CN1181651C

CN1181651C - 家庭网络中终端设备的自动匹配方法

Info

Publication number: CN1181651C
Application number: CNB021434026A
Authority: CN
Inventors: 于辰涛; 刘旸; 吴晓华
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-12-22
Anticipated expiration: 2022-09-24
Also published as: CN1481118A

Abstract

一种自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，包括步骤：生成用于识别连接在网络上的所述多个终端设备属性的信息描述文件，向网络发送所述终端设备的所述信息描述文件，接收所述多个终端设备的信息描述文件，建立表示所述多个终端设备之间的关联性的链接标记，根据输入的待执行的指令计算表示连接到网络的所述多个终端设备之间针对待执行的指令的相关性的匹配权值，根据所计算的所述多个终端设备之间的匹配权值，构建执行所输入的指令的多个终端设备的多级链接路径。

Description

家庭网络中终端设备的自动匹配方法

技术领域

本发明涉及家庭网络中各种终端设备的自动匹配方法，更具体地说，涉及利用中央服务器确定并管理终端设备之间的匹配性，以便能够根据终端设备的匹配程度使终端设备的功能或能力自动匹配的方法。

背景技术

智能家庭网络正在随着集成技术、通信技术、互操作能力和布线标准的实现而不断改进，它涉及到对家庭网络内所有的终端设备，如家电设备等的操作和管理。

家庭网络的基本目标就是：将家庭中各种与信息相关的通信设备，家用电器和家庭保安装置通过家庭总线技术(HBS)连接到一个家庭智能化系统上进行集中的或者异地的监视、控制和家庭事务性管理，并保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调。家庭内大多数的子系统和终端设备可以通过家庭网络连网实现自动控制及管理。

一个家庭网络往往包含计算机之间的连接和通信，以及计算机与各种终端设备，例如家电设备、智能设备、器具或系统之间的连接和通讯，以及这些终端设备之间的通信。控制和状态信息可以通过不同的结构布线(包括音频/视频和红外)以及无线方式传输，因此进一步扩展了家庭网络的内涵。

然而，家庭终端设备是多种多样的，包括但不限于各种电子设备，如家庭影院，安全系统，照明系统，洗衣机等等。由于家庭终端设备的多样性，很难让用户了解多种技术性的概念，例如网络传输协议，媒体数据的分布存贮，媒体数据的存放点，媒体设备的解压缩能力，设备间传输协议，数据编码方式等概念。在不了解这些概念的情况下，如果要让不同的终端设备协同工作，用户很难通过中央服务器操作相应的终端设备及与相关联的设备，因此很难发挥家庭设备自动化的优势。例如，人们在看电视时，希望能对室内灯光亮度或光线强度进行自动调节，以便能够舒适地收看节目，这样就需要在电视和照明灯或窗帘等与光线有关的设备之间建立了匹配关系，以便在看电视时能够自动调节光线的强弱。因此，需要一种确定终端设备的能力或功能之间匹配的技术，它可以实现将不同类型并提供不同功能的设备自动相关，并根据用户的输入，自动寻找能够解决问题的最优设备功能路径。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够自动确定家庭网络中不同终端设备的功能或能力之间的匹配性的方法，以便对终端设备实现统一管理，实现终端设备之间的自动化交互流程。

根据本发明的一个方面，提供一种自动匹配连接到网络中的多个终端设备的方法，包括步骤：生成用于识别连接在网络上的所述多个终端设备的属性的信息描述文件；向网络发送所述多个终端设备的所述信息描述文件；接收所述多个终端设备的信息描述文件，建立表示所述多个终端设备之间的关联性的链接标记；根据输入的待执行的指令计算表示连接到网络的所述多个终端设备之间针对待执行的指令的相关性的匹配权值；根据所计算的所述多个终端设备之间的匹配权值，构建执行所输入的指令的多个终端设备的多级链接路径。

