智能家居设备的配网方法及智能家居系统与流程
本发明涉及智能家居领域，具体涉及智能家居设备的配网方法及智能家居系统。
背景技术：
随着科技的发展，老百姓家里的智能家居设备越来越多，这些设备均离不开网络，因此，智能家居设备如何接入网络就变得尤为重要。现有技术中，智能家居设备的网络接入仅局限于智能家居设备放置在家庭的无线路由器的通信范围内。但是在大型别墅中或类似的，一些面积比较大的住所中，接入智能家居设备就变得困难，因为家庭无线路由器的覆盖范围有限。因此，我们需要解决在面积大的住所中让智能家居设备接入网络这个问题。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供了一种智能家居设备的配网方法及智能家居系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
本发明一方面提供了一种智能家居设备的配网方法，所述配网方法包括以下步骤：
s1，待入网设备建立用于与认证管理设备进行通信的认证路径；
s2，待入网设备通过所述认证路径与认证管理设备进行通信，并接受认证管理设备对其进行身份认证；
s3，身份认证成功后，待入网设备通过所述认证路径接收由认证管理设备的发送的初始化配置信息；
s4，待入网设备根据所述初始化配置信息进行初始化设置，接入智能家居网络。
所述待入网设备建立用于与认证管理设备进行通信的认证路径，包括：
s1，待入网设备广播认证请求消息，所述认证请求消息由中间设备转发至认证管理设备，所述认证管理设备接收来自不同转发路径的所述认证请求消息，并基于设定的规则从所述转发路径中选出认证路径；
s2,所述待入网设备接收由所述认证管理设备通过选出的认证路径发送的包含所述选出的认证路径的路径确认消息；
s3,所述待入网设备根据所述路径确认消息取得所述认证路径。
所述初始化配置信息包括一个网络准入码，用于使拥有所述网络准入码的设备成为已认证设备，与其它已认证设备进行通信。
本发明另一方面提供了一种智能家居设备的配网装置，所述装置包括待入网设备和认证管理设备，其中：
所述待入网设备，用于建立用于与认证管理设备进行通信的认证路径；
所述待入网设备还用于通过所述认证路径与所述认证管理设备进行通信，并接受认证管理设备对其进行身份认证；
所述待入网设备还用于在身份认证成功后，通过所述认证路径接收由所述认证管理设备的发送的初始化配置信息；
所述待入网设备还用于根据所述初始化配置信息进行初始化设置，接入智能家居网络。
所述装置还包括中间设备，所述中间设备为所有智能家居设备中，除了待入网设备和认证管理设备之外的所有具备消息转发能力的设备；
所述建立用于与认证管理设备进行通信的认证路径，包括：
待入网设备广播认证请求消息，所述认证请求消息由中间设备转发至认证管理设备，所述认证管理设备接收来自不同转发路径的所述认证请求消息，并基于设定的规则从所述转发路径中选出认证路径；
所述待入网设备接收由所述认证管理设备通过选出的认证路径发送的包含所述选出的认证路径的路径确认消息；
所述待入网设备根据所述路径确认消息取得所述认证路径。
本发明还提供了一种智能家居系统，所述智能家居系统包括上述智能家居设备的配网装置。
本发明的有益效果为：在为待入网设备接入智能家居网络时，先建立了认证路径，从而避免了在接入过程中待入网设备与认证管理设备一直使用洪泛法进行通信，有效地降低了智能家居网络的通信拥挤程度。通过认证管理设备、中间设备、待入网设备的互相配合，解决了在面积大的住所中，由于无线路由器的覆盖范围有限而导致的设备配网困难的问题。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1，为本发明一种智能家居设备的配网方法的一种示例性实施例图。
图2，为本发明一种智能家居设备的配网装置的一种示例性实施例图。
附图标记：
待入网设备1，认证管理设备2，中间设备3。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
参见图1，本发明的一种实施例提供了一种智能家居设备的配网方法，所述配网方法包括以下步骤：
