[发明专利]一种基于双模通信的智能家居通信系统

权利要求书

1.一种基于双模通信的智能家居通信系统，包括网关、无线中继器、终端模块、客户端以及服务器端，其特征在于：

所述网关包含有wifi通信模块、zigbee通信模块以及LoRa通信模块，网关通过wifi通信模块与客户端、服务器端进行通信，网关通过zigbee通信模块、LoRa通信模块直接与终端模块进行通信或通过zigbee通信模块、LoRa通信模块与无线中继器通信再与终端模块进行通信；

所述终端模块为同时使用zigbee和LoRa进行通信的模块，用于家居设备的控制和监控；

网关、终端模块和无线中继器在zigbee有效通信范围内组网，构建一个zigbee网络，zigbee网络为mesh网络结构；

网关的LoRa通信模块定期扫描信道占用情况并进行检测，根据检测结果选择相对干净的信道作为lora通信信道；

网关的LoRa通信模块向每个终端模块和无线中继器发送信道探测码，终端模块和无线中继器收到信道探测码后向网关回传信道返回码，网关接收信道返回码判断出与终端模块或无线中继器通信所需的最低信号强度，将最低信号强度设置为终端模块或无线中继器的通信信号强度，并确定通信信道；网关需定期发送信道探测码，实时更新其发送信号的强度和通信信道；

网关通过zigbee通信模块以及构建的zigbee网络，发送lora通信参数到终端模块和无线中继器进行组网，构建一个Lora网络，Lora网络为星形网络结构；

从网关到终端模块和无线中继器的广播由lora通信完成；

当网关通过zigbee网络与终端模块或无线中继器通信不畅时，即网关向终端模块或无线中继器发送命令后，长时间无响应或响应超时，即响应时间大于设定时间阈值T，网关将与该终端模块或无线中继器的通信信道切换到lora信道进行通信；

在家居设备和网关设置消息去重机制，同一条消息通过zigbee网络和LoRa网络发送时，消息的序列号相同，家居设备和网关根据序列号和家居设备ID，过滤相同的消息；

进行部署时，先让网关连接到路由器，然后让APP客户端在网关进行注册与网关建立连接，接着在zigbee的有效通信距离内，所有终端模块和无线中继器使用zigbee协议组网，网关通过zigbee发送经过加密的LoRa通信参数给终端模块和无线中继器，使它们具备LoRa通信能力；

将终端模块和无线中继器统称为终端，所述网关接收信道返回码判断出与终端模块或无线中继器通信所需的最低信号强度为：

1)设置网关发射功率P_s＝P_s0，P_s0为网关芯片最大发射功率，终端发射功率P_c＝P_c0，P_c0为终端芯片最大发射功率，设置终端的最小接收灵敏度为SR_min，网关的最小接收灵敏度为SG_min；

2)网关连续向终端设备发送n次信道探测码，终端回n次信道返回码，信道返回码携带终端每一次收到信道探测码时的信号强度P1_n和信噪比S1_n；

3)网关收到信道返回码后，记录n次返回码的信号强度P2_n和信噪比S2_n；

4)网关计算n次探测码的信号强度均值和信噪比均值以及n次返回码的信号强度均值和信噪比均值

5)若降低网关发射功率，使其为+3；若且P_sP_s0，提高网关的发射功率，使其为P_s`＝(P_s+P_s0)/2；其他情况下将发射功率设置为P_s0；

6)若时，降低终端设备发射功率，使其为若且P_cP_c0，提高终端的发射功率，使其为P_c`＝(P_c+P_c0)/2；其他情况下将发射功率设置为P_c0；

7)间隔时间T重复执行2)～6)。