根据本发明的另一个方面，提供一种计算连接到网络中的多个终端设备之间的匹配权值的方法，所述匹配权值表示所述多个终端设备之间针对待执行的指令的相关性，所述方法包括步骤：(a)生成用于识别连接在网络上的所述多个终端设备的属性的信息描述文件；(b)向网络发送所述多个终端设备的所述信息描述文件；(c)接收所述信息描述文件，建立与所述多个终端设备相关联的链接标记；(d)将所述多个终端设备之间的匹配权值初始化为最大值；(e)当一个终端设备的所述信息描述文件中的一项内容与另一个终端设备的所述信息描述文件中对应项的内容匹配时，则将所述一个终端设备与所述另一个终端设备之间的匹配权值减去预定值；(f)针对所述终端设备的信息描述文件中其余项的内容重复步骤(e)；(g)当确定所述终端设备之间的匹配权值小于预定的阈值，则确定所述终端设备之间匹配。

根据本发明的再一个方面，提供一种自动控制连接到网络中的多个终端设备的方法，包括步骤：生成用于识别连接在网络上的所述多个终端设备的属性的信息描述文件；向网络发送所述多个终端设备的所述信息描述文件；根据输入指令确定与所述指令对应的功能是否可由网络中单一的终端设备完成；如果所述功能可由所述单一的终端设备完成，则向所述单一的终端设备发送控制指令；如果所述功能不能由所述单一的终端设备完成，则确定网络中与所述功能匹配的终端设备；根据所述多个终端设备的所述信息描述文件的内容以及所述多个终端设备在网络中的运行状况计算与所述功能匹配的，表示所述多个终端设备之间针对所述功能的相关性的的匹配权值；向所述终端设备之间的匹配权值小于设定的阈值的终端设备发送执行所述功能的命令。

附图说明

下面参考附图详细说明根据本发明的终端设备的自动匹配方法，以使本发明的目的，特征和优点更加清楚，其中：

图1是家庭网络系统的简化结构示意图；

图2是说明中央服务器根据终端设备的信息描述文件调度设备完成指定操作的流程图；

图3是根据本发明的确定终端设备之间的匹配关系的算法流程图；

图4根据本发明抽象后的设备关联网络的简化有向图；和

图5是终端设备功能自动匹配算法的一般流程图。

具体实施方式

下面结合图1描述常规家庭网络的结构。如图1所示，家庭网络系统需要设置一个中央服务器，所有终端设备和中央服务器可以采用TCP/IP相关协议，1394总线或无线传输协议连接到家庭网络，提供用于在各种连接的终端设备之间发送和接收数据的通信层和物理层。然而，也可以使用其它通信协议来提供通信。这样，一个网络一般可以包括多个按照预定通信协议交换和传送数据的通过物理层连接的设备。

下面参考图2说明中央服务器与终端设备之间的操作。终端设备启动之后接入家庭网络，首先生成用于表示终端设备自身的属性的信息描述文件，并将该信息描述文件传递到中央服务器。中央服务器接收每个终端设备的信息描述文件，建立与述终端设备相关联的链接标记，将每个终端设备的信息描述文件存储在中央服务器的信息描述文件存储装置中，这样服务器就包含了整个家庭网络中所有的终端设备描述信息。中央服务器装载有控制自身运行及家庭网络中其它终端设备的控制程序。在中央服务器在控制程序的控制下根据信息描述文件产生与该终端设备对应的链接。该链接可以具体表现为在服务器或PC计算机的显示器上显示的供用户选择操作的设备按键等。中央服务器可以是各种服务器或个人计算机(PC)。作为实例，每个终端设备可以与一个或多个超文本标记语言(HTML)文件相关联。

