CN106856443A - 家庭物联网的实现方法及机顶盒、物联网服务器 - Google Patents

家庭物联网的实现方法及机顶盒、物联网服务器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种家庭物联网的实现方法及机顶盒、物联网服务器，机顶盒通过家庭内部局域网将网元设备接入家庭物联网，并作为家庭物联网的边缘路由器接入广域网；所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息和/或数据，将所述网元设备的状态信息和/或数据上传给所述广域网中设置的物联网服务器。本申请可以简单、方便地实现家庭物联网到互联网的对接要求，改善用户体验。

Description

家庭物联网的实现方法及机顶盒、物联网服务器
技术领域
本发明涉及网络技术，更具体地，涉及一种家庭物联网的实现方法及机顶盒、物联网服务器。
背景技术
随着移动网络电视(IPTV)的大规模普及，机顶盒已经普及到每个家庭，并作为基础设备由运行商提供。同时，家庭物联网也在高速发展。从简单的物联网到家庭内部所有不同网络接入设备的统一组网需求已经出现，需要选择一种设备作为家庭边缘路由器和媒体中心，以实现家庭物联网到互联网的对接要求和改善用户体验。
另外，当前市面上的家庭物联网产品，各厂家的实现都不相同，没有实现统一的规范和协议，导致市面上的产品不能互联互通；同时由于不能互联互通，导致用户在使用多个厂家的模组时，需要引入多个家庭网关或者网络接入管理组件，进而导致用户易用性变差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了以下技术方案。
一种家庭物联网的实现方法，应用于机顶盒，包括：
机顶盒通过家庭内部局域网将网元设备接入家庭物联网，并作为所述家庭物联网的边缘路由器接入广域网；
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息和/或数据，将所述网元设备的状态信息和/或数据上传给所述广域网中设置的物联网服务器。
可选地，
所述机顶盒通过家庭内部局域网将网元设备接入家庭物联网，包括：
所述机顶盒上电后，进入监听状态；
所述机顶盒如收到所述网元设备通过家庭内部局域网发送的携带自身设备属性的广播消息，则向所述网元设备发送应答消息，在所述应答消息中携带所述机顶盒作为边缘路由器的地址信息；
所述机顶盒如收到所述网元设备发送的注册请求消息，根据所述注册请求消息中携带的设备类型信息，将所述网元设备注册到设备管理系统，并向所述网元设备发送携带注册结果的响应消息。
可选地，
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息，包括：
所述机顶盒向已注册网元设备发送在线状态查询消息；
所述机顶盒接收已注册网元设备返回的在线应答消息，将已注册网元设备中返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为在线，未返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为离线。
可选地，
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息，还包括：
所述机顶盒向在线网元设备发送探测请求消息，接收所述在线网元设备返回的探测响应消息；
所述机顶盒从所述检测响应消息获取所述在线网元设备对设备状态的探测结果，或者根据所述探测请求消息和探测响应消息的参数进行计算，获取对所述机顶盒和在线网元设备之间信道状态的探测结果。
可选地，
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息，包括以下一种或多种情况：
所述机顶盒周期性地获取所述网元设备的状态信息；
所述机顶盒根据用户指令，获取所述网元设备的状态信息并展示给用户；
所述机顶盒根据所述物联网服务器的指令，获取所述网元设备的状态信息；
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息后，还包括：将所述状态信息保存在本地和/或上传给所述物联网服务器。
可选地，
所述机顶盒获取所述网元设备的数据，将所述网元设备的数据上传给所述物联网服务器，包括：
所述机顶盒根据配置信息或所述物联网服务器的指令，确定需获取摄像头视频数据且所述摄像头在线时，向所述摄像头发送数据上传请求消息；
所述机顶盒接收所述摄像头上传的视频数据后保存在本地，或者将所述视频数据继续上传到所述物联网服务器保存。
可选地，
所述实现方法还包括：
所述机顶盒和物联网服务器之间采用统一格式的数据包传递信息；
所述机顶盒接收到所述网元设备发送的家庭内部局域网规定格式的数据包后，将其转换为所述统一格式的数据包，再向所述物联网服务器发送；
所述机顶盒接收到所述物联网服务器发送的所述统一格式的数据包后，将其转换为目标网元设备所在的家庭内部局域网规定格式的数据包，再向所述目标网元设备发送。
可选地，
