智能家居系统的主控节点选举控制方法和相关系统与流程

本技术涉及通信和网络相关，尤其涉及智能家居系统的主控节点选举控制方法和相关系统。

背景技术：

1、一般来说，智能家居通常是以房屋为基础，利用综合布线技术，网络通信技术，安全技术，自动控制技术，音频和视频技术等来整合与家庭生活相关的电子设施，以建立高效的居住设施和家庭管理日程安排，智能家居力求系统提高房屋的安全性、便利性、舒适性和艺术感等，并力求实现环保节能的居住环境。

2、目前多数智能家居系统的主控节点通常是固定且唯一的，例如固定使用智能音箱作为主控节点，当这个固定且唯一的主控节点出现故障，将较大影响智能家居系统的使用。

技术实现思路

1、本技术实施例提供智能家居系统的主控节点选举控制方法和相关智能家居系统，有利于提高智能家居系统抗故障能力，同时还有利于降低不同主控节点的能力差异对受控节点的影响。

2、本技术实施例提供一种智能家居系统的主控节点选举控制方法，所述智能家居系统包括：云端总控节点、本地无线网络接入节点、复合角色能力节点集和单一角色能力节点集，所述复合角色能力节点集和单一角色能力节点集均通过所述本地无线网络接入节点接入到同一局域网中，所述云端总控节点与本地无线网络接入节点通信连接。

3、其中，所述单一角色能力节点集中的节点只能作为受控节点；所述复合角色能力节点集中的节点既能够作为受控节点，也能够作为主控节点，在所述复合角色能力节点集中的每个节点的本地可均安装有能够处于休眠状态或唤醒状态的虚拟机监视器(vmm,virtual machine monitor)。

4、在一些可能的实施方式中，复合角色能力节点集和单一角色能力节点集中节点可为智能电视、智能冰箱、微波炉、洗衣机、灯具、电动窗帘、智能音箱或投影仪等。

5、所述方法包括：例如在智能家居系统启动之后，所述复合角色能力节点集基于预设选举策略在所述复合角色能力节点集所包括的多个节点中选举出当前作为主控节点的第一节点。

6、在一些可能实施方式中，第一节点例如为智能电视、智能冰箱或智能音箱等。

7、所述第一节点将本地安装的当前可处于休眠状态的第一虚拟机监视器进行唤醒，并在第一虚拟机监视器之上创建主控虚拟机vm1，向云端总控节点发送第一主控虚拟机配置请求，接收所述云端总控节点反馈的携带有第一主控虚拟机配置文件的第一主控虚拟机配置请求响应，并使用所述第一主控虚拟机配置文件对主控虚拟机vm1进行配置，向所述云端总控节点发送第一主控虚拟机配置完成消息，所述第一主控虚拟机配置完成消息携带第一节点的节点标识、主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址；经配置的所述主控虚拟机vm1在所述局域网中广播约定格式的主控身份确认消息，所述主控身份确认消息携带主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址，所述主控虚拟机vm1的ip地址为主控虚拟机vm1的虚拟网卡的ip地址。

8、所述单一角色能力节点集中的各节点和所述复合角色能力节点集中除第一节点之外的其它节点在接收到所述主控身份确认消息之后生成主控身份确认记录，所述主控身份确认记录中包含主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址；所述复合角色能力节点集中除第一节点之外的其它节点本地安装的虚拟机监控器当前可处于休眠状态。

9、在一些可能的实施方式中，预设选举策略可包括：将复合角色能力节点集中空闲资源量最多的节点选举为主控节点，或将复合角色能力节点集中具有语音交互能力的各节点中空闲资源量最多的节点选举为主控节点，或可将复合角色能力节点集中空闲资源量占其总资源量比重最大的节点选举为主控节点，或将复合角色能力节点集中具有语音交互能力的各节点中空闲资源量占其总资源量比重最大的节点选举为主控节点。其中，资源可以包括计算资源和/或存储资源等。

10、在一些可能的实施方式中，所述方法还包括：

11、当移动终端接入所述无线局域网之后，所述移动终端通过本地安装的智能家居应用程序向所述云端总控节点发送主控节点查询请求，接收所述云端总控节点反馈的主控节点查询请求响应，所述主控节点查询请求响应携带第一节点的节点标识、主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址。

