基于ZigBee网络的家用电器组网系统和方法

摘要

本发明公开了一种基于ZigBee网络的家用电器组网系统和方法，其中该系统包括：多个家用电器，家用电器具有ZigBee模块和与ZigBee模块相连的数字拨码开关，其中，数字拨码开关根据用户操作生成拨码数字，ZigBee模块在上电之后根据拨码数字生成入网参数信息；ZigBee网关，ZigBee网关根据自身的拨码数字对尝试入网的家用电器进行入网管理。其中，当ZigBee模块的拨码数字与所述ZigBee网关的拨码数字一致时，ZigBee网关允许ZigBee模块加入ZigBee网关提供的网络并对其进行网络管理。本发明实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统，可以在ZigBee网络中快速地实现对家用电器的网络信息和区域位置的识别，从而能够对家用电器进行高效的组网和管理，且便于后期维护。

说明书

技术领域

本发明涉及家用电器技术领域，特别涉及一种基于ZigBee网络的家用电器组网系统和方法。

背景技术

ZigBee(紫蜂协议，基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议)是一种专门为低速率无线个域网而设计的低成本、低功耗的短距离无线通信协议，其网络可以便捷地为用户提供无线数据传输功能，因此在物联网领域具有非常强的可应用性。

在大型的基于ZigBee网络的家用电器系统中，由于存在大量的ZigBee节点和大量的ZigBee网关，如何对ZigBee节点进行快速识别以及如何将ZigBee网络节点按照区域进行划分管理是一个棘手问题。因此，在进行组网以及后期维护时，需要一些通过软件注册进行分网管理的机制对家用电器进行管理，非常不便，给后期维护带来困难，且组网时间长。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于ZigBee网络的家用电器组网系统，能够在ZigBee网络中对家用电器的网络信息和区域位置快速识别，对家用电器进行高效地组网和管理。

本发明的第二个目的在于提出一种基于ZigBee网络的家用电器组网方法。

根据本发明第一方面实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统，包括：多个家用电器，所述家用电器具有ZigBee模块和与所述ZigBee模块相连的数字拨码开关，其中，所述数字拨码开关根据用户操作生成拨码数字，所述ZigBee模块在上电之后根据所述拨码数字生成入网参数信息；ZigBee网关，所述ZigBee网关根据自身的拨码数字对尝试入网的家用电器进行入网管理，其中，当所述ZigBee模块的拨码数字与所述ZigBee网关的拨码数字一致时，所述ZigBee网关允许所述ZigBee模块加入所述ZigBee网关提供的网络并对其进行网络管理。

根据本发明实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统，ZigBee网关通过家用电器的数字拨码开关生成的拨码数字识别相应的家用电器，并允许该家用电器加入ZigBee网络以对其进行网络管理，由此可在ZigBee网络中快速地对家用电器的网络信息和区域位置进行识别，从而能够对家用电器进行高效的组网和管理，且便于后期维护。

另外，根据本发明上述实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统还可以具有如下附加的技术特征：

当所述ZigBee模块的拨码数字与所述ZigBee网关的拨码数字不一致时，所述ZigBee网关通知所述ZigBee模块离开所述ZigBee网关提供的网络。

所述ZigBee模块根据所述拨码数字生成ZigBee网络的PANID或扩展PANID。

所述ZigBee网关具有设备成员列表，所述的基于ZigBee网络的家用电器组网系统还包括：后台监控模块，用于根据所述设备成员列表对所述ZigBee网关之下的多个家用电器进行监控与管理。

根据本发明第二方面实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网方法，其中，所述家用电器具有ZigBee模块和与所述ZigBee模块相连的数字拨码开关，所述方法包括以下步骤：所述数字拨码开关根据用户操作生成拨码数字；所述ZigBee模块在上电之后根据所述拨码数字生成入网参数信息，并向所述入网参数对应的ZigBee网关发送入网请求；当所述ZigBee模块的拨码数字与所述ZigBee网关的拨码数字一致时，所述ZigBee网关允许所述ZigBee模块加入所述ZigBee网关提供的网络并对其进行网络管理。

