CN101859480A - 电器无线控制网络 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种电器无线控制网络，包括数个电器无线控制终端，该数个电器无线控制终端相互无线连接构成一无线控制网络，其中的每一个电器无线控制终端包括：收发装置、存储装置、处理器与电器操作装置，数个电器无线控制终端的其中一个被定义为主控节点，其余的被定义为附属节点；主控节点直接向一附属节点发送控制指令以控制其电器操作装置，或者由其它附属节点转发控制指令；每一个附属节点接收来自主控节点或者其它附属节点的信息，由其处理器判断是发送给自己的控制指令还是要求自己转发的用于其它附属节点的控制指令，如果是用于自己的控制指令，则根据该控制指令操作所述电器操作装置；如果是要求转发的控制指令，则将其转发。

Description

电器无线控制网络

技术领域

本发明涉及本发明涉及无线电气技术领域，更具体地说，涉及一种通过组网的方式控制电器的电器无线控制网络。

背景技术

目前市场上的智能化电器控制方案主要分为三大类。

第一类是有线控制方案。这类方案多是使用电线或是标准的网线来传输控制信号。由于使用了有线技术，所以这类方案多适用于新建的楼房。在楼房建造时，就必须将控制线路铺设完毕，或是预留一定的空间，以便后期铺设新的控制线路。对于大量的已经投入使用的楼房，就必须对原有的结构进行比较大的改动，才能使用这类方案。

第二类是单向的无线控制方案。在这类方案中，无线控制信号是单向传输的。即控制器使用无线发射模块，被控设备使用无线接收模块。在这类方案中，控制器将控制信号发出后，是无法得到被控设备的回复。因为被控设备只是不断的监听从控制器传来的无线控制信号，而无法向控制器发射回复信号。这样就造成了控制器无法了解被控设备的真实状态。

第三类是双向的无线控制方案。在这类方案中，控制器和被控设备上都安装了无线接收和发射模块。这样就确保了控制器可以从被控设备获得设备的真实状态。这类***的缺陷在于，***中不存在网络的概念，以及被控设备之间也不存在信息的传送。也就是说，对于单个的被控设备而言，它只能接收从控制器发出的无线控制信号。无线信号的传输是有一定的范围的。因此，在这类***中，当控制器发出的信号无法到达被控设备的时候，必须通过移动控制器得位置，缩短其与被控设备之间的距离，以确保信号能够被接收到。这些缺陷会严重的影响到整体***的稳定性。因此，在这类方案中，往往会有多个单独的转发设备，专门用来再次发射从控制器发出的控制信号。而这样的设备就会造成***的整体拥有成本的上升。

发明内容

本发明旨在提出一种电器无线控制网络，通过组网的形式实现无线控制，克服现有技术中信号传递不便，***整体成本较高的缺陷。

根据本发明，提出一种电器无线控制网络，包括数个电器无线控制终端，该数个电器无线控制终端相互无线连接构成一无线控制网络，其中的每一个电器无线控制终端包括：收发装置、存储装置、处理器与电器操作装置，收发装置用于与其他的电器无线控制终端交换信息；存储装置至少存储有该电器无线控制终端设备所处的无线控制网络的网络拓扑结构；处理器处理接收的信息、准备将要发射的信息并更新存储装置中的网络拓扑结构；电器操作装置连接到一电器，该电器实现一种电气功能；

数个电器无线控制终端的其中一个被定义为主控节点，其余的电器无线控制终端被定义为附属节点；

主控节点直接向一附属节点发送控制指令以控制其电器操作装置，或者由其它附属节点转发控制指令；

每一个附属节点接收来自主控节点或者其它附属节点的信息，由其处理器判断是发送给自己的控制指令还是要求自己转发的用于其它附属节点的控制指令，如果是用于自己的控制指令，则根据该控制指令操作所述电器操作装置；如果是要求转发的控制指令，则将其转发。

无线控制网络构建时，每一个附属节点向主控节点发送入网请求，主控节点接收该入网请求并发送入网许可作为回复；附属节点收到入网许可后查询所有与之相连的附属节点或者主控节点，并生成连接信息通知主控节点；主控节点根据所有附属节点返回的连接信息生成网络拓扑结构并发送给每一个附属节点。

主控节点或者附属节点使用其收发装置向所有的其它节点发送询问信息，如果在预定的时间内收到回复，则认为这两个节点是相连的，否则认为这两个节点是不相连的；完成对所有节点的询问后，主控节点的处理器获取主控节点的连接信息，每一个附属节点的处理器生成连接信息并由收发装置发送给主控节点。