每个终端设备的信息描述文件的作用是描述该设备自身的功能，地址，以及一些物理参数等属性(将在后面详细描述)，用于说明该终端设备的功能和特性以供中央服务器选择为用户执行相应的功能。中央服务器集中控制网络上的家电设备。在用户启动某个功能时，中央服务器从信息描述存储装置中提取与相应的功能有关的描述信息，基于这些信息判断此功能是否能够在家庭网络中完成，然后根据信息描述文件存储装置中的信息进行自动匹配计算，通过计算结果决定终端设备的执行路径，即执行用户所要求功能的终端设备，安排执行有关功能的最佳设备，在一组设备之间自动建立执行的先后次序。

中央处理器找到适合的终端设备后，通过网络向一个或多个与用户发出的功能有关的终端设备发送控制命令，指示相关设备执行相应的功能。终端设备接收到指令后开始操作以执行有关功能。

为达到上面描述的结果，需要从信息描述存储装置中获得大量和设备相关的描述信息。这些描述信息是对设备提供的逻辑功能的一个逻辑描述，这些逻辑描述构成每个终端设备的信息描述文件。对提供多种功能的复杂设备可能存在多个功能描述与之对应。每个终端设备的信息描述文件至少包含下列字段：设备的功能名，用于向用户显示设备的功能名称；功能类型，用于描述功能所属的类型，此类型是系统预设的，对不同的功能系统提供了标准的分类，可以通过提供程序较快地对功能分类进行检索；功能标识，用于描述功能的标识信息，该标识是每种功能专用的，各功能标识之间互不相同；关联设备标识，用于描述包含某项功能服务的设备标识，可以通过此标识来查询此有哪些设备提供该功能，获得对应的设备信息；输入数据格式，用于描述接收的数据格式，此变量包含此功能可以处理的数据格式列表，即具有某项功能的设备可接受的数据格式；输出数据格式，用于描述处理完成了的数据格式，此变量包含此功能处理完成后的数据格式列表；功能的服务等级，用于描述功能的服务等级评定，这是一个系统预设值，可以动态修改。在多个设备提供相同的功能时，由此字段决定选择哪个设备完成用户指定的功能，例如，在家庭网络中连接有DVD播放机和CD播放机的情况下，如果用户想听音乐，由于DVD播放机和CD播放机都具有播放音乐的功能，因此会出现两个选择，但根据功能的服务等级中的定义，中央服务器应优先选择CD播放机来播放音乐；数据传输方式，用于描述设备能够支持的各种网络协议和设备连接方式，包括TCP/IP相关协议和1394，无线传输协议等等；最低传输率，用于定义数据的最低传输速率，单位是波特率；最佳传输率，用于定义数据的最佳传输速率，单位是波特率。

所提供这些的变量中，在终端设备功能的自动匹配方法中最重要的字段是设备的输入数据格式、输出数据格式、功能的服务等级、数据传输方式、最低传输率和最佳传输率，但不限于此。

终端设备首先将自身的信息描述文件传送到中央服务器，中央服务器保存所有的描述信息，根据信息描述文件提供的这些变量判断设备功能之间是否有关联，并根据这些信息尝试进行设备功能的自动匹配。

下面参考图3描述中央服务器对终端设备进行自动匹配的算法流程。在执行该算法的过程中，在一个设备的输出与另一个设备的输入匹配的情况下，可以认为两个设备之间存在一条可到达的有向路径。可以根据功能服务等级和数据传输率设定路径的权值。另外，我们可以将每个终端设备看作是一个节点。节点之间的边长由权值决定。因此，可将在终端设备功能之间进行的自动匹配转化成找到权值网络中任意两节点之间的最短路径的文件。节点，即终端设备，的功能服务等级越高、数据传输方式以及传输率范围匹配得越好，节点之间关联路径的权值就越低。在两个节点之间的权值不可能为负值。

