一种智能家居通信系统的网络拓扑结构及其建立方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能家居通信系统的网络拓扑结构及其建立方法，所述智能家居通信系统包括客户端、服务器、家庭中控设备和家庭智能终端；所述网络拓扑结构由用户端、服务器端、协调器端、路由器端和终端构成；采用本发明当网络中某个节点出现问题时，用户可以通过服务器中的诊断程序获取各节点之间的通信状态，从而能够准确的确定问题链路，进行相应的修复。
【专利说明】一种智能家居通信系统的网络拓扑结构及其建立方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种智能家居通信系统的网络拓扑结构及其建立方法。
【背景技术】
[0002]目前智能家居终端之间的通信协议有很多种，比如RS485、X_10、ZigBee和Z_wave等。不同的协议的通信流程也不一样，比如有的通信协议是自身带固定的发射码，通过对码流程完成智能家居网络的建立，这种网络的缺点是不稳定，容易重码，抗干扰能力弱。有的是自组建立网络，通过不同节点定义的物理ID，以及最近通信原理(RSSI信号强度)，而自发建立的网络，这种网络的缺点是有些复杂，如果直接在家庭中使用，出现的网络问题，用户不容易判断出问题的链路，而且用户需要参与建网流程，手动设定某个节点为路由器还是终端，需要加载什么应用等。因此，现有的智能家居通信网络的建网方法都无法达到用户的需求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是:提出一种智能家居通信系统的网络拓扑结构及其建立方法，以解决现有的智能家居通信系统的网络拓扑结构在遇到通信问题时，无法快速、准确的确定问题链路，并快速修复网络链路的问题。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种智能家居通信系统的网络拓扑结构，由用户端、服务器端、协调器端、路由器端和终端构成；
其中，所述用户端通过HTTP协议与所述服务器端进行交互通信，用于采集所述协调器端、所述路由器端及所述终端的设备信息和地理位置信息；
所述服务器端通过HTTPS协议与所述协调器端进行通信，用于存储数据信息和进行网络节点分析；
所述协调器端与所述路由器端通过一种或多种无线通信方式与所述路由器端进行通信，并能够从服务器端获取数据信息，用于下发指令；
所述路由器端又分为:第一路由器端和第二路由器端；所述第一路由器端与所述协调器端直接通信，所述第二路由器端以所述第一路由器端为父节点，所述第二路由器端与所述终端通过一种或多种无线通信方式与所述被控终端进行通信，所述第一路由器端和第二路由器端用于转发或执行指令或上报信息，不能直接发送指令；
所述终端只能用于执行指令或上报信息。
[0005]进一步，所述用户端为一加载了用户操作软件的智能终端，所述智能终端具体可采用智能手机、电脑或平板电脑。
[0006]进一步，所述协调器端为一家庭中控设备。
[0007]进一步，所述路由器端和所述终端为智能开关设备。[0008]一种智能家居通信系统的网络拓扑结构的建立方法，所述智能家居通信系统包括:客户端、服务器、家庭中控设备和家庭智能终端；所述建立方法包括如下步骤:
步骤A:客户端的信息采集，具体包括:用户通过客户端录入所述家庭中控设备及家庭智能终端的设备清单信息和地理位置信息，并将信息及用户代码和密码传送至所述服务器；
步骤B:服务器端的信息验证及多维表单的生成，具体包括:所述服务器验证用户代码和密码，若通过验证，则将所述家庭中控设备及家庭智能终端的设备清单信息和地理位置信息保存至数据库，并生成一与该用户对应的多维表单；
步骤C:服务器端的网络关系表单的生成；具体包括:所述服务器读取所述多维表单，通过与数据库中存储的房型数字地图的比较，建立以家庭中控设备为原点的二维坐标系，并根据所述二维坐标系为所述家庭中控设备和所述家庭智能终端分配网络角色和确定父子关系，生成一网络关系表单；
