WO2013181989A1 - 智能家居网络中的地址分配方法及设备 - Google Patents

智能家居网络中的地址分配方法及设备 Download PDF

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WO2013181989A1
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陈梓平
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汕头市易普联科技有限公司
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    • H04L12/00Data switching networks
    • H04L12/28Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/2803Home automation networks
    • H04L12/2807Exchanging configuration information on appliance services in a home automation network
    • H04L12/2809Exchanging configuration information on appliance services in a home automation network indicating that an appliance service is present in a home automation network
    • HELECTRICITY
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    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L61/00Network arrangements, protocols or services for addressing or naming
    • H04L61/50Address allocation
    • H04L61/5038Address allocation for local use, e.g. in LAN or USB networks, or in a controller area network [CAN]

Definitions

  • the present invention relates to a method of assigning a network address to a smart device in a smart home network, and more particularly to a method of assigning addresses to a plurality of smart devices based on a fixed address and a dynamic ID in a smart home network environment.
  • Smart home is a residential platform, using integrated wiring technology, network communication technology, smart home - system design security technology, automatic control technology, audio and video technology to integrate home life related facilities, build efficient residential facilities and family schedule
  • the transaction management system enhances home safety, convenience, comfort, and artistry, and achieves an environmentally friendly and energy-saving living environment.
  • the DHCP protocol is a TCP/IP standard that simplifies device IP management.
  • DHCP is divided into two parts: a DHCP server and a DHCP client.
  • Each device on the TCP/IP network must have a unique IP address, and the IP address is mainly used to represent the device and its connected subnet.
  • the DHCP protocol-based DHCP server allows each device on the network to be on the local network.
  • the IP address database of the server assigns an IP address to the DHCP client, so that it is not necessary to manually configure each device, which is beneficial to prevent IP address allocation.
  • IP addresses must be used in TCP/IP networks.
  • IPv4 addresses are experiencing exhaustion and are transitioning to IPv6. Therefore, the IPv4-based smart home environment still faces insufficient address, and the allocation of IPv6 addresses is too complicated, and it is not widely promoted, and it is not suitable for the distribution of smart devices.
  • the smart home field is more about adopting a method of directly assigning a specific non-IP address to a smart device.
  • DALI DALI
  • CEBUS EIB standards
  • Customized device address format and private protocol for address assignment methods Customized device address format and private protocol for address assignment methods.
  • the DALI protocol Digital Addressable Lighting Interface
  • the DALI protocol is currently the lighting control protocol in the smart home field.
  • the most complicated part is the process of the host controller automatically assigning addresses to the controlled device.
  • the principle is that the master controller needs to send the random number generation command RANDOMISE, and each controlled device will generate a 24-bit random number.
  • the master controller starts sending a 24-bit data of its own and a 24-bit random number generated by each controlled device for comparison, and then finds the smallest random number of controlled devices. At this time, the device is assigned a unique address that is not assigned. Obviously, this requires that the 24-bit random number generated by each controlled device cannot be the same and cannot be equal to 0 and FFFFFF. This is also the main difficulty of DALI protocol address allocation.
  • Various complicated algorithms are used in the prior art to ensure the above 24-bit. The uniqueness of a random number. Summary of the invention
  • the present invention provides an address allocation method in a smart home network, where the smart home network includes a gateway and at least one controlled device, and the method includes:
  • the controlled device accesses the smart home network for the first time, the controlled device sends a notification message to the gateway, where the notification message includes a fixed address of the controlled device;
  • the gateway After receiving the first notification message, the gateway allocates a dynamic address to the controlled device;
  • the gateway sends an allocation packet to the controlled device, where the allocation packet includes the dynamic address
  • the controlled device stores the dynamic address therein after receiving the allocated message, and uses the dynamic address as the communication address in subsequent communications.
  • the fixed address includes a type code of the controlled device, a barcode of the controlled device, a batch generation of the controlled device, and a serial number of the controlled device.
  • the dynamic address is randomly assigned by the gateway.
  • a receiving module configured to receive a notification message from the controlled device, where the notification message includes a fixed address of the controlled device
  • a dynamic address allocation module configured to allocate a dynamic address to the controlled device according to the fixed address of the controlled device
  • a sending module configured to send an allocation message to the controlled device, where the allocation message includes the dynamic address.
  • a controlled device in the home network including:
  • the sending module sends a notification message to the gateway, where the notification message includes a fixed address of the controlled device;
