一種基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法，包括互聯(lián)中心、受管控設(shè)備、管控端三類節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成一個星型網(wǎng)絡(luò)，受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)和管控端節(jié)點(diǎn)共同采用同一套通用管控指令集或為其真子集使得管控端節(jié)點(diǎn)無需針對不同類型受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)分別采取特別實現(xiàn)就可以實施對不同類型受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)的管控，管控端節(jié)點(diǎn)與互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)可以整合在一起構(gòu)成管控中心節(jié)點(diǎn)，可選增加一類設(shè)備類型為ZR的中繼節(jié)點(diǎn)。上述所采用的ZigBee技術(shù)替換為其它種類無線通信技術(shù)，各類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型相應(yīng)變?yōu)樗捎脽o線通信技術(shù)中具有類似功能的設(shè)備類型，也可多種無線通信技術(shù)混用。本發(fā)明組網(wǎng)靈活、方便，且便于實施控制，適用于智能家居、復(fù)雜環(huán)境下的多傳感器的部署與控制等場合。
【專利說明】—種基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。ZigBee協(xié)議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網(wǎng)絡(luò)層(NWK)、應(yīng)用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。ZigBee的特點(diǎn)主要有以下幾個方面:(I)低功耗。在低耗電待機(jī)模式下，2節(jié)5號干電池可支持I個節(jié)點(diǎn)工作6?24個月，甚至更長。這是ZigBee的突出優(yōu)勢。相比較，藍(lán)牙能工作數(shù)周、W1-Fi可工作數(shù)小時。(2)低成本。通過大幅簡化協(xié)議(不到藍(lán)牙的1/10)，降低了對通信控制器的要求，按預(yù)測分析，以8051的8位微控制器測算，全功能的主節(jié)點(diǎn)需要32KB代碼，子功能節(jié)點(diǎn)少至4KB代碼，而且ZigBee免協(xié)議專利費(fèi)。(3)低速率。ZigBee工作在250kbps的通訊速率，滿足低速率傳輸數(shù)據(jù)的應(yīng)用需求。(4)近距離。傳輸范圍一般介于10?IOOm之間，在增加RF發(fā)射功率后，亦可增加到f3km。這指的是相鄰節(jié)點(diǎn)間的距離。如果通過路由和節(jié)點(diǎn)間通信的接力，傳輸距離將可以更遠(yuǎn)。(5)短時延。ZigBee的響應(yīng)速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點(diǎn)連接進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)只需30ms，進(jìn)一步節(jié)省了電能。相比較，藍(lán)牙需要3?10s、Wi_Fi需要3s。(6)高容量。ZigBee可采用星狀、樹狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，由一個主節(jié)點(diǎn)管理若干子節(jié)點(diǎn)，最多一個主節(jié)點(diǎn)可管理254個子節(jié)點(diǎn)；同時主節(jié)點(diǎn)還可由上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成65000個節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。(7)高安全。ZigBee提供了三級安全模式，包括無安全設(shè)定、使用接入控制清單(ACL)防止非法獲取數(shù)據(jù)以及采用高級加密標(biāo)準(zhǔn)(AES128)的對稱密碼，以靈活確定其安全屬性。8)免執(zhí)照頻段。采用直接序列擴(kuò)頻在工業(yè)科學(xué)醫(yī)療2.4GHz (全球)(ISM)頻段。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的可分為協(xié)調(diào)器(Coordinator,由此ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器簡稱為ZC)、路由器(Router，由此ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由器簡稱為ZR)、終端設(shè)備(EndDevice，由此ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備簡稱為ZED)等三種角色。ZigBee作為一種短距離無線通信技術(shù)，由于其網(wǎng)絡(luò)可以便捷的為用戶提供無線數(shù)據(jù)傳輸功能，因此在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有非常強(qiáng)的可應(yīng)用性。