根据本发明实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网方法，ZigBee网关通过家用电器的数字拨码开关生成的拨码数字识别相应的家用电器，并允许该家用电器加入ZigBee网络以对其进行网络管理，由此可在ZigBee网络中快速地对家用电器的网络信息和区域位置进行识别，从而能够对家用电器进行高效的组网和管理，且便于后期维护。

另外，根据本发明上述实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网方法还可以具有如下附加的技术特征：

所述的基于ZigBee网络的家用电器组网方法还包括：当所述ZigBee模块的拨码数字与所述ZigBee网关的拨码数字不一致时，所述ZigBee网关通知所述ZigBee模块离开所述ZigBee网关提供的网络。

所述ZigBee模块根据所述拨码数字生成ZigBee网络的PANID或扩展PANID。

所述的基于ZigBee网络的家用电器组网方法还包括：通过后台监控系统对所述ZigBee网关之下的多个家用电器进行监控与管理。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统的结构框图；

图2为根据本发明一个实施例的ZigBee模块和数字拨码开关的硬件示意图；

图3为根据本发明另一个实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统的结构框图；

图4为根据本发明一个实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统的结构示意图；

图5为根据本发明一个实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网方法的流程图；

图6为根据本发明另一个实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

图1为根据本发明一个实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统的结构框图。

如图1所示，本发明实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统包括：多个家用电器10和ZigBee网关20。

在本发明的一个实施例中，家用电器10具有ZigBee模块11和数字拨码开关12。图2为根据本发明一个实施例的家用电器中ZigBee模块和数字拨码开关的硬件示意图，如图2所示，ZigBee模块通过电池供电，数字拨码开关与ZigBee模块相连。

其中，数字拨码开关12用于根据用户操作生成拨码数字。

具体地，用户可根据对应的家用电器10的位置和种类等信息对数字拨码开关12的拨码数字进行设置。例如，2号房间的空调器和电视机可分别对应拨码数字00100001和00100010。由此，使得多个家用电器10分别对应含有各自位置和种类等信息的拨码数字，从而可直接通过拨码数字获取对应的家用电器的位置和种类等信息。在本发明的其他实施例中，也可根据家用电器10的其他可辨识信息对数字拨码开关12的拨码数字进行设置，本发明对此不做限定。

ZigBee模块11在上电之后根据拨码数字生成入网参数信息。

具体地，ZigBee模块11根据数字拨码开关12生成的拨码数字生成ZigBee网络的PANID(Personal Area Network Identity，个域网标识符)或扩展PANID等。即ZigBee模块11可根据每个ZigBee网络中的多个家用电器的拨码数字生成包括每个ZigBee网络的PANID或扩展PANID等入网参数信息，使一个ZigBee网络中的所有设备拥有相同且唯一的标识，同时以此标识与其他ZigBee网络进行区分。

在本发明的一个实施例中，ZigBee网关20可根据自身的拨码数字对尝试入网的家用电器进行入网管理，具体地，ZigBee网关20在接收到ZigBee模块11的入网请求时，同时获得ZigBee模块11的拨码数字。ZigBee网关20验证该拨码数字是否与ZigBee网关20的拨码数字一致。当ZigBee模块11的拨码数字与ZigBee网关20的拨码数字一致时，ZigBee网关20允许ZigBee模块11加入ZigBee网关20提供的网络并对其进行网络管理；当ZigBee模块11的拨码数字与ZigBee网关20的拨码数字不一致时，ZigBee网关20通知ZigBee模块11离开ZigBee网关提供的网络。

在多个家用电器10依上述过程加入ZigBee网络后，可对ZigBee网关20之下的多个家用电器10进行监控与管理。因此，如图3所示，本发明实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统还可包括用于对ZigBee网关20之下的多个家用电器10进行监控与管理的后台监控模块30。

