管理设备群无线组网的方法和系统与流程

本发明属于无线通信网络的技术领域，具体涉及一种管理设备群无线组网的方法和系统。

背景技术：

现有技术仅支持少数设备进行组网。现有组网方式为控制器如手机上安装app，使用蓝牙或无线连接待加入网络的设备，app通过蓝牙或无线网络将无线组网相关配置下发到待加入网络设备上。待组网设备按照获取到的配置主动连接其他已加入组网系统的无线设备节点。组网完成后通过云端的方式实现组网系统的管理。

但现有技术的方案存在有以下缺陷：1、现有无线组网操作要求要求控制端和设备必须近距离，不能远程组网；2、难以通过一个控制端实现多个不同设备集的设备实行远程组网及统一控制。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种管理设备群无线组网的方法和系统，实现多个空间上分离的设备群组的无线组网和远程无线集中管理。

在第一方面，本发明实施例提供一种管理设备群无线组网的方法，适用于无线组网系统，所述无线组网系统包括控制器和若干设备群组；每一所述设备群组包括至少一个主节点设备、地址通知器和若干节点设备，所述主节点设备接入网络并与所述地址通知器连接，所述方法包括：

所述主节点设备发送广播报文至所述地址通知器；

所述地址通知器响应所述广播报文，将控制器地址信息发送至所述广播报文对应的主节点设备；

所述主节点设备根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与所述控制器建立管理连接；

与所述控制器建立管理连接的所述主节点设备探测周边待组网的所述节点设备，并将所述待组网的节点设备信息上报所述控制器；

所述控制器向所述主节点设备下发允许组网命令和所述待组网的节点设备信息，以使所述主节点设备开放组网接口并向所述待组网的节点设备下发所述控制器地址信息；

所述待组网的节点设备进行组网，并根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与所述控制器建立管理连接。

进一步地，在所述待组网的节点设备进行组网，并根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与所述控制器建立管理连接之后，还包括：

所述控制器监测所述待组网的节点设备是否已建立管理连接；

若否，则所述控制器向所述待组网的节点设备组网连接的上联节点设备下发踢出命令，以使所述上联节点设备将所述待组网的节点设备踢出组网。

进一步地，所述方法还包括：

所述已组网的节点设备探测周边待组网的所述节点设备，并将所述待组网的节点设备信息上报所述控制器；

所述控制器向所述已组网的节点设备下发允许组网命令和所述待组网的节点设备信息，以使所述已组网的节点设备开放组网接口并向所述待组网的节点设备下发所述控制器地址信息。

进一步地，在所述已组网的节点设备开放组网接口并向所述待组网的节点设备下发所述控制器地址信息之前，还包括：

所述已组网的节点设备根据接收到的允许组网命令，获取所述待组网的节点设备的无线管理报文；其中，所述无线管理报文包括密钥和身份信息；

所述已组网的节点设备根据接收到的所述待组网的节点设备信息，验证所述待组网的节点设备的身份信息；

当验证通过时，所述已组网的节点设备根据所述密钥将所述控制器地址信息加密生成密文。

进一步地，所述待组网的节点设备进行组网，并根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，具体包括：

所述待组网的节点设备通过所述组网接口与所述已组网的节点设备连接进行组网；

所述待组网的节点设备根据所述密钥将接收到的密文进行解析，获得所述控制器地址信息；

所述待组网的节点设备根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求。

进一步地，所述地址通知器响应所述广播报文，将控制器地址信息发送至所述广播报文对应的主节点设备，具体包括：

所述地址通知器根据所述广播报文对所述主节点设备进行身份验证；所述广播报文包括所述主节点设备的标识信息和ip地址；

当验证通过时，所述地址通知器将所述控制器地址信息发送至所述广播报文对应的主节点设备。

进一步地，在所述主节点设备根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与所述控制器建立管理连接之后，还包括：