[0003]根據(jù)ZigBee的上述特點(diǎn)，可以將其運(yùn)用于智能家居、智能醫(yī)療、智能交通甚至礦山等復(fù)雜環(huán)境的靈活組網(wǎng)。但在一些場合中，比如在智能家居中，參與聯(lián)網(wǎng)的對象可能很多，比如家用電器、插座、燈、電腦，甚至還有窗簾、門窗等房屋的附屬物等，就家用電器來說，就有很多類型，常見的類型有空調(diào)、電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、電飯煲、電磁爐、電熱水器等。關(guān)于智能家居的一些構(gòu)想，比如在即將回家時開啟空調(diào)、開啟室內(nèi)電燈等等，這時就需要一種機(jī)制；另外有時還需要設(shè)置一些傳感器，來探測相關(guān)的情況，比如煤氣是否泄漏、室內(nèi)溫度多少，這類裝置的探測數(shù)據(jù)如何上傳也需要一種機(jī)制，同時可以采集外界狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器裝置和執(zhí)行某些功能的家用電器等裝置本身的狀態(tài)也需要被了解，這些狀態(tài)數(shù)據(jù)如何上傳也需要同樣一種機(jī)制；另外傳感器有時也可以和家用電器集成在一起，這時兩種機(jī)制就要結(jié)合起來。上述機(jī)制可以統(tǒng)稱為管理控制機(jī)制，簡稱為管控機(jī)制，相關(guān)的兩類對象就是管控設(shè)備和被管控設(shè)備，從而實現(xiàn)一個完整的管控機(jī)制，而ZigBee網(wǎng)絡(luò)則為實現(xiàn)管控建立通道，作為其中的一個基礎(chǔ)設(shè)施。除了 ZigBee網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，要實現(xiàn)管控機(jī)制，按傳統(tǒng)的方式，必須對每一個被管控對象來實現(xiàn)管控機(jī)制，一般來說同一廠家生產(chǎn)的同一型號設(shè)備的管控機(jī)制是一樣的，有多個同廠同型的被管控對象在實現(xiàn)管控機(jī)制時只需要簡單的復(fù)制一下即可，但現(xiàn)實是被管控對象可能是多種多樣的，即算每一種設(shè)備都提供接口以接受管理控制，如果各個接口不同也會導(dǎo)致開發(fā)的工作量很大，實現(xiàn)起來很不方便，這樣就不利于推廣應(yīng)用；如果每一種設(shè)備連接口都沒有，需要針對本設(shè)備來開發(fā)出這樣的接口，那么實現(xiàn)的難度更大，更加難以推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決現(xiàn)有對于ZigBee技術(shù)沒有考慮網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)網(wǎng)控制問題而出現(xiàn)以后在智能家居等場合中難以對全網(wǎng)的采集數(shù)據(jù)及執(zhí)行特定動作的功能終端設(shè)備進(jìn)行有效的管理控制的問題。為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法，在利用ZigBee技術(shù)實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)的靈活性、方便性、安全性等基礎(chǔ)上，實現(xiàn)一種通用的管控機(jī)制，通過受管控設(shè)備和實施管理的設(shè)備共同采用同一套通用管控指令集或為其真子集使得管控端節(jié)點(diǎn)無需針對不同類型受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)分別采取特別實現(xiàn)就可以實施對不同類型受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)的管控，從而可以在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中方便的添加、去除各種類型的功能終端設(shè)備，無需進(jìn)行特別的開發(fā)通過簡單的配置調(diào)試就可以實現(xiàn)對上述設(shè)備的有效管理和控制，真正實現(xiàn)智能管控。
[0005]本發(fā)明的一種基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法，實現(xiàn)了一種通用的管控機(jī)制，適用于滿足該管控機(jī)制所要求條件的任何設(shè)備的管理控制，具體方案是:
該ZigBee網(wǎng)絡(luò)包括互聯(lián)中心、受管控設(shè)備、管控端三類節(jié)點(diǎn)，互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型為ZC (ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器)，受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)及管控端節(jié)點(diǎn)的ZigBee網(wǎng)絡(luò)設(shè)備類型為ZED (ZigBee網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備)，各類節(jié)點(diǎn)的功能即按其名稱所述。