br>[0020]如图2所示，本发明实施例中，主控节点Master包括蓝牙通信模块、CAN接入模块，及基于M⑶的主控模块，该3个模块之间通过SPI总线连接，并通过SPI协议实现相互通信，其中的蓝牙通信模块把每个轮询通信周期获取的各家庭智慧设备HEQ的当前信息INFO通过SPI接口发送到主控模块，再由主控模块把这些信息封装后发送到CAN接入模块，CAN接入模块将主控模块发送来的信息包INFOS封装成CAN报文，并通过CAN协议发送到网络转换网关CANG;主控模块把来自CAN接入模块的命令集COMS分解后通过蓝牙通信模块逐一的分发到各个相应的从属节点Slave。
[0021]如图3所示，本发明实施例中，从属节点Slave包括蓝牙通信模块、智慧设备接口，及基于MCU的主控模块，其中的蓝牙模块与主控模块之间通信采用SPI接口和协议，主控模块与智慧设备接口也采用SPI，大部分的数控家用电器都留有SPI接口。
[0022]本发明实施例中，末端网络TN的组网方法如下:
1)对各节点的节点地址进行编码，将主控节点Master的地址设置为0，将所有从属节点Slave按照I?SN进行地址编号，这个地址编号将用于蓝牙通信，SN为末端网络TN中的从属节点Slave的数量；
2)所有从属节点Slave启动后即进入蓝牙连接侦听状态，主控节点Master采用轮询机制向各个从属节点Slave依序逐一的发起蓝牙连接呼叫，从属节点Slave收到主控节点Master的蓝牙连接呼叫后，便与主控节点Master建立蓝牙通信连接，然后通过智慧设备接口获取对应家庭智慧设备HEQ的设备信息，并将获取的设备信息发送到主控节点Master，然后再断开与主控节点Master之间的蓝牙通信连接，回复至蓝牙连接侦听状态；
3)主控节点Master从各从属节点Slave获取信息后，构建一个末端网络信息表TIT，末端网络信息表TIT中包含有各从属节点Slave的信息，及各从属节点Slave的对应家庭智慧设备HEQ的信息，以及从属节点Slave的数量SN(SN〈=7)。
[0023]本发明实施例具有更好的无线家居覆盖，其覆盖和辐射能量分析如下:
我们知道无线模块通信功率与通信距离成比例关系，距离越大通信能量越高，无线辐射能量就越高；即能量辐射为P=aD，其中P为能量辐射，a为单位通信距离内的无线能量辐射，D为无线通信距离；
设一个家居有η个家庭智慧设备，每个设备需要一个无线通信模块，该模块是WIF1、ZIGBEE、BLUET00TH的一种，我们分析这η个设备在WIFI网络、ZIGBEE网络、以及本实施例的协同网络系统三个不同架构下的无线通信能量总辐射量；
DWIFI网络模式
在WIFI家居网络模式下，具有一个中心汇集点，即采用家庭无线路由器汇集WIFI信号模式，η个家庭智慧设备与这个中心汇集点进行通信;这η个家庭智慧设备与中心汇集点的“介质距离”分别为D1, D2,…，Dn;介质距离是指设备模块到中心汇集点所需要穿透各类介质(如混泥土墙)而折算后的距离，那么在这种情况下，η个设备的通信能量辐射为PzaQdDs+…+Dn);假设这时有一个“基础距离”D，S卩D为到汇集点所必须的最低能量消耗，而与“介质距离”无关;这样η个节点可以分为2组，Dk+1，Dk+2，…，Dn}，在第一组内的所有设备距离都不大于D，因此在WIFI模式下，η个设备的通信能量辐射为:
Pwifi=akD+a(Dk+l+Dk+2^-----K)k+n)(I)
2)ZIGBEE模式
在ZIGBEE模式下有2种情况:1)单蔟头模式，其通信能量辐射同WIFI模式的公式(I) ;2)K个蔟头，假设每个蔟内的节点间通信能量符合“基础距离”能量，那么，η个设备的通信能量辐射为:
Pzic=anD+ a(Dci+Dc2+."+Dck)(2)
其中，Dc1，Dc2，…，Dck为k个蔟头到汇集点的“介质距离”；