s1，待入网设备建立用于与认证管理设备进行通信的认证路径；
s2，待入网设备通过所述认证路径与认证管理设备进行通信，并接受认证管理设备对其进行身份认证；
s3，身份认证成功后，待入网设备通过所述认证路径接收由认证管理设备的发送的初始化配置信息；
s4，待入网设备根据所述初始化配置信息进行初始化设置，接入智能家居网络。
本发明上述实施例，在为待入网设备接入智能家居网络时，先建立了认证路径，从而避免了在接入过程中待入网设备与认证管理设备一直使用洪泛法进行通信，有效地降低了智能家居网络的通信拥挤程度，为待入网设备与所述认证管理设备之间的远距离多跳通信奠定了通信基础。
在一种可选的实施例中，所述进行身份认证，包括：管理员将待入网设备的识别码及验证公钥，上传到认证管理设备；所述管理员通过蓝牙或usb将认证管理设备的认证公钥上传到待入网设备。
待入网设备用自身的验证私钥对认证管理设备的认证公钥进行加密，生成加密验证消息，并通过认证路径将所述加密验证消息发送到认证管理设备，所述加密验证消息中包含待入网设备的识别码；
认证管理设备根据待入网设备的唯一识别码调用管理员预先上传的待入网设备的验证公钥对所述加密验证消息进行解密，并验证解密所得的认证公钥是否正确，若解密所得的认证公钥正确无误，则说明所述待入网设备通过身份认证，否则，所述待入网设备没有通过身份认证。
在一种可选的实施例中，若所述待入网设备身份认证失败，那么，认证管理设备先判断失败原因是否为网络原因，若是，则通过洪泛法通知待入网设备，让其重新建立认证路径，否则，说明待入网设备不符合入网要求，认证管理设备拒绝其接入网络。
在一种实施例中，所述待入网设备建立用于与认证管理设备进行通信的认证路径，包括：
s1，待入网设备广播认证请求消息，所述认证请求消息由中间设备转发至认证管理设备，所述认证管理设备接收来自不同转发路径的所述认证请求消息，并基于设定的规则从所述转发路径中选出认证路径；
s2,所述待入网设备接收由所述认证管理设备通过选出的认证路径发送的包含所述选出的认证路径的路径确认消息；
s3,所述待入网设备根据所述路径确认消息取得所述认证路径。
本发明上述实施例，通过中间设备的作用，解决了在面积大的住所中，由于无线路由器的覆盖范围有限而导致的设备配网困难的问题。因为在面积大的住所中，待入网设备不一定会放在认证管理设备的附近，两者之间可能存在很大的空间距离，这就要通过中间设备的作用，实现待入网设备与认证管理设备的多跳远距离通信。
在一种实施例中，所述初始化配置信息包括一个网络准入码，用于使拥有所述网络准入码的设备成为已认证设备，与其它已认证设备进行通信。
所述中间设备3对没有携带网络准入码的消息，提取消息中的携带的设备识别码，记录接收到所述消息的次数，累计到预先设定的nlimit次后，中间设备3将所述设备识别码拉入黑名单，不再对所述设备识别码所对应的设备所发送的消息进行转发。
后台管理员可通过让认证管理设备2广播携带所述设备识别码的黑名单解除消息，来使中间设备3将所述设备识别码从黑名单中删除。
本发明上述实施例，通过让认证管理设备发放网络准入码的方式，来防止智能家居网络被它人恶意攻击，从而导致其不能正常工作。因为如果不对未认证的设备在智能家居网络中的通信进行限制的话，就有可能被它人往所述智能家居网络中不断地发送垃圾消息，从而占用网络带宽，影响使用。但是，又不能不对未认证设备的消息进行转发，因为，一些待入网设备是还没有取得网络准入码的，这样做不利于待入网设备的网络接入。
在一种实施例中，所述认证请求消息至少包括：待入网设备的识别码、前三跳信道编号、已经过的中间设备的识别码集合、最小链路持续时间mint；
所述前三跳信道编号，为认证请求消息最近3跳所经过的3个中间设备中，每个中间设备转发所述认证请求消息时所采用的信道的编号；
所述已经过的中间设备的识别码集合，包括按先后顺序排列的，认证请求消息经过的每一个中间设备的识别码；
所述最小链路持续时间mint，为认证请求消息经过的所有链路中，维持在连通状态总时长最短的链路的维持时间；
所述中间设备包括可移动设备和固定设备；
所述中间设备维持一个邻居设备表，所述邻居设备表包括位于中间设备的通信范围内，且与中间设备的通信链路保持连通的设备；
