CN107800702A - 一种基于嵌入式的智能家居监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于嵌入式的智能家居监控系统，该系统以CGI原理为基础，以嵌入式数据库为后台，用软件编程的方法实现用户、Web服务器以及网关应用程序之间的动态交互，本发明通过ARM、uCLinux、SQLite的结合，体现了嵌入式的特点，提高了家庭网关的性能；标准SIP协议的使用，既解决了当前家电设备所存在的管理、命名和移动等一系列问题，也使远程控制程序设计者不必关心家庭网关的实现细节，只需要按照SIP协议的规范和智能家庭网络中的信息家电进行交互，这样就增加了家庭网关的通用性，简化和拓展了智能家庭网络的应用。

Description

一种基于嵌入式的智能家居监控系统
技术领域
本发明涉及智能监控领域，尤其涉及一种基于嵌入式的智能家居监控系统。
背景技术
随着社会的发展和进步，在充足的物质基础之上，人们开始关注一种更为舒适、便捷和智能的生活方式和态度。“智能家居”的概念体现人们对智能化的舒适生活的追求，同时，人们对安全性的要求也在不断提升，当前家电设备所存在的管理、命名和移动等一系列问题，同时，远程控制程序设计者必须要关心家庭网关的实现细节，家庭网关的通用性差，导致智能家庭网络的应用繁琐，与各家电的兼容性，拓展性受到很大的阻碍。
为了解决上述问题，本发明提出一种基于嵌入式的智能家居监控系统。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种基于嵌入式的智能家居监控系统
具体的，一种基于嵌入式的智能家居监控系统，其特征在于：本系统包括信息家电、智能家庭网关和远程监控端三个主要模块，所述信息家电被作为SIP的智能终端接入所述智能家庭网关，以SIP消息形式向所述智能家庭网关发送网络标识申请帧和设备描述文件，完成注册；所述智能家庭网关基于SIP网络服务器和Web服务器，一方面实现对所述信息家电的认证和管理，另一方面为所述远程监控端提供服务；用户可通过PC浏览器和基于SIP用户代理的监控软件两种方式实现对所述信息家电的远程监控，在所述智能家庭网关硬件平台的设计过程中，本系统采用模块化的方法，以中央处理单元为中心。
优选的，所述智能家居监控系统的软件设计部分包括基于ARM7TDMI核的微处理器移植了嵌入式操作系统uCLinux，其为实现SIP协议栈提供底层软件支持，基于SIP协议栈完成SIP网络服务器，实现了信息家电的注册、认证和管理，并通过移植Boa Web服务器和SQLite数据库到uCLinux系统中，以CGI原理为基础实现动态Web技术。
优选的，所述智能家居监控系统选用了小型的开源嵌入式数据库SQLite，并针对家庭网关ARM-uCLinux平台对其进行移植、裁减和应用。
优选的，所述嵌入式数据库SQLite是用C语言编写的开源嵌入式数据库引擎，占用资源非常低，它能够支持Windows/Linux操作系统，SQLite 对SQL92 标准的支持包括索引、限制、触发和查看，支持原子的、一致的、独立和持久的(ACID)事务。
优选的，所述嵌入式数据库SQLite与操作系统和具体应用集成在一起，无须独立运行的数据库引擎，它由程序直接调用相应的API函数去实现对数据的存取操作。
优选的，所述API函数包括sqlite_open()、sqlite_close()、sqlite_exec()，其中，sqlite_open()和sqlite_close()分别打开和关闭嵌入式数据库文件即建立和释放SQLite引擎，而sqlite_exec()可以执行SQL语句并获得结果，通过自行编写回调函数可进一步对执行结果进行处理。
优选的，SIP协议包含两类组件：用户代理(User Agent)和网络服务器(NetworkServer)，用户代理完成呼叫的发起和接收；网络服务器为用户代理提供注册、认证和路由服务，它又分为代理服务器、重定位服务器和注册服务器；
所述注册服务器接受用户代理(信息家电)的注册请求，在SQLite中动态建立家电的逻辑地址和其当前联系地址之间的对应关系，从而通过唯一的逻辑地址进行通讯，实现对家电移动性的支持，返回状态码为200的成功响应，完成信息家电的注册；
所述重定位服务器提供地址解析服务，用于在需要时(如信息家电位置改变、实现负荷分担)构造一个重定向响应消息，将新的目标地址返回给监控程序；
所述代理服务器负责接收用户代理(监控软件)发来的请求，根据网络策略将请求发给相应的信息家电，并根据收到的应答对监控端做出响应。
优选的，所述智能家居监控系统设计的SIP协议栈在oSIP开发库的基础上进行修改和二次开发，包括两个方面的内容：状态机模块和语法解析器模块；
所述状态机模块完成对某个事务(注册过程，呼叫过程)的状态记录，并在特定状态下触发相应的事件；
