一种基于物联网的互联互通系统、组网方法及通信方法
【专利摘要】本发明涉及物联网组网技术，其公开了一种基于物联网的互联互通系统、组网方法及通信方法，解决传统的物联网产品功能单一、运作独立，各产品之间不存在关联性，无法形成有效的互联互通的问题。本发明中的系统包括手机端、家居设备和云服务器；所述家居设备按照设备能力等级划分为强终端和弱终端，并在入网时通过设备竞争机制尝试竞争出Master，若存在Master，则所述Master与云服务器连接，其它家居设备与所述Master连接；所述手机端通过云服务器发送控制指令给Master，由所述Master进行控制指令的转发；若不存在Master，则各家居设备均与云服务器直连；所述手机端通过云服务器直接发送指令给各个家居设备。
【专利说明】
一种基于物联网的互联互通系统、组网方法及通信方法
技术领域
[0001]本发明涉及物联网组网技术，具体涉及一种基于物联网的互联互通系统及组网方法及通?目方法。
【背景技术】
[0002]随着物联网技术、云计算、大数据的发展，互联互通技术显得尤为重要。而要实现智慧城市，需要基于全面透彻的感知、宽带泛在的互联以及智能融合的应用。
[0003]对于理想中的智能家居，可以根据消费者的家庭生活需求，智能化工作解决消费者生活中遇到的问题。但是现实中虽然市场上智能家居产品层出不穷，大多却是孤立的单品，功能还不够完善，难以满足消费者需求。智能家居单品只是家庭生活用品的智能化，产品功能单一、运作独立，各产品之间不存在关联性，如单独的智能门锁、智能开关、智能家电等，产品之间无法形成有效的互联互通，消费者无法一键控制智能家居产品，使用这样的智能家居产品反而使生活变得复杂繁琐，不能实现所谓的真正的智能。现在的主要问题是，智能家居不但要“连”，而且还灵活地“互连”，实现设备之间互通互控。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提出一种基于物联网的互联互通系统、组网方法及通信方法，解决传统的物联网产品功能单一、运作独立，各产品之间不存在关联性，无法形成有效的互联互通的问题。
[0005]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是:一种基于物联网的互联互通系统，包括:
[0006]手机端、家居设备和云服务器;所述家居设备按照设备能力等级划分为强终端和弱终端，并在入网时通过设备竞争机制尝试竞争出Master，若存在Master，则所述Master与云服务器连接，其它家居设备与所述Master连接;所述手机端通过云服务器发送控制指令给Master，由所述Master进行控制指令的转发；
[0007]若不存在Master，则各家居设备均与云服务器直连;所述手机端通过云服务器直接发送指令给各个家居设备。
[0008]所述家居设备包括网关设备、智能家电、蓝牙设备、ZigBee设备、ZigBee转红外设备。
[0009]上述系统为一种远程通信系统，此外，本发明还提出了一种局域网通信系统，其包括:
[0010]手机端和家居设备;所述家居设备按照设备能力等级划分为强终端和弱终端，并在入网时通过设备竞争机制尝试竞争出Master，若存在Master，则其它家居设备与所述Master连接;所述手机端发送控制指令给Master，由所述Master进行控制指令的转发；
[0011 ]若不存在Master，则所述手机端直接发送指令给各个家居设备。
[0012]进一步的，所述手机端包括:统一API模块、云平台连接模块及本地局域网服务访冋丰旲块:
[0013]所述统一API模块，用于实现手机端接口的封装(包括SDK的初始化、与设备端通信接口、SDK退出)；暴漏用户云相关的接口，比如用户注册、用户登录等;并实现远程和本地的消息监听及处理功能。
[0014]所述云平台连接模块，用于完成和用户云相关的接口，比如登陆，注册等；还用于完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器。
[0015]所述本地局域网服务访问模块包含三个模块:反馈模块、控制模块及设备管理模块；
[0016]其中设备管理模块用于获取设备信息集合、根据SN获取设备类实例的引用、设置设备在线状态、获取设备在线状态;反馈模块用于将整个本地服务调用内部的状态变化反馈给上层调用模块，形式为回调函数;控制模块同于提供统一的接口给上层调用；比如从设备管理模块单独获取设备ID列表，获取特定设备状态等。
[0017]进一步的，所述网关设备包括:统一API模块、云平台连接模块、Master网关竞争模块、本地局域网服务访问模块、自身服务提供模块、第三方设备服务提供模块及Agent代理丰旲块;