在本发明的一个实施例中，后台监控模块30可以是PC(Personal Computer，个人计算机)软件或者APP(Application，应用程序)等。

具体地，ZigBee网关20将加入ZigBee网关20提供的网络的家用电器列入设备成员列表，并将设备成员列表导入后台监控模块30。其中，可根据家用电器10的ID(Identity，身份标识)信息或其他可辨识属性信息生成设备成员列表。后台监控模块30可根据多个家用电器10的拨码数字对其进行分组管理。例如，可按家用电器所在的房间对家用电器进行分组，从而使得对家用电器的监控和管理层次清晰、方便高效。

图4为根据本发明一个实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统的结构示意图。如图4所示，共有99个房间，房间号分别为8001至8099，每个房间对应一个网关。每个房间中的空调器、电视机等家用电器都具有ZigBee模块和数字拨码开关，各家用电器和网关依上述过程完成组网，并通过后台监控模块对ZigBee网关之下的多个家用电器进行监控与管理，由此，当打开某个房间对应的网关时，可方便地按照拨码数字查看该房间所有加入ZigBee网络的家用电器。

同时，在本发明的一个实施例中，当家用电器组网系统中的家用电器需要移动或更换时，只需将移动后的或新的家用电器的数字拨码开关调节到指定的拨码数字，即可使移动后的或新的家用电器根据拨码数字快速加入相应的ZigBee网络。

此外，ZigBee模块11可将拨码数字和入网参数信息存储于EEPROM(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，电子抹除式可复写只读存储器)或者Flash存储器中。由此ZigBee模块11在家用电器组网系统掉电重启后仍然可以读取所存储的信息，并比较所存储的拨码数字和入网参数信息是否与当前数字拨码开关生成的拨码数字和对应的入网参数信息一致。如果一致则该ZigBee模块11可直接加入原ZigBee网络，即ZigBee模块11直接读取所存储的拨码数字和入网参数信息并加入原ZigBee网络，从而可在系统掉电重启后快速地恢复组网。如果部分家用电器在系统掉电时因特殊原因(如更换房间、更换网络等)调节了数字拨码开关，则会导致ZigBee模块所存储的拨码数字和入网参数信息与当前数字拨码开关生成的拨码数字和对应的入网参数信息不一致，此时ZigBee模块11会根据当前拨码开关生成的拨码数字和对应的入网参数信息加入对应的ZigBee网络。

根据本发明实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统，ZigBee网关通过家用电器的数字拨码开关生成的拨码数字识别相应的家用电器，并允许该家用电器加入ZigBee网络以对其进行网络管理，由此可在ZigBee网络中快速地对家用电器的网络信息和区域位置进行识别，从而能够对家用电器进行高效地组网和管理，且便于后期维护。

对应上述实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网系统，本发明还提出一种基于ZigBee网络的家用电器组网方法。

图5为根据本发明一个实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网方法的流程图。

其中，家用电器具有ZigBee模块和数字拨码开关。具体地，可参照图2，ZigBee模块通过电池供电，数字拨码开关与ZigBee模块相连。

如图5所示，根据本发明实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网方法，包括以下步骤：

S501，数字拨码开关根据用户操作生成拨码数字。

具体地，用户可根据对应的家用电器的位置和种类等信息对数字拨码开关的拨码数字进行设置。例如，2号房间的空调器和电视机可分别对应拨码数字00100001和00100010。由此，使得多个家用电器分别对应含有各自位置和种类等信息的拨码数字，从而可直接通过拨码数字获取对应的家用电器的位置和种类等信息。在本发明的其他实施例中，也可根据家用电器的其他可辨识信息对数字拨码开关的拨码数字进行设置，本发明对此不做限定。

S502，ZigBee模块在上电之后根据拨码数字生成入网参数信息，并向入网参数对应的ZigBee网关发送入网请求。

具体地，ZigBee模块根据数字拨码开关生成的拨码数字生成ZigBee网络的PANID(Personal Area Network Identity，个域网标识符)或扩展PANID等。即ZigBee模块可根据每个ZigBee网络中的多个家用电器的拨码数字生成包括每个ZigBee网络的PANID或扩展PANID等入网参数信息，使一个ZigBee网络中的所有设备拥有相同且唯一的标识，同时以此标识与其他ZigBee网络进行区分。ZigBee模块在生成入网参数信息后，向所生成的入网参数对应的ZigBee网关发送网络请求(可以入网请求或者通信请求)。