12、所述移动终端基于所述主控虚拟机vm1的ip地址向所述主控虚拟机vm1发送第一临时接管主控身份专用通道建立请求，所述第一临时接管主控身份专用通道建立请求携带所述移动终端的临时接管权限校验数据，所述第一临时接管主控身份专用通道建立请求用于触发建立所述移动终端与主控虚拟机vm1之间的第一临时接管主控身份专用通道，接收所述主控虚拟机vm1反馈的第一临时接管主控身份专用通道建立请求响应，其中，所述第一临时接管主控身份专用通道建立响应携带有通道建立成功标识、所述复合角色能力节点集对应的节点列表和所述单一角色能力节点集对应的节点列表，所述通道建立成功标识用于指示所述第一临时接管主控身份专用通道建立成功，所述第一临时接管主控身份专用通道建立响应是所述主控虚拟机vm1在使用所述移动终端的临时接管权限校验数据对所述移动终端的临时接管权限校验通过后发送的。

13、此外，如果主控虚拟机vm1使用移动终端的临时接管权限校验数据对所述移动终端的临时接管权限校验未通过(未通过，表示移动终端不具有临时接管权限)，那么，主控虚拟机vm1可向移动终端发送携带通道建立失败标识的第一临时接管主控身份专用通道建立请求响应，所述通道建立失败标识用于指示所述第一临时接管主控身份专用通道建立失败。

14、在一些可能的实施方式中，所述方法还包括：所述移动终端通过所安装的智能家居应用程序的节点操控界面展示所述复合角色能力节点集对应的节点列表和/或所述单一角色能力节点集对应的节点列表；当所述复合角色能力节点集对应的节点列表中用于表示节点n1的节点图标被用户点击，在智能家居应用程序中显示节点n1的操控界面。

15、当智能家居应用程序中显示的节点n1的操控界面中的第一操控按钮被用户点击，所述移动终端生成第一操控按钮对应的第一操控指令，通过第一临时接管主控身份专用通道向主控虚拟机vm1发送第一操控指令，所述主控虚拟机vm1用于向所述节点n1转发第一操控指令，所述第一操控指令的源地址为所述主控虚拟机vm1的ip地址。

16、在一些可能的实施方式中，所述方法还包括：

17、当主控节点重选条件满足时，基于预设选举策略在所述复合角色能力节点集所包括的多个节点中选举出当前用于替换第一节点来作为主控节点的第二节点，第二节点将本地安装的当前可处于休眠状态的第二虚拟机监视器进行唤醒，并且尝试将运行于第一虚拟机监视器之上的主控虚拟机vm1迁移到第二虚拟机监视器之上运行。

18、若将运行于第一虚拟机监视器之上的主控虚拟机vm1机迁移到第二虚拟机监视器之上运行的尝试成功了，则迁移到第二虚拟机监视器之上运行的主控虚拟机vm1在所述局域网中广播约定格式的主控身份确认消息，所述主控身份确认消息携带主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址，所述主控虚拟机vm1的ip地址为主控虚拟机vm1的虚拟网卡的ip地址。

19、在这种情况下，虽然主控节点发送了变化，但由于主控虚拟机没有发生变化，因为主控虚拟机仍然还是主控虚拟机vm1主控虚拟机vm1只是发生了迁移)，那么，对于单一角色能力节点集中的各节点和复合角色能力节点集中除第二节点之外的其它节点来说，其存储的主控身份确认记录是可以选择不更新的。可以理解，由于操控指令都是通过主控虚拟机发出的，因此对于单一角色能力节点集中的各节点和复合角色能力节点集中除第二节点之外的其它节点来说，就像主控节点没有发生变化一样。

20、若将运行于第一虚拟机监视器之上的主控虚拟机vm1迁移到第二虚拟机监视器之上运行的尝试失败了，则在所述第二虚拟机监视器之上创建主控虚拟机vm2，向所述云端总控节点发送第二主控虚拟机配置请求，接收所述云端总控节点反馈的携带有第二主控虚拟机配置文件的第二主控虚拟机配置请求响应，并使用第二主控虚拟机配置文件对主控虚拟机vm2进行配置，向所述云端总控节点发送第二主控虚拟机配置完成消息，其中，所述第二主控虚拟机配置完成消息携带第二节点的节点标识、主控身份标识和主控虚拟机vm2的ip地址等。其中，经配置的主控虚拟机vm2在所述局域网中广播约定格式的主控身份确认消息，所述主控身份确认消息携带主控身份标识和主控虚拟机vm2的ip地址，所述主控虚拟机vm2的ip地址为主控虚拟机vm2的虚拟网卡的ip地址，所述主控虚拟机vm2的虚拟网卡的ip地址不同于所述主控虚拟机vm1的虚拟网卡的ip地址。