下面描述确定终端设备之间的匹配程度的具体算法。首先，在步骤S31，将任何两个有连接路径的终端设备的功能关联权值初始化成最大值。然后，在步骤S32，中央服务器从信息描述存储装置中提取相应设备的描述信息，根据所提取的设备信息描述文件判断一个设备的输入数据格式是否包含另一个设备的输出数据格式。如果判断结果为否定，流程则进展到步骤S36，仍设定两个设备，即节点，之间的权值为最大值。如果步骤S32的判断结果为肯定，则将两个节点之间的权值减去预定值，流程进行到步骤S33，继续判断两个设备的数据传输协议是否匹配。如果判断结果为否定，流程则进展到步骤S36，仍设定两个设备之间的权值为最大值。如果步骤S33的判断结果为肯定，则将两个节点之间已减去预定值的权值再减去预定值，流程进行到步骤S34，继续判断两个设备的数据传输速率是否匹配。如果判断结果为否定，流程则进展到步骤S36，仍设定两个设备之间的权值为最大值。如果步骤S34的判断结果为肯定，则将两个节点之间已减去预定值的权值再减去预定值，流程进行到步骤S35。在步骤S35，中央服务器根据设备之间功能的服务器等级和匹配情况计算权值，如果匹配权值小于设定的阈值，则控制相应的终端设备。

图4示出了将终端设备抽象成节点后的设备关联网络的有向图的简化形式。解决这个问题可以采用Dijskstra(狄克斯特拉算法)求有向图的单源最短路径。该算法的思想如下：设集合S存放已经求出的最短路径的终点，初始状态时，集合S中只有一个源点，假设该源点设为ν₀。以后每求得一条最短路径(ν₀，...，ν_k)，就将ν_k加入到集合S中，直到全部顶点都加入到集合S中，算法结束。

为了当前找到的从源点ν₀到其他顶点的最短路径长度，再引入一个辅助数组dist。它的每一个分量dist[i]表示当前找到的从源点ν₀到终点ν_i的最短路径长度。它的初始状态是：若从源点ν₀到顶点ν_i有边，则dist[i]为该边上的权值；若从源点ν₀到顶点ν_i没有边，则dist[i]为最大正数。

设第一条最短路径为(ν₀，ν_k)，其中k满足：

dist[k]＝min{dist[i]|ν_i∈V-ν₀}.V是顶点集合

假设S是已求得的最短路径的终点集合，下一条最短路径必然是从ν₀出发，中间只经过S中的顶点便可达到的那些顶点ν_x(ν_x∈V-S)的路径中的一条。因此，在每次求得一条最短路径之后，其终点ν_k加入集合S，然后对所有的ν_i∈V-S，修改其dist[i]：

dist[i]＝min{dist[i]，dist[k]+Edge[k][i]}.

其中，Edge[k][i]是边(ν_k，ν_j)上的权值。此过程重复进行，直到终点包含在集合V中。这样根据集合中包含的节点进行回溯，输出一条从始点到终点的最优路径。

设备功能自动匹配算法的一般流程如下：

下面结合图5说明用户通过中央服务器对各种终端设备实现自动匹配，从而对相关设备进行控制和管理的流程。根据本发明的控制一般通过中央服务器的控制程序、通信、命令、和服务器的人机界面来实现。

首先，在步骤S51，用户通过中央服务器的输入装置，例如键盘，输入想要得到的服务功能。中央服务器可以针对特定的终端设备为用户提供图形化的显示控制和命令信息。为了实现服务器与受控设备的交互操作，由用户控制来启动或建立自动操作，随后的动作通过在服务器之间的控制语言的交互来实现。根据本发明操作的服务器最好具有一个或多个用于执行所需服务的控制程序，并提供相应的接口。在步骤S52，中央服务器接收用户输入的指令，确定所需功能的输入、输出数据格式。在步骤S53，中央服务器查询信息描述文件存储装置，从中提取能够执行用户输入的功能的终端设备的信息描述文件。在步骤S54，根据终端设备的信息描述文件中的功能类的标识判断网络中的单一设备是否可完成用户输入的功能。如果结果为肯定，中央服务器转到步骤S58，向可执行该的功能的设备发出控制指令，从而结束操作。如果在步骤S54的判断为否定，流程进行到步骤S55，服务器调用终端设备匹配算法求出与用户输入的功能有关的设备之间的匹配权值。接下来，流程进入步骤S56，判断设备之间的权值是否是最大值。如果是最大值，流程则转向步骤S57，向用户输出无法完成输入的功能的信息。如果在步骤S56判断该权值不是最大值，流程则进入步骤S58，向与用户输入的功能有关的设备依次发出控制命令，从而使相关的设备相互协作完成用户输入的功能。