S503，当ZigBee模块的拨码数字与ZigBee网关的拨码数字一致时，ZigBee网关允许ZigBee模块加入ZigBee网关提供的网络并对其进行网络管理。

在本发明的一个实施例中，ZigBee网关可根据自身的拨码数字对尝试入网的家用电器进行入网管理，具体地，ZigBee网关在接收到ZigBee模块的入网请求时，同时获得ZigBee模块的拨码数字。ZigBee网关验证该拨码数字是否与ZigBee网关的拨码数字一致。当ZigBee模块的拨码数字与ZigBee网关的拨码数字一致时，ZigBee网关允许ZigBee模块加入ZigBee网关提供的网络并对其进行网络管理。

具体地，在多个家用电器依上述过程加入ZigBee网络后，可通过后台监控系统对ZigBee网关之下的多个家用电器进行监控与管理。

更具体地，ZigBee网关将加入ZigBee网关提供的网络的家用电器列入设备成员列表，并将设备成员列表导入后台监控模块。其中，可根据家用电器的ID(Identity，身份标识)信息或其他可辨识属性信息生成设备成员列表。在本发明的一个实施例中，后台监控模块可以是PC(Personal Computer，个人计算机)软件或者APP(Application，应用程序)等。后台监控模块可根据多个家用电器的拨码数字对其进行分组管理。例如，可按家用电器所在的房间对家用电器进行分组，从而使得对家用电器的监控和管理层次清晰、方便高效。

根据本发明实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网方法组建的网络，可参照图4，共有99个房间，房间号分别为8001至8099，每个房间对应一个网关。每个房间中的空调器、电视机等家用电器都具有ZigBee模块和数字拨码开关，各家用电器和网关依上述方法完成组网，并通过后台监控模块对ZigBee网关之下的多个家用电器进行监控与管理，由此，当打开某个房间对应的网关时，可方便地按照拨码数字查看该房间所有加入ZigBee网络的家用电器。

另外，如图6所示，根据本发明实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网方法还可包括：

S504，当ZigBee模块的拨码数字与ZigBee网关的拨码数字不一致时，ZigBee网关通知ZigBee模块离开ZigBee网关提供的网络。

同时，在本发明的一个实施例中，当家用电器组网系统中的家用电器需要移动或更换时，只需将移动后的或新的家用电器的数字拨码开关调节到指定的拨码数字，即可使移动后的或新的家用电器根据拨码数字快速加入相应的ZigBee网络。

此外，ZigBee模块可将拨码数字和入网参数信息存储于EEPROM(Electrically-ErasableProgrammable Read-Only Memory，电子抹除式可复写只读存储器)或者Flash存储器中。由此ZigBee模块在家用电器组网系统掉电重启后仍然可以读取所存储的信息，并比较所存储的拨码数字和入网参数信息是否与当前数字拨码开关生成的拨码数字和对应的入网参数信息一致。如果一致则该ZigBee模块可直接加入原ZigBee网络，即ZigBee模块直接读取所存储的拨码数字和入网参数信息并加入原ZigBee网络，从而可在系统掉电重启后快速地恢复组网。如果部分家用电器在系统掉电时因特殊原因(如更换房间、更换网络等)调节了数字拨码开关，则会导致ZigBee模块所存储的拨码数字和入网参数信息与当前数字拨码开关生成的拨码数字和对应的入网参数信息不一致，此时ZigBee模块会根据当前拨码开关生成的拨码数字和对应的入网参数信息加入对应的ZigBee网络。

根据本发明实施例的基于ZigBee网络的家用电器组网方法，ZigBee网关通过家用电器的数字拨码开关生成的拨码数字识别相应的家用电器，并允许该家用电器加入ZigBee网络以对其进行网络管理，由此可在ZigBee网络中快速地对家用电器的网络信息和区域位置进行识别，从而能够对家用电器进行高效地组网和管理，且便于后期维护。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。