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為以互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)為中心的星型，因為星型結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)深度最短僅為1，除了中心節(jié)點(diǎn)外，任意兩個節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)距離(跳數(shù))為2，也是最短的，這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)傳輸造成的延時，如果采用復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，兩個網(wǎng)絡(luò)距離較遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)相互通信則會可能有明顯的網(wǎng)絡(luò)延時。為了確保安全不讓不被許可的設(shè)備加入該ZigBee網(wǎng)絡(luò)以及讓被許可的設(shè)備通過確定可靠的節(jié)點(diǎn)入網(wǎng)(一般為互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)，需要經(jīng)后文提到的中繼節(jié)點(diǎn)加入的則為中繼節(jié)點(diǎn)，這樣可以固定和簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu))，事先可對所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。一是設(shè)置統(tǒng)一的個域網(wǎng)標(biāo)識符(PAN ID)，此基于ZigBee的應(yīng)急通信網(wǎng)內(nèi)所有的設(shè)備(包括可能要入網(wǎng)的設(shè)備)全部設(shè)置同一個建立或加入網(wǎng)路的PAN ID。二是在互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)(及后文提到的中繼節(jié)點(diǎn))中設(shè)置一個允許加入的設(shè)備表，每個允許加入的設(shè)備對應(yīng)一項記錄，并通過其IEEE地址(也可叫MAC地址)和/或網(wǎng)絡(luò)地址(也可叫邏輯地址)對設(shè)備進(jìn)行唯一標(biāo)識，而對于受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)則指明要加入網(wǎng)絡(luò)的父節(jié)點(diǎn)(互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)或后文提到的中繼節(jié)點(diǎn))的IEEE地址和/或網(wǎng)絡(luò)地址。為了進(jìn)一步保障安全，還可以增加口令認(rèn)證。
[0006]管控端節(jié)點(diǎn)和受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)共同采用同一套通用管控指令集，這樣就使得管控端節(jié)點(diǎn)無需針對不同類型受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)分別采取針對性的特別設(shè)計就可以實施對不同類型受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)的管控，在管控端節(jié)點(diǎn)向被管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)出指令時，被管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)按照指令的含義執(zhí)行相應(yīng)的動作或功能即可，而每一個指令的含義無論對于管控端節(jié)點(diǎn)還是被管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)都是確定的沒有疑義的，從而具備通用性；或受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)采用的通用管控指令集為管控端節(jié)點(diǎn)采用的通用管控指令集的一個真子集，在管控端節(jié)點(diǎn)向被管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)發(fā)出被管控設(shè)備不能識別的指令(即被管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)采用的通用管控指令集之外的指令)時予以忽略就是，同樣管控端節(jié)點(diǎn)也無需針對不同類型受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)分別采取針對性的特別設(shè)計就可以實施對不同類型受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)的管控，從而具備通用性。這時被管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)可以通過其設(shè)備類型碼或類似的標(biāo)志來指示管控端節(jié)點(diǎn)采用相應(yīng)的真子集來實施對其的管控，這樣更方便實施管控。ZigBee網(wǎng)絡(luò)可以用來交互數(shù)據(jù)，現(xiàn)實中往往用來傳輸所采集的探測信息數(shù)據(jù)及本身的狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，也可以用來傳輸指示執(zhí)行某一動作或功能的指令數(shù)據(jù)，這里稱為管控指令。