本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種智能家居網(wǎng)關(guān)和控制端在局域網(wǎng)多對(duì)多的通信系統(tǒng)及算法。

背景技術(shù)：

智能家居從以前的315、433Mhz無(wú)線方式發(fā)展到現(xiàn)在的zigbee、z-wave等無(wú)線方式，不管哪種方式，一般都通過(guò)嵌入式網(wǎng)關(guān)(如zigbee轉(zhuǎn)以太網(wǎng)網(wǎng)關(guān))連接到控制端(如手機(jī)、電腦)。以基于zigbee的智能設(shè)備為例，網(wǎng)關(guān)下對(duì)接多個(gè)智能設(shè)備，控制端通過(guò)網(wǎng)關(guān)和多個(gè)智能設(shè)備通信，目前大部分系統(tǒng)的控制端只能通過(guò)手動(dòng)切換讓一個(gè)控制端對(duì)接多個(gè)網(wǎng)關(guān)，即使能通過(guò)軟件自動(dòng)做到多個(gè)控制端對(duì)應(yīng)多個(gè)網(wǎng)關(guān)，一般也要借助外網(wǎng)服務(wù)器。

以前的智能家居系統(tǒng)會(huì)存在以下描述的缺點(diǎn)：

很多智能家居系統(tǒng)在控制端同一時(shí)間只能通過(guò)一個(gè)網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)關(guān)下多個(gè)智能設(shè)備通信，控制端需通過(guò)手動(dòng)切換和多個(gè)網(wǎng)關(guān)下的智能設(shè)備通信，或者控制端只能通過(guò)外網(wǎng)服務(wù)器自動(dòng)和多個(gè)網(wǎng)關(guān)下的智能設(shè)備通信

有些智能家居系統(tǒng)通過(guò)TCP/IP的組播通信自動(dòng)讓多個(gè)控制端和多個(gè)網(wǎng)關(guān)通信，但這種方式存在以下缺點(diǎn)：

(1)組播通信采用UDP方式，熟悉UDP通信的人應(yīng)該知道這種通信方式在WIFI等通信環(huán)境有一定的丟包率，在網(wǎng)絡(luò)上有頻繁的TCP通信活動(dòng)存在時(shí)，UDP通信更容易丟包；

(2)為了降低手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備的功耗，有些設(shè)備在系統(tǒng)底層沒(méi)有開(kāi)通組播，有些設(shè)備在鎖屏?xí)r會(huì)關(guān)閉WIFI。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種不通過(guò)外網(wǎng)服務(wù)器，在局域網(wǎng)采用TCP并配合少量組播通信方式讓網(wǎng)關(guān)和控制端在局域網(wǎng)多對(duì)多通信的算法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：一種智能家居網(wǎng)關(guān)和控制端在局域網(wǎng)多對(duì)多的通信系統(tǒng)，一臺(tái)以上的手機(jī)與無(wú)線路由器匹配連接，還包括一臺(tái)以上的嵌入式網(wǎng)關(guān)，各嵌入式網(wǎng)關(guān)之間使用自定義通信協(xié)議構(gòu)成集群；一臺(tái)以上的智能設(shè)備與嵌入式網(wǎng)關(guān)連接，本地TCP服務(wù)器存在于其中一個(gè)嵌入式網(wǎng)關(guān)中，控制端只需登錄任一嵌入式網(wǎng)關(guān)就能和所有網(wǎng)關(guān)下的智能設(shè)備通信。

(一)任一網(wǎng)關(guān)啟動(dòng)時(shí)檢測(cè)物理網(wǎng)口是否有效，有效則在一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)組播獲取局域網(wǎng)上的TCP服務(wù)器信息，若收到服務(wù)器應(yīng)答，該網(wǎng)關(guān)把自己設(shè)為TCP客戶端并連接到服務(wù)器，若超時(shí)收不到應(yīng)答，該網(wǎng)關(guān)把自己設(shè)為TCP服務(wù)器并在特定端口監(jiān)聽(tīng)客戶端連接；

(二)、TCP服務(wù)器用動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)鏈表記錄所有連接的TCP客戶端的socket句柄，TCP客戶端獨(dú)立維護(hù)其下管理的所有智能設(shè)備，并記錄下TCP服務(wù)器的服務(wù)地址；

