基于ZigBee协议的设备的入网方法与流程

本发明涉及物联网通信技术领域，尤其涉及一种基于ZigBee(基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议)协议的设备的入网方法。

背景技术：

在未来物联网通信中，ZigBee协议由于具备低功耗、自组织能力强、稳定性高、组网灵活等特点，一直备受人们的关注。目前，ZigBee协议已经广泛地应用于照明系统、智慧家居系统、数据采集系统中。在ZigBee标准协议中，存在三种角色的设备：1、协调器；2、路由器；3、终端设备，其中，协调器负责组建网络，路由器/终端设备(可统称为设备)需要加入到协调器组建的网络中。

目前，设备加入到协调器组建的网络中的方法一般有如下两种：一种方法是设备监听各信道中的网络，并选择能量最强的网络加入；另一种方法是设备监听各信道中的网络信标帧，从信标帧中获取设备深度信息(所谓设备深度，可以理解为路由次数)，选择最小设备深度的网络进行加入。

虽然上述两种方法保证了设备加入网络后的通信质量问题，但是，设备依然不能够选择正确的网络进行加入，这是因为当设备的周围具有多个协调器时，如果该设备通过使用上述两种方法入网，有可能加入的网络不是用户需要的协调器所建立的网络，从而导致设备加入到错误的网络中，降低用户体验。

技术实现要素：

本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种ZigBee协议的设备的入网方法。该方法保证了当网络存在多个协调器时设备能够正确地加入到目标协调器中，提高了可靠性，提高了设备入网的效率，提升了用户体验。

为了实现上述目的，本发明一方面实施例的ZigBee协议的设备的入网方法，包括：设备获取所述设备的标识信息；所述设备监听至少一个协调器发出的至少一个信标帧，并根据所述至少一个信标帧生成所述至少一个协调器的至少一个协调器标识信息；所述设备判断所述设备的标识信息是否与所述至少一个协调器标识信息中的一个匹配；以及如果所述 设备的标识信息与所述至少一个协调器标识信息中的一个匹配，则所述设备加入至与所述设备的标识信息匹配的协调器标识信息对应的协调器所建立的网络中。

根据本发明实施例的ZigBee协议的设备的入网方法，设备可先获取设备的标识信息，之后可监听至少一个协调器发出的至少一个信标帧，并根据至少一个信标帧生成至少一个协调器的至少一个协调器标识信息，然后，判断设备的标识信息是否与至少一个协调器标识信息中的一个匹配，如果匹配，则设备加入至与设备的标识信息匹配的协调器标识信息对应的协调器所建立的网络中，保证了当网络存在多个协调器时设备能够正确地加入到目标协调器中，提高了可靠性，提高了设备入网的效率，提升了用户体验。

根据本发明的一个实施例，设备获取所述设备的标识信息，具体包括：所述设备通过外围设备或者辅助设备生成所述设备的标识信息。

根据本发明的一个实施例，所述设备的标识信息预先存储在所述设备的固定空间中，所述设备从所述固定空间中获取所述设备的标识信息。

根据本发明的一个实施例，所述外围设备或者辅助设备为拨码开关装置、近距离无线通讯NFC装置、红外设备装置及二维码扫描装置中的任意一种。

根据本发明的一个实施例，根据所述至少一个信标帧生成所述至少一个协调器的至少一个协调器标识信息，具体包括：从所述至少一个信标帧中提取至少一个网络标识信息，并将所述至少一个网络标识信息转换为所述至少一个协调器标识信息。

根据本发明的一个实施例，将所述至少一个网络标识信息转换为所述至少一个协调器标识信息，具体包括：在每个网络标识信息中从预设位置开始截断预设长度的位数，并将截断得到的内容作为每个协调器标识信息。

根据本发明的一个实施例，在所述设备判断所述设备的标识信息是否与所述至少一个协调器标识信息中的一个匹配之前，所述方法还包括：所述设备根据所述至少一个信标帧判断对应的至少一个协调器是否已打开允许入网功能；如果已打开允许入网功能，则所述设备判断所述设备的标识信息是否与所述至少一个协调器标识信息中的一个匹配。

根据本发明的一个实施例，所述设备监听至少一个协调器发出的至少一个信标帧，具体包括：所述设备向所述至少一个协调器发送至少一个信标帧请求信息；所述设备接收所述至少一个协调器根据所述至少一个信标帧请求信息反馈的所述至少一个信标帧。

根据本发明的一个实施例，所述设备监听至少一个协调器发出的至少一个信标帧，具体包括：所述设备监听所述至少一个协调器周期广播的至少一个信标帧。

根据本发明的一个实施例，所述设备为终端或者路由器。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本发明一个实施例的基于ZigBee协议的设备的入网方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一个由多个协调器组成的网络拓扑的结构示例图；

图3是根据本发明实施例的信标帧的结构的示例图；

图4是根据本发明实施例的网络标识信息与协调器标识信息之间的关系的示意图；以及

图5根据本发明另一个实施例的基于ZigBee协议的设备的入网方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的基于ZigBee协议的设备的入网方法。

图1是根据本发明一个实施例的基于ZigBee协议的设备的入网方法的流程图。需要说明的是，在本发明的实施例中，设备可为终端或者路由器，终端可包括但不限于PC机、移动终端以及家用电器等。

如图1所示，该基于ZigBee协议的设备的入网方法可以包括：

S101，设备获取设备的标识信息。

具体地，在本发明的一个实施例中，设备获取设备的标识信息的具体实现过程可如下：设备通过外围设备或者辅助设备生成设备的标识信息。其中，在本发明的实施例中，外围设备或者辅助设备可为但不限于拨码开关装置、近距离无线通讯NFC装置、红外设备装置及二维码扫描装置等中的任意一种。由此，可通过外围设备或者辅助设备生成设备的标识信息，从而使得设备可以获取到该设备的标识信息。

