1.一种家庭无线传感网变量描述设备的控制系统,其特征在于:包括:外部网络终端:搭载有远程控制家庭设备应用软件的系统终端,负责通过远程路由与家庭安全网关建立网络连接,进行数据交换任务,对家庭设备进行控制;
家庭安全网关:对家庭内部网络进行安全防护,针对协议类型进行过滤、针对端口过滤、针对原地址与目的地址过滤,经过层层筛选允许系统许可的外部网络报文数据通过网关,在内外网络之间互相通信;
无线传感网射频协调器:属于家庭内部网络的管理者,起着数据中转的作用,通过接收到外部网络通过网关发送给无线传感网射频协调器的功能报文,经过协议格式的解析解读出相应的功能任务,将功能任务下发到家庭网络设备节点中去,同时完成任务反馈;所述无线传感网射频协调器包括两个部分:CP2102串口功能区以及CC2530无线传感网射频协调器功能区;
所述CP2102串口功能区运行串口驱动程序将家庭安全网关发送给无线传感网射频协调器的数据报文信息从串口缓冲区进行抓取,并且根据相应的报文格式发送给CC2530无线射频模块,同时也能将CC2530发送而来的数据报文发送至缓冲区等待网关的获取;
所述CC2530无线传感网射频协调器功能区主要运行带有变量操作的协议栈,以规约的格式与家庭设备节点进行数据交互,能够将网关的报文命令下发至家庭设备节点,同时也能将家庭设备上传的数据信息反馈给家庭安全网关;
无线传感网节点:适配家庭环境中的智能型数据指标,进行数据变量的采集和下发,完成家庭设备的操作;
外部网络终端通过外部网络获取家庭安全网关的安全权限后,通过家庭安全网关的Uart串口装置获取无线传感网射频协调器的数据信息;无线传感网射频协调器与无线传感网节点之间通过带有变量描述的协议体系进行家庭设备的数据上传和设备操作控制指令下发的功能操作;家庭安全网关对外部网络终端进行数据包过滤以及任务指令阻截,只有符合配置要求的外部网络终端才有权限对家庭内部网络设备进行数据获取和功能控制;
还包括WiFi无线网卡、LAN/WAN网络接口、Uart串口和USB接口,所述家庭安全网关包括搭载Linux系统的Ralink RT5350的主控,运行Linux基本内核和对应功能网关的驱动程序,实现网关功能和防火墙相关功能,WiFi无线网卡主要涉及家庭安全网关与无线外部网络终端之间的交互;LAN/WAN接口负责与有线外部网络终端进行连接交互;串口以及USB接口作为与家庭内部协调器之间的数据交互功能;主控Ralink RT5350与防火墙部分协调接收外部网络的数据,从而决定是否对家庭内部设备数据进行上传和设备控制操作,达到安全上传和下发的目的。
2.根据权利要求1所述的一种家庭无线传感网变量描述设备的控制系统,其特征在于:所述无线传感网节点包括CC2530芯片、relay变量描述模块、hold变量描述模块、input变量描述模块和key位变量描述模块以及调试模块;
所述CC2530芯片负责运行整体节点的协议栈程序;所述relay变量描述模块作为输出位变量描述,用于获取当前环境下家庭输出开关量设备的运行状态;所述hold变量描述模块作为保持寄存器变量描述,用于获取当前环境下可调模拟量设备数据状态;所述input变量描述模块作为输入寄存器变量描述,用于获取当前环境下的传感器采集值,存入寄存器中等待获取;所述key位变量描述模块作为输入位变量描述,用于等待当前环境下触发型数据变化并采集上传。
3.根据权利要求1所述的一种家庭无线传感网变量描述设备的控制系统,其特征在于:家庭设备从无线传感网节点到外部网络终端部分的通信协议采用带有变量描述的安全性能协议体系;协议栈报文由报文长度、识别码、设备ID、功能码、数据区域、报文序号以及CRC校验码组成;报文长度部分占1byte,用于标定报文的总体长度;加密类型长度为1byte,用于区分数据认证的类型;设备序号占1byte,用于代表家庭入网的设备序号;指令类型占
1byte,用于代表当前报文所指引的功能任务;数据域占1‑33byte,代表当前报文所要传达的数据内容;计时码占2byte,用于表示当前客户机发出命令的流水号;CRC校验码占8byte,主要通过CRC函数运算得到,用于生成和验证的功能;从功能码到CRC校验码报文字段属于协议加密区,当前协议体系下对此部分内容进行安全加密保证传输数据的安全。
4.基于权利要求1‑3任一所述的家庭无线传感网变量描述设备控制系统的运行方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1:无线传感网节点将自身设备所采集的变量描述信息打包成加密报文通过协议规定格式发送给无线传感网射频协调器,所述无线传感网射频协调器将获取到的报文信息通过串口发送给家庭安全网关;
S2:家庭安全网关将收到的变量描述报文通过UDP/TCP协议通过外部网络发送给指定设备的终端,终端通过相应的规约格式进行解码后进行功能应用,实现显示性效果;
S3:外部网络终端通过专用应用,生成指定的设备操作指令报文,通过UDP/TCP协议指向家庭安全网关,家庭安全网关通过防火墙的相关安全操作获取被允许的安全设备操作指令,通过串口发送给无线传感网射频协调器;
S4:无线传感网射频协调器将收到的报文根据功能码设备ID字段判定,通过专用变量描述的协议发送给指定无线传感网节点,节点收到控制指令后进行相应的设备操作步骤,实现整体系统运行。