一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒皩Ｓ醚b置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒皩Ｓ醚b置，其特征在于：設置家電互聯(lián)互通的家電主設備和家電子設備；主設備節(jié)點單元包括主設備和主設備無線模塊，子設備節(jié)點單元包括若干個子設備節(jié)點；使用簡化XML語言將家電子設備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)歸納為若干對象的類，并將對象的類、屬性和操作進行數(shù)值化，產(chǎn)生家電子設備描述的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)即元數(shù)據(jù)，形成具有對象屬性及其接口的自描述文件；由家電互聯(lián)互通的家電主設備和家電子設備在設定的公共信道進行組網(wǎng)，待組網(wǎng)完成之后，所述主設備再選擇一個沒有被其它設備占用的信道，然后在此信道上面由子設備把自描述文件通過無線模塊節(jié)點傳送給主設備，形成形成家電互聯(lián)互通底層傳輸網(wǎng)。本發(fā)明增強了家電互聯(lián)互通的可靠性、安全性、及時性。
【專利說明】一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒皩Ｓ醚b置
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒皩Ｓ醚b置。適用于在家電和網(wǎng)關上安裝無線模塊節(jié)點，解決家電相互之間以及與網(wǎng)關互聯(lián)互通的問題。屬于家電通信及物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領域】。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以及各種電子元器件成本的下降，家電互聯(lián)互通的廣泛應用已經(jīng)提到日程上來了。但是，家電的互聯(lián)互通跟手機以及黑電產(chǎn)品的互聯(lián)互通又不太一樣，主要區(qū)別是在它的底層傳輸上面，家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)奶攸c是要求成本低、安裝方便、數(shù)據(jù)量小、設備數(shù)量多、反應及時、室內(nèi)傳輸距離適中，而且家電的種類及功能繁多，目前還沒有一種比較好的辦法把家電的各種各樣的功能以及相互之間的復雜關系描述出來。根據(jù)要求家電之間的底層傳輸主要靠無線傳輸?shù)姆椒ㄟM行數(shù)據(jù)傳輸，但現(xiàn)有家電的無線傳輸不是成本太高就是傳輸距離太近或者傳輸穩(wěn)定性不高而且聯(lián)網(wǎng)的設備數(shù)量少。所以找到一種可以容許較多家電一起互聯(lián)互通、傳輸可靠、反應及時，并且相應裝置達到成本低、安裝方便、數(shù)據(jù)量小、室內(nèi)傳輸距離適中的要求是當務之急。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的第一個目的，是為了解決現(xiàn)在沒有一種比較好的辦法把家電的各種各樣的功能以及相互之間的復雜關系描述出來，而且沒能容納較多的家電一起快速、可靠的互聯(lián)互通的問題，提供一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒?，它可以把把家電的各種各樣的功能以及相互之間的復雜關系描述出來，并且能容納較多的家電一起快速、可靠的互聯(lián)互通。
[0004]本發(fā)明的第二個目的，是為了使家電的互聯(lián)互通達到成本低、安裝方便、數(shù)據(jù)量小、室內(nèi)傳輸距離適中的要求，提供一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)膶Ｓ醚b置。
[0005]本發(fā)明的第一個目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到:
[0006]一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟诎ㄒ韵虏襟E:
[0007]I)設置家電互聯(lián)互通的家電主設備和家電子設備；
[0008]2)使用簡化XML語言將家電子設備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)歸納為若干對象的類，并將對象的類、屬性和操作進行數(shù)值化，產(chǎn)生家電子設備描述的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)即元數(shù)據(jù)，形成具有對象屬性及其接口的自描述文件，即家電子設備描述文本文件；