所述语法解析器模块完成对SIP消息结构和URL结构的剖析。本发明的有益效果在于：通过ARM、uCLinux、SQLite的结合，体现了嵌入式的特点，提高了家庭网关的性能；标准SIP协议的使用，既解决了当前家电设备所存在的管理、命名和移动等一系列问题，也使远程控制程序设计者不必关心家庭网关的实现细节，只需要按照SIP协议的规范和智能家庭网络中的信息家电进行交互，这样就增加了家庭网关的通用性，简化和拓展了智能家庭网络的应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
一种基于嵌入式的智能家居监控系统，其特征在于：本系统包括信息家电、智能家庭网关和远程监控端三个主要模块，所述信息家电被作为SIP的智能终端接入所述智能家庭网关，以SIP消息形式向所述智能家庭网关发送网络标识申请帧和设备描述文件，完成注册；所述智能家庭网关基于SIP网络服务器和Web服务器，一方面实现对所述信息家电的认证和管理，另一方面为所述远程监控端提供服务；用户可通过PC浏览器和基于SIP用户代理的监控软件两种方式实现对所述信息家电的远程监控，在所述智能家庭网关硬件平台的设计过程中，本系统采用模块化的方法，以中央处理单元为中心。
所述智能家居监控系统的软件设计部分包括基于ARM7TDMI核的微处理器移植了嵌入式操作系统uCLinux，其为实现SIP协议栈提供底层软件支持，基于SIP协议栈完成SIP网络服务器，实现了信息家电的注册、认证和管理，并通过移植Boa Web服务器和SQLite数据库到uCLinux系统中，以CGI原理为基础实现动态Web技术。
所述智能家居监控系统选用了小型的开源嵌入式数据库SQLite，并针对家庭网关ARM-uCLinux平台对其进行移植、裁减和应用，在嵌入式远程监控系统中，需对大量的实时数据进行采集和处理，多样化的数据存储和管理需要一个后台数据库来支撑，由于嵌入式系统软硬件资源都有限，传统的企业数据库如Oracle、Sybase等明显臃肿，很难发挥作用。
所述嵌入式数据库SQLite是用C语言编写的开源嵌入式数据库引擎，占用资源非常低，它能够支持Windows/Linux操作系统，SQLite 对SQL92 标准的支持包括索引、限制、触发和查看，支持原子的、一致的、独立和持久的(ACID)事务。
所述嵌入式数据库SQLite与操作系统和具体应用集成在一起，无须独立运行的数据库引擎，它由程序直接调用相应的API函数去实现对数据的存取操作。
所述API函数包括sqlite_open()、sqlite_close()、sqlite_exec()，其中，sqlite_open()和sqlite_close()分别打开和关闭嵌入式数据库文件即建立和释放SQLite引擎，而sqlite_exec()可以执行SQL语句并获得结果，通过自行编写回调函数可进一步对执行结果进行处理。本系统通过现场总线由实时数据采集、处理模块按照用户设定的控制参数(如A/D采样频率)，对信息家电信号进行采集和数字滤波，然后调要API函数将数据存入SQLite数据库。SQLite数据库对设备信息进行管理，并且支持查询、修改等功能。
SIP协议包含两类组件：用户代理(User Agent)和网络服务器(Network Server)，用户代理完成呼叫的发起和接收；网络服务器为用户代理提供注册、认证和路由服务，它又分为代理服务器、重定位服务器和注册服务器；
所述注册服务器接受用户代理(信息家电)的注册请求，在SQLite中动态建立家电的逻辑地址和其当前联系地址之间的对应关系，从而通过唯一的逻辑地址进行通讯，实现对家电移动性的支持，返回状态码为200的成功响应，完成信息家电的注册；
所述重定位服务器提供地址解析服务，用于在需要时(如信息家电位置改变、实现负荷分担)构造一个重定向响应消息，将新的目标地址返回给监控程序；
所述代理服务器负责接收用户代理(监控软件)发来的请求，根据网络策略将请求发给相应的信息家电，并根据收到的应答对监控端做出响应。
所述智能家居监控系统设计的SIP协议栈在oSIP开发库的基础上进行修改和二次开发，包括两个方面的内容：状态机模块和语法解析器模块；
所述状态机模块完成对某个事务(注册过程，呼叫过程)的状态记录，并在特定状态下触发相应的事件；
所述语法解析器模块完成对SIP消息结构和URL结构的剖析。
