CN113739370A - 一种面向智能新风系统的场景构建技术 - Google Patents

Abstract

一种面向智能新风系统的场景构建方法，将用户已有设备作为最基本的控制单元，并以场景的概念将用户已有的多个设备实现逻辑上的组合，提供一种新的控制方式，包括场景组合的相关数据展示、场景内多个设备的联动控制等功能。该技术为智能新风系统使用者及管理员提供了更高效的服务。智能家居设备的控制体验一定程度上决定了用户的满意度以及接受程度，这影响到该技术的普及程度。本文设计并实现了面向智能新风系统的场景构建技术，旨在为智能家居设备控制提供全新的方案，并为智能家居设计人员和运营管理人员提供参考价值。

Description

一种面向智能新风系统的场景构建技术

技术领域

本发明属于软件开发领域，特别是涉及到服务器端指令下发，具体为一种面向智能新风系统的场景构建方法，用户选择执行场景时，服务器端便会利用消息队列向新风设备异步下发指令以实现对设备的批量控制。

背景技术

物联网是当今发展的一大热点，在工业、医疗、物流、智能家居等领域均有广泛的应用，例如基于物联网的智慧医疗系统，基于物联网实现医疗数据的有效采集，并通过云计算、大数据处理完成医疗信息的即时传递和实时共享，提高医疗资源利用率，降低就医成本，改变了传统就医模式。物联网最重要的应用之一就是智能家居(Smart Home)。最早的智能家居 起源于20世纪80年代，美国联合科技公司将一栋旧大楼进行改造，实现建筑的信息化。

来自中怡康的调查数据显示，在对100名住户开展的家庭空气调查中，98%的住户家庭空气夏日白天自然常温在28°C以上，只有38%的住户空气湿度在40-60%的舒适区间，55%的住户家庭空气细颗粒物（PM2.5）浓度超过75微克/立方米（以我国细颗粒物（PM2.5）标准），58%的住户家庭空气甲醛浓度超过0.08毫克/立方米，77%的住户家庭空气风速测试为零，既无流动。从中可以看出，室内空气整体状况并不理想，而要想让室内空气达到舒适度，任何单一产品都不能做到。

空气舒适度包括湿度、温度、洁净度以及风速。本技术依托新风机、风扇等智能产品，提供一站式的空气解决方案，为用户构建全新的室内空气智慧场景，实现对室内空气“温度、湿度、洁净度、风速”的全方位、一体化调节，为用户量身打造完美舒适的室内空气环境，以此来解决空气舒适度的问题。

该发明具有数字感知能力，其中的设备带有大量的传感器，支持无线网络连接，能够收集用户的行为数据，可以为用户量身定制反馈数据，并根据用户的生活习惯让家居自动化调节室内空气环境。不仅如此，在整合新风机、风扇等产品的过程中，还可将天气、空气等信息提供给用户，同时记忆用户的生活习惯，给家庭创造舒适、惬意的空气环境，提供低碳经济生活。

传统智能家居通常是以房间作为控制单元，虽然可以将设备组合起来，但仍需要一步步操作单个设备，如今随着智能设备的普及，房间内的设备数量也在不断增加，如果仍然需要通过单独操作某个设备才能实现房间内整体的空气质量的变化，显然是低效的。

为了解决这个问题，本发明提出了一种新的解决方案，在操作单个设备的基础上又提供了场景作为控制维度，即一种面向智能新风系统的场景构建方法。通过创建场景，将多个智能设备组合起来，使用户无需操作多个设备，只需通过对单个场景的控制，实现场景内设备的统一联动。

发明内容

本发明要解决的问题是：用户在面对越来越多的智能家居设备时控制步骤繁琐，控制体验下降的问题。我们的发明能够将对设备的多个操作组合成一个逻辑上的实体，从而达到通过对单一实体的控制实现对多个设备的联动操作，解决操作复杂的问题。