所述中间设备周期性地与其邻居设备表中的每一个设备互相交换链路维持消息。
在一种可选的实施例中，所述可移动设备包括无人除草机、扫地机器人、机器人管家；所述固定设备包括无线网关、智能灯、智能音箱、智能锁。
在一种实施例中，所述认证请求消息由中间设备转发至认证管理设备，包括：
s1，所述中间设备判断所述认证请求消息是否重复收到，若是，将所述认证请求消息丢弃；
s2,所述中间设备确定所述认证请求消息所经过的上一跳链路的链路持续时间ext，并将所述链路持续时间ext与认证请求消息中的最小的链路持续时间mint进行比较，若ext<mint，将所述认证请求消息中的mint的值更新为ext的值；
s3，所述中间设备将所述中间设备的识别码写入到认证请求消息中；
s4，所述中间设备为所述认证请求消息选择转发信道，将所述转发信道的编号写入到认证请求消息中相应的位置；
s5，所述中间设备采用选出的转发信道对所述认证请求消息进行广播。
上一跳链路，指的是，例如，设备a收到其邻居设备表中的设备b广播的认证请求消息，设备a与其邻居设备表中的设备b之间传播电磁波的路径空间则为上一跳链路。
在一种实施例中，中间设备通过下述步骤获取所述链路持续时间：
s1，每当收到链路维持消息时，所述中间设备根据所述链路维持消息的信号强度，计算其与其邻居设备表中，发送所述链路维持消息的设备的通信距离l；
s2，所述中间设备维持一个用于记录其邻居设备表中的设备的通信距离情况的集合sumdl，sumdl＝{dl1,dl2,…,dld}，其中，d∈[1,totalnum],totalnum为中间设备的邻居设备表中所包含的设备的总数,dld＝{ld,1,ld,2,…,ld,k…ld,nt}，i∈[1,nt]，nt表示在设定的集合sumdl的计算周期t1内，所述中间设备的邻居设备表中，第d个设备向所述中间设备发送链路维持消息的总数；ld,i表示所述中间设备的邻居设备表中的第d个设备在计算周期t1内，向所述中间设备第k次发送链路维持消息时，两者之间的通信距离；
s3，所述中间设备存储集合dld中相邻两个元素存进集合dld的时间间隔，存为集合tld，
s4，所述中间设备计算集合dld中的元素的方差sddl,d，若sddl,d小于设定的阈值sdth，则所述中间设备判断其邻居设备表中的第d个设备为固定设备，并在邻居设备表中相应的位置将所述设备标记为固定设备；将active作为所述中间设备与其邻居设备表中的第d个设备保持连通的链路持续时间td，active为预设的数据，表示所述链路能一直保持连通，
否则，通过下面的公式计算所述链路持续时间td：
式中，
γ表示第d个设备在总时长td，i-2+td，i-1内的平均移动速度，rad表示所述中间设备的通信半径；
s5，所述中间设备将链路持续时间td存储下来；
s6，所述中间设备以计算周期t1更新链路持续时间td。
本发明上述实施例，根据接到收到所述链路维持消息的信号强度来估算通信双方的通信距离，然后根据中间设备的通信半径、多次测量得到的所述通信距离以及测量的时间间隔，从而准确地算出中间设备与其邻居设备表中的设备之间的链路的链路持续时间。还设置了更新机制，用于及时更新中间设备与其邻居设备表中的各个设备的链路持续时间，因为中间设备包括可移动设备和固定设备，如果不更新，所得到的链路持续时间并不可靠。上述实施例所采用的方式，有利于为解决在面积大的住所中让智能家居设备接入网络这个问题，提供准确的链路持续时间。
在一种实施例中，所述为所述认证请求消息选择转发信道，包括：
s1，从预设的所有可用信道中，排除所述前三跳信道编号，将剩余的信道作为候选信道，将候选信道的集合记为ccs,ccs＝{cc1,cc2,…,ccq,…,ccccnum}，其中，ccnum为候选信道的总数,q∈[1，ccnum]；
s2，计算每个候选信道的转发评价参数，具体为：
采用下面的公式计算候选信号集合中的信道q的转发评价参数fepq：
fepq＝λtgpq+μcqq
式中，cqq表示信道q的通信质量，tgpq表示信道q的吞吐量，
s3，将转发评价参数最高的信道作为转发信道。
