CN101577654B - 数字家庭网络系统及其自动配置方法、输入设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种数字家庭网络系统及其自动配置方法、输入设备。所述系统包括：交换服务器、网关、末端设备、与所述末端设备统一编址的配置模块，所述配置模块与所述网关以有线方式连接或者以无线方式连接；所述配置模块用于从外部设置的输入设备下载包含控制端与受控端源汇关系的配置文件，并将包含所述配置文件的终端数据包通过所述网关发送到所述交换服务器；所述交换服务器用于在接收到所述终端数据包后，根据所述终端数据包中包含的配置文件更新本地配置文件。依照本发明，可以根据实际需要更改系统中控制端与受控端的源汇关系，使得用户能够随心所欲的定制受控端与控制端之间的源汇关系。

Description

数字家庭网络系统及其自动配置方法、输入设备

技术领域

本发明涉及建筑楼宇的数字家庭网络系统，特别是涉及一种数字家庭网络系统及其自动配置方法、输入设备。

背景技术

随着社会信息化的加快，人们的工作、生活和通讯、信息的关系日益紧密。信息化社会在改变人们生活方式与工作习惯的同时，也对传统的住宅提出了挑战，社会、技术以及经济的进步更使人们的观念随之巨变。人们对家居的要求已经不仅仅限制于物理空间，更为关注的是一个安全、方便、舒适的居家环境。因而，集合电子技术、计算机网络技术、通信技术等的数字家庭系统借助于它带给人们的舒适性、便捷性以及轻松写意的生活状态日益被更多的人所认识和接受。目前，在越来越多的高档公寓、私人别墅中，住户甚至开发商已经引入和使用了数字家庭系统，该系统可以为住户提供遥控、家电(空调，热水器等)控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、电话远程控制、可编程定时控制及计算机控制等多种功能。

为了实现上述功能，通常在构建数字家庭网络结构时，预先根据整个数字家庭的设计构想确定系统中作为受控端的末端设备，以及其对应的控制端，且根据受控端和控制端之间明确的控制关系确定两者之间所对应的源汇关系(以控制端的地址为源，以受控端的地址为汇)，以其作为数字家庭网络中的预置控制策略，并保存在系统中。例如：我们可建立并保存如下表1所示的源汇关系(其中，为了具有更好的可读性，以控制端名称或者受控端名称对应于其地址)，用于确定控制端向受控端发起请求后，数据所需要进行转发的地址。说明一点：上述的受控端所对应的实际是控制实际物理对象窗帘、灯、空调等改变物理状态的装置，而不是实际的物理对象本身，而上述物理对象状态改变标识着受到了相应的控制动作。

表1

控制端	受控端
		控制器1	客厅灯1
控制器2	卧室灯2
		控制器3	客厅窗帘1
控制器4	卧室窗帘2
		控制器5	空调
…	…

从上表1中我们可以看出，作为受控端的客厅灯1、卧室灯2、客厅窗帘1、卧室窗帘2、空调等末端设备分别与其对应的控制器1、控制器2、控制器3、控制器4、控制器5等控制端建立对应的源汇关系，人们可以在实际操作中利用操作控制端的控制器，通过数字家庭网络来实现受控端预定人性化的控制与调节，即：将灯光亮度调整到合适值、窗帘开启度调整到预设值或者将空调通断等等。

但是对于上述数字家庭网络中所提及的源汇关系表、受控端、控制端，均是在数字家庭网络构建之前的设计时已经确定，而整个数字家庭网络在构建完成后，对于受控端与控制端之间的源汇关系、受控端的设置、控制端的设置通常是不能随心改变的。例如：人们不能随心所欲地将表1中所提及的客厅灯1和客厅窗帘1的控制端的控制器1和控制器3进行对位设置，以方便某种特殊时候的操作，这在某种程度上也成为了数字家庭网络进一步发展所需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种数字家庭网络系统及其自动配置方法、输入设备，可以根据实际需要更改系统中控制端与受控端的源汇关系，使得用户能够随心所欲的定制受控端与控制端之间的源汇关系。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：

