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CN105703989B - 一种分频分时管理的物联系统 - Google Patents

一种分频分时管理的物联系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种分频分时管理的物联系统，包括：终端设备系统、路由器及通过路由器与终端设备系统通信的云服务器集群；终端设备系统包括：控制中心，分别与控制中心通信的若干数据终端设备和若干执行终端设备，及遥控器；数据终端设备和执行终端设备分别拥有唯一的7个字节的SN码，遥控器包括若干设备遥控器和若干网络遥控器，设备遥控器与执行终端设备直接通信，网络遥控器与控制中心直接通信。本发明通过自定义通信协议，采用2.4GHz ISM频段链接设备，并采用分时分频管理各终端设备，兼容控制中继功能，可以提供稳定、可靠、高性价比的物联网（IOT）终端设备解决方案；还可以快捷、方便的实现系统设备的集成开发，降低厂商产品集成的门槛。

Description

一种分频分时管理的物联系统
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种分频分时管理的物联系统。
背景技术
新时代的发展让广大业主对掌握家里的实时情况、控制家庭设备提出了新的要求。但我国目前市场上的大部分产品只停留在家庭小范围内通过Zigbee、蓝牙、wifi等技术组建的无线个域网(WPAN)控制的水平，没有连接互联网；智能化的家庭监护、远程提醒等还远远没有实现，而且成本高。另外，市面上其它的现有技术都不能简单地控制好产品成本并保证在智能家居中的产品质量。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种分频分时管理的物联系统。
本发明的技术方案如下：本发明提供一种分频分时管理的物联系统，包括：终端设备系统、与所述终端设备系统通信的路由器以及通过所述路由器与终端设备系统通信的云服务器集群；所述终端设备系统包括：控制中心，分别与所述控制中心通信的若干数据终端设备和若干执行终端设备，以及遥控器；所述数据终端设备和执行终端设备分别拥有唯一的7个字节的SN码，所述遥控器包括若干设备遥控器和若干网络遥控器，所述设备遥控器与所述执行终端设备直接通信，所述网络遥控器与控制中心直接通信。
所述控制中心采用34个频段链接数据终端设备和执行终端设备，所述34个频段为第1至34频段，所述第1至33频段为工作频段，第34频段为遥控频段。
所述控制中心采用2.4GHz ISM频段链接数据终端设备和执行终端设备。
所述控制中心管理数据终端设备和执行终端设备的任务包括：扫描设备、控制设备、添加设备、删除设备、信道广播及数据搜集；
扫描设备：针对终端设备系统内的执行终端设备，控制中心空闲时定期扫描，及时上传执行终端设备的设备状态变化，以便设备状态与云服务器集群同步；
控制设备：当有操作设备时，控制中心发送控制设备指令，控制设备指令优先级高，执行终端设备收到指令后立即执行，保证操作设备的响应速度；
添加设备：用于组网操作，增加网路设备成员，控制中心增加设备的SN码；设备加网成功后，记录当前的控制中心的硬件地址，便于下次启动快速加网；
删除设备：控制中心删除设备，清除记忆恢复到出厂模式；
信道广播：控制中心信道广播包包含控制中心MAC信息、联网信息、系统时钟、服务器信息，便于终端设备快速识别和加网；
数据搜集：控制中心发完信道广播包后，会有一固定时隙搜集数据终端设备的数据，此时网络遥控器、数据终端设备就可以上传数据给云服务器集群。
所述控制中心分时管理数据终端设备和执行终端设备；所述控制中心正常工作时，循环扫描设备，每隔200ms插入一次广播包；所述控制中心控制设备时，尝试连接指定设备交互数据，若尝试连接次数达10次，仍连接不上，提示控制失败；若连接上指定设备，则完成设备的数据通信；所述控制中心在控制设备时，每隔200ms插入一次广播包。
所述分频分时管理的物联系统还包括与所述路由器通信的第一模式遥控器，所述第一模式遥控器为安装有相应软件的手机。
所述分频分时管理的物联系统还包括与所述云服务器集群通信的第二模式遥控器，所述第二模式遥控器为安装有相应软件的手机。
所述分频分时管理的物联系统还包括设于控制中心与执行终端设备之间的中继设备。
所述中继设备为带中继功能的执行终端设备。
所述执行终端设备包括有开关、插座、灯控器、灯、遥控器等；所述数据终端设备包括有烟雾报警器、门磁报警器、水浸报警器、温湿度传感器、空气质量传感器等。
采用上述方案，本发明提供的分频分时管理的物联系统，通过自定义通信协议，采用2.4GHz ISM频段链接设备，并采用分时分频管理各终端设备，兼容控制中继功能，可以提供稳定、可靠、高性价比的物联网(IOT)终端设备解决方案；还可以快捷、方便的实现系统设备的集成开发，降低厂商产品集成的门槛。
