CN104062962B

CN104062962B - 一种物联网设备自动控制系统及其控制方法

Info

Publication number: CN104062962B
Application number: CN201410310771.0A
Authority: CN
Inventors: 毛维波
Original assignee: Ningbo Beilun Haibo Precision Machinery Manufacture Co Ltd
Current assignee: Ningbo Haibo Group Co. Ltd.
Priority date: 2014-07-01
Filing date: 2014-07-01
Publication date: 2017-06-20
Anticipated expiration: 2034-07-01
Also published as: CN104062962A

Abstract

本发明涉及一种物联网设备自动控制系统及其控制方法，所述物联网设备自动控制系统包括物联网设备，控制规则输入设备，和服务设备，其中服务设备包括：自动控制规则验证模块，自动控制执行模块，所述自动控制规则验证模块与自动控制执行模块连接，自动控制执行模块监控及记录所有连网的物联网设备的数据来源，并对通过自动控制规则验证模块验证的自动控制规则进行匹配，当发现自动控制规则的触发条件成立，就向该自动控制规则中相应的物联网设备发出相应的控制执行动作命令。与现有技术相比，本发明提供的物联网设备自动控制系统，用户能自己制定控制规则，任意地点的物联网设备都有可能控制远程另一端的物联网设备。

Description

一种物联网设备自动控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种物联网设备自动控制系统及其控制方法。

背景技术

现有的物联网设备自动控制系统，从区域划分来看，均局限于一个家庭或一个局部区域内，如家居物联网设备自动控制系统，飞机自动驾驶系统，远程机器人自动控制系统，安防产品报警系统。例如，传统的安防产品报警系统中的安防产品报警时是通过有线或无线输出，引起其他报警设备报警或其他执行设备执行某一预定动作，这些报警设备或执行设备通常是本地的或有限的几个设备；现有的家居物联网设备自动控制系统中的家居电子产品也有情景控制和定时控制功能，如一个家庭环境中，按下预先设定的某一个按键，就能打开或关闭家庭中的某一个电子产品，或者，当到了预定时刻，家庭中的某一个电子产品能自动开启或关闭，这些也都是局限于一个家庭或一个局部区域中。

因此，现有的物联网设备自动控制系统的自动控制功能，都是由专业的工程师预先设计好，出厂后，对于用户来说，只能按照预先设定的控制规则对联网范围内的物联网设备进行控制，用户自己不能设定控制规则，也无法参与控制规则的设定。而对于众多的互联网用户来说，每个用户的控制需求是互不相同的，现有的物联网设备自动控制系统，用户不能参与控制规则的制定，大大削弱了人们对于智能家居、方便生活的期望。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题是针对上述现有技术提供一种用户能自己制定控制规则的物联网设备自动控制系统。

本发明进一步要解决的技术问题是提供一种用户能自己制定控制规则的物联网设备自动控制系统的控制方法。

本发明解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种物联网设备自动控制系统，其特征在于：包括

物联网设备，该物联网设备能通过直接或间接方式与互联网通信；

控制规则输入设备，用户通过该控制规则输入设备输入对前述物联网设备的自动控制规则，自动控制规则包括触发条件和在该触发条件下控制某个物联网设备的执行动作；

服务设备，连接在互联网系统内，前述物联网设备和前述控制规则输入设备通过互联网与所述服务设备连接，该服务设备包括：

自动控制规则验证模块，用于检查输入自动控制规则的用户是否有权使用其输入的自动控制规则中的触发条件的数据来源以及是否有权控制其输入的自动控制规则中对某个物联网设备的执行动作，如果该用户同时具备其输入的自动控制规则中触发条件的数据来源的权限和具备控制其输入的自动控制规则中对某个物联网设备的执行动作的权限，就通过对该用户输入的自动控制规则的授权认证，否则拒绝该用户输入的自动控制规则；

自动控制执行模块，所述自动控制规则验证模块与自动控制执行模块连接，自动控制执行模块监控及记录所有连网的物联网设备的数据来源，并对通过自动控制规则验证模块验证的自动控制规则进行匹配，当发现自动控制规则的触发条件成立，就向该自动控制规则中相应的物联网设备发出相应的控制执行动作命令。

作为改进，所述物联网设备具有在互联网系统内唯一的认证标识号，所述服务设备还包括设备认证模块，该设备认证模块内保存有符合认证条件的物联网设备的认证标识号，设备认证模块用于对符合认证条件的物联网设备进行授权认证。