本发明上述实施例，采用多信道的方式对所述认证请求消息进行转发，从而避免了单信道时出现的隐藏终端和暴露终端的问题。而在选择信道时，排除了所述前三跳信道编号，进一步地降低了在同一个区域的中间设备之间出现信道冲突的可能。因为某一个设备在使用某一信道通信成功时，下一次通信时，往往会继续使用相同的信道进行传输，若下一跳的设备仍然使用跟上一跳设备相同的信道进行通信，产生冲突的几率是极大的，严重影响了通信的质量。在对信道进行评估时，通过设置合理的权重，综合考虑了信道的通信质量、吞吐量这两方面，计算吞吐量时，考虑了碰撞概率、固定设备的比例、认证请求消息的总长度、成功传输一个数据包的时间、传输速率、传播时延等，选择最优的转发信道，提高了转发效率，有利于实现在面积大的住所中让智能家居设备接入网络。
在一种实施例中，所述链路维持消息还包括：
集合cnlu，用于表示信道使用情况，使得中间设备与其邻居设备表中的设备互相获取对方的信道使用情况，
集合集合cnlu的具体定义为：
cnlu＝{(ch1,time1),(ch2,time2),…,(chi,timei),…,(chm,timem)}
式中，m表示中间设备已使用的信道的总数，chi表示第i个已使用的信道的编号，timei表示第i个已使用的信道预计占用时间,i∈[1,m]。
在一种实施例中，信道q的通信质量通过以下方式获得：
s1，采用下式，以固定周期tcq计算信道q的通信质量cqq：
式中，nq表示在所述固定周期tcq中，中间设备在信道q上收到的消息的总数；stipnrq,s表示中间设备在信道q上收到的第s条消息的信号与干扰加噪声比，s∈[1,nq]；λq,s表示对所述第s条消息所预设的权重；stipnrfirst,q表示在所述固定周期tcq中，中间设备在信道q上收到的第1条消息的信号与干扰加噪声比；stipnrlast,q表示在所述固定周期tcq中，中间设备在信道q上收到的最后1条消息的信号与干扰加噪声比；
s2，将所述信道q的通信质量cqq存储下来；
s3，以固定周期tcq更新所述链路通信质量cqq。
本发明上述实施例，在计算信道的通信质量时，通过对在固定周期中，中间设备收到的多个消息的信号与干扰加噪声比的计算，实现了对信道的通信质量的准确度和及时度这两方面的平衡，避免了偶然的误差。
在一种实施例中，所述基于设定的规则从所述转发路径中选出认证路径，包括：
s1，接收同一待入网设备发送过来的前ndl个认证请求消息；
s2，计算所述ndl个认证请求消息中，每个认证请求消息所包含的认证路径的质量，具体为：
式中，fqa表示接收到的第a个认证请求消息中所包含的认证路径的质量，θ1和θ2表示预设的权重参数，θ1+θ2＝1；a表示收到的第a个认证请求消息，a∈[1,ndl]，minta表示第a个认证请求消息上所携带的最小的链路持续时间，totalhopa表示第a个认证请求消息所经过的中间设备的总数；
s3，根据认证路径质量最高的认证请求消息，获取认证路径，具体为：
将认证请求消息中所包含的，按先后顺序排列的，认证请求消息经过的，每一个中间设备的识别码，按顺序连接起来，作为所述认证路径。
本发明上述实施例，在计算认证路径时，只选择设定的前ndl个认证请求消息进行认证，从而降低了认证管理设备的计算压力。因为请求消息到达的顺序在一定程度上就体现了该消息所经过的路径的传输速度，只选择前ndl个，就是选择了排名靠前的信道来进行计算，更加合理，高效。通过对最小的链路持续时间及中间设备总数这两个参数设置权重，用户可以实现偏好设置，比如，倾向于传输速度的，就将中间设备总数这个参数的权重值设大一点。从而在通信质量和通信速度之间实现均衡，为实现在面积大的住所中让智能家居设备接入网络提供了最优的认证路径。
在一种实施例中，所述中间设备在遇到认证路径中断时，发起跟待入网设备发送认证请求消息相同的过程来进行路径的修复。并将修复结果发送给待入网设备及认证管理设备，使得两者更新所述认证路径。
参见图2，本发明的一种实施例提供了一种智能家居设备的配网装置，所述装置待入网设备1和认证管理设备2，其中：
所述待入网设备1，用于建立用于与认证管理设备进行通信的认证路径；
