专利名称：交互终端自动检测安装和注册的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能局域网技术，特别是涉及交互终端自动检测安装和注册的方法和系统。
背景技术：
目前，智能局域网技术得到了广泛的应用，尤其以智能家居系统的概念越来越广泛地被消费者接受和熟悉，智能家居系统组网技术也在日新月异的反正。主流组网使用的是微功率无线，其中运用最广泛的是zigbee无线技术。
交互终端系统使用Zigbee无线组建智能家庭系统时，通常会使用国际标准zigbee协议以及在标准协议上定义的互操作协议，该协议的通信地址最多为4位。目前在智能家居的组网上，无论是哪一种通信方式，在系统部署时都必须要人工干预，将各个监控设备信息配置进交互终端系统。这种配置组网方式工作量较大，而且极易出错，维护过程中会存在很多问题。例如，当同一个智能家庭系统下出现后4位序列号相同的设备时通信会出现相互干涉，需要人工到现场进行问题排查。又例如，每当新安装智能家居设备的通信地址和相应信息，都需通过人工记录并录入到智能家庭系统控制中心(PAD及相应软件程序)，再由控制中心下发到中心控制器，以完成注册。工作量大，涉及到的人工操作环节多，并且极容易出错。上述问题导致智能家庭系统的建设过程和系统维护中工作量都是很巨大，维护成本高，更是成为了智能家居系统发展的瓶颈之一。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种交互终端自动检测安装和注册的方法和系统，能够自动发现新安装的智能家居设备，并完成注册工作。大大减少了人工参与，减少了维护成本，极大地提高了效率。一种交互终端自动检测安装和注册的方法，包括向局域网上发起新设备的发现数据帧，所述发现数据帧包含新设备的回复概率和最长回复时间间隔；从所述局域网检测响应的回复数据帧，分析收到完整的一个或数个回复数据帧；向所述发现的新设备发起注册数据帧，并把该新设备向智能控制终端通告。相应地，一种交互终端自动检测安装和注册的系统，包括中心控制器，用于向局域网上发起新设备的发现数据帧，所述发现数据帧包含新设备的回复概率和最长回复时间间隔；从所述局域网检测响应的回复数据帧，分析收到完整的一个或数个回复数据帧；向所述发现的新设备发起注册数据帧，并把该新设备向智能控制终端通告；与所述中心控制器通过局域网相连的已注册和/或未注册的智能设备；与所述中心控制器相连的控制服务器，用于在接收到所述中心控制器的所述通告之后，进行备案。在其中一个实施例中，所述局域网为Zigbee网络。实施本发明，具有如下有益效果区别于现有人工干预，再下发到中心控制器的方式，本发明提供的方法是一种自下而上的设备安装方法，该方法通过向局域网发送发现数据帧，检测局域网内未注册的新设备，并对新设备的完成注册工作，再向上级的控制服务器(PAD)进行通告。从而减少了智能家局系统的维护工作，减少维护成本，提高系统运行效果。
图I为本发明交互终端自动检测安装和注册的方法的流程图； 图2为本发明交互终端自动检测安装和注册的方法的实施例流程图；图3为本发明交互终端自动检测安装和注册的方法的实施例示意图；图4为本发明交互终端自动检测安装和注册的系统的实施例示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。图I为本发明交互终端自动检测安装和注册的方法的流程图，包括向局域网上发起新设备的发现数据帧，所述发现数据帧包含新设备的回复概率和最长回复时间间隔；从所述局域网检测响应的回复数据帧，分析收到完整的一个或数个回复数据帧；向所述发现的新设备发起注册数据帧，并把该新设备向智能控制终端通告。中心控制器在安装模式被启动下或定时向局域网络上发起新设备发现数据帧；数据帧包含新设备的回复概率和最长回复时间间隔，其中，所述回复概率用于指示该新设备是否立即做出回复，所述最长回复时间间隔用于指示该新设备在预设时间周期内再次发起回复，它们都能够错开新设备的回复时间，避免中心控制器同时收到超额或冲突的回复数据帧。已被注册的设备不会对该发现数据帧做出响应。只有新设备会依据其自身生成的随机概率码和随机时间来判断是否应该回复以及何时做出回复；回复数据帧包含本设备初始的通信地址和身份标识。中心控制器从所述局域网检测响应的回复数据帧，进行分析。