[0018]所述统一API模块，用于设备端接口的封装(包括SDK的初始化、SDK退出、设置SDK监听事件、获取挂接的设备列表)；暴漏和设备云相关的接口，比如设备注册、登录、上报网络状态等；
[0019]所述云平台连接模块，用于完成和设备云相关的接口，比如设备注册、登录、上报网络状态等;还用于完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器。
[0020]所述Master网关竞争模块，用于通过设备的相关信息(设备的能力标记，连接到局域网的IP等)，利用Master/Slave竞争机制竞争出Master与云端进行长连接；
[0021]所述本地局域网服务访问模块包含反馈模块、控制模块及设备管理模块，其中设备管理模块用于获取设备信息集合、根据SN获取设备类实例的引用、设置设备在线状态、获取设备在线状态；反馈模块用于将整个本地服务调用内部的状态变化反馈给上层调用模块，形式为回调函数;控制模块同于提供统一的接口给上层调用；比如从设备管理模块单独获取设备ID列表，获取特定设备状态等。
[0022]所述自身服务提供模块，用于提供自身设备的上报状态、方法调用、自身设备上线、下线接口。
[0023]所述第三方设备服务提供模块，用于完成Alljoyn和Agent之间的转换；
[0024]所述Agent代理模块兼容第三方的蓝牙、ZigBee、ZigBee转红外设备；实现第三方设备的上下线发现、连接、控制以及第三方数据的上报。
[0025]进一步的，所述强终端包括:统一API模块、云平台连接模块、Master网关竞争模块;本地局域网服务访问模块；自身服务提供模块；
[0026]所述统一API模块，用于设备端接口的封装(包括SDK的初始化、SDK退出、设置SDK监听事件、获取挂接的设备列表)；暴漏和设备云相关的接口，比如设备注册、登录、上报网络状态等；
[0027]所述云平台连接模块，用于完成和设备云相关的接口，比如设备注册、登录、上报网络状态等;还用于完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器。
[0028]所述Master网关竞争模块，用于通过设备的相关信息(设备的能力标记，连接到局域网的IP等)，利用Master/Slave竞争机制竞争出Master与云端进行长连接；
[0029]所述本地局域网服务访问模块包含反馈模块、控制模块及设备管理模块，其中设备管理模块用于获取设备信息集合、根据SN获取设备类实例的引用、设置设备在线状态、获取设备在线状态；反馈模块用于将整个本地服务调用内部的状态变化反馈给上层调用模块，形式为回调函数;控制模块同于提供统一的接口给上层调用；比如从设备管理模块单独获取设备ID列表，获取特定设备状态等。
[0030]所述自身服务提供模块，用于提供自身设备的上报状态、方法调用、自身设备上线、下线接口。
[0031 ]进一步的，所述弱终端包括:统一API模块、云平台连接模块、Master网关查找、统一适配模块、自身服务提供模块；
[0032]所述统一API模块，用于设备端接口的封装(包括SDK的初始化、SDK退出、设置SDK监听事件、获取挂接的设备列表)；暴漏和设备云相关的接口，比如设备注册、登录、上报网络状态等；
[0033]所述云平台连接模块，用于完成和设备云相关的接口，比如设备注册、登录、上报网络状态等;还用于完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器。
[0034]所述自身服务提供模块，用于提供自身设备的上报状态、方法调用、自身设备上线、下线接口。
[0035]所述Master网关查找模块利用Al I joyn开源框架，查找局域网当中有无Master网关;
[0036]统一适配模块作为瘦身端中间件模块，对其它各模块(云平台连接、网关查找、自身服务提供以及统一 API模块)进行桥接，实现各模块之间解耦，支持灵活裁剪和扩展，同时，统一适配模块将所有硬件差异、操作系统差异等进行集中统一处理，使得其他模块在代码不改动的情况下，快速进行移植。
[0037]上述弱终端是以采用Marvell mw300单片机的弱终端为例，此外，本发明还提供了另外一种以采用QCA4004单片机的为例的弱终端，
[0038]其包括:统一API模块、云平台连接模块、统一适配模块、自身服务提供模块；
[0039]所述统一API模块，用于设备端接口的封装(包括SDK的初始化、SDK退出、设置SDK监听事件、获取挂接的设备列表)；暴漏和设备云相关的接口，比如设备注册、登录、上报网络状态等；
