智能家居系统及其实现多对多通信的条件配置和控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数据通信和处理方法及实现方法的系统，特别是涉及智能家居系统及其数据通信和处理方法。
【背景技术】
[0002]随着智能家居领域的不断发展，越来越多种类和数量的智能家居设备，出现在以家庭为单位来使用的智能家居系统之中。然而，由于智能家居设备种类的多样化和数量的不断增加，每个智能设备在实现自身功能的同时，也与其他智能设备进行通信，相互协调，配合完成一些特定的功能。
[0003]多个智能设备之间进行通信时，每一个智能设备都没有来区别于其他智能设备的固定标识地址。目前在智能家居领域，多个智能设备之间的通信，是基于蓝牙等技术的点对点的通信技术，如果要实现一对多的通信大多以广播的形式发送数据。
[0004]多个智能设备之间的通信，根据发送设备的数量和接收设备的数量，可以分为一对一、一对多、多对多三种类型。一对一的通信方式，即点对点的通信方式，指一个智能设备一次只能与另一个智能设备建立通信。一对多的通信方式，指一个智能设备一次可与多个智能设备进行通信，实现一对多的数据发送和接收。目前这种一对多的技术实现，是基于一对一的通信，即一个智能设备要完成与多个智能设备的数据发送或接收，需要一个智能设备依次向每个智能设备发送一次数据，发送的次数等于多个智能设备的数量。多对多的通信方式，指多个智能设备可与多个智能设备进行通信。目前这种多对多的技术实现，也是基于一对一的通信，即多个智能设备要完成与多个智能设备的数据发送或接收，需要一个智能设备一次向每个智能设备发送一次数据，发送的次数为通信一方的智能设备的数目与通信另一方的智能设备的数目的乘积。上述的多设备与多设备之间的通信技术，存在以下的缺陷和不足之处:
1.智能设备没有自己固定唯一的设备标识地址，来区别于其他的智能设备。由于智能设备之间的通信，依靠获取对方的简称IP地址的网络互联协议Internet Protoco地址来实现。而一个智能设备的IP地址，是动态分配的，不是固定的、唯一的；因此每次通信，都需要重新获取智能设备的IP地址；
2.智能联动不能实现真正意义上的多对多的通信方式；无论是一对多、多对多的通信方式，本质上还是一对一的操作的重复，一对一的次数的叠加，并没有真正实现多个设备同时与多个设备的相互通信，以及数据传输；
3.进行智能联动的智能设备双方，功能定义并不明确。一个智能设备与另外一个智能设备进行通信，本质是为了相互配合，协调工作，实现一些特定的功能；上述进行智能联动的双方设备，并没有统一、明确的逻辑关系来进行实现功能的有效定义和完成，会给用户带来使用上的混乱；
4.依赖网络；当前的智能设备的接入网络，建立家庭内部的物联网的方式，都是依赖于简称WiFi的无线保真Wireless Fidelity网络环境；而所有的智能设备之间的相互通信，数据发送，也都是通过WiFi进行传输；一旦网络环境发生变化，比如网络故障，网络终端失去网络连接，所有的智能设备的控制将全都无法进行，给使用者带来了极大的不便利；如何摆脱对网络环境的全依赖，降低对网络的依赖程度，不需要借助网络的依托，就能实现设备自身的智能判断、行为控制是现有技术面临的一个问题；
5.依赖智能手机等移动终端；当前的智能家居设备的控制，集中以智能手机作为核心要素；智能手机负责传达用户对设备的控制要求，负责控制命令的发送和数据的反馈，负责多个设备之间的通信；当手机丢失，关机，没电，故障，失去网络连接，对所有设备的控制也都无法完成；如何摆脱对智能手机的全依赖，降低对手机终端的依赖程度，不需要用户全程操作手机，即能实现智能设备自身的条件判断，执行动作也是现有技术面临的一个问题；
6.多设备与多设备之间的通信，不能支持多发起源；即多个智能设备同时与多个设备进行通信时，仍然采用点对点的通信方式，不能完成多个智能设备同时发送多个数据，而由多个智能设备同时接受多个数据；
7.多设备与多设备之间进行功能的交互时，家庭内部网络数据传输量大，数据传输的安全性需要进行保障；该数据不仅包含用户以及家庭成员的个人信息，也包含家庭内部私有的智能设备的所有信息；数据一旦被非法破解，盗用，将会带来无法预料的安全问题；如何提供有效的数据安全措施，对家庭数据传输进行保证，也是现有技术智能家居系统要解决的问题之一。