本发明解决上述进一步技术问题所采用的技术方案为：一种具有上述结构的物联网设备自动控制系统的控制方法，其特征在于：用户通过控制规则输入设备登录服务设备，并输入对物联网设备的自动控制规则，服务设备的自动控制规则验证模块对该用户输入的自动控制规则进行授权验证，即检查输入自动控制规则的用户是否有权使用其输入的自动控制规则中的触发条件的数据来源以及是否有权控制其输入的自动控制规则中对某个物联网设备的执行动作，如果该用户同时具备其输入的自动控制规则中触发条件的数据来源的权限和具备控制其输入的自动控制规则中对某个物联网设备的执行动作的权限，就通过对该用户输入的自动控制规则的授权认证，否则拒绝该用户输入的自动控制规则；而通过自动控制规则验证模块授权验证的自动控制规则，由服务设备的自动控制执行模块进行执行，即：自动控制执行模块监控及记录所有连网的物联网设备的数据来源，并对通过自动控制规则验证模块验证的自动控制规则进行匹配，当发现自动控制规则的触发条件成立，就向该自动控制规则中相应的物联网设备发出相应的控制执行动作命令。

作为改进，所述物联网设备的数据来源包括物联网设备的执行动作数据，物联网设备中各种传感器数值，时间数据，和来自互联网系统的第三方数据，这些第三方数据可以包括气象数据、传感器统计数据、地点、用户数据等等通过互联网系统采集的数据。

再改进，所述控制规则输入设备输入的自动控制规则包括开环控制规则和闭环控制规则。自动控制输入规则还可以是模糊逻辑、神经网络和遗传算法等智能控制规则。

所述开环控制规则为“if A then B”形式，表示A如果为真就执行B，其中A为触发条件，B为在A的触发条件下执行物联网设备的控制命令集合；闭环控制规则为“if A thendo B_iuntil C_i≈D(i＝1,2,…)”，其中A和C_i≈D均为触发条件，B_i为第i次执行物联网设备控制命令集合，C_i为执行B_i后的反馈结果，D为控制目标，“if A then do B_iuntil C_i≈D(i＝1,2,…)”表示A如果为真就执行B_i直至C_i≈D后结束，C_i≈D表示通过连续控制后使实际控制结果符合目标结果。

再改进，当某一用户新输入的自动控制规则为开环控制规则时，自动控制规则验证模块搜索已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则，当新输入的自动控制规则与已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则之间存在矛盾或出现死循环时，自动控制规则验证模块拒绝该新输入的自动控制规则，或自动控制规则验证模块接受该新输入的自动控制规则，但是需要暂停执行该新输入的自动控制规则或同时暂停存在死循环的两个自动控制规则。

新输入的自动控制规则与已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则之间存在死循环的一种较为简单的判断依据为：实时监控物联网设备的动作执行情况，记录每个物联网设备动作执行的时间戳，如果在预定时间内物联网设备重复执行相同动作，则判断该输入的自动控制规则与已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则之间存在死循环，此时自动控制规则验证模块就要拒绝该新输入的自动控制规则。

再改进，自动控制执行模块在执行闭环控制规则时，自动控制执行模块会收集实际控制结果与目标结果进行对比，如果实际控制结果与目标结果不符，自动控制执行模块会继续执行闭环控制规则，直至实际控制结果与控制目标结果符合。

再改进，自动控制执行模块在运行时会实时监控自动控制规则验证模块通过自动控制规则的授权认证变化情况，如果某个自动控制规则不符合权限要求，就拒绝执行该自动控制规则。

再改进，所述物联网设备具有在互联网系统内唯一的认证标识号，所述服务设备还包括设备认证模块，该设备认证模块内保存有符合认证条件的物联网设备的认证标识号，设备认证模块用于对符合认证条件的物联网设备进行授权认证

再改进，某一特定用户能通过服务设备的自动控制规则验证模块设置物联网设备的权限，把物联网设备的全部或部分功能分享给其他用户，使得其他用户也能使用该物联网设备的数据或者更好的控制该物联网设备；某一特定用户能把全部或部分自己设置的自动控制规则分享给其他用户，使其他用户能改进该特定用户设置的自动控制规则。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)、本发明提供的物联网设备自动控制系统，在空间上没有了限制，打破了物联网设备原来在家庭或局部地域的限制，改变了通常只有智能终端才能控制物联网设备的历史，本发明中，任意地点的物联网设备都有可能控制远程另一端的物联网设备；