其中，最主要是分析收到完整的一个或数个回复数据帧，以便完成后续的注册流程。在其中一个实施例中，分析收到完整的一个或数个回复数据帧的步骤，还包括当分析收到的数据帧属于乱码或错误报文时，则再次向所述局域网发起新设备的发现数据帧；当分析没有收到回复时，则再次向所述局域网发起新设备的所述发现数据帧；当分析连续发起所述发现数据帧且没有收到回复的次数达到设定阈值时，提高所述回复概率，重新向所述局域网发起新设备的高阶发现数据帧；当分析当前发起的发现数据帧中，所述回复概率达到100%且没有收到回复，则在预设时间内或在非触发启动的情况下，停止向所述局域网上发起新设备的发现数据帧。综上，中心控制器对设备的回复数据帧进行分析，分析过程包括
I)有收到完整一个或多个的回复数据帧，则判定发现了一个或多个新设备；2)收到乱码、错误报文，则判定有多块新设备同时做出响应，数据帧之间相互干涉;3)没有收到数据帧，则认为当前概率下本次未发现新设备。如果发现新设备，中心控制器使用该设备的身份标识向该设备发起注册数据帧，赋予该设备新的通信地址，同时设备会由新安装状态进入到已被注册状态，后续不会对发现数据帧做出响应。中心控制器对已经发现的设备完成注册之后，会再次执行向局域网上发起新设备的发现数据帧的检测过程。如果收到乱码、错误报文，则中心控制器再次执行该检测过程。此时，发起的新设备的发现数据帧中，回复概率与上一次的相比，可以一致或者降低回复概率。降低回复概 率，可以避免新设备再次冲突，导致出错。如果没有收到回复数据帧，则中心控制器再次执行2次该检测过程，此时，的发现数据帧中，回复概率可以与上一次的一致。如果连续预设数次(优选地，为3次)都没有收到回复数据帧，中心控制器增加新设备发现数据帧中的回复概率，重新向所述局域网发起新设备的高阶发现数据帧，直到概率为100%下没有收到回复数据帧为止。所述高阶发现数据帧是指，与上一次发起的发现数据帧相比，发现数据帧内的回复概率提高了，致使新设备接收到该发现数据帧时，做出回复的可能性增加。起作用主要包括提高注册效率。中心控制器把新发现的设备向智能家庭系统的控制服务器(PAD)通告，以便PAD自动备案，以及完成注册的相关后续工作。本发明提供的方法能够让中心控制器自动发现新安装的智能家居设备，并完成注册工作。大大减少了人工参与，减少了维护成本，极大地提高了效率。在其中一个实施例中，对于所述回复概率的提高。主要考虑以下两个方面在触发启动的安装模式下，根据最大安装数量确定所述高阶发现数据帧中的回复概率的递增幅度；在定时启动的查新模式下，根据假定的新安装数量确定所述高阶发现数据帧中的回复概率的递增幅度。作为改进，中心控制器发起新设备发现数据帧时，区分安装模式和定时查找新设备模式以优化发现注册效率，按照既能够避免回复数据帧频繁冲突，又能够最快查找到新设备的原则来优化选择新设备回复概率。具体地，在安装模式下，包含的新设备回复概率根据中心控制器下的最大安装数量来逐步递增，应用的递增单位为4个设备(如最大安装数量为400，则递增的单位为1%)，保证从概率上每次最多会有4个设备响应，降低回复数据帧之间相互冲突的概率。在定时查找新设备模式，为了提高发现注册效率，新设备回复概率的递增单位固定设定为12%，即假定现场新安装不会超过32个设备，从概率上每次也最多会有4个设备响应。在其中一个实施例中，所述最长回复时间间隔，根据所述发现数据帧的字节长度和当前的波特率设定。作为改进，中心控制器发起新设备发现数据帧时，包含的最长回复时间间隔以能够隔离开不同的回复数据帧的时间为单位，并设定为能够降低回复数据帧频繁冲突的数值。具体地，回复数据帧包含20字节，则以45字节的通信时间为单位(如当前波特率为9600bps，则时间单位为450/9600=47ms)。设定最长回复时间间隔为7个时间单位。新设备会根据自身产生的随机时间在不同的时间单位内进行响应，进一步降低回复数据帧之间相互冲突的概率，并且允许多个设备在同一次发现过程中响应，提高了发现新设备的效率。在其中一个实施例中，交互的数据巾贞采用HDLC(High Level Data Link Control,高级数据链路控制规程)帧格式，该格式的帧内包含CPR验证码。作为改进，中心控制器和设备之间的发现注册数据帧交互采用使用HDLC帧格式(High Level Data Link Control高级数据链路控制规程),巾贞内带CRC效验,提高了数据收