所述统一格式的数据包包括以下一种或多种字段：
类型字段；
负载长度字段；
操作码字段；
报文序号字段；
报文发送时间字段；
填充字段。
可选地，
所述物联网服务器采用IPTV系统中具有电子节目指南EPG和/或内容分发网络CDN功能的服务器实现。
一种家庭物联网的实现方法，应用于物联网服务器，包括：
物联网服务器接收用户指令，将针对目标网元设备的用户指令通过机顶盒发送给所述目标网元设备；
所述物联网服务器接收所述顶盒上传的所述目标网元设备的信息和/或数据，将所述目标网元设备的信息和/或数据提供给用户。
可选地，
所述物联网服务器接收所述顶盒上传的所述目标网元设备的信息，包括：接收所述顶盒上传的所述目标网元设备对用户指令的响应消息；
所述物联网服务器将所述目标网元设备的数据提供给用户，包括：
接收到用户查看历史视频数据的指令时，如保存有所述历史视频数据，将所述历史视频数据发送给用户；
接收到用户查看实时视频数据的指令时，将所述机顶盒正在上传的所述视频数据发送给用户，或通过所述机顶盒向目标摄像头发送上传视频数据的指令，接收所述机顶盒上传的所述目标摄像头的视频数据并发送给用户。
可选地，
所述实现方法还包括：
所述物联网服务器为用户提供访问所述家庭物联网的入口，通过广域网建立与用户的连接，对用户的身份验校通过后，允许用户登录到所述家庭物联网的管理界面。
可选地，
所述物联网服务器采用IPTV系统中具有电子节目指南EPG和/或内容分发网络CDN功能的服务器实现。
一种机顶盒，所述机顶盒作为家庭物联网的边缘路由器，包括：
外部接口，用于实现机顶盒与广域网中设置的物联网服务器之间的通信；
内部接口，用于通过家庭内部局域网实现机顶盒与家庭物联网的网元设备之间的通信；
接入模块，用于通过家庭内部局域网将网元设备接入所述家庭物联网；
采集模块，用于获取所述网元设备的状态信息和/或数据；
收发模块，用于向网元设备下发指令，及将所述网元设备的状态信息和/或数据上传给所述广域网中设置的物联网服务器。
可选地，
所述接入模块包括：
监听单元，用于在上电后进入监听状态；
应答单元，用于在收到所述网元设备通过家庭内部局域网发送的携带自身设备属性的广播消息后，向所述网元设备发送应答消息，在所述应答消息中携带所述机顶盒作为边缘路由器的地址信息；
注册单元，用于在收到所述网元设备发送的注册请求消息后，根据所述注册请求消息中携带的设备类型信息，将所述网元设备注册到设备管理系统，并向所述网元设备发送携带注册结果的响应消息。
可选地，
所述采集模块包括：
状态查询单元，用于向已注册网元设备发送在线状态查询消息；
状态设置单元，用于接收已注册网元设备返回的在线应答消息，将已注册网元设备中返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为在线，未返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为离线。
可选地，
所述采集模块还包括：
探测请求单元，用于向在线网元设备发送探测请求消息，接收所述在线网元设备返回的探测响应消息；
探测处理单元，用于从所述检测响应消息获取所述在线网元设备对设备状态的探测结果，或者根据所述探测请求消息和探测响应消息的参数进行计算，获取对所述机顶盒和在线网元设备之间信道状态的探测结果。
可选地，
所述采集模块获取所述网元设备的状态信息，包括以下一种或多种情况：
周期性地获取所述网元设备的状态信息；
根据用户指令，获取所述网元设备的状态信息并展示给用户；
根据所述物联网服务器的指令，获取所述网元设备的状态信息；
所述采集模块获取所述网元设备的状态信息后，还包括：将所述状态信息保存在本地和/或上传给所述物联网服务器。
可选地，
所述采集模块包括：
数据请求单元，用于根据配置信息或所述物联网服务器的指令，确定需获取摄像头视频数据且所述摄像头在线时，向所述摄像头发送数据上传请求消息；
数据处理单元，接收所述摄像头上传的视频数据后保存在本地，或者将所述视频数据继续上传到所述物联网服务器保存。
可选地，
所述机顶盒还包括：
格式转换模块，用于在接收到所述网元设备发送的家庭内部局域网规定格式的数据包后，将其转换为所述统一格式的数据包，再向所述物联网服务器发送；及接收到所述物联网服务器发送的所述统一格式的数据包后，将其转换为目标网元设备所在家庭内部局域网规定格式的数据包，再向所述目标网元设备发送。
可选地，
所述统一格式的数据包包括以下一种或多种字段：
类型字段；
负载长度字段；
操作码字段；
报文序号字段；
报文发送时间字段；
填充字段。
一种物联网服务器，所述物联网服务器设置在广域网中并与机顶盒连接，包括：
用户接口模块，用于接收用户指令，及将所述目标网元设备的信息和/或数据提供给用户；
机顶盒接口模块，用于将所述用户接口模块接收的针对目标网元设备的用户指令通过所述机顶盒发送给目标网元设备，及接收所述机顶盒上传的所述目标网元设备的信息和/或数据。
可选地，
所述用户接口模块包括：
信息提供单元，用于将所述目标网元设备的信息提供给用户，所述目标网元设备的信息包括所述目标网元设备对用户指令的响应消息；