附图说明
图1为本发明分频分时管理的物联系统的示意图。
图2为本发明中控制中心扫描设备工作流程的示意图。
图3为本发明中控制中心控制设备工作流程的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
请参阅图1，本发明提供一种分频分时管理的物联系统，可以自定义通信协议，采用2.4GHz ISM频段链接设备，并采用分时分频管理各终端设备，兼容控制中继功能，可以提供稳定、可靠、高性价比的物联网(IOT)终端设备解决方案；还可以快捷、方便的实现系统设备的集成开发，降低厂商产品集成的门槛。该物联系统包括：终端设备系统、与所述终端设备系统通信的路由器以及通过所述路由器与终端设备系统通信的云服务器集群。所述终端设备系统包括：控制中心，分别与所述控制中心通信的若干数据终端设备和若干执行终端设备，以及遥控器。所述控制中心采用有线或无线方式与所述路由器通信，优选采用wifi方式通信。所述数据终端设备和执行终端设备分别拥有唯一的7个字节的SN码，以便于终端设备系统识别管理。所述遥控器包括若干设备遥控器和若干网络遥控器，所述设备遥控器与所述执行终端设备直接通信，实现点对点控制(无需网络支持)；所述网络遥控器与控制中心直接通信，所述网络遥控器安装有相应的软件APP，可以实现系统的情景、联动控制。
所述控制中心在整个终端设备系统拥有最高权限，负责管理本系统内所有设备，一个控制中心最多能支持到99个执行终端设备。多个终端设备是分频共存，避免设备通信冲突。所述控制中心采用34个频段链接数据终端设备和执行终端设备，所述34个频段为第1至34频段，所述第1至33频段为工作频段，第34频段为遥控频段。遥控器设备自己单独占用一个频段，如果遥控器配对成功之后可以跳频到不同的频段进行工作，遥控器设备在使用的过程中，每个按键初始时都是空白的需要将遥控按键进行配对之后再使用。所述控制中心采用2.4GHz ISM频段链接数据终端设备和执行终端设备。
进一步地，所述分频分时管理的物联系统还包括与所述路由器通信的第一模式遥控器以及与所述云服务器集群通信的第二模式遥控器，通过第一模式遥控器和第二模式遥控器可以远程实现系统的情景、联动控制。所述第一模式遥控器为安装有相应软件APP的手机，所述第二模式遥控器为安装有相应软件APP的手机，所述手机为安卓系统或IOS系统。
所述物联系统具有云计算平台，采用分布式云服务器集群，实现了动态可扩展的运营级节点的实时连接支持，支持全球范围内连接及多IDC容错备份等，为用户提供安全、可靠物联网云服务。
所述执行终端设备执行控制中心指令，实现终端设备的APP及网络遥控器控制；执行终端设备实时上传设备状态给APP和云服务器集群。所述执行终端设备包括有开关、插座、灯控器、灯、遥控器等家居中的各种设备。所述数据终端设备实时上传设备状态给APP和云服务器集群，无执行功能，设备通常处于待机状态，当需要上传数据时启动发送数据。所述数据终端设备适合电池供电低功耗的应用，包括有烟雾报警器、门磁报警器、水浸报警器、温湿度传感器、空气质量传感器等各类传感器。
所述控制中心管理数据终端设备和执行终端设备的任务包括：扫描设备、控制设备、添加设备、删除设备、信道广播及数据搜集；
扫描设备：针对终端设备系统内的执行终端设备，控制中心空闲时定期扫描，及时上传执行终端设备的设备状态变化，以便设备状态与云服务器集群同步。
控制设备：当有操作设备时，控制中心发送控制设备指令，控制设备指令优先级高，执行终端设备收到指令后立即执行，保证操作设备的响应速度。
添加设备：用于组网操作，增加网路设备成员，控制中心增加设备的SN码；设备加网成功后，记录当前的控制中心的硬件地址，便于下次启动快速加网。
删除设备：控制中心删除设备，清除记忆恢复到出厂模式。
信道广播：控制中心信道广播包包含控制中心MAC信息、联网信息、系统时钟、服务器信息，便于终端设备快速识别和加网。
数据搜集：控制中心发完信道广播包后，会有一固定时隙搜集数据终端设备的数据，此时网络遥控器、数据终端设备就可以上传数据给云服务器集群。
该物联系统还涉及到的命令包括：
中心广播信道占用命令：控制中心发出此命令后，占用预先分好的其中一个信道，不同信道的设备不会相互影响；
中心广播设备加入网络命令：控制中心发出此命令后，收到广播的设备将加入发出广播控制中心所在的信道，在相同的信道中与控制中心进行下一步的通信；
中心广播设备跳频包：控制中心发出此命令后，收到广播的设备将从当前信道中跳频到命令中指定的信道上；
中心通知设备断网包：控制中心发出此命令后，通知设备断网(断开与服务器的链接)。