所述分配网络角色，包括如下步骤:将家庭中控设备的网络角色定义为协调器，在同一个房间编号下，将第一个编号的家庭智能终端的网络角色定义为路由器，将其余家庭智能终端的网络角色定乂为终端；
所述确定父子关系，包括如下步骤:
将离所述协调器小于N米的路由器定义为第一路由器；
针对剩余的路由器，将与自身处于同一象限的第一路由器设为其父节点；
针对终端，将与自身最近且处于同一象限的路由器定义设为其父节点；
步骤D:家庭中控设备端的信息获取及向家庭智能终端的信息发送，具体包括:打开所述家庭中控设备，所述家庭中控设备向所述服务器发送自身的物理ID进行身份验证，若通过验证，则从所述服务器的数据库中读取所述网络关系表单，并将所述网络关系表单中的网络角色及父子关系信息发送至所述家庭智能终端；
步骤E:家庭中控设备端向家庭智能终端的父子关系的配置；具体包括:所述家庭中控设备将根据所述网络表单中的网络角色信息将自身定义为协调器，所述家庭智能终端根据接收到网络角色信息为自身定义相应的网络角色，所述家庭中控设备根据父子关系信息将父节点的地址信息配置到相应的家庭智能终端；
步骤F:家庭智能终端的信号调试及父节点的变更，具体包括:所述家庭智能终端根据配置好的网络角色和父子关系进行通信，若发现两个节点之间的通信强度与预设的不一致，则将信息反馈至所述家庭中控设备进行父节点地址变更，网络角色保持不变。
[0009]进一步，所述家庭中控设备及家庭智能终端的设备清单信息和地理位置信息包括:所在房间编号、家庭智能终端的编号及物理ID、家庭智能终端设备到所述家庭中控设备的距离以及所述家庭中控设备的物理ID。
[0010]进一步，所述多维表单的每行格式为:房间编号、家庭智能终端的物理ID、家庭智能终端的编号、家庭智能终端到家庭中控设备的距离。
[0011]本发明的有益效果是:采用本发明所述方法建立的网络拓扑结构，当网络中某个节点出现问题时，用户可以通过服务器中的诊断程序获取各节点之间的通信状态，从而能够准确的确定问题链路，进行相应的修复。【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是一种智能家居通信系统的网络拓扑结构图。
[0013]图2是一种智能家居通信系统的网络拓扑结构的建立方法流程图。
【具体实施方式】
[0014]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0015]如图1所示，一种智能家居通信系统的网络拓扑结构，由用户端、服务器端、协调器端、路由器端和终端构成；
其中，所述用户端通过HTTP协议与所述服务器端进行交互通信，用于采集所述协调器端、所述路由器端及所述终端的设备信息和地理位置信息；
所述服务器端通过HTTPS协议与所述协调器端进行通信，用于存储数据信息和进行网络节点分析；
所述协调器端与所述路由器端通过一种或多种无线通信方式与所述路由器端进行通信，并能够从服务器端获取数据信息，用于下发指令；
所述路由器端又分为:第一路由器端和第二路由器端；所述第一路由器端与所述协调器端直接通信，所述第二路由器端以所述第一路由器端为父节点，所述第二路由器端与所述终端通过一种或多种无线通信方式与所述被控终端进行通信，所述第一路由器端和第二路由器端用于转发或执行指令或上报信息，不能直接发送指令；
所述终端只能用于执行指令或上报信息。
[0016]进一步，所述用户端为一加载了用户操作软件的智能终端，所述智能终端具体可以采用智能手机、电脑或平板电脑。
[0017]进一步，所述协调器端为一家庭家庭中控设备。
[0018]进一步，所述路由器端和所述被控终端为智能开关设备。
[0019]图2显示的是一种智能家居通信系统的网络拓扑结构的建立方法，所述智能家居通信系统包括:客户端、服务器、家庭中控设备和家庭智能终端；所述建立方法包括如下步骤:
步骤A:客户端的信息采集，具体包括:用户通过客户端录入所述家庭中控设备及家庭智能终端的设备清单信息和地理位置信息，并将其及用户代码和密码传送至所述服务器；所述家庭中控设备及家庭智能终端的设备清单信息和地理位置信息包括:所在房间编号、家庭智能终端的编号及物理ID、家庭智能终端设备到所述家庭中控设备的距离以及所述家庭中控设备的物理ID ；