[0005]综上，随着智能家电的不断增多和普及，用户需要借助移动通信终端一台一台的操作设置智能家电，使用户感到操作繁杂，智能化程度不够高；另外，现有技术智能家居系统对移动通信终端过分依赖，在移动通信终端损坏或者不能使用的情况下就无法操作智能家电；最后，智能家电在家电所占比例不断增高，仅仅依靠移动通信终端完成控制，数据量过大影响智能家电的反应速度。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题在于避免现有技术的不足之处而提出一种能够实现多对多通信而不依赖移动通信终端和互联网的智能家居系统及其实现多对多通信的条件配置和控制方法
对家中所有类型、数量不同的智能设备采用统一编址的机制，每一个智能设备都有专属于自己的固定不变的设备地址，从智能设备的设备地址码中，可以识别该智能设备属于什么类型。
[0007]—旦每一个智能设备都有专属于自己的地址，在进行多设备与多设备之间的交互时，多个智能设备发给多个智能设备的数据，因为包含了各自的数据发起的设备地址、数据接收的设备地址，进行同时数据传输时，也不会相互混乱，都能够由指定的设备地址的智能设备进行正确接收，实现了真真意义上的多对多的智能设备之间的通信。
[0008]同时，为了多个智能设备进行通信、交互时，各自实现的角色明确，实现的功能统一进行划分，方便进行管理。将多个类型、数量众多的智能设备，从逻辑上分为两类:条件控制端和控制对象。
[0009]其中，条件控制端包含多个类型、数量的智能设备；控制对象包含多个类型、数量的智能设备。由于对智能设备的分类为逻辑层面的划分，因此一个智能设备既可以属于条件控制端，也可以属于控制对象。
[0010]多个智能设备之间的通信方案，则由用户在智能手机端进行配置。
[0011]配置内容包括条件控制端的配置和控制对象的配置。条件控制端的配置包括:从条件控制端中选择多个智能设备，为每一个智能设备设定一种工作状态。上述称为条件配置。当选中的每一个智能设备都满足所设定的工作状态时，称为条件满足。
[0012]控制对象的配置包括:从控制对象中选择多个智能设备，为每一个智能设备设置一种控制动作。上述称为控制配置。当先前所配置的条件得到满足时，控制对象中所选中的每一个智能设备都将自动执行所设定的控制动作，上述过程由条件自动触发，不需要用户手动进行操作。
[0013]一旦用户在手机端的配置完成，则由条件控制端的多个智能设备来直接操作控制对象的多个智能设备的动作执行。当多个条件控制端的智能设备，每一个都满足了一定的条件，则自动触发控制对象的多个智能设备，分别执行一定的动作。以上通信是基于条件下的多对多的智能设备控制实现，因此称为多对多的条件配置和控制方法。
[0014]用户通过智能手机，对所有智能设备进行直接控制，依赖于智能手机、网关以及所有智能设备之间建立了家庭物联网的一级网络。在该一级网络中，智能手机发送指令、数据，通过网关进行转发，由指令中制定了设备ID码的智能设备直接执行指令和接收数据。
[0015]条件控制端对控制对象端的直接控制，依赖于条件控制端与控制对象共同组成的二级网络。
[0016]二级网络主要用于实现一级网络的功能的独立实现，二级网络与一级网络相互独立，主要采用无线传输的方式实现，包括射频RF无线通信、紫蜂ZigBee协议无线通信、蓝牙Bluetooth无线通信、红外数据组织IrDA/315/433M/868/915M无线通信等无线技术，而不仅局限使用一级网络的WIFI方式。
[0017]多对多的条件配置和控制方法的具体实现是:
用户在手机端的配置一旦完成，则由手机发送一条配置指令，该配置指令包含所有的条件配置内容和控制配置的内容。条件配置内容包含所有选中的智能设备的MAC地址和设定的条件，可选中多个条件控制端的智能设备。控制配置内容包含所有选中的智能设备的MAC地址和要执行的控制动作，可选中多个控制对象的智能设备。配置指令包括条件控制端的条件指令和控制对象端的控制指令，经由家庭物联网网关设备进行数据转发。