(2)、本发明提供的物联网设备自动控制系统，其自动控制规则能够由用户自己制定，既保护了用户的安全和隐私，也促进了物联网设备的共享利用和自动控制的推广及智能化；

(3)、本发明提供的物联网设备自动控制系统，把单个物联网设备的控制规则应用到多个物联网设备和群体物联网设备的控制上来，丰富了物联网设备控制功能。

附图说明

图1为本发明实施例中物联网设备自动控制系统的框图。

图2为本发明实施例中自动控制规则的制定和运行的工作流程。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明提供的物联网设备自动控制系统，其包括

物联网设备，该物联网设备能通过直接或间接方式(即通过网关)与互联网通信，这里的物联网设备不受地域空间的限制，每个物联网设备具有在互联网系统内唯一的认证标识号；

控制规则输入设备，用户通过该控制规则输入设备输入对前述物联网设备的自动控制规则，自动控制规则包括触发条件和在该触发条件下控制某个物联网设备的执行动作的目标结果，这里的控制规则输入设备可以为任意一台智能终端，如手机或电脑；

服务设备，连接在互联网系统内，服务设备可以为一台服务器，也可以为多台服务器组成的云平台，前述物联网设备和前述控制规则输入设备通过互联网与所述服务设备连接，该服务设备包括：

设备认证模块，该设备认证模块内保存有符合认证条件的物联网设备的认证标识号，设备认证模块用于对符合认证条件的物联网设备进行授权认证；

上述系统的控制方法参见图2，具体为：用户通过控制规则输入设备登录服务设备，并输入对物联网设备的自动控制规则，服务设备的自动控制规则验证模块对该用户输入的自动控制规则进行授权验证，即检查输入自动控制规则的用户是否有权使用其输入的自动控制规则中的触发条件的数据来源以及是否有权控制其输入的自动控制规则中对某个物联网设备的执行动作，如果该用户同时具备其输入的自动控制规则中触发条件的数据来源的权限和具备控制其输入的自动控制规则中对某个物联网设备的执行动作的权限，就通过对该用户输入的自动控制规则的授权认证，否则拒绝该用户输入的自动控制规则；而通过自动控制规则验证模块授权验证的自动控制规则，由服务设备的自动控制执行模块进行执行，即：自动控制执行模块监控及记录所有连网的物联网设备的数据来源，并对通过自动控制规则验证模块验证的自动控制规则进行匹配，当发现自动控制规则的触发条件成立，就向该自动控制规则中相应的物联网设备发出相应的控制执行动作命令。

所述物联网设备的数据来源包括物联网设备的执行动作数据，物联网设备中各种传感器数值，时间数据，和来自互联网系统的第三方数据，这些第三方数据可以包括气象数据、传感器统计数据、地点、用户数据等等通过互联网系统采集的数据，第三方数据的引入，可以丰富自动控制功能，提高公共服务和设备的利用率。

前述控制规则输入设备输入的自动控制规则可以包括开环控制规则和闭环控制规则，也可以包括为模糊逻辑、神经网络和遗传算法等智能控制规则，这些自动控制规则，可以根据实际需要，由用户自己制定，用户制定的自动控制规则，能否被执行，则需要通过服务设备进行验证。

所述开环控制规则和闭环控制规则的形式可以多样，为了便于用户实施和理解，本实施例中提供的开环控制规则为“f A then B”形式，其表示的意思为：A如果为真就执行B，其中A为触发条件，B为在A的触发条件下执行物联网设备的控制命令集合；闭环控制规则为“if A then do B_iuntil C_i≈D(i＝1,2,…)”，其中A和C_i≈D均为触发条件，B_i为第i次执行物联网设备控制命令集合，C_i为执行B_i后的反馈结果，D为控制目标，“if A then doB_iuntil C_i≈D(i＝1,2,…)”表示A如果为真就执行B_i直至C_i≈D后结束，C_i≈D表示通过连续控制后使实际控制结果符合目标结果。

由于用户的数量可能为多个，而每个用户对其输入的自动控制规则的执行结果可能存在差异，因此当某一用户新输入的自动控制规则为开环控制规则时，自动控制规则验证模块则需要搜索已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则，当新输入的自动控制规则与已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则之间存在矛盾或出现死循环时，自动控制规则验证模块就需要拒绝该新输入的自动控制规则，或自动控制规则验证模块接受该新输入的自动控制规则，但是需要暂停执行该新输入的自动控制规则或同时暂停存在死循环的两个自动控制规则。