(三)當(dāng)控制端登陸某一個(gè)嵌入式網(wǎng)關(guān)時(shí)，網(wǎng)關(guān)把TCP服務(wù)器地址告訴控制端，控制端斷開(kāi)當(dāng)前連接，轉(zhuǎn)而去連接TCP服務(wù)器，TCP服務(wù)器用動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)鏈表記錄所有連接的控制端socket句柄；

(四)控制端每次登陸入網(wǎng)后從TCP服務(wù)器獲取服務(wù)器和所有TCP客戶端的網(wǎng)絡(luò)地址(ip地址、網(wǎng)卡物理地址(MAC))，控制端分別給這些TCP設(shè)備分配一個(gè)友好名稱，所有這些信息被保存在控制端；

(五)控制端分別添加多個(gè)嵌入式網(wǎng)關(guān)下所有zigbee智能設(shè)備的信息，包含設(shè)備64位IEEE地址，控制端分別給以IEEE地址區(qū)分的這些智能設(shè)備分配一個(gè)友好名稱，所有這些信息被保存在控制端；

(六)通過(guò)以上步驟，控制端可以知道智能設(shè)備的IEEE地址以及其所屬的嵌入式網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址，作為TCP服務(wù)器的嵌入式網(wǎng)關(guān)知道所有作為TCP客戶端的網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址，嵌入式網(wǎng)關(guān)知道其下所有智能設(shè)備的地址信息，為以后通信奠定基礎(chǔ)；

(七)控制端控制某個(gè)zigbee智能設(shè)備：把命令發(fā)給TCP服務(wù)器，服務(wù)器直接把命令轉(zhuǎn)發(fā)給匹配的嵌入式網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再把命令轉(zhuǎn)發(fā)給智能設(shè)備，智能設(shè)備把應(yīng)答的狀態(tài)信息原路返回給TCP服務(wù)器，TCP服務(wù)器利用先前保存的多個(gè)控制端socket句柄把狀態(tài)信息發(fā)給所有的控制端；

(八)控制端被動(dòng)接收某個(gè)zigbee智能設(shè)備的采集信息：智能設(shè)備把采集信息發(fā)給其上嵌入式網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)把采集信息發(fā)給TCP服務(wù)器，TCP服務(wù)器利用先前保存的多個(gè)控制端socket句柄把采集信息發(fā)給所有的控制端；

(九)TCP主服務(wù)器把第一個(gè)連接的TCP客戶端設(shè)為輔助服務(wù)器，主服務(wù)器和輔助服務(wù)器互相之間有心跳處理，當(dāng)主服務(wù)器發(fā)現(xiàn)輔助服務(wù)器無(wú)心跳應(yīng)答時(shí)，主服務(wù)器將啟用第二個(gè)連接的TCP客戶端為輔助服務(wù)器，以此類推；

(十)當(dāng)輔助TCP服務(wù)器發(fā)現(xiàn)主服務(wù)器無(wú)心跳應(yīng)答時(shí)，輔助服務(wù)器將自己設(shè)為主服務(wù)器，然后用組播發(fā)命令通知其他TCP客戶端轉(zhuǎn)而連接新的主服務(wù)器，新的主服務(wù)器同樣把第一個(gè)連接的TCP客戶端設(shè)為輔助服務(wù)器，以此類推。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明主要基于TCP通信(有少量組播通信輔助)，在局域網(wǎng)采用特殊的TCP連接設(shè)備(存在網(wǎng)關(guān)中)集群算法，讓智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)、控制端(手機(jī)、電腦等)在沒(méi)有外網(wǎng)服務(wù)器的情況下自動(dòng)化地實(shí)現(xiàn)多對(duì)多通信。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說(shuō)明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

如圖1所示，多臺(tái)手機(jī)與無(wú)線路由器匹配連接，各嵌入式網(wǎng)關(guān)之間使用自定義通信協(xié)議構(gòu)成集群；一臺(tái)以上的智能設(shè)備與嵌入式網(wǎng)關(guān)連接，本地TCP服務(wù)器存在于其中一個(gè)嵌入式網(wǎng)關(guān)中，控制端只需登錄任一嵌入式網(wǎng)關(guān)就能和所有網(wǎng)關(guān)下的智能設(shè)備通信。

首先，任一網(wǎng)關(guān)啟動(dòng)時(shí)檢測(cè)物理網(wǎng)口是否有效，

有效，則在一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)組播獲取局域網(wǎng)上的TCP服務(wù)器信息；