第一数据提供单元，用于接收到用户查看历史视频数据的指令后，如保存有所述历史视频数据，将所述历史视频数据发送给用户；
第二数据提供单元，用于接收到用户查看实时视频数据的指令后，将所述机顶盒正在上传的所述视频数据发送给用户，或者通过所述机顶盒接口模块向目标摄像头发送的上传视频数据的指令，将所述机顶盒接口模块接收的所述目标摄像头的视频数据发送给用户。
可选地，
所述用户接口模块还包括：
登录管理单元，用于通过广域网建立与用户的连接，对用户的身份验校通过后，允许用户登录到所述家庭物联网的管理界面。
可选地，
所述物联网服务器采用IPTV系统中具有电子节目指南EPG和/或内容分发网络CDN功能的服务器实现。
上述方案可以简单、方便地实现家庭物联网到互联网的对接要求，改善用户体验。
附图说明
图1是本发明实施例一方法的流程图；
图2是本发明实施例一机顶盒的模块图；
图3是本发明实施例二方法的流程图；
图4是本发明实施例二物联网服务器的模块图；
图5是机顶盒作为家庭边缘路由器的业务系统的组网示意图；
图6是机顶盒作为家庭边缘路由器的组网示意图；
图7是机顶盒和物联网服务器之间数据包格式的示意图；
图8是机顶盒监听及空调设备动态接入的流程图；
图9是机顶盒对网元设备进行在线查询和状态探测的流程图；
图10是机顶盒查询冰箱温控系统以及调节冰箱冷冻室温度的流程图；
图11是获取摄像机视频数据的流程图。
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明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例一
本实施例涉及一种家庭物联网的实现方法，应用于机顶盒，如图1所示，包括：
步骤110，机顶盒通过家庭内部局域网将网元设备接入家庭物联网，并作为家庭物联网的边缘路由器接入广域网；
本步骤中，以机顶盒作为家庭物联网边缘路由器，将网元设备接入家庭物联网，不需要对网络接入点进行单独布线。此外，本实施例的所述物联网服务器采用IPTV系统中与所述机顶盒连接的具有电子节目指南(EPG：Electronic Program Guide)和/或内容分发网络(CDN：Content DeliveryNetwork)功能的服务器(简称为EPG/CDN)实现，利用STB配套的EPG/CDN服务器作为家庭网络接入后台服务器，便于手机、电脑用户的远程控制和数据传送，不但容量大而且也不需要重新布网络，还能提供统一的、有保障的用户体验。
本步骤中，所述机顶盒通过家庭内部局域网将网元设备接入所述家庭物联网，可包括：
所述机顶盒上电后，进入监听状态；
所述机顶盒如收到所述网元设备通过家庭内部局域网发送的携带自身设备属性的广播消息，则向所述网元设备发送应答消息，在所述应答消息中携带所述机顶盒作为边缘路由器的地址信息；
所述机顶盒如收到所述网元设备发送的注册请求消息，根据所述注册请求消息中携带的设备类型信息，将所述网元设备注册到设备管理系统，并向所述网元设备发送携带注册结果的响应消息。
步骤120，所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息和/或数据，将所述网元设备的状态信息和/或数据上传给所述广域网中设置的物联网服务器。
本步骤中，所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息，可包括以下一种或多种情况：
所述机顶盒周期性地获取所述网元设备的状态信息；
所述机顶盒根据用户指令，获取所述网元设备的状态信息并展示给用户；
所述机顶盒根据所述物联网服务器的指令，获取所述网元设备的状态信息；
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息后，还包括：将所述状态信息保存在本地和/或上传给所述物联网服务器。
本步骤中，所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息，可包括：
所述机顶盒向已注册网元设备发送在线状态查询消息；
所述机顶盒接收已注册网元设备返回的在线应答消息，将已注册网元设备中返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为在线，未返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为离线。
本步骤中，所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息，还可包括：
所述机顶盒向在线网元设备发送探测请求消息，接收所述在线网元设备返回的探测响应消息；
所述机顶盒从所述检测响应消息获取所述在线网元设备对设备状态的探测结果，或者根据所述探测请求消息和探测响应消息的参数进行计算，获取对所述机顶盒和在线网元设备之间信道状态的探测结果。
本步骤中，所述机顶盒获取所述网元设备的数据，将所述网元设备的数据上传给所述物联网服务器，可包括：
所述机顶盒根据配置信息或所述物联网服务器的指令，确定需获取摄像头视频数据且所述摄像头在线时，向所述摄像头发送数据上传请求消息；