[0040]所述云平台连接模块，用于完成和设备云相关的接口，比如设备注册、登录、上报网络状态等;还用于完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器。
[0041]所述自身服务提供模块，用于提供自身设备的上报状态、方法调用、自身设备上线、下线接口。
[0042]统一适配模块(Adapter)作为瘦身端中间件模块，对其他各模块(云平台连接、自身服务提供以及统一API模块)进行桥接，实现各模块之间解耦，支持灵活裁剪和扩展；同时，统一适配模块将所有硬件差异、操作系统差异等进行集中统一处理，使得其他模块在代码不改动的情况下，快速进行移植。
[0043]本发明还提出了基于上述系统实现的组网方法，其包括:
[0044]局域网内的设备在设备上线及Master网关掉线时均需启动各设备的Master网关竞争模块或Master网关查找模块;如果局域网内有网关设备或强终端，则通过竞争得到唯一的Master网关并与云服务器进行长连接;如果局域网内无网关设备或强终端，则所有弱终端分别与云服务器长连接，直到局域网内有新的网关设备或强终端入网，并重新竞争得至IjMaster网关，然后由Master网关进行和云服务器进行长连接，其它设备挂接到Master网关下面。
[0045]本发明还提出了基于物联网的通信方法，其分为局域网内有Master网关的远程通信流程，局域网内无Master网关的远程通信流程，局域网内有Master网关的本地通信流程，局域网内无Master网关的本地通信流程；
[0046]对于局域网内有Master网关的远程通信流程，其包括:
[0047]手机端通过后台云服务器发送控制指令到Master网关的云平台连接模块，然后云平台连接模块将控制指令通过本地服务访问模块借助Al I joyn开源框架发送到Al I joynBus上面，进而转发到自身的本地服务提供和第三方服务提供模块以及其它设备的自身服务提供模块，进而控制各类设备;对于局域网内采用QCA4004单片机的弱终端，手机端通过后台云服务器发送控制指令直接到其自身的云平台连接模块，然后云平台连接模块将控制指令通过统一适配模块转发到其自身服务提供模块上，对该弱终端本身进行控制。
[0048]对于局域网内无Master网关的远程通信流程，其包括:
[0049]手机端通过后台云服务器发送控制指令分别到局域网内各弱终端设备的云平台连接模块，然后云平台连接模块将控制指令通过统一适配模块转发到各自设备的自身服务提供模块上，对设备本身进行控制。
[0050]对于局域网内有Master网关的本地通信流程，其包括:
[0051]手机端通过本地局域网服务访问模块借助All joyn开源框架发送到All joyn Bus上面，进而转发到自身的本地服务提供模块和第三方服务提供模块以及其它设备的自身服务提供模块，最终控制各类设备，即Linux网关自身、Linux强终端、弱终端(借助All joyn开源框架)以及第三方的ZigBee、蓝牙设备(结合All joyn开源框架以及Agent代理模块)。
[0052]对于局域网内无Master网关的本地通信流程，其包括:
[0053]手机端通过本地局域网服务访问模块借助All joyn开源框架发送到All joyn Bus上面，进而转发到局域网内各弱终端设备的自身服务提供模块，最终控制设备本身。
[0054]本发明的有益效果是:
[0055]借助第三方AlI joyn通讯协议，设计了一种互联互通系统软件架构，将该系统软件架构分别应用于各类终端，可实现手机终端与设备端进行本地及远程的互联互通、设备间的互联互通。
[0056]该系统具有广泛的兼容性，可支持业内广泛使用的通讯方式:WIF1、蓝牙、Zigbee等；
[0057]适用性方面:兼容AlI Joyn等第三方协议，遵循标准的第三方协议要求，适应物联网生态圈发展；
[0058]简易性方面:具有统一的API接口，方便应用开发者使用；
[0059]专有的竞争机制:由于设备自身级别差异，会在竞争后扮演不同角色，根据竞争结果，对网络资源进行优化分配，避免网络资源的浪费；
[0000]跨平台方面:支持基于Android、1S、Linux操作系统的CPU、不同强弱的单片机版本(只具有WIFI通信模块、以高通QCA4004和Marve 11 mw300为例介绍)。
【附图说明】
[0061 ]图1是家庭局域网远程通信示意图；
[0062]图2是家庭局域网本地通彳目不意图；
[0063]图3是手机端软件构架示意图；
[0064]图4是Linux网关软件架构示意图；
[0065]图5是Linux强终端软件架构示意图；
[ΟΟ??]图6是以Marvell mw300为例的单片机弱终端软件架构示意图；
[0067]图7是以QCA4004为例的单片机弱终端软件架构示意图；
[0068]图8是设备端竞争自动组网过程；
