CN113315685A

CN113315685A - 一种智能设备的加速交互方法、系统及智能终端

Info

Publication number: CN113315685A
Application number: CN202110255233.6A
Authority: CN
Inventors: 钟臻哲; 贺发文; 尤明辉
Original assignee: Xiamen Intretech Inc
Current assignee: Xiamen Intretech Inc
Priority date: 2021-03-09
Filing date: 2021-03-09
Publication date: 2021-08-27
Anticipated expiration: 2041-03-09
Also published as: CN113315685B

Abstract

一种智能设备的加速交互方法、系统及智能终端，该方法包括以下步骤：中间节点接收信息进行聚类；中间节点根据信息的聚类结果对智能设备分类排序，智能设备包括端对端设备；智能终端显示智能设备的分类排序结果，提供给用户选择；智能终端与用户选中的智能设备连接配对，通过中间节点加速与用户选中的智能设备中端对端设备的连接配对速度。本发明可以降低用户寻找特定设备的难度，同时降低端到端设备配对的网络时延，提升用户体验。

Description

一种智能设备的加速交互方法、系统及智能终端

技术领域

本发明涉及智能终端技术领域，特别是一种智能设备的加速交互方法、系统及智能终端。

背景技术

在智能手机时代，手机与智能家居设备交互的请求往往由手机或其他智能终端发起。用户往往需要花费一定的时间和精力在智能终端内寻找特定设备，并且智能终端与用户选择的具备端到端连接(包括交互或者数据传输等)的功能的设备的匹配过程存在明显的延迟。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种智能设备的加速交互方法、系统及智能终端，降低用户寻找特定设备的难度，同时降低端到端设备配对的网络时延，提升用户体验。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种智能设备的加速交互方法，包括以下步骤：中间节点接收信息进行聚类；所述中间节点根据所述信息的聚类结果对智能设备分类排序，所述智能设备包括端对端设备；智能终端显示所述智能设备的分类排序结果，提供给用户选择；所述智能终端与所述用户选中的所述智能设备连接配对，通过所述中间节点加速与所述用户选中的所述智能设备中所述端对端设备的连接配对速度。

优选的，所述中间节点包括智能终端或网关或边缘端或云端。

优选的，所述智能设备的分类包括活跃设备、常用设备和推荐设备。

优选的，所述中间节点设置有活跃设备列表，所述活跃设备列表为具有时间属性的数据结构或表结构。

优选的，所述端对端设备在活跃后向所述中间节点发送自身的身份信息以及连接信息，所述中间节点一并发送所述智能设备的分类排序结果和所述分类排序结果中所述端对端设备的所述连接信息给智能终端。

优选的，所述中间节点采用算法模型计算所述推荐设备的分类排序结果，所述算法模型根据所述用户的选择结果进行更新。

优选的，所述智能终端发送自身的身份信息以及连接信息给所述中间节点。

优选的，所述中间节点与所述智能设备使用证书秘钥交换信息。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种智能设备的加速交互系统，包括：信息聚类模块，设置于中间节点，用于接收信息进行聚类；综合模块，设置于中间节点，用于根据所述信息的聚类结果对智能设备分类排序；显示模块，设置于智能终端，用于显示所述智能设备的分类排序结果，提供给用户选择；配对模块，设置于智能终端，用于与所述用户选中的所述智能设备连接配对，所述配对模块通过所述中间节点加速与所述用户选中的所述智能设备中所述端对端设备的连接配对速度。

基于同样的发明构思，本发明还提供了一种智能终端，所述智能终端用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述的智能设备的加速交互方法。

本发明的有益效果是：

(1)基于活跃设备、常用设备、以及推荐设备等不同聚类的模块的信息，分类并推算下一个将被用户操作的智能设备，并将权重值高的设备进行排序；

(2)智能终端通过中间节点与用户选中的智能设备交互信息，加速与特定端到端设备的连接配对速度；

(3)信息交互过程中使用基于证书密钥等安全措施的连接方案可以避免MITM攻击。

附图说明

图1为一种智能设备的加速交互的流程图；

图2为一种中间节点为边缘端或云端服务器的连接结构图；

图3为一种中间节点为智能网关的连接结构图；

图4为一种中间节点为智能终端的连接结构图；

图5为一种以列表显示智能设备的分类排序的用户界面图；

图6为一种以图标显示智能设备的分类排序的用户界面图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种智能设备的加速交互方法，该方法运行在一种智能设备的加速交互系统上，该系统包括智能终端和中间节点，中间节点可以是边缘端、云端服务器、智能网关或智能终端的本地处理单元其中的任一个。