[0009]3)由家電互聯(lián)互通的家電主設備和家電子設備在設定的公共信道進行組網(wǎng)，待組網(wǎng)完成之后，所述主設備再選擇一個沒有被其它設備占用的信道，然后在此信道上面由子設備把自描述文件通過無線模塊節(jié)點傳送給主設備，主設備接收完家電子設備的自描述文件之后，把它保存下來，然后進行無線數(shù)據(jù)傳輸，形成家電互聯(lián)互通底層傳輸網(wǎng)；
[0010]4)當主設備需要改變家電子設備的狀態(tài)時，把帶有相應家電子設備的功能以及參數(shù)信息的數(shù)據(jù)幀通過無線模塊發(fā)送給家電子設備，家電子設備收到功能信息后回復應答信息給主設備；當家電子設備的狀態(tài)改變時，家電子設備就把自己最新的狀態(tài)信息通過無線模塊傳送給主設備；為確保無線傳輸?shù)臏蚀_性，在每一幀數(shù)據(jù)加上CRC校驗碼。
[0011]本發(fā)明的第一個目的還可以通過采取如下技術(shù)方案達到:
[0012]進一步地，家電子設備的節(jié)點單元連接有η臺家電產(chǎn)品，每個家電子設備在組網(wǎng)之前使用簡化XML語言把自身的家電設備信息生成自描述文件存放于家電主設備上；在家電主設備和家電子設備進行通信之前進行組網(wǎng)，組網(wǎng)方法如下:
[0013]I)在家電主設備和家電子設備上電后，按下家電主設備上的組網(wǎng)專用按鍵，組網(wǎng)指不燈売，表不已進入組網(wǎng)狀態(tài)；
[0014]2)家電主設備在接收到按鍵的首次組網(wǎng)命令后，在無線公共信道通過發(fā)送廣播的方式發(fā)出組建網(wǎng)絡的指令碼，此指令碼包括家電主設備的ID地址和組網(wǎng)指令；為了確保家電主設備和家電子設備ID地址的唯一性，所有的主從設備的ID地址都由廠商出廠時統(tǒng)一燒錄分配；
[0015]3)各個要入網(wǎng)的家電子設備收到組網(wǎng)指令后，分別按不同的時段把自己的ID碼發(fā)送給家電主設備，一直到主設備應答已收到自己的ID碼就停止發(fā)送ID碼；
[0016]4)家電主設備記錄下所有收到的家電子設備的ID碼，并通過瀏覽器顯示出來，用戶通過瀏覽器對顯示出來的ID碼核對，確認是自己產(chǎn)品的ID碼則給家電主設備一個確認信號，收到確認信號的家電主設備則分別給相應的子設備發(fā)送應答碼以及網(wǎng)內(nèi)地址；其余的家電子設備也按此方法依次入網(wǎng)，直到所有要求入網(wǎng)的家電子設備成功收到家電主設備分配的地址；家電主設備再跳到其它信道逐個監(jiān)聽空閑信道，監(jiān)聽到空閑信道后就和空家電子設備一起跳到此空閑信道進行無線傳輸；
[0017]5)在新信道上所有的家電子設備依次把自己的生產(chǎn)日期，型號，以及所能提供的功能服務信息發(fā)送給網(wǎng)關；網(wǎng)關收到應答碼后則把從設備的ID碼，生產(chǎn)日期，型號，功能服務信息記錄在固定列表上并在顯示屏上顯示出來，表示此子設備入網(wǎng)成功。
[0018]進一步地，對于一個已組網(wǎng)成功的網(wǎng)絡，如果有新的子設備要入網(wǎng)，對于已首次組網(wǎng)完成的家電主設備來，當它收到家電子設備要求入網(wǎng)的按鍵命令后，在每個時段都劃分一部份時間跳回到公共頻道發(fā)出組網(wǎng)指令，要求入網(wǎng)的家電子設備收到組網(wǎng)指令后，把自己的ID地址發(fā)送給家電主設備，一直等到家電主設備應答為止；然后就按照首次組網(wǎng)的方式把新的子設備加入到網(wǎng)絡中，完成新增子設備的入網(wǎng)。
[0019]進一步地，如果有某個子設備是曾經(jīng)加入過其它網(wǎng)絡，而現(xiàn)在想加入形成家電互聯(lián)互通底層傳輸網(wǎng)，則通過人工的方式把它舊的組網(wǎng)記錄清除，然后通過新增子設備入網(wǎng)的方式使其入網(wǎng)。
[0020]進一步地，組網(wǎng)完成之后，進行正常的數(shù)據(jù)傳輸，在設備節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)幀之前，設備節(jié)點先對無線網(wǎng)絡進行監(jiān)聽，查看是否有其他設備節(jié)點正在傳輸數(shù)據(jù)，若傳輸正在進行，該設備節(jié)點等待一段隨機的時間，然后再監(jiān)聽，所述隨機時間的長度由如下表達式確定:
[0021]Backoff = 2RetryCount X Random (1-MaxRetryCount)
[0022]式中RetryCount表示當前重傳的次數(shù)，MaxRetryCount規(guī)定最多重傳的次數(shù)，Random為隨機數(shù)產(chǎn)生函數(shù),每次產(chǎn)生一個I到MaxRetryCount的整數(shù)；