所述主节点设备定时检测与所述控制器的管理连接；

当检测到所述管理连接断开时，所述主节点设备重新发送所述广播报文请求所述地址通知器响应，并根据原有的控制器地址信息重新向所述控制器发起单播管理请求。

进一步地，在所述主节点设备根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与所述控制器建立管理连接之前，还包括：

当所述主节点设备接收到所述控制器地址信息时，所述主节点设备检测是否存在与所述主节点设备组网连接的下联节点设备；

若是，则所述主节点设备将所有所述下联节点设备踢出组网。

进一步地，在所述地址通知器响应所述广播报文，将控制器地址信息发送至所述广播报文对应的主节点设备之前，还包括：

当所述控制器地址信息变更后，所述地址通知器更新本地存储的所述控制器地址信息。

在第二方面，本发明实施例还提供一种管理设备群无线组网的系统，所述系统包括：控制器和若干设备群组；每一所述设备群组包括至少一个主节点设备、地址通知器和若干节点设备，所述主节点设备接入网络并与所述地址通知器连接；所述系统执行第一方面所述的管理设备群无线组网的方法。

相比于现有技术，本发明的一种管理设备群无线组网的方法和系统，通过主节点设备发送广播报文至所述地址通知器；地址通知器响应所述广播报文，将控制器地址信息发送至所述广播报文对应的主节点设备；主节点设备根据控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与控制器建立管理连接；与控制器建立管理连接的所述主节点设备探测周边待组网的所述节点设备，并将所述待组网的节点设备信息上报控制器；控制器向所述主节点设备下发允许组网命令和所述待组网的节点设备信息，以使所述主节点设备开放组网接口并向所述待组网的节点设备下发所述控制器地址信息；所述待组网的节点设备进行组网，并根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与控制器建立管理连接。由于与所述控制器建立管理连接的主节点设备探测周边待组网的节点设备并在接收到允许组网命令后开放组网接口与待组网的节点设备组网连接，使得控制器得以远程控制设备群组内节点设备的无线组网并通过与节点设备建立管理连接实现所有节点设备的无线管理；从而实现多个空间上分离的设备群组的无线组网和远程无线集中管理。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种管理设备群无线组网的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种管理设备群无线组网的方法的节点设备获取控制器地址信息的响应过程；

图3是本发明实施例提供的一种管理设备群无线组网的方法的节点设备组网示意图；

图4是本发明实施例提供的一种管理设备群无线组网的系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例提供的一种管理设备群无线组网的方法的流程示意图。

在第一方面，本发明实施例提供一种管理设备群无线组网的方法，适用于无线组网系统，所述无线组网系统包括控制器和若干设备群组；每一所述设备群组包括至少一个主节点设备、地址通知器和若干节点设备，所述主节点设备接入网络并与所述地址通知器连接，所述方法包括：

s101、所述主节点设备发送广播报文至所述地址通知器；

s102、所述地址通知器响应所述广播报文，将控制器地址信息发送至所述广播报文对应的主节点设备；

s103、所述主节点设备根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与所述控制器建立管理连接；

s104、与所述控制器建立管理连接的所述主节点设备探测周边待组网的所述节点设备，并将所述待组网的节点设备信息上报所述控制器；

s105、所述控制器向所述主节点设备下发允许组网命令和所述待组网的节点设备信息，以使所述主节点设备开放组网接口并向所述待组网的节点设备下发所述控制器地址信息；

s106、所述待组网的节点设备进行组网，并根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与所述控制器建立管理连接。

需要说明的是，在本发明实施例中无线组网系统中每一个设备群组都是一个二层网络，在设备群组中包括至少一个主节点设备并且所述主节点设备与所述控制器有稳定的物理连接，例如ethernet连接。所述地址通知器负责管理并通知与网络稳定连接的主节点设备。当每个设备群组中的主节点设备和其他节点设备未被所述控制器管理即未与所述控制器建立管理连接时，定期在二层网络内发送广播报文，所述广播报文包括节点设备的标识信息和该节点设备当前的ip地址信息等。

