一种基于阿里云IoT Hub平台的智能家居物联网通信方法技术

本发明专利技术涉及智能家居技术领域，公开了一种基于阿里云IoT Hub平台的智能家居物联网通信方法，即一方面由于采用MQTT通信协议在阿里云IoT Hub平台上实现网络服务器与家庭网关之间的订阅消息传送，可利用MQTT通信协议的通信特点保障信息传送的及时性，使用户终端在发出控制请求后，目标家居设备可最快地执行且响应，并最大限度地缩短了收到回执的时间，可快速更新家居设备的使用状态，满足用户的及时性需求；另一方面由于家庭网关只需订阅1条发布主题和1条订阅主题既可以完成操作室内多个设备，可做到经济实用，实现易于推广的目的。此外还具有网关激活自动化、添加设备方便和易于多房屋管理等特点，并可提供简约的操作界面，方便操作。

An Internet of things communication method for smart home based on Alibaba cloud IOT hub platform

【技术实现步骤摘要】
一种基于阿里云IoTHub平台的智能家居物联网通信方法
本专利技术属于智能家居
，具体涉及一种基于阿里云IoTHub平台的智能家居物联网通信方法。
技术介绍
智能家居系统由家庭网关和家居设备组成，其中，家居设备包括多种类型的设备，例如智能空气净化器、智能空调、智能冰箱和智能洗衣机等，而家庭网关是智能家居系统中内外通信的核心，用于在智能家居系统内与该系统内的各种家居设备进行连接，从而实现对该系统进行管理、控制以及信息交互等目的。智能家居系统还通过家庭网关与互联网(Internet)上的客户端进行远程通信连接，从而构成智能家居管理系统，通过客户端对智能家居系统内的家居设备进行远程控制、远程监控、多媒体通信等。在当前智能家居管理系统中，客户端普遍以手机APP程序或网页终端为主，但是普遍缺少家居管理的及时性，即客户端在发出控制指令后，收到回执的时间有时候较长，最长时大约5秒钟，导致家居设备的使用状态更新较慢，无法满足用户的及时性需求。
技术实现思路
为了解决在当前智能家居管理系统中所存在的家居管理响应不够及时的问题，本专利技术目的在于提供一种基于阿里云IoTHub平台的智能家居物联网通信方法。本专利技术所采用的技术方案为：一种基于阿里云IoTHub平台的智能家居物联网通信方法，包括如下步骤：S101.用户终端在访问网络服务器并经人机交互操作生成家居设备控制请求消息后，将所述家居设备控制请求消息上传至网络服务器，其中，所述家居设备控制请求消息包含有控制请求唯一编号、用户终端唯一标识、目标家庭ID、目标设备ID和控制请求内容，所述控制请求内容包含有目标设备属性ID和请求更新的设备属性值；S102.网络服务器在收到所述家居设备控制请求消息后，将所述家居设备控制请求消息转化为控制指令，然后按照MQTT通信协议，将所述控制指令作为第一Payload消息发布到阿里云IoTHub平台的第一Topic主题上，使订阅该第一Topic主题的且在线的目标家庭网关即时收到所述控制指令，其中，所述目标家庭网关与所述目标家庭ID一一对应；S103.目标家庭网关在收到所述控制指令后，解析所述控制指令，然后根据解析获取的目标设备属性ID和设备属性值控制目标家居设备执行相应的设备属性更新动作，其中，所述目标家居设备根据解析获取的目标设备ID唯一确定；S104.目标家居设备在执行完毕后，向与其长连接的目标家庭网关反馈控制回执信息；S105.目标家庭网关在收到所述控制回执信息后，按照MQTT通信协议将所述控制回执信息及对应的控制请求唯一编号作为第二Payload消息发布到阿里云IoTHub平台的第二Topic主题上，使订阅该第二Topic主题的且在线的网络服务器即时收到所述控制回执信息及对应的控制请求唯一编号；S106.网络服务器在收到所述控制回执信息及对应的控制请求唯一编号后，根据所述控制回执信息更新在数据库中与该控制请求唯一编号相应的信息，并通过静默推送技术通知与该控制请求唯一编号对应的用户终端刷新显示与所述目标设备ID对应的家居设备状态。优化的，所述用户终端运行有基于安卓系统或iOS系统的客户端APP程序，所述客户端APP程序提供有可对在家居设备显示界面中各个家居设备进行虚拟按键操作、语音输入操作和/或详情页操作的功能。进一步优化的，在所述家居设备显示界面上采用TableView技术展示联网的各个家居设备。