CN101859134A - 智能家居远程控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能家居远程控制系统，包括用户终端、远程服务器、家庭网关、控制主机和家庭设备，还包括一独立通信模块，远程服务器通过独立通信模块与家庭网关连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备连接。本发明还公开了一种智能家居远程控制方法，包括如下步骤：(1)用户通过远程服务器发送命令到独立通信模块；(2)独立通信模块将命令转发到家庭网关，家庭网关再将命令转发到具体的控制主机，由控制主机对具体家庭设备进行控制。本发明可以远程、灵活地对某小区内家里面的各种联入网络的电器进行远程控制，并可以实现安防等设置。

Description

智能家居远程控制系统及方法

技术领域

本发明涉及智能控制技术，尤其涉及一种智能家居远程控制系统及方法。

背景技术

现在用于控制智能家居的远程控制系统，要么是基于WAP1.0开发的手机网站，要么是基于Web的普通网站，要么是基于C/S架构的移动终端控制。基于WAP的远程控制允许用户非常灵活地远程控制家居，而C/S架构的应用大多数应用于PDA。这些系统有一定的时期优势，但是随着技术的发展，这些系统越来越不能满足现在的需求。基于WAP1.0开发的系统只能通过手机等支持WAP的移动终端来访问，而普通电脑上访问不了，不能实现全网型系统；而基于C/S架构的系统则更新不方便，一旦客户端需要升级或者其他修改，则需要重新更新客户端。

现有的远程控制系统与家庭网关之间的通信方法是陈旧的，直接让远程服务器与家庭网关或者中央控制器相连，然后家庭网关或者中央控制器再通过无线技术控制家居设备，这种方式具有很密的耦合性，非常不灵活。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种智能家居远程控制系统及方法，能够适用于各种终端，并且基于分布式应用技术，各系统组成部分相互之间有较松的耦合，各个系统的变动并不相互影响，并且可以分布于不同的主机上。

为了实现上述目的，本发明的智能家居远程控制系统包括用户终端、远程服务器、家庭网关、控制主机和家庭设备，还包括一独立通信模块，远程服务器通过独立通信模块与家庭网关连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备连接。

所述远程服务器为融合了Web和Wap功能的服务器。

所述独立通信模块主要包括命令接收模块、数据库、通信处理模块和管理模块，命令接收模块、通信处理模块、管理模块分别与数据库连接，命令接收模块还分别与所述远程服务器、通信处理模块连接，通信处理模块还与所述家庭网关连接。

本发明的智能家居远程控制方法包括如下步骤：

(1)用户通过远程服务器发送命令到独立通信模块；

(2)独立通信模块将命令转发到家庭网关，家庭网关再将命令转发到具体的控制主机，由控制主机对具体家庭设备进行控制。

在步骤(1)中，具体分为如下步骤：

(101)用户通过终端登陆远程服务器，并进入控制页面；

(102)用户通过控制页面找到需要的楼层、房间，并选择相应的设备，进行需要的操作，由远程服务器将用户的操作组装成命令，发送到独立通信模块。

在步骤(2)中，具体分为如下步骤：

(201)独立通信模块接收命令，并对命令进行解析，如果命令有效，则轮询消息队列，如果消息队列有空，则继续，否则转向步骤(205)；

(202)独立通信模块将命令发送到家庭网关，家庭网关接收命令；

(203)家庭网关继续解析命令，将命令中的目标地址提取出来，根据目标地址将控制命令发送到具体的控制主机，由控制主机对家居设备进行所需要的控制，家庭网关判断是否需要回复状态，如果需要，则转向步骤(206)，否则继续；

(204)结束一轮控制；

(205)判断发送消息时间是否超时，如果超时，则可以判定为独立通信模块与家庭网关之间的通信出现了问题，给用户返回超时状态说明并转向步骤(204)；否则转向步骤(201)；