发可靠性。图2为本发明交互终端自动检测安装和注册的方法的实施例流程图。与图I相比，图2为本发明具体实施例的流程图。 S201 :向局域网上发起新设备的发现数据帧，所述发现数据帧包含新设备的回复概率和最长回复时间间隔；S202:与所述局域网相连且未注册的新设备，在接收到所述发现数据帧之后，生成自身的随机概率码和随机时间；S203:根据所述随机概率码和随机时间向所述局域网响应所述回复数据帧，该回复数据帧包含本设备初始的通信地址和身份标识；S204:从所述局域网检测响应的回复数据帧，分析收到完整的一个或数个回复数据帧；S205 向所述发现的新设备发起注册数据帧；S206:所述新设备根据所述注册数据帧更新本地通信地址，并标记为已注册状态，当再次接收到所述发现数据帧时，不做响应；S207 :把该新设备向智能控制终端通告。图3为本发明交互终端自动检测安装和注册的方法的实施例示意图。下面结合图
2、图3对本发明列举的实施例做进一步的说明。其中，本实施例采用Zigbee局域网。中心控制器2在安装模式被启动下或定时(在本实施方式中设置为12个小时，每半天查询一次是否有安装新设备)向zigbee网络3上发起新设备发现数据帧5 (使用广播地址)；数据帧包含新设备回复的概率和最长回复时间间隔。已被注册设备9不会对该发现数据帧做出响应。只有新设备8才会依据自身生成的随机概率码和随机时间来判断是否应该回复以及何时做出回复；回复时间在中心控制器允许的最长回复时间间隔内，回复数据帧6包含本设备的初始通信地址和身份标识。中心控制器2对设备4的回复数据帧6进行分析，分析过程为a)有收到完整一个或多个的回复数据帧6，则判定发现了一个或多个新设备8 ;b)收到乱码、错误报文，则判定有多个新设备8同时做出响应，数据帧之间相互干涉;c)没有收到数据帧，则认为当前概率下本次未发现新设备8 ；如果发现新设备8，中心控制器2使用该设备的身份标识向其发起注册数据帧7，赋予该设备新的通信地址，同时设备会由设备8状态进入到已注册设备9状态，后续不会对新设备发现数据帧5做出响应。
作为改进，设备仍然在出厂前配置序列号的后4位数字作为初始通信地址，中心控制器在注册设备地址时，只有当地址出现冲突时，才会选择更换为其他地址，否则仍然保持初始通信地址。以简化中心控制器地址分配逻辑。中心控制器2对已经发现的设备完成注册之后，会再次执行上述过程。如果收到乱码、错误报文，则中心控制器2再次执行上述过程。如果没有收到回复数据帧6，则中心控制器2再次执行2次上述过程，如果连续3次都没有收到回复数据帧6，中心控制器2增加新设备发现数据帧5中的回复概率，继续执行上述过程，直到概率为100%下没有收到回复数据帧6为止。中心控制器2把新发现的设备向控制中心(PAD及软件)I通告，控制中心I自动备案，以及完成注册的相关后续工作。
在其中一个实施例中，向所述发现的新设备发起注册数据帧的步骤之前，包括根据新设备响应的回复数据帧中，判断所述通信地址是否与已注册设备的通信地址冲突，当发现冲突时，分配新的通信地址置于所述注册数据帧内。图4为本发明交互终端自动检测安装和注册的系统的实施例示意图，包括中心控制器，用于向局域网上发起新设备的发现数据帧，所述发现数据帧包含新设备的回复概率和最长回复时间间隔；从所述局域网检测响应的回复数据帧，分析收到完整的一个或数个回复数据帧；向所述发现的新设备发起注册数据帧，并把该新设备向智能控制终端通告；与所述中心控制器通过局域网相连的已注册和/或未注册的智能设备；与所述中心控制器相连的控制服务器，用于在接收到所述中心控制器的所述通告之后，进行备案。图4与图I相对应，图中各个器件或设备的运行方式与方法中的相同。在其中一个实施例中，所述局域网为Zigbee网络。Zigbee是基于IEEE802. 15. 4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。显然，本发明的局域网除了适用于Zigbee网络之外，还可以适用于其它网络，例如，IGRS标准网络、Wi-Fi局域网、Bluetooth通信网，甚至是RFID射频网络。除了应用于智能家居网络之外，当然，也可以应用于工业网络。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