该方法包括以下步骤：

中间节点接收信息进行聚类。

本实施例所述的系统包括若干个具有若干传感器、开关或其他广义信号输入器件且具备网络连接能力的智能设备。设备上运行的主流传感器网络标准协议包括但不限于Zigbee族，Bluetooth族，Wi-Fi(b/g/a/n/ac/ax等)，NFC，RFID，UWB等，也包括及其他私有传感器网络协议。

在特定的智能场景(家居、工业、市政等)下，传感器将智能设备进行操作时的传感数据以及设备进行特定操作产生的信令发送到具备处理能力的中间节点。

中间节点同时也接收来自于可信任的第三方信息提供商或管理界面输入的信息，如气象部门、地震报警部门或用户公告等。中间节点接收上述信息后，将信息整合聚类。

上述信息分为三类：

a)(最近一段时间)传感器网络中的设备活跃程度；

b)(历史记录中本时间段内)设备使用频率；

c)基于内部位置信息，外部地理信息、紧急信息、最近活跃设备n度关联关联性的用户使用习惯信息。其中内部位置信息可以是由Wi-Fi、蓝牙、UWB或混合定位技术提供的原始信息，也可以是经过算法预处理过的定位信息。

中间节点根据上述信息的聚类结果对智能设备分类排序。中间节点对智能设备进行权重区分，参照附图1，分为活跃设备、常用设备和推荐设备三类。

活跃设备的定义：一个智能设备属于特定类设备Dev_n，并且该设备进行了操作o_i,o_i∈O_n。其中O_n是针对该类设备Dev_n定义的激活操作集，则该设备为活跃设备。

该激活操作集包括：

a)简单的设备判定，例如便携热敏打印机开机，智能马桶(圈)的坐便监测，智能牙刷结束工作和设备的充电模块进入充电状态，以及设备的NFC、RFID或UWB等短距离通信模块收到特定指令等；

b)处理后的设备信号，例如定位模块在某地段滞留时间超过一定时长，智能交互设备(耳机、音响等)检测到人声后在本地(智能设备、网关)或者远程(边缘端或云端)判定为有效人声片段等；

c)设备首次接入网络，包括进行网络层面或用户层面的配对等。

设备的活跃周期为T₁，即设备的上次活跃时间距离操作当下的时间间隔超过T₁则该设备就不是活跃设备。中间节点设置有活跃设备列表，供智能终端进行查询。活跃设备列表的实现可以是一种具有时间属性的先进先出的数据结构，也可以是具有一定长度的表结构，供智能终端在查询时进行计算。

活跃设备优先展示的分类排序模式可以在测试、调试以及即时的家庭、工业等场景下稳定发挥作用，例如特定设备的重新通电，音频设备的特定指令，视频设备的特定手势，按键设备的特定按键组合，或其它具备输入功能的传感器的特定操作，在上述场景下具有最高的展示优先级。

常用设备的定义：在当前时间段T₂∈[h:m:s,h':m':s']内的用户常用的设备，或预设特征人群的常用设备。

推荐设备的定义：使用算法推算出的若干个用户下一个操作的设备。所述算法为：

a)基于包括但不限于标签，关联或规则等的推荐算法；

b)基于机器学习算法。根据中间节点的性能，部署的算法的模型包括但不限于SVM，线性回归，，逻辑回归，RNN，LSTM神经网络或Transformer模型，对智能设备进行权重区分。算法模型的训练和预测所使用的维度包括但不限于当信令更新时间、传感器信息，天气信息，算法运行时段，前后使用的设备的关联性等。

每位用户在智能终端上做出的选择，将作为个人模型的一条原始数据被记录。经过预处理之后的数据将被加入个人的训练集。当数据量达到一定程度且数据集覆盖足够长的时间区间后，该训练集将按需求被完全或部分被用来更新模型。