在本发明实施例中步骤s101中所述主节点设备发送广播报文使得所述地址通知器发现未被控制器管理的主节点设备并对该主节点设备下发控制器地址信息；在另一种应用情况下，所述主节点设备向周边发送广播报文还可以让处于二层网络内的控制器直接发现该主节点设备，从而直接在二层网络内管理此节点设备。步骤s103具体为：当所述主节设备接收到地址通知器的应答后所述主节点设备与地址通知器建立安全连接，并对接收到的控制器地址信息进行解析获得所述控制器的目标ip地址，所述主节点设备向控制器的目标ip地址发起单播管理请求报文。位于远端的控制器通过internet网络接收到所述管理请求报文后与所述管理请求报文对应的主节点设备建立管理连接并通过管理连接控制主节点设备执行相应的控制命令。在步骤s104中已与控制器建立管理连接的主节点设备开启探测功能，探测周边待组网的所述节点设备，并将探测结果例如所述待组网的节点设备信息上报所述控制器。在步骤s105中，控制器将接收到的所述待组网的节点设备信息反馈给用户，用户可通过客户端例如移动终端、手机、pc端、平板查看；当用户下达允许组网的决策结果时，控制器根据所述决策结果向已与控制器建立管理连接的主节点设备下发允许组网命令和所述待组网的节点设备信息，使得用户能够通过控制器对节点设备的无线组网进行管理。

在本发明实施例步骤s105中，所述主节点设备在接收到允许组网命令后获取所述待组网的节点设备的无线管理报文prboerequest；其中，所述无线管理报文包括密钥和身份信息；所述主节点设备根据接收到的所述待组网的节点设备信息，验证所述待组网的节点设备的身份信息；当待组网的节点设备的身份验证通过时，所述主节点设备根据所述密钥将所述主节点设备自身已获取的所述控制器地址信息加密生成密文，将控制器地址信息以密文的形式携带在应答所述无线管理报文proberesponse中下发至所述待组网的节点设备；当待组网的节点设备的身份验证通过时，同时开放组网接口，以使所述待组网的节点设备通过连接所述组网接口与所述主节点设备组网连接，其中，所述主节点设备为所述待组网的节点设备组网连接的上联节点设备。在步骤s106中所述待组网的节点设备无线组网连接成功后，根据所述密钥将接收到的密文进行解析，获得所述控制器地址信息，并对所述控制器地址信息进行解析从而获得所述控制器的ip地址信息；根据所述控制器的ip地址信息向所述控制器发起单播管理请求。当待组网的节点设备与控制器建立管理连接即被控制器管理后，完成一次远程添加无线设备节点的操作。

进一步地，在步骤s106之后，还包括：

所述控制器监测所述待组网的节点设备是否已建立管理连接；

若否，则所述控制器向所述待组网的节点设备组网连接的上联节点设备下发踢出命令，以使所述上联节点设备将所述待组网的节点设备踢出组网。

需要说明的是，在本发明实施例中控制器负责监听各个设备群组里的无线节点设备的管理请求，并在监听到后建立与对应无线节点设备的管理连接，然后根据从各个设备群组中无线节点设备探测到的待组网的节点设备信息执行对应的无线组网决策并将对应的无线组网命令下发到对应的节点设备上。在无线组网中，为了防止正在处理的组网节点设备已接入到网络但是控制器并未收到该节点设备发起的被管理请求而出现不受控的无线节点设备接入网络占用网络资源的情况，控制器在下发允许组网命令后的预设有效时间内监测被添加的无线节点设备是否已建立管理连接；由于已组网的节点设备在待组网过程中被上联组网节点设备上报设备信息，并且当被添加的节点设备通过无线组网连接到网络中后会发送管理请求报文至控制器端，管理请求报文中包含了该节点设备的设备标识信息，当控制器接收到任一节点设备的管理请求报文时，对应标识该节点设备已组网管理。在所述待组网的节点设备进行组网，并根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与所述控制器建立管理连接之后，当控制器检测到任一所述待组网的节点设备的设备信息未标识已组网管理即未与所述控制器建立管理连接，则不允许此无线节点设备的接入。所述控制器向所述待组网的节点设备组网连接的上联节点设备下发踢出命令，以使所述上联节点设备收到踢出命令后执行踢出所述待组网的节点设备的处理。