一种数字家庭网络系统，包括，交换服务器、网关、末端设备、与所述末端设备统一编址的配置模块，所述配置模块与所述网关以有线方式连接或者以无线方式连接；

所述配置模块用于从外部设置的输入设备下载包含控制端与受控端源汇关系的配置文件，并将包含所述配置文件的终端数据包通过所述网关发送到所述交换服务器；

所述交换服务器用于在接收到所述终端数据包后，根据所述终端数据包中包含的配置文件更新本地配置文件。

上述的系统，其中，所述配置模块中还设置有权限码，用于在从所述输入设备下载配置文件时进行权限验证。

上述的系统，其中，所述配置模块中还设置有家庭码，用于在通过所述网关向所述交换服务器发送终端数据包时进行接入认证。

上述的系统，其中，所述配置模块从所述输入设备下载包含控制端与受控端源汇关系的配置文件后，立即将包含所述配置文件的终端数据包通过所述网关发送到所述交换服务器。

上述的系统，其中，所述交换服务器还用于定期通过所述网关向所述配置模块发送查询指令；所述配置模块在接收到所述查询指令后，再将包含所述配置文件的终端数据包通过所述网关发送到所述交换服务器。

一种数字家庭网络系统的自动配置方法，其中，所述系统中设置配置模块，所述配置模块与所述系统中的末端设备统一编址，且与所述系统中的网关以有线方式连接或者以无线方式连接，所述方法还包括：

所述配置模块从外部设置的输入设备下载包含控制端与受控端源汇关系的配置文件，并将包含所述配置文件的终端数据包通过所述网关发送到所述系统中的交换服务器；

所述交换服务器在接收到所述终端数据包后，根据所述终端数据包中包含的配置文件更新本地配置文件。

一种输入设备，包括：

存储模块，用于存储包含控制端与受控端源汇关系的配置文件；

输入模块，用于获取用户对控制端地址和受控端地址的输入；

更新模块，用于根据用户输入的被控端地址和受控端地址更新所述存储模块中存储的配置文件；

输出模块，用于在接收到外部下载触发时，将所述存储模块中存储的配置文件下载到数字家庭网络系统的配置模块中。

上述的输入设备，其中：还包括户型显示模块，用于显示户型，且户型中安置末端设备的对应位置设置有与设备地址对应的控件；所述输入模块进一步根据用户对所述控件的复制来获取对应的控制端地址和受控端地址。

本发明技术方案带来的有益效果：

(1)在数字家庭网络系统中末端设备进行增减，受控端与控制端之间对应关系改变时，可以容易地实现系统中源汇关系的改变；

(2)利用UI的方式进行源汇关系的修改更加方便简洁，不需要专业人员的参与与复杂的编程。

附图说明

图1为现有的数字家庭网络系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的数字家庭网络系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的输入设备的结构示意图；

图4为本发明实施例基于UI界面进行源汇关系修改中的一个卧室的示意图；

图5为本发明实施例基于UI界面进行源汇关系修改中的一个输入界面示意图；

图6为本发明实施例基于UI界面进行源汇关系修改中的另一个输入界面示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

如图1所示，现有的数字家庭网络系统至少包括：交换服务器、多个网关以及分属于不同网关的末端设备，其中：

交换服务器，是整个数字家庭网络中控制网络的核心控制及路由设备，实现数字家庭网络中各种信息的处理和路由；该交换服务器下行与多个网关连接，上行与整个数字家庭系统所属的楼宇控制网络或者总控网络等局域网连接，实现两者之间的通讯；该交换服务器中预先存储有作为控制端和受控端的各个末端设备之间的地址对应关系，也可以称之为源汇关系，在接收到网关发送的数据帧后，对其进行解封装，获取其中的终端数据包，根据终端数据包的源地址、预置源汇关系确定该终端数据包的实际转发目的地址，并按照此目的地址对所述终端数据包的目的地址进行更新，然后将修改后的数据包按照预定协议格式重新封装为数据帧后发送给受控端设备对应的网关；

多个网关组成了数字家庭网络的接入级设备，其将接收到的末端设备发送的数据包按照预定协议格式封装为数据帧，然后将该数据帧发送到交换服务器；并将交换服务器转发的数据帧解封装后，获取其中的数据包，并根据该数据包中的目的地址将该数据包发送到目的地址对应的末端设备；