[0069]图9是局域网内有Master网关远程通信流程图；
[0070]图10是局域网内无Master网关远程通信流程图；
[0071]图11是局域网内有Master网关本地通信流程图；
[0072]图12是局域网内无Master网关本地通信流程图。
【具体实施方式】
[0073]一、网络结构介绍及远程、本地拓扑:
[0074]1、网络结构:
[0075]以下以家庭智能家居为例来介绍整个系统及各设备软件架构。
[0076]假如家庭里面存在以下设备、手机端、网关、Iinux强终端-电视、单片机弱终端-空调、单片机弱终端-冰箱、ZigBee设备、蓝牙设备、ZigBee转红外设备。网关的硬件架构里面包含WIFI模块，具有Monitor模式;包含ZigBee模块、蓝牙模块。
[0077]首先通过411」0711网络协议获取设备的相关能力等级06￥；[06_?]^8，设备1?，设备角色ROLE等相关信息；其中设备的能力等级Device_Flag分为A(强终端一网关，包含Wifi，Zigbee，蓝牙等接口)；B(强终端，包含Wifi等接口，具有Linux操作系统等)；C(弱终端，含Wifi接口，CPU为弱单片机等)。
[0078]竞争胜出的强终端的ROLE记为MASTER(与云服务器进行长连接)；失败的终端记为SLAVE (与Mas ter建立连接)；若局域网内无MASTER，终端每个设备的ROLE均为NORMAL (每个设备的能力等级均为C)，均与云服务器进行长连接。
[0079]能力等级只有为A或者为B的设备经过竞争后才可能成为Master网关;能力等级为C的设备经过竞争后可能成为SLAVE或者为NORMAL。
[0080]2、远程通信拓扑，参见图1:
[0081]手机端与设备端的远程通信过程(手机端和各设备端未处于同一个局域网)描述如下:家里面存在网关情况下，通过竞争机制，只有一个Master网关与云端进行长连接;其它设备均连接到Master网关上并保持心跳;手机端通过云服务器发送控制指令给Master网关;然后Master网关再次进行控制指令的转发(包含其它网关及下属设备；以及Master网关下面挂载的强、弱终端，ZigBee设备，ZigBee转红外设备，蓝牙设备)。当家里面不存在网关情况下，各弱终端均与云端进行长连接，手机端通过云服务器直接发送指令给各个弱终端。
[0082]3、本地通信拓扑，参见图2:
[0083]手机端与设备端的本地通信过程(手机端和各设备端处于同一个局域网)描述如下:手机端与WIFI设备端进行点对点的通信(底层近端通信主要借助Alljoyn开源框架)；家里面存在网关情况下，手机端通过发送控制指令给网关;然后网关再次进行控制指令的转发给下属设备(包含ZigBee设备，蓝牙设备、ZigBee转红外设备)。
[0084]二、手机端软件架构及功能组成:
[0085]参见图3，手机端软件模块主要包含以下几个模块:统一API模块、云平台连接模块及本地局域网服务访问模块。
[0086]1、统一 API 模块:
[0087]手机端统一API模块实现手机端接口的封装(包括SDK的初始化、与设备端通信接口、SDK退出)；暴漏用户云相关的接口，比如用户注册、用户登录等;远程和本地的消息监听及处理功能。
[0088]2、云平台连接模块:
[0089]云平台连接模块主要包含两部分内容，一是完成和用户云相关的接口，比如登陆，注册等;二是完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器。
[0090]3、本地局域网服务访问模块:
[0091 ]本地局域网服务访问模块主要包含三个模块:反馈模块;控制模块；设备管理模块。其中设备管理模块主要包含获取设备的所有ID集合;获取设备集合;根据SN获取设备类实例的引用；设置设备在线状态;获取设备在线状态;获取设备SN号;设置设备SN号等属性及方法。反馈模块的职责是将整个本地服务调用内部的状态变化反馈给上层调用模块，形式为回调函数。比如设备上下线、设备状态变化等。控制模块的职责是作为统一封装层存在，提供统一的接口给上层调用。比如从设备管理模块单独获取设备ID列表，获取特定设备状态等。
[0092]三、Linux网关软件架构及功能组成:
[0093]参见图4，Linux网关软件主要包含以下几个模块:统一API模块、云平台连接模块、Master网关竞争模块、本地局域网服务访问模块、自身服务提供模块、第三方设备服务提供模块、Agent代理模块。
[0094]丨、统一API模块:
[0095]设备端统一API模块实设备端接口的封装(包括SDK的初始化、SDK退出、设置SDK监听事件、获取挂接的设备列表)；暴漏和设备云相关的接口，比如设备注册、登录、上报网络状态等;设备服务的访问接口、设备事件的发送接口 ；