(206)家庭网关等待控制主机回复消息，并且给独立通信模块发送状态报告。

所述独立通信模块内部各模块之间的通信流程如下：

(1)命令接收模块接收远程服务器发送过来的命令，对命令进行规定格式的解析；

(2)命令接收模块访问数据库，获得所需要网关的地址；

(3)命令接收模块再次对命令进行封装，放入消息的正向发送队列；

(4)通信处理模块从消息正向发送队列提取一条消息，并根据网关地址将消息转发到正确的家庭网关；

(5)家庭网关接收到消息，立即回复一条消息告诉通信处理模块，表示已收到命令；

(6)通信处理模块找到相应的消息标志，并将消息组装为“已成功发送”的状态，放到消息队列的反向发送队列；命令接收模块轮询消息反向发送队列并解析获知对应网关成功接收控制命令，则继续阻塞，等待控制状态回复；

(7)家庭网关成功控制相应家居设备，并返回成功状态消息给通信处理模块，如果设备需要状态回复，则继续(8)、(9)和(10)；

(8)通信处理模块解析状态消息，并提取设备的状态消息存入数据库；

(9)通信处理模块找到相应的消息标志，将状态回复消息通过消息反向发送队列发送到命令接收模块；

(10)命令接收模块将状态消息发送到网站，并由远程服务器刷新控制页面，整个过程完毕。

与现有技术相比，本发明可以远程、灵活地对某小区内家里面的各种联入网络的电器进行远程控制，并可以实现安防等设置，本发明中的远程服务器区别于一般的WAP服务器，而是利用最新的WAP2.0技术以及无线控制技术，编写一个能通用于WAP和Web服务器的服务端，实现一个全网型网站，并且还实现了一种前台服务器以及家庭网关之间的通信方法，采用socket编程，可以很简单地实现自定义网络协议的制定与应用，这个实现方法集成在服务器与网关之间的独立通信模块之中，该通信模块独立于前台服务器和家庭网关，相当于一个命令协议处理与转发的中间件，可以独立部署。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明系统的组成示意图；

图2是本发明系统的独立通信模块组成示意图；

图3是本发明的方法流程框图；

图4是本发明的独立通信模块内各模块之间的通信流程示意图；

图5是本发明的命令协议格式示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本实施例的智能家居远程控制系统，包括各种用户终端(手机、电脑)、远程服务器、家庭网关、控制主机和家庭设备，还包括一独立通信模块，远程服务器为融合了Web和Wap功能的服务器(全网型网站)，远程服务器通过独立通信模块与家庭网关连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备(如冰箱、电视机等)连接。

请参阅图2，独立通信模块主要包括命令接收模块、数据库、通信处理模块和管理模块，命令接收模块、通信处理模块、管理模块分别与数据库连接，命令接收模块还分别与远程服务器、通信处理模块连接，通信处理模块还与家庭网关连接。

全网型网站不同于传统的Web网站和WAP网站，它应该是通过WAP和Web都能访问的服务器端，可以采用WAP2.0技术中的XHTML Mobile Profile语言实现。XHTML Mobile Profile是XHTML1.0语言的一个子集，开发的站点可以在Web和无线设备上都可以使用，也可以用任何Web浏览器访问WAP2.0应用。同时网站建设还可以采用相关技术，如struts、spring等，来进行快速开发和优化。

独立通信模块是整个系统的核心部分，控制着从前台到后台之间的通信。命令接收模块实现部分业务逻辑，在控制时组装控制命令，并接收处理响应信息；通信处理模块在WAP应用服务和网关中间起中介作用，主要包括：对WAP应用服务传送过来的命令进行转发，对网关传送过来的命令进行解析；数据库是家庭各种设备的逻辑映射，独立通信模块的数据库应该和家庭网关的数据库对应；消息队列可以采用开源的ActiveMQ消息管理器来实现，专门负责来自远程控制端的命令调度；管理模块主要涉及一些开户、注销的操作。

