基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法
2023-05-04 13:07:16 3
專利名稱：基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法
技術領域：
本發明涉及一種樓宇對講系統，尤其是涉及一種基於分布式散列表(DHT)的TCP/ IP樓宇對講系統組網及尋址方法。
背景技術：
TCP/IP樓宇對講系統的各種終端，如室內機終端、門口機終端、管理機終端和PC 終端，通過網絡接口進行互聯，每個終端用實名地址(小區號-樓號-房號)和IP位址作為終端的標識。為了進行聲音、視頻、數據傳輸，通信雙方必須知道對方的IP位址，而樓宇對講系統中用戶使用實名地址來發起呼叫，因此必須把終端的實名地址和IP位址進行轉換， 這個轉換過程就是尋址。現有的TCP/IP樓宇對講系統的尋址一般採用廣播尋址或查詢地址列表尋址。廣播尋址的做法是，發起呼叫的終端輸入被呼叫終端的實名地址，然後將該實名地址以廣播包的方式發送給廣播域中各終端，接收到廣播包後，各個終端把收到的實名地址與自己的實名地址進行匹配，匹配成功的終端再把IP位址回應給發起呼叫的終端，這樣就獲得了被呼叫方完整的終端標識(實名地址和IP位址)，這樣就可以進行通信了。查詢地址列表的尋址一般是把實名地址和IP位址列表存放在伺服器中。發起呼叫的終端輸入被呼叫終端的實名地址，並把該實名地址發送給伺服器，伺服器查詢後把被呼叫終端的IP位址回應給發起呼叫的終端。呼叫方就獲得了被呼叫方完整的終端標識。上述做法的主要缺陷是，廣播尋址的方法中，廣播包受限於廣播域，會出現有些終端無法收到廣播包，造成尋址過程失敗；網絡規模增大，網絡中的廣播包在網段內大量複製，導致廣播風暴，造成網絡性能下降，甚至網絡癱瘓。查詢地址列表方法中，網絡是基於C/ S(客戶/伺服器)結構，必須額外配置一臺伺服器，增加系統成本，可能會出現單點失效; 在改變終端標識時必須修改伺服器上的列表，無法做到即插即用。中國專利CN201957193U公開一種新型的樓宇對講門口機終端，包括CPU處理模塊、語音處理模塊、開鎖電路、控制輸入電路，還有無線區域網接入模塊，來訪客人通過控制輸入電路輸入要呼叫的樓層房號，轉換成電信號後送到CPU處理模塊進行處理，CPU處理模塊調出相應樓層房號對應的IP位址，通過無線區域網接入模塊接通無線區域網進行呼叫，網絡接通後，來訪客人與業主進行通話，業主通過用戶終端輸入控制指令，CPU處理模塊將該控制指令與規定的開鎖信號的值比較，如完全符合就控制開鎖電路為來訪客人開鎖。 該實用新型線路簡單合理，在安裝樓宇對講系統時，避免了系統布線，可以通過無線路由方便的組網，也是物聯網的實際應用成果，建立在網絡聯網上的樓宇對講系統可以通過接入廣域網獲得更大的發展空間。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述方法的缺陷，提供一種自組網，即插即用，操作簡單，維護方便的基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法。
本發明包括以下步驟1)終端加入請求加入的終端，使用哈希算法，計算終端IP位址的哈希值作為標識符NID，按照 DHT協議，加入網絡；2)終端退出和失效網絡的退出和失效依據DHT協議進行終端路由信息和註冊信息的更新，當終端退出時，需要將自己管理的註冊信息的內容索引發給自己的後繼終端，並通知其他終端更新其路由表，為了保證註冊過的用戶始終可達，每個終端周期性地更新自己路由表，以同步網絡的變化；其中鍵值K為終端實名地址的哈希值，V為請求註冊終端的IP位址；3)終端註冊請求註冊的終端，使用哈希算法，計算終端實名地址的哈希值作為鍵值K，並把內容索引作為終端註冊請求信息發給DHT網絡，DHT通過一定的機制把該內容索引儲存在DHT網絡節點中；4)終端尋址發起呼叫的終端為了知道被叫方的IP位址，使用哈希算法，計算被叫終端實名地址的哈希值作為鍵值K，呼叫終端首先查詢被呼叫終端的註冊信息是否儲存在本機上，如果沒有通過DHT網絡繼續查詢，直至找到被呼叫終端的註冊信息，然後通過內容索引返回V，也就是被呼叫方的IP位址，獲得被叫方的IP後，雙方即可進行通信。所述哈希算法可以是SHA-I，MD5或consistent hashing算法；所述DHT協議可以是Chord協議、CAN協議、Pastry協議或Tapestry協議等。所述樓宇對講系統設有終端裝置和路由器裝置；所述終端裝置設有室內機終端、門口機終端、管理機終端和PC終端裝置，所述室內機終端、門口機終端和管理機終端構建在嵌入式系統上，所述室內機終端、門口機終端和管理機終端均設有嵌入式處理器、顯示屏、音視頻設備、按鍵和觸控螢幕；所述PC終端裝置構建在PC機上，所述室內機終端、門口機終端、管理機終端和PC終端均通過所述基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法進行組網。所述室內機終端位於住戶室內，設有無線網絡接口和有線網絡接口，所述室內機終端用於連接其他終端裝置以接收和發送語音圖像信號；通過無線網絡、有線網絡獲取各種傳感器數據和報警數據；通過無線網絡、有線網絡對家中各種家電發出控制信號。所述門口機終端位於樓棟梯口或小區門口，設有有線網絡接口，所述門口機終端用於連接其他終端裝置以接收和發送語音圖像信號。所述管理機終端和PC終端裝置位於物業管理中心，兩者均可運行管理系統軟體， 通過網絡接口跟室內終端和門口機終端連接，接收來自室內終端和門口機終端得呼叫、報