這樣就需要一個機(jī)制，把管控指令和信息數(shù)據(jù)分開，可以這樣實現(xiàn)，就是ZigBee網(wǎng)絡(luò)本身具備的數(shù)據(jù)收發(fā)功能基礎(chǔ)上，將數(shù)據(jù)至少分為兩類，一類是管控指令，一類是信息數(shù)據(jù)(信息數(shù)據(jù)也可以進(jìn)一步細(xì)分，如探測類信息、狀態(tài)類信息等)，賦以不同數(shù)據(jù)識別標(biāo)記以進(jìn)行區(qū)別。無論是采用何種ZigBee芯片連入網(wǎng)絡(luò)及其它的硬件如何搭配，只要收到管控指令數(shù)據(jù)識別標(biāo)記的數(shù)據(jù)，就把它當(dāng)做管控指令進(jìn)行處理。接下來就是創(chuàng)建一套通用管控指令集，即管控指令集中每一條指令代表一個統(tǒng)一定義的確定含義，同時每一條指令都通過一個統(tǒng)一格式的可以相互區(qū)別的代碼表示。假設(shè)，指令集的每一個指令均用2字節(jié)表示，那么理論上這個指令集的規(guī)?？蛇_(dá)6萬條，如果用0001( 16進(jìn)制)代表斷開電源開關(guān)、0002 (16進(jìn)制)代表合起電源開關(guān)，那么收到管控指令0001 (16進(jìn)制)的任何設(shè)備都執(zhí)行斷開電源開關(guān)的動作，如果能夠執(zhí)行這個動作的話。由于，不同設(shè)備的動作和功能有可能不同，因此這個指令集要實現(xiàn)通用性，必須考慮現(xiàn)實中各種設(shè)備的實際情況。比如對于插座來說，只有兩個動作，一是斷開電源開關(guān)，二是合起電源開關(guān)；而對于空調(diào)來說，主要也有兩個動作，一是關(guān)閉空調(diào)，二是開啟空調(diào)，因為空調(diào)一般是一直連接上電源以便于控制，而為了省電，也可以將斷開電源開關(guān)和合起電源開關(guān)的動作進(jìn)入到空調(diào)控制中，所以不僅要考慮現(xiàn)有的動作，還要考慮未來可能需要實現(xiàn)的操作。因此，通用管控指令集的構(gòu)建可以參考以下步驟:對現(xiàn)有可能的不同類別受管控設(shè)備的已有的各種操作功能及可能需要的各種操作功能進(jìn)行歸類整理，把其中在日常生活中比較常用的或具有開發(fā)前景的操作功能逐個列出，如電源開關(guān)、設(shè)備開關(guān)、功能調(diào)節(jié)、休眠周期、采樣頻率、獲取當(dāng)前狀態(tài)信息、獲取當(dāng)前探測信息等，然后將其中相同、相近的操作功能歸并為一個，比如在電視機(jī)遙控器調(diào)節(jié)中，有調(diào)節(jié)頻道、聲音等功能通過上下兩個鍵調(diào)節(jié)，在空調(diào)中也有類似調(diào)節(jié)溫度、模式等的調(diào)節(jié)，這些操作可以考慮為統(tǒng)一為三個指令，是功能選擇指令，對于電視機(jī)來說可以在頻道、聲音等中進(jìn)行選擇，對于空調(diào)則是在溫度、模式等中進(jìn)行選擇，然后再有兩個調(diào)節(jié)指令，一個向上調(diào)節(jié)、一個向下調(diào)節(jié)。最后歸納出由若干不相同、不相近的基本操作功能構(gòu)成的基本操作功能集合，涵蓋現(xiàn)有可能的不同類別的受管控設(shè)備的全部基本操作功能，任何一種現(xiàn)有可能的受管控設(shè)備的全部基本操作功能集合要么與此集合相等要么為其真子集；由于不同類別的設(shè)備其操作一般不同，因此在管理控制時只要用到其中一個子集，而不需要用到所有的指令，這樣可以把一些典型的設(shè)備的常見指令組合定義一個設(shè)備類型代碼，以便于在管理控制設(shè)備時自動選擇相應(yīng)的指令子集。然后根據(jù)一種統(tǒng)一的格式，為此集合的每一個基本操作功能編制對應(yīng)的指令，全部的指令構(gòu)成的集合即為通用管控指令集。不帶參數(shù)的指令采用定長格式，比如兩個字節(jié)；帶參數(shù)的指令采用不定長格式，指令部分也采用定長方式但參數(shù)根據(jù)情況確定長度，一般最多可帶兩個參數(shù)。采用上述通用管控指令集的受管控設(shè)備，只要收到指令且來自有權(quán)管理的管控端的指令，就必須按指令執(zhí)行相應(yīng)的動作或功能，如果該設(shè)備有這樣動作或功能的話，即設(shè)備要實現(xiàn)所有能實現(xiàn)的指令，其它的不能實現(xiàn)的指令則忽略。
[0007]上述基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法，其中管控端節(jié)點(diǎn)與互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)可以整合在一起構(gòu)成管控中心節(jié)點(diǎn)，這時其設(shè)備類型為ZC，同時具備管控端節(jié)點(diǎn)與互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)的功能和特征，即既是整個網(wǎng)絡(luò)的中心，又是一個管控其它設(shè)備的節(jié)點(diǎn)，和受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)共同實現(xiàn)同一套通用管控指令集。這樣做不僅可以節(jié)約一個設(shè)備(合二為一就減少了一個設(shè)備)，而且中心節(jié)點(diǎn)到每一個受管控設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)距離僅為1，這樣傳輸?shù)难訒r最短。在現(xiàn)實當(dāng)中，人們對于遙控器式樣的管控設(shè)備已經(jīng)用得比較習(xí)慣，可以做一個這樣的專門的管控端設(shè)備，也可以將管控功能集成到具有ZigBee芯片的手機(jī)上，目前的手機(jī)處理能力比較強(qiáng)，完全可以滿足需要，而且更加容易攜帶和使用。