  • a receiving module configured to receive an allocation message sent by the gateway, where the allocation message includes a dynamic address allocated by the gateway for the controlled device;
  • the first storage module is configured to store a dynamic address in the allocated packet.
  • Figure 4 shows the specific address allocation process after entering the smart home network.
  • FIG. 1 shows a specific structure of the Zhihui Marriage Network disclosed by the present invention, which mainly includes a digital home intelligent gateway inside the home.
  • the mesh is connected to the bus switch, the Ethernet bus, and the 485 bus to connect various intelligent devices.
  • Figure 2 shows the device address structure in the disclosed Zhihui grafting system of the present invention.
  • the device address is divided into a fixed address and a dynamic ID address.
  • the fixed address is solidified in the memory chip before the device leaves the factory, and the dynamic ID address is the address assigned by the gateway as the communication of the node after the device accesses the bus for the first time.
  • the device fixed address is the unique ID number of each device, which can be composed of one or several of the device type, the barcode of the device, the batch code of the device, and the serial number of the device. This addressing method can guarantee the uniqueness of each device in different scenarios.
  • Fig. 3A shows the first embodiment, if the controlled device has only one gate in the smart home network, such as gate access. Then the device fixed address can only include the device type code and the barcode of the device.
  • FIG. 3B shows a second embodiment. If the controlled device includes multiple, but can be uniquely determined according to the barcode and the batch code of the controlled device, for example, a device of the same type that is gradually added, the device fixed address may only include the device type code. , the barcode of the device and the set code.
  • Figure 3C shows a third embodiment, if the controlled device cannot be uniquely determined by the lot and barcode, For example, lighting equipment. Then the device fixed address may include the device type code, the device's barcode and the device batch code, and the device serial number.
  • the device fixed address is composed of 17 bytes, wherein the first byte is set to «type, then 12 bytes is the barcode of the device, and then the batch number of the 2-byte device is added. The last two bytes represent the serial number of the device.
  • different fields can be assigned different numbers of bytes according to specific needs.
  • the bytes representing the corresponding class can be removed, thereby constituting a shorter device fixed address.
  • the dynamic ID address of the device is determined by the home gateway.
  • the length of the device can be determined by the actual application scenario, such as the total number of devices.
  • the dynamic ID address is composed of 2 bytes, then a total of 65536 device dynamic ID addresses can be represented from 0x00 to Oxfflff. Since the dynamic id address is only two bytes, it is very short, in the same wise meeting ⁇
  • the address in the home network is also sufficient, so using this address as the communication address of each device on the bus can reduce the communication time, reduce the probability of data conflict, and greatly improve the communication efficiency.
  • other lengths such as one or more bytes in length, may be used to represent the dynamic ID.
  • Figure 4 shows the specific address allocation process after setting up the smart home network.
  • the device when the device is powered on for the first time, the device sends a fixed address notification message to the gateway, where the notification message includes a fixed address of the device;
  • the gateway After receiving the Ithffi message, the gateway performs the necessary check, and then assigns a unique dynamic ID address to the device according to the system.
  • the dynamic ID address can be randomly assigned by the system or specified by the user.
  • the gateway sends a dynamic ID allocation message to the device
  • the dynamic ID is stored, and the dynamic id address is used as the communication address in future communications.
  • the dynamic ID address can also be manually modified by the user at the gateway.
  • the device barcode uniquely determines the type of equipment, and the batch code of the device uniquely determines the production batch of the device, and the device serial number uniquely determines the production order of the device, this makes the fixed address of the device unique. Determining a device, and the network management generates a shorter dynamic ID address based on the unique fixed address, which makes the device address used in the actual communication easier to handle, thereby improving communication efficiency.
  • FIG. 5 is a block diagram of a gateway of the present disclosure, including a receiving module, configured to receive a notification message from a controlled device, where the notification message includes a fixed address of the controlled device; ⁇ , configured to assign a dynamic address to the controlled device according to the fixed address of the controlled device; the sending module is configured to send the allocated message to the controlled device, where the allocated message includes the dynamic address.
  • FIG. 6 shows a module structure of a controlled device according to the present disclosure, including a sending module, which sends a message to a gateway, where the notification message includes a fixed address of the controlled device, and a receiving module, configured to receive the message sent by the gateway.
  • the allocation message includes a dynamic address assigned by the gateway to the controlled device; a first storage module, configured to store a dynamic address in the allocated message; and a second storage module, configured to store a fixed address of the controlled device .