21、在这种情况下，由于主控节点发生了变化，并且主控虚拟机也同样发生了变化，那么对于单一角色能力节点集中的各节点和复合角色能力节点集中除第二节点之外的其它节点来说，存储的主控身份确认记录需更新，更新后的主控身份确认记录中包含主控身份标识和主控虚拟机vm2的ip地址。

22、具体例如，单一角色能力节点集中的各节点和所述复合角色能力节点集中除第一节点之外的其它节点在接收到主控虚拟机vm2发送的主控身份确认消息之后，可更新主控身份确认记录，更新后的主控身份确认记录中包含主控身份标识和主控虚拟机vm2的ip地址。

23、其中，当主控节点由第一节点切换为了第二节点，那么，所述复合角色能力节点集中除第二节点之外的其它节点本地安装的虚拟机监控器当前可处于休眠状态。

24、在一些可能的实施方式中，所述主控节点重选条件包括：当前主控节点发生故障、当前主控节点的空闲资源量低于第一阈值、当前主控节点的空闲资源量占其总资源量的比例低于第二阈值、当前主控节点的主动发起主控节点重选请求、云端总控节点发起主控节点重选请求、当前主控节点的即将进入其繁忙工作时段。

25、在一些可能的实施方式中，可设置主控节点模拟重选定时器，每当主控节点模拟重选定时器到达时，所述复合角色能力节点集基于预设选举策略在所述复合角色能力节点集除第一节点之外的其他节点中模拟选举出可作为主控节点候选的第三节点。

26、通过设置循环运行的主控节点模拟重选定时器，可以实现周期性的在所述复合角色能力节点集除当前主控节点之外的其他节点中模拟选举出可作为主控节点候选的节点来。选出来的这个主控节点候选，可以在需要实际切换主控节点的时候迅速切换为真正的主控节点，由于模拟重选是在实际切换需要发生之前的空闲时间进行的，这样有利于缩短切换主控节点的时间，可以在需要实际切换主控节点的时候迅速进行切换。

27、其中，当主控节点重选条件满足时，复合角色能力节点集(例如第三节点)获取主控节点模拟重选定时器的当前计时时长，若当前计时时长不超过阈值th1(表示主控节点模拟重选定时器重启时间较短，也就是说，最近一次模拟选举才发生不久，那么最近一次模拟选举出的主控节点候选还具有较高的参考价值),则使用第三节点来替换第一节点作为最新的主控节点。

28、在一些可能的实施方式中，若主控节点模拟重选定时器的当前计时时长超过阈值th1(这表示主控节点模拟重选定时器已经重启较长时间了，这也就是说，最近一次模拟选举已经发生了较长时间，那么最近一次模拟选举出的主控节点候选可能已经不具有较高的参考价值),基于预设选举策略在复合角色能力节点集所包括的多个节点中选举出当前用于替换第一节点来作为主控节点的第二节点。

29、当选举出当前用于替换第一节点来作为主控节点的第二节点，那么后续步骤可参考图3举例的流程。图4举例流程中，主要以使用第三节点来替换第一节点作为最新的主控节点的情况为例进行介绍。

30、在一些可能的实施方式中，当使用第三节点来替换第一节点作为最新的主控节点，那么第三节点可将本地安装的当前可处于休眠状态的第三虚拟机监视器进行唤醒，并且尝试将运行于第一虚拟机监视器之上的第一主控虚拟机迁移到第三虚拟机监视器之上运行。

31、若将运行于第一虚拟机监视器之上的主控虚拟机vm1机迁移到第三虚拟机监视器之上运行的尝试成功了，则迁移到第三虚拟机监视器之上运行的主控虚拟机vm1在所述局域网中广播约定格式的主控身份确认消息，所述主控身份确认消息携带主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址，所述主控虚拟机vm1的ip地址为主控虚拟机vm1的虚拟网卡的ip地址。

32、在这种情况下，虽然主控节点发送了变化，但由于主控虚拟机没有发生变化，因为主控虚拟机仍然还是主控虚拟机vm1主控虚拟机vm1只是发生了迁移)，那么，对于单一角色能力节点集中的各节点和复合角色能力节点集中除第三节点之外的其它节点来说，其存储的主控身份确认记录是可以选择不更新的。可以理解，由于操控指令都是通过主控虚拟机发出的，因此对于单一角色能力节点集中的各节点和复合角色能力节点集中除第三节点之外的其它节点来说，就像主控节点没有发生变化一样。