具体实施中，在低优先级位置可以推送用户未购置，但市场上有售的智能设备。

智能终端显示智能设备的分类排序结果，提供给用户选择。

智能终端具有用户界面，能够显示若干类虚拟图标。每类图标中能够包含若干个虚拟图标。虚拟图标与智能设备，即可操作节点对应。

基于分类排序结果，用户界面对一个或若干个权重设备进行分类优先显示。

智能终端与用户选中的智能设备连接配对，通过中间节点加速与用户选中的智能设备中端对端设备的连接配对速度。

当用户在用户界面选中某一智能设备后，智能终端通过中间节点与该设备交互信息，实现连接配对，如果该设备具备端到端连接(包括交互或者数据传输等)的功能，连接配对速度可以有效提高。

在特定情境、应用或模式下，本实施例所述的聚类信息——分类排序——加速交互的方法能够降低用户寻找特定设备的难度，以及降低智能终端与端到端设备配对的网络时延，提升用户体验。

中间节点可以部分或完全基于边缘端或云端，也可以为智能终端的本地处理单元。根据中间节点位置的不同，本实施例所述的系统有如图2～4所示的三种连接结构。例如可以是具备蓝牙、NFC或WiFi连接协议的打印装置、集成多种网络协议的网关、具有移动网络连接及蓝牙连接的防丢模块/蓝牙遥控器等智能设备的连接结构，通过BluetoothSpecification中Secure Simple Pairing所描述的Out Of Band(OOB)特性实现接入的中间节点的中继功能。附图2显示中间节点为边缘端或云端服务器的连接结构。附图3显示中间节点为智能网关的连接结构。附图4显示中间节点为智能终端的连接结构(即包括智能设备与智能终端直接连接的实施例)。图中所示的GW/Server可以为各种物理或虚拟实体。信息交互过程中可以使用证书秘钥交换，避免MITM攻击。

具备端到端连接(包括交互或者数据传输等)的功能的智能设备，可以在本身最近活跃后，例如执行特定操作后，向中间节点发送一组活跃信令。信令中可以包含其自身网段协议规定的身份信息，包括但不限于广播信息，和建立连接过程中所交换的信息，如BD_ADDR、设备名称、LinkKey(蓝牙标准),Dest PAN/Dest Address(Zigbee标准)、IP/IPv6地址等。该身份信息将被存在中间节点中备询。

参照附图2，在本实施例中，初始状态下，智能设备的局域或移动无线网络模块处于休眠中。当智能终端或独立的NFC、RFID设备靠近并激活智能设备上的主动或被动标签时，智能设备将被激活并通过网络模块向中间节点传输身份信息。

当智能终端打开特定APP或调出特定操作界面UI_APP时，可以向中间节点连接的智能设备的信息。中间节点可以将根据聚类信息推算出的设备，按照不同的分类排序发送给终端。同时如果这些设备具备端到端连接的功能，中间节点可以选择一并将智能设备对应的可执行操作、操作中继或设备本身的寻址等连接信息发送给终端。

智能终端可以直接同时将自身的身份信息以及连接信息发送给中间节点。在本实施例中，NFC或RFID的交互可以直接调出交互界面UI_PAN询问用户是否打开APP等特定交互界面UI_APP。

本实施例所述的系统通过以上的信息交互过程，能够实现的功能包括但不限于：

a)快速的设备选择。即便应用场景中有诸多设备，用户也能够在推荐列表的头部位置迅速看到并选中该设备。

b)安全快速的设备配对。基于证书、单跳等安全措施的连接方案可以在防止MITM的情况下，降低蓝牙等基于发现的端到端连接协议在发现、配对、授权阶段的延迟(多项共计，在节能情景下平均有超过秒级的网络时延)。

c)快速的应用响应速度。在应用层面，智能终端的用户界面的显示与交互与中间节点的计算结果挂钩。理想状态下智能终端的选择和反馈将直接与智能设备挂钩，减少了选择之后、操作之前的匹配过程层在用户体验层造成的时延。