本发明的技术方案为：一种面向智能新风系统的场景构建方法，其特征是能够将多个设备操作组合起来构建成一个单独的实体。该技术包含以下几个模块：1）设备控制模块：负责实现对设备进行远程操作，该部分以MQTT为通信协议，实现对设备诸如开关、风速调整等操作，设备控制指令与消息推送模块交互，使得控制指令得以下发到对应设备，是系统的基础模块。MQTT是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的"轻量级"通讯协议，系统中的MQTT主题名由设备标识（ID）、 数据类型组成，模块启动时首先获取需要监听的主题，然后持续监听这些主题。 当监听到设备消息时，模块对消息进行有效性校验，如果内容无效或为冗余则 抛弃无效内容，确认内容有效则对消息类型进行判断，并根据消息类型保存消息内容合适的数据库。用户在终端设置进行点击等操作后，便会向服务端发出控制请求，服务器端在接收到用户请求后，会通过消息推送模块实现控制指令的下发。

2） 消息推送模块：分为异步消息发送和应用程序推送两部分。异步消息发送用于场景执行时分批次向设备发送控制指令，在运行场景时需要执行多条控制指令，考虑到该操作较为耗时，因此采用异步的方式发送消息。所谓异步消息发送，即调用者在发送消息以后可以不用等待响应，可以接着处理其他任务。应用程序消息推送即服务器向用户终端推送消息，并依赖Android/iOS系统的通知系统实现应用通知的下发。在实现通知的下发前，我们需要获取已在终端成功打开消息推送开关的用户列表，并结合定时任务框架实现对用户的定点推送。

3） 场景构建模块：该模块主要包括场景创建与执行场景两个功能。用户创建场景时需添加场景内包含的设备以及设备需要执行的操作。场景内设备的添加来自于用户已绑定的设备，这部分数据由设备控制模块提供。场景创建后，用户可以查看场景内的环境数据详情，如温湿度、细颗粒物（PM2.5）、二氧化碳浓度等信息。在场景创建时，我们需要在服务端构建用户可操作设备的控制选项，只有符合条件的用户和设备可以在场景创建时被添加，场景创建后便会将场景数据写入数据库中。场景执行即按照场景创建时添加的设备操作依次执行场景内设备的控制，该功能依赖消息推送模块和设备控制模块。在场景执行时，由于场景内设备操作较多，以同步的方式执行场景将会严重影响用户体验，通过消息推送模块的异步消息推送功能将消息体发送至待执行的服务，可以让用户在客户端无需等待较长时间，优化用户体验。消息消费者收到消息后将会按照次序依次同设备控制模块交互，以实现对设备的顺序指令控制。

本发明的特点在于：1.提供一种全新的控制方式实现智能家居产品的多设备联动。

2.根据用户的操作习惯及空气信息定向推送使用建议。

附图说明

图1为本发明实施流程图。

图2为设备管理进程视图。

图3为场景构建进程视图。

具体实施方式

以下通过特定的具体的实例说明本发明的实施方式，本领域的技术人员可由本说明书揭露的内容轻易地了解到本发明的其他优点和功效。

本专利通过移动终端应用实现场景构建，主要采用了万维网交互技术，涉及到的具体关键技术有微服务技术、跨平台应用开发技术、异步消息推送技术、容器虚拟化技术等。

1、 用户权限申请与校验

在本发明中，我们使用OAuth2.0实现用户授权，用户在进行一系列操作之前，首先会先进行身份验证，只有当系统判定用户具有相应的权限后才会进行之后的操作。OAuth2.0是一个关于授权的开放网络标准，在全世界得到广泛应用，在"客户端"与"服务提供商"之间，设置了一个授权层（authorization layer）。“客户端”不能直接登录“服务端”，只能登录授权层，以此将用户与客户端区分开来。“客户端”登录授权层所用的令牌（token），与用户的密码不同。用户可以在登录的时候，指定授权层令牌的权限范围和有效期。“客户端”登录授权层以后，"服务提供商"根据令牌的权限范围和有效期，向“客户端”开放用户储存的资料。