[0008]上述基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法還可根據(jù)增加一類設(shè)備類型為ZR (ZigBee網(wǎng)絡(luò)路由器)的中繼節(jié)點(diǎn)，其作用是起中繼通信鏈路的作用，對于少數(shù)距離比較遠(yuǎn)的設(shè)備需要這種中繼節(jié)點(diǎn)才能建立網(wǎng)絡(luò)連接。在有通過中繼節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)情況時網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹形且最大深度不超過2。另外中繼節(jié)點(diǎn)與受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)可以整合在一起構(gòu)成可以中繼通信的受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)，這時設(shè)備類型為ZR，同時具備中繼節(jié)點(diǎn)與受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)的功能和特征，這時也以與受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)相同的方式接受管控端節(jié)點(diǎn)的管控。要用到中繼節(jié)點(diǎn)的中繼功能主要有兩種情況，一是復(fù)雜環(huán)境下，因為建筑物或設(shè)備物品的阻擋導(dǎo)致一些區(qū)域信號不好或沒有而不能聯(lián)網(wǎng)，二是間隔距離超過此處ZigBee模塊的傳輸距離，比如國內(nèi)的住宅所配的車棚一般隔正式的住宅有一段距離。在第一種情況下，可以在使基站節(jié)點(diǎn)與中繼節(jié)點(diǎn)確保能夠通信的情況下(可以均采用增強(qiáng)型ZigBee模塊)，如果一些移動終端(采用的是標(biāo)準(zhǔn)型ZigBee模塊)不能聯(lián)入基站節(jié)點(diǎn)，則通過中繼節(jié)點(diǎn)聯(lián)入，這樣網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就從星型變成樹形，所以為了面對這種情況出現(xiàn)，在受管控節(jié)點(diǎn)中可以分別指明可加入網(wǎng)絡(luò)的主父節(jié)點(diǎn)(一般為互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn))和備用父節(jié)點(diǎn)(一般為中繼節(jié)點(diǎn))的IEEE地址和/或網(wǎng)絡(luò)地址，優(yōu)先從互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)，不行時才通過中繼節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)。在第二種情況，需要限制網(wǎng)絡(luò)的深度，這里限制為2，若管控端節(jié)點(diǎn)同時也是互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)，那么最大網(wǎng)絡(luò)距離為2，若不是則為3，從而盡可能減少網(wǎng)絡(luò)延時。
[0009]上述基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法，其中聯(lián)網(wǎng)所采用的ZigBee技術(shù)替換為其它無線通信技術(shù)，各類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型相應(yīng)變?yōu)樗捎脽o線通信技術(shù)中具有類似功能的設(shè)備類型。目前無線通信技術(shù)有很多種，比如移動通信運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)，覆蓋范圍更大，但成本較高。也有一些其它的短距離無線通信技術(shù)，比如藍(lán)牙技術(shù)、微波通信技術(shù)等，其中新一代藍(lán)牙技術(shù)的傳輸距離可達(dá)數(shù)十米、耗電量也較老一代明顯降低，在某些方面接近于ZigBeeJM傳輸速率更高。
[0010]上述基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法，其中聯(lián)網(wǎng)所采用的ZigBee技術(shù)可以替換為兩種或以上無線通信技術(shù)的組合，每一種無線通信技術(shù)構(gòu)成的子網(wǎng)若非ZigBee網(wǎng)絡(luò)則網(wǎng)絡(luò)中各類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型相應(yīng)變?yōu)樗捎脽o線通信技術(shù)中具有類似功能的設(shè)備類型；每個子網(wǎng)的互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)(若管理控制端與互聯(lián)中心整合在一起則為管控中心節(jié)點(diǎn))增加子網(wǎng)間互聯(lián)功能構(gòu)成一個網(wǎng)關(guān)并且其中兩個或以上甚至全部的網(wǎng)關(guān)可整合在一起構(gòu)成超過兩個子網(wǎng)或全部子網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)關(guān)，整個網(wǎng)絡(luò)至少有一個管控端節(jié)點(diǎn)，無需每個子網(wǎng)都擁有自己的管控端。