[0023]若沒有其他設備在使用傳輸介質(zhì)，該設備節(jié)點就開始傳輸一個完整的幀；因為很有可能一個設備傳輸數(shù)據(jù)的同時，另一個設備也開始傳輸數(shù)據(jù)，為了避免此類沖突造成的數(shù)據(jù)丟失，接收設備檢測所收到的分組的CRC，如果正確，則向發(fā)送設備傳輸一個確認信息，以指示沒有沖突發(fā)生；否則，發(fā)送設備將重復上述過程直到數(shù)據(jù)發(fā)送成功，或者重傳規(guī)定的次數(shù)；
[0024]當主設備傳輸廣播幀，需要比較多的子設備一起應答時，就不采用以上等待一段隨機時間的形式，而是采用劃分時間段的形式；根據(jù)有多少個設備劃分多少段時間的原則，每個時間段的時長是一樣的，而且時間段的時間必須大于每一幀無線數(shù)據(jù)幀的傳輸時間，在主設備發(fā)出廣播幀之后，子設備就按照順序在每個時間段的開始分別傳輸無線數(shù)據(jù)幀，在最后一個時間段結(jié)束之后，如果主設備還沒有收到全部子設備的應答，則設備將重復上述過程直到收到所有設備的應答，或者重傳規(guī)定的次數(shù)；
[0025]當控制子網(wǎng)內(nèi)的任何子設備監(jiān)聽到非本子網(wǎng)內(nèi)設備在基本信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)后，需要將該模塊的忙閑表通過信息幀報告主設備；主設備收到多于10次的信道沖突信息幀后，則根據(jù)主設備自己監(jiān)測的信道忙閑表和設備匯報的忙閑表找到新的空閑信道；主設備在基本信道上向最近匯報沖突的子設備發(fā)送測試信道的命令；子設備需要在主設備指定的信道上發(fā)送若干幀測試數(shù)據(jù)，以測試該信道是否可用，然后退回基本信道，等待主設備命令。
[0026]進一步地，如主設備決定轉(zhuǎn)換基本信道，需要根據(jù)其設備注冊表的紀錄向控制子網(wǎng)中所有已注冊子設備依次發(fā)送轉(zhuǎn)換到新信道的命令，對轉(zhuǎn)換信道命令做出反應的子設備和未作反應的子設備都將被主設備紀錄，主設備每隔2小時對尚未響應轉(zhuǎn)換信道命令的子設備在原基本信道上重復發(fā)送轉(zhuǎn)換信道命令，在對未響應轉(zhuǎn)換信道命令的子設備進行操作前，網(wǎng)關應首先向其發(fā)送轉(zhuǎn)換信道命令，如子設備不響應轉(zhuǎn)換信道命令則放棄此次操作；在24小時內(nèi)未能對轉(zhuǎn)換信道命令做出反應的子設備將視為被注銷，需要重新注冊。
[0027]本發(fā)明的第二個目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到:
[0028]一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)膶Ｓ醚b置，其結(jié)構(gòu)特點在于:包括主設備節(jié)點單元I和子設備節(jié)點單元2，主設備節(jié)點單元I包括主設備和主設備無線模塊，子設備節(jié)點單元2包括若干個子設備節(jié)點，每個子設備節(jié)點各由一臺子設備和一個子設備無線模塊構(gòu)成；所述主設備節(jié)點單元I通過無線網(wǎng)絡連接子節(jié)點單元2以進行數(shù)據(jù)交換；主設備帶有SPI接口，它通過SPI接口連接主設備無線模塊，主設備無線模塊的若干個I/O端口各通過一子設備無線模塊雙向連接一子設備，即主設備通過主設備無線模塊、子設備無線模塊與子設備進行通信。
[0029]本發(fā)明的第二個目的還可以通過采取如下技術(shù)方案達到:
[0030]進一步地，主設備無線模塊、子設備無線模塊采用相同結(jié)構(gòu)的通信電路，即所述無線模塊由電源電路、MCU控制電路以及無線芯片電路組成；所述電源電路由電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul和電容C22、C24構(gòu)成；所述MCU控制電路由單片機芯片U2、發(fā)光二極管LED1、電容C21和C25、電阻R21、阻排RPl和插針CN2構(gòu)成；所述無線芯片電路由無線芯片U3、晶振ZTA1、電容C1-C16、電感L1-L5和天線ANTl構(gòu)成；電源電路把外接5V的電源轉(zhuǎn)換為3.3V電源提供給單片機芯片U2和無線芯片U3使用，MCU控制電路通過SPI接口控制無線芯片U3發(fā)射/接收信號及通過SPI接口與主設備或者子設備進行數(shù)據(jù)交換。
[0031]本發(fā)明具有如下突出的有益效果:
[0032]1、本發(fā)明由于使用了簡化的XML語言生成家電子設備的自描述文件，解決了原來難以描述各種各樣家電的復雜關系的問題。并且采用無線模塊自動監(jiān)測信道、選用信道的方式，增強了無線傳輸?shù)目垢蓴_能力。采用組網(wǎng)之后在網(wǎng)內(nèi)進行控制及反饋的方式則增強了家電互聯(lián)互通的可靠性、安全性、及時性。