本发明中还包括了通信协议的制定，不同于之前一些系统采用文件格式的ftp传输命令，本发明为各个系统专门定义了命令协议，并规定各个模块都要遵循。此命令协议的规定并不会限制各个系统的具体实现，而只是规定了各个命令接口。此协议采用socket编程实现，应用于应用层。请参阅图5，命令协议大致将分为两部分，一部分为包头，包含着命令的控制部分，另一部分为数据段，即具体的命令数据。控制部分根据不同的设备、场景，可以制订为不同的格式，其主要的区分标志是包头中的“命令标示”；对于具有相同的“命令标示”的命令，协议格式应该是一致的。“目标地址”是要控制的设备、场景所在的楼层、房间，以及具体哪个设备的标志，根据该地址可以而且只能唯一地标志一个具体设备。数据段中的“数据内容”包含着具体的命令数据，如设备的开、关等命令。“间隔”是为了方便将各个部分区分开来，为了方便对象进行解析而设置的，只是一个间隔标志，并没有起到控制作用。

整个远程控制系统控制方法大致可以分为以下四部分：

(1)通过控制页面发送命令到独立通信模块；

(2)通过独立通信模块将命令转发到家庭网关；

(3)家庭网关将命令转发到具体的控制主机；

(4)控制主机对具体家居设备进行控制。

请参阅图3，具体实施步骤如下：

步骤1：用户通过电脑、手机或其他移动终端登陆远程服务器，并进入控制页面；

步骤2：用户找到需要的楼层、房间，并选择相应的设备，进行需要的操作，此时远程服务器会将用户的操作组装成命令，发送到独立通信模块；

步骤3：独立通信模块接受命令，并对命令进行解析，如果命令有效，则轮询消息队列，如果消息队列有空，则继续，否则转向步骤8；

步骤4：独立通信模块将命令发送到家庭网关，家庭网关接收命令；

步骤5：家庭网关继续解析命令，将命令中的目标地址提取出来，根据目标地址将控制命令发送到具体的控制主机，由控制主机对家居设备进行所需要的控制。

步骤6：家庭网关判断是否需要回复状态，如果需要，则转向步骤10，否则继续；

步骤7：结束一轮控制。

步骤8：判断发送消息时间是否超时，如果超时，则转向步骤9；否则转向步骤3；

步骤9：可以判定为独立通信模块与家庭网关之间的通信出现了问题，给用户返回超时状态说明并转向步骤7；

步骤10：家庭网关等待控制主机回复消息，并且给独立通信模块发送状态报告。

其中，独立通信模块是本系统最为核心的部分，它控制着前台到家居后台之间的通信。请参阅图4，根据设备种类的不同，它的控制也分为了两种，一种控制方式为1＞2＞3＞4＞5＞6＞7＞8＞9＞10＞11，主要用于控制需要状态回复的家居及情景，另一种控制方式为1＞2＞3＞4＞5＞6＞7＞11，主要用于控制不需要状态恢复的家居及情景。它主要的模块之间的通信流程说明如下：

步骤1：命令接收模块接收远程服务器发送过来的命令，对命令进行规定格式的解析；

步骤2-3：访问数据库，获得所需要网关的地址；

步骤4：命令接收模块再次对命令进行封装，放入消息的正向发送队列；

步骤5：通信处理模块从消息正向发送队列提取一条消息，并根据网关地址将消息转发到正确的网关；

步骤6：网关接收到消息，立即回复一条消息告诉通信处理模块，表示已收到命令；

步骤7：通信处理模块找到相应的消息标志，并将消息组装为“已成功发送”的状态，放到消息队列的反向发送队列；命令接收模块轮询消息反向发送队列并解析获知对应网关成功接收控制命令，则继续阻塞，等待控制状态回复；

步骤8：网关成功控制相应家居设备，并返回成功状态消息给通信处理模块；

步骤9：通信处理模块解析状态消息，并提取设备的状态消息存入数据库；

步骤10：通信处理模块找到相应的消息标志，将状态回复消息通过消息反向发送队列发送到命令接收模块；

步骤11：命令接收模块将状态消息发送到网站，并由网站刷新页面，整个过程完毕。

如果设备不需要状态回复，也即过程为步骤1＞2＞3＞4＞5＞6＞7＞11，则其中的步骤8、9、10不需要，其他步骤类同。

图4中的12和13为家居设备更新时由网关通知独立通信模块更新数据库的步骤。此时消息是由网关发起的，再送往通信处理模块，不必要经过消息队列，可以直接对独立通信模块中的数据库进行更新。