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Abstract

本发明涉及一种为智能家居网络中的智能设备分配网络地址的方法以及设备。该方法包括当受控设备第一电接入网络时,受控设备发送固定地址通知报文到网关,其中该通知报文包括设备的固定地址;网关收到此通知报文后根据系统设置给受控设备分配一个唯一的动态ID地址;然后网关发送动态ID分配报文给受控设备;接着在受控设备收到动态ID分配报文后将其中动态ID存储起来,并在以后的通信中都用该动态id地址作为通信地址。通过该方法,使得地址分配变得简单高效,进而提高了通信效率。

Description

智能家居网络中的地址分配方法及设备 技术领域
本发明涉及一种为智能家居网络中的智能设备分配网络地址的方法, 并 且尤其涉及在智能家居网络环境内,根据固定地址和动态 ID为多个智能设备 分配地址的的方法。 m
智能家居是以住宅为平台, 利用综合布线技术、 网络通信技术、 智能家 居-系统设计方案安全防范技术、 自动控制技术、 音视频技术将家居生活有关 的设施集成, 构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统, 提升家居安 全性、 便利性、 舒适性、 艺术性, 并实现环保节能的居住环境。
而为了使智能家居环境中的各种智能设备发挥作用, 首先必须解决为智 能设备分配地址的问题,现有技术中为智能设备分配地址的方式主要有两种: 一种是由 DHCP (动态主机配置协议)为智能设备分配 IP地址, 另一种则是 通过智能网关直接为智能设备分配特定的非 IP地址。
DHCP协议是一种简化设备 IP管理的 TCP/IP标准, DHCP分为两个部 分: DHCP服务器和 DHCP客户端。 TCP/IP网络上的每台设备都必须有唯一 的 IP地址, 而 IP地址主要是用于表示设备及其连接的子网, 基于 DHCP协 议的 DHCP服务器允许网络中的每台设备从本地网络上的服务器的 IP地址数 据库中为本 DHCP客户端指派 IP地址, 从而无需对每台设备进行手动配置, 有利于防止 IP地址分配。
然而由于 DHCP是基于 TCP/IP协议, 在 TCP/IP网络中又必须使用 IP 地址, 目前由于 IPv4地址面临枯竭, 而正在向 IPv6过渡。 因此基于 IPv4的 智能家居环境,仍然面临地址不足的情况,而 IPv6的地址的分配又过于复杂, 且迟迟得不到广泛的推广, 不适用于智能设备的分配。
目前智能家居领域更多的是采用直接为智能设备分配特定的非 IP地址的 方法。 例如, 目前智能家居领域常见的 DALI, CEBUS, EIB标准, 其中各 自定义了设备地址格式以及地址分配方法的私有协议。
DALI 协议 (数字可编址的照明接口 Digital Addressable Lighting Interface)是目前智能家居领域中的照明控制协议。 在 DALI协议中, 最复杂 部分就是主控制器给受控设备自动分配地址的过程, 其原理是主控制器需要 发送随机数产生命令 RANDOMISE, 各个受控设备会产生一个 24位的随机 数, 此后主控制器开始发送一个自己的 24位数据和每个受控设备生成的 24 位随机数进行比较, 进而找到最小随机数的受控设备, 这时就给这个设备分 配一个没有分配的唯一地址。显然, 这就要求每个受控设备产生的 24位随机 数不能相同而且不能等于 0和 FFFFFF,这也是 DALI协议地址分配主要难点, 现有技术中采用了各种复杂的算法来保证上述 24位随机数的唯一性。 发明内容
鉴于现有技术的缺点, 本发明提供一种智能家居网络中的地址分配方法, 其中智能家居网络包括网关以及至少一个受控设备, 该方法包括:
(1 )当受控设备第一次接入智能家居网络时,受控设备向网关发送通知报 文, 其中该通知报文包括受控设备的固定地址;
(2 ) 网关收到该第一通知报文后给受控设备分配一个动态地址;
(3) 网关向该受控设备发送分配报文, 所述分配报文包括该动态地址;
(4)该受控设备收到分配报文后将其中的动态地址存储起来,并在以后的 通信中都用该动态地址作为通信地址。
进一步的, 其中该固定地址包括受控设备的类型码, 受控设备的条形码, 受控设备的批次代 以及设受控备的序号。
进一步的, 其中该动态地址由网关随机分配。
进一步的, 其中该动态地址由手动指定。
还提供了一种智會嫁居网络中的网关, 包括:
接收模块, 用于接收来自受控设备的通知报文, 该通知报文包括受控设备 的固定地址;
动态地址分配模块, 用于根据受控设备的固定地址为受控设备分配一个动 态地址;
