一种ZigBee智能组网方法与流程

文档序号:14070603阅读:335来源:国知局

本发明涉及智能组网领域,尤其涉及的是一种zigbee智能组网方法。



背景技术:

zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的无线组网技术,是基于ieee802.15.4标准的低功耗局域网协议。zigbee技术可以在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信,并且这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个网络节点传到另一个节点,所以它们的通信效率非常高。zigbee技术的主要特点是自组网能力强、自恢复能力强。

在实际过程使用中,如果碰到周边存在处于加网状态的zigbee节点就会加到本网络,从而造成网络的负载量大,带宽以及它的吞吐量消耗会很高。为了上述问题,目前采用的方法:

1)白名单管理机制,主机向协调器输入设备的mac地址,mac地址一致的设备才能连入协调器,实际安装操作时繁琐并且容易出错。

2)通过让使用者在终端输入认证密匙的方法进行认证,这样实际安装操作起来比较繁琐、降低zigbee组网的效率。

因此,现有技术还有待于改进和发展。



技术实现要素:

本发明目的在于提供一种zigbee智能组网方法,旨在解决现有的组网方法实际安装操作时繁琐并且容易出错,以及需要使用者在终端输入认证密匙的方法认证,操作起来麻烦,降低了zigbee组网的效率的技术问题。

为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案如下:一种zigbee智能组网方法,其中,该方法包括组网,退网和非法节点处理的过程,所述组网过程包括以下步骤:

步骤a:所述协调器节点上电,检查非易失性存储区是否存在zigbee网络信息;

步骤b:如果存在zigbee网络信息,恢复原来zigbee网络;否则,扫描频道寻找网络中的一个合适频道来建立新的网络;如果找到了合适的频道,zigbee协调器节点会为新网络选择一个panid,网络建立完成,并将zigbee网络信息保存在非易失性存储区;

步骤c:协调器打开组网时间窗口,进而组网功能被启用;

步骤d:子节点上电后,首先读取非易失性存储器中存储的内容;

步骤e:协调器通过广播方式向该zigbee网络的所有子节点发送查询自身信息指令;

步骤f:子节点收到上述指令,对协调器节点将自身信息进行应答;

步骤h:协调器节点将子节点的信息保存在非易失性存储区;

所述退网过程包括以下步骤:

步骤a:用户查询子节点信息列表,选择不需要组网的子节点并发送退网指令;

步骤b:子节点收到退网指令,进行退网操作;

所述非法节点处理过程包括以下步骤:

步骤c:根据协调器节点与子节点的协议规则,判断是否非法子节点;

步骤d:协调器节点对非法子节点进行自动剔除。

所述的zigbee智能组网方法,其中,所述zigbee网络信息为panid、频道和mac。

所述的zigbee智能组网方法,其中,所述步骤d中若子节点设备之前组网成功过,子节点设备的非易失性存储器中将存储过之前网络的panid、频道和协调器的mac地址,根据存储的panid、频道和mac地址,子节点设备将加入该panid网络;否则,自动搜索zigbee网络,并自动入网和将网络的panid和协调器的mac地址保存在非易失性存储器。

所述的zigbee智能组网方法,其中,所述子节点为终端节点或路由节点。

所述的zigbee智能组网方法,其中,所述自身信息包括mac地址和id编号,且自身信息可通过通信接口设置。

所述的zigbee智能组网方法,其中,在步骤h中协调器节点将子节点的信息以列表的形式输出至人机装置;若发现新子节点加入网络,自动更新子节点信息列表;若该网络子节点的自身信息发生改变,自动更新子节点信息列表。

所述的zigbee智能组网方法,其中,在进行退网操作时,将保存在非易失性存储器的网络panid和协调器mac地址删除,并自动退网。

所述的zigbee智能组网方法,其中,若需退网的子节点重新加网,只需打开协调器的组网时间窗口。

所述的zigbee智能组网方法,其中,所述非法子节点为不是同一厂家或联盟体系的产品制造商生产的无线zigbee终端设备。

所述的zigbee智能组网方法,其中,在步骤b之后zigbee终端子节点还可通过通信接口向协调器发送重置指令,协调器首先擦除非易失性存储区的zigbee网络信息,再跳转至步骤a

