发光节点自动组网控制方法和系统

本技术涉及分布式灯光控制，特别涉及一种发光节点自动组网控制方法和系统。

背景技术：

1、随着智能玩具、场景化灯光模组技术的发展，模块化发光积木类产品得到广泛应用，这类产品由底座、多个可拆装堆叠的发光节点以及上位控制终端组成，能够搭建出城市、城堡、节日景观等多种主题展示场景。为实现对大量发光节点的灯光控制，需要搭建对应的节点通信网络，通常采用共享总线作为底座内部的通信载体，由中心控制装置完成对大量发光节点的管控，以此实现灯光场景的灵活渲染。

2、现有技术中，针对共享总线下的发光节点组网控制，主要存在三类实现方式，一类是生产阶段为每一个发光节点预先烧录固定通信地址，设备出厂即完成地址固化；另一类采用广播式控制，控制器下发广播指令，所有接收到报文的发光节点同步执行灯光动作；还有部分方案依赖用户手动对每一个节点进行配对、扫码或者拨动拨码开关完成地址配置。

3、上述现有技术方案存在相应技术缺陷：预先烧录固定地址的方案，当节点发生损坏、替换、新增扩展时，无法实现现场自动配置；手动配置地址的方案，用户需要逐一完成节点配置操作，扩展多节点场景时操作繁琐；广播控制方案无法实现对单个节点的定向寻址控制。同时，在共享总线的通信环境下，多个未分配地址的节点同时上报响应报文容易产生通信冲突，造成节点发现失败；并且现有方案难以将节点的物理实体身份与通信地址做解耦处理，节点掉线、重新接入之后，无法稳定维持节点对应的场景映射关系，进而影响整套系统的组网可靠性与场景控制能力。

技术实现思路

1、本技术提供一种发光节点自动组网控制方法和系统，可降低共享总线报文冲突，解耦身份与地址，支持可插拔、可堆叠发光节点的自动组网，并在节点换位、掉线重连后恢复原有场景位置与灯光分组，实现发光节点自动组网与场景控制。

2、一方面，本技术提供了一种发光节点自动组网控制方法，所述方法包括：

3、布置于场景底座上的中心控制装置通过底座总线通信链路发送携带发现窗口、发现轮次参数的发现消息，所述发现消息用于触发未分配通信地址的可插拔且可堆叠的模块化发光组件进入节点响应准备状态；

4、各未分配通信地址的模块化发光组件读取自身固有的节点身份信息，结合接收的所述发现轮次参数进行哈希运算得到退避值，将所述退避值映射至所述发现窗口内，生成各自的候选响应时刻；

5、各模块化发光组件在到达自身候选响应时刻之前持续侦听底座总线通信链路的链路活动，当侦听到其他模块化发光组件已经发出发现响应，则取消本轮次响应，等待下一轮次的发现消息；在未侦听到其他发现响应的条件下，在自身候选响应时刻向中心控制装置发送携带节点身份信息的发现响应；

6、所述中心控制装置根据收到的发现响应选择未占用通信地址，建立节点身份信息-通信地址的持久化映射关系，并维护节点身份信息与场景位置、灯光分组的对应关系，基于所述持久化映射关系接收来自移动终端经由终端无线通信链路下发的场景控制指令，转换为对应模块化发光组件可识别的控制指令进行下发，完成灯光场景控制。

7、另一方面，本技术提供了一种发光节点自动组网控制系统，该系统适用于实现上述发光节点自动组网控制方法，该系统包括：移动终端、中心控制装置、场景底座以及若干模块化发光组件；

8、所述场景底座为承载基体，内部或底面侧隐藏布置供电通路与底座总线通信链路，所述场景底座设置有中心控制装置安装区域以及若干模块化发光组件安装位；

9、所述中心控制装置可拆卸安装于所述场景底座的中心控制装置安装区域，所述中心控制装置配置终端无线通信接口、底座总线通信接口以及非易失性存储器；所述中心控制装置被配置为：通过终端无线通信接口经终端无线通信链路与所述移动终端通信，通过底座总线通信接口经底座总线通信链路与各个模块化发光组件通信；执行发送发现消息、基于节点身份信息结合发现轮次生成退避值、侦听总线冲突、分配通信地址、在非易失性存储器持久化存储节点身份-通信地址映射表节点身份信息与场景位置、灯光分组的映射关系以及将移动终端下发的场景控制指令转换为节点侧控制指令的操作；

10、所述模块化发光组件为可插拔且可堆叠的发光节点，可放置或堆叠于场景底座的模块化发光组件安装位，每一个模块化发光组件内置节点控制器、发光组件、非易失性存储单元与底座总线通信接口；所述模块化发光组件被配置为接收所述发现消息，依据自身节点身份信息与发现轮次生成候选响应时刻，侦听底座总线通信链路的链路活动，条件满足时上报发现响应，接收并保存分配得到的通信地址，依据接收的节点侧控制指令输出对应灯效。

11、第三方面，本技术提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述发光节点自动组网控制方法。

12、第四方面，本技术提供了一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述发光节点自动组网控制方法。

13、从上述本技术提供的技术方案可知，一方面，通过中心控制装置发送携带发现窗口、发现轮次参数的发现消息，触发可插拔且可堆叠的模块化发光组件进入响应准备状态，未分配通信地址的模块化发光组件结合自身节点身份信息与发现轮次参数经哈希运算得到退避值，映射生成候选响应时刻，能够依据节点自身固有身份信息差异化生成响应时机，降低多个节点同时发起响应的概率，缓解共享总线条件下报文冲突风险；另一方面，通过模块化发光组件在候选响应时刻到达之前侦听底座总线通信链路的链路活动，在检测到其他节点的发现响应时取消本轮响应，进一步规避共享总线上多节点同时响应带来的通信碰撞问题，保障节点发现过程可以顺利完成，而中心控制装置建立节点身份信息-通信地址的持久化映射关系，将用于识别物理硬件实体的节点身份信息，与用于总线寻址的通信地址进行关联存储，实现物理实体身份与通信寻址地址的解耦，即便通信地址发生重新分配，依然可以依托节点身份信息识别硬件实体，为节点掉线后恢复管理关系提供基础，同时，中心控制装置维护节点身份信息与场景位置、灯光分组的对应关系，使得模块化发光组件在掉线重连或者从一个安装位置换位到另一安装位置后，能够依据节点身份信息恢复原有的场景位置与灯光分组，保持灯光场景的一致性；第三方面，基于前述持久化映射关系，将移动终端经由终端无线通信链路下发的场景控制指令转换为模块化发光组件可识别的控制指令进行下发，实现上层业务控制与底层节点通信的解耦，移动终端无需处理底层节点的发现、地址分配相关底层逻辑，由中心控制装置完成协议转换，降低移动终端侧的处理压力，同时能够支持单节点定向控制以及整体灯光场景的统一调度；第四方面，通过在发现响应中携带临时随机数并在身份摘要碰撞时请求完整身份数据，有效消除哈希截取后摘要碰撞带来的实体识别混淆风险；通过在地址分配确认报文丢失后对回收地址执行复用前探测确认，避免因原节点实际已保存地址而引发地址冲突，进一步提升系统的可靠性与鲁棒性。综上，本技术的技术方案可降低共享总线报文冲突，解耦身份与地址，支持可插拔、可堆叠发光节点自动组网以及换位、掉线重连后的场景与灯光分组恢复，实现发光节点自动组网与场景控制。