一种智能家居系统控制总线的性能优化系统的制作方法

本发明属于智能家居领域，更具体的说涉及一种智能家居系统控制总线的性能优化系统。

背景技术：

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动化控制技术等将家居生活有关的设备集成，构建高效的住宅设施与家庭日常事务的管理系统。智能家居让用户以更方便的手段来管理家庭设备，比如，通过触摸屏、手持遥控器、电话、互联网来控制家用设备，更可以执行情景操作，使多个设备形成联动；另一方面，智能家居内的各种设备相互间可以通讯，不需要用户指挥也能根据不同的状态互动运行，从而给用户带来最大程度的方便、高效、安全与舒适。

智能家居系统一般由若干个控制器及终端模块设备构成，以控制器为核心，终端模块为节点，相互间可以使用rs485总线连接组网。系统工作时，控制器可以通过数据总线将控制请求发给终端模块，由终端模块完成预期的控制行为，以便完成系统的控制流程；同时，终端模块也可以将采集到的信息通过数据总线发给控制器，由此完成外部环境的监测。

智能家居控制系统在工程布线时，经常需要使用长距离控制总线，例如rs485总线。为了降低总线上受到的电磁干扰，通常使用较低的总线传输波特率，例如9600、38400等。然而在较低的波特率下传输信息，传输数据的速率会受到较大的限制。同时基于总线固有传输方式等原因，请求通常由智能家居控制器发起，终端模块在收到请求后应答回复，完成一次信息交互。在某些应用场景下，控制器需要在短时间内发送大量请求到若干个终端模块。此时，由于总线低速率通讯效率限制，请求会大量堆积在智能家居控制器发送接口上，极限情况下会导致丢包等情况的发生。

技术实现要素：

针对以上情况，为解决由于总线通讯效率低下导致的信息阻塞，而导致的总线通信效率低下的技术问题而提供的一种智能家居系统控制总线的性能优化系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种智能家居系统控制总线的性能优化系统，包括控制器，所述控制器通过rs485总线与若干个终端模块相连；所述控制器包括：

逻辑核心：产生控制信息，并将控制信息依次放入发送队列；

发送队列：保存控制信息，所有从逻辑核心进入发送模块的信息按放入发送队列时间顺序依次进行排列；

发送模块：发送控制信息，发送模块直接与rs485总线相连，当发送模块检测到rs485总线处于闲时状态时，从发送队列头部取出单条控制信息并通过rs485总线发出，并等待终端模块回复信息，然后完成单次通讯交互流程；

管理模块：监控发送队列，并对发送队列内的控制信息进行优化。

由于控制器内逻辑核心、发送队列、发送模块以及管理模块的设置，通过整理合并单位时间内发往同一目标终端模块的控制信息，减少控制器与终端模块设备之间的交互次数，增加单次交互的数据信息量，有效提升了智能家居控制总线的性能。

作为优选，所述管理模块在控制信息进入发送队列时，建立起该控制信息与该控制信息同属于一个终端模块的相邻信息之间的连接关系，使管理模块通过队列头部的一个信息找到相邻的下一个同属于一个终端模块的消息。

将共同发送给一个终端模块的控制信息依次建立连接关系，而且连接关系只位于相邻的两个共同发送给一个终端模块的控制信息之间，为之后的优化动作做准备。

作为优选，管理模块检测发送队列的信息数量，若发送队列里的信息总量小于优化门限数量时，不进行优化动作，若发送队列的信息总量超过优化门限数量时，启动优化流程，优化门限数量取决于rs485总线的负载能力。

使得rs485总线处于负载能力内时，不选择优化动作，只有当超过负载能力时，才进行优化动作，使得优化动作的效率达到最大化。

作为优选，管理模块以固定时间间隔监控发送队列，取出位于消息队列头部的控制信息，并从头至尾依次扫描发送队列，以取出的控制信息与发送队列中的其他控制信息进行比较，若当前发送队列中的控制信息与取出的控制信息的时间间隔小于或等于t时间时，启动优化流程；若当前发送队列中的控制信息与取出的控制信息的时间间隔大于t时间时，停止优化流程。

通过控制时间t，使管理模块只对在t时间的控制信息进行优化，时间t可以自行设置，使得用户根据情况自行设定。

作为优选，管理模块记录当前一段时间内的发送队列中信息增长或减少的幅度值来动态调整t的值，若发送队列中信息增长，则t值增大，若发送队列中信息减小，则t值减小，并且幅度值越大，t值的变动幅度越大。

管理模块根据当前一段内的发送队列中信息增长或减少的幅度值来动态调整t的值，使得t值始终随着发送队列中的信息数量而动态改变，使发送队列在最需要优化时进行优化。

作为优选，所述管理模块启动优化流程时，管理模块统计发送队列中发往各个终端模块的控制信息的数量，确定需要优化的终端模块，并从发送队列的头部开始依次向后寻找直至找到第一个对应该终端模块的消息。

统计发送到每个终端模块的控制信息的数量，根据实际情况，选择对超过一定数量的终端模块进行优化动作，或者也可因为此时终端模块的重要性，而确定此终端模块，而选择对此终端模块进行优化，找到此终端模块的第一个控制信息。