33、在一些可能的实施方式中，若将运行于第一虚拟机监视器之上的第一主控虚拟机迁移到第三虚拟机监视器之上运行的尝试失败了，则在所述第三虚拟机监视器之上创建主控虚拟机vm3，向云端总控节点发送第三主控虚拟机配置请求，接收所述云端总控节点反馈的携带有第三主控虚拟机配置文件的第三主控虚拟机配置请求响应，并使用第三主控虚拟机配置文件对主控虚拟机vm3进行配置，向所述云端总控节点发送第三主控虚拟机配置完成消息。所述第三主控虚拟机配置完成消息携带第三节点的节点标识、主控身份标识和主控虚拟机vm3的ip地址等。

34、其中，第一主控虚拟机配置文件和第三主控虚拟机配置文件可以相同或不同。

35、其中，经配置的主控虚拟机vm3在所述局域网中广播约定格式的主控身份确认消息，所述主控身份确认消息携带主控身份标识和主控虚拟机vm3的ip地址，所述主控虚拟机vm3的ip地址为主控虚拟机vm3的虚拟网卡的ip地址，所述主控虚拟机vm3的虚拟网卡的ip地址不同于所述主控虚拟机vm1的虚拟网卡的ip地址。

36、在这种情况下，由于主控节点发生了变化，并且主控虚拟机也同样发生了变化，那么对于单一角色能力节点集中的各节点和复合角色能力节点集中除第三节点之外的其它节点来说，存储的主控身份确认记录需更新，更新后的主控身份确认记录中包含主控身份标识和主控虚拟机vm3的ip地址。

37、具体例如，单一角色能力节点集中的各节点和所述复合角色能力节点集中除第一节点之外的其它节点在接收到主控虚拟机vm3发送的主控身份确认消息之后，可更新主控身份确认记录，更新后的主控身份确认记录中包含主控身份标识和主控虚拟机vm3的ip地址。

38、其中，当主控节点由第一节点切换为了第三节点，那么，所述复合角色能力节点集中除第三节点之外的其它节点本地安装的虚拟机监控器当前可处于休眠状态。

39、本技术实施例第二方面提供一种智能家居系统，其中，所述智能家居系统包括：

40、云端总控节点、本地无线网络接入节点、复合角色能力节点集和单一角色能力节点集，所述复合角色能力节点集和单一角色能力节点集均通过所述本地无线网络接入节点接入到同一局域网中，所述云端总控节点与本地无线网络接入节点通信连接。

41、其中，所述单一角色能力节点集中的节点只能作为受控节点；所述复合角色能力节点集中的节点既能够作为受控节点，也能够作为主控节点，在所述复合角色能力节点集中的每个节点的本地均安装有能够处于休眠状态或唤醒状态的虚拟机监视器。

42、其中，

43、所述复合角色能力节点集，用于例如在智能家居系统启动之后基于预设选举策略在所述复合角色能力节点集所包括的多个节点中选举出当前作为主控节点的第一节点。

44、所述第一节点用于，将本地安装的当前可处于休眠状态的第一虚拟机监视器进行唤醒，并在第一虚拟机监视器之上创建主控虚拟机vm1，向云端总控节点发送第一主控虚拟机配置请求，接收所述云端总控节点反馈的携带有第一主控虚拟机配置文件的第一主控虚拟机配置请求响应，并使用所述第一主控虚拟机配置文件对主控虚拟机vm1进行配置，向所述云端总控节点发送第一主控虚拟机配置完成消息，所述第一主控虚拟机配置完成消息携带第一节点的节点标识、主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址；经配置的所述主控虚拟机vm1用于在所述局域网中广播约定格式的主控身份确认消息，所述主控身份确认消息携带主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址，所述主控虚拟机vm1的ip地址为主控虚拟机vm1的虚拟网卡的ip地址。

45、所述单一角色能力节点集中的各节点和所述复合角色能力节点集中除第一节点之外的其它节点，用于在接收到所述主控身份确认消息之后生成主控身份确认记录，所述主控身份确认记录中包含主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址；所述复合角色能力节点集中除第一节点之外的其它节点本地安装的虚拟机监控器当前可处于休眠状态。

46、在一些可能实施方式中，接入无线局域网的移动终端，用于通过本地安装的智能家居应用程序向所述云端总控节点发送主控节点查询请求，接收所述云端总控节点反馈的主控节点查询请求响应，所述主控节点查询请求响应携带第一节点的节点标识、主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址。