[0096]2、云平台连接模块:
[0097]云平台连接模块主要包含两部分内容，一是完成和设备云相关的接口，比如设备注册、登录、上报网络状态等；二是完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器。
[0098]3、]\&^七61网关竞争模块:
[0099]Master网关协调的作用是通过设备的相关信息(设备的能力标记，连接到局域网的IP等)，利用master/slave竞争机制竞争出master (网关)与云端进行长连接;如果局域网内均是弱设备，则无法竞争出master，结果是弱设备与云端直接进行长连接。
[0100]主要包含以下几个过程:(I)通过Alljoyn网络协议获取设备自身相关信息；(2)新设备入网竞争逻辑;(3)网关掉线竞争逻辑;(4)竞争算法逻辑实现。
[0101]4、本地局域网服务访问模块:
[0102]本地局域网服务访问模块主要包含三个模块:反馈模块;控制模块；设备管理模块。其中设备管理模块主要包含获取设备的所有ID集合;获取设备集合;根据SN获取设备类实例的引用；设置设备在线状态;获取设备在线状态;获取设备SN号;设置设备SN号等属性及方法。反馈模块的职责是将整个本地服务调用内部的状态变化反馈给上层调用模块，形式为回调函数。比如设备上下线、设备状态变化等。控制模块的职责是作为统一封装层存在，提供统一的接口给上层调用。比如从设备管理模块单独获取设备ID列表，获取特定设备状态等。
[0103]5、自身服务提供模块:
[0104]主要功能包含自身设备的上报状态、方法调用、自身设备上线、自身设备下线接
□ O
[0105]6、第三方设备服务提供模块:
[Ο?Ο?]主要完成Al I joyn和Agent之间的转换，和Agent相关的接口主要有初始化Agent模块、结束Agent模块、上报状态、方法调用、第三方设备上线、第三方设备下线接口；同时包含数据的封装和解析模块;设备管理模块;HAE规范模块(定义ZigBee、蓝牙、ZigBee转红外设备的规范，制定统一的方法，方法的实现)。
[0107]7、Agent 代理模块:
[0108]主要功能:兼容第三方的蓝牙、ZigBee、ZigBee转红外设备；实现第三方设备的上下线发现、连接、控制以及第三方数据的上报。
[0109]四、Linux强终端软件架构及功能组成:
[0110]参见图5，Linux强终端软件主要包含以下几个模块:统一API模块、云平台连接模块、Master网关竞争模块、本地局域网服务访问模块、自身服务提供模块；其具体功能和Linux网关软件架构模块功能一致，同时展现了整体软件架构的可裁剪性。
[0111]五、以Marve 11 mw300为例的单片机弱终端软件架构及功能组成:
[0112]参见图6，以Marvellmw300为例的单片机弱终端软件主要包含以下几个模块:统一API模块、云平台连接模块、Master网关查找、统一适配模块、自身服务提供模块。
[0113]其中，统一API模块、云平台连接模块、自身服务提供模块的功能和Linux网关软件架构模块功能一致，展现了整体软件架构的复用性及可裁剪性。
[0114]Master网关查找模块主要功能是利用All joyn开源框架，在其之上，查找局域网当中有无Mas ter网关
[0115]统一适配模块(Adapter)作为瘦身端中间件模块，对其他各模块(云平台连接、网关查找、自身服务提供以及统一 API模块)进行桥接，实现各模块之间解耦，支持灵活裁剪和扩展。同时，统一适配模块将所有硬件差异、操作系统差异等进行集中统一处理，使得其他模块在代码不改动的情况下，快速进行移植。
[0116]六、以QCA4004为例的单片机弱终端软件架构及功能组成:
[0117]如图7所示，以QCA4004为例的单片机弱终端软件主要包含以下几个模块:统一API模块、云平台连接模块、统一适配模块、自身服务提供模块。
[0118]其中，统一API模块、云平台连接模块、自身服务提供模块的功能和Linux网关软件架构模块功能一致，展现了整体软件架构的复用性及可裁剪性。
[0119]统一适配模块(Adapter)作为瘦身端中间件模块，对其他各模块(云平台连接、自身服务提供以及统一 API模块)进行桥接，实现各模块之间解耦，支持灵活裁剪和扩展。同时，统一适配模块将所有硬件差异、操作系统差异等进行集中统一处理，使得其他模块在代码不改动的情况下，快速进行移植。此模块与以Marve 11 mw300为例的单片机弱终端软件中统一适配模块的区别是:以Marvell mw300为例的单片机弱终端软件有Master网关查找模块，并将返回结果返回给统一适配模块;而以QCA4004为例的单片机弱终端软件无Master网关查找模块，在其统一适配模块中将结果直接设置为“无”。
