本發(fā)明屬于智能家居領(lǐng)域，具體涉及一種智能家居感知層骨干網(wǎng)建立方法。

背景技術(shù)：

智能家居早在物聯(lián)網(wǎng)概念出現(xiàn)之前，就已經(jīng)在市場上得到應(yīng)用，尤其是在歐美市場，認(rèn)可度極高。但主要是基于總線技術(shù)，通常需要在房屋裝修的時(shí)候介入，安裝過程復(fù)雜、故障維修復(fù)雜、維護(hù)成本高、價(jià)格非常昂貴，因此其目標(biāo)用戶只能是別墅之類的高端住宅用戶，也就自然造成了智能家居“高冷”的現(xiàn)實(shí)。

隨著技術(shù)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)走進(jìn)人們的生活當(dāng)中，各行各業(yè)都日益受到物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來的影響并發(fā)生改變。近年，市場上各種基于無線技術(shù)的智能家居單品，如智能插座、智能開關(guān)、遙控?zé)舻刃庐a(chǎn)品層出不窮。但是，與智能單品的“熱鬧”登場相反，在成套智能家居系統(tǒng)市場上，無線技術(shù)并不象人們想象的那樣廣為接受。代理商和用戶的主要反映在于：無線產(chǎn)品經(jīng)常出現(xiàn)控制“不靈”、“誤報(bào)”等現(xiàn)象，遠(yuǎn)不如有線產(chǎn)品穩(wěn)定、可靠。這一現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因在于，無線智能家居系統(tǒng)沒有建立穩(wěn)定的無線鏈路構(gòu)成的骨干網(wǎng)。

目前，無線智能家居產(chǎn)品采用的無線技術(shù)主要有：wifi、433mhz、zigbee等，其中尤以wifi類產(chǎn)品最多。wifi單品直接與家中ap相連，多個(gè)wifi單品與ap構(gòu)成星形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。因?yàn)闊o線信號的特點(diǎn)，ap信號往往不能在屋內(nèi)形成有效覆蓋，屋內(nèi)總是會存在或多或少的信號死角，難免出現(xiàn)不穩(wěn)定的鏈路。433mhz往往是用來作為一種遙控手段，通常只是產(chǎn)品的遙控器與被控制端之間的一種通信手段，并不能建成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。采用2.4ghz的zigbee網(wǎng)絡(luò)，盡管支持自組織成多跳網(wǎng)絡(luò)，但因?yàn)橛脩粑輧?nèi)結(jié)構(gòu)、布置各不相同，而對zigbee設(shè)備的安裝位置沒有進(jìn)行很好的規(guī)劃，也造成了如zigbee之類的多跳網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)不穩(wěn)定的鏈路甚至出現(xiàn)“孤島”。針對這一問題，本發(fā)明提出為無線智能家居系統(tǒng)建立由穩(wěn)定可靠的無線鏈路構(gòu)成的感知層骨干網(wǎng)的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，為無線智能家居系統(tǒng)，提供一種由穩(wěn)定可靠的無線鏈路構(gòu)成的感知層骨干網(wǎng)的建立方法。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)無線智能家居系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠連接，省去用戶照明系統(tǒng)中的開關(guān)布線，節(jié)約用戶家裝成本。

其技術(shù)方案如下。

一種智能家居感知層骨干網(wǎng)建立方法。感知層骨干網(wǎng)由一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和若干路由節(jié)點(diǎn)組成，接通電源后能相互自組織成多跳網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)上均有通斷開關(guān)，可控制是否對燈具供電。感知層骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)安裝位置：將節(jié)點(diǎn)安裝在室內(nèi)所有頂燈底座上，具體的：節(jié)點(diǎn)與頂燈底座相連，燈具再與節(jié)點(diǎn)相連。上電后，所有節(jié)點(diǎn)自組織成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成穩(wěn)定、可靠的感知層骨干網(wǎng)。

所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)均包含：電源模塊、單片機(jī)、無線通信模塊和控制模塊，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)還包含一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換模塊。

所述電源模塊，用于從市電轉(zhuǎn)換得到3.3v/5v直流電源給單片機(jī)、無線通信模塊和網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換模塊供電，單片機(jī)、無線通信模塊用于自組織多跳感知層網(wǎng)絡(luò)的組建并完成感知層網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)處理和通信，控制模塊根據(jù)單片機(jī)的指令控制照明燈具的供電與否。

所述網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)中的網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換模塊，根據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)的不同可以選用不同的轉(zhuǎn)換模塊，如wifi模塊、3g/4g通信模塊甚至以太網(wǎng)卡等。

網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)組建方面的作用：主要在于感知層網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和感知層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與接入網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，它可以選擇安裝或不安裝在屋頂燈具處，但應(yīng)盡可能安裝在接入網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)信號好的位置。

路由節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)組建方面的作用主要在于：感知層網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

所有頂燈底座都安裝網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)或路由節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)組成無線鏈路穩(wěn)定可靠的骨干網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了感知層網(wǎng)絡(luò)無線信號對室內(nèi)的全面覆蓋，確保室內(nèi)任何一處都能很好的與骨干網(wǎng)中某一個(gè)或幾個(gè)節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定、可靠的通信。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)如下。