作为优选，所述管理模块确定需要优化的终端模块后，启动优化流程，以第一个对应该终端模块的消息为起始，当找个对应该终端模块的下一个消息时，将当前控制信息内包含的内容并入下一个控制信息内，同时将当前控制信息从发送队列中去除，并依次循环，直到找到该终端模块的最后一个消息为止。

确定好需要优化的终端模块后，将共同发送到同一个终端模块的控制信息，按照其连接关系进行优化，从第一个控制信息开始，依次将当前控制信息内包含的内容并入下一个控制信息内，同时将当前控制信息从发送队列中去除，并依次循环，直到找到该终端模块的最后一个消息为止，减少控制信息的个数，进而减少控制器与终端模块设备之间的交互次数，增加单次交互的数据信息量。

本发明的有益效果是：提高了智能家居系统的可靠性，降低了系统信息交互的延迟及丢失，提高了系统控制的时效性。

附图说明

图1为本发明控制器与终端模块连接关系图；

图2为本发明控制器的内部结构关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1、2所示的一种智能家居系统控制总线的性能优化系统，包括控制器，所述控制器通过rs485总线与若干个终端模块相连；所述控制器包括：

逻辑核心：产生控制信息，并将控制信息依次放入发送队列；

发送队列：保存控制信息，所有从逻辑核心进入发送模块的信息按放入发送队列时间顺序依次进行排列；

发送模块：发送控制信息，发送模块直接与rs485总线相连，当发送模块检测到rs485总线处于闲时状态时，从发送队列头部取出单条控制信息并通过rs485总线发出，并等待终端模块回复信息，然后完成单次通讯交互流程；

管理模块：监控发送队列，并对发送队列内的控制信息进行优化。

由于控制器内逻辑核心、发送队列、发送模块以及管理模块的设置，通过整理合并单位时间内发往同一目标终端模块的控制信息，减少控制器与终端模块设备之间的交互次数，增加单次交互的数据信息量，有效提升了智能家居控制总线的性能。

作为优选，所述管理模块在控制信息进入发送队列时，建立起该控制信息与该控制信息同属于一个终端模块的相邻信息之间的连接关系，使管理模块通过队列头部的一个信息找到相邻的下一个同属于一个终端模块的消息。

将共同发送给一个终端模块的控制信息依次建立连接关系，而且连接关系只位于相邻的两个共同发送给一个终端模块的控制信息之间，为之后的优化动作做准备。

作为优选，管理模块检测发送队列的信息数量，若发送队列里的信息总量小于优化门限数量时，不进行优化动作，若发送队列的信息总量超过优化门限数量时，启动优化流程，优化门限数量取决于rs485总线的负载能力。

使得rs485总线处于负载能力内时，不选择优化动作，只有当超过负载能力时，才进行优化动作，使得优化动作的效率达到最大化。

作为优选，管理模块以固定时间间隔监控发送队列，取出位于消息队列头部的控制信息，并从头至尾依次扫描发送队列，以取出的控制信息与发送队列中的其他控制信息进行比较，若当前发送队列中的控制信息与取出的控制信息的时间间隔小于或等于t时间时，启动优化流程；若当前发送队列中的控制信息与取出的控制信息的时间间隔大于t时间时，停止优化流程。

通过控制时间t，使管理模块只对在t时间的控制信息进行优化，时间t可以自行设置，使得用户根据情况自行设定。

作为优选，管理模块记录当前一段时间(以△t来表示)内的发送队列中信息增长或减少的幅度值来动态调整t的值，若发送队列中信息增长，则t值增大，若发送队列中信息减小，则t值减小，并且幅度值越大，t值的变动幅度越大。

管理模块根据一段时间△t(恒定的一段时间，可自由设定)内的发送队列中信息增长或减少的幅度值来动态调整t的值，使得t值始终随着发送队列中的信息数量而动态改变，使发送队列在最需要优化时进行优化。

作为优选，所述管理模块启动优化流程时，管理模块统计发送队列中发往各个终端模块的控制信息的数量，确定需要优化的终端模块，并从发送队列的头部开始依次向后寻找直至找到第一个对应该终端模块的消息。

统计发送到每个终端模块的控制信息的数量，根据实际情况，选择对超过一定数量的终端模块进行优化动作，或者也可因为此时终端模块的重要性，而确定此终端模块，而选择对此终端模块进行优化，找到此终端模块的第一个控制信息。

作为优选，所述管理模块确定需要优化的终端模块后，启动优化流程，以第一个对应该终端模块的消息为起始，当找个对应该终端模块的下一个消息时，将当前控制信息内包含的内容并入下一个控制信息内，同时将当前控制信息从发送队列中去除，并依次循环，直到找到该终端模块的最后一个消息为止。

确定好需要优化的终端模块后，将共同发送到同一个终端模块的控制信息，按照其连接关系进行优化，从第一个控制信息开始，依次将当前控制信息内包含的内容并入下一个控制信息内，同时将当前控制信息从发送队列中去除，并依次循环，直到找到该终端模块的最后一个消息为止，减少控制信息的个数，进而减少控制器与终端模块设备之间的交互次数，增加单次交互的数据信息量。

本发明的有益效果是：提高了智能家居系统的可靠性，降低了系统信息交互的延迟及丢失，提高了系统控制的时效性。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。