CN109656177A - 一种智能门窗通信*** - Google Patents

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周锐
曾传礼
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Chengdu Yi Hui Home Technology Co Ltd
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Abstract

本发明实施例提供了一种智能门窗通信***，包括：分布式去中心化结构或区域中心式去中心化结构；其中，所述分布式去中心化结构中每个节点与其他节点之间为相互备份关联，每个节点均能向其他节点发送指令；所述区域中心式去中心化结构中包括多个不同权限级别的节点，同一权限级别的节点互为备份关联，权限级别较高的节点向权限级别较低或同一权限级别的节点发送指令。本发明实施例提供的一种智能门窗通信***采用了去中心化的控制方式，从而使得智能门窗通信***的容错性、抗干扰性以及安全性均能得到显著提升。

Description

一种智能门窗通信***
技术领域
本发明实施例涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种智能门窗通信***。
背景技术
图1是现有技术提供的智能门窗通信***架构示意图，如图1所示，目前的智能门窗无线通信控制***主要是采用的中心化的控制方式，由路由器、网关、或者服务器作为控制中心，而网内的各个智能门窗、窗帘、传感器、空调控制器等节点则是收听模式，收听来自于控制中心的广播指令，做出相应的开门窗或关门窗的动作，常用的WIFI、蓝牙、2.4G等无线通信技术，均是采用这种中心化的通信控制方式。
但是现有技术提供的智能门窗通信***主要存在两大问题：首先，该智能门窗通信***受限于WIFI、蓝牙、2.4G等无线通信技术发射的有效距离的限制。其次，网内全部门窗、窗帘、空调控制器及传感器节点，只接收和执行来自中心控制器(网关、路由器、服务器)的指令，如果中心控制器出现故障，则全网瘫痪。
因此，现在亟需一种智能门窗通信***来解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种智能门窗通信***。
第一方面本发明实施例提供一种智能门窗通信***，包括：
分布式去中心化结构或区域中心式去中心化结构；
其中，所述分布式去中心化结构中每个节点与其他节点之间为相互备份关联，每个节点均能向其他节点发送指令；
所述区域中心式去中心化结构中包括多个不同权限级别的节点，同一权限级别的节点互为备份关联，权限级别较高的节点向权限级别较低或同一权限级别的节点发送指令。
其中，所述智能门窗通信***还包括路径选择模块；
路径选择模块由多段代码实现，存储于每个节点的存储器中，路径选择模块会通过监测并计算各节点与临近节点的信号强度及通信时间，在多条路径中选择信号最强且时间较短的最优路径；
所述路径选择模块用于为每个节点选出最优的发送指令路径，直至将所述指令发送至目的节点。
其中，所述路径选择模块还用于当所述目的节点收到所述指令后，为所述目的节点选出最优的返回路径。
其中，所述智能门窗通信***还包括权限修改模块；
权限修改模块由多段代码实现，存储于每个节点的存储器中；
所述权限修改模块用于修改每个节点的权限级别。
其中，所述权限修改模块还用于将修改的权限级别文件分布式存储在各个节点中。
本发明实施例提供的一种智能门窗通信***采用了去中心化的控制方式，从而使得智能门窗通信***的容错性、抗干扰性以及安全性均能得到显著提升。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术提供的智能门窗通信***架构示意图；
图2是本发明实施例提供的分布式去中心化结构示意图；
图3是本发明实施例提供的区域中心式去中心化结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，现有的智能门窗通信***主要受限于两个方面。第一方面受限于WIFI、蓝牙、2.4G等无线通信技术发射的有效距离的限制，在普通住宅中，WIFI信号最多能通过三面墙，蓝牙、2.4G则最多通过一面墙，信号就出现明显的衰减和丢失，导致中心控制***的指令，很难发送到一些边缘房间的门窗，无线信号盲区在普通住宅的智能门窗***中是常见的问题。
第二方面受限于网内全部门窗、窗帘、空调控制器及传感器节点，只接收和执行来自中心控制器(网关、路由器、服务器)的指令，如果中心控制器出现故障，则全网瘫痪。
与此同时，最新的ZIGBEE、ZWAVE等组网通信技术，在架构上实现了去中心化控制，但是只能解决信号发射有效距离的问题，不能对去中心化控制得到良好解决。
针对上述问题，本发明实施例提供了一种智能门窗通信***，包括：
分布式去中心化结构或区域中心式去中心化结构；
其中，所述分布式去中心化结构中每个节点与其他节点之间为相互备份关联，每个节点均能向其他节点发送指令；
所述区域中心式去中心化结构中包括多个不同权限级别的节点，同一权限级别的节点互为备份关联，权限级别较高的节点向权限级别较低或同一权限级别的节点发送指令。
图2是本发明实施例提供的分布式去中心化结构示意图，图3是本发明实施例提供的区域中心式去中心化结构示意图，结合图2和图3所示，本发明实施例提供的两种结构形式的门窗通信***均能够解决去中心化控制，并且具有良好的容错性、抗干扰性以及安全性。
需要说明的是，本发明实施例提供的门窗通信***主要应用于智能门窗与智能门窗之间，智能门窗与智能窗帘之间、智能窗帘与智能窗帘之间、智能门窗与传感器之间、智能窗帘与传感器之间，传感器与传感器之间、传感器与区域中心控制器之间、区域中心控制器与智能电器之间、智能门窗与智能电器之间、区域中心控制器与智能门窗之间、区域中心控制器与智能窗帘之间的组网及无线通信。