所述机顶盒接收所述摄像头上传的视频数据后保存在本地，或者将所述视频数据继续上传到所述物联网服务器保存。
所述实现方法还可包括：
所述机顶盒和物联网服务器之间采用统一格式的数据包传递信息；
所述机顶盒接收到所述网元设备发送的家庭内部局域网规定格式的数据包后，将其转换为所述统一格式的数据包，再向所述物联网服务器发送；
所述机顶盒接收到所述物联网服务器发送的所述统一格式的数据包后，将其转换为目标网元设备所在的家庭内部局域网规定格式的数据包，再向所述目标网元设备发送。
相应地，本实施例还提供一种机顶盒，所述机顶盒作为家庭物联网的边缘路由器，如图2所示，包括：
外部接口10，用于实现机顶盒与广域网中设置的物联网服务器之间的通信；
内部接口20，用于通过家庭内部局域网实现机顶盒与家庭物联网的网元设备之间的通信；
接入模块30，用于通过家庭内部局域网将网元设备接入所述家庭物联网；
采集模块40，用于获取所述网元设备的状态信息和/或数据；
收发模块50，用于向网元设备下发指令，及将所述网元设备的状态信息和/或数据上传给所述广域网中设置的物联网服务器。
可选地，
所述接入模块通过家庭内部局域网将网元设备接入所述家庭物联网，包括：
监听单元，用于在上电后进入监听状态；
应答单元，用于在收到所述网元设备通过家庭内部局域网发送的携带自身设备属性的广播消息后，向所述网元设备发送应答消息，在所述应答消息中携带所述机顶盒作为边缘路由器的地址信息；
注册单元，用于在收到所述网元设备发送的注册请求消息后，根据所述注册请求消息中携带的设备类型信息，将所述网元设备注册到设备管理系统，并向所述网元设备发送携带注册结果的响应消息。
可选地，
所述采集模块包括：
状态查询单元，用于向已注册网元设备发送在线状态查询消息；
状态设置单元，用于接收已注册网元设备返回的在线应答消息，将已注册网元设备中返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为在线，未返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为离线。
可选地，
所述采集模块获取所述网元设备的状态信息，还包括：
探测请求单元，用于向在线网元设备发送探测请求消息，接收所述在线网元设备返回的探测响应消息；
探测处理单元，用于从所述检测响应消息获取所述在线网元设备对设备状态的探测结果，或者根据所述探测请求消息和探测响应消息的参数进行计算，获取对所述机顶盒和在线网元设备之间信道状态的探测结果。
可选地，
所述采集模块获取所述网元设备的状态信息，包括以下一种或多种情况：
周期性地获取所述网元设备的状态信息；
根据用户指令，获取所述网元设备的状态信息并展示给用户；
根据所述物联网服务器的指令，获取所述网元设备的状态信息；
所述采集模块获取所述网元设备的状态信息后，还包括：将所述状态信息保存在本地和/或上传给所述物联网服务器。
可选地，
所述采集模块包括：
数据请求单元，用于根据配置信息或所述物联网服务器的指令，确定需获取摄像头视频数据且所述摄像头在线时，向所述摄像头发送数据上传请求消息；
数据处理单元，接收所述摄像头上传的视频数据后保存在本地，或者将所述视频数据继续上传到所述物联网服务器保存。
可选地，
所述机顶盒还包括：
格式转换模块，用于在接收到所述网元设备发送的家庭内部局域网规定格式的数据包后，将其转换为所述统一格式的数据包，再向所述物联网服务器发送；及接收到所述物联网服务器发送的所述统一格式的数据包后，将其转换为目标网元设备所在家庭内部局域网规定格式的数据包，再向所述目标网元设备发送。
本实施例上述统一格式的数据包，可包括以下一种或多种字段：
类型字段；
负载长度字段；
操作码字段；
报文序号字段；
报文发送时间字段；
填充字段。
实施例二
本实施例涉及一种家庭物联网的实现方法，应用于物联网服务器，所述物联网服务器采用IPTV系统中具有电子节目指南EPG和/或内容分发网络CDN功能的服务器实现。
如图3所示，本实施例方法包括：
步骤210，物联网服务器接收用户指令，将针对目标网元设备的用户指令通过机顶盒发送给所述目标网元设备；
步骤220，所述物联网服务器接收所述顶盒上传的所述目标网元设备的信息和/或数据，将所述目标网元设备的信息和/或数据提供给用户。
本步骤中，所述物联网服务器接收所述顶盒上传的所述目标网元设备的信息，包括：接收所述顶盒上传的所述目标网元设备对用户指令的响应消息。
本步骤中，所述物联网服务器将所述目标网元设备的数据提供给用户，包括：
接收到用户查看历史视频数据的指令时，如保存有所述历史视频数据，将所述历史视频数据发送给用户；
接收到用户查看实时视频数据的指令时，将所述机顶盒正在上传的所述视频数据发送给用户，或通过所述机顶盒向目标摄像头发送上传视频数据的指令，接收所述机顶盒上传的所述目标摄像头的视频数据并发送给用户。
所述物联网服务器还可以为用户提供访问所述家庭物联网的入口，通过广域网建立与用户的连接，对用户的身份验校通过后，允许用户登录到所述家庭物联网的管理界面。
