一种低成本无线终端设备接入网关控制方法与流程

1.本发明涉及无线通信控制技术领域，具体为一种低成本无线终端设备接入网关控制方法。


背景技术：

2.以wifi为典型代表的无线通信技术，有着完整的网络接入机制和控制方法，基于这些成熟无线通信技术开发的产品能够很容易地形成无线网络，实现网络内信息的双向流动，但是这类设备成本偏高。低成本的无线终端受限于硬件资源，难以实现冲突检测和避让，难以实现完善的无线网络，一般只实现了简单的点对点双向通信，大大限制了产品功能的开发和用户体验。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种低成本无线终端设备接入网关控制方法，具备现有低成本无线终端组网组成容易、能够实现点对点双向通信的优点，解决了现有低成本无线终端组网困难、仅仅实现点对点双向通信的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低成本无线终端设备接入网关控制方法，包括无线终端设备和无线网关，无线终端设备包括低成本无线通信模块、控制模块；无线网关包括低成本无线通信模块、控制模块和网络接入模块；低成本无线通信模块采用相同的调制方式和具有相同的频率范围，无线终端和无线网关的控制模块均为mcu，网络接入模块可以是wifi模块或以太网模块，通过路由器接入局域网或因特网。
7.优选的，无线终端设备和网关均具有唯一的身份id。
8.优选的，无线网关具有两种运行状态：绑定状态和正常工作状态，绑定状态下，无线网关每隔t1时间发送一次绑定命令，绑定命令包含网关自身的身份id、从0开始的排列的序号，等待无线终端设备响应；正常工作状态下实现信息的双向交互，用户通过人机接口切换网关的运行状态。
9.优选的，无线终端设备具有两种运行状态：绑定状态和正常工作状态，无线终端设备上电运行的前t2秒处于绑定状态，若接收到无线网关的绑定命令，无线终端设备保存网关的身份id和序号，并向无线网关应答自己的身份id和接收到的序号；无线终端上电运行超过t2秒钟，退出绑定状态，转入正常工作状态，正常工作状态下，无线终端设备不再响应无线网关的绑定命令，只响应正常工作状态下的相关命令。
10.优选的，无线网关在绑定状态下，接收到无线终端设备针对绑定命令的响应时，控制模块记录下无线终端设备id，并将返回的序号标记为已分配，无线网关下一次发送绑定命令时，使用下一个未分配的序号。
11.优选的，无线网关可以记录多个无线终端设备，无线终端设备只能与一个网关绑
定，形成以网关为中心的一对多星形网络。
12.优选的，无线网关向网络内指定无线终端发送命令，命令包含目的无线终端设备的id和无线网关的id，网络内所有无线网络终端设备都能接收到该命令，无线网络终端设备的控制模块判断目的id为自身的id，并且无线网关id是自己绑定的网关id，则处理接收到的命令，否则丢弃该命令。
13.优选的，无线网关向网络内所有无线终端发送广播命令，网络内所有无线终端设备都需要响应广播命令，无线终端设备响应广播命令时，发送包含无线终端设备自身id和绑定的网关的id的响应命令，无线终端设备的控制模块记下命令发起的时间，置重发标志，等待无线网关响应，若在时间t3时刻到达以前，接收到网关应答，清除重发标志，命令发送流程成功结束，若时间超过了t3时刻，网关没有应答，无线终端设备控制模块将命令重发一次，清除重发标志，命令发送流程结束。
14.优选的，无线终端设备绑定到无线网关时分配到的序列号为n，无线网络约定超时等待的标准单位时间槽为tslot，无线终端主动发起命令的时刻为t0，超时时刻t3＝to n*tslot。
15.(三)有益效果
16.与现有技术相比，本发明提供了一种低成本无线终端设备接入网关控制方法，具备以下有益效果：
17.该一种低成本无线终端设备接入网关控制方法，本无线终端接入网关控制方法以网关为中心形成星形网络，通过绑定命令实现了一种简单有效的无线终端设备入网控制机制。绑定过程由网关分配序列号，基于序列号实现的网络内多个无线终端设备超时重发机制，实际是一种简单有效的冲突避让方法，提高了多个无线终端设备都需要向网关发送命令时的成功率。基于本无线终端接入网关控制方法可以在低成本、资源有限的无线终端设备上，实现无线网关到无线终端设备的双向信息交互，大大提升产品的用户体验。
附图说明
18.图1为本发明系统示意图；
19.图2为本发明图1中无线终端设备结构示意图；
20.图3为本发明图1中无线网关结构示意图；
21.图4为本发明图1中无线网关的绑定流程图；
22.图5为本发明图1中无线终端设备的绑定流程图；
23.图6为本发明图1中无线终端设备响应图1中无线网关广播命令的流程图。
24.图中：1、无线终端设备；11、单片机；12、无线收发模块；2、无线网关；21、单片机；22、无线收发模块；23、wifi模块；3、路由器。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.请参阅图1-3，本实施例中的低成本无线终端接入网关控制方法，包括无线终端设备1和无线网关2，无线终端设备1包括单片机11、无线收发模块12，无线网关2包括单片机21、无线收发模块22、wifi模块23，无线终端设备1设置有唯一的序列号id，无线网关设置有唯一的序列号id，网关通过wifi与路由器3相连，接入局域网或因特网。
27.本实施例中的无线终端设备1和无线网关2，通过绑定流程实现接入控制。
28.参阅图4，无线网关的绑定流程包括以下步骤：
29.s11：用户切换无线网关工作状态到绑定状态。
30.s12：无线网关发送包含自身id和序号的绑定命令。
31.s13：若收到无线终端设备对绑定命令的响应，执行步骤s14，否则执行步骤s15。
32.s14：记录响应绑定命令终端的id，增加网关分配序号。
33.s15：检查用户是否切换网关工作状态到正常工作状态，若是，退出绑定状态，否则执行步骤s12。
34.参阅图5，无线终端设备的绑定流程包括以下步骤：
35.s21：无线终端设备上电，开始运行。
36.s22：检查是否收到网关的绑定命令，若收到绑定命令，执行步骤s23，否则执行步骤s24.
37.s23：记录网关id和分配的id，并向网关发送响应，退出绑定状态。
38.s24：检查运行时间是否超出绑定窗口时间，若是，退出绑定状态，否则，执行步骤s22。
39.本实施例中的无线终端设备1与无线网关2完成绑定之后，就可以进行双向的信息交互了，无线网关2向网络内指定无线终端设备1发送命令时，包含了目的无线终端设备的id，只有id匹配的无线终端设备才能响应，无线通信没有冲突产生，无线网关2向网络内所有无线终端设备1发送广播命令时，网络内所有无线终端设备1响应命令，冲突的概率大大增加。
40.参阅图6，无线终端设备响应无线网关的广播命令流程包括以下步骤：
41.s31：发送响应命令，并记下当前时间。
42.s32：检查是否收到网关确认，若是，发送流程结束，否则，执行步骤s33。
43.s33：检查等待网关确认时间是否超时，若是，执行步骤s34，否则，执行步骤s32。
44.s34：将命令重发一次，退出响应流程。
45.通过以上方法，实现了一种简单有效的无线终端设备入网控制机制；提供了一种简单有效的超时重发机制，提高了多个无线终端设备响应网关广播命令时的成功率。
46.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。