若收到服務(wù)器應(yīng)答，該網(wǎng)關(guān)把自己設(shè)為TCP客戶端并連接到服務(wù)器；

若超時(shí)收不到應(yīng)答，該網(wǎng)關(guān)把自己設(shè)為TCP服務(wù)器并在特定端口監(jiān)聽(tīng)客戶端連接；

TCP服務(wù)器用動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)鏈表記錄所有連接的TCP客戶端的socket句柄，TCP客戶端獨(dú)立維護(hù)其下管理的所有智能設(shè)備，并記錄下TCP服務(wù)器的服務(wù)地址；

當(dāng)控制端登陸某一個(gè)嵌入式網(wǎng)關(guān)時(shí)，網(wǎng)關(guān)把TCP服務(wù)器地址告訴控制端，控制端斷開(kāi)當(dāng)前連接，轉(zhuǎn)而去連接TCP服務(wù)器，TCP服務(wù)器用動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)鏈表記錄所有連接的控制端socket句柄；

控制端每次登陸入網(wǎng)后從TCP服務(wù)器獲取服務(wù)器和所有TCP客戶端的網(wǎng)絡(luò)地址(ip地址、網(wǎng)卡物理地址(MAC))，控制端分別給這些TCP設(shè)備分配一個(gè)友好名稱，所有這些信息被保存在控制端；

控制端分別添加多個(gè)嵌入式網(wǎng)關(guān)下所有zigbee智能設(shè)備的信息，包含設(shè)備64位IEEE地址，控制端分別給以IEEE地址區(qū)分的這些智能設(shè)備分配一個(gè)友好名稱，所有這些信息被保存在控制端；

通過(guò)以上步驟，控制端可以知道智能設(shè)備的IEEE地址以及其所屬的嵌入式網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址，作為TCP服務(wù)器的嵌入式網(wǎng)關(guān)知道所有作為TCP客戶端的網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址，嵌入式網(wǎng)關(guān)知道其下所有智能設(shè)備的地址信息，為以后通信奠定基礎(chǔ)；

控制端控制某個(gè)zigbee智能設(shè)備：把命令發(fā)給TCP服務(wù)器，服務(wù)器直接把命令轉(zhuǎn)發(fā)給匹配的嵌入式網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)再把命令轉(zhuǎn)發(fā)給智能設(shè)備，智能設(shè)備把應(yīng)答的狀態(tài)信息原路返回給TCP服務(wù)器，TCP服務(wù)器利用先前保存的多個(gè)控制端socket句柄把狀態(tài)信息發(fā)給所有的控制端；

控制端被動(dòng)接收某個(gè)zigbee智能設(shè)備的采集信息：智能設(shè)備把采集信息發(fā)給其上嵌入式網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)把采集信息發(fā)給TCP服務(wù)器，TCP服務(wù)器利用先前保存的多個(gè)控制端socket句柄把采集信息發(fā)給所有的控制端；

TCP主服務(wù)器把第一個(gè)連接的TCP客戶端設(shè)為輔助服務(wù)器，主服務(wù)器和輔助服務(wù)器互相之間有心跳處理，當(dāng)主服務(wù)器發(fā)現(xiàn)輔助服務(wù)器無(wú)心跳應(yīng)答時(shí)，主服務(wù)器將啟用第二個(gè)連接的TCP客戶端為輔助服務(wù)器，以此類推；

當(dāng)輔助TCP服務(wù)器發(fā)現(xiàn)主服務(wù)器無(wú)心跳應(yīng)答時(shí)，輔助服務(wù)器將自己設(shè)為主服務(wù)器，然后用組播發(fā)命令通知其他TCP客戶端轉(zhuǎn)而連接新的主服務(wù)器，新的主服務(wù)器同樣把第一個(gè)連接的TCP客戶端設(shè)為輔助服務(wù)器，以此類推。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明主要基于TCP通信(有少量組播通信輔助)，在局域網(wǎng)采用特殊的TCP連接設(shè)備(存在網(wǎng)關(guān)中)集群算法，讓智能家居系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)、控制端(手機(jī)、電腦等)在沒(méi)有外網(wǎng)服務(wù)器的情況下自動(dòng)化地實(shí)現(xiàn)多對(duì)多通信。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。