本实施例还提供了一种物联网服务器，所述物联网服务器设置在广域网中并与机顶盒连接。较佳地，所述物联网服务器采用IPTV系统中具有电子节目指南EPG和/或内容分发网络CDN功能的服务器实现。如图4所示，所述物联网服务器包括：
用户接口模块70，用于接收用户指令，及将所述目标网元设备的信息和/或数据提供给用户；
机顶盒接口模块80，用于将所述用户接口模块接收的针对目标网元设备的用户指令通过所述机顶盒发送给目标网元设备，及接收所述机顶盒上传的所述目标网元设备的信息和/或数据。
可选地，
所述用户接口模块包括：
信息提供单元，用于将所述目标网元设备的信息提供给用户，所述目标网元设备的信息包括所述目标网元设备对用户指令的响应消息；
第一数据提供单元，用于接收到用户查看历史视频数据的指令后，如保存有所述历史视频数据，将所述历史视频数据发送给用户；
第二数据提供单元，用于接收到用户查看实时视频数据的指令后，将所述机顶盒正在上传的所述视频数据发送给用户，或者通过所述机顶盒接口模块向目标摄像头发送的上传视频数据的指令，将所述机顶盒接口模块接收的所述目标摄像头的视频数据发送给用户。
可选地，
所述用户接口模块还包括：
登录管理单元，用于为用户提供访问所述家庭物联网的入口，通过广域网建立与用户的连接，对用户的身份验校通过后，允许用户登录到所述家庭物联网的管理界面。
下面用几个应用中的示例做进一步的说明。
示例一
本示例的物联网系统如图5所示，包括网元设备、机顶盒和物联网服务器，并提出了家庭物联网的接入、状态获取(如在线状态查询、设备状态探测和信道状态探测)、信息/数据上传和远程控制等流程。
家庭物联网的网元设备家庭(如电视、摄像机、投影仪、麦克风等智能家居设备)通过家庭内部局域网(如wifi网络、蓝牙、NFC、ZigBee)接入机顶盒，机顶盒作为家庭物联网的边缘路由器，上行通过运行商(如电信、移动和联通)提供的家庭网络接入点接入internet，与物联网服务器通信。
本示例机顶盒支持的上行接口包括以太网口、wifi接口中的一种或多种；可以支持的家庭内部网络模块包括wifi(作为AP)、蓝牙、以太网、和NFC中的一种或多种。机顶盒负责开机后物联网网元设备的接入、网元设备在线状态查询、网络信道状态探测、设备控制以及信息/数据上传、协议转换等处理。机顶盒作为网元设备和物联网服务器之间的节点，通过两个接口协议之间的转换可以屏蔽网元设备接入的内部局域网的区别。
图6所示是机顶盒作为边缘路由器的一个示例性的组网图。机顶盒具备双网络，具备无线接入点和蓝牙(V4.0)接入能力，可作为家庭NFC智能开关中心，也可接入zigbee网络设备和900M低频无线设备。图中，电风扇通过蓝牙接入机顶盒。电视机通过HDMI接入机顶盒。家庭监控摄像机通过WLAN接入机顶盒。热水器通过家庭NFC智能开关中心接入机顶盒。洗衣机通过蓝牙接入机顶盒。微波炉通过蓝牙接入机顶盒。空调通过蓝牙接入机顶盒。机顶盒还可以将更多的网元设备接入家庭物联网。
本示例中，机顶盒在家庭内部把各种不同的网络接入方式统一，为EPG/CDN提供统一的控制和数据通道，便于用户后续访问。具体地，机顶盒和物联网服务器之间采用统一格式的数据包传递信息；机顶盒接收到所述网元设备发送的家庭内部局域网规定格式的数据包后，将其转换为所述统一格式的数据包，再向所述物联网服务器发送；机顶盒接收到所述物联网服务器发送的所述统一格式的数据包后，将其转换为目标网元设备所在的家庭内部局域网规定格式的数据包，再向所述目标网元设备发送。
如图7所示，上述统一格式的数据包的示例性的定义如下：设备信息控制包统一格式为20字节。其中：
字段0,1为：TYPE字段，长度为2字节。
已定义：探测设备在线状态为0x180A，网络速度探测为0x180B，允许设备开发者自定义，规则如下：
0x1800--->0x1809为保留字段，协议扩充使用
0x180A--->0x187F为系统字段，用于逐步添加协议标识符
0x1880--->0x18FE预留，用于设备制造者定制协议
字段2,3为:负载长度字段(包含TYPE字段在内)
字段4,5,6为：保留字段
字段7为：opcode操作码，其中，0x01为机顶盒向从设备查询；0x00为从设备回复机顶盒；
字段8,9为：报文序号
字段10,11,12,13为：报文发送时间，可选项
后续字段为填充字段，包含在负载长度字段计算范围
本示例的物联网服务器采用IPTV系统现有的服务器EPG/CDN实现，EPG/CDN提供统一的对外接口，接受用户的远程访问和控制，为用户提供广域网统一的访问地址。EPG/CDN可以把用户指令传达给机顶盒，也可以接收来自机顶盒的信息(如对用户指令的响应信息、网元设备在线状态信息等)和/或数据，将信息和/或数据提供给用户，还可提供媒体存储业务。这样用户就可以通过移动设备(如手机)、传统设备(台式机、笔记本)等网络设备访问EPG/CDN的入口，发送用户指令，由机顶盒把来自于EPG/CDN的命令转发给智能家居设备，从而及时准确地获取家庭智能设备的状态，也可以快速获取STB上传并存储在EPG/CDN服务器上的历史数据和信息。
