設備群無線實時控制系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信技術領域，并且特別涉及一種設備群無線實時控制系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]隨著物聯(lián)網技術的不斷普及，在未來將會出現(xiàn)大量具有無線連接及信息收發(fā)能力的設備。在一些應用場合，會需要在高密度而又有大量用戶的情況下實時控制大量無線設備。
[0003]目前，在物聯(lián)網中應用的典型的無線設備主要分為藍牙個人局域網(BluetoothPAN)、WiFi 局域網(Local Area Network，LAN)、GSM/3G/LTE 網絡。其中 PAN/WLAN 網絡的穿透能力相對較弱(2.4Ghz頻帶)，面對復雜建筑障礙物或50m以上的距離會出現(xiàn)聯(lián)網困難的問題。對于Bluetooth PAN網絡來說，由于藍牙網絡沒有IP地址的概念，設備只能通過手機或其他具有Bluetooth連接的IP網關來與云端通信，因此一個無線網絡(同一地址空間)對于Bluetooth無線設備來說，往往難以實現(xiàn)。對于WiFi WLAN網絡來說，對于有IP地址的WiFi無線網絡，其有效距離和無線訪問接入點(AP)的連接承載數(shù)有限，對于高密度而又有大量用戶的場景(例如，體育競技場、演唱會等)，很多設備會因WiFi頻道過于擁擠而無法連接到網絡。對于GSM/3G/LTE來說，其數(shù)據(jù)的通信延遲較高而且有時會信息(IPpacket)丟失，所以對于實時控制系統(tǒng)來說是無法實現(xiàn)的。
[0004]因此，需要如何在一個實時無線網絡中(任意設備密度且任意控制距離范圍的場景中)實時控制無線設備，是物聯(lián)網技術的研究領域方向之一。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種設備群無線實時控制系統(tǒng)及方法。
[0006]本發(fā)明實施例提供一種設備群無線實時控制方法，其特征在于，包括:由服務器通過網關設備向多個終端設備分配控制協(xié)議的控制碼；由所述服務器根據(jù)所述控制碼對所述多個終端設備進行校準，使所述多個終端設備進行調頻；以及當所述多個終端設備校準完畢后，由調頻發(fā)射終端以關系型數(shù)據(jù)庫服務的形式發(fā)送所述控制協(xié)議，如果所述控制協(xié)議的地址與所述控制碼的地址一致，則所述多個終端設備讀取有效負荷進行控制。
[0007]優(yōu)選地，所述關系型數(shù)據(jù)庫包括所述多個終端設備的識別碼、所述多個終端設備的地址、調頻頻道、所述多個終端設備的校準狀態(tài)以及所述控制協(xié)議。
[0008]優(yōu)選地，所述服務器根據(jù)所述多個終端設備的識別碼進行所述控制碼的分配及管理，由服務器通過網關設備向多個終端設備分配控制協(xié)議的控制碼的所述步驟包括:由所述服務器通過所述網關設備與所述多個終端設備通信，根據(jù)所述多個終端設備的所述識別碼判斷所述多個終端設備是否在數(shù)據(jù)庫注冊；如果所述多個終端設備在所述數(shù)據(jù)庫注冊并且沒有與其他終端設備的所述識別碼沖突，所述服務器將與所述多個終端設備的所述識別碼對應的所述控制碼分配到所述多個終端設備，并將所述控制碼通過所述網關設備發(fā)到所述多個終端設備；以及所述多個終端設備收到所述控制碼后將控制確認信息返回到服務器。
[0009]優(yōu)選地，所述控制碼包括調頻頻道信息和地址，所述多個終端設備根據(jù)所述調頻頻道信息進行調頻。
[0010]優(yōu)選地，由所述服務器根據(jù)所述控制碼對所述多個終端設備進行校準，使所述多個終端設備進行調頻的所述步驟包括:當所述服務器將所述控制碼分配到所述多個終端設備后，通過所述網關設備將校準數(shù)據(jù)發(fā)送到所述多個終端設備使所述多個終端設備進入校準模式，同時命令調頻發(fā)射終端廣播所述校準數(shù)據(jù)；當進入所述校準模式后，所述多個終端設備根據(jù)所述控制碼中的調頻頻道信息進行調頻，接收所述調頻發(fā)射終端廣播的所述校準數(shù)據(jù)；如果在第一時間內所述多個終端設備將校準確認信息返回到所述服務器，則所述服務器收到所述校準確認信息后將所述數(shù)據(jù)庫中的設備校準結果更新為已校準；以及如果在所述第一時間內所述多個終端設備未能將所述校準確認信息返回到所述服務器，則所述服務器將所述數(shù)據(jù)庫中的所述設備校準結果更新為未校準。
[0011]優(yōu)選地，所述控制協(xié)議包括地址和所述有效負荷，所述地址包括地址長度和地址內容，所述有效負荷包括有效負荷長度和有效負荷內容。
[0012]優(yōu)選地，采用加密策略自定義并擴展所述控制碼和所述控制協(xié)議的內容長度。
[0013]本發(fā)明實施例提供一種設備群無線實時控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:多個終端設備，用于通過網關設備連接到服務器獲得控制協(xié)議的控制碼，根據(jù)所述控制碼中的調頻頻道信息進行調頻，接收校準數(shù)據(jù)，并將校準確認信息返回到所述服務器，以及在所述控制協(xié)議的地址與所述控制碼的地址一致時讀取有效負荷進行控制；所述網關設備，耦合于所述多個設備終端；所述服務器，耦合于所述網關設備，用于通過所述網關設備向所述多個終端設備分配所述控制協(xié)議的所述控制碼，根據(jù)所述控制碼對所述多個終端設備進行校準；以及調頻發(fā)射終端，用于廣播所述校準數(shù)據(jù)，并以關系型數(shù)據(jù)庫服務的形式發(fā)送所述控制協(xié)議。