[0033]2、本發(fā)明由于使用可跳頻的、性價比較高的433M無線芯片和性價比較高的MCU組成無線模塊，達到了成本低、安裝方便、數(shù)據(jù)量小、室內(nèi)傳輸距離適中的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
:
[0034]圖1為本發(fā)明具體實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖2為本發(fā)明具體實施例1的組網(wǎng)流程圖。
[0036]圖3為本發(fā)明具體實施例2專用裝置的無線模塊原理圖。
【具體實施方式】
:
[0037]具體實施例1:
[0038]參照圖1，本實施例涉及的家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)膶Ｓ醚b置，包括主設備節(jié)點單元I和子設備節(jié)點單元2，主設備節(jié)點單元I包括主設備和主設備無線模塊，子設備節(jié)點單元2包括若干個子設備節(jié)點，每個子設備節(jié)點各由一臺子設備和一個子設備無線模塊構(gòu)成；所述主設備節(jié)點單元I通過無線網(wǎng)絡連接子節(jié)點單元2以進行數(shù)據(jù)交換；主設備帶有SPI接口，它通過SPI接口連接主設備無線模塊，主設備無線模塊的若干個I/O端口各通過一子設備無線模塊雙向連接一子設備，即主設備通過主設備無線模塊、子設備無線模塊與子設備進行通信。
[0039]本實施例中:
[0040]主設備無線模塊、子設備無線模塊采用相同結(jié)構(gòu)的通信電路，即所述無線模塊由電源電路、MCU控制電路以及無線芯片電路組成；所述電源電路由電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul和電容C22、C24構(gòu)成；所述MCU控制電路由單片機芯片U2、發(fā)光二極管LEDl、電容C21和C25、電阻R21、阻排RPl和插針CN2構(gòu)成；所述無線芯片電路由無線芯片U3、晶振ZTA1、電容C1-C16、電感L1-L5和天線ANTl構(gòu)成；電源電路把外接5V的電源轉(zhuǎn)換為3.3V電源提供給單片機芯片U2和無線芯片U3使用，MCU控制電路通過SPI接口控制無線芯片U3發(fā)射/接收信號及通過SPI接口與主設備或者子設備進行數(shù)據(jù)交換。即MCU控制電路一方面通過SPI接口控制無線芯片的發(fā)射、接收，另一方面通過另外的SPI接口跟主設備或者子設備進行數(shù)據(jù)交換。
[0041]單片機芯片U2采用常規(guī)的單片機集成芯片，電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul采用常規(guī)技術(shù)的電壓轉(zhuǎn)換集成芯片，無線芯片U3采用常規(guī)技術(shù)的無線接收/發(fā)射集成芯片。
[0042]所述主設備節(jié)點單元I為網(wǎng)絡服務器，由一臺具有數(shù)據(jù)庫與瀏覽器功能的微電腦構(gòu)成。所述子節(jié)點單元2由節(jié)點1、節(jié)點2......節(jié)點η以及與每個節(jié)點相對應的η項服務組成，其中η>2。
[0043]本實施例的子設備節(jié)點單元2共連接有η臺家電產(chǎn)品(η>2)，每個子設備在組網(wǎng)之前都使用簡化XML語言把自身的家電設備信息生成自描述文件存放于家電設備上。
[0044]參照圖2，本發(fā)明涉及的家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒?，其特征在于包括以下步驟:
[0045]I)設置家電互聯(lián)互通的家電主設備和家電子設備；
[0046]2)使用簡化XML語言將家電子設備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)歸納為若干對象的類，并將對象的類、屬性和操作進行數(shù)值化，產(chǎn)生家電子設備描述的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)即元數(shù)據(jù)，形成具有對象屬性及其接口的自描述文件，即家電子設備描述文本文件；
[0047]3)由家電互聯(lián)互通的家電主設備和家電子設備在設定的公共信道進行組網(wǎng)，待組網(wǎng)完成之后，所述主設備再選擇一個沒有被其它設備占用的信道，然后在此信道上面由子設備把自描述文件通過無線模塊節(jié)點傳送給主設備，主設備接收完家電子設備的自描述文件之后，把它保存下來，然后進行無線數(shù)據(jù)傳輸，形成家電互聯(lián)互通底層傳輸網(wǎng)；