在本发明的另一个实施例中，设备的标识信息可预先存储在该设备的固定空间(如设备的存储器)中，设备获取设备的标识信息的具体实现过程可如下：设备从上述固定空间中获取设备的标识信息。更具体地，可在设备出厂前将该设备的标识信息存储在固定空间中，当设备需要加入协调器所建立的网络中时，设备可先从固定空间中获取预先存储的该设备的标识信息。

S102，设备监听至少一个协调器发出的至少一个信标帧，并根据至少一个信标帧生成 至少一个协调器的至少一个协调器标识信息。

其中，在本发明的实施例中，“至少一个”可理解为一个或多个，多个可理解为至少两个，例如两个、三个等。

需要说明的是，协调器可理解为网络组织的管理者，协调器可组建一个网络。如图2所示，为一个由多个协调器组成的网络拓扑的结构示例图，该网络拓扑中含有协调器1所建立的网络和协调器2锁建立的网络，其中，设备1和设备2加入到了协调器1所建立的网络，设备3和设备4加入到了协调器2锁建立的网络中。

具体地，设备监听协调器发出的信标帧可包括主动监听以及被动监听。具体而言，在本发明的一个实施例中，主动监听的具体实现方式可包括：设备向至少一个协调器发送至少一个信标帧请求信息；设备接收至少一个协调器根据至少一个信标帧请求信息反馈的至少一个信标帧。也就是说，设备可主动发送信标帧请求信息给协调器，协调器在接收到该信标帧请求信息之后可回复一个信标帧。由此，实现设备的主动获取信标帧的功能。

在本发明的一个实施例中，被动监听的具体实现方式可包括：设备监听至少一个协调器周期广播的至少一个信标帧。更具体地，协调器可周期广播信标帧，设备可等待协调器周期广播的信标帧。由此，设备无需发送请求即可获得协调器的信标帧。

具体而言，在本发明的一个实施例中，根据至少一个信标帧生成至少一个协调器的至少一个协调器标识信息的具体实现过程可如下：从至少一个信标帧中提取至少一个网络标识信息，并将至少一个网络标识信息转换为至少一个协调器标识信息。其中，在本发明的实施例中，将至少一个网络标识信息转换为至少一个协调器标识信息的具体实现方式可为：在每个网络标识信息中从预设位置开始截断预设长度的位数，并将截断得到的内容作为每个协调器标识信息。其中，预设位置以及预设长度可以是协调器与设备相互之间事先约定的。

需要说明的是，在本发明的实施例中，如图3所示，信标帧中可包括物理层头、MAC层头、网络标识信息和信标帧内容等。如图4所示，为网络标识信息与协调器标识信息之间的关系，协调器标识信息可为网络标识信息中某一部分的内容。

更具体地，可从信标帧中提取出网络标识信息，之后可在网络标识信息中从预设位置开始截断预设长度的位数作为协调器标识信息。其中，在本发明的实施例中，网络标识信息可由协调器自身生成的，网络标识信息可通过以下步骤生成：协调器获取自身的标识信息，并根据自身的标识信息生成网络标识信息。其中，网络标识信息可以是个人区域网ID(IDentity，身份标识号码)或者扩展个人区域网ID。

S103，设备判断设备的标识信息是否与至少一个协调器标识信息中的一个匹配。

可以理解，在本发明的实施例中，当设备监听到多个协调器发出的信标帧时，设备可 分别轮询每个协调器发出的信标帧，从信标帧中提取网络标识信息，并将网络标识信息转换为该协调器的协调器标识信息，之后，设备根据该设备的标识信息与每个协调器的协调器标识信息逐个匹配，如果匹配，则执行步骤S104；如果不匹配，则与下一个协调器标识信息进行匹配，直至找到能匹配该设备的标识信息的协调器所建立的网络为止。

S104，如果设备的标识信息与至少一个协调器标识信息中的一个匹配，则设备加入至与设备的标识信息匹配的协调器标识信息对应的协调器所建立的网络中。

进一步的，为了确保设备能够正常的加入到目标协调器所建立的网络中，在本发明的一个实施例中，如图5所示，在设备判断设备的标识信息是否与至少一个协调器标识信息中的一个匹配(即上述步骤S103)之前，该基于ZigBee协议的设备的入网方法还可包括：设备根据至少一个信标帧判断对应的至少一个协调器是否已打开允许入网功能(S505)。如果已打开允许入网功能，则执行上述步骤S103，即设备判断设备的标识信息是否与至少一个协调器标识信息中的一个匹配。

具体地，设备在对该设备的标识信息与协调器标识信息进行匹配比较之前，需要判断该协调标识信息对应的协调器是否允许加入网络，其中，协调器是否允许加入网络的信息可包含在信标帧中，设备可根据信标帧判断该信标帧所对应的协调器是否允许设备加入网络，如果是，则执行上述步骤S103；如果否，则设备轮询查看下一个协调器发出的信标帧，并提取该信标帧中的网络标识信息以及协调器是否允许加入网络的信息。

根据本发明实施例的基于ZigBee协议的设备的入网方法，设备可先获取设备的标识信息，之后可监听至少一个协调器发出的至少一个信标帧，并根据至少一个信标帧生成至少一个协调器的至少一个协调器标识信息，然后，判断设备的标识信息是否与至少一个协调器标识信息中的一个匹配，如果匹配，则设备加入至与设备的标识信息匹配的协调器标识信息对应的协调器所建立的网络中，保证了当网络存在多个协调器时设备能够正确地加入到目标协调器中，提高了可靠性，提高了设备入网的效率，提升了用户体验。

在本发明的描述中，需要理解的是，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块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。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。