[0014]優(yōu)選地，所述關系型數(shù)據(jù)庫包括所述多個終端設備的識別碼、所述多個終端設備的地址、調頻頻道、所述多個終端設備的校準狀態(tài)以及所述控制協(xié)議，所述服務器根據(jù)所述多個終端設備的識別碼進行所述控制碼的分配及管理。
[0015]優(yōu)選地，所述控制協(xié)議包括地址和所述有效負荷，所述地址包括地址長度和地址內容，所述有效負荷包括有效負荷長度和有效負荷內容。
[0016]本發(fā)明的設備群無線實時控制方法的控制空間跨度廣；實時度高；對于燈光或機械系統(tǒng)的同步控制有絕對優(yōu)勢。相對與GSM/3G/LTE系統(tǒng)、WIFI或其他Mesh網絡系統(tǒng)，本方法的控制成本及功耗更低。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發(fā)明一實施例提供的設備群無線實時控制系統(tǒng)的結構示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明一實施例提供的設備群無線實時控制方法的具體流程圖。
【具體實施方式】
[0020]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]圖1是本發(fā)明一實施例提供的設備群無線實時控制系統(tǒng)的結構示意圖。如圖1所示，控制系統(tǒng)100包括多個終端設備110 (終端設備110-1?終端設備110-N)、耦合于多個終端設備110的網關設備120、耦合于網關設備120的服務器130以及耦合于服務器130的調頻發(fā)射終端140。
[0022]在本發(fā)明一實施例中，多個終端設備110用于通過網關設備120連接到服務器130獲得控制協(xié)議的控制碼，根據(jù)控制碼中的調頻頻道信息進行調頻，接收校準數(shù)據(jù)，并將校準確認信息返回到服務器130，以及在控制協(xié)議的地址與控制碼的地址一致時讀取有效負荷(payload)進行控制。優(yōu)選地，在本發(fā)明一實施例中，在不包含網關設備120的特定設備群中，可將控制碼預先固定分配并寫入多個終端設備110，本發(fā)明并不以此為限。
[0023]在本發(fā)明一實施例中，網關設備120可以是手機網關或藍牙網關。
[0024]在本發(fā)明一實施例中，服務器130用于通過網關設備120向多個終端設備110分配控制協(xié)議的控制碼，根據(jù)控制碼對多個終端設備110進行校準，其中，服務器130根據(jù)多個終端設備110的識別碼進行控制碼的分配及管理。
[0025]具體而言，在本發(fā)明一實施例中，當控制系統(tǒng)100啟動時，服務器130通過網關設備120與終端設備110-k(k小于等于N)通信，根據(jù)終端設備110-k的識別碼判斷終端設備110-k是否已經在數(shù)據(jù)庫注冊，如果終端設備110-k已經在數(shù)據(jù)庫注冊并沒有與其他終端設備的識別碼沖突，服務器130將與終端設備110-k的識別碼對應的控制碼分配到對應的終端設備110-k，并將控制碼的信息通過網關設備120發(fā)到對應的終端設備110-k，終端設備110-k收到控制碼后返回控制確認信息給服務器，當多個終端設備(終端設備110-1?終端設備110-k)都已被分配控制碼并返回控制確認信息給服務器130后，控制系統(tǒng)100的初始化完成。
[0026]具體而言，在本發(fā)明一實施例中，當服務器130將控制碼分配到多個終端設備110后，通過網關設備120將校準數(shù)據(jù)發(fā)送到多個終端設備110使多個終端設備110進入校準模式，同時命令調頻發(fā)射終端140廣播校準數(shù)據(jù)(同一功率半徑范圍內不能有多個相同頻道的發(fā)射終端)。當進入校準模式后，多個終端設備110根據(jù)控制碼中的調頻頻道信息進行調頻，接收調頻發(fā)射終端140廣播的校準數(shù)據(jù)，如果在第一時間內多個終端設備110將校準確認信息返回到服務器130，則服務器130收到校準確認信息后將數(shù)據(jù)庫中的設備校準結果更新為“已校準”;如果在第一時間內多個終端設備110未能將校準確認信息返回到服務器130，則服務器130將數(shù)據(jù)庫中的設備校準結果更新為“未校準”。其中，用戶可根據(jù)不同長度的第一時間來進行校準，如果延長第一時間仍然無法得到校準確認信息，則可考慮維修該終端設備或關閉其功能。
[0027]在本發(fā)明一實施例中，調頻發(fā)射終端140用于廣播校準數(shù)據(jù)，并以關系型數(shù)據(jù)庫的形式發(fā)送控制協(xié)議，其中，關系型數(shù)據(jù)庫包括多個終端設備的識別碼、多個終端設備的地址、調頻頻道、多個終端設備的校準狀態(tài)以及控制協(xié)議。
[0028]在本發(fā)明一實施例中，控制碼包括調頻頻道信息和地址。其中，地址包括地址長度和地址數(shù)值，控制碼的調頻頻道自動避開廣播電臺的固有頻道資源。根據(jù)應用情況，可通過劃分控制碼的地址空間以及終端設備的地址空間歸屬計算來實現(xiàn)設備群及其子群，以便于對設