警信號。路由器裝置可採用網絡路由器。本發明的技術方案是，TCP/IP樓宇對講終端通過DHT自組網；發起呼叫終端通過 DHT網絡進行尋址，完成通過被呼叫終端實名地址查找IP位址的過程。與現有的同類方法相比，本發明克服了現有同類方法的上述缺陷，提供了一種自組網，即插即用，操作簡單，維護方便的基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法。
圖1為Chord環上節點ID和實名地址ID的分布。在圖1中，節點η的第i個指針 successor [n+2~ (i_l), 1 ^ i ^ m, m = 6 ；指針表參見表 1。表 權利要求
1.基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法，其特徵在於包括以下步驟1)終端加入請求加入的終端，使用哈希算法，計算終端IP位址的哈希值作為標識符NID，按照DHT 協議，加入網絡；2)終端退出和失效網絡的退出和失效依據DHT協議進行終端路由信息和註冊信息的更新，當終端退出時，需要將自己管理的註冊信息的內容索引發給自己的後繼終端，並通知其他終端更新其路由表，為了保證註冊過的用戶始終可達，每個終端周期性地更新自己路由表，以同步網絡的變化；其中鍵值K為終端實名地址的哈希值，V為請求註冊終端的IP位址；3)終端註冊請求註冊的終端，使用哈希算法，計算終端實名地址的哈希值作為鍵值K，並把內容索引作為終端註冊請求信息發給DHT網絡，DHT通過一定的機制把該內容索引儲存在 DHT網絡節點中；4)終端尋址發起呼叫的終端為了知道被叫方的IP位址，使用哈希算法，計算被叫終端實名地址的哈希值作為鍵值K，呼叫終端首先查詢被呼叫終端的註冊信息是否儲存在本機上，如果沒有通過DHT網絡繼續查詢，直至找到被呼叫終端的註冊信息，然後通過內容索引返回V， 也就是被呼叫方的IP位址，獲得被叫方的IP後，雙方即可進行通信。
2.如權利要求1所述的基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法，其特徵在於所述哈希算法為SHA-I，MD5或consistent hashing算法。
3.如權利要求1所述的基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法，其特徵在於所述DHT協議為Chord協議、CAN協議、Pastry協議或Tapestry協議。
4.如權利要求1所述的基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法，其特徵在於所述樓宇對講系統設有終端裝置和路由器裝置；所述終端裝置設有室內機終端、門口機終端、管理機終端和PC終端裝置，所述室內機終端、門口機終端和管理機終端構建在嵌入式系統上，所述室內機終端、門口機終端和管理機終端均設有嵌入式處理器、顯示屏、音視頻設備、按鍵和觸控螢幕；所述PC終端裝置構建在 PC機上，所述室內機終端、門口機終端、管理機終端和PC終端均通過所述基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法進行組網。
5.如權利要求4所述的基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法，其特徵在於所述室內機終端位於住戶室內，設有無線網絡接口和有線網絡接口，所述室內機終端用於連接其他終端裝置以接收和發送語音圖像信號；通過無線網絡、有線網絡獲取各種傳感器數據和報警數據；通過無線網絡、有線網絡對家中各種家電發出控制信號。
6.如權利要求4所述的基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法，其特徵在於所述門口機終端位於樓棟梯口或小區門口，設有有線網絡接口，所述門口機終端用於連接其他終端裝置以接收和發送語音圖像信號。
7.如權利要求4所述的基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法，其特徵在於所述管理機終端和PC終端裝置位於物業管理中心，兩者均運行管理系統軟體，通過網絡接口跟室內終端和門口機終端連接，接收來自室內終端和門口機終端得呼叫、報警信號。
8.如權利要求4所述的基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法，其特徵在於路由器裝置採用網絡路由器。
全文摘要
基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法，涉及一種樓宇對講系統。提供一種自組網，即插即用，操作簡單，維護方便的基於分布式散列表的樓宇對講系統組網及尋址方法。採用分布式散列表的方法，連接在TCP/IP網絡的所有樓宇對講終端，包括室內機終端、門口機終端、管理機終端和PC終端等，通過自組織網的方式組成結構化的對等網絡；實現了TCP/IP樓宇對講系統發起呼叫時的尋址方法，主要是通過分布式散列表建立終端實名地址(小區號-樓號-房號)和IP位址的映射查找。不需要在新加入終端或改變終端實名地址或改變IP位址時，更新伺服器上的查詢地址列表，實現了各種終端即插即用，操作簡單，維護方便。
文檔編號H04Q5/24GK102395055SQ20111030865
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月12日 優先權日2011年10月12日
發明者林志和, 金萬春, 黃聯芬 申請人:廈門大學, 廈門立林科技有限公司