所述待入网设备1，还用于通过所述认证路径与认证管理设备2进行通信，并接受认证管理设备2对其进行身份认证；
所述待入网设备1，还用于在身份认证成功后，通过所述认证路径接收由认证管理设备的发送的初始化配置信息；
所述待入网设备1，还用于根据所述初始化配置信息进行初始化设置，接入智能家居网络。
本发明上述实施例，在为待入网设备1接入智能家居网络时，先建立了认证路径，从而避免了在接入过程中待入网设备1与认证管理设备2一直使用洪泛法进行通信，有效地降低了智能家居网络的通信拥挤程度，为待入网设备1与所述认证管理设备2之间的远距离多跳通信奠定了通信基础。
在一种可选的实施例中，所述进行身份认证，包括：管理员将所述待入网设备1的识别码及验证公钥，上传到认证管理设备2；所述管理员通过蓝牙或usb将认证管理设备2的认证公钥上传到待入网设备1。
待入网设备1用自身的验证私钥对认证管理设备2的认证公钥进行加密，生成加密验证消息，并通过认证路径将所述加密验证消息发送到认证管理设备2，所述加密验证消息中包含待入网设备1的识别码；
认证管理设备2根据待入网设备1的唯一识别码调用管理员预先上传的待入网设备1的验证公钥对所述加密验证消息进行解密，并验证解密所得的认证公钥是否正确，若解密所得的认证公钥正确无误，则说明所述待入网设备1通过身份认证，否则，所述待入网设备1没有通过身份认证。
在一种实施例中，所述装置还包括中间设备3，中间设备3为所有智能家居设备中，除了待入网设备1和认证管理设备2之外的所有具备无线通信能力的设备；
所述建立用于与认证管理设备进行通信的认证路径，包括：
待入网设备1广播认证请求消息，所述认证请求消息由中间设备3转发至认证管理设备2，所述认证管理设备2接收来自不同转发路径的所述认证请求消息，并基于设定的规则从所述转发路径中选出认证路径；
所述待入网设备1接收由所述认证管理设备2通过选出的认证路径发送的包含所述选出的认证路径的路径确认消息；
所述待入网设备1根据所述路径确认消息取得所述认证路径。
本发明上述实施例，通过中间设备3的作用，解决了在面积大的住所中，由于无线路由器的覆盖范围有限而导致的待入网设备1配网困难的问题。因为在面积大的住所中，待入网设备1不一定会放在认证管理设备2的附近，两者之间可能存在很大的空间距离，这就要通过中间设备3的作用，实现待入网设备1与认证管理设备2的多跳远距离通信。
在一种实施例中，所述初始配置化信息包括一个网络准入码，用于使拥有所述网络准入码的设备成为已认证设备，与其它已认证设备进行通信。
所述中间设备3对没有携带网络准入码的消息，提取消息中的携带的设备识别码，记录接收到所述消息的次数，累计到预先设定的nlimit次后，中间设备3将所述设备识别码拉入黑名单，不再对所述设备识别码所对应的设备所发送的消息进行转发。
后台管理员可通过让认证管理设备2广播携带所述设备识别码的黑名单解除消息，来使中间设备3将所述设备识别码从黑名单中删除。
本发明上述实施例，通过让认证管理设备2发放网络准入码的方式，来防止智能家居网络被它人恶意攻击，从而导致其不能正常工作。因为如果不对未认证的设备在智能家居网络中的通信进行限制的话，就有可能被它人往所述智能家居网络中不断地发送垃圾消息，从而占用网络带宽，影响使用。但是，又不能不对未认证设备的消息进行转发，因为，一些待入网设备1是还没有取得网络准入码的，这样做不利于待入网设备1的网络接入。
在一种实施例中，所述认证请求消息至少包括：待入网设备1的识别码、前三跳信道编号、已经过的中间设备3的识别码集合、最小链路持续时间mint；
所述前三跳信道编号，为认证请求消息最近3跳所经过的3个中间设备3中，每个中间设备3转发所述认证请求消息时所采用的信道的编号；
所述已经过的中间设备3的识别码集合，包括按先后顺序排列的，认证请求消息经过的每一个中间设备3的识别码；
所述最小链路持续时间mint，为认证请求消息经过的所有链路中，维持在连通状态总时长最短的链路的维持时间；
所述中间设备3包括可移动设备和固定设备；
所述中间设备3维持一个邻居设备表，所述邻居设备表包括位于所述中间设备3的通信范围内，且与中间设备3的通信链路保持连通的设备；
所述中间设备3周期性地与其邻居设备表中的每一个设备互相交换链路维持消息。