下面以用户要求观看DVD视盘为例对此进行说明。用户通过输入装置向中央服务器发出观看DVD视盘的指令。例如，通过中央服务器建立的链接文件按动显示器上的按钮来输入指令。中央服务器接收用户输入的指令，确定用户所要执行的功能的输入和输出数据格式。然后，中央服务器查询信息描述文件存储装置中存储的有关终端设备的信息描述文件，以确定网络中是否连接有DVD播放机，并判断DVD播放机是否可单独完成用户要求实现的功能。在本实施例的情况下，DVD播放机不能单独完成异地视盘播放功能。在执行此过程需要设备对DVD视盘上的本地文件进行格式转换，同时需要监测网络夫在决定合适的流格式和编码速率，在此基础上，使用流媒体服务程序发送编码的视频数据到适当的播放设备。因此，中央服务器要执行设备自动匹配算法。通过查询设备的信息描述文件中有关功能标识、输入数据格式、输出数据格式、功能的服务登记等字段，计算家庭网络中与DVD播放功能有关的设备与DVD播放机之间的权值，以便对它们进行自动匹配。在本实施例的情况下，中央服务器通过计算DVD播放机与其它设备之间的权值后可以确定电视机和音响设备(如果有的话)、家庭电脑上的视频编码单元、数字视频播放单元与DVD播放功能相匹配。因此，中央服务器通过向DVD播放机、电视机、音响设备(如果有的话)发出控制指令，使这些设备协同工作，从而实现用户所希望的欣赏DVD视盘的指令。

本发明的方法不仅可用于家庭网络，而且可用于如局域网，或因特网之类的其它网络。

至此已结合本发明的优选实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围和精神实质的情况下可以做出各种改进和变化。

Claims

1.一种自动匹配连接到网络中的多个终端设备的方法，包括步骤：

生成用于识别连接在网络上的所述多个终端设备属性的信息描述文件；

向网络发送所述终端设备的所述信息描述文件；

接收所述多个终端设备的信息描述文件，建立表示所述多个终端设备之间的关联性的链接标记；

根据输入的待执行的指令计算表示连接到网络的所述多个终端设备之间针对待执行的指令的相关性的匹配权值；

根据所计算的所述多个终端设备之间的匹配权值，构建执行所输入的指令的多个终端设备的多级链接路径。

2.根据权利要求1所述的自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，其特征在于在接收到所述信息描述文件的之后还包括存储所述信息描述文件的步骤。

3.根据权利要求1所述的自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，其特征在于在计算所述终端设备的匹配关系之前还包括检测网络上连接的终端设备，和提取存储的检测到的所述终端设备的信息描述文件的步骤。

4.根据权利要求1所述的自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，其特征在于所述信息描述文件包括所述终端设备的输入数据格式、输出数据格式、功能的服务等级、数据传输方式。

5.根据权利要求4所述的自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，其特征在于所述信息描述文件包括所述终端设备的最低传输率和最佳传输率。

6.根据权利要求4或5所述的自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，其特征在于所述信息描述文件包括所述终端设备的功能名、功能类型、功能标识和关联设备标识。

7.根据权利要求1或4所述的自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，其特征在于根据输入的待执行的指令计算连接到网络的终端设备之间的匹配关系的步骤包括确定一个终端设备的输入数据格式是否包含另一个终端设备的输出数据格式的步骤。

8.根据权利要求7所述的自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，其特征在于根据输入的待执行的指令计算连接到网络的多个终端设备之间的匹配关系的步骤包括确定终端设备之间的数据传输协议是否匹配的步骤。