ZigBee網(wǎng)絡(luò)比較是一個小范圍的網(wǎng)絡(luò)，如果要實現(xiàn)隨時隨地進(jìn)行管理控制，就有必要與現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)連接起來，可以通過GPRS、4G等技術(shù)實現(xiàn)ZigBee網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。目前家用的無線路由器普及比較高，用戶的手機(jī)、筆記本電腦可以通過其提供的WiFi信號接入互聯(lián)網(wǎng)，可以在此設(shè)備上加裝ZigBee模塊，作為一個互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)，同時又是WiFi子網(wǎng)、ZigBee子網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)，不僅可以讓多類設(shè)備接入，還實現(xiàn)了與互聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)，相關(guān)的管理程序可以放到此網(wǎng)關(guān)上(如作為一個WEB應(yīng)用)，則任何一個可以訪問的設(shè)備都可以作為管控端節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行管控。
[0011]本發(fā)明公開了一種基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法，以及多種改進(jìn)，還公開了一種通用管控指令集的構(gòu)建方法。本發(fā)明在充分利用無線通信技術(shù)特別是ZigBee技術(shù)實現(xiàn)靈活、方便組網(wǎng)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建了一種通用的管控機(jī)制，從而可以方便的管理控制，適用于智能家居、復(fù)雜環(huán)境下的多傳感器的部署與控制等場合，有利于智能家居等ZigBee深層次應(yīng)用的早日推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為基于ZigBee的智能家居網(wǎng)拓?fù)鋱D。1.管控中心節(jié)點(diǎn)，2.受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)(各節(jié)點(diǎn)中的數(shù)字代表設(shè)備類型、字母M代表為管控端節(jié)點(diǎn))
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實施方式】
[0013]實施例1
一種簡易智能家居的實現(xiàn)。
[0014]通用管控指令集主要指令包括:一是斷開電源開關(guān)，二是合起電源開關(guān)；三是關(guān)閉設(shè)備，四是開啟設(shè)備；五是功能選擇，六是向上調(diào)節(jié)，七是向下調(diào)節(jié)；八是獲取設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)。
[0015]受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)包括空調(diào)2臺、電熱水器I臺、電腦I臺、電視機(jī)I臺、插座5個，空調(diào)、電視機(jī)等節(jié)點(diǎn)內(nèi)部維護(hù)一個功能參數(shù)表，存儲每一個功能的當(dāng)前值(如空調(diào)運(yùn)行模式功能的當(dāng)前值為制熱模式)及當(dāng)前功能選擇。管控端節(jié)點(diǎn)為I臺安卓智能手機(jī)同時作為互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)。本ZigBee網(wǎng)絡(luò)的PAN ID均設(shè)置為214，作為管控中心節(jié)點(diǎn)的手機(jī)通過自帶的APP程序設(shè)置，受管控設(shè)備在購買時由銷售商通過專用設(shè)備在寫入，即限制這些設(shè)備只能加入PAN ID為214的ZigBee網(wǎng)絡(luò)。
[0016]插座設(shè)備類型為1，實現(xiàn)(即可接收并做出相應(yīng)反應(yīng))指令一、二和八；電熱水器和電腦設(shè)備類型為2，實現(xiàn)指令二、三和八；空調(diào)、電視機(jī)設(shè)備類型為3，實現(xiàn)指令三至八。
[0017]由手機(jī)啟動并建立整個網(wǎng)絡(luò)，識別每一個設(shè)備的設(shè)備類型以確定可以采取對應(yīng)的指令子集，然后為每一個設(shè)備設(shè)置一個容易識別記憶的名稱，在實施管理時，可以先向所有發(fā)送獲取設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)指令了解當(dāng)前設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，假如電腦狀態(tài)為設(shè)備關(guān)閉而現(xiàn)在想要打開電腦，則向電腦發(fā)出指令四電腦設(shè)備接收后則開啟設(shè)備。小孩房間的空調(diào)已經(jīng)開啟2個小時若要關(guān)閉，則向?qū)?yīng)空調(diào)發(fā)出指令三。