一新的电器无线控制终端加入一已经构建的无线控制网络，该电器无线控制终端向主控节点发送入网请求，主控节点接收该入网请求并发送入网许可作为回复；该电器无线控制终端作为附属节点收到入网许可后查询当前已经构建的无线控制网络中与之相连的主控节点或者附属节点，并生成连接信息通知所述主控节点；主控节点根据该电器无线控制终端返回的连接信息更新网络拓扑结构并发送给每一个附属节点。

新的电器无线控制终端加入已经构建的无线控制网络时，主控节点将目前已构建的无线控制网络中的所有的节点的信息发送给该电器无线控制终端，以使该电器无线控制终端确定其中哪些节点是与之相连的。

新的电器无线控制终端加入已经构建的无线控制网络时，该新的电器无线控制终端与主控节点之间的通信可以通过已经构建的无线控制网络中的任何一个或数个附属节点转发，其中，该新的电器无线控制终端已经确定其与一个或数个附属节点相连。

无线控制网络中的附属节点离开无线网络，该附属节点向主控节点的发送离网请求，主控节点接收该离网请求并发送离网许可作为回复；附属节点收到离网许可后与所有与之相连的附属节点断开连接，并生成连接信息通知所述主控节点；主控节点根据该附属节点返回的连接信息更新网络拓扑结构并发送给每一个附属节点。

附属节点离开网络时，其与主控节点之间的通信可通过一个或数个附属节点转发；其中，该附属节点与这些附属节点的连接在发送连接信息至主控节点之后才断开。

采用本发明的技术方案，以组网的方式将电器无线控制终端组成无线控制网络并以网络的方式实现电器的无线控制，当直接传输无线控制信号距离不够或者遇到障碍时，会自动由网络中的其他节点转发，克服现有技术中信号传递不便的缺陷，同时节省无线控制网络的整体成本。

附图说明

图1是按照本发明的电器无线控制网络中的电器无线控制终端一实施例的结构框图；

图2是按照本发明的电器无线控制网络中的电器无线控制终端另一实施例的结构框图；

图3是按照本发明的电器无线控制网络的一个实施例的框图；

图4是本发明的电器无线控制网络的组建流程示意图；

图5是本发明的电器无线控制网络中增加一新电器无线控制终端的流程示意图；

图6是本发明的电器无线控制网络中通过其它附属节点中转增加一新电器无线控制终端的流程示意图；

图7是本发明的电器无线控制网络中的附属节点离开无线控制网络的流程示意图；

图8是本发明的电器无线控制网络中的通过其它附属节点中转离开无线控制网络的流程示意图；

图9是在本发明的电器无线控制网络中发送或者转发控制指令的一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

首先参考图1，其示出了本发明的电器无线控制网络中的电器无线控制终端的一个实施例的框图，如图示，该电器无线控制终端100包括：收发装置102、存储装置104、处理器106和电器操作装置108。

收发装置102用于与其它的电器无线控制终端交换信息。收发装置可以利用现有技术中的相应部件实现，例如可以利用现有技术中的第三类方案中的收发部件。

存储装置104至少存储有该电器无线控制终端所处的无线控制网络的网络拓扑结构。根据本发明，网络拓扑结构需要被保存在该无线控制网络中，较佳的，每一个电器无线控制终端都具有一个存储装置104以保存网络拓扑结构。在另一个简化的实现方式中，除了主控节点以外的其它附属节点的电器无线控制终端都不需要保存网络拓扑结构，因此对于附属节点的电器无线控制终端就不需要存储装置104，该种电器无线控制终端的结构框图在图2中示出。

处理器106处理接收的信息、准备将要发射的信息并更新所述存储装置104(如果有的话)中的网络拓扑结构。处理器106的功能是处理接收到的信息，通常是控制指令，处理器106需要判断该指令是发给自己的还是一个需要转发的控制指令，如果是一个转发指令，则根据其中的路由信息转发。处理器106还需要对所保存的网络拓扑结构(如果有的话)进行更新。

电器操作装置108连接到一电器，该电器实现一种电气功能。由于本发明是一种电器设备的无线控制网络，因此其中的电器无线控制终端都连接到实现特定的电气功能的电器。比如，电器操作装置108可以连接到电灯、插座、插头、开关等等。

图2示出了本发明的电器无线控制终端的另一个实施例，该实施例中，没有存储设备104。参考下面对***和控制方法的描述可知，图2所示的电器无线控制终端可被用作附属节点，而图1所示的电器无线控制终端可被用作主控节点、也可被用作附属节点。

