CN1271824C - 便携信息设备及其访问设备、家庭网络系统及其访问方法 - Google Patents

便携信息设备及其访问设备、家庭网络系统及其访问方法 Download PDF

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Abstract

在此公开的家庭网络系统包括将多个家庭用具互联成网的高速网络和低速网络。提供一种便携式信息设备，以无线方式连接到高速网络和低速网络11。提供一种便携式信息设备访问点，用于帮助该便携式信息设备与接入高速网络和低速网络的家庭用具进行交互通信。该便携式信息设备与访问点进行由所述访问点提供服务的协商。由此，使用与比如蜂窝电话或PDA的便携式信息设备有机结合的家庭用具，家庭用具和便携式信息设备共享它们的资源，以便有效利用。

Description

便携信息设备及其访问设备、 家庭网络系统及其访问方法
                         技术领域
本发明总的涉及与家庭网络有关的便携式信息设备。更具体地说，本发明涉及用于交互使用便携式信息设备和连接到家庭网络上的家庭用具的资源的便携式信息设备。
                         背景技术
传统的接入家庭的网络在过去十几年是指地面电视广播和电话线。另外，家庭网络曾经仅仅意味着TV和VTR之间或音频设备之间的连接，这是因为那时个人计算机(PC)和包括CD播放器的数字产品还没有在家庭中广泛传播。
但是，近来家庭网络迅速成长为热点，采用已经开发用于商业目的、比如LAN的内联网(Intranet)技术。
诸如PC、打印机、扫描仪之类的信息设备的迅速普及、互联网用户数量的急速增加、以及通信和广播服务的多样化为家庭网络的发展作出了贡献。除了普通的电话线，已经开发出了比如ISDN线、蜂窝电话、PHS的各种通信手段。在地面广播之外，其他广播服务正在投向市场，比如BS和CS模拟广播、CATV、以及数字CS广播。在音视频(AV)行业，比如MD播放器、数字视频摄像机、以及数字静态照相机的数字产品已经迅速发展，并期望数字视频和数字TV将进一步发展。另外，已经引进将比如电冰箱、空调、微波炉的家庭用具接入家庭网络、以及远程操作和维护这些接入用具的技术。
在通信设备行业，不再犹豫使用无绳电话，并且比如蜂窝电话和PHS的移动通信设备已经取得显著发展。用作个人信息管理工具的个人数字助理(PDA)也在用户数量上猛增。包含比如蜂窝电话或PHS的通信设备的手持式终端已经出现，用于电子邮件或个人信息管理(PIM)。
因此，比如蜂窝电话和PDA的便携式信息设备以及家庭网络已经显著发展。但是，便携式信息设备的用户还仅限于家庭外(out-of-home)使用，比如打电话、数据通信和时间表管理，并且与家庭用具相对独立。所以，便携式信息设备上的资源和单元，比如操作和显示单元还不能用于家庭网络。
便携式信息设备，比如蜂窝电话和PDA各自独立地操作，不能由外部设备操作。如果在个人化方面进步的便携式信息设备共享外部设备的资源，则能够高效地应用它们。
发明内容
本发明已经实现，以克服现有技术的这些和其它缺点。因此，本发明的一个目的是使家庭使用的资源、操作和显示单元等一起在比如蜂窝电话或PDA的便携式信息设备上可用。
本发明的另一个目的是使便携式信息设备与家庭网络有效关联，从而与家庭网络相连的用具提供的信息可以在便携式信息设备上使用。
所以，本发明意使家庭网络对比如蜂窝电话和PDA的便携式信息设备可访问。由此，使用面向个人化的便携式信息设备导致接入家庭网络的家庭用具操作的个人化，从而提供解决家庭用具的使用方式因人而异的问题的办法。为此，根据本发明的一个方面，提供一种便携式信息设备，包括：初始化数据发送部件，用于发送初始化数据到接入具有至家庭用具和设备的低速网络和高速网络的家庭网络的高速网络的一个访问点；桥接部件，将所述低速网络和高速网络互连，以转换彼此的协议；响应数据接收部件，用于从所述访问点接收所述家庭用具和设备响应所述初始化数据的响应数据；和操作信息发送部件，用于在所述响应数据接收部件收到所述响应数据之后，发送用来操作连接到所述低速网络和高速网络的所述家庭用具或所述设备的信息。
操作信息发送部件可以发送识别信息，比如URL，用于识别家庭用具，以便从接入家庭网络的家庭用具中选择它，从而使与选择的家庭用具的通信成为可能。
根据本发明的另一方面，提供一种接入家庭网络并用作访问点的访问设备，以允许从便携式信息设备到家庭网络的访问。该访问设备包括网络接口，用于访问家庭用具的家庭网络，以便与每一个家庭用具进行通信。配置一便携式信息设备接口，用于与便携式信息设备进行通信。配置一包括CPU和存储器件的控制部件，用于通过便携式信息设备接口与便携式信息设备协商。在由控制部件协商之后，通过便携式信息设备接口和网络接口，数据在便携式信息设备和每一个家庭用具之间传送。
控制部件可以确定从便携式信息设备接口接收的数据是否有效。当数据有效时，控制部件确定该数据是否是初始化数据包。当数据是初始化数据包时，控制部件新创建一初始化数据包，并将新初始化数据包输出到便携式信息设备接口。由此，在协商之后建立了一通信路径，以确认比如便携式信息设备和家庭用具之间协议的匹配。
可以设置控制部件，以便分析从便携式信息设备接口导出的数据，并在协议转换之后将数据传输给网络接口。该设置很好地使接入家庭网络的家庭用具借助便携式信息设备的资源操作。