本发明的有益效果:本发明通过调器节点可以获取zigbee终端的自身信息,判断所述zigbee终端的信息是否与所述zigbee网络所需组网的子节点信息一致,如果不一致,所述协调器节点向所述zigbee终端发送退网指令,zigbee终端将主动退出所述zigbee网络。因此,本发明可以自主组网、自动退网、方便管理、用户操作简单,可实现一键组网;在zigbee自主组网过程中,有效解决了周边zigbee节点加到本网络引起的蹭网、现有组网方法操作繁琐等问题。

附图说明

图1是本发明中组网过程的流程图。

图2是本发明中退网过程的流程图。

图3是本发明中非法节点处理过程的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

如图1-3所示,本发明公开了一种zigbee智能组网方法,其中,该方法包括组网,退网和非法节点处理的过程,所述组网过程包括以下步骤:

步骤a:所述协调器节点上电,检查非易失性存储区是否存在zigbee网络信息;

步骤b:如果存在zigbee网络信息,恢复原来zigbee网络;否则,扫描频道寻找网络中的一个合适频道来建立新的网络;如果找到了合适的频道,zigbee协调器节点会为新网络选择一个panid,网络建立完成,并将zigbee网络信息保存在非易失性存储区;

步骤c:协调器打开组网时间窗口(如:30s),进而组网功能被启用;

步骤d:子节点上电后,首先读取非易失性存储器中存储的内容;

步骤e:协调器通过广播方式向该zigbee网络的所有子节点发送查询自身信息指令;

步骤f:子节点收到上述指令,对协调器节点将自身信息进行应答;

步骤h:协调器节点将子节点的信息保存在非易失性存储区;

所述退网过程包括以下步骤:

步骤a:用户查询子节点信息列表,选择不需要组网的子节点并发送退网指令;

步骤b:子节点收到退网指令,进行退网操作;

所述非法节点处理过程包括以下步骤:

步骤c:根据协调器节点与子节点的协议规则,判断是否非法子节点;

步骤d:协调器节点对非法子节点进行自动剔除。

所述步骤b中的合适频道为:panid当中的16个频道的其中一个,当扫描频道寻找网络当中的16个频道,当中的哪一个频道使用人数少,则选用哪一个频道;也即是:zigbee协议使用一个16位的个域网标志符(panid)来标识一个网络;zstack允许用两种方式配置panid,当zdapp_config_pan_id值不设置为0xffff时,那么设备建立或加入网络的panid由zdapp_config_pan_id指定;如果设置zdapp_config_pan_id为0xffff,那么设备就将建立或加入一个"最优"的网络。

本发明通过这种扫描频道的方式来挑选合适的频道俩进行连接组网,使得在组网的过程中,不需要根据网络频道的波段来进行判断,然后进行联网,中间节省了条选波段的时间,左右组网的过程更加简单、快捷。

所述的zstack是下一代开源的云计算iaas(基础架构即服务)软件。它主要面向的是未来的智能数据中心,通过提供的api来管理包括计算、存储和网络在内的数据中心的各种资源。跟openstack相比,zstack具有易用、稳定、灵活、超高性能等特点。

本发明的步骤a中检查非易失性存储区是否存在zigbee网络信息,所以当检测到已经存在zigbee网络信息,就不需要再次建立新的网络,这过程当中,可以节省再次建立新的网路的时间,加快了联网的速度,只需要使用原有的网络便可以实现组网,若是没有发现否存在的zigbee网络信息,则需要建立新的网络,再保存在非易失性存储区;然后协调器打开组网时间窗口(如:30s),进而组网功能被启用;由于打开组网的时间窗口,时间较短,所以启动组网功能的速度更快。在子节点上电后,先读取非易失性存储器中存储的内容,协调器通过广播方式向该zigbee网络的所有子节点发送查询自身信息指令;因为采用广播的方式向子节点发送自身查询自身信息指令,所以子节点只要在广播的范围内,便可以收到上述指令,并对协调器节点将自身信息进行应答,这样的方式可以避免其他不对应自身信息的网络进行蹭网。此外,在组网完成后,并将将子节点的信息保存在非易失性存储区;防止其他非子节点的进行组网。其次,本发明的退网过程也是用户查询子节点信息列表,选择不需要组网的子节点并发送退网指令,子节点收到退网指令,进行退网操作。这个过程当中均是由子节点进行发送退网指令,能够够直接通过用户端直接进行退网,方便退网的管理,统一通过查询子节点信息列表来,完成退网。