权利要求
1.一种交互终端自动检测安装和注册的方法，其特征在于，包括 向局域网上发起新设备的发现数据帧，所述发现数据帧包含新设备的回复概率和最长回复时间间隔； 从所述局域网检测响应的回复数据帧，分析收到完整的一个或数个回复数据帧； 向所述发现的新设备发起注册数据帧，并把该新设备向智能控制终端通告。
2.根据权利要求I所述的交互终端自动检测安装和注册的方法，其特征在于，分析收到完整的一个或数个回复数据帧的步骤，还包括 当分析收到的数据帧属于乱码或错误报文时，则再次向所述局域网发起新设备的发现数据帧； 当分析没有收到回复时，则再次向所述局域网发起新设备的所述发现数据帧； 当分析连续发起所述发现数据帧且没有收到回复的次数达到设定阈值时，提高所述回复概率，重新向所述局域网发起新设备的高阶发现数据帧； 当分析当前发起的发现数据帧中，所述回复概率达到100%且没有收到回复，则在预设时间内或在非触发启动的情况下，停止向所述局域网上发起新设备的发现数据帧。
3.根据权利要求2所述的交互终端自动检测安装和注册的方法，其特征在于，提高所述回复概率，重新向所述局域网发起新设备的高阶发现数据帧的步骤，包括 在触发启动的安装模式下，根据最大安装数量确定所述高阶发现数据帧中的回复概率的递增幅度； 在定时启动的查新模式下，根据假定的新安装数量确定所述高阶发现数据帧中的回复概率的递增幅度。
4.根据权利要求I或2所述的交互终端自动检测安装和注册的方法，其特征在于所述最长回复时间间隔，根据所述发现数据帧的字节长度和当前的波特率设定。
5.根据权利要求I所述的交互终端自动检测安装和注册的方法，其特征在于，向局域网上发起新设备的发现数据帧的步骤之后，从所述局域网检测响应的回复数据帧的步骤之前，包括 与所述局域网相连且未注册的新设备，在接收到所述发现数据帧之后，生成自身的随机概率码和随机时间； 根据所述随机概率码和随机时间向所述局域网响应所述回复数据帧，该回复数据帧包含本设备初始的通信地址和身份标识。
6.根据权利要求5所述的交互终端自动检测安装和注册的方法，其特征在于，向所述发现的新设备发起注册数据帧的步骤之前，包括 根据新设备响应的回复数据帧中，判断所述通信地址是否与已注册设备的通信地址冲突，当发现冲突时，分配新的通信地址置于所述注册数据帧内。
7.根据权利要求I或5或6所述的交互终端自动检测安装和注册的方法，其特征在于，向所述发现的新设备发起注册数据帧的步骤之后，还包括 所述新设备根据所述注册数据帧更新本地通信地址，并标记为已注册状态，当再次接收到所述发现数据帧时，不做响应。
8.根据权利要求I至7任一项所述的交互终端自动检测安装和注册的方法，其特征在于交互的数据巾贞采用HDLC (High Level Data Link Control,高级数据链路控制规程)帧格式，该格式的帧内包含CPR验证码。
9.一种交互终端自动检测安装和注册的系统，其特征在于，包括 中心控制器，用于向局域网上发起新设备的发现数据帧，所述发现数据帧包含新设备的回复概率和最长回复时间间隔；从所述局域网检测响应的回复数据帧，分析收到完整的一个或数个回复数据帧；向所述发现的新设备发起注册数据帧，并把该新设备向智能控制终端通告； 与所述中心控制器通过局域网相连的已注册和/或未注册的智能设备； 与所述中心控制器相连的控制服务器，用于在接收到所述中心控制器的所述通告之后，进行备案。
10.根据权利要求9所述的交互终端自动检测安装和注册的系统，其特征在于所述局域网为Zigbee网络。
全文摘要
本发明公开了交互终端自动检测安装和注册的方法和系统。该方法包括向局域网上发起新设备的发现数据帧，所述发现数据帧包含新设备的回复概率和最长回复时间间隔；从所述局域网检测响应的回复数据帧，分析收到完整的一个或数个回复数据帧；向所述发现的新设备发起注册数据帧，并把该新设备向智能控制终端通告。采用本发明，可以让中心控制器自动发现新安装的智能家居设备，并完成注册工作。大大减少了人工参与，减少了维护成本，极大地提高了效率。
文档编号H04W24/02GK102970695SQ201210489258
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者危阜胜, 郑晓光, 肖勇, 党三磊 申请人:广东电网公司电力科学研究院