47、所述移动终端还用于，基于所述主控虚拟机vm1的ip地址向所述主控虚拟机vm1发送第一临时接管主控身份专用通道建立请求，第一临时接管主控身份专用通道建立请求携带所述移动终端的临时接管权限校验数据，所述第一临时接管主控身份专用通道建立请求用于触发建立所述移动终端与主控虚拟机vm1之间的第一临时接管主控身份专用通道，接收所述主控虚拟机vm1反馈的第一临时接管主控身份专用通道建立请求响应，所述第一临时接管主控身份专用通道建立响应携带有通道建立成功标识、所述复合角色能力节点集对应的节点列表和所述单一角色能力节点集对应的节点列表，所述通道建立成功标识用于指示所述第一临时接管主控身份专用通道建立成功，所述第一临时接管主控身份专用通道建立响应是所述主控虚拟机vm1在使用所述移动终端的临时接管权限校验数据对所述移动终端的临时接管权限校验通过后发送的。

48、在一些可能的实施方式中，所述移动终端还用于，通过所安装的智能家居应用程序的节点操控界面展示所述复合角色能力节点集对应的节点列表和/或所述单一角色能力节点集对应的节点列表；当所述复合角色能力节点集对应的节点列表中用于表示节点n1的节点图标被用户点击，在智能家居应用程序中显示节点n1的操控界面；

49、所述移动终端还用于，当所述智能家居应用程序中显示的节点n1的操控界面中的第一操控按钮被用户点击，则生成所述第一操控按钮对应的第一操控指令，通过第一临时接管主控身份专用通道向主控虚拟机vm1发送第一操控指令，所述主控虚拟机vm1用于向节点n1转发第一操控指令，所述第一操控指令的源地址为所述主控虚拟机vm1的ip地址。

50、在一些可能的实施方式中，所述复合角色能力节点集还用于，当主控节点重选条件满足时，基于预设选举策略在所述复合角色能力节点集所包括的多个节点中选举出当前用于替换第一节点来作为主控节点的第二节点，

51、第二节点用于，将本地安装的当前可处于休眠状态的第二虚拟机监视器进行唤醒，并且尝试将运行于第一虚拟机监视器之上的主控虚拟机vm1迁移到第二虚拟机监视器之上运行；

52、若将运行于第一虚拟机监视器之上的主控虚拟机vm1机迁移到第二虚拟机监视器之上运行的尝试成功了，则迁移到第二虚拟机监视器之上运行的主控虚拟机vm1用于在所述局域网中广播约定格式的主控身份确认消息，所述主控身份确认消息携带主控身份标识和主控虚拟机vm1的ip地址，所述主控虚拟机vm1的ip地址为主控虚拟机vm1的虚拟网卡的ip地址；

53、若将运行于第一虚拟机监视器之上的主控虚拟机vm1迁移到第二虚拟机监视器之上运行的尝试失败了，则在所述第二虚拟机监视器之上创建主控虚拟机vm2，向所述云端总控节点发送第二主控虚拟机配置请求，接收所述云端总控节点反馈的携带有第二主控虚拟机配置文件的第二主控虚拟机配置请求响应，并使用第二主控虚拟机配置文件对主控虚拟机vm2进行配置，向所述云端总控节点发送第二主控虚拟机配置完成消息，所述第二主控虚拟机配置完成消息携带第二节点的节点标识、主控身份标识和主控虚拟机vm2的ip地址；经配置的主控虚拟机vm2用于在所述局域网中广播约定格式的主控身份确认消息，所述主控身份确认消息携带主控身份标识和主控虚拟机vm2的ip地址，所述主控虚拟机vm2的ip地址为主控虚拟机vm2的虚拟网卡的ip地址，所述主控虚拟机vm2的虚拟网卡的ip地址不同于所述主控虚拟机vm1的虚拟网卡的ip地址。

54、在一些可能的实施方式中，所述主控节点重选条件包括：当前主控节点发生故障、当前主控节点的空闲资源量低于第一阈值、当前主控节点的空闲资源量占其总资源量的比例低于第二阈值、当前主控节点的主动发起主控节点重选请求、云端总控节点发起主控节点重选请求、当前主控节点的即将进入其繁忙工作时段。

55、本技术第三方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被计算机执行时，能够实现本技术实施例举例的方案中由任意一种设备执行的部分或全部操作。

56、本技术第四方面提供一种计算机程序，其中，所述计算机程序被计算机执行时，能够实现本技术实施例举例的方案中由任意一种设备执行的部分或全部操作。

57、可以看出，本技术实施例方案中，摒弃了常规产品中主控节点固定且唯一的思路，引入了主控节点选举机制，并且利用创建于主控节点中的主控虚拟机来进行智能家居系统中各节点的主控控制，这不仅有利于提高智能家居系统抗故障能力，同时还有利于降低不同主控节点的能力差异对受控节点的影响。并且，在主控节点切换时，引入主控虚拟机的迁移机制，有利于极大降低主控节点切换对其它节点的影响。