在进行无线通信的过程中，各个节点之间需要完成相应的信息交互，信息交互的过程是以节点向节点发送指令的形式完成的，本发明实施例中的节点包括但不限于中央控制器、门窗、窗帘、传感器、空调控制器等设备。可以理解的是，节点的数量和具体构成本发明实施例不予具体限定。
那么通过本发明实施例提供的图2和图3两种网络结构的门窗通信***，均能够实现去中心化控制的目的。具体的，本发明实施例实际上是在门窗通信***的逻辑层上进行了两种网络结构的设计。
其中，对于分布式去中心化结构而言，在分布式去中心化结构中，每个节点都存储有门窗控制***的运算逻辑，并与其他节点成为相互备份关系，即本发明实施例中所述的相互备份关联，并且在分布式去中心化结构中，每个节点均可以向其他节点发送指令。
对于区域中心式去中心化结构而言，在区域中心式去中心化结构中，本发明实施例会预先为每个节点设置权限级别，那么某些高权限的节点会被设置成区域控制中心，存储有门窗通信***的运算逻辑。同一权限级别的节点互为备份关联，高级的区域中心节点，可以向下级子节点或其他同级节点发送指令。
由上述内容可以看出，本发明实施例提供的门窗通信***具有良好的容错性、抗干扰性以及安全性。对于容错性而言，本发明实施例提供的智能门窗无线通信***不会因为某个门窗节点的故障或者中心控制器的故障，导致整个***无法运行。
对于抗干扰性而言，本发明实施例提供的智能门窗无线通信***不会因为某条无线通信路径出现干扰，而导致指令传达不到位的情况，因为有多种路径可到达。
对于安全性而言，如果黑客只对中心控制器发起攻击，并不能摧毁整个***，黑客需对大量的节点进行攻击，切断所有路径，才会使***崩溃，但这种攻击的难度和成本都将指数级提高；并且不同的节点拥有不同的控制权限，而控制权限可以通过服务器远程进行修改，由于权限的分级控制，使门窗的安全性和灵活性都大大提高。
综上，本发明实施例提供的一种智能门窗通信***采用了去中心化的控制方式，从而使得智能门窗通信***的容错性、抗干扰性以及安全性均能得到显著提升。
在上述实施例的基础上，所述智能门窗通信***还包括路径选择模块；
路径选择模块由多段代码实现，存储于每个节点的存储器中，路径选择模块会通过监测并计算各节点与临近节点的信号强度及通信时间，在多条路径中选择信号最强且时间较短的最优路径；
所述路径选择模块用于为每个节点选出最优的发送指令路径，直至将所述指令发送至目的节点。
所述路径选择模块还用于当所述目的节点收到所述指令后，为所述目的节点选出最优的返回路径。
由上述实施例的内容可知，本发明实施例中节点能够向其他节点发送指令，那么本发明实施例实际上是在智能门窗通信***的架构层上进行了改进。
具体的，在本发明实施例提供的智能门窗通信***中，每个节点都可以向其他节点广播指令，指令的传递类似于古代烽火台，从临近的节点出发，路径选择模块自动选出最优路径，最优路径的具体选择算法可根据现有的路径选择算法进行计算。从而通过路径选择模块选择的路径将指令由一个节点传递到下一个节点，直至指令到达目的节点。而目的节点收到指令后，也会由路径选择模块自动选择最优路径，返回执行结果。
优选的，本发明实施例提供的路径选择模块由多段代码实现，存储于每个节点的存储器中，路径选择模块会通过监测并计算各节点与临近节点的信号强度及通信时间，在多条路径中选择信号最强且时间较短的最优路径
在上述实施例的基础上，所述智能门窗通信***还包括权限修改模块；
权限修改模块由多段代码实现，存储于每个节点的存储器中；
所述权限修改模块用于修改每个节点的权限级别。
由上述实施例的内容可知，本发明实施例提供的节点中具有权限级别，那么实质上本发明实施例是对于智能门窗通信***的权限层进行了改进。
具体的，在本发明实施例提供的智能门窗通信***中，每个节点根据其功能及重要性，管理员可以在权限修改模块中人为的修改其权限，使其可以发送不同权限的指令，而该权限文件分布式存储于各节点中，即使某个节点被非法修改，也会被其他节点的备份恢复。
该权限修改模块一般设置于每个节点内部，每个节点对应一个权限修改模块，当需要修改节点权限时，操作节点相对应的权限修改模块即可。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种智能门窗通信***，其特征在于，包括：
分布式去中心化结构或区域中心式去中心化结构；
其中，所述分布式去中心化结构中每个节点与其他节点之间为相互备份关联，每个节点均能向其他节点发送指令；
所述区域中心式去中心化结构中包括多个不同权限级别的节点，同一权限级别的节点互为备份关联，权限级别较高的节点向权限级别较低或同一权限级别的节点发送指令。
2.根据权利要求1所述的智能门窗通信***，其特征在于，所述智能门窗通信***还包括路径选择模块；
路径选择模块由多段代码实现，存储于每个节点的存储器中，路径选择模块会通过监测并计算各节点与临近节点的信号强度及通信时间，在多条路径中选择信号最强且时间较短的最优路径；
所述路径选择模块用于为每个节点选出最优的发送指令路径，直至将所述指令发送至目的节点。
3.根据权利要求2所述的智能门窗通信***，其特征在于，所述路径选择模块还用于当所述目的节点收到所述指令后，为所述目的节点选出最优的返回路径。
4.根据权利要求1-3任一所述的智能门窗通信***，其特征在于，所述智能门窗通信***还包括权限修改模块；
权限修改模块由多段代码实现，存储于每个节点的存储器中；
所述权限修改模块用于修改每个节点的权限级别。
5.根据权利要求4所述的智能门窗通信***，其特征在于，所述权限修改模块还用于将修改的权限级别文件分布式存储在各个节点中。
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