基于Thread协议的智能家居控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于Thread协议的智能家居控制系统，其包括：在预设区域内设置的多个路由节点、边界路由器以及终端节点，所述路由节点组成网状网络，所述终端节点通过相应的路由节点连接至网状网络，所述终端节点、路由节点以及边界路由器之间通过无线链路进行通讯，所述路由节点为智能家居设备本体，所述终端节点为智能家居外围设备以及传感器节点的一种或多种。本实用新型专利技术通过Thread网络组建智能家居系统的无线控制网络，简化的Thread网络降低了智能家居控制系统设计的复杂度，使得控制系统更加稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
基于Thread协议的智能家居控制系统
本技术涉及无线组网
，具体为一种基于Thread协议的智能家居控制系统。
技术介绍
现有的智能家居系统的无线控制网络一般通过Zigbee协议进行组网，Zigbee协议是一种以IEEE802.15.4为标准的短距离、低功耗网状网络通讯协议，定义了网络层和应用层规范，在工业领域、商业照明以及智能家居领域均有广泛的应用。但是Zigbee协议并没有定义网络层，其应用层协议混乱，即各个生产商使用的协议标准未必一致，因此，生产商之间的产品之前不能通用，从而造成其使用受到一定的限制。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种基于Thread协议的智能家居控制系统，其通过Thread网络组建智能家居系统的无线控制网络，容易组网，自动分配地址和自动寻址，简化的Thread网络降低了智能家居控制系统设计的复杂度，使得控制系统更加稳定可靠。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种基于Thread协议的智能家居控制系统，其包括在预设区域内设置的多个路由节点、边界路由器以及终端节点，所述路由节点组成网状网络，任一个或多个路由节点通过边界路由器与云端的服务器进行通讯，所述终端节点通过相应的路由节点连接至网状网络，所述终端节点、路由节点以及边界路由器之间通过无线链路进行通讯，所述路由节点为智能家居设备本体，所述终端节点为智能家居外围设备以及传感器节点的一种或多种。优选地，所述预设区域为一栋楼或一个小区，每个楼层设置至少一个边界路由器。可选地，预设区域为一个房屋单元，其设有一个边界路由器。优选地，智能家居设备本体为一种或多种电器设备。优选地，传感器节点为温度传感器节点、湿度传感器节点、电流互感器节点、电压互感器节点以及电能采集器中的一种或多种；智能家居外围设备为控制面板、遥控器、变频器、电源中的一种或多种。与现有技术相比，本技术基于Thread协议的智能家居控制系统，其有益效果在于：通过Thread网络组建智能家居系统的无线控制网络，容易组网，自动分配地址和自动寻址，简化的Thread网络降低了智能家居控制系统设计的复杂度，使得控制系统更加稳定可靠。附图说明图1为本技术基于Thread协议的智能家居控制系统的结构图；图2为本技术基于Thread协议的智能家居控制方法的流程图；图3为一种基于Thread协议的网状网络的数据传送架构图。具体实施方式下面，结合附图以及具体实施方式，对本技术做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。请参照图1所示，一种基于Thread协议的智能家居控制系统，其包括在预设区域内设置的多个路由节点、边界路由器以及终端节点，所述路由节点组成网状结构，任一个或多个路由节点通过边界路由器与云端的服务器进行通讯，所述终端节点连接至相应的路由节点，所述终端节点、路由节点以及边界路由器之间通过Thread协议的无线链路进行通讯，边界路由器用于将路由节点、边界路由器以及终端节点构建的Thread无线网络的数据转发至服务器，或者将服务器传送的数据包转发至Thread无线网络中。Thread无线网络属于mesh网络，在该Thread无线网络中，终端节点不具有中继和组网功能，而且只能连接到其中一个路由节点，用于接收和发送数据。在智能家居控制系统中，路由节点可以是智能家居设备本体，智能家居设备本体可以是照明灯、电视、门锁、饮水机、空调、窗帘、电饭煲等任意电器设备。终端节点为智能家居外围设备以及传感器节点的一种或多种，在一些情况下，部分终端节点可以和路由节点进行转换。在一个示例性实施例中，预设区域为一栋楼或一个小区，小区可以是住宅小区、工业园区、医院、学校以及政府职能区，为了数据传送的顺畅，每个楼层设置至少一个边界路由器。