上床后，不確認(rèn)客廳的烤火器是否關(guān)閉，則直接向?qū)?yīng)的插座發(fā)出指令一，斷開該插座電源開關(guān)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ZigBee的聯(lián)網(wǎng)控制方法，其特征在于: 該ZigBee網(wǎng)絡(luò)包括互聯(lián)中心、受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)、管控端三類節(jié)點(diǎn)，互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型為ZC、受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)及管控端節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型為ZED，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為以互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)為中心的星型結(jié)構(gòu)； 管控端節(jié)點(diǎn)和受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)共同采用同一套通用管控指令集，或受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)采用的通用管控指令集為管控端節(jié)點(diǎn)采用的通用管控指令集的一個真子集； 管控端節(jié)點(diǎn)與互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)可以整合在一起構(gòu)成管控中心節(jié)點(diǎn)，這時其設(shè)備類型為ZC,同時具備管控端節(jié)點(diǎn)與互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)的功能和特征； 可選增加一類設(shè)備類型為ZR的中繼節(jié)點(diǎn)用來中繼通信，在有通過中繼節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)情況時網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)且最大深度不超過2 ;另外中繼節(jié)點(diǎn)與受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)可以整合在一起構(gòu)成可以中繼通信的受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)，這時其設(shè)備類型為ZR，同時具備中繼節(jié)點(diǎn)與受管控設(shè)備節(jié)點(diǎn)的功能和特征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)網(wǎng)控制方法，其特征在于: 其中聯(lián)網(wǎng)所采用的ZigBee技術(shù)替換為其它種類無線通信技術(shù)，各類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型相應(yīng)變?yōu)樗捎脽o線通信技術(shù)中具有類似功能的設(shè)備類型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)網(wǎng)控制方法，其特征在于: 其中聯(lián)網(wǎng)所采用的ZigBee技術(shù)替換為兩種或以上無線通信技術(shù)的組合，每一種無線通信技術(shù)構(gòu)成的子網(wǎng)若非ZigBee網(wǎng)絡(luò)則網(wǎng)絡(luò)中各類網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備類型相應(yīng)變?yōu)樗捎脽o線通信技術(shù)中具有類似功能的設(shè)備類型； 每個子網(wǎng)的互聯(lián)中心節(jié)點(diǎn)(若管理控制端與互聯(lián)中心整合在一起則為管控中心節(jié)點(diǎn))增加子網(wǎng)間互聯(lián)功能構(gòu)成一個網(wǎng)關(guān)并且其中兩個或以上甚至全部的網(wǎng)關(guān)可整合在一起構(gòu)成超過兩個子網(wǎng)或全部子網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)關(guān)，整個網(wǎng)絡(luò)至少有一個管控端節(jié)點(diǎn)，無需每個子網(wǎng)都擁有自己的管控端。
4.一種通用管控指令集的構(gòu)建方法，其特征在于: 對現(xiàn)有可能的不同類別受管控設(shè)備的已有的各種操作功能及可能需要的各種操作功能進(jìn)行歸類整理，把其中在日常生活中比較常用的或具有開發(fā)前景的操作功能逐個列出，然后將其中相同、相近的操作功能歸并為一個，最后歸納出由若干不相同、不相近的基本操作功能構(gòu)成的基本操作功能集合，涵蓋現(xiàn)有可能的不同類別的受管控設(shè)備的全部基本操作功能，任何一種現(xiàn)有可能的受管控設(shè)備的全部基本操作功能集合要么與此集合相等要么為其真子集；然后按照統(tǒng)一的格式，為此集合的每一個基本操作功能編制對應(yīng)的指令，全部的指令構(gòu)成的集合即為通用管控指令集。
【文檔編號】H04L29/08GK103825955SQ201410091926
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】倪龍 申請人:寧波保稅區(qū)攀峒信息科技有限公司