进一步优化的，当在所述客户端APP程序上创建有多个分别与不同房屋一一对应的家居设备显示界面时，根据用户终端与对应房屋的地理位置远近程度对各个家居设备显示界面进行由近及远的排序展示或进行由远及近的排序展示。具体的，所述客户端APP程序通过调用HTTP/HTTPS接口访问网络服务器。进一步优化的，在所述步骤S101之前，还包括有如下步骤：S201.在用户终端采用蓝牙通信技术关联待激活家庭网关后，所述客户端APP程序通过建立的蓝牙D2D网络将本地保存的家庭WiFi账号及密码和从阿里云IoTHub平台获取的网关三元组信息传送给该待激活家庭网关，其中，所述网关三元组信息包含有唯一网关名、网关密钥和网关密文；S202.待激活家庭网关在收到所述家庭WiFi账号及密码和所述网关三元组信息后，启动并完成激活程序。进一步优化的，在所述步骤S101之前，还包括有如下步骤：S301.家庭网关在成功完成与待联网家居设备的D2D配对后，按照MQTT通信协议，将生成的设备添加信息作为第三Payload消息发布到阿里云IoTHub平台的第三Topic主题上，使订阅该第三Topic主题的且在线的网络服务器即时收到所述设备添加信息，其中，所述设备添加信息包含家庭ID和待联网家居设备的设备ID；S302.网络服务器在收到所述设备添加信息后，根据本地绑定的家庭ID与用户终端唯一标识的关联关系和所述设备添加信息中的家庭ID，确定对应的用户终端，然后绑定该用户终端与所述设备添加信息中设备ID的关联关系，并通过静默推送技术通知该用户终端刷新显示与所述设备ID对应的家居设备状态。具体的，在所述步骤S102中，将所述家居设备控制请求消息转化为控制指令的步骤包括:通过<16进制转json/json转16进制>脚本函数将所述家居设备控制请求消息转化为16进制控制指令。具体的，所述用户终端为智能手机或平板电脑，所述网络服务器为APP服务器或Web服务器，所述家庭网关为基于ZigBee通信技术和/或WiFi通信技术的智能无线网关。具体的，所述目标家居设备为控制开关、空调、电视机、门锁、燃气阀、室内摄像头的云台、可视对讲门铃或燃气报警器。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术创造提供了一种可满足用户控制反馈及时性需求的新型智能家居物联网通信方法，即一方面由于采用MQTT通信协议在阿里云IoTHub平台上实现网络服务器与家庭网关之间的订阅消息传送(即控制指令以及控制回执的传送)，可利用MQTT通信协议的通信特点保障信息传送的及时性，使用户终端在发出控制请求后，目标家居设备可最快地执行且响应，并最大限度地缩短了收到回执的时间，可快速更新家居设备的使用状态，满足用户的及时性需求；另一方面由于家庭网关只需订阅1条发布(publish)主题和1条订阅(subscribe)主题既可以完成操作室内多个设备，可做到经济实用，实现易于推广的目的；(2)所述智能家居物联网通信方法还具有网关激活自动化、添加设备方便和易于多房屋管理等特点，并可提供简约的操作界面，方便操作，特别适合老年人用户通过APP控制家里的设备；(3)本实施例还提升了远程控制的安全性，可采用阿里云IoTHub平台在设备入云鉴权上，安全性比较高；在用户终端，关键信息(如网关三元组信息)也采用了AES加密技术(一种一万年才能破解出密钥的高级加密标准)，确保信息足够安全；家庭网关在向门锁发送开锁指令时，可采用不重复的加密指令，即使黑客通过某些装置和技术截获了某处开锁的指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于阿里云IoT Hub平台的智能家居物联网通信方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS101.用户终端在访问网络服务器并经人机交互操作生成家居设备控制请求消息后，将所述家居设备控制请求消息上传至网络服务器，其中，所述家居设备控制请求消息包含有控制请求唯一编号、用户终端唯一标识、目标家庭ID、目标设备ID和控制请求内容，所述控制请求内容包含有目标设备属性ID和请求更新的设备属性值；/nS102.