发送模块, 用于向受控设备发送分配报文, 该分配报文包括该动态地址。 还公开了一种智會 ^家居网络中的受控设备, 包括:
发送模块, 向网关发送通知报文, 其中该通知报文包括受控设备的固定地 址;
接收模块, 用于接收由网关发送的分配报文, 该分配报文包括网关为受控 设备分配的动态地址;
第一存储模块, 用于存储该分配报文中的动态地址。
附图说明
图 1 本申请适用的智能家居网络结构
图 2智能设备的地址编码格式
图 3设备固定地址结构
图 4设^妾入智能家居网络后的具体地址分配流程
图 5网关的功能模块
图 ό 受控设备的功能模块 具体雄力式
图 1显示了本发明公开的智會嫁居网络的具体结构, 主要包括家庭内部的 数字家庭智能网关。网麵过总线交换机, 以太网总线, 485总线将各种智能设 备连接起来。
图 2显示了在本发明所公开的智會嫁居系统中的设备地址结构。 设备地址 分为固定地址及动态 ID地址, 固定地址在设备出厂前固化在存储芯片中, 而动 态 ID地址则是设备第一次接入总线后网关给予分配作为本节点通信的地址。
设备固定地址即是每个设备的唯一身份证号码, 它可以由设备类型、 设备 的条形码、设备的批次代码、 以及设备的序号的其中一个或几个组合起来构成。 这种编址方法在不同的场景下能够能保证每个设备的唯一性。
图 3A表示了第一实施例,如果受控设备在智能家居网络中仅有唯一一^ I 例如大门门禁。 那么设备固定地址可以只包括设备类型码和设备的条形码。
图 3B表示了第二实施例, 如果受控设备包括多个, 但可以根据受控设备 的条形码和批次码唯一确定, 例如逐步添置的同类型设备, 那么设备固定地址 可以只包括设备类型码、 设备的条形码和设 比次码。
图 3C表示了第三实施例, 如果受控设备不能由批次和条形码唯一确定, 例如照明设备。 那么设备固定地址可以包括设备类型码、 设备的条形码和设备 批次码, 设备序号。
在第三实施例的情况下,设备固定地址由 17个字节构成,其中第一个字节 是设 «型, 接着 12个字节是设备的条形码, 然后加上 2个字节 设备的批 号, 最后两个字节表示设备的序号。 当然可以根据具体需要为不同的字段分配 不同的字节数。 在前两种实施例中, 可以去掉表示相应类别的字节, 从而构成 更短的设备固定地址。
而设备的动态 ID地址由家庭网关确定, 其长度可由实际应用场景决定,例 如设备的总数量。在一个实施例中,动态 ID地址由 2个字节组成,那么从 0x00 到 Oxfflff总共可以表示 65536个设备动态 ID地址, 由于动态 id地址只有两个字 节, 很简短, 在同一个智會 ^家居网内地址也够用, 所以用该地址作为总线上各 设备的通信地址能减少通信时间, 降低数据冲突的几率, 大大提高了通信效率。 当然, 也可以采用其他长度, 例如 1个或 3个以上字节长度来表示动态 ID。
图 4显示了设 ^妾入智能家居网络后的具体地址分配流程。 首先当设备第 一次上电接入网络时, 设备发送固定地址通知报文到网关, 其中该通知报文包 括设备的固定地址;
然后, 网关收到 Ithffi知报文后, 进行必要的校验, 然后根据系统 给设 备分配一个唯一的动态 ID地址, 该动态 ID地址可以由系统随机分配, 也可以 由用户指定;
然后, 网关发送动态 ID分配报文给设备;
接着在设备收到动态 ID分配报文后将其中动态 ID存储起来, 并在以后的 通信中都用该动态 id地址作为通信地址。
此外, 动态 ID地址也可以在网关由用户手动修改。
由于设备条形码唯一的确定了设备的种类, 而设备的批次码唯一确定了设 备的生产批次, 同时设备序号又唯一的确定了设备的生产顺序, 因此这就使得 设备的固定地址可以唯一的确定一台设备, 同时网管依据这个唯一固定地址生 成一个更短的动态 ID地址,那么这就使得实际通信中使用的设备地址更容易处 理, 从而提高通信效率。
图 5显示了本发明公开的网关的模块结构, 包括接收模块, 用于接收来自 受控设备的通知报文, 该通知报文包括受控设备的固定地址; 动态地址分配模 ±夬, 用于根据受控设备的固定地址为受控设备分配一个动态地址; 发送模块, 用于向受控设备发送分配报文, 该分配报文包括该动态地址。
图 6显示了本发明公开的受控设备的模块结构, 包括发送模块, 向网关发 ¾¾知报文, 其中该通知报文包括受控设备的固定地址; 接收模块, 用于接收 由网关发送的分配报文, 该分配报文包括网关为受控设备分配的动态地址; 第 一存储模块, 用于存储该分配报文中的动态地址; 第二存储模块, 用于存储受 控设备的固定地址。
可以理解的是, 本申请权利要求并不限于这些特定公开形式, 而是覆盖了 所有落入本发明的精神和范围之内的修改方式、 等价方式和替换方式。