若干个末端设备属于该网络中的最下级，可以是由传感器、控制器或者执行器等组成，其向所属网关发送终端数据包，并在接收到网关下发的数据包后进行相应的操作；末端设备与网关之间可以采用多种通信协议，例如：RS485，RS232等等；在整个网络中末端设备在进行数据通信时是相互对等的，他们可以是产生信息的信息源，也可以是加工信息的信息汇，还可以是信息源和信息汇的结合。

说明一点：在上述的数字家庭网络中，网关与末端设备、以及网关与交换服务器间的连接根据网络系统的构建需要可以为有线连接，也可以为无线连接。

上述的数字家庭网络结构及网络中数据的传输方法在本申请人在先的、申请号为200710121707.8、申请日为2007年9月12日、发明名称为“一种智能家居系统中数据传输的方法及智能家居系统”的中国专利申请文件中以及申请号为200710177255.8、申请日为2007年11月14日，发明名称为“智能家居系统的组网方法、数据传输方法及智能家居系统”的中国专利申请文件中已经有过类似相关的论述和详细说明。本发明的实施例在上述网络结构上进行扩展实现。

参照图2，为了使上述已经构建的数字家庭网络系统能够实现任意的配置修改，本发明实施例在上述数字家庭网络中增加一个配置模块，该配置模块能够接收外部设置的输入设备对其的数据写入与更新，该配置模块与外部设置的输入设备之间可以通过USB接口、串行口、并行口等不同的数据传输接口进行数据传输；同时该配置模块在上述的数字家庭网络中等同于一个末端设备，与末端设备一起进行统一编址。

外部设置的输入设备中保存有该数字家庭网络中受控端和控制端的源汇关系，该源汇关系预先设定并可以按照实际情况进行更新，该源汇关系仍然示意性地以表1来说明。而如果用户根据实际需要把上述的控制端和受控端的源汇关系进行修改，修改后的配置关系示意性的由下表2来说明(此时受控端所对应的实际是控制实际物理对象窗帘、灯、空调等改变物理状态的装置，而上述物理对象状态改变标识着受到了相应的控制动作)。

表2

控制端	受控端
		控制器1	客厅窗帘1
控制器2	卧室窗帘2
		控制器3	客厅灯1
控制器4	卧室灯2
		控制器5	空调
…	…

可见，表2相对于表1而言，作为受控端的客厅灯1、卧室灯2、客厅窗帘1、卧室窗帘2与作为客厅灯1、卧室灯2、客厅窗帘1、卧室窗帘2控制端的对应控制器的配置关系均进行了改变。我们可以通过相应的软件程序来进行已有源汇关系的修改，将新的源汇关系更新已经存在的控制端和受控端的源汇关系。然后将包含该更新后的源汇关系的配置文件下载到配置模块中进行保存，下载数据的同时触发配置模块作为一个普通末端设备，通过网关向交换服务器发送包含更新完的配置文件的终端数据包。交换服务器在接收到上述包含配置文件的终端数据包后，以其中的新配置文件替换本地存储的配置文件，从而使应用于整个网络中的源汇关系得到更新，实现数字家庭系统中配置文件的任意更改。

在另外的实施例中，通过输入设备对配置文件中控制端和受控端的源汇关系进行修改完成后，也可以首先下载到配置模块中，而对交换服务器中的源汇关系进行更新由交换服务器端定期发送的查询指令发起，该实施例中，交换服务器向配置模块定期发送查询指令，在配置模块接收到该查询指令后，将其所存储的配置文件封装为数据包的形式通过网关发送给交换服务器，用于交换服务器中存储内容的更新。

进一步地，在数字家庭网络中由于控制端与受控端之间的源汇关系通常为使用者所设定，为了防止幼童或者其他非正常操作所引起的源汇关系误配置，可以在配置模块中预先存储一个对应于该配置模块的权限码，该权限码的作用在于：(1)可以使为每个家庭配置的配置模块便于区分，不易混用；(2)可以防止意想不到的不当操作，保证数字家庭网络系统中配置参数更改的准确性。当上述的配置模块与输入设备相连接时，首先进行权限码验证，只有在权限码验证通过时，才能够进行相关数据的下载和存储更新。

