CN104684009B - 一种稳定有效的低成本的Zigbee网络节点管理方法 - Google Patents

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Abstract

一种稳定有效的低成本的Zigbee网络节点管理方法，涉及到物联网的Zigbee网络节点管理技术领域。解决现有的Zigbee网络协调器硬件性能要求高，导致成本高，以及初始化注册数据量偏大，导致网络过于繁忙响应慢的技术不足，将各Zigbee网络节点的序号分别存储至Zigbee网络协调器中；在当外部用户设备与Zigbee网络协调器建立连接进行初始化时，Zigbee网络协调器应外部用户设备的请求将存储的序号数目返回给外部用户设备，外部用户设备根据返回的序号数目及定义好的网络管理方法来控制Zigbee网络协调器对各Zigbee网络节点逐个查询，外部用户设备通过Zigbee网络协调器收集储存各Zigbee网络节点参数信息。分担了Zigbee网络协调器数据处理量，不通过Zigbee网络协调器进行网络广播查询，解决Zigbee网络广播数据容易冲突的技术不足。

Description

一种稳定有效的低成本的Zigbee网络节点管理方法
技术领域
本发明涉及到物联网的Zigbee网络节点管理技术领域。
背景技术
在现有的智能照明和智能家居里面所用到的网络协议主要是Zigbee。由于Zigbee这个协议在网络层，数据链路层，物理层有着比较详细的规定。这就意味着只要网络节点符合Zigbee的协议，就能顺利地组网和加入网络。如果要实现各个网络节点能够互联互通，还需要Zigbee更上层的协议规定。但是在网络层以上的应用层上面基本都是一些比较开放的定义，例如：ZLL，HA等Profile，都只是具体定义了具体功能接口，但是并没有规定各个网络节点怎么进行有效的组织，管理的实现，基本都是留给各个厂家来自己来进行解决。
在现有的网络节点管理方法，基本都是基于一个性能比较强大的CPU和足够的内存空间来设计的。这样的网络管理方法的设计思路是一次性把所有网络节点的信息都保存在Zigbee网络协调器（核心节点）中，然后通过Zigbee网络协调器来统一维护各个节点的信息并于外界进行交互，例如：智能家居或者照明中的网关就是这样的产品。这样的设计方法虽然在效率上有一定的优势，势必一定会带来成本高和多Zigbee网络节点（大于20个）初始化注册数据量偏大而导致网络过于繁忙响应慢的弊病。
发明内容
综上所述，本发明的目的在于解决现有的Zigbee网络协调器硬件性能要求高，导致成本高，以及初始化注册数据量偏大，导致网络过于繁忙响应慢的技术不足，而提出一种稳定有效的低成本的Zigbee网络节点管理方法。
为解决本发明所提出的技术问题，采用的技术方案为：一种稳定有效的低成本的Zigbee网络节点管理方法，其特征在于所述方法是Zigbee网络节点与Zigbee网络协调器连接组网时，将各Zigbee网络节点的序号分别存储至Zigbee网络协调器中；在当外部用户设备与Zigbee网络协调器建立连接进行初始化时，Zigbee网络协调器应外部用户设备的请求将存储的序号数目返回给外部用户设备，外部用户设备根据返回的序号数目及定义好的网络管理方法来控制Zigbee网络协调器对各Zigbee网络节点逐个查询，外部用户设备通过Zigbee网络协调器收集储存各Zigbee网络节点参数信息。
Zigbee网络协调器对各Zigbee网络节点逐个查询时，当Zigbee网络协调器按Zigbee网络节点的序号未查询到相应的Zigbee网络节点时，Zigbee网络协调器删除预存的该Zigbee网络节点的序号。
所述的外部用户设备包括有智能手机和平板电脑。
Zigbee网络协调器通过3.5mm插头与外部用户设备的音频接口相连接。
还包括有分组信息收集方法；所述分组信息收集方法包括有如下步骤：
1）、Zigbee网络协调器在与Zigbee网络节点连接组网时，将各Zigbee网络节点分成一个以上的节点组，每个节点组由包含有N个Zigbee网络节点，将各Zigbee网络节点的节点序号和对应的组序号存储至Zigbee网络协调器；
2）、Zigbee网络协调器应外部用户设备的请求将存储的组序号数目返回给外部用户设备，外部用户设备根据返回的组序号数目，外部用户设备遍历各节点组，通过Zigbee网络协调器逐个向各节点组的一个Zigbee网络节点请求获得组序号，无需查询同一节点组中的Zigbee网络节点的组序号。
本发明的有益效果为：本发明在Zigbee网络协调器仅存储Zigbee网络节点的序号，在初始化时，再逐个查询各Zigbee网络节点参数信息，将各Zigbee网络节点参数信息再存储至外部用户设备，分担了Zigbee网络协调器数据处理量，对Zigbee网络协调器的硬件要求低，可以采用价格比较便宜的MCU和空间小的内存；另外，本发明不通过Zigbee网络协调器进行网络广播查询，从而达到节省Zigbee网络协调器内存（省成本）和解决Zigbee网络广播数据容易冲突的技术不足。
附图说明
图1为本发明的工作流程图；
图2为本发明分组信息收集方法处理流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的内容作进一步地说明。
本发明是将n个Zigbee网络节点与Zigbee网络协调器连接组网时，仅将各Zigbee网络节点的序号分别存储至Zigbee网络协调器中；外部用户设备可以是现有的智能手机、平板电脑等智能设备；当外部用户设备为有3.5mm音频接口时，Zigbee网络协调器通过3.5mm插头与外部用户设备的音频接口相连接。
外部用户设备与Zigbee网络协调器建立连接进行初始化时，Zigbee网络协调器应外部用户设备的请求将存储的序号数目返回给外部用户设备，外部用户设备根据返回的序号数目及定义好的网络管理方法来控制Zigbee网络协调器对各Zigbee网络节点逐个查询，外部用户设备通过Zigbee网络协调器收集储存各Zigbee网络节点参数信息。
参照图1中所示，本发明初始化具体的工作流程如下：
1、外部用户设备与Zigbee网络协调器建立连接；
2、外部用户设备向Zigbee网络协调器请求初始化网络节点数目；
3、Zigbee网络协调器向外部用户设备返回预存的Zigbee网络节点数目；
4、外部用户设备通过定义好的网络管理方法来进行控制Zigbee网络协调器对各Zigbee网络节点顺序查询，逐个收集储存各Zigbee网络节点参数信息；Zigbee网络协调器将是否成功查询到相应Zigbee网络节点的信息反馈给外部用户设备；当Zigbee网络协调器按Zigbee网络节点的名字未查询到相应的Zigbee网络节点时，Zigbee网络协调器删除预存的该Zigbee网络节点的序号；
5、所有Zigbee网络节点查询结束后，初始化过程结束。
目前，应用本发明方法已经成功地实现了50个Zigbee网络节点的有效而稳定的管理，使用的硬件内存不超过256K字节（其中包括了整个Zigbee协议的实现），本发明方法是一种完全符合商用的网络管理模式。
在智能家居具体应用过程中为了控制方便，有时需要分组控制，如同时对多个智能灯控制，也即是在一般的智能家居的Zigbee网络中，各Zigbee网络节点可以参加各种不同的分组（一个节点只能参加一个分组）。为了实现有效的把各Zigbee网络节点高效地收集起来，在上述管理方法的基础上，还包括有分组信息收集方法；该分组信息收集方法使得智能手机或者平板电脑在Zigbee网络协调器不用存储更复杂的分组信息（组名称，组成员等等）的前提下，能有效并稳定的获得分组信息，并开始管理。这样的管理方法都是基于在硬件内存有限的情况下，是十分稳定而有效的。
参照图2中所示，所述分组信息收集方法包括有如下步骤，也即具体初始化的过程如下：
1）、Zigbee网络协调器在与Zigbee网络节点连接组网时，将各Zigbee网络节点分成一个以上的节点组，每个节点组由包含有N（例如：50）个Zigbee网络节点，将各Zigbee网络节点的节点序号和对应的组序号存储至Zigbee网络协调器。节点序号和对应的组序号完全都可以分别用一个字节来表示，这样占用Zigbee网络协调器的内存是十分有限的。
2．智能手机或者平板电脑向Zigbee网络协调器发送请求组数目的请求；Zigbee网络协调器向智能手机或者平板电脑发送步骤1里面的节点组的数目。
3．智能手机或者平板电脑收到节点组的数目以后，开始遍历它，并根据节点组的每个元素（每个Zigbee网络节点）的内容，分析出是否在相应的节点组里面；如果在，查询组序号；遍历以后，获得整个Zigbee网络里面有多少节点组，并且把所有节点组的Zigbee网络节点排列。
4．智能手机或者平板电脑依次根据组序号的顺序，向该节点组里面的第一个组节点请求组名称，这样那个组节点通过Zigbee网络协调器返回到智能手机或者平板电脑该组名字，这样手机或者平板就获得第一个组的名字，并让这个组里面的节点组都带上这个同样的组名字，而不需要再把所有的这个组的节点都查询一遍。
5．智能手机或者平板电脑依照步骤4的方法，遍历所有节点组，或者网络中的所有组的信息，并可以开始进行管理。