需要说明的是，对于前述的各个方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某一些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和单元并不一定是本申请所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、ROM、RAM等。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种基于嵌入式的智能家居监控系统，其特征在于：本系统包括信息家电、智能家庭网关和远程监控端三个主要模块，所述信息家电被作为SIP的智能终端接入所述智能家庭网关，以SIP消息形式向所述智能家庭网关发送网络标识申请帧和设备描述文件，完成注册；所述智能家庭网关基于SIP网络服务器和Web服务器，一方面实现对所述信息家电的认证和管理，另一方面为所述远程监控端提供服务；用户可通过PC浏览器和基于SIP用户代理的监控软件两种方式实现对所述信息家电的远程监控，在所述智能家庭网关硬件平台的设计过程中，本系统采用模块化的方法，以中央处理单元为中心。
2.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的智能家居监控系统，其特征在于：所述智能家居监控系统的软件设计部分包括基于ARM7TDMI核的微处理器移植了嵌入式操作系统uCLinux，其为实现SIP协议栈提供底层软件支持，基于SIP协议栈完成SIP网络服务器，实现了信息家电的注册、认证和管理，并通过移植Boa Web服务器和SQLite数据库到uCLinux系统中，以CGI原理为基础实现动态Web技术。
3.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的智能家居监控系统，其特征在于：所述智能家居监控系统选用了小型的开源嵌入式数据库SQLite，并针对家庭网关ARM-uCLinux平台对其进行移植、裁减和应用。
4.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的智能家居监控系统，其特征在于：所述嵌入式数据库SQLite是用C语言编写的开源嵌入式数据库引擎，占用资源非常低，它能够支持Windows/Linux操作系统，SQLite 对SQL92 标准的支持包括索引、限制、触发和查看，支持原子的、一致的、独立和持久的(ACID)事务。
5.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的智能家居监控系统，其特征在于：所述嵌入式数据库SQLite与操作系统和具体应用集成在一起，无须独立运行的数据库引擎，它由程序直接调用相应的API函数去实现对数据的存取操作。
6.根据权利要求5所述的一种基于嵌入式的智能家居监控系统，其特征在于：所述API函数包括sqlite_open()、sqlite_close()、sqlite_exec()，其中，sqlite_open()和sqlite_close()分别打开和关闭嵌入式数据库文件即建立和释放SQLite引擎，而sqlite_exec()可以执行SQL语句并获得结果，通过自行编写回调函数可进一步对执行结果进行处理。
7.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的智能家居监控系统，其特征在于：SIP协议包含两类组件：用户代理(User Agent)和网络服务器(Network Server)，用户代理完成呼叫的发起和接收；网络服务器为用户代理提供注册、认证和路由服务，它又分为代理服务器、重定位服务器和注册服务器；
所述注册服务器接受用户代理(信息家电)的注册请求，在SQLite中动态建立家电的逻辑地址和其当前联系地址之间的对应关系，从而通过唯一的逻辑地址进行通讯，实现对家电移动性的支持，返回状态码为200的成功响应，完成信息家电的注册；
所述重定位服务器提供地址解析服务，用于在需要时(如信息家电位置改变、实现负荷分担)构造一个重定向响应消息，将新的目标地址返回给监控程序；
所述代理服务器负责接收用户代理(监控软件)发来的请求，根据网络策略将请求发给相应的信息家电，并根据收到的应答对监控端做出响应。
8.根据权利要求1所述的一种基于嵌入式的智能家居监控系统，其特征在于：所述智能家居监控系统设计的SIP协议栈在oSIP开发库的基础上进行修改和二次开发，包括两个方面的内容：状态机模块和语法解析器模块；
所述状态机模块完成对某个事务(注册过程，呼叫过程)的状态记录，并在特定状态下触发相应的事件；
所述语法解析器模块完成对SIP消息结构和URL结构的剖析。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023207171A1 (zh) * 2022-04-24 2023-11-02 青岛海信智慧生活科技股份有限公司 家居设备的控制方法、家居设备及智能烹饪方法

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