Claims (7)

1.一种智能家居远程控制系统，包括用户终端、远程服务器、家庭网关、控制主机和家庭设备，其特征在于，还包括一独立通信模块，远程服务器通过独立通信模块与家庭网关连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备连接。

2.根据权利要求1所述的智能家居远程控制系统，其特征在于，所述远程服务器为融合了Web和Wap功能的服务器。

3.根据权利要求1所述的智能家居远程控制系统，其特征在于，所述独立通信模块主要包括命令接收模块、数据库、通信处理模块和管理模块，命令接收模块、通信处理模块、管理模块分别与数据库连接，命令接收模块还分别与所述远程服务器、通信处理模块连接，通信处理模块还与所述家庭网关连接。

4.一种智能家居远程控制方法，其特征在于，它包括如下步骤：

(1)用户通过远程服务器发送命令到独立通信模块；

(2)独立通信模块将命令转发到家庭网关，家庭网关再将命令转发到具体的控制主机，由控制主机对具体家庭设备进行控制。

5.根据权利要求4所述的智能家居远程控制方法，其特征在于，在步骤(1)中，具体分为如下步骤：

(101)用户通过终端登陆远程服务器，并进入控制页面；

(102)用户通过控制页面找到需要的楼层、房间，并选择相应的设备，进行需要的操作，由远程服务器将用户的操作组装成命令，发送到独立通信模块。

6.根据权利要求4所述的智能家居远程控制方法，其特征在于，在步骤(2)中，具体分为如下步骤：

(201)独立通信模块接收命令，并对命令进行解析，如果命令有效，则轮询消息队列，如果消息队列有空，则继续，否则转向步骤(205)；

(202)独立通信模块将命令发送到家庭网关，家庭网关接收命令；

(203)家庭网关继续解析命令，将命令中的目标地址提取出来，根据目标地址将控制命令发送到具体的控制主机，由控制主机对家居设备进行所需要的控制，家庭网关判断是否需要回复状态，如果需要，则转向步骤(206)，否则继续；

(204)结束一轮控制；

(205)判断发送消息时间是否超时，如果超时，则可以判定为独立通信模块与家庭网关之间的通信出现了问题，给用户返回超时状态说明并转向步骤(204)；否则转向步骤(201)；

(206)家庭网关等待控制主机回复消息，并且给独立通信模块发送状态报告。

7.根据权利要求6所述的智能家居远程控制方法，其特征在于，所述独立通信模块内部各模块之间的通信流程如下：

(1)命令接收模块接收远程服务器发送过来的命令，对命令进行规定格式的解析；

(2)命令接收模块访问数据库，获得所需要网关的地址；

(3)命令接收模块再次对命令进行封装，放入消息的正向发送队列；

(4)通信处理模块从消息正向发送队列提取一条消息，并根据网关地址将消息转发到正确的家庭网关；

(5)家庭网关接收到消息，立即回复一条消息告诉通信处理模块，表示已收到命令；

(6)通信处理模块找到相应的消息标志，并将消息组装为“已成功发送”的状态，放到消息队列的反向发送队列；命令接收模块轮询消息反向发送队列并解析获知对应网关成功接收控制命令，则继续阻塞，等待控制状态回复；

(7)家庭网关成功控制相应家居设备，并返回成功状态消息给通信处理模块，如果设备需要状态回复，则继续(8)、(9)和(10)；

(8)通信处理模块解析状态消息，并提取设备的状态消息存入数据库；

(9)通信处理模块找到相应的消息标志，将状态回复消息通过消息反向发送队列发送到命令接收模块；

(10)命令接收模块将状态消息发送到网站，并由远程服务器刷新控制页面，整个过程完毕。

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