 a:

步驟 a71、所述适配单元接收到所述确认消息后，将存储的所述智能信息家电的 MAC地址和分配给所述智能信息家电的总线地址存入 MAC地址与总线地址的映射表中；

步驟 a72、所述适配单元将所述确认消息转换为总线消息反馈给所述主机；

步驟 a73、所述主机将分配给所述智能信息家电的总线地址存入标为已使用的总线地址列表中。

17、一种家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟 bl、所述智能信息家电中接入子设备后，向家庭网络侧发送设备接入信息；

步骤 b2、所述家庭网络侧接收到所述设备接入信息后，向所述智能信息家电发送一个总线地址；

步骤 b3、所述智能信息家电将所述总线地址转发送给所述子设备，所述子设备保存所述总线地址；步骤 b4、所述智能信息家电向所述家庭网络侧返回确认消息；步骤 b 5、所述家庭网絡侧将所述总线地址保存到所述智能信息家电的 MAC 和总线地址的映射表中。

18、根据权利要求 17所述的家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 bl具体包括以下步探 b:

步驟 bll、所述子设备插入到所述智能信息家电中的集线器的端口后，所述集线器记录所述端口的状态变化信息；

步驟 bl2、所述集线器在接收到由家庭网络侧通过所述处理单元发送的读取信息后，将所述状态变化信息反馈给智能信息家电的处理单元；

步驟 bl 3、所述处理单元接收到所述状态变化信息后，将所述状态变化信息以及所述智能信息家电的 MAC地址封装在以太网帧中，以存储的主处理模块的 MAC地址为目的地址进行发送。

19、根据权利要求 17或 18所述的家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 b2具体包括以下步驟 b:

步驟 b21、所述网路侧的适配单元接收到所述以太网帧后，存储所述智能信息家电的 MAC地址，将所述以太网帧封装为总线消息发送给所述主处理模块；

步驟 b22、所述主处理模块解析所述总线消息，获知所述集线器的端口有设备接入；

步驟 b23、所述主处理模块将包含有一个空闲的总线地址的总线消息发送给所述适配单元；

步骤 b24、所述适配单元存储所述主处理模块发送的总线消息中的总线地址，并将该总线消息封装为以太网帧发送给所述处理单元。

20、根据权利要求 19所述的家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 b22和步驟 ½³之间进一步包括：

步橡 b21，、所述主处理模块根据存储的所述集线器的端口与总线地址的对应关系表，判断所述子设备接入的端口是否分配有总线地址，若是，执行步驟 b22，；否则，执行步骤 b23;

步骤 b22，、所述主处理模块将包含有所述子设备接入的端口对应的总线地址的总线消息发送给所述适配单元，然后执行步糠 b24。

21、根据权利要求 17或 18所述的家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 b3具体为：所述处理单元将包含有所述总线地址的以太网桢转换为总线消息通过所述集线器发送给所述子设备。

22、根据权利要求 17或 18所述的家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 b4具体为：所述子设备接收到包含有所述总线地址的总线消息后，存储所述总线地址，并通过所述集线器和处理单元向所述适配单元返回确认消息。

23、根据权利要求 17或 18所述的家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 b5具体包括以下步驟 b:

步骤 b51、所述适配单元接收到所述确认消息后，将所述总线地址与所述智能信息家电的 MAC地址对应存入总线地址和 MAC地址的映射表中；

步骤 b52、所述适配单元将所述确认消息转发给所述主处理模块。

24、根据权利要求 23所述的家庭网络中为智能信息家电子设备分配地址的方法，其特征在于，所述步骤 b52之后还进一步包括：所述主处理模块将所述总线地址存入标为已使用的总线地址列表中。