在描述本发明的无线控制网络之前，首先说明将要使用的各种术语在本发明中的含意：

“相连”，在本文中，“相连”表示两者可以直接实现互相的通信而不需要使用中继设备，通信是无线形式的，可以采用任何已知的通信协议实现。

“主控节点”，在本文中，“主控节点”是指发出控制指令的电器无线控制终端，在本发明的一些实施例中，“主控节点”并不一定是固定一个电器无线控制终端，在某一次的控制过程中，一个电器无线控制终端可以作为“主控节点”，而在其它的控制过程中，它可以作为“附属节点”。

“附属节点”，相对于“主控节点”，当无线控制网络中的一个电器无线控制终端不是“主控节点”的时候，它就作为“附属节点”。

“连接信息”，在无线控制网络组建、新电器无线控制终端加入无线控制网络、或者电器无线控制终端离开无线控制网络时，该电器无线控制终端都会发送“连接信息”以说明当前与该电器无线控制终端相连的附属节点有哪些。

图3是按照本发明的具有组网能力的电器无线控制终端组网成无线控制网络的一个实施例的框图，如图示，该无线控制网络包括数个上述的电器无线控制终端100，为了说明简单，图3中仅列出了3个终端设备100a、100b、100c，且除非特别指明，此处的电器无线控制终端100都是具有图1所示的结构，即具有存储装置104。这些电器无线控制终端相互无线连接构成一无线控制网络，无线控制网络中的每一个电器无线控制终端100的存储装置中保存有当前的网络拓扑结构，且其收发装置可与当前网络中与之相连的其他电器无线控制终端实现信息的收发；其中一个电器无线控制终端100a被定义为主控节点，其余的电器无线控制终端100b和100c被定义为附属节点。

在图3中，主控节点100a可以直接向一附属节点，例如100b发送控制指令以控制其电器操作装置，或者由其它附属节点，例如100c转发控制指令。

每一个附属节点100b、100b可接收来自主控节点100a或者其它附属节点(比如由100c转发发送至100b的信息)的信息，由其处理器判断是发送给自己的控制指令还是要求自己转发的用于其它附属节点的控制指令，如果是用于自己的控制指令，则根据该控制指令操作电器操作装置；如果是要求转发的控制指令，则将其转发。

上述的这些操作将在下面详细说明。

图4是本发明的电器无线控制网络组建流程示意图。图4中仍然参考图3中的三个附属节点100a、100b和100c，其中100a是主控节点，100b和100c是附属节点。开始建网时，每一个附属节点100b、100c向主控节点100a发送入网请求，主控节点100a接收入网请求并发送入网许可作为回复。与此同时，主控节点100a还将已经获得入网许可(即发送过入网许可的附属节点)附属节点100b、100c的信息一并发送给两个附属节点100b、100c。附属节点100b和100c收到入网许并根据信息进行查询，确定可与它们各自相连的附属节点。例如在图4所示的实施例中，100b和100c是相连的附属节点，此时，在100b和100c的处理器中会生成连接信息并通知主控节点100a。主控节点100a中的处理器根据所有附属节点，此处即附属节点100b和100c返回的连接信息生成网络拓扑结构并发送给每一个附属节点。本领域的技术人员应当理解，图4中示出两个附属节点仅仅是为了说明的目的，按照此处的描述，完全可以预见到当附属节点数扩展到n个时，其操作步骤是类似的。对于附属节点之间的是否相连的确认，可以采用公知的“握手”操作，同样参考图4，附属节点100b向附属节点100c发送询问信息，如果在预定的时间内收到回复，则认为这两个附属节点100b和100c是相连的，否则认为这两个附属节点是不相连的；当一个附属节点完成对所有附属节点的询问后，该附属节点的处理器生成连接信息并由收发装置发送给主控节点。附属节点100c也执行同样的操作，为了简明，在图4中就不再示出。同样，本领域的技术人员应当理解，图4中示出两个附属节点仅仅是为了说明的目的，按照此处的描述，完全可以预见到当附属节点数扩展到n个时，其操作步骤是类似的。在图4的实施例中，判断结果是附属节点100b和100c是相连的，因此形成的网络拓扑结构中这两个附属节点是相连接的，对于不相连的情况，是本领域的技术人员可以预见的。