例如，用户可以通过手机应用(APP)可视化界面控制电风扇的开启和关闭，此时机顶盒通过家庭NFC智能开关中心，控制电风扇的通电和断电功能。又如，用户通过手机APP可视化界面控制让洗衣机洗衣，此时机顶盒通过蓝牙的给洗衣机下达工作指令。又如，用户希望调用查看家里小孩老人的午休情况，此时机顶盒通过无线wifi把家庭监控摄像机的视频流发送给手机终端。
示例二
示例二在示例一物联网系统的基础上，提出机顶盒监听和网元设备(以空调设备为例)动态接入物联网络的流程，如图8所示，具体流程如下：：
机顶盒处于守护监听状态
空调安装完成后接上电源后，发送接入探测请求，主动广播自身设备属性的上线消息；
机顶盒收到此广播消息后，把自身作为边缘路由器的信息(如IP/MAC/DNS等地址信息)下发给空调设备；
空调设备收到来自机顶盒的应答信息，从广播切换到单播消息，发起向机顶盒的注册请求消息；
机顶盒收到来自空调设备的注册请求消息，根据消息中的设备类型，将空调设备注册到设备管理系统，并应答空调设备，告知设备已注册成功；
完成注册后，回到守护监听状态，等待其他设备的接入。
示例三
本示例提出机顶盒进行网元设备在线查询和状态探测的流程，如图9所示，包括：
机顶盒根据用户指令显示物联网视图以及诊断界面；
等待用户指令，获取历史接入数据、并和EPG/CDN服务器进行数据同步，下载对应的设备图标UI视图，显示在线设备；
接收到用户发起更新设备状态的指令后，机顶盒向注册过的设备(包括摄像机、空调和冰箱)发起在线状态查询请求；
摄像机设备应答在线消息
空调设备应答在线消息
冰箱设备应答在线消息
机顶盒重新更新在线显示图标，将应答在线消息的设备图标高亮，未应答在线消息的设备图标半灰；
等待用户指令
假定用户焦点移动到摄像机图标，机顶盒罗列出摄像机类设备可诊断的信息，机顶盒检测到用户选中网速检测，向摄像机设备发出网速探测命令；
摄像机应答机顶盒的网速探测命令；机顶盒通过计算发送网速探测命令和接收收应答命令的时间差，计算出网络延时，并显示在电视上；
假定用户焦点移动到空调图标，机顶盒罗列出空调类设备可诊断的信息，机顶盒检测到用户选中电机检测，向空调设备发出电机状态探测命令；
空调设备应答机顶盒电机状态探测命令，表示300天未有异常；机顶盒在电视上展示空调的应答内容，等待用户操作
示例四
本示例涉及机顶盒查询冰箱温控系统以及调节冰箱冷冻室温度的流程，如图10所示，包括：
用户发起家居智能系统连接请求；
EPG/CDN对用户请求响应并校验用户身份有效性；
用户身份有效性校验通过后，等待用户请求；
用户发起查询冰箱冷冻室的温度请求；
EPG/CDN接收到用户指令后，把用户指令转发给机顶盒；
机顶盒收到EPG/CDN发送来的指令，转换为物联网内部消息的格式，发送到冰箱；
冰箱收到温度查询指令，获取当前冷冻室的问题，上报消息给机顶盒；
机顶盒收到冰箱消息，把温度值提取出来，生成统一格式的数据包并返回给EPG/CDN；
EPG/CDN响应用户操作，返回给用户当前冰箱冷冻室的温度；
用户下班回家需要解冻冷冻室的排骨，所以需要冰箱把温度值上调5度(到-5度)，以便后续快速进行解冻和做饭，执行以下处理：
用户向EPG/CDN发送将冰箱冷冻室调高2度的温度调节指令；
EPG/CDN收到用户指令，下发温度调节指令到机顶盒；
机顶盒把温度调节指令发送给冰箱；
冰箱完成冷冻室的温度调整后，上报消息给机顶盒；
机顶盒上报温度调整完成的响应给EPG/CDN；
EPG/CDN响应用户温度调整操作；
等待用户指令。
示例五
如图11所示，本示例是获取摄像机视频数据的流程，包括：
STB和网络摄像机间的交互包括：
机顶盒周期查询摄像机是否在线；
当摄像机收到机顶盒的网络在线查询请求后，反馈已在线；
当摄像机收反馈已在线后，机顶盒主动发送状态探测包，对网速能力进行探测；
摄像机反馈机顶盒的网速探测包；
机顶盒计算当前网络速度，以及判断是否存在丢包；如果存在丢包，将向EPG/CDN进行网络丢包告警；
机顶盒判断用户设置是否需要保存历史数据(默认配置为保存30天历史数据)，这里假定需要保存历史数据；
机顶盒向摄像机发起数据上传请求并接收来自摄像机的数据；
机顶盒收到摄像机数据后，向EPG/CDN请求家庭用户数据保存并归类，并继续接收摄像机数据。
用户和EPG/CDN间的交互包括：
用户请求接入EPG/CDN；
EPG/CDN对用户请求响应并校验用户身份有效性；
用户身份有效性校验通过后，等待用户指令；
如果用户请求查看历史数据，EPG/CDN通过用户请求时间点，计算相应的媒体数据；如果数据存在，发送数据给用户，如果数据不存在，返回提示信息；
如果用户请求实时数据，EPG判断机顶盒是否正在上传摄像机数据，如果正在进行，发送媒体数据到用户；
如果机顶盒当前未上传摄像机数据，EPG/CDN主动要求机顶盒上传数据；
机顶盒收到上传数据请求，要求摄像机上传数据；
机顶盒接收摄像机上传的数据，并发送到EPG/CDN，然后等待用户指令。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (25)

1.一种家庭物联网的实现方法，应用于机顶盒，包括：
机顶盒通过家庭内部局域网将网元设备接入家庭物联网，并作为所述家庭物联网的边缘路由器接入广域网；