[0120]七、系统组网流程:
[0121 ] 1、设备端竞争自动组网流程:
[0122]设备端竞争自动组网流程见图8:局域网内的设备在设备上线及Master网关掉线时均需启动各分系统的Master网关竞争模块或Master网关查找模块；如果局域网内有Linux网关或Linux强终端，通过竞争得到唯一的Master网关并与云服务器进行长连接;如果局域网内无Linux网关或Linux强终端，则所有WIFI弱终端分别于云服务器长连接;直到局域网内有新的Linux网关或Linux强终端入网，并重新竞争得到Master网关，然后其Master网关进行和云服务器进行长连接，其它设备挂接到Master网关下面。
[0123]粗的箭头指向模块表示竞争自动组网流程所用到的模块，自身服务提供模块通过设备系统获取设备自身相关信息，并借助AllJoyn开源框架将所用信息发送到AllJoyn Bus上面;Master网关竞争模块在设备上线及Master网关掉线时启动，借助All joyn Bus获取竞争需要的相关信息，然后得出竞争结果，修改设备的MASTER/SLAVE/NORMAL属性，并把结果发布到All joyn Bus上面，用于下次竞争。
[0124]2、局域网内有网关的远程通信流程:
[0125]此类情况，局域网中可能存在以下设备并组网:手机端、Linux网关、Linux强终端、弱终端单片机Marvel I mw300、弱终端单片机高通4004、第三方的蓝牙、ZigBee设备。对于局域网的这几类设备，Linux网关、Linux强终端、弱终端单片机Marve 11 mw300、第三方的蓝牙、ZigBee设备。局域网内有网关的远程通信路程见图9:手机端通过后台云服务器发送控制指令到Master网关的云平台连接模块，然后云平台连接模块将控制指令通过本地服务访问模块借助Al I joyn开源框架发送到Al I joyn Bus上面，进而转发到自身的本地服务提供和第三方服务提供模块以及其它设备的自身服务提供模块，进而控制各类设备，即Linux网关自身、Linux强终端、弱终端(借助All joyn开源框架)以及第三方的ZigBee、蓝牙设备(结合All joyn开源框架以及Agent代理模块)。对于局域网内的弱终端单片机高通4004，手机端通过后台云服务器发送控制指令直接到自身的云平台连接模块，然后云平台连接模块将控制指令通过统一适配模块转发到自身服务提供模块上，对设备本身进行控制。粗的箭头指向了流程过程及所用到的模块。
[0126]3、局域网内无网关的远程通信流程:
[0127]此类情况，局域网中可能存在以下设备并组网:手机端、弱终端单片机Marvellmw300、弱终端单片机高通4004。对于局域网的这几类设备，局域网内有网关的远程通信路程见图10:手机端通过后台云服务器发送控制指令分别到Marvell mw300和高通4004的云平台连接模块，然后云平台连接模块将控制指令通过统一适配模块转发到各自的自身服务提供模块上，对设备本身进行控制。粗的箭头指向了流程过程及所用到的模块。
[0128]4、局域网内有网关的本地通信流程:
[0129]此类情况，局域网中可能存在以下设备并组网:手机端、Linux网关、Linux强终端、弱终端单片机Marvell mw300、第三方的蓝牙、ZigBee设备。局域网内有网关的本地通信流程见图11:手机端通过本地局域网服务访问模块借助All joyn开源框架发送到All joynBus上面，进而转发到自身的本地服务提供和第三方服务提供模块以及其它设备的自身服务提供模块，最终控制各类设备，即Linux网关自身、Linux强终端、弱终端(借助All joyn开源框架)以及第三方的ZigBee、蓝牙设备(结合All joyn开源框架以及Agent代理模块)。手机端的本地局域网服务访问模块与Linux网关及Linux强终端的本地局域网服务访问模块相同，说明了不同子系统软件架构模块具有较好的复用性。粗的箭头指向了流程过程及所用到的模块。
[0130]5、局域网内无网关的本地通信流程:
[0131]此类情况，局域网中可能存在以下设备并组网:手机端、弱终端单片机Marvellmw300。局域网内无网关的本地通信流程见图12:手机端通过本地局域网服务访问模块借助All joyn开源框架发送到All joyn Bus上面，进而转发到弱终端单片机Marvell mw300的自身服务提供模块，最终控制设备本身(借助All joyn开源框架)。设备端的云平台连接模块、自身服务提供模块、统一API模块是Linux网关及Linux强终端对应模块的子集，说明了不同子系统软件模块之间具有可裁剪性及松耦合性。手机端的本地局域网服务访问模块与Linux网关及Linux强终端的本地局域网服务访问模块相同，说明了子系统软件架构模块具有较好的复用性。粗的箭头指向了流程过程及所用到的模块。