对于本发明的电器无线控制网络来说，其中的附属节点可以随时增加。图5示出了新增加一个附属节点至已构建的网络的流程示意图。在图4已经建立的无线控制网络的基础上，一个新的附属节点100d将要加入到该网络中。该附属节点100d向主控节点100a发送入网请求，主控节点100a接收该入网请求并发送入网许可作为回复，并同时将已经在网络中的附属节点100b和100c的信息一并发送给附属节点100d，收到入网许可后附属节点100d根据信息查询当前已经构建的无线网络中的附属节点100b和100c是否与之相连，判断的方式还是采用上述的“握手”操作，其具体过程此处不再重复，判断的结果是100d与100b相连，与100c不相连，根据该情况，100d的处理器生成连接信息并通知主控节点100a；主控节点100a根据该附属节点100d返回的连接信息更新网络拓扑结构并发送给每一个附属节点100b、100c、100d。同样，本领域的技术人员应当理解，图5中示出增加一个新附属节点100d仅仅是为了说明的目的，按照此处的描述，完全可以预见到当新附属节点数扩展到n个时，其操作步骤是类似的。

上述图4、5描述的情况中，所有的附属节点都可以直接与主控节点进行通信，但是也存在一附属节点无法直接与主控节点相连的情况，此处，就需要通过一个或者数个其它的附属节点进行中转。图6示出了这种情况下新增加附属节点至网络的流程示意图。还是参考图4中已经构建的网络，一个新的附属节点100e将要加入到该网络中，但是其无法直接与主控节点100a相连。此时，通过预先的“握手”操作或者其它的操作确定100e是与附属节点100c相连的，于是，新的附属节点100e将首先与附属节点100c建立连接，然后由附属节点100c作为中转实现附属节点100e与主控节点100a之间的通信，完成附属节点100e加入网络的过程。此处图6示出了由一个附属节点实现中转的情况，本领域的技术人员应该理解，采用两个附属节点连续的中转的情况也是可能的，其操作是通过此处的描述可以预见的。同样，本领域的技术人员应当理解，图6中示出增加一个新附属节点100e仅仅是为了说明的目的，按照此处的描述，完全可以预见到当新附属节点数扩展到n个时，其操作步骤是类似的。

本发明的电器无线控制网络既可以新增加附属节点，已经在网络中的附属节点也可以离开网络。参考图7，示出了一附属节点离开网络的流程示意图。例如，参考图5中最终组建的网络，主控节点100a、附属节点100b、100c、100d，其中附属节点100b和100c以及100d相连接。当附属节点100c要离开网络时，该附属节点100c向主控节点100a的发送离网请求，主控节点100a接收该离网请求并发送离网许可作为回复；附属节点100c收到离网许可后与所有与之相连的附属节点断开连接，在该实施例中，需要与附属节点100b以及主控节点100a断开，断开的过程仍然使用“握手”操作实现，此处不再详细说明；之后，附属节点100c的处理器生成连接信息通知主控节点100a附属节点100c已经离开，且与之相关的连接都已断开；主控节点100a根据该附属节点100c返回的连接信息更新网络拓扑结构并发送给留在网络中的每一个附属节点100b、100d。在图7中用虚线表示已经断开的连接，用虚框表示已经离开的附属节点100c，在图7中剩下的实线的连接就是更新后的网络拓扑结构。

如果要离开的附属节点不与主控节点100a相连，离开的步骤就有一些变化。参考图8。图8中的网络是在图6的步骤完成之后形成的网络，现在，附属节点100e将要离开网络，由于其是通过附属节点100c中转完成与主控节点100a的通信的，因此其与附属节点100c之间的连接将在最后断开，即由附属节点100c将100e发送的连接信息转发给主控节点100a之后，附属节点100c与附属节点100e之间的连接才断开。

在完成了网络的建立之后，下面说明如在在本发明的电器无线控制网络中发送或者转发控制指令。

参考图9，其是在本发明的电器无线控制网络中发送或者转发控制指令的一个实施例的流程示意图。该电器无线控制网络的结构如下：

主控节点100f与附属节点100g相连，附属节点100g和附属节点100h相连。

主控节点100f向附属节点100g发送控制指令，由于它们直接相连，指令可以直接发送给附属节点100g，附属节点100g收到指令后返回确认信息，之后，附属节点100g中的处理器判断该指令是发送给附属节点100g的，故按照指令操作其电器操作装置，操作完成之后发送完成指令至主控节点100f，主控节点100f收到指令后返回确认信息。

主控节点100f向附属节点100h发送控制指令，由于它们不直接相连，指令不可以直接发送给附属节点100h，而需要附属节点100g进行中转，附属节点100g收到指令后首先判断其不是发给自己的控制指令，而是一个转发给100h的转发指令，附属节点100g先返回确认信息给主控节点100f表示其收到该转发指令。之后，附属节点100g将该指令转发给附属节点100h，由于该指令现在是由附属节点100g转发，所以在图9中表示为。附属节点100h收到该指令后首先向附属节点100g返回确认信息，之后附属节点100h的处理器判断该指令是发送给附属节点100h的，故按照指令操作其电器操作装置，操作完成之后发送完成指令至附属节点100g，附属节点100g收到完成指令后返回确认信息。之后附属节点100g向主控节点100f用完成消息通告附属节点100h已经完成了指令，主控节点100f向附属节点100g发送确认消息。至此，主控节点100f完成对附属节点100h的控制。