进一步地，所述方法还包括：

所述已组网的节点设备探测周边待组网的所述节点设备，并将所述待组网的节点设备信息上报所述控制器；

所述控制器向所述已组网的节点设备下发允许组网命令和所述待组网的节点设备信息，以使所述已组网的节点设备开放组网接口并向所述待组网的节点设备下发所述控制器地址信息。

如图2所示，是本发明实施例提供的一种管理设备群无线组网的方法的节点设备获取控制器地址信息的响应过程。

需要说明的是，已组网节点设备在与控制器建立好管理连接后，同样开启探测周围其它无线节点设备的机制，并将探测结果例如所述待组网的节点设备信息上报所述控制器。控制器将接收到的所述待组网的节点设备信息反馈给用户，当用户下达允许组网的决策结果时，控制器根据所述决策结果向已与控制器建立管理连接的节点设备下发允许组网命令和所述待组网的节点设备信息，使得用户能够通过控制器对节点设备的无线组网进行管理。

如图3所示，是本发明实施例提供的一种管理设备群无线组网的方法的节点设备组网示意图。

所述已组网并建立管理连接的节点设备在接收到允许组网命令后获取所述待组网的节点设备的无线管理报文prboerequest；其中，所述无线管理报文包括密钥和身份信息；所述节点设备根据接收到的所述待组网的节点设备信息，验证所述待组网的节点设备的身份信息；当待组网的节点设备的身份验证通过时，所述节点设备根据所述密钥将该节点设备自身已获取的所述控制器地址信息加密生成密文，将控制器地址信息以密文的形式携带在应答所述无线管理报文prboeresponse中下发至所述待组网的节点设备；当待组网的节点设备的身份验证通过时，同时开放组网接口，以使所述待组网的节点设备通过连接所述组网接口与所述节点设备组网连接，其中，所述节点设备为所述待组网的节点设备组网连接的上联节点设备。所述待组网的节点设备无线组网连接成功后，根据所述密钥将接收到的密文进行解析，获得所述控制器地址信息，并对所述控制器地址信息进行解析从而获得所述控制器的ip地址信息；根据所述控制器的ip地址信息向所述控制器发起单播管理请求，完成节点设备的无线组网。实现已组网并建立管理连接的节点设备受控制器控制允许添加新的下联无线节点设备，从而逐步扩大整个无线组网系统。