在一种可选的实施例中，所述可移动设备包括无人除草机、扫地机器人、机器人管家；所述固定设备包括无线网关、智能灯、智能音箱、智能锁。
在一种实施例中，所述中间设备3包括：
判断模块，用于判断所述认证请求消息是否重复收到，若是，将所述认证请求消息丢弃；
更新模块，用于确定所述认证请求消息所经过的上一跳链路的链路持续时间ext，并将所述链路持续时间ext与认证请求消息中的最小的链路持续时间mint进行比较，若ext<mint，中间设备3将所述认证请求消息中的mint的值更新为ext的值；
写入模块，用于将中间设备3的识别码写入到认证请求消息中；
选择模块，用于为所述认证请求消息选择转发信道，将所述转发信道的编号写入到认证请求消息中相应的位置；
发送模块，用于采用选出的转发信道对所述认证请求消息进行广播。
上一跳链路，指的是，例如，设备a收到其邻居设备表中的设备b广播的认证请求消息，设备a与其邻居设备表中的设备b之间传播电磁波的路径空间则为上一跳链路。
在一种实施例中，所述更新模块包括：
第一计算单元，用于在收到链路维持消息时，所述中间设备3根据所述链路维持消息的信号强度，计算所述中间设备3与其邻居设备表中，发送所述链路维持消息的设备的通信距离l；
第一存储单元，用于维持一个用于记录所述中间设备3的邻居设备表中的设备的通信距离情况的集合sumdl，sumdl＝{dl1,dl2,…,dld}，其中，d∈[1，totalnum]，totalnum为所述中间设备3的邻居设备表中所包含的设备的总数，
第二存储单元，用于存储集合dld中相邻两个元素存进集合dld的时间间隔，存为集合tld，
第二计算单元，用于计算集合dld中的元素的方差sddl，d，若sddl，d小于设定的阈值sdth，则所述第二计算单元判断所述中间设备3的邻居设备表中的第d个设备为固定设备，并在邻居设备表中将所述设备标记为固定设备；将active作为所述中间设备3与其邻居设备表中的第d个设备保持连通的链路持续时间td，active为预设的数据，表示所述链路能一直保持连通，
否则，第二计算单元通过下面的公式计算所述链路持续时间td：
式中，
γ表示第d个设备在总时长td，i-2+td，i-1内的平均移动速度，rad表示所述中间设备3的通信半径；
第三存储单元，用于将链路持续时间td存储下来；
更新单元，用于以计算周期t1更新链路持续时间td。
本发明上述实施例，根据接到收到所述链路维持消息的信号强度来估算通信双方的通信距离，然后根据中间节点的通信半径、多次测量得到的所述通信距离以及测量的时间间隔，从而准确地算出中间节点与其邻居设备表中的设备之间的链路的链路持续时间。还设置了更新机制，用于及时更新中间设备3与其邻居设备表中的各个设备的链路持续时间，因为中间设备3包括可移动设备和固定设备，如果不更新，所得到的链路持续时间并不可靠。上述实施例所采用的方式，有利于为解决在面积大的住所中让智能家居设备接入网络这个问题，提供准确的链路持续时间。
在一种实施例中，所述选择模块，包括：
候选信道计算单元，用于从预设的所有可用信道中，排除所述前三跳信道编号，将剩余的信道作为候选信道，将候选信道的集合记为ccs,ccs＝{cc1,cc2,…,ccq,…,ccccnum}，其中，ccnum为候选信道的总数,q∈[1,ccnum]；
评价参数计算单元，用于计算候选信道集合中信道q的转发评价参数，具体为：
采用下面的公式计算候选信号集合中的信道q的转发评价参数fepq：
fepq＝λtgpq+μcqq
式中，cqq表示信道q的通信质量，tgpq表示信道q的吞吐量，
信道选择单元，用于将转发评价参数最高的信道作为转发信道。
本发明上述实施例，采用多信道的方式对所述认证请求消息进行转发，从而避免了单信道时出现的隐藏终端和暴露终端的问题。而在选择信道时，排除了所述前三跳信道编号，进一步地降低了在同一个区域的中间设备3之间出现信道冲突的可能。因为某一个设备在使用某一信道通信成功时，下一次通信时，往往会继续使用相同的信道进行传输，若下一跳的设备仍然使用跟上一跳设备相同的信道进行通信，产生冲突的几率是极大的，严重影响了通信的质量。在对信道进行评估时，通过设置合理的权重，综合考虑了信道的通信质量、吞吐量这两方面，计算吞吐量时，考虑了碰撞概率、固定设备的比例、认证请求消息的总长度、成功传输一个数据包的时间、传输速率、传播时延等，为选择最优的转发信道，实现在面积大的住所中让智能家居设备接入网络做出了进一步的贡献。