对于上述的配置模块接入整个数字家庭网络系统的方式并没有任何限制，其和网关之间的连接可以是有线连接方式，也可以是无线连接方式。但是在无线连接方式时，由于作为末端设备的配置模块通过无线信号向网关发送终端数据包，为了保证该终端数据包发送至其所属网关，保证配置参数的正确有效更改，可以对于每个配置模块设置唯一家庭码，当配置模块向网关发送终端数据包时，在该终端数据包中增加家庭码信息，网关接收到终端数据包时，判定数据包中所包含的家庭码所对应配置模块为其所属末端设备时，对该数据进行转发，否则不予处理。也就是说，通过在配置模块中设置家庭码来作为其无线接入的标志，使得数据传输更加安全。当然，上述接入认证过程也可以在网络侧的其它设备(例如交换服务器)上完成。当然，在配置模块是通过有线连接方式接入时，也可以类似地在其中设置唯一家庭码，用于其网络接入的认证，并以此来实现配置模块与家庭的唯一对应，而不会发生不同家庭间的配置模块的错用混用。

相应于上述本发明实施例的数字家庭网络系统，本发明还提供一种数字家庭网络系统的自动配置方法，所述方法包括如下步骤：

A、所述配置模块从外部设置的输入设备下载包含控制端与受控端源汇关系的配置文件，并将包含所述配置文件的终端数据包通过所述网关发送到所述系统中的交换服务器；

B、所述交互服务器在接收到所述终端数据包后，根据所述终端数据包中包含的配置文件更新本地配置文件。

上述的输入设备具体可以为计算机、个人数字助理(PDA)等。利用输入设备上运行的软件进行源汇关系的更新时，可以通过编制相关程序生成更新后的源汇关系，也可以通过后文所述的基于用户界面(User Interface，UI)的方式来便于用户直观地进行数字家庭网络中源汇关系的修改。

在对基于UI界面的修改方式进行描述前，这里先给出输入设备的具体结构。如图3所示，所述输入设备至少包括：存储模块，用于存储包含控制端与受控端源汇关系的配置文件；输入模块，用于获取用户对控制端地址和受控端地址的输入；更新模块，用于根据用户输入的被控端地址和受控端地址更新所述存储模块中存储的配置文件；输出模块，用于在接收到外部下载触发时，将所述存储模块中存储的配置文件下载到数字家庭网络系统的配置模块中。

其中，所述输入设备还可包括户型显示模块(图未示)，用于显示户型，且户型中安置末端设备的对应位置设置有与设备地址对应的控件；所述输入模块进一步根据用户对所述控件的复制来获取对应的控制端地址和受控端地址。

以下结合参考图4(图4为一个卧室的示意图)、图5所示对基于UI的源汇关系修改方式作出说明。

在上述卧室内，初始时，在位置①处设置有对卧室灯光亮度进行控制的控制器2，在位置②处设置有对窗帘的开启度进行调控的控制器4；上述控制端与受控端的源汇关系已经在数字家庭网络系统初始化时进行了配置存储。假如，在实际生活过程中，根据方便操作的需要，想在位置③处增加一个用于对灯光亮度进行调控的控制器6，而将①处设置控制器2的作用改为控制窗帘开启度。

为了满足上述改动要求，通常需要首先对硬件进行改动：在位置③处新增设置一控制器6，用于进行灯光亮度的调控，该控制器具有其在网络中唯一的地址(该新增控制器可以通过无线接入的方式作为末端设备接入，而无需对已经构建好的数字家庭网络系统进行布线改造)。

对于上述的图4所示的示例，结合图5来说明如何利用UI进行源汇关系的修改，假定，图4中所示的各个控制端和受控端的地址预先设定如下表3所示。

表3

控制器2	192.168.1.1.50
		控制器4	192.168.1.1.51
卧室灯	192.168.1.1.10
		卧室窗帘	192.168.1.1.11