进一步地，在所述已组网的节点设备开放组网接口并向所述待组网的节点设备下发所述控制器地址信息之前，还包括：

所述已组网的节点设备根据接收到的允许组网命令，获取所述待组网的节点设备的无线管理报文；其中，所述无线管理报文包括密钥和身份信息；

所述已组网的节点设备根据接收到的所述待组网的节点设备信息，验证所述待组网的节点设备的身份信息；

当验证通过时，所述已组网的节点设备根据所述密钥将所述控制器地址信息加密生成密文。

需要说明的是，各个设备群组内的所有无线节点设备的控制器地址信息的来源为地址通知器。每个设备群内通过有线网络与地址通知器相连的主节点设备的控制器地址信息由地址通知器设置。每一个通过无线组网连接的节点设备的控制器地址信息的获取来源均为其组网连接的上联节点设备。通过上联节点设备通知下联节点设备的方式完成无线组网设备间的控制器地址信息通知。进行无线组网的节点设备获取控制器地址信息的时机为探测阶段。具体为，待组网的节点设备在探寻时发送无线管理报文prboerequest，所述无线管理报文prboerequest中携带了密钥和待组网的节点设备自身的身份信息。当已组网的节点设备接收到控制器下发的允许组网命令时判断所述待组网的节点设备是被允许连接的节点设备后，所述已组网的节点设备根据接收到的所述待组网的节点设备信息，验证所述待组网的节点设备的身份信息。当所述待组网的节点设备身份验证通过后，所述已组网的节点设备密钥将自身已获取的所述控制器地址信息加密生成密文，将控制器地址信息以密文的形式携带在应答所述无线管理报文prboeresponse中下发至所述待组网的节点设备。

进一步地，上述步骤s106的具体实施过程可以为：

所述待组网的节点设备通过所述组网接口与所述已组网的节点设备连接进行组网；

所述待组网的节点设备根据所述密钥将接收到的密文进行解析，获得所述控制器地址信息；

所述待组网的节点设备根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求。

需要说明的是，所述待组网的节点设备通过所述组网接口与所述已组网的节点设备连接进行组网。待组网的节点设备在收到应答无线管理报文prboeresponse后，从中提取出密文，根据所述无线管理报文中的密钥从密文中解析出所述控制器地址信息；根据所述控制器的ip地址信息向所述控制器发起单播管理请求，完成节点设备的无线组网和建立管理。

进一步地，上述步骤s102的具体实施过程可以为：

所述地址通知器根据所述广播报文对所述主节点设备进行身份验证；所述广播报文包括所述主节点设备的标识信息和ip地址；

当验证通过时，所述地址通知器将所述控制器地址信息发送至所述广播报文对应的主节点设备。

需要说明的是，每一个设备群组中的地址通知器用于向同一个设备群组中的节点设备通知控制器地址信息。当控制器部署好后，需要在地址通知器中配置好正确的控制器地址信息。当控制器目标ip地址改变后，需要更新在地址通知器中配置的控制器地址信息。为实现网络安全，地址通知器与设备群组内的主节点设备进行控制器地址信息配置之前，需验证设备的合法性。地址通知器根据所述广播报文对所述主节点设备进行身份验证；所述广播报文包括所述主节点设备的标识信息和ip地址，当设备身份标识与地址通知器预存的设备身份标识匹配时验证通过，地址通知器才将所述控制器地址信息发送至所述广播报文对应的主节点设备。

进一步地，在步骤s103之后，还包括：

所述主节点设备定时检测与所述控制器的管理连接；

当检测到所述管理连接断开时，所述主节点设备重新发送所述广播报文请求所述地址通知器响应，并根据原有的控制器地址信息重新向所述控制器发起单播管理请求。

需要说明的是，在本发明实施例中如果控制器地址发生变动，各个设备群组内的控制器地址信息需要重新配置。当有线接入的无线主节点设备检测到与控制器的管理连接断开后，由于主节点设备无法判定与控制器的管理连接断开的原因是连接断开还是控制器的地址改变，因此所述主节点设备重新在二层网络内发送广播报文，请求控制器或者地址通知器的应答。同时，依然向目前主节点设备原有的控制器ip地址发起单播管理请求，若控制器的地址已经发生变化，则管理请求不会有任何应答。此时地址通知器收到主节点设备发送的广播报文后，向所述主节点设备应答新的控制器地址，即重新执行所述方法中步骤s102。所述主节点设备收到新的控制器地址信息后解析出控制器的ip地址然后向新的控制器地址发起单播管理请求，进而使得所述主节点设备与处于新位置的控制器建立起管理连接，即重新执行所述方法中步骤s103。

