aster就对同一节点实时第二次连接，导致连接双方的匹配性差，连接超时现象频出，需要多次连接建立过程;随着SN规模的增加，连接建立、数据传输、连接断开所花费的比例逐渐稳定，这主要是“轮询”规模增大后，轮询流水机制发挥作用，但主控节点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;轮询机制在低速SPI相连的架构中是很有效的；
当RT/ SN时间翻倍时，我们测试了每个从属节点SI a V e轮询的11、t c、t d的比重，测试结果如图6所示;从图6可以看出，tt时间几乎增加了一倍，而tc和td的绝对使用时间基本保持不变，这说明可以根据家庭智慧设备通信的频率、通信数据量来设置RT/SN的大小，以便满足实际需要；当RT/SN=284秒时，如果SN=7，那么在28时间内每个从属节点Slave都会分到200ms的数据传输时间，因此对于家庭智慧设备信息的收集和控制需求来说还是可行的；而实际上，家庭智慧传感数据收集的频率往往不会太高，一个传感器会以分钟为单位进行传输，例如温度变化以分钟为单位传输足够了。
[0027]实验2:测试协同网络系统的可扩展性
构建具有3个末端网络的协同网络系统，每个末端网络包括I个主控节点Mas ter和7个从属节点Slave，我们通过基于ARM7的仿INTERNET智能移动设备，同时向3个末端网络的27个家庭智慧设备发送命令，命令以UDP包封装，然后应用服务器FS再根据地址映射表AMAP分解到各个末端网络，期间经过家庭LAN网络、家庭CAN网络以及各自的末端网络到达从属节点Slave，然后汇集各个从属节点Slave收到命令的时间；这里取RT/SN=142ms(SN=7)，每个末端网络以第一个被“轮询”的收到时间为起始时间。得到的响应时间图如图7所示;从图7可以看出27个命令在800ms的时间内全部发送到27个从属节点Slave，每个从属节点Slave收到命令的时间仅仅与其所在末端网络内的节点地址编号有关，与所在末端网络无关;说明协同网络系统的家庭LAN网络、家庭CAN网络的传输速率不是瓶颈，以家庭LAN网络、家庭CAN网络构成骨干网络是可行的，进而基于该骨干网络的末端网络规模是可以扩展的;考虑实际应用中，一个家庭的末端网络数目不会太多，因此在面对家庭应用领域，该协同网络系统是可扩展的；另一方面，命令延迟与轮转周期有关，我们可以算出从属节点Slave收到命令的平均延迟为(RT/SN)/2。
【主权项】
1.一种智慧家庭协同网络系统，其特征在于:包括家庭CAN网络、家庭LAN网络、网络转换网关、以太网关、智能移动设备，及至少一个未端网络，至少一个家庭智慧设备； 所述家庭CAN网络与家庭LAN网络通过网络转换网关互联，家庭LAN网络通过以太网关连接到INTRENET上，家庭LAN网络中配置有用于管控各家庭智慧设备的应用服务器，智能移动设备连接到INTRENET上； 所述末端网络由一个主控节点及至少一个从属节点通过蓝牙通信机制构成，末端网络中的主控节点接入家庭CAN网络，末端网络中的每个从属节点对应一个家庭智慧设备，并与该家庭智慧设备互联。2.根据权利要求1所述的智慧家庭协同网络系统的通信方法，其特征在于: 未端网络中，主控节点采用轮询通信方式与各从属节点依序逐个的实施蓝牙通信，从属节点获取对应家庭智慧设备的当前信息，并进入蓝牙连接侦听状态，当获得主控节点的蓝牙连接呼叫后，便与主控节点建立蓝牙通信连接，把对应家庭智慧设备的当前信息发送到主控节点； 主控节点将各从属节点发送来的信息通过网络转换网关发送到应用服务器，应用服务器再通过INTERNET发送给智能移动设备； 智能移动设备通过INTRENET向家庭LAN网络上的应用服务器发送控制目标的控制命令集，控制目标是指需要控制的家庭智慧设备； 应用服务器通过家庭LAN网络、网络转换网关、家庭CAN网络，将智能移动设备发来的控制命令集转发到控制目标的对应从属节点所属的末端网络的主控节点上； 主控节点对应用服务器发来的控制命令集进行解封后发送到控制目标的对应从属节点上，从属节点收到主控节点发来的控制命令集后，将控制命令集中的控制命令发送到与之相连的家庭智慧设备。