所述控制中心分时管理数据终端设备和执行终端设备：所述控制中心正常工作时，循环扫描设备，每隔200ms插入一次广播包，如图2所示；所述控制中心控制设备时，尝试连接指定设备交互数据，若尝试连接次数达10次，仍连接不上，提示控制失败；若连接上指定设备，则完成设备的数据通信；所述控制中心在控制设备时，每隔200ms插入一次广播包，如图3所示。添加、删除设备的流程跟控制设备流程类似，不再累赘说明。
所述数据终端设备和执行终端设备上传设备状态、SN码以及遥控传感数据给控制中心。
所述分频分时管理的物联系统还包括设于控制中心与执行终端设备之间的中继设备。此中继功能是在如果有设备离线时，控制中心就会向所有的中继设备，不停的发出，查找终端设备的信号，如果查到并收到返回，该终端设备重新联网成功。这个功能是因为2.4G功率及覆盖范围的限制，导致有些地点不能覆盖到信号(如角落或距离过远等)，会产生掉线的情况，使用中继设备，不仅丰富了网络结构，而且还能够丰富产品应用范围，提升用户体验，节省成本。优选的，中继设备可以为带中继功能的执行终端设备。
所述云服务器集群还设有第三方网络接口，以方便第三方连接。
综上所述，本发明提供一种分频分时管理的物联系统，通过自定义通信协议，采用2.4GHz ISM频段链接设备，并采用分时分频管理各终端设备，兼容控制中继功能，可以提供稳定、可靠、高性价比的物联网(IOT)终端设备解决方案；还可以快捷、方便的实现系统设备的集成开发，降低厂商产品集成的门槛。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种分频分时管理的物联系统，其特征在于，包括：终端设备系统、与所述终端设备系统通信的路由器以及通过所述路由器与终端设备系统通信的云服务器集群；所述终端设备系统包括：控制中心，分别与所述控制中心通信的若干数据终端设备和若干执行终端设备，以及遥控器；所述数据终端设备和执行终端设备分别拥有唯一的7个字节的SN码，所述遥控器包括若干设备遥控器和若干网络遥控器，所述设备遥控器与所述执行终端设备直接通信，所述网络遥控器与控制中心直接通信；
所述控制中心管理数据终端设备和执行终端设备的任务包括：扫描设备、控制设备、添加设备、删除设备、信道广播及数据搜集；
扫描设备：针对终端设备系统内的执行终端设备，控制中心空闲时定期扫描，及时上传执行终端设备的设备状态变化，以便设备状态与云服务器集群同步；
控制设备：当有操作设备时，控制中心发送控制设备指令，控制设备指令优先级高，执行终端设备收到指令后立即执行，保证操作设备的响应速度；
添加设备：用于组网操作，增加网路设备成员，控制中心增加设备的SN码；设备加网成功后，记录当前的控制中心的硬件地址，便于下次启动快速加网；
删除设备：控制中心删除设备，清除记忆恢复到出厂模式；
信道广播：控制中心信道广播包包含控制中心MAC信息、联网信息、系统时钟、服务器信息，便于终端设备快速识别和加网；
数据搜集：控制中心发完信道广播包后，会有一固定时隙搜集数据终端设备的数据，此时网络遥控器、数据终端设备就可以上传数据给云服务器集群。
2.根据权利要求1所述的分频分时管理的物联系统，其特征在于，所述控制中心采用34个频段链接数据终端设备和执行终端设备，所述34个频段为第1至34频段，所述第1至33频段为工作频段，第34频段为遥控频段。
3.根据权利要求2所述的分频分时管理的物联系统，其特征在于，所述控制中心采用2.4GHz ISM频段链接数据终端设备和执行终端设备。
4.根据权利要求1所述的分频分时管理的物联系统，其特征在于，所述控制中心分时管理数据终端设备和执行终端设备；所述控制中心正常工作时，循环扫描设备，每隔200ms插入一次广播包；所述控制中心控制设备时，尝试连接指定设备交互数据，若尝试连接次数达10次，仍连接不上，提示控制失败；若连接上指定设备，则完成设备的数据通信；所述控制中心在控制设备时，每隔200ms插入一次广播包。
5.根据权利要求1所述的分频分时管理的物联系统，其特征在于，还包括与所述路由器通信的第一模式遥控器，所述第一模式遥控器为安装有相应软件的手机。
6.根据权利要求1所述的分频分时管理的物联系统，其特征在于，还包括与所述云服务器集群通信的第二模式遥控器，所述第二模式遥控器为安装有相应软件的手机。
7.根据权利要求1所述的分频分时管理的物联系统，其特征在于，还包括设于控制中心与执行终端设备之间的中继设备。
8.根据权利要求7所述的分频分时管理的物联系统，其特征在于，所述中继设备为带中继功能的执行终端设备。
9.根据权利要求1所述的分频分时管理的物联系统，其特征在于，所述执行终端设备包括有开关、插座、灯控器、灯及遥控器；所述数据终端设备包括有烟雾报警器、门磁报警器、水浸报警器、温湿度传感器及空气质量传感器。
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