死循环可以分为两种：一种是显式死循环，当用户新输入自控控制规则的时候，自动控制规则验证模块就能检测出来，比如“if A then B”规则已经存在，然后用户输入一个新的自动控制规则“if b1then a1”，B执行后的结果就是b1，a1执行后的结果就是A，这样如果用户一旦触发A或b1将会导致这两个规则无限运行，这样新输入的控制规则“if b1thena1”就需要被拒绝，或者上述两个规则都执行一会儿后，都被暂停执行；另一种是隐藏式的死循环，比如“if A并且D then B”规则已经存在，然后用户新输入自动控制规则“if b1并且c1then a1”，B执行后的结果就是b1，a1执行后的结果就是A，这种规则，在输入规则阶段为静态很难判断是否存在死循环，只在规则运行时才可动态判断，如果c1和D有一个为假，则不会发生死循环，如果都为真，那死循环就有可能发生，这时自动控制规则验证模块会先接受该新输入的自动控制规则，然后，在运行过程中，发现存在死循环以后，通过暂停一个规则来打破死循环，这两个规则并不会被删除，只是暂停，过了暂停期后还是会处于执行状态，如果那时c1为假，那if A并且D then B可以顺利执行。

新输入的自动控制规则与已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则之间存在死循环的一种较为简单的判断依据为：实时监控物联网设备的动作执行情况，记录每个物联网设备动作执行的时间戳，如果在预定时间内物联网设备重复执行相同动作，则判断该输入的自动控制规则与已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则之间存在死循环，此时自动控制规则验证模块就要拒绝该新输入的自动控制规则。静态和动态死循环检测机制，对于防止死循环耗尽系统资源有重大作用。

自动控制执行模块在执行闭环控制规则时，自动控制执行模块会收集实际控制结果与目标结果进行对比，如果实际控制结果与目标结果不符，自动控制执行模块会继续执行闭环控制规则，直至实际控制结果与控制目标结果符合；另外，自动控制执行模块在运行时会实时监控自动控制规则验证模块通过自动控制规则的授权认证变化情况，如果某个自动控制规则不符合权限要求，就拒绝执行该自动控制规则。

某一特定用户能通过服务设备的自动控制规则验证模块设置物联网设备的权限，把物联网设备的全部或部分功能分享给其他用户，使得其他用户也能使用该物联网设备的数据或者更好的控制该物联网设备；另外，某一特定用户能把全部或部分自己设置的自动控制规则分享给其他用户，使其他用户能改进该特定用户设置的自动控制规则。

例如，用户甲、乙是一对好朋友，用户甲把家里的一盏灯a控制权限给了用户乙，用户乙家在床边有个开关b，用户乙设置了几个自动控制规则“如果灯a开或关，则开关b指示灯亮或灭；如果开关b开或关，则灯a开或关”，这些规则通过服务设备中自动控制规则验证模块的验证后，通过自动控制执行模块执行。乙得知甲睡了后，发现开关b指示灯仍亮着，就按下开关b将灯a关闭。

还例如：用户甲家里有个照度传感器a和灯b，甲原来想根据家里的亮度实现灯的自动控制，于是添加了2个规则“如果a的亮度数值小于某个阈值x，则灯b开；如果a的亮度数值大于某个阈值y，则灯b关”。由于阈值设置不合理，当天变黑时，灯b被打开，但是灯b开时使得a的亮度数值大于阈值y,于是灯b又会被关掉，这样会出现矛盾和死循环，服务设备的自动控制规则验证模块监测到这种情况会自动停止执行相应规则。

还例如：用户甲、乙是一对好朋友，用户甲家里有个开关a,用户乙家里有个开关b，他们把开关的状态权限互相给了对方，用户甲设置了规则“如果开关b开或关，则开关a开或关”，用户乙不知道甲设制了这个规则，乙设置了“如果开关a开或关，则开关b开或关”，甲按了一下开关a,那这两条规则就会被不停地执行，当服务设备的自动控制规则验证模块监测到这种情况，会停止执行这两个规则。