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息和/或数据，将所述网元设备的状态信息和/或数据上传给所述广域网中设置的物联网服务器。
2.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于：
所述机顶盒通过家庭内部局域网将网元设备接入家庭物联网，包括：
所述机顶盒上电后，进入监听状态；
所述机顶盒如收到所述网元设备通过家庭内部局域网发送的携带自身设备属性的广播消息，则向所述网元设备发送应答消息，在所述应答消息中携带所述机顶盒作为边缘路由器的地址信息；
所述机顶盒如收到所述网元设备发送的注册请求消息，根据所述注册请求消息中携带的设备类型信息，将所述网元设备注册到设备管理系统，并向所述网元设备发送携带注册结果的响应消息。
3.如权利要求1或2所述的实现方法，其特征在于：
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息，包括：
所述机顶盒向已注册网元设备发送在线状态查询消息；
所述机顶盒接收已注册网元设备返回的在线应答消息，将已注册网元设备中返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为在线，未返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为离线。
4.如权利要求3所述的实现方法，其特征在于：
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息，还包括：
所述机顶盒向在线网元设备发送探测请求消息，接收所述在线网元设备返回的探测响应消息；
所述机顶盒从所述检测响应消息获取所述在线网元设备对设备状态的探测结果，或者根据所述探测请求消息和探测响应消息的参数进行计算，获取对所述机顶盒和在线网元设备之间信道状态的探测结果。
5.如权利要求1或2或4所述的实现方法，其特征在于：
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息，包括以下一种或多种情况：
所述机顶盒周期性地获取所述网元设备的状态信息；
所述机顶盒根据用户指令，获取所述网元设备的状态信息并展示给用户；
所述机顶盒根据所述物联网服务器的指令，获取所述网元设备的状态信息；
所述机顶盒获取所述网元设备的状态信息后，还包括：将所述状态信息保存在本地和/或上传给所述物联网服务器。
6.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于：
所述机顶盒获取所述网元设备的数据，将所述网元设备的数据上传给所述物联网服务器，包括：
所述机顶盒根据配置信息或所述物联网服务器的指令，确定需获取摄像头视频数据且所述摄像头在线时，向所述摄像头发送数据上传请求消息；
所述机顶盒接收所述摄像头上传的视频数据后保存在本地，或者将所述视频数据继续上传到所述物联网服务器保存。
7.如权利要求1所述的实现方法，其特征在于：
所述实现方法还包括：
所述机顶盒和物联网服务器之间采用统一格式的数据包传递信息；
所述机顶盒接收到所述网元设备发送的家庭内部局域网规定格式的数据包后，将其转换为所述统一格式的数据包，再向所述物联网服务器发送；
所述机顶盒接收到所述物联网服务器发送的所述统一格式的数据包后，将其转换为目标网元设备所在的家庭内部局域网规定格式的数据包，再向所述目标网元设备发送。
8.如权利要求7所述的实现方法，其特征在于：
所述统一格式的数据包包括以下一种或多种字段：
类型字段；
负载长度字段；
操作码字段；
报文序号字段；
报文发送时间字段；
填充字段。
9.如权利要求1-4、6-8中任一所述的实现方法，其特征在于：
所述物联网服务器采用IPTV系统中具有电子节目指南EPG和/或内容分发网络CDN功能的服务器实现。
10.一种家庭物联网的实现方法，应用于物联网服务器，包括：
物联网服务器接收用户指令，将针对目标网元设备的用户指令通过机顶盒发送给所述目标网元设备；
所述物联网服务器接收所述顶盒上传的所述目标网元设备的信息和/或数据，将所述目标网元设备的信息和/或数据提供给用户。
11.如权利要求10所述的实现方法，其特征在于：
所述物联网服务器接收所述顶盒上传的所述目标网元设备的信息，包括：接收所述顶盒上传的所述目标网元设备对用户指令的响应消息；
所述物联网服务器将所述目标网元设备的数据提供给用户，包括：
接收到用户查看历史视频数据的指令时，如保存有所述历史视频数据，将所述历史视频数据发送给用户；
接收到用户查看实时视频数据的指令时，将所述机顶盒正在上传的所述视频数据发送给用户，或通过所述机顶盒向目标摄像头发送上传视频数据的指令，接收所述机顶盒上传的所述目标摄像头的视频数据并发送给用户。
12.如权利要求10所述的实现方法，其特征在于：
所述实现方法还包括：
所述物联网服务器为用户提供访问所述家庭物联网的入口，通过广域网建立与用户的连接，对用户的身份验校通过后，允许用户登录到所述家庭物联网的管理界面。