3.根据权利要求2所述的智慧家庭协同网络系统的通信方法，其特征在于: 为每一个家庭智慧设备设定一个全局地址ADR，全局地址ADR是一个由IPA、CANA、BA组成的复合地址，其中的IPA为应用服务器的IP地址，CANA为该家庭智慧设备的对应从属节点所属的末端网络中的主控节点的CAN网络地址，BA为该智慧设备的对应从属节点的蓝牙网络地址； 在应用服务器上存有一个地址映射表，地址映射表中存储有IPA与MobileIP之间的映射关系，其中IPA为该应用服务器的IP地址，MobileIP为连接到INTERNET上的智能移动设备的IP地址； 末端网络中的蓝牙通信单元为81]，81]由1^11^3七3111?、84、0)1、04了4、？财138组成，其中的TimeStamp为时间印，BA为该通信单元所对应的从属节点的通讯地址，COM为通讯命令，DATA为通讯数据集合，FNf lag为该通信单元的结束标识； 家庭CAN网络中利用CAN报文进行通信，家庭CAN网络中的通信单元由CAN报文头、CANA、BU组成，CANA和BU被封装在CAN报文的数据单元中； 家庭LAN网络中利用TCP报文进行通信，CANA和BU被封装在TCP报文的数据单元中。4.根据权利要求3所述的智慧家庭协同网络系统的通信方法，其特征在于: 主控节点将各从属节点发送来的信息封装成CAN报文，并通过CAN协议发送到网络转换网关，网络转换网关将CAN报文中的信息包转换为TCP报文后发送到应用服务器； 应用服务器在收到来自网络转换网关的TCP报文后，从地址映射表中获取通信的目的地址，并把自身的IP地址IPA和获得的CANA、BU封装成TCPU数据包，并通过INTERNET发送给智能移动设备。5.根据权利要求2所述的智慧家庭协同网络系统的通信方法，其特征在于，末端网络的组网方法如下: 对各节点的节点地址进行编码，将主控节点的地址设置为O，将所有从属节点按照I?SN进行地址编号，SN为末端网络中的从属节点的数量； 所有从属节点启动后即进入蓝牙连接侦听状态，主控节点采用轮询机制向各个从属节点依序逐一的发起蓝牙连接呼叫，从属节点收到主控节点的蓝牙连接呼叫后，便与主控节点建立蓝牙通信连接，然后通过智慧设备接口获取对应家庭智慧设备的设备信息，并将获取的设备信息发送到主控节点，然后再断开与主控节点之间的蓝牙通信连接，回复至蓝牙连接侦听状态； 主控节点从各从属节点获取信息后，构建一个末端网络信息表，末端网络信息表中包含有各从属节点的信息，及各从属节点的对应家庭智慧设备的信息，以及从属节点的数量SN0
【专利摘要】一种智慧家庭协同网络系统及其通信方法，涉及网络通信技术领域，所解决的是扩大覆盖范围，提高通信质量，及降低无线通信能量辐射的技术问题。该系统包括通过网络转换网关互联的家庭CAN网络、家庭LAN网络，及智能移动设备，至少一个未端网络，至少一个家庭智慧设备；所述家庭LAN网络通过以太网关连接到INTRENET上，家庭LAN网络中配置有应用服务器，智能移动设备连接到INTRENET上；所述末端网络由一个主控节点及至少一个从属节点通过蓝牙通信机制构成，末端网络中的主控节点接入家庭CAN网络，末端网络中的每个从属节点连接一个家庭智慧设备。本发明提供的系统及方法，适用于家庭智慧设备的控制。
【IPC分类】H04W4/00, H04L29/06, H04L12/28
【公开号】CN105530152
【申请号】CN201510932898
【发明人】陈上也, 陈庆奎
【申请人】陈上也, 陈庆奎
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月15日