在一种实施例中，所述链路维持消息还包括：
集合cnlu，用于表示信道使用情况，使得中间设备3与其邻居设备表中的设备互相获取对方的信道使用情况，
集合集合cnlu的具体定义为：
cnlu＝{(ch1，time1)，(ch2，time2)，…,(chi,timei),…,(chm,timem)}
式中，m表示中间设备3已使用的信道的总数，chi表示第i个已使用的信道的编号，timei表示第i个已使用的信道预计占用时间,i∈[1,m]。
在一种实施例中，中间设备3还包括通信质量计算模块，用于计算信道的通信质量；
所述通信质量计算模块包括：
通信质量计算单元，用于采用下式，以固定周期tcq计算信道q的通信质量cqq：
式中，nq表示在所述固定周期tcq中，中间设备在信道q上收到的消息的总数；stipnrq,s表示中间设备在信道q上收到的第s条消息的信号与干扰加噪声比，s∈[1,nq]；λq,s表示对所述第s条消息所预设的权重；stipnrfirst,q表示在所述固定周期tcq中，中间设备在信道q上收到的第1条消息的信号与干扰加噪声比；stipnrlast,q表示在所述固定周期tcq中，中间设备在信道q上收到的最后1条消息的信号与干扰加噪声比；
通信质量存储单元，将所述信道q的通信质量cqq存储下来；
通信质量更新单元，用于以固定周期tcq更新所述链路通信质量cqq。
本发明上述实施例，在计算信道的通信质量时，通过对在固定周期中，中间设备3收到的多个消息的信号与干扰加噪声比的计算，实现了对信道的通信质量的准确度和及时度这两方面的平衡，避免了偶然的误差。
在一种实施例中，所述认证管理设备2包括认证模块，所述认证模块用于接收来自不同转发路径的所述认证请求消息，并基于设定的规则从所述转发路径中选出认证路径；
所述认证模块包括：
接收单元，用于接收同一待入网设备1发送过来的前ndl个认证请求消息；
认证路径质量计算单元，用于计算所述ndl个认证请求消息中，每个认证请求消息所包含的认证路径的质量，具体为：
式中，fqa表示接收到的第a个认证请求消息中所包含的认证路径的质量，θ1和θ2表示预设的权重参数，θ1+θ2＝1；a表示收到的第a个认证请求消息，a∈[1,ndl]，minta表示第a个认证请求消息上所携带的最小的链路持续时间，totalhopa表示第a个认证请求消息所经过的中间设备3的总数；
认证路径获取单元，用于根据认证路径质量最高的认证请求消息，获取从发送设备到认证管理设备2的数据认证路径，具体为：
将认证请求消息中所包含的，按先后顺序排列的，认证请求消息经过的，每一个中间设备3的识别码，按顺序连接起来，作为所述认证路径。
本发明上述实施例，在计算认证路径时，只选择设定的前ndl个认证请求消息进行认证，从而降低了认证管理设备2的计算压力。因为请求消息到达的顺序在一定程度上就体现了该消息所经过的路径的传输速度，只选择前ndl个，就是选择了排名靠前的信道来进行计算，更加合理，高效。通过对最小的链路持续时间及中间设备3总数这两个参数设置权重，用户可以实现偏好设置，比如，倾向于传输速度的，就将中间设备3总数这个参数的权重值设大一点。从而在通信质量和通信速度之间实现均衡，为实现在面积大的住所中让智能家居设备接入网络提供了最优的认证路径。
在一种实施例中，所述中间设备在遇到认证路径中断时，发起跟待入网设备发送认证请求消息相同的过程来进行路径的修复。并将修复结果发送给待入网设备及认证管理设备，使得两者更新所述认证路径。
在一种实施例中，本发明还提供了一种智能家居系统，所述智能家居系统包括上述智能家居设备的配网装置。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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