13.如权利要求10或11或12中所述的实现方法，其特征在于：
所述物联网服务器采用IPTV系统中具有电子节目指南EPG和/或内容分发网络CDN功能的服务器实现。
14.一种机顶盒，其特征在于，所述机顶盒作为家庭物联网的边缘路由器，包括：
外部接口，用于实现机顶盒与广域网中设置的物联网服务器之间的通信；
内部接口，用于通过家庭内部局域网实现机顶盒与家庭物联网的网元设备之间的通信；
接入模块，用于通过家庭内部局域网将网元设备接入所述家庭物联网；
采集模块，用于获取所述网元设备的状态信息和/或数据；
收发模块，用于向网元设备下发指令，及将所述网元设备的状态信息和/或数据上传给所述广域网中设置的物联网服务器。
15.如权利要求14所述的机顶盒，其特征在于：
所述接入模块包括：
监听单元，用于在上电后进入监听状态；
应答单元，用于在收到所述网元设备通过家庭内部局域网发送的携带自身设备属性的广播消息后，向所述网元设备发送应答消息，在所述应答消息中携带所述机顶盒作为边缘路由器的地址信息；
注册单元，用于在收到所述网元设备发送的注册请求消息后，根据所述注册请求消息中携带的设备类型信息，将所述网元设备注册到设备管理系统，并向所述网元设备发送携带注册结果的响应消息。
16.如权利要求14或15所述的机顶盒，其特征在于：
所述采集模块包括：
状态查询单元，用于向已注册网元设备发送在线状态查询消息；
状态设置单元，用于接收已注册网元设备返回的在线应答消息，将已注册网元设备中返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为在线，未返回在线应答消息的网元设备的在线状态置为离线。
17.如权利要求16所述的机顶盒，其特征在于：
所述采集模块还包括：
探测请求单元，用于向在线网元设备发送探测请求消息，接收所述在线网元设备返回的探测响应消息；
探测处理单元，用于从所述检测响应消息获取所述在线网元设备对设备状态的探测结果，或者根据所述探测请求消息和探测响应消息的参数进行计算，获取对所述机顶盒和在线网元设备之间信道状态的探测结果。
18.如权利要求14或15或17所述的机顶盒，其特征在于：
所述采集模块获取所述网元设备的状态信息，包括以下一种或多种情况：
周期性地获取所述网元设备的状态信息；
根据用户指令，获取所述网元设备的状态信息并展示给用户；
根据所述物联网服务器的指令，获取所述网元设备的状态信息；
所述采集模块获取所述网元设备的状态信息后，还包括：将所述状态信息保存在本地和/或上传给所述物联网服务器。
19.如权利要求14所述的机顶盒，其特征在于：
所述采集模块包括：
数据请求单元，用于根据配置信息或所述物联网服务器的指令，确定需获取摄像头视频数据且所述摄像头在线时，向所述摄像头发送数据上传请求消息；
数据处理单元，接收所述摄像头上传的视频数据后保存在本地，或者将所述视频数据继续上传到所述物联网服务器保存。
20.如权利要求14所述的机顶盒，其特征在于：
所述机顶盒还包括：
格式转换模块，用于在接收到所述网元设备发送的家庭内部局域网规定格式的数据包后，将其转换为所述统一格式的数据包，再向所述物联网服务器发送；及接收到所述物联网服务器发送的所述统一格式的数据包后，将其转换为目标网元设备所在家庭内部局域网规定格式的数据包，再向所述目标网元设备发送。
21.如权利要求20所述的机顶盒，其特征在于：
所述统一格式的数据包包括以下一种或多种字段：
类型字段；
负载长度字段；
操作码字段；
报文序号字段；
报文发送时间字段；
填充字段。
22.一种物联网服务器，其特征在于，所述物联网服务器设置在广域网中并与机顶盒连接，包括：
用户接口模块，用于接收用户指令，及将所述目标网元设备的信息和/或数据提供给用户；
机顶盒接口模块，用于将所述用户接口模块接收的针对目标网元设备的用户指令通过所述机顶盒发送给目标网元设备，及接收所述机顶盒上传的所述目标网元设备的信息和/或数据。
23.如权利要求22所述的物联网服务器，其特征在于：
所述用户接口模块包括：
信息提供单元，用于将所述目标网元设备的信息提供给用户，所述目标网元设备的信息包括所述目标网元设备对用户指令的响应消息；
第一数据提供单元，用于接收到用户查看历史视频数据的指令后，如保存有所述历史视频数据，将所述历史视频数据发送给用户；
第二数据提供单元，用于接收到用户查看实时视频数据的指令后，将所述机顶盒正在上传的所述视频数据发送给用户，或者通过所述机顶盒接口模块向目标摄像头发送的上传视频数据的指令，将所述机顶盒接口模块接收的所述目标摄像头的视频数据发送给用户。
24.如权利要求23所述的物联网服务器，其特征在于：
所述用户接口模块还包括：
登录管理单元，用于为用户提供访问所述家庭物联网的入口，通过广域网建立与用户的连接，对用户的身份验校通过后，允许用户登录到所述家庭物联网的管理界面。
25.如权利要求22或23或24所述的物联网服务器，其特征在于：
所述物联网服务器采用IPTV系统中具有电子节目指南EPG和/或内容分发网络CDN功能的服务器实现。
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