3)协同网络系统模式
在这种模式下，n个家庭智慧设备都通过从属节点Slave在各自的末端网络中与主控节点Master通信，由于主控节点Master可以安放在天花板上，每个家庭智慧设备与各自的主控节点Master通讯都符合“基础距离”通信，因此这时η个设备的通信能量辐射为:PcB=a(Di+D2+..-+Dn)=anD(3)
比较公式(I)、公式(2)、公式(3)，显然有PCB〈= Pwifi和PCB〈= Pzig ；这表明本实施例提出的协同网络系统和WIFI及ZIGBEE网络相比，具有较低的通信能量辐射，进而具有更好的无线家居覆盖。
[0024]本发明实施例中，主控节点Mat e r和从属节点SI a V e的主控模块采用的是STM32F103系列芯片，STM32F103RBT6芯片内部拥有128KB的程序Flash和20KB的嵌入式SRAM，12位AD、4个16位定时器和3路USART通讯口等多种资源，时钟频率最高可达72MHz，蓝牙通信模块采用的是TI的CC2540芯片，其运行在2.4 GHz ISM带宽，GFSK调制方式(高斯频移键控)，40频道2MHz的通道间隙，3个固定的广播通道，37个自适应自动跳频数据通道，物理层可以和经典蓝牙RF组合成双模设备，2MHz间隙能更好地防止相邻频道的干扰;CAN接入模块采用的是TJA1050 CAN控制器接口模块，网络转换网关CANG采用的是爱泰CANET-200T以太网转CAN模块，CANET-200T以太网转CAN模块实现CAN_bus数据和Ethernet数据相互传输的功能，它内部集成了 2路CAN-bus接口和I路Ethernet接口，并自带TCP/IP协议栈，可以完成CAN-bus网络和Ethernet网络的互连互通，建立以太网-CAN两层网络架构。
[0025]如图4所示，在每个RT/SN时间段之内，主控节点Master的蓝牙通信模块与从属节点Slave的蓝牙通信模块的通信时间分为连接建立时间段tc、数据传输时间段tt、连接断开时间段td共三个阶段，这里有tc + tt + td = RT/SN;由于末端网络TN通过初始化过程，使得所有从属节点Slave已经存在于主控节点Master的地址表内，因此可以基本忽略蓝牙寻找时间，并且主控节点Master可以在上一个从属节点Slave的td时间内转向轮询下一个从属节点S Iave，这样SN个从属节点S Iave的轮询可以具有流水机制；
主控节点Master对当前从属节点Slave轮询以后，需要(SN-1) X (tt+tc)时间才能对该从属节点Slave进行下一轮轮询，因此其有(SN-1) X (tt+tc)的时间进行数据准备(从家庭智慧设备获取信息、或发送命令)、进入侦听状态。
[0026]为了测试协同网络系统的可用性本质，对本发明实施例进行了实验测试，测试中给出如下约定:
1)末端网络的主控节点Master放置在房间的天花板上，这样所有从属节点Slave和主控节点Master之间的空间没有遮挡，保障蓝牙信号的稳定；
2)主控节点Master呼叫从属节点Slave连接有一个超时时间tl，如果超过该时间并且被轮询的从属节点Slave没有连接上，主控节点Master要再次进行对该节点的轮询；
实验I:测试通信时间片内的时间分布
设RT=I s，那么RT/SN=142ms，我们测试在142ms时间片内，有效数据传输时间tt的比例；如图5所示，横轴为轮询规模SN，即分别测试SN=I，2，3，…，7时的各个节点的各个时间的平均比率；
总体来看，连接的建立和连接的断开占总时间片的三分之二左右，数据传输时间约为三分之一;这说明蓝牙的连接和断开占用了 142ms的大部分时间，但是我们还是获取了可以稳定使用的数据传输时间段tt;在SN=I时，数据传输时间段tt仅有10%左右，这主要是上一个连接的断开还未进行完毕，主控节点M