在一个示例性实施例中，预设区域为是一个房屋单元，房屋单元内的电器设备，均或者部分作为路由节点，一个房屋单元的控制系统设置一个边界路由器。传感器节点为温度传感器节点、湿度传感器节点、电流互感器节点、电压互感器节点以及电能采集器中的一种或多种；所述智能家居外围设备为控制面板、遥控器、变频器、电源中的一种或多种。在本技术较佳的实施例中，传感器节点主要向服务器发送采集的数据，当然也可以将其采集的时间发送给相应的路由节点，即设备本体，由设备本体对其自身以及智能家居外围设备进行控制。智能家居外围设备可以接收服务器发送的控制指令对相应的设备本体进行控制，也可以直接有设备本体对其进行控制。服务器可以直接控制设备本体。作为一个实施例，图1的结构中，服务器要控制2018号房的设备本体，则服务器先将控制指令发送给20层楼的边界路由器，20层楼的边界路由器将服务器发送的以太网数据包转发到Thread网络中，再通过2019号房的设备本体进行中继转发给2018号房的设备本体，2018号房的设备本体执行该控制指令，并将结果原路返回到服务器。采用Thread网状网络架构，在组网完成后，有leader路由节点向各个在Thread网状网络结构中的在网节点自动随机分配IP地址，leader路由节点可以指定，也可以相互担任，一般情况下，第一个连接到Thread网状网络中的路由节点被认定为第一个leader路由节点。所以这种方式更容易组网，自动分配地址和自动寻址，简化的Thread协议降低了智能家居控制系统设计的复杂度，使得控制系统更加稳定可靠。请参照图2所示，采用上述基于Thread协议的智能家居控制系统进行智能家居控制的方法，其包括以下步骤：210、创建网状网络，至少有一个边界路由器连接至所述网状网络，为了方便描述，已经连接至所述网状网络的路由节点称为在网路由节点。220、每个在网路由节点均创建并维护一个邻居表，所述邻居表记录每个在网路由节点的邻居在网路由节点或/和边界路由器。对于网状网络内的数据传送，如果每个路由节点均维护一个完整的动态路由表，例如图3所述的涉及到A、B、C、D、E五个在网路由节点(还包括终端节点1、边界路由器G和服务器F)，如果A节点要维护其与D节点的路由路径，则需要维护A-C-D、A-C-B-D、A-C-B-E-D、A-B-D、A-B-E-D和A-E-D等，如果按照这种方式进行路由路径维护，则需要消耗大量的存储空间来存储这个路由表，上述仅仅是A节点维护A-D的路由路径，还要维护与其他节点的路由表，如果网状网络达到一定的规模，有更多的路由节点，则这种方式可能会导致网状网络的瘫痪。因此，在本技术中，每个在网路由节点均创建并维护(即周期性更新邻居表)一个邻居表，所述邻居表记录在网路由节点的邻居在网路由节点(单跳路由)或/和边界路由器即每个邻居表记录了每个在网路由节点与其构成直接无线链路的其他在网路由节点或/和边界路由器的关系，以图3的A节点为例，其只需要维护A-B、A-C和A-E三个关系表组成了邻居表即可。230、边界路由器向服务器发送认证请求，所述认证请求要求服务器响应并返回用户信息和验证信息，边界路由器接收到返回信息后会直接或间接将该信息发送至所有的在网路由节点。验证信息为预先由管理人员存储于服务器(一般为云服务器)中，将所有与目标网状无线传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Thread协议的智能家居控制系统，其特征在于，其包括在预设区域内设置的多个路由节点、边界路由器以及终端节点，所述路由节点组成网状网络，任一个或多个路由节点通过边界路由器与云端的服务器进行通讯，所述终端节点通过相应的路由节点连接至网状网络，所述终端节点、路由节点以及边界路由器之间通过无线链路进行通讯，所述路由节点为智能家居设备本体，所述终端节点为智能家居外围设备以及传感器节点的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种基于Thread协议的智能家居控制系统，其特征在于，其包括在预设区域内设置的多个路由节点、边界路由器以及终端节点，所述路由节点组成网状网络，任一个或多个路由节点通过边界路由器与云端的服务器进行通讯，所述终端节点通过相应的路由节点连接至网状网络，所述终端节点、路由节点以及边界路由器之间通过无线链路进行通讯，所述路由节点为智能家居设备本体，所述终端节点为智能家居外围设备以及传感器节点的一种或多种。2.根据权利要求1所述的基于Thread协议的智能家居控制系统，其特征在于，所述预设区域为一栋楼或一个小区，每个楼层设置...

【专利技术属性】
技术研发人员：何友全，蔡朝曦，单耀星，许焕彬，
申请(专利权)人：广州市特沃能源管理有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44