[0048]4)當主設備需要改變家電子設備的狀態(tài)時，把帶有相應家電子設備的功能以及參數(shù)信息的數(shù)據(jù)幀通過無線模塊發(fā)送給家電子設備，家電子設備收到功能信息后回復應答信息給主設備；當家電子設備的狀態(tài)改變時，家電子設備就把自己最新的狀態(tài)信息通過無線模塊傳送給主設備；為確保無線傳輸?shù)臏蚀_性，在每一幀數(shù)據(jù)加上CRC校驗碼。
[0049]主設備和子設備進行正常通信之前要先進行組網(wǎng)，組網(wǎng)之后才能進行正常通信。無線網(wǎng)絡的首次組網(wǎng)，在主設備和子設備都上電后，通過對網(wǎng)關的人工選擇來確定無線網(wǎng)絡的首次組網(wǎng)。在主設備上有一按鍵專門用于組網(wǎng)，按下此按鍵，組網(wǎng)指示燈亮，表示已進入組網(wǎng)狀態(tài)。
[0050]主設備在接收到按鍵的首次組網(wǎng)命令后，在無線公共信道通過發(fā)送廣播的方式發(fā)出組建網(wǎng)絡的指令碼，此指令碼包括主設備的ID地址和組網(wǎng)指令。(為了確保主設備和子設備ID地址的唯一性，所有的主從設備的ID地址都由廠商出廠時統(tǒng)一燒錄分配)。
[0051]各個要入網(wǎng)的子設備收到組網(wǎng)指令后分別按不同的時段把自己的ID碼發(fā)送給主設備，一直到主設備應答已收到自己的ID碼就停止發(fā)送ID碼。
[0052]主設備記錄下所有收到的子設備的ID碼，并通過瀏覽器顯示出來，用戶通過瀏覽器對顯示出來的ID碼核對，確認是自己產(chǎn)品的ID碼則給主設備一個確認鍵，收到確認鍵的主設備則分別給相應的子設備發(fā)送應答碼以及網(wǎng)內(nèi)地址。其余子設備也按此方法依次入網(wǎng)，直到所有要求入網(wǎng)的子設備都成功收到主設備分配的地址。主設備再跳到其它信道逐個監(jiān)聽空閑信道，監(jiān)聽到空閑信道后就和子設備一起跳到此空閑信道進行無線傳輸。
[0053]在新信道上所有的子設備依次把自己的生產(chǎn)日期，型號，以及所能提供的功能服務等信息發(fā)送給網(wǎng)關。網(wǎng)關收到應答碼后則把從設備的ID碼，生產(chǎn)日期，型號，功能服務等信息記錄在固定列表上并在顯示屏上顯示出來，表示此子設備入網(wǎng)成功。
[0054]對于一個已組網(wǎng)成功的網(wǎng)絡，如果有新的子設備要入網(wǎng)，應該怎樣把新的子設備加入網(wǎng)絡中呢？對于已首次組網(wǎng)完成的主設備來說，當它收到有子設備要求入網(wǎng)的按鍵命令后，在每個時段都劃分一部份時間跳回到公共頻道發(fā)出組網(wǎng)指令，要求入網(wǎng)的子設備收到組網(wǎng)指令后，把自己的ID地址發(fā)送給主設備，一直等到主設備應答為止。然后就按照首次組網(wǎng)的方式把新的子設備加入到網(wǎng)絡中，完成新增子設備的入網(wǎng)。
[0055]如果有某個子設備是曾經(jīng)加入過其它網(wǎng)絡，而現(xiàn)在想加入這個網(wǎng)絡，則通過人工的方式把它舊的組網(wǎng)記錄清除，然后通過新增子設備入網(wǎng)的方式使其入網(wǎng)。
[0056]組網(wǎng)完成之后，就可以進行正常的數(shù)據(jù)傳輸了，在設備節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)幀之前，設備節(jié)點先對無線網(wǎng)絡進行監(jiān)聽，查看是否有其他設備節(jié)點正在傳輸數(shù)據(jù)。若傳輸正在進行，該設備節(jié)點將等待一段隨機時間，然后再監(jiān)聽，所述隨機時間的長度由如下表達式確定下面這個等式將確定:
[0057]Backoff = 2RetryCount X Random (1-MaxRetryCount)
[0058]式中RetryCount表示當前重傳的次數(shù)，可以為1-10的整數(shù)；MaxRetryCount規(guī)定最多重傳的次數(shù)，可以為1-10的整數(shù)；Random為隨機數(shù)產(chǎn)生函數(shù)，每次產(chǎn)生一個I到MaxRetryCount 的整數(shù)。
[0059]若沒有其他設備在使用傳輸介質(zhì)，該設備節(jié)點就開始傳輸一個完整的幀；因為很有可能一個設備傳輸數(shù)據(jù)的同時，另一個設備也開始傳輸數(shù)據(jù)，為了避免此類沖突造成的數(shù)據(jù)丟失，接收設備檢測所收到的分組的CRC，如果正確，則向發(fā)送設備傳輸一個確認信息，以指示沒有沖突發(fā)生。否則，發(fā)送設備將重復上述過程直到數(shù)據(jù)發(fā)送成功，或者重傳規(guī)定的次數(shù)。