步骤B:服务器端的信息验证及多维表单的生成，具体包括:所述服务器验证用户代码和密码，若通过验证，则将所述家庭中控设备及所述家庭智能终端的设备清单信息和地理位置信息保存至数据库，并生成一与该用户对应的多维表单；所述多维表单的每行格式为:房间编号、家庭智能终端的物理ID、家庭智能终端的编号、家庭智能终端到家庭中控设备的距离；
步骤C:服务器端的网络关系表单的生成；具体包括:所述服务器读取所述多维表单，通过与数据库中存储的房型数字地图的比较，建立以家庭中控设备为原点的二维坐标系，并根据所述二维坐标系为所述家庭中控设备和所述家庭智能终端分配网络角色和确定父子关系，生成一网络关系表单；
所述分配网络角色，包括如下步骤:将家庭中控设备的网络角色定义为协调器，在同一个房间编号下，将第一个编号的家庭智能终端的网络角色定义为路由器，将其余家庭智能终端的网络角色定乂为终端；
所述确定父子关系，包括如下步骤:
针对所有的路由器，将离所述协调器小于7米的路由器定义为第一路由器；
针对剩余的路由器，将与自身处于同一象限的第一路由器设为其父节点；
针对终端，将与自身最近且处于同一象限的路由器定义设为其父节点；
步骤D:家庭中控设备端的信息获取及向家庭智能终端的信息发送，具体包括:打开所述家庭中控设备，所述家庭中控设备向所述服务器发送自身的物理ID进行身份验证，若通过验证，则从所述服务器的数据库中读取所述网络关系表单，并将所述网络关系表单中的网络角色及父子关系信息发送至所述家庭智能终端；
步骤E:家庭中控设备端向家庭智能终端的父子关系的配置；具体包括:所述家庭中控设备将根据所述网络表单中的网络角色信息将自身定义为协调器，所述家庭智能终端根据接收到网络角色信息为自身定义相应的网络角色，所述家庭中控设备根据父子关系信息将父节点的地址信息配置到相应的家庭智能终端。
[0020]步骤F:家庭智能终端的信号调试及父节点的变更，具体包括:所述家庭智能终端根据配置好的网络角色和父子关系进行通信，若发现两个节点之间的通信强度与预设的不一致，则将信息反馈至所述家庭中控设备进行父节点地址变更，网络角色保持不变。
[0021]当智能家居网络正常工作的时候，如果用户反映某个节点工作不正常，用户可以通过用户界面向服务器提交不正常节点的信息，提交的时候需要有用户代码及密码，不正常的节点的编号，然后服务器通过这个用户代码和密码验证是否为合法用户，如果是，服务器中的远程诊断分析模块就根据提交的节点编号作为索引，在数据库里寻找该节点对应的父节点的地址信息，如果该父节点还有父节点，也要把此父节点信息搜索出来，直至寻找到家庭中控设备，然后向家庭中控设备发出这些节点的诊断信息，所述诊断信息包含每个节点的地址信息和状态询问指令，家庭中控设备再向下面的各个节点下发状态询问指令，这些节点收到询问指令后，将状态信息反馈回家庭中控设备，家庭中控设备获取这些诊断信息后，将此诊断信息分拆成多个指令，且每个被询问的节点为一个单独的指令；家庭中控设备将收集到的状态信息通过HTTPS的方式发送到服务器，服务器将状态信息存到数据库，服务器中的远程诊断分析模块根据数据库查询到的状态信息，根据路径的追溯原理分析出问题的节点，然后以通知的方式通知用户界面可能出问题的节点名称，并给出几种可能的修复方法。
[0022]这样用户通过用户界面就很直观找到出问题的节点，可能是刚刚提交的出问题的节点本身也可能是其父节点工作不正常导致，并按照提示的修复方法自行修复。
[0023]以上所述的利用较佳的实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。本领域技术人员可通过阅读本发明后，做出细微的改变和调整，仍将不失为本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。
【权利要求】