进一步地，在步骤s103之前，还包括：

当所述主节点设备接收到所述控制器地址信息时，所述主节点设备检测是否存在与所述主节点设备组网连接的下联节点设备；

若是，则所述主节点设备将所有所述下联节点设备踢出组网。

需要说明的是，在本发明实施例中如果控制器地址发生变动，各个设备群组内的节点设备的控制器地址信息需要重新配置。当控制器的地址已经发生变化，所述主节点设备收到地址通知器发送的新的控制器地址信息时，所述主节点设备检测是否存在与所述主节点设备组网连接的下联节点设备；若存在，则所述主节点设备将所有所述下联节点设备踢出组网。当下联待组网的节点设备再次探寻时，主节点设备通过应答无线管理报文给下联待组网的节点设备新的控制器地址信息。下联待组网的节点设备收到新的控制器地址后，向新的控制器地址发起管理请求。同时采取类似的方式更新其后续的下联待组网的节点设备的控制器地址信息。实现从根节点设备到叶节点设备的逐级更新，最终完成整个设备群组内的无线节点设备的控制器地址更新。

进一步地，在步骤s102之前，还包括：

当所述控制器地址信息变更后，所述地址通知器更新本地存储的所述控制器地址信息。需要说明的是，当控制器目标ip地址改变后，需要更新在地址通知器中配置的控制器地址信息，使得地址通知器能够向设备群组中的节点设备通知正确的控制器地址信息。

本发明实施例提供的一种管理设备群无线组网的方法，通过主节点设备发送广播报文至所述地址通知器；地址通知器响应所述广播报文，将控制器地址信息发送至所述广播报文对应的主节点设备；主节点设备根据控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与控制器建立管理连接；与控制器建立管理连接的所述主节点设备探测周边待组网的所述节点设备，并将所述待组网的节点设备信息上报控制器；控制器向所述主节点设备下发允许组网命令和所述待组网的节点设备信息，以使所述主节点设备开放组网接口并向所述待组网的节点设备下发所述控制器地址信息；所述待组网的节点设备进行组网，并根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与控制器建立管理连接。由于与所述控制器建立管理连接的主节点设备探测周边待组网的节点设备并在接收到允许组网命令后开放组网接口与待组网的节点设备组网连接，使得控制器得以远程控制设备群组内节点设备的无线组网并通过与节点设备建立管理连接实现所有节点设备的无线管理；从而实现多个空间上分离的设备群组的无线组网和远程无线集中管理。

在第二方面，本发明实施例还提供一种管理设备群无线组网的系统，如图4所示，是本发明实施例提供的一种管理设备群无线组网的系统的结构示意图。所述系统包括：控制器401和若干设备群组402；每一所述设备群组包括至少一个主节点设备403、地址通知器404和若干节点设备405，所述主节点设备403接入网络并与所述地址通知器404连接；所述系统执行第一方面所述的管理设备群无线组网的方法。

综上所述，本发明实施例提供的一种管理设备群无线组网的方法和系统，通过主节点设备发送广播报文至所述地址通知器；地址通知器响应所述广播报文，将控制器地址信息发送至所述广播报文对应的主节点设备；主节点设备根据控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与控制器建立管理连接；与控制器建立管理连接的所述主节点设备探测周边待组网的所述节点设备，并将所述待组网的节点设备信息上报控制器；控制器向所述主节点设备下发允许组网命令和所述待组网的节点设备信息，以使所述主节点设备开放组网接口并向所述待组网的节点设备下发所述控制器地址信息；所述待组网的节点设备进行组网，并根据所述控制器地址信息向所述控制器发起单播管理请求，以与控制器建立管理连接。由于与所述控制器建立管理连接的主节点设备探测周边待组网的节点设备并在接收到允许组网命令后开放组网接口与待组网的节点设备组网连接，使得控制器得以远程控制设备群组内节点设备的无线组网并通过与节点设备建立管理连接实现所有节点设备的无线管理；从而实现多个空间上分离的设备群组的无线组网和远程无线集中管理。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-onlymemory，rom)或随机存储记忆体(randomaccessmemory，ram)等。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。