[0060]當主設備傳輸廣播幀，需要比較多的子設備一起應答時，就不采用以上等待一段隨機時間的形式，而是采用劃分時間段的形式。根據(jù)有多少個設備劃分多少段時間的原則，每個時間段的時長是一樣的，而且時間段的時間必須大于每一幀無線數(shù)據(jù)幀的傳輸時間，在主設備發(fā)出廣播幀之后，子設備就按照順序在每個時間段的開始分別傳輸無線數(shù)據(jù)幀，在最后一個時間段結(jié)束之后，如果主設備還沒有收到全部子設備的應答，則設備將重復上述過程直到收到所有設備的應答，或者重傳規(guī)定的次數(shù)。
[0061]當控制子網(wǎng)內(nèi)的任何子設備監(jiān)聽到非本子網(wǎng)內(nèi)設備在基本信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)后，需要將該模塊的忙閑表通過信息幀報告主設備。主設備收到多于10次的信道沖突信息幀后，則根據(jù)主設備自己監(jiān)測的信道忙閑表和設備匯報的忙閑表找到新的空閑信道。主設備在基本信道上向最近匯報沖突的子設備發(fā)送測試信道的命令。子設備需要在主設備指定的信道上發(fā)送若干幀測試數(shù)據(jù)，以測試該信道是否可用，然后退回基本信道，等待主設備命令。
[0062]如主設備決定轉(zhuǎn)換基本信道，需要根據(jù)其設備注冊表的紀錄向控制子網(wǎng)中所有已注冊子設備依次發(fā)送轉(zhuǎn)換到新信道的命令。對轉(zhuǎn)換信道命令做出反應的子設備和未作反應的子設備都將被主設備紀錄。主設備每隔2小時對尚未響應轉(zhuǎn)換信道命令的子設備在原基本信道上重復發(fā)送轉(zhuǎn)換信道命令。在對未響應轉(zhuǎn)換信道命令的子設備進行操作前，網(wǎng)關應首先向其發(fā)送轉(zhuǎn)換信道命令。如子設備不響應轉(zhuǎn)換信道命令則放棄此次操作。在24小時內(nèi)未能對轉(zhuǎn)換信道命令做出反應的子設備將視為被注銷，需要重新注冊。
[0063]具體實施例2:
[0064]參照圖3，本實施例的特點是:所述無線模塊由電源電路、MCU控制電路以及無線芯片電路組成。所述電源電路由電壓轉(zhuǎn)換IC U1、電容C22、C24構(gòu)成。其中Ul的輸入端接5V電源輸入以及電容C24的一端，Ul的輸出端接電容C22的一端，Ul的接地端以及電容C22X24的另一端分別接地。電源電路把外接5V的直流電源轉(zhuǎn)換為3.3V直流電源提供給MCU和無線芯片使用。所述MCU控制電路由MCU控制器U2，發(fā)光二極管LEDI，電容C21、C25，電阻R21，阻排RP1，插針CN2構(gòu)成。其中U2的1、2、13、14、19、20腳分別接U3的1、20、2、3、
7、6腳，U2的4、10、15、16、17腳分別接CN2的1、4、5、7、6腳，U2的3腳接Dl的負極，U2的4腳通過電容C25接地，U2的5、6腳懸空，U2的7腳接地，U2的8腳通過電容C21接地，U2的9腳接3.3V電源，U2的11、12、18腳懸空；阻排的一端4個腳分別接CN2的4、5、6、7腳，另一端接5V的電源；CN2的2、3腳分別接5V電源和地；D1的另一端通過R21接3.3V電源。所述無線芯片電路由無線芯片U3,晶振ZTAl，電容Cl、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16,電感 L1、L2、L3、L4、L5，天線 ANTl 構(gòu)成。其中 U3 的 4 腳接 VDD電源、并且通過電容C4接地，U3的5腳通過電容C5接地，U3的8、10腳分別通過電容C2、C3接地、并且分別接晶振ZTAl的兩邊，U3的9腳通過電容C6接地，U3的11腳接VDD電源、并且通過電容C7接地，U3的12腳接電容C9、電感L4的一端，U3的13腳通過電容ClO接地、并且接電感L2的一端，U3的14腳通過電容C8接地，U3的15腳通過電容Cll接地，U3的16腳接地，U3的17腳通過電阻Rl接地，U3的18腳接VDD電源、并且通過電容C12接地，U3的19腳接地；電感LI的一端接3.3V電源，另一端接VDD ；電容Cl的一端接3.3V電源，另一端接地；電感L4的另一端通過電容C13接地；電容C9的另一端接電感L2的另一端以及L5的一端；L5的另一端通過電容C15接地、并且接電感L3的一端；電感L3的另一端通過電容C16接地、并且通過電容C14連接到天線。