网络服务器在收到所述家居设备控制请求消息后，将所述家居设备控制请求消息转化为控制指令，然后按照MQTT通信协议，将所述控制指令作为第一Payload消息发布到阿里云IoT Hub平台的第一Topic主题上，使订阅该第一Topic主题的且在线的目标家庭网关即时收到所述控制指令，其中，所述目标家庭网关与所述目标家庭ID一一对应；/nS103.目标家庭网关在收到所述控制指令后，解析所述控制指令，然后根据解析获取的目标设备属性ID和设备属性值控制目标家居设备执行相应的设备属性更新动作，其中，所述目标家居设备根据解析获取的目标设备ID唯一确定；/nS104.目标家居设备在执行完毕后，向与其长连接的目标家庭网关反馈控制回执信息；/nS105.目标家庭网关在收到所述控制回执信息后，按照MQTT通信协议将所述控制回执信息及对应的控制请求唯一编号作为第二Payload消息发布到阿里云IoT Hub平台的第二Topic主题上，使订阅该第二Topic主题的且在线的网络服务器即时收到所述控制回执信息及对应的控制请求唯一编号；/nS106.网络服务器在收到所述控制回执信息及对应的控制请求唯一编号后，根据所述控制回执信息更新在数据库中与该控制请求唯一编号相应的信息，并通过静默推送技术通知与该控制请求唯一编号对应的用户终端刷新显示与所述目标设备ID对应的家居设备状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于阿里云IoTHub平台的智能家居物联网通信方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101.用户终端在访问网络服务器并经人机交互操作生成家居设备控制请求消息后，将所述家居设备控制请求消息上传至网络服务器，其中，所述家居设备控制请求消息包含有控制请求唯一编号、用户终端唯一标识、目标家庭ID、目标设备ID和控制请求内容，所述控制请求内容包含有目标设备属性ID和请求更新的设备属性值；
S102.网络服务器在收到所述家居设备控制请求消息后，将所述家居设备控制请求消息转化为控制指令，然后按照MQTT通信协议，将所述控制指令作为第一Payload消息发布到阿里云IoTHub平台的第一Topic主题上，使订阅该第一Topic主题的且在线的目标家庭网关即时收到所述控制指令，其中，所述目标家庭网关与所述目标家庭ID一一对应；
S103.目标家庭网关在收到所述控制指令后，解析所述控制指令，然后根据解析获取的目标设备属性ID和设备属性值控制目标家居设备执行相应的设备属性更新动作，其中，所述目标家居设备根据解析获取的目标设备ID唯一确定；
S104.目标家居设备在执行完毕后，向与其长连接的目标家庭网关反馈控制回执信息；
S105.目标家庭网关在收到所述控制回执信息后，按照MQTT通信协议将所述控制回执信息及对应的控制请求唯一编号作为第二Payload消息发布到阿里云IoTHub平台的第二Topic主题上，使订阅该第二Topic主题的且在线的网络服务器即时收到所述控制回执信息及对应的控制请求唯一编号；
S106.网络服务器在收到所述控制回执信息及对应的控制请求唯一编号后，根据所述控制回执信息更新在数据库中与该控制请求唯一编号相应的信息，并通过静默推送技术通知与该控制请求唯一编号对应的用户终端刷新显示与所述目标设备ID对应的家居设备状态。


2.如权利要求1所述的一种基于阿里云IoTHub平台的智能家居物联网通信方法，其特征在于：所述用户终端运行有基于安卓系统或iOS系统的客户端APP程序，所述客户端APP程序提供有可对在家居设备显示界面中各个家居设备进行虚拟按键操作、语音输入操作和/或详情页操作的功能。


3.如权利要求2所述的一种基于阿里云IoTHub平台的智能家居物联网通信方法，其特征在于：在所述家居设备显示界面上采用TableView技术展示联网的各个家居设备。


4.如权利要求2所述的一种基于阿里云IoTHub平台的智能家居物联网通信方法，其特征在于：当在所述客户端APP程序上创建有多个分别与不同房屋一一对应的家居设备显示界面时，根据用户终端与对应房屋的地理位置远近程度对各个家居设备显示界面进行由近...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵庆涛，朱明飞，赵惟坚，景浩，张海波，张年桂，
申请(专利权)人：无锡青起长升智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32