最后,本发明对于非法节点处理是根据协调器节点与子节点的协议规则,判断是否非法子节点;若是协调器节点与子节点的协议不符合协议规则,进行清除,通过协调器节点对非法子节点进行自动剔除。所以整个处理非法节点的过程更加简单,操作起来更加方便;判断的时间更短,保证了合法子节点组网的过程中的网路顺畅。

本发明中的panid是个域网地址;出现一般是伴随在确定信道以后的;panid其全称是personalareanetworkid,意即网络的id(即网络标识符)。

进一步说,所述zigbee网络信息为panid、频道和mac;通过将zigbee网络信息设置为panid、频道和mac,所以适用的范围更广,能够适用不同的接口。

进一步说,所述步骤d中若子节点设备之前组网成功过,子节点设备的非易失性存储器中将存储过之前网络的panid、频道和协调器的mac地址,根据存储的panid、频道和mac地址,子节点设备将加入该panid网络;否则,自动搜索zigbee网络,并自动入网和将网络的panid和协调器的mac地址保存在非易失性存储器。

采用上述步骤后,本发明限定了若是之前已经成功组网过的子节点设备,那么子节点设备的非易失性存储器中将存储过之前网络的panid、频道和协调器的mac地址,只要根据存储的panid、频道和mac地址,子节点设备便可以加入该panid网络;若是没有的话,就会自动搜索zigbee网络,并自动入网和将网络的panid和协调器的mac地址保存在非易失性存储器。所以在这种组网的匹配方式,更加智能自动化,也可以有效的防止非法蹭网。

进一步说,所述子节点为终端节点或路由节点。

进一步说,所述自身信息包括mac地址和id编号,且自身信息可通过通信接口设置(mac地址除外)。

进一步说,在步骤h中协调器节点将子节点的信息以列表的形式输出至人机装置;若发现新子节点加入网络,自动更新子节点信息列表;若该网络子节点的自身信息发生改变,自动更新子节点息列表。

采用上述步骤后,本发明通过协调器器节点将子节点的信息已列表的形式输出值人机装置,所以在发现新的子节点加入网络后,能够自动更新子节点信息列表,以及在子节点的自身信息发生改变时,能够自动更新,所以在下次进行组网的时候,无需更新自身信息,便可以自行进行自身信息的匹配。

进一步说,在进行退网操作时,将保存在非易失性存储器的网络panid和协调器mac地址删除,并自动退网。

本发明在退网的时候,将非易失性存储器的网络panid和协调器mac地址删除,防止别人盗用或者借用进行蹭网。

进一步说,若需退网的子节点重新加网,只需打开协调器的组网时间窗口,所以在从新组网的时候,只需要打开协调器的组网时间窗口,便可以进行组网,操作起来简单,便捷。

进一步说,所述非法子节点为不是同一厂家或联盟体系的产品制造商生产的无线zigbee终端设备。

进一步说,在步骤b之后zigbee终端子节点还可通过通信接口向协调器发送重置指令,协调器首先擦除非易失性存储区的zigbee网络信息,再跳转至步骤a。

本发明通过调器节点可以获取zigbee终端的自身信息,判断所述zigbee终端的信息是否与所述zigbee网络所需组网的子节点信息一致,如果不一致,所述协调器节点向所述zigbee终端发送退网指令,zigbee终端将主动退出所述zigbee网络。因此,本发明可以自主组网、自动退网、方便管理、用户操作简单,可实现一键组网;在zigbee自主组网过程中,有效解决了周边zigbee节点加到本网络引起的蹭网、现有组网方法操作繁琐等问题。

应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

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