采用本发明的技术方案，以组网的方式将电器无线控制终端组成无线控制网络并以网络的方式实现电器的无线控制，当直接传输无线控制信号距离不够或者遇到障碍时，会自动由网络中的其他节点转发，克服现有技术中信号传递不便的缺陷，同时节省无线控制网络的整体成本。

Claims (8)

1.一种电器无线控制网络，其特征在于，包括数个电器无线控制终端，该数个电器无线控制终端相互无线连接构成一无线控制网络，其中的每一个电器无线控制终端包括：收发装置、存储装置、处理器与电器操作装置，收发装置用于与其他的电器无线控制终端交换信息；存储装置至少存储有该电器无线控制终端设备所处的无线控制网络的网络拓扑结构；处理器处理接收的信息、准备将要发射的信息并更新所述存储装置中的网络拓扑结构；电器操作装置连接到一电器，该电器实现一种电气功能；

所述数个电器无线控制终端的其中一个被定义为主控节点，其余的电器无线控制终端被定义为附属节点；

所述主控节点直接向一附属节点发送控制指令以控制其电器操作装置，或者由其它附属节点转发所述控制指令；

所述每一个附属节点接收来自主控节点或者其它附属节点的信息，由其处理器判断是发送给自己的控制指令还是要求自己转发的用于其它附属节点的控制指令，如果是用于自己的控制指令，则根据该控制指令操作所述电器操作装置；如果是要求转发的控制指令，则将其转发。

2.如权利要求1所述的电器无线控制网络，其特征在于，所述无线控制网络构建时，每一个附属节点向主控节点发送入网请求，主控节点接收该入网请求并发送入网许可作为回复；所述附属节点收到入网许可后查询所有与之相连的附属节点或者主控节点，并生成连接信息通知所述主控节点；主控节点根据所有附属节点返回的连接信息生成网络拓扑结构并发送给每一个附属节点。

3.如权利要求1所述的电器无线控制网络，其特征在于，所述主控节点或者附属节点使用其收发装置向所有的其它节点发送询问信息，如果在预定的时间内收到回复，则认为这两个节点是相连的，否则认为这两个节点是不相连的；完成对所有节点的询问后，主控节点的处理器获取主控节点的连接信息，每一个附属节点的处理器生成连接信息并由收发装置发送给主控节点。

4.如权利要求1所述的电器无线控制网络，其特征在于，一新的电器无线控制终端加入一已经构建的无线控制网络，该电器无线控制终端向主控节点发送入网请求，主控节点接收该入网请求并发送入网许可作为回复；该电器无线控制终端作为附属节点收到入网许可后查询当前已经构建的无线控制网络中与之相连的主控节点或者附属节点，并生成连接信息通知所述主控节点；主控节点根据该电器无线控制终端返回的连接信息更新网络拓扑结构并发送给每一个附属节点。

5.如权利要求4所述的电器无线控制网络，其特征在于，新的电器无线控制终端加入已经构建的无线控制网络时，所述主控节点将目前已构建的无线控制网络中的所有的节点的信息发送给该电器无线控制终端，以使该电器无线控制终端确定其中哪些节点是与之相连的。

6.如权利要求4或5所述的电器无线控制网络，其特征在于，所述新的电器无线控制终端加入已经构建的无线控制网络时，该新的电器无线控制终端与主控节点之间的通信可以通过已经构建的无线控制网络中的任何一个或数个附属节点转发，其中，该新的电器无线控制终端已经确定其与所述的一个或数个附属节点相连。

7.如权利要求1所述的电器无线控制网络，其特征在于，所述无线控制网络中的附属节点离开无线网络，该附属节点向主控节点的发送离网请求，主控节点接收该离网请求并发送离网许可作为回复；所述附属节点收到离网许可后与所有与之相连的附属节点断开连接，并生成连接信息通知所述主控节点；主控节点根据该附属节点返回的连接信息更新网络拓扑结构并发送给每一个附属节点。

8.如权利要求7所述的电器无线控制网络，其特征在于，附属节点离开网络时，其与所述主控节点之间的通信可通过一个或数个附属节点转发；其中，该附属节点与这些附属节点的连接在发送连接信息至主控节点之后才断开。

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