[0018]网关通过LAN 口与家庭无线路由器连接，自获IP地址建立网络连接。所有的智能设备组成了家庭内部的物联网系统。家庭物联网通过网关与互联网络进行连接。网关在物联网内部，作为数据传输和转发的物理设备。
[0019]条件配置端被选中的多个智能设备，接收并存储条件指令。
[0020]控制对象端被选中的多个智能设备，接收并存储控制指令。
[0021]条件配置端的多个智能设备，不断将当前的工作状态，与条件指令进行对比。若当前的工作状态满足条件指令的内容，则发送触发信号；否则继续进行对比。
[0022]控制对象段的多个智能设备，接收该触发信号，并与存储的控制指令进行对比。若触发信号与控制指令匹配，则智能设备执行控制指令；否则不做任何操作。
[0023]本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现:
提出一种基于智能家居系统实现多对多通信的条件配置和控制方法，所述智能家居系统包括支持无线网络通信和/或有线网络通信的路由器，以及与该路由器建立网络通信连接的实时控制和配置端装置。尤其是，
所述智能家居系统还配置至少两个受控智能装置，以及有线数据连接或者无线数据连接路由器的网关装置。所述受控智能装置包括用于完成家居实际功能的控制对象装置，用于对控制对象装置实施条件控制的条件控制装置，以及既能用做控制对象装置、也能用做条件控制装置的双向受控装置。
[0024]借助网关装置能够实现路由器与受控智能装置之间的数据传输，从而由实时控制和配置端装置、路由器、网关装置和所有受控智能装置构成一级数据网络，由网关装置和所有受控智能装置构成二级数据网络。
[0025]所述基于智能家居系统实现多对多通信的条件配置和控制方法使实时控制和配置端装置和受控智能装置分别运行如下，
借助实时控制和配置端装置设置并发送条件配置数据至受控智能装置。所述条件配置数据包括互为映射关系的条件装置定位信息、动作条件数据、对象装置定位信息和动作数据。
[0026]所述条件装置定位信息是条件控制装置或用做条件控制装置的双向受控装置的物理地址。所述对象装置定位信息是控制对象装置或用做控制对象装置的双向受控装置的物理地址。所述动作数据反映控制对象装置或者用做控制对象装置的双向受控装置所具有的一种实际家居功能；该控制对象装置或者用做控制对象装置的双向受控装置是本条件配置数据中的对象装置定位信息的物理地址所指向装置。所述动作条件数据反映条件控制装置或者用做条件控制装置的双向受控装置的一种工作状态，当条件控制装置或者用做条件控制装置的双向受控装置处于该工作状态时就应当使控制对象装置或者用做控制对象装置的双向受控装置的家居实际功能启动；该条件控制装置或者用做条件控制装置的双向受控装置是本条件配置数据中的条件装置定位信息的物理地址所指向装置；该控制对象装置或者用做控制对象装置的双向受控装置是本条件配置数据中的对象装置定位信息的物理地址指向装置；该家居实际功能是本条件配置数据中的动作数据所反映的实际家居功能。
[0027]条件控制装置或者用做条件控制装置的双向受控装置根据自身工作状态和/或接收的条件配置数据向控制对象装置或者用做控制对象装置的双向受控装置发送条件控制数据。
[0028]控制对象装置或者用做控制对象装置的双向受控装置根据接收的条件配置数据和条件控制数据完成家居实际功能。
[0029]一种所述方法的实现方案是，所有实时控制和配置端装置在智能家居系统运行过程都按如下步骤设置和发送条件配置数据，
Al.当需要输入条件配置数据时，借助实时控制和配置端装置设置条件配置数据；
A2.实时控制和配置端装置将步骤Al设置的条件配置数据发送至受控智能装置。
[0030]所有条件控制装置和用做条件控制装置的双向受控装置在智能家居系统运行过程都按如下步骤运行，
B1.条件控制装置或者用做条件控制装置的双向受控装置检测是否收到条件配置数据；如果收到条件配置数据，就进行步骤B2 ;如果没有收到条件配置数据，就进行步骤B3 ;B2.条件控制装置或者用做条件控制装置的双向受控装置检测条件配置数据中的条件装置定位信息是否指向自身，如果条件装置定位信息指向自身，就记录该条件配置数据；否则，进行