1.一种智能家居通信系统的网络拓扑结构，由用户端、服务器端、协调器端、路由器端和终端构成；其特征在于: 所述用户端通过HTTP协议与所述服务器端进行交互通信，用于采集所述中控端、所述路由器端及所述终端的设备信息和地理位置信息； 所述服务器端通过HTTPS协议与所述协调器端进行通信，用于存储数据信息和进行网络节点分析； 所述协调器端与所述路由器端通过一种或多种无线通信方式与所述路由器端进行通信，并能够从服务器端获取数据信息，用于下发指令； 所述路由器端又分为:第一路由器端和第二路由器端；所述第一路由器端与所述协调器端直接通信，所述第二路由器端以所述第一路由器端为父节点，所述第二路由器端与所述终端通过一种或多种无线通信方式与所述被控终端进行通信，所述第一路由器端和第二路由器端用于转发或执行指令或上报信息，不能直接发送指令； 所述终端只能用于执行指令或上报信息。
2.如权利要求1所述的一种智能家居通信系统的网络拓扑结构，其特征在于:所述用户端为一加载了用户操作软件的智能终端，所述智能终端具体可采用智能手机、电脑或平板电脑。
3.如权利要求1所述的一种智能家居通信系统的网络拓扑结构，其特征在于:所述协调器端为一家庭中控设备。
4.如权利要求1所述的一种智能家居通信系统的网络拓扑结构，其特征在于:所述路由器端和所述终端为智能开关设备。
5.一种智能家居通信系统的网络拓扑结构的建立方法，所述智能家居通信系统包括:客户端、服务器、家庭中控设备和家庭智能终端；其特征在于，所述建立方法包括如下步骤:步骤A:客户端的信息采集，具体包括:用户通过客户端录入所述家庭中控设备及家庭智能终端的设备清单信息和地理位置信息，并将其及用户代码和密码传送至所述服务器；步骤B:服务器端的信息验证及多维表单的生成，具体包括:所述服务器验证用户代码和密码，若通过验证，则将所述家庭中控设备及家庭智能终端的设备清单信息和地理位置信息保存至数据库，并生成一与该用户对应的多维表单； 步骤C:服务器端的网络关系表单的生成；具体包括:所述服务器读取所述多维表单，通过与数据库中存储的房型数字地图的比较，建立以家庭中控设备为原点的二维坐标系，并根据所述二维坐标系为所述家庭中控设备和所述家庭智能终端分配网络角色和确定父子关系，生成一网络关系表单； 所述分配网络角色，包括如下步骤:将家庭中控设备的网络角色定义为协调器，在同一个房间编号下，将第一个编号的家庭智能终端的网络角色定义为路由器，将其余家庭智能终端的网络角色定乂为终端； 所述确定父子关系，包括如下步骤: 将离所述协调器小于N米的路由器定义为第一路由器； 针对剩余的路由器，将与自身处于同一象限的第一路由器设为其父节点； 针对终端，将与自身最近且处于同一象限的路由器定义设为其父节点；步骤D:家庭中控设备端的信息获取及向家庭智能终端的信息发送，具体包括:打开所述家庭中控设备，所述家庭中控设备向所述服务器发送自身的物理ID进行身份验证，若通过验证，则从所述服务器的数据库中读取所述网络关系表单，并将所述网络关系表单中的网络角色及父子关系信息发送至所述家庭智能终端； 步骤E:家庭中控设备端向家庭智能终端的父子关系的配置；具体包括:所述家庭中控设备将根据所述网络表单中的网络角色信息将自身定义为协调器，所述家庭智能终端根据接收到网络角色信息为自身定义相应的网络角色，所述家庭中控设备根据父子关系信息将父节点的地址信息配置到相应的家庭智能终端； 步骤F:家庭智能终端的信号调试及父节点的变更，具体包括:所述家庭智能终端根据配置好的网络角色和父子关系进行通信，若发现两个节点之间的通信强度与预设的不一致，则将信息反馈至所述家庭中控设备进行父节点地址变更，网络角色保持不变。
6.如权利要求5所述的建立方法，其特征在于:所述家庭中控设备及家庭智能终端的设备清单信息和地理位置信息包括:所在房间编号、家庭智能终端的编号及物理ID、家庭智能终端到所述家庭中控 设备的距离以及所述家庭中控设备的物理ID。
【文档编号】H04L12/28GK103684937SQ201310363560
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】邹黎, 王斌, 侯恩星 申请人:上海理滋芯片设计有限公司