[0065]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒?，其特征在于包括以下步驟: 1)設置家電互聯(lián)互通的家電主設備和家電子設備； 2)使用簡化XML語言將家電子設備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)歸納為若干對象的類，并將對象的類、屬性和操作進行數(shù)值化，產(chǎn)生家電子設備描述的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)即元數(shù)據(jù)，形成具有對象屬性及其接口的自描述文件，即家電子設備描述文本文件； 3)由家電互聯(lián)互通的家電主設備和家電子設備在設定的公共信道進行組網(wǎng)，待組網(wǎng)完成之后，所述主設備再選擇一個沒有被其它設備占用的信道，然后在此信道上面由子設備把自描述文件通過無線模塊節(jié)點傳送給主設備，主設備接收完家電子設備的自描述文件之后，把它保存下來，然后進行無線數(shù)據(jù)傳輸，形成家電互聯(lián)互通底層傳輸網(wǎng)； 4)當主設備需要改變家電子設備的狀態(tài)時，把帶有相應家電子設備的功能以及參數(shù)信息的數(shù)據(jù)幀通過無線模塊發(fā)送給家電子設備，家電子設備收到功能信息后回復應答信息給主設備；當家電子設備的狀態(tài)改變時，家電子設備就把自己最新的狀態(tài)信息通過無線模塊傳送給主設備；為確保無線傳輸?shù)臏蚀_性，在每一幀數(shù)據(jù)加上CRC校驗碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟?家電子設備的節(jié)點單元連接有η臺家電產(chǎn)品，每個家電子設備在組網(wǎng)之前使用簡化XML語言把自身的家電設備信息生成自描述文件存放于家電主設備上；在家電主設備和家電子設備進行通信之前進行組網(wǎng)，組網(wǎng)方法如下: 1)在家電主設備和家電子設備上電后，按下家電主設備上的組網(wǎng)專用按鍵，組網(wǎng)指示燈売，表不已進入組網(wǎng)狀態(tài)； 2)家電主設備在接收到按鍵的首次組網(wǎng)命令后，在無線公共信道通過發(fā)送廣播的方式發(fā)出組建網(wǎng)絡的指令碼，此指令碼包括家電主設備的ID地址和組網(wǎng)指令；為了確保家電主設備和家電子設備ID地址的唯一性，所有的主從設備的ID地址都由廠商出廠時統(tǒng)一燒錄分配； 3)各個要入網(wǎng)的家電子設備收到組網(wǎng)指令后，分別按不同的時段把自己的ID碼發(fā)送給家電主設備，一直到主設備應答已收到自己的ID碼就停止發(fā)送ID碼； 4)家電主設備記錄下所有收到的家電子設備的ID碼，并通過瀏覽器顯示出來，用戶通過瀏覽器對顯示出來的ID碼核對，確認是自己產(chǎn)品的ID碼則給家電主設備一個確認信號，收到確認信號的家電主設備則分別給相應的子設備發(fā)送應答碼以及網(wǎng)內(nèi)地址；其余的家電子設備也按此方法依次入網(wǎng)，直到所有要求入網(wǎng)的家電子設備成功收到家電主設備分配的地址；家電主設備再跳到其它信道逐個監(jiān)聽空閑信道，監(jiān)聽到空閑信道后就和空家電子設備一起跳到此空閑信道進行無線傳輸； 5)在新信道上所有的家電子設備依次把自己的生產(chǎn)日期，型號，以及所能提供的功能服務信息發(fā)送給網(wǎng)關；網(wǎng)關收到應答碼后則把從設備的ID碼，生產(chǎn)日期，型號，功能服務信息記錄在固定列表上并在顯示屏上顯示出來，表示此子設備入網(wǎng)成功。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒?其特征在于:對于一個已組網(wǎng)成功的網(wǎng)絡，如果有新的子設備要入網(wǎng)，對于已首次組網(wǎng)完成的家電主設備來，當它收到家電子設備要求入網(wǎng)的按鍵命令后，在每個時段都劃分一部份時間跳回到公共頻道發(fā)出組網(wǎng)指令，要求入網(wǎng)的家電子設備收到組網(wǎng)指令后，把自己的ID地址發(fā)送給家電主設備，一直等到家電主設備應答為止；然后就按照首次組網(wǎng)的方式把新的子設備加入到網(wǎng)絡中，完成新增子設備的入網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒?，其特征在?如果有某個子設備是曾經(jīng)加入過其它網(wǎng)絡，而現(xiàn)在想加入形成家電互聯(lián)互通底層傳輸網(wǎng)，則通過人工的方式把它舊的組網(wǎng)記錄清除，然后通過新增子設備入網(wǎng)的方式使其入網(wǎng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒?，其特征在?組網(wǎng)完成之后，進行正常的數(shù)據(jù)傳輸，在設備節(jié)點傳輸數(shù)據(jù)幀之前，設備節(jié)點先對無線網(wǎng)絡進行監(jiān)聽，查看是否有其他設備節(jié)點正在傳輸數(shù)據(jù)，若傳輸正在進行，該設備節(jié)點等待一段隨機的時間，然后再監(jiān)聽，所述隨機時間的長度由如下表達式確定:
Backoff = 2RetryCount X Random (1-MaxRetryCount) 式中RetryCount表示當前重傳的次數(shù)，MaxRetryCount規(guī)定最多重傳的次數(shù)，Random為隨機數(shù)產(chǎn)生函數(shù)，每次產(chǎn)生一個I到MaxRetryCount的整數(shù)； 若沒有其他設備在使用傳輸介質(zhì)，該設備節(jié)點就開始傳輸一個完整的幀；因為很有可能一個設備傳輸數(shù)據(jù)的同時，另一個設備也開始傳輸數(shù)據(jù)，為了避免此類沖突造成的數(shù)據(jù)丟失，接收設備檢測所收到的分組的CRC，如果正確，則向發(fā)送設備傳輸一個確認信息，以指示沒有沖突發(fā)生；否則，發(fā)送設備將重復上述過程直到數(shù)據(jù)發(fā)送成功，或者重傳規(guī)定的次數(shù)； 當主設備傳輸廣播幀，需要比較多的子設備一起應答時，就不采用以上等待一段隨機時間的形式，而是采用劃分時間段的形式；根據(jù)有多少個設備劃分多少段時間的原則，每個時間段的時長是一樣的，而且時間段的時間必須大于每一幀無線數(shù)據(jù)幀的傳輸時間，在主設備發(fā)出廣播幀之后，子設備就按照順序在每個時間段的開始分別傳輸無線數(shù)據(jù)幀，在最后一個時間段結(jié)束之后，如果主設備還沒有收到全部子設備的應答，則設備將重復上述過程直到收到所有設備的應答，或者重傳規(guī)定的次數(shù)； 當控制子網(wǎng)內(nèi)的任何子設備監(jiān)聽到非本子網(wǎng)內(nèi)設備在基本信道上發(fā)送的數(shù)據(jù)后，需要將該模塊的忙閑表通過信息幀報告主設備；主設備收到多于10次的信道沖突信息幀后，則根據(jù)主設備自己監(jiān)測的信道忙閑表和設備匯報的忙閑表找到新的空閑信道；主設備在基本信道上向最近匯報沖突的子設備發(fā)送測試信道的命令；子設備需要在主設備指定的信道上發(fā)送若干幀測試數(shù)據(jù)，以測試該信道是否可用，然后退回基本信道，等待主設備命令。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)姆椒?其特征在于:如主設備決定轉(zhuǎn)換基本信道，需要根據(jù)其設備注冊表的紀錄向控制子網(wǎng)中所有已注冊子設備依次發(fā)送轉(zhuǎn)換到新信道的命令，對轉(zhuǎn)換信道命令做出反應的子設備和未作反應的子設備都將被主設備紀錄，主設備每隔2小時對尚未響應轉(zhuǎn)換信道命令的子設備在原基本信道上重復發(fā)送轉(zhuǎn)換信道命令，在對未響應轉(zhuǎn)換信道命令的子設備進行操作前，網(wǎng)關應首先向其發(fā)送轉(zhuǎn)換信道命令，如子設備不響應轉(zhuǎn)換信道命令則放棄此次操作；在24小時內(nèi)未能對轉(zhuǎn)換信道命令做出反應的子設備將視為被注銷，需要重新注冊。
7.一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)膶Ｓ醚b置，其特征在于:包括主設備節(jié)點單元(I)和子設備節(jié)點單元(2)，主設備節(jié)點單元(I)包括主設備和主設備無線模塊，子設備節(jié)點單元(2)包括若干個子設備節(jié)點，每個子設備節(jié)點各由一臺子設備和一個子設備無線模塊構(gòu)成；所述主設備節(jié)點單元(I)通過無線網(wǎng)絡連接子節(jié)點單元(2)以進行數(shù)據(jù)交換；主設備帶有SPI接口，它通過SPI接口連接主設備無線模塊，主設備無線模塊的若干個I/O端口各通過一子設備無線模塊雙向連接一子設備，即主設備通過主設備無線模塊、子設備無線模塊與子設備進行通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種家電互聯(lián)互通底層傳輸?shù)膶Ｓ醚b置，其特征在于:主設備無線模塊、子設備無線模塊采用相同結(jié)構(gòu)的通信電路，即所述無線模塊由電源電路、MCU控制電路以及無線芯片電路組成；所述電源電路由電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul和電容C22、C24構(gòu)成；所述MCU控制電路由單片機芯片U2、發(fā)光二極管LEDl、電容C21和C25、電阻R21、阻排RPl和插針CN2構(gòu)成；所述無線芯片電路由無線芯片U3、晶振ZTA1、電容C1-C16、電感L1-L5和天線ANTl構(gòu)成；電源電路把外接5V的電源轉(zhuǎn)換為3.3V電源提供給單片機芯片U2和無線芯片U3使用，MCU控制電路通過SPI接口控制無線芯片U3發(fā)射/接收信號及通過SPI接口與主設備或者子設備進行數(shù)據(jù)交換。
【文檔編號】G05B19/418GK104166384SQ201410301837
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月28日
【發(fā)明者】姚長標, 黃祖好, 盧仲宇 申請人:廣東瑞德智能科技股份有限公司