本领域技术人员可以理解，实现上述方法实施例中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

实施例二

本实施例提供一种智能设备的加速交互系统，使用实施例一所述的方法。该系统包括：

信息聚类模块，设置于中间节点，用于接收信息进行聚类；

综合模块，设置于中间节点，用于根据上述信息的聚类结果对智能设备分类排序；

显示模块，设置于智能终端，用于显示智能设备的分类排序结果，提供给用户选择；

配对模块，设置于智能终端，用于与用户选中的智能设备连接配对，配对模块通过中间节点加速与用户选中的智能设备中端对端设备的连接配对速度。

实施例三

本实施例提供一种智能终端，所述智能终端用于运行程序，其中，所述程序运行时执行如实施例一所述的方法。

本实施例所述的智能终端可以是多功能智能终端，通过打开APP或者调出UI的方式进行网络或功能交互，也可以是单功能终端，通过固定的用户交互界面或者按键的方式进行网络或功能交互。智能终端中的输入输出以及显示可以与用户名及其从属智能设备绑定。

智能终端在显示用户界面之前，向边缘端或云端服务器、智能网关或在智能终端本地调用计算模块，计算智能设备的类别和对应类别的排序优先级。用户界面在用户选择某个智能设备后，还进一步显示该智能设备可以进行的交互、操作、或遥控的排序，提供给用户选择。

附图5显示一种以列表和标签的形式显示分类排序结果的智能终端的用户界面。根据所处的智能场景的不同，用户界面优先展示不同类别的设备标签。例如在测试场景，活跃设备的排序结果优先展示，在家庭场景，常用设备或推荐设备的排序结果优先展示。

附图6显示一种以图标的形式显示分类排序结果的智能终端的用户界面。用户界面划分区域展示不同类别的设备图标，并且设备图标所占的区域大小与推荐程度或活跃程度相关，区域颜色与类别相关。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种智能设备的加速交互方法，其特征在于，包括以下步骤：

中间节点接收信息进行聚类；

所述中间节点根据所述信息的聚类结果对智能设备分类排序，所述智能设备包括端对端设备；

智能终端显示所述智能设备的分类排序结果，提供给用户选择；

所述智能终端与所述用户选中的所述智能设备连接配对，通过所述中间节点加速与所述用户选中的所述智能设备中所述端对端设备的连接配对速度。

2.根据权利要求1所述的智能设备推荐方法，其特征在于，所述中间节点包括智能终端或网关或边缘端或云端。

3.根据权利要求1所述的智能设备的加速交互方法，其特征在于，所述智能设备的分类包括活跃设备、常用设备和推荐设备。

4.根据权利要求3所述的智能设备的加速交互方法，其特征在于，所述中间节点设置有活跃设备列表，所述活跃设备列表为具有时间属性的数据结构或表结构。

5.根据权利要求3所述的智能设备推荐方法，其特征在于，所述端对端设备在活跃后向所述中间节点发送自身的身份信息以及连接信息，所述中间节点一并发送所述智能设备的分类排序结果和所述分类排序结果中所述端对端设备的所述连接信息给智能终端。

6.根据权利要求3所述的智能设备的加速交互方法，其特征在于，所述中间节点采用算法模型计算所述推荐设备的分类排序结果，所述算法模型根据所述用户的选择结果进行更新。

7.根据权利要求1所述的智能设备的加速交互方法，其特征在于，所述智能终端发送自身的身份信息以及连接信息给所述中间节点。

8.根据权利要求1所述的智能设备的加速交互方法，其特征在于，所述中间节点与所述智能设备使用证书秘钥交换信息。

9.一种智能设备的加速交互系统，其特征在于，包括：

信息聚类模块，设置于中间节点，用于接收信息进行聚类；

综合模块，设置于中间节点，用于根据所述信息的聚类结果对智能设备分类排序；

显示模块，设置于智能终端，用于显示所述智能设备的分类排序结果，提供给用户选择；

配对模块，设置于智能终端，用于与所述用户选中的所述智能设备连接配对，所述配对模块通过所述中间节点加速与所述用户选中的所述智能设备中所述端对端设备的连接配对速度。

10.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端用于运行程序，其中，所述程序运行时执行如权利要求1～8任一项所述的智能设备的加速交互方法。