【主权项】
1.一种基于物联网的互联互通系统，其特征在于，包括: 手机端、家居设备和云服务器;所述家居设备按照设备能力等级划分为强终端和弱终端，并在入网时通过设备竞争机制尝试竞争出Master，若存在Master，则所述Master与云服务器连接，其它家居设备与所述Master连接；所述手机端通过云服务器发送控制指令给Master，由所述Master进行控制指令的转发； 若不存在Master，则各家居设备均与云服务器直连;所述手机端通过云服务器直接发送指令给各个家居设备。2.一种基于物联网的互联互通系统，其特征在于，包括: 手机端和家居设备;所述家居设备按照设备能力等级划分为强终端和弱终端，并在入网时通过设备竞争机制尝试竞争出Master，若存在Master，则其它家居设备与所述Master连接;所述手机端发送控制指令给Master，由所述Master进行控制指令的转发； 若不存在Master，则所述手机端直接发送指令给各个家居设备。3.如权利要求1或2所述的一种基于物联网的互联互通系统，其特征在于，所述家居设备包括网关设备、智能家电、蓝牙设备、ZigBee设备、ZigBee转红外设备。4.如权利要求3所述的一种基于物联网的互联互通系统，其特征在于， 所述手机端包括:统一 API模块、云平台连接模块及本地局域网服务访问模块: 所述统一API模块，用于实现手机端接口的封装、暴漏用户云相关的接口、并实现远程和本地的消息监听及处理功能； 所述云平台连接模块，用于完成和用户云相关的接口，还用于完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器；所述本地局域网服务访问模块包含三个模块:反馈模块、控制模块及设备管理模块；其中设备管理模块用于获取设备信息集合、根据SN获取设备类实例的引用、设置设备在线状态、获取设备在线状态； 反馈模块用于将整个本地服务调用内部的状态变化反馈给上层调用模块； 控制模块同于提供统一的接口给上层调用。5.如权利要求3所述的一种基于物联网的互联互通系统，其特征在于， 所述网关设备包括:统一 API模块、云平台连接模块、Master网关竞争模块、本地局域网服务访问模块、自身服务提供模块、第三方设备服务提供模块及Agent代理模块； 所述统一API模块，用于实现手机端接口的封装、暴漏用户云相关的接口、并实现远程和本地的消息监听及处理功能； 所述云平台连接模块，用于完成和用户云相关的接口，还用于完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器；所述Master网关竞争模块，用于通过设备的相关信息，利用Master/Slave竞争机制竞争出Master与云端进行长连接； 所述本地局域网服务访问模块包含三个模块:反馈模块、控制模块及设备管理模块；其中设备管理模块用于获取设备信息集合、根据SN获取设备类实例的引用、设置设备在线状态、获取设备在线状态;反馈模块用于将整个本地服务调用内部的状态变化反馈给上层调用模块;控制模块同于提供统一的接口给上层调用； 所述自身服务提供模块，用于提供自身设备的上报状态、方法调用、自身设备上线、下线接口； 所述第三方设备服务提供模块，用于完成Alljoyn和Agent之间的转换； 所述Agent代理模块兼容第三方的蓝牙、ZigBee、ZigBee转红外设备；实现第三方设备的上下线发现、连接、控制以及第三方数据的上报。6.如权利要求3所述的一种基于物联网的互联互通系统，其特征在于， 所述强终端包括:统一 API模块、云平台连接模块、Master网关竞争模块、本地局域网服务访问模块、自身服务提供模块； 所述统一API模块，用于实现手机端接口的封装、暴漏用户云相关的接口、并实现远程和本地的消息监听及处理功能； 所述云平台连接模块，用于完成和用户云相关的接口，还用于完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器；所述Master网关竞争模块，用于通过设备的相关信息，利用Master/Slave竞争机制竞争出Master与云端进行长连接； 所述本地局域网服务访问模块包含三个模块:反馈模块、控制模块及设备管理模块；其中设备管理模块用于获取设备信息集合、根据SN获取设备类实例的引用、设置设备在线状态、获取设备在线状态;反馈模块用于将整个本地服务调用内部的状态变化反馈给上层调用模块;控制模块同于提供统一的接口给上层调用； 所述自身服务提供模块，用于提供自身设备的上报状态、方法调用、自身设备上线、下线接口。