根据上述预定的控制端与受控端的地址确定保存的源汇关系以下表4所示。

表4

源	汇
		192.168.1.1.50	192.168.1.1.10
192.168.1.1.51	192.168.1.1.11

假定新增的控制器6的预设地址为：192.168.1.1.111，则为满足上述改动之后的灯、窗帘及其控制端的源汇关系如表5所示。

表5

源	汇
		192.168.1.1.111	192.168.1.1.10
192.168.1.1.50	192.168.1.1.11

由此，利用图5中所示的界面即可实现当前源汇关系的设置。当然，更新完成的源汇关系需要对交换服务器中存储的源汇关系进行更新后，才能实现对数字家庭网络系统中的源汇关系的更新，该方法在前述介绍中已经详细说明，在此不再赘述。

在另一个实施例中，可以借助于图形化的操作来实现。如图6所示，在整个图形界面中含有显示户型的部分，且户型中安置末端设备的对应位置设置有与设备地址对应的控件，每个控件对应于其所标识的设备的地址、设备名称，当把该控件复制到图6左边的相应位置时，根据该控件所对应的设备地址，自动生成源汇关系，并保存。图6中示出了卧室灯及其控制器的示例。

补充说明一点：上述利用UI进行受控端和控制端之间源汇关系的设置也可以应用于数字家庭系统中的初始网络设备部署过程中，而不仅仅是应用于之后的修改和更新。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种数字家庭网络系统，包括，交换服务器、网关和末端设备，其特征在于：还包括与所述末端设备统一编址的配置模块，所述配置模块与所述网关以有线方式连接或者以无线方式连接；

所述配置模块用于从外部设置的输入设备下载包含控制端与受控端源汇关系的配置文件，并将包含所述配置文件的终端数据包通过所述网关发送到所述交换服务器；

所述交换服务器用于在接收到所述终端数据包后，根据所述终端数据包中包含的配置文件更新本地配置文件。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述配置模块中还设置有权限码，用于在从所述输入设备下载配置文件时进行权限验证。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述配置模块中还设置有家庭码，用于在通过所述网关向所述交换服务器发送终端数据包时进行接入认证。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述配置模块从所述输入设备下载包含控制端与受控端源汇关系的配置文件后，立即将包含所述配置文件的终端数据包通过所述网关发送到所述交换服务器。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述交换服务器还用于定期通过所述网关向所述配置模块发送查询指令；

所述配置模块在接收到所述查询指令后，再将包含所述配置文件的终端数据包通过所述网关发送到所述交换服务器。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述输入设备进一步包括：

存储模块，用于存储包含控制端与受控端源汇关系的配置文件；

输入模块，用于获取用户对控制端地址和受控端地址的输入；

更新模块，用于根据用户输入的控制端地址和受控端地址更新所述存储模块中存储的配置文件；

输出模块，用于将所述存储模块中存储的配置文件下载到所述配置模块中。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于：所述输入设备中还包括户型显示模块，用于显示户型，且户型中安置末端设备的对应位置设置有与设备地址对应的控件；

所述输入模块进一步根据用户对所述控件的复制来获取对应的控制端地址和受控端地址。

8.一种数字家庭网络系统的自动配置方法，其特征在于，所述系统中设置配置模块，所述配置模块与所述系统中的末端设备统一编址，且与所述系统中的网关以有线方式连接或者以无线方式连接，所述方法还包括：

所述配置模块从外部设置的输入设备下载包含控制端与受控端源汇关系的配置文件，并将包含所述配置文件的终端数据包通过所述网关发送到所述系统中的交换服务器；

所述交换服务器在接收到所述终端数据包后，根据所述终端数据包中包含的配置文件更新本地配置文件。

9.一种输入设备，其特征在于，包括：

存储模块，用于存储包含控制端与受控端源汇关系的配置文件；

输入模块，用于获取用户对控制端地址和受控端地址的输入；

更新模块，用于根据用户输入的控制端地址和受控端地址更新所述存储模块中存储的配置文件；

输出模块，用于在接收到外部下载触发时，将所述存储模块中存储的配置文件下载到数字家庭网络系统的配置模块中。

10.如权利要求9所述的输入设备，其特征在于：还包括户型显示模块，用于显示户型，且户型中安置末端设备的对应位置设置有与设备地址对应的控件；

所述输入模块进一步根据用户对所述控件的复制来获取对应的控制端地址和受控端地址。

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