一种无线家电网络及其数据通信方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种无线家电网络其数据通信方法，适用于433M频段的数据通信。属于智能家居技术领域。
【背景技术】
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[0002]随着科技的进步以及人们生活水平的提高，家电设备朝着智能化网络化的方向发展。目前，一般是将智能家电设备与智能控制终端组成一个物联网，用户通过操作智能控制终端，将控制信号和控制指令以无线的方式发送至指定的家电设备，实现对家电设备的无线控制，家电设备同样以无线的方式将状态信息发送到智能控制终端。
[0003]现有技术中，智能家庭无线信号一般使用ISM频段，由于2. 4G无线信号的绕射性及穿透性差，而且家用电子设备干扰源多，对通信距离影响大，因此不适用于家庭环境使用。虽然433M频段具有较好的通信性能，但在兼顾通信距离及通信时间的情况下，433M频段的数据通信速率较慢，在突发性大量信号传输的情况下，容易造成信道堵塞，特别是广播信号令所有家电设备改变工作模式情况下，各个家电均在同时段传送信号以致射频信号互相干扰，以致网络反应缓慢或信号丢失。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的之一，是为了解决现有技术在433M频段的数据通信速率较慢、在突发性大量信号传输的情况下容易造成信道堵塞的问题，提供一种无线家电网络，具有数据通信速率快，在突发性大量信号传输的情况下不会造成信道堵塞的特点。
[0005]本发明的目的之二，是为了解决现有技术在433M频段的数据通信速率较慢、在突发性大量信号传输的情况下容易造成信道堵塞的问题，提供一种无线家电网络的数据通信方法，具有数据通信速率快，在突发性大量信号传输的情况下不会造成信道堵塞的特点。
[0006]本发明的目的之一可以通过采取如下技术方案达到：
[0007]一种无线家电网络，包括智能控制终端和若干台家电设备，在433M频段形成无线家通信网络；其结构特点在于：智能控制终端和各台家电设备中各设有一个无线通信模块，设在智能控制终端的无线通信模块为第一无线通信模块，设在家电设备的无线通信模块为第二无线通信模块；第一无线通信模块与若干个第二通信模块组成拓朴网络，第一无线通信模块与第二无线通信模块工作在同一个无线信道进行数据通信，并且第二通信模块只能与第一无线通信模块进行数据通信。
[0008]本发明的目的之一还可以通过采取如下技术方案达到：
[0009]进一步地，无线通信模块包含一个无线信号能量检测单元，以实时检测信道的无线信号功率强度。
[0010]进一步地，家电设备在数据传输前，先使用能量检测单元，监测信道的能量，当信道功率强度低时，则认为信道空闲，进而转入信号发射；如检测到一定强度的功率信号，则延时一段随机时间退避干扰信号，然后再监测信道，待信道空闲再发射信号。
[0011]本发明的目的之二可以通过采取如下技术方案达到：
[0012]—种无线家电网络的数据通信方法，其特征在于：
[0013]1)首先家电设备在上电时请求与智能控制终端联网，智能控制终端允许家电设备进入网络，并且为家电设备分配短地址，8位的短地址的使用范围为0x01至Oxff，智能控制终端按家电设备联网先后顺序由小到大为家电设备分配短地址；形成在433M频段的无线家通信网络；
[0014]2)智能控制终端周期性地发送设置信标标记的广播数据，家电设备在收到信标标记置位的帧数据后按时分复用的规则有序地发送家电无线数据；当智能控制终端在多个周期内未能收回相应短地址的家电设备数据，则认为此家电离线，并将离线家电设备的短地址分配给当前短地址数值最大的家电设备，同时将当前数值最大的短地址回收，以用作家电设备请求联网时分配使用；
[0015]3)智能控制终端时刻监测信道无线信号功率，并使用一定统计算法计算信道功率强度，当监测到单位时间内信号功率强度超过阈值时，认为有突发性大批量数据传送，则广播信标标记置位的帧信号，家电设备以收到此帧无线数据为时间起始，按时分复用的规则有序地发送家电信息数据；
[0016]4)智能控制终端与家电设备进行传输的无线数据，采用统一的数据帧格式；智能控制终端与家电设备根据数据帧格式协议解码接收到的无线数据。
[0017]本发明的目的之二还可以通过采取如下技术方案达到：
[0018]进一步地，无线家电网络数据帧格式包括：帧长度，帧标识，扩展地址，短地址，数据；其中，帧长度用于标示本帧数据的字节长度，帧标识标示本帧数据的类型，包括数据帧、控制帧或应答帧。
[0019]进一步地，数据帧格式包含有扩展地址和短地址，扩展地址的长度为64位，为全球唯一，标识唯一的无线网络智能控制终端；短地址的长度为8位，为网络内唯一，标识家电网络内唯一的家电设备。
[0020]进一步地，数据帧格式的帧标识包含一个信标标记位。
[0021]进一步地，家电设备在收到一个信标标记为1的帧数据后，以收到此帧数据为时间起始，并以一个固定时间为周期，在与短地址数值大小相应的周期内发送家电信息无线数据。
[0022]本发明具有如下突出的有益效果：
[0023]1、本发明涉及的无线家电网络，智能控制终端和各台家电设备中各设有一个无线通信模块，设在智能控制终端的无线通信模块为第一无线通信模块，设在家电设备的无线通信模块为第二无线通信模块；第一无线通信模块与若干个第二通信模块组成拓朴网络，第一无线通信模块与第二无线通信模块工作在同一个无线信道进行数据通信，并且第二通信模块只能与第一无线通信模块进行数据通信；因此能够解决现有技术在433M频段的数据通信速率较慢、在突发性大量信号传输的情况下容易造成信道堵塞的问题，具有数据通信速率快、在突发性大量信号传输的情况下保证信道通畅的有益效果。
[0024]2、本发明涉及的无线家电网络的数据通信方法，是无线家电网络进入千家万户的一种良好实现方式；用以解决433M无线家电网络在突发性大量信号传输时引致通信网络反应慢或信号丢失的问题；能够有效保证家庭家电设备的数据通信稳定性，具有兼顾信号传输的及时性、保证用户无线家电控制的良好体验性，以及控制方法简单、运算过程简单、成本低等有益效果。
【附图说明】
[0025]
[0026]图1为无线家电网络结构示意图。
【具体实施方式】
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[0027]为了使本发明实例的技术方案及优点更加清楚，下面将结合本发明实施例结构示意图，对本发明的实施例进行清楚地描述。
[0028]具体实施例1:
[0029]参照图1，本实施例涉及的一种无线家电网络，包括:
[0030]智能控制终端101，用作家电设备的无线远程控制，具有显示界面、操作按键等人性化控制设置；
[0031]若干台家电设备201，为空调、电风扇、电动窗帘、电视机等家用电器设备；
[0032]在智能控制终端101中设有第一无线通信模块102，用于发送智能控制终端的无线控制信号，同时接收家电设备的无线信号；
[0033]在家电设备201各设有第二无线通信模块202，用于接收智能控制终端的无线控制信号，同时发射家电设备的无线信号；
[0034]第一无线通信模块102与第二无线通信模块202组成拓扑网络，一个拓扑网络有且只有一个第一无线通信模块102，具有若干个第二无线通信模块202 ;第一无线通信模块102及第二无线通信模块202无线数据信号采用相同的帧格式，并且工作在同一个信道。第一无线通信模块102可以跟各个第二无线通信模块202通信，各个第二无线通信模块202只能跟第一无线通信模块102进行数据通信。
[0035]本实施例涉及的智能控制终端101与家电设备20