2、 设备添加与入网

在本发明中，我们使用AirKiss技术实现设备的添加与入网，用户扫描设备二维码后便会要求选择将设备与之连接的无线保真（WI-FI），并通过AirKiss技术实现无线保真（WI-FI）信息的广播下发，从而实现智能家居设备的入网。在获取到相应的设备信息后，便会将设备信息上传至应用服务器，至此实现设备与服务器之间的连接。AirKiss是微信硬件平台提供的一种无线保真（WI-FI）设备快速入网配置技术，通过该技术，用户无需首先将设备配置为热点模式并连接，在配置模式下可直接将无线路由器的服务集标识符（SSID）发送至设备。

3、 场景创建

在本发明中，我们使用关系型数据库和非关系数据库共同实现场景信息和场景内指令信息的存储和缓存。用户在创建场景后，我们需要申明一个唯一标识（ID）用于指定对应的场景信息，并将场景数据保存在关系型数据库中。同时由于场景信息主要展示在首页，请求频繁，为减轻数据库压力，便通过在中间增加一层非关系数据库用作缓存加速访问效果。对于场景指令数据，由于其数据量较大，且为非结构化数据，同时也不需要进行复杂的查询、更新等操作，因此采用非关系数据库进行存储与查找。关系型数据库，是指采用了关系模型来组织数据的数据库，其以行和列的形式存储数据，以便于用户理解，关系型数据库这一系列的行和列被称为表，一组表组成了数据库。非关系型数据库，区别于关系数据库，去掉了关系数据库的关系型特性。数据之间无关系，这样就非常容易扩展。无形之间也在架构的层面上带来了可扩展的能力。

4、 场景运行与指令下发

在本发明中，我们使用消息队列实现指令的异步下发。用户执行完场景创建后可以在首页查看到场景的相关信息，运行场景后便会远程运行场景内的指令，由于指令数据较多且服务器与设备之间存在延时，为减轻服务器压力，提升用户体验，采用消息队列实现指令的异步发送。消息队列是一种异步的服务间通信方式，适用于无服务器和微服务架构。消息在被处理和删除之前一直存储在队列上。每条消息仅可被一位用户处理一次。消息队列可被用于分离重量级处理、缓冲或批处理工作以及缓解高峰期工作负载。

5、 微服务通信交互

在本发明中，我们使用微服务实现各功能模块之间的通信交互。在本发明中，我们分为多个功能模块，每个模块通过微服务实现相互协同，最终实现一个完整的场景构建功能。微服务是一种开发方法，即将多个应用独立运行在各自的系统中，使用微服务可以使应用程序更易于扩展和更快地开发，从而加速创新并缩短新功能的上市时间。

Claims (3)

1.一种面向智能新风系统的场景构建方法，将用户已有设备作为最基本的控制单元，并以场景的概念将用户已有的多个设备实现逻辑上的组合，提供一种新的控制方式，包括场景组合的相关数据展示、场景内多个设备的联动控制等功能；

所述方法的步骤如下：

1）用户添加一款新风设备并配置入网

2）用户基于已添加设备进行场景构建，主要包含：

21).设备控制模块，对设备进行入网配置，通过云端服务器实现终端设备与新风设备的双向绑定，已完成指令的发送。

22).消息推送模块，构建指令发送和应用消息推送，用户将需要执行的操作通过消息推送模块以指令的形式下发到新风设备上，并通过应用消息推送实现状态通知。

23).权限管理模块，利用该模块实现用户认证、权限鉴定以及网关配置等操作，确保服务的安全性。

24).场景构建模块，将多设备组合成一个逻辑整体，从而实现单一操作控制多个设备的目的。

3）将场景信息呈现给用户，用户可直接查看场景内的空气数据，或者选择执行场景，以实现对场景内的多个设备的联动控制。

2.根据权利要求1所述的一种面向智能新风系统的场景构建方法，其特征在于：在设备控制时，服务器与新风设备的指令控制基于MQTT协议，同时基于消息队列实现服务器对新风设备下发多个指令，以此优化下发效率。

3.根据权利要求2所述的一种面向智能新风系统的场景构建方法，其特征在于：在构建场景时，以设备的操作顺序作为场景的核心元素，并通过对场景内设备的运行数据的整合显示出用户所构建的场景的空气数据。

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