Claims (4)

1.一种稳定有效的低成本的Zigbee网络节点管理方法，其特征在于所述方法是Zigbee网络节点与Zigbee网络协调器连接组网时，将各Zigbee网络节点的序号分别存储至Zigbee网络协调器中；在当外部用户设备与Zigbee网络协调器建立连接进行初始化时，Zigbee网络协调器应外部用户设备的请求将存储的序号数目返回给外部用户设备，外部用户设备根据返回的序号数目及定义好的网络管理方法来控制Zigbee网络协调器对各Zigbee网络节点逐个查询，外部用户设备通过Zigbee网络协调器收集储存各Zigbee网络节点参数信息；
还包括有分组信息收集方法；所述分组信息收集方法包括有如下步骤： 1）、Zigbee网络协调器在与Zigbee网络节点连接组网时，将各Zigbee网络节点分成一个以上的节点组，每个节点组由包含有N个Zigbee网络节点，将各Zigbee网络节点的节点序号和对应的组序号存储至Zigbee网络协调器； 2）、Zigbee网络协调器应外部用户设备的请求将存储的组序号数目返回给外部用户设备，外部用户设备根据返回的组序号数目，外部用户设备遍历各节点组，通过Zigbee网络协调器逐个向各节点组的一个Zigbee网络节点请求获得组序号，无需查询同一节点组中的Zigbee网络节点的组序号。
2.根据权利要求1所述的一种稳定有效的低成本的Zigbee网络节点管理方法，其特征在于：Zigbee网络协调器对各Zigbee网络节点逐个查询时，当Zigbee网络协调器按Zigbee网络节点的序号未查询到相应的Zigbee网络节点时，Zigbee网络协调器删除预存的该Zigbee网络节点的序号。
3.根据权利要求1所述的一种稳定有效的低成本的Zigbee网络节点管理方法，其特征在于：所述的外部用户设备包括有智能手机和平板电脑。
4.根据权利要求3所述的一种稳定有效的低成本的Zigbee网络节点管理方法，其特征在于：Zigbee网络协调器通过3.5mm插头与外部用户设备的音频接口相连接。
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