9.根据权利要求8所述的自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，其特征在于根据输入的待执行的指令计算连接到网络的多个终端设备之间的匹配关系的步骤包括确定多个终端设备之间的数据传输速率是否匹配的步骤。

10.根据权利要求9所述的自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，其特征在于根据输入的待执行的指令计算连接到网络的终端设备之间的匹配关系的步骤包括如果一个终端设备的输入数据格式与另一个终端设备的输出数据格式匹配，并且所述终端设备之间的数据传输协议和数据传输速率匹配，则确定所述终端设备之间匹配的步骤。

11.根据权利要求1或10所述的自动匹配连接到网络中的各种终端设备的方法，其特征在于如果确定所述终端设备之间匹配，则向所述终端设备发出执行与输入的指令对应的功能的控制指令。

12.根据权利要求9所述的自动匹配连接到网络中的终端设备的方法，其特征在于如果一个终端设备的输入数据格式不包含另一个终端设备的输出数据格式匹配，或者如果所述终端设备之间的数据传输协议和数据传输速率不匹配，则确定所述终端设备之间不匹配。

13.一种计算连接到网络中的多个终端设备之间的匹配权值的方法，所述匹配权值表示所述多个终端设备之间针对待执行的指令的相关性，所述方法包括步骤：

(a)生成用于识别连接在网络上的所述多个终端设备的属性的信息描述文件；

(b)向网络发送所述多个终端设备的所述信息描述文件；

(c)接收所述信息描述文件，建立与所述多个终端设备相关联的链接标记；

(d)将所述多个终端设备之间的匹配权值初始化为最大值；

(e)当一个终端设备的所述信息描述文件中的一项内容与另一个终端设备的所述信息描述文件中对应项的内容匹配时，则将所述一个终端设备与所述另一个终端设备之间的匹配权值减去预定值；

(f)针对所述终端设备的信息描述文件中其余项的内容重复步骤(e)；

(g)当确定所述终端设备之间的匹配权值小于预定的阈值，则确定所述终端设备之间匹配。

14.根据权利要求13所述的计算连接到网络中的多个终端设备之间的匹配权值的方法，其特征在于所述步骤(e)包括如果一个终端设备的输入数据格式包含另一个终端设备的输出数据格式，则将所述终端设备的匹配权值减去预定值。

15.根据权利要求14所述的计算连接到网络中的多个终端设备之间的匹配权值的方法，其特征在于所述步骤(e)还包括如果所述终端设备之间的数据传输协议匹配，则将所述终端设备的匹配权值减去预定值。

16.根据权利要求15所述的计算连接到网络中的多个终端设备之间的匹配权值的方法，其特征在于所述步骤(e)还包括如果所述终端设备之间的数据传输速率匹配，则将所述终端设备的匹配权值减去预定值。

17.一种自动控制连接到网络中的多个终端设备的方法，包括步骤：

生成用于识别连接在网络上的所述多个终端设备的属性的信息描述文件；

向网络发送所述多个终端设备的所述信息描述文件；

根据输入指令确定与所述指令对应的功能是否可由网络中单一的终端设备完成；

如果所述功能可由所述单一的终端设备完成，则向所述单一的终端设备发送控制指令；

如果所述功能不能由所述单一的终端设备完成，则确定网络中与所述功能匹配的多个终端设备；

根据所述多个终端设备的所述信息描述文件的内容以及所述多个终端设备在网络中的运行状况计算与所述功能匹配的，表示所述多个终端设备之间针对所述功能的相关性的的匹配权值；

向所述终端设备之间的匹配权值小于设定的阈值的终端设备发送执行所述功能的命令。

18.根据权利要求17所述的自动控制连接到网络中的多个终端设备的方法，其特征在于所述信息描述文件包括所述终端设备的输入数据格式、输出数据格式、功能的服务等级、数据传输方式、最低传输率、最佳传输率、功能名、功能类型、功能标识和关联设备标识。