屋頂燈具在家中分布最為均勻，所處位置為人體較難觸摸到的高處，在該處安裝的無線節(jié)點(diǎn)一方面可以較好的避免人體和家中其他家具對無線信號的影響，另一方面借助于燈具分布的均勻性，自組織成的感知層網(wǎng)絡(luò)可以形成對室內(nèi)最好的無線覆蓋，確保室內(nèi)沒有感知層網(wǎng)絡(luò)信號無法到達(dá)的死角，便于在家中任何地方接入智能家居設(shè)備。

骨干網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)都有控制供電與否的開關(guān)，省去了傳統(tǒng)墻壁開關(guān)的布線，從而節(jié)省大量的布線材料和人工費(fèi)，而且也減少了因?yàn)閴?nèi)線路的損壞帶來的維修困難。

附圖說明

圖1為感知層骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)功能模塊圖。

圖2為感知層骨干網(wǎng)安裝位置示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出一種智能家居感知層骨干網(wǎng)建立方法，為方便本發(fā)明實(shí)施，下面結(jié)合附圖說明本方法實(shí)施過程。

感知層骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)，一方面它們主要用于感知層網(wǎng)絡(luò)各設(shè)備間數(shù)據(jù)的通信和轉(zhuǎn)發(fā)，以及感知層網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)通信和轉(zhuǎn)發(fā)；另一方面它們還需要控制連接在其上的照明燈供電與否的控制。

如圖1，骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部模塊包括：電源模塊、單片機(jī)、無線通信模塊和控制模塊。單片機(jī)和無線通信模塊，本實(shí)施例選擇將兩者封裝在芯片內(nèi)部的片上系統(tǒng)，無線通信標(biāo)準(zhǔn)本實(shí)施例選擇zigbee網(wǎng)絡(luò)。電源模塊將220v市電轉(zhuǎn)換得到3.3v直流電源給片上系統(tǒng)供電。控制模塊主要完成市電到燈具供電的通斷控制，本實(shí)施例使用光耦器件和雙向可控硅進(jìn)行控制。片上系統(tǒng)根據(jù)所接收到的消息，通過單片機(jī)對控制模塊發(fā)出指令，控制對燈具的供電與否。

網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)除上述4個(gè)模塊外，還需要一個(gè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)換模塊，本實(shí)施例使用wifi模塊。

路由節(jié)點(diǎn)為zigbee路由器，網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)需要，選擇zigbee協(xié)調(diào)器或路由器，本實(shí)施例選擇zigbee協(xié)調(diào)器作為網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)。

節(jié)點(diǎn)的進(jìn)線分別頂燈底座的火線、零線，節(jié)點(diǎn)的出線接燈具的兩根入線。

如圖2，將網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)安裝在ap信號好的頂燈底座位置，其它所有頂燈底座，都安裝路由節(jié)點(diǎn)。

對于新裝修的家庭，無需專門布線到墻壁開關(guān)處，節(jié)省大量材料及人工費(fèi)用，對于已安裝傳統(tǒng)墻壁開關(guān)的家庭，直接將所有燈具的開關(guān)置于“打開”位置，保持到屋頂線路的“常開”狀態(tài)。

通電后，本實(shí)施例中接在燈具上的節(jié)點(diǎn)自組織成網(wǎng)絡(luò)，形成無線鏈路穩(wěn)定、可靠的感知層骨干網(wǎng)。

其他與骨干網(wǎng)處于同一通信信道的zigbee路由器或終端設(shè)備，在本實(shí)施例的室內(nèi)均能與骨干網(wǎng)上一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)有穩(wěn)定、可靠的無線鏈路。只要能通過安全認(rèn)證的設(shè)備，均能穩(wěn)定的連入感知層網(wǎng)絡(luò)中。

下面給出本實(shí)施例中，終端設(shè)備或其他路由器接入網(wǎng)絡(luò)的過程。

作為終端設(shè)備的開關(guān)1，采用鈕扣電池供電，上電后加入網(wǎng)絡(luò)，通過手機(jī)客戶端將與燈具a連接的骨干節(jié)點(diǎn)與開關(guān)1相綁定。按動開關(guān)時(shí)，該終端設(shè)備均發(fā)出控制消息，與之綁定的骨干節(jié)點(diǎn)收到消息后發(fā)出指令控制燈具的亮滅。

可燃?xì)怏w監(jiān)測的重點(diǎn)位置——接頭部分，通常都在比較隱蔽的位置，如櫥柜內(nèi)，通常既不好接電源，無線信號也不會太好，在本實(shí)施例中，可以將監(jiān)測設(shè)備作為終端設(shè)備，采用干電池供電，又因?yàn)樵趶N房頂燈處就有骨干節(jié)點(diǎn)，良好的信號也能得到保證，因此能順利的接入感知層網(wǎng)絡(luò)，并保持足夠好的穩(wěn)定性。

位于角落里的插座，因?yàn)槲恢幂^低，很容易被人體或家中其他家具阻擋，如果離它最近的節(jié)點(diǎn)距離都很遠(yuǎn)，這時(shí)該處的無線鏈路的質(zhì)量就不穩(wěn)定，有時(shí)會很差，甚至完全沒有信號。但是，通常在它附近一定有頂燈存在，因此在本實(shí)施例中也可保證作為路由器的智能插座從該處取電也能很好的連入感知層網(wǎng)絡(luò)。

以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍；在不違反本發(fā)明構(gòu)思的基礎(chǔ)上所作的任何替換與改進(jìn)，均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。