Claims

权 禾 iJ 要 求 书
1、一种智會 ^家居网络中的地址分配方法,其中智能家居网络包括网关以及 至少一个受控设备, 该方飽括:
(1 )当受控设备第一次接入智能家居网络时,受控设备向网关发送通知报 文, 其中该通知报文包括受控设备的固定地址;
(2 ) 网关收到该第一通知报文后给受控设备分配一个动态地址;
(3) 网关向该受控设备发送分配报文, 所述分配报文包括该动态地址;
(4)该受控设备收到分配报文后将其中的动态地址存储起来,并在以后的 通信中都用该动态地址作为通信地址。
2、如权利要求 1所述的智能家居网络中的地址分配方法,其中该固定地址 包括受控设备的条形码和 /或设 «型码。
3、如权利要求 2所述的智能家居网络中的地址分配方法,其中该固定地址 还包括受控设备的批次代码或设备序号。
4,如权利要求 2所述的智能家居网络中的地址分配方法,其中该固定地址 还包括受控设备的批次代码和设备序号。
5、如权利要求 2-4中任一所述的智會家居网络中的地址分配方法, 其中该 动态地址由网关随机分配。
6、如权利要求 2-4中任一所述的智會家居网络中的地址分配方法, 其中该 动态地址由手动指定。
7、如权利要求 2-4中任一所述的智會家居网络中的地址分配方法, 其中网 关与受控设备通过 485总线连接起来。
8、 一种智會 ^家居网络中的网关, 包括:
接收模块, 用于接收来自受控设备的通知报文, 该通知报文包括受控设备 的固定地址;
动态地址分配模块, 用于根据受控设备的固定地址为受控设备分配一个动 态地址;
发送模块, 用于向受控设备发送分配报文, 该分配报文包括该动态地址。
9、如权利要求 8所述的智會家居网络中的网关,其中该动态地址由网关随 机分配。
10、 如权利要求 8所述的智會家居网络中的网关, 其中该固定地址包括受 控设备的条形码和 /或设 «型码。
11、 如权利要求 8所述的智會家居网络中的网关, 其中该固定地址还包括 受控设备的批次代码或设备的序号。
12、 如权利要求 8所述的智會家居网络中的网关, 其中该固定地址还包括 的批次代码和受控设备的序号。
13、 如权利要求 10-12中任一所述的智會家居网络中的网关, 其中该动态 地址由手动指定。
14、 如权利要求 10-12中任一所述的智會 ^家居网络中的网关, 其中网关与 受控设备舰 485总线连接起来。
15、 一种智會 ^家居网络中的受控设备, 包括:
发送模块, 向网关发送通知报文, 其中该通知报文包括受控设备的固定地 址;
接收模块, 用于接收由网关发送的分配报文, 该分配报文包括网关为受控 设备分配的动态地址;
第一存储模块, 用于存储该分配报文中的动态地址。
16,如权利要求 15所述的智會家居网络中的受控设备,其中该动态地址由 网关随机分配。
17、如权利要求 15所述的智會家居网络中的受控设备,还包括第二存储模 块, 用于存储该固定地址;
18、如权利要求 17所述的智會家居网络中的受控设备,其中该固定地址包 括受控设备的条形码和 /或设备类型码。
19、如权利要求 18所述的智會家居网络中的受控设备,其中该固定地址还 包括受控设备的批次代码 号。
20、如权利要求 19所述的智會 ^家居网络中的受控设备,其中该固定地址还 包括受控设备的序号和批次代码。
21、 如权利要求 17-19中任一所述的智會家居网络中的受控设备, 其中该 动态地址由手动指定。
22、 如权利要求 17-19所述的智會家居网络中的受控设备, 其中网关与受 控设备通过 485总线连接起来。
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