7.如权利要求3所述的一种基于物联网的互联互通系统，其特征在于， 所述弱终端为采用Marvel I mw300单片机的弱终端，其包括:统一API模块、云平台连接模块、Master网关查找、统一适配模块、自身服务提供模块； 所述统一API模块，用于实现手机端接口的封装、暴漏用户云相关的接口、并实现远程和本地的消息监听及处理功能； 所述云平台连接模块，用于完成和用户云相关的接口，还用于完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器； 所述自身服务提供模块，用于提供自身设备的上报状态、方法调用、自身设备上线、下线接口； 所述Master网关查找模块利用Al Ijoyn开源框架，查找局域网当中有无Master网关； 统一适配模块作为瘦身端中间件模块，对其它各模块进行桥接，实现各模块之间解耦，支持灵活裁剪和扩展，同时，统一适配模块将所有硬件差异、操作系统差异等进行集中统一处理，使得其他模块在代码不改动的情况下，快速进行移植。8.如权利要求3所述的一种基于物联网的互联互通系统，其特征在于， 所述弱终端为采用QCA4004单片机的弱终端， 其包括:统一API模块、云平台连接模块、统一适配模块、自身服务提供模块； 所述统一API模块，用于实现手机端接口的封装、暴漏用户云相关的接口、并实现远程和本地的消息监听及处理功能； 所述云平台连接模块，用于完成和用户云相关的接口，还用于完成和消息服务器之间的远程通信、心跳维护以及远程消息的转发，同时将设备的事件远程上报给消息服务器； 所述自身服务提供模块，用于提供自身设备的上报状态、方法调用、自身设备上线、下线接口； 统一适配模块作为瘦身端中间件模块，对其他各模块进行桥接，实现各模块之间解耦，支持灵活裁剪和扩展；同时，统一适配模块将所有硬件差异、操作系统差异等进行集中统一处理，使得其他模块在代码不改动的情况下，快速进行移植。9.物联网组网方法，其特征在于，包括: 局域网内的设备在设备上线及Master网关掉线时均需启动各设备的Master网关竞争模块或Master网关查找模块;如果局域网内有网关设备或强终端，则通过竞争得到唯一的Master网关并与云服务器进行长连接;如果局域网内无网关设备或强终端，则所有弱终端分别与云服务器长连接，直到局域网内有新的网关设备或强终端入网，并重新竞争得到Master网关，然后由Master网关进行和云服务器进行长连接，其它设备挂接到Master网关下面。10.物联网通信方法，应用于局域网内有Master网关的远程通信，其特征在于，包括: 手机端通过后台云服务器发送控制指令到Master网关的云平台连接模块，然后云平台连接模块将控制指令通过本地服务访问模块借助Al I joyn开源框架发送到Al I joyn Bus上面，进而转发到自身的本地服务提供和第三方服务提供模块以及其它设备的自身服务提供模块，进而控制各类设备;对于局域网内采用QCA4004单片机的弱终端，手机端通过后台云服务器发送控制指令直接到其自身的云平台连接模块，然后云平台连接模块将控制指令通过统一适配模块转发到其自身服务提供模块上，对该弱终端本身进行控制。11.物联网通信方法，应用于局域网内无Master网关的远程通信，其特征在于，包括: 手机端通过后台云服务器发送控制指令分别到局域网内各弱终端设备的云平台连接模块，然后云平台连接模块将控制指令通过统一适配模块转发到各自设备的自身服务提供模块上，对设备本身进行控制。12.物联网通信方法，应用于局域网内有Master网关的本地通信，其特征在于，包括: 手机端通过本地局域网服务访问模块借助All joyn开源框架发送到All joyn Bus上面，进而转发到自身的本地服务提供模块和第三方服务提供模块以及其它设备的自身服务提供模块，最终控制各类设备。13.物联网通信方法，应用于局域网内无Master网关的本地通信，其特征在于，包括: 手机端通过本地局域网服务访问模块借助All joyn开源框架发送到All joyn Bus上面，进而转发到局域网内各弱终端设备的自身服务提供模块，最终控制设备本身。
【文档编号】H04L29/08GK105847093SQ201610078141
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】牛小明, 刘 东, 李晓冬, 范晓波, 陈梁, 龚洪彦, 谢程, 焦拓, 林俊州, 刘 文, 高响, 杨海龙, 范英川, 池明辉, 陈勇洁, 宋伟, 张洪利, 刘欢, 李世绍, 张可喜, 常清雪, 彭世伟
【申请人】四川长虹电器股份有限公司