Claims

1.一种物联网设备自动控制系统，其特征在于：包括

控制规则输入设备，用户通过该控制规则输入设备输入对前述物联网设备的自动控制规则，自动控制规则包括触发条件和在该触发条件下控制某个物联网设备的执行动作的目标结果；

自动控制规则验证模块，用于检查输入自动控制规则的用户是否有权使用其输入的自动控制规则中的触发条件的数据来源以及是否有权控制其输入的自动控制规则中对某个物联网设备的执行动作，如果该用户同时具备其输入的自动控制规则中触发条件的数据来源的权限和具备控制其输入的自动控制规则中对某个物联网设备的执行动作的权限，就通过对该用户输入的自动控制规则的授权认证，否则拒绝该用户输入的自动控制规则；所述控制规则输入设备输入的自动控制规则包括开环控制规则和闭环控制规则；所述开环控制规则为“if A then B”形式，表示A如果为真就执行B，其中A为触发条件，B为在A的触发条件下执行物联网设备的控制命令集合；闭环控制规则为“if A then do B_i until C_i≈D(i＝1,2,…)”，其中A和C_i≈D均为触发条件，B_i为第i次执行物联网设备控制命令集合，C_i为执行B_i后的反馈结果，D为控制目标，“if A then do B_i until C_i≈D(i＝1,2,…)”表示A如果为真就执行B_i直至C_i≈D后结束，C_i≈D表示通过连续控制后使实际控制结果符合目标结果；

自动控制执行模块，所述自动控制规则验证模块与自动控制执行模块连接，自动控制执行模块监控及记录所有连网的物联网设备的数据来源，并对通过自动控制规则验证模块验证的自动控制规则进行匹配，当发现自动控制规则的触发条件成立，就向该自动控制规则中相应的物联网设备发出相应的控制执行动作命令；自动控制执行模块在执行闭环控制规则时，自动控制执行模块会收集实际控制结果与目标结果进行对比，如果实际控制结果与目标结果不符，自动控制执行模块会继续执行闭环控制规则，直至实际控制结果与控制目标结果符合；另外，自动控制执行模块在运行时会实时监控自动控制规则验证模块通过自动控制规则的授权认证变化情况，如果某个自动控制规则不符合权限要求，就拒绝执行该自动控制规则；

上述物联网设备自动控制系统的控制方法为：用户通过控制规则输入设备登录服务设备，并输入对物联网设备的自动控制规则，服务设备的自动控制规则验证模块对该用户输入的自动控制规则进行授权验证，即检查输入自动控制规则的用户是否有权使用其输入的自动控制规则中的触发条件的数据来源以及是否有权控制其输入的自动控制规则中对某个物联网设备的执行动作，如果该用户同时具备其输入的自动控制规则中触发条件的数据来源的权限和具备控制其输入的自动控制规则中对某个物联网设备的执行动作的权限，就通过对该用户输入的自动控制规则的授权认证，否则拒绝该用户输入的自动控制规则；而通过自动控制规则验证模块授权验证的自动控制规则，由服务设备的自动控制执行模块进行执行，即：自动控制执行模块监控及记录所有连网的物联网设备的数据来源，并对通过自动控制规则验证模块验证的自动控制规则进行匹配，当发现自动控制规则的触发条件成立，就向该自动控制规则中相应的物联网设备发出相应的控制执行动作命令；

当某一用户新输入的自动控制规则为开环控制规则时，自动控制规则验证模块搜索已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则，当新输入的自动控制规则与已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则之间存在矛盾或出现死循环时，自动控制规则验证模块拒绝该新输入的自动控制规则，或自动控制规则验证模块接受该新输入的自动控制规则，但是需要暂停执行该新输入的自动控制规则或同时暂停存在死循环的两个自动控制规则；新输入的自动控制规则与已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则之间存在死循环的判断依据为：实时监控物联网设备的动作执行情况，记录每个物联网设备动作执行的时间戳，如果在预定时间内物联网设备重复执行相同动作，则判断该输入的自动控制规则与已经通过自动控制规则验证模块的自动控制规则之间存在死循环，此时自动控制规则验证模块就要拒绝该新输入的自动控制规则。

2.根据权利要求1所述的物联网设备自动控制系统，其特征在于：所述物联网设备具有在互联网系统内唯一的认证标识号，所述服务设备还包括设备认证模块，该设备认证模块内保存有符合认证条件的物联网设备的认证标识号，设备认证模块用于对符合认证条件的物联网设备进行授权认证。

3.根据权利要求1所述的物联网设备自动控制系统，其特征在于：所述物联网设备的数据来源包括物联网设备的执行动作数据，物联网设备中各种传感器数值，时间数据，和来自互联网系统的第三方数据。

4.根据权利要求1所述的物联网设备自动控制系统，其特征在于：某一特定用户能通过服务设备的自动控制规则验证模块设置物联网设备的权限，把物联网设备的全部或部分功能分享给其他用户，使得其他用户也能使用该物联网设备的数据或者更好的控制该物联网设备；另外，某一特定用户能把全部或部分自己设置的自动控制规则分享给其他用户，使其他用户能改进该特定用户设置的自动控制规则。