最好该设置是，控制部件确定从网络接口收到的数据对访问便携式信息设备是否有效。当数据有效时，控制部件创建一传输数据包，并将其输出到便携式信息设备接口，从而使便携式信息设备使用接入家庭网络的家庭用具的资源。
仍根据本发明的另一方面，提供一种包括用于将多个家庭用具互联成网的家庭网络的家庭网络系统。该家庭网络系统包括可以以无线方式与家庭网络连接的便携式信息设备。配置一访问点，用于接入家庭网络的家庭用具和便携式信息设备之间的交互数据通信。该便携式信息设备进行由该访问点提供服务的协商。
便携式信息设备可以设置为，在协商之后向访问点发送用于从多个家庭用具中选择一个家庭用具的数据。由此，接入家庭网络的多个家庭用具用作服务器，以便以WWW访问方式指定期望的家庭用具的URL，提供与指定的家庭用具的通信。
根据本发明的一个方法方面，提供一种访问用于将多个家庭用具互联成网的家庭网络的方法。该家庭网络访问方法包括从便携式无线信息设备接收访问家庭网络的请求。该家庭网络访问方法还包括在收到访问请求时，识别用于指定与便携式无线信息设备进行通信的家庭用具的地址。该家庭网络访问方法能够在由所识别的地址指定的家庭用具和便携式无线信息设备之间交换数据。
根据本发明的另一个方法方面，提供一种访问将多个家庭用具互联成网的家庭网络的方法。该家庭网络访问方法包括向接入家庭网络的访问点发送一访问该家庭网络的请求。该家庭网络访问方法包括在发送访问请求之后，发送用于指定包括在家庭网络中的一个家庭用具的地址信息。在发送地址信息之后，发送用于操作家庭用具的操作信息包括在该家庭网络访问方法中。
实施本发明的每一方法的程序可以通过互联网由程序传输设备安装到便携式信息设备中。在这种情况下，程序传输设备可以是包括存储设备和用于发送从存储设备中读出的程序的传输设备的计算机。提供该存储设备用于存储程序，所述程序执行：向接入家庭网络的访问点发送一访问该家庭网络的请求的步骤；在发送访问请求之后，发送用于选择一个由家庭网络互联成网的特定家庭用具的地址信息的步骤；以及在发送地址信息之后，发送用于操作所选家庭用具的信息的步骤。因此，通过互联网安装该程序使先前没有访问家庭网络功能的便携式信息设备可以获得并存储该功能。
                      附图说明
图1是在本发明的一个实施例中使用的家庭网络的总体结构的示意表示；
图2是说明便携式信息设备访问点的内部结构的图；
图3是在便携式信息设备访问点中CPU的操作流程图；
图4是在便携式信息设备访问点中CPU 35的操作流程图；
图5示出根据本发明的实施例在家庭网络上流动的数据包的示例；和
图6是表示家庭网络的另一种结构的图。
                       具体实施方式
下面将根据附图中示出的实施例详细描述本发明。图1示出一个实施例的家庭网络的总体结构。该家庭网络系统总的包括：低速网络系统10，其中连接了家庭电子用具；高速网络系统20，其中连接了家庭音视频设备等；以及桥接器9，用于将低速和高速网络系统互连。也可以用网关替换桥接器9。桥接器9或网关转换消息和特征代码的格式，并交换从网络到网络而变化的地址结构、在不同层中使用的协议等。
用于家庭电子用具的低速网络系统10通过低速网络11互联成网。低速网络11连接用于控制所供应的洗澡水的温度和浴盆中水的高度的洗浴控制单元12、房间灯光的灯光控制器13、比如空调器的调节装备14、包括微波炉和冰箱的炊事用具15、以及包括用于监视盗窃、气体泄露和家庭用具的使用频率高的传感器在内的安全传感器16。这些单元、控制器、装置、用具、以及传感器等也总称为家庭用具。正在研制一些用于低速网络11的多用途系统，使得各种家庭用具易于被控制。例如，Echonet协会和HomePlugTM已经标准化了这些系统。
包括家庭音视频设备的高速网络系统20由高速网络21根据比如以太网的技术标准互联成网。该高速网络连接用于数字记录的数字记录器22，比如数字电影记录器、数字话音记录器、数字视频记录器，以及连接个人计算机(PC)23、音频系统24、数字TV 25、用于监视入口或特定位置的安全摄像机26。这些数字设备、PC、音频系统、安全摄像机等也总称为家庭用具。高速网络21还连接比如蜂窝电话和个人数字助理(PDA)的便携式信息设备、以及用作便携式信息设备40的访问设备的访问点30。访问点以无线或有线方式接入，并与便携式信息设备40交换数据。当控制接入高速网络21的家庭用具时，使用在评论邀请(Request For Comments)2068(RFC 2068)中描述的超文本传输协议(HTTP)作为服务器协议，以便家庭用具能够采用万维网(WWW)技术的优点。在上面提到的网络中，桥接器9用作HTTP服务器。
以蜂窝电话为代表的便携式信息设备40用于与外界进行呼叫和数据通信。便携式信息设备40通常与公众设施连接，并为该连接付费。另一方面，本实施例的便携式信息设备40可以通过访问点30直接连接到家庭网络，而不是公众设施。所以，便携式信息设备40和家庭用具之间的通信是免费的。
在该通信中，网际协议(IP)或其它专用协议帮助访问点30和便携式信息设备40之间的数据传输，比如数据包传输。从而，便携式信息设备40可以与各种家庭用具通信，包括接入高速网络21的家庭音视频设备和接入低速网络11的电子用具。当便携式信息设备40访问访问点30时，访问点30从接入高速网络21和/或低速网络11的家庭用具接收信息，并将该信息返回便携式信息设备40。收到该信息的便携式信息设备40根据收到的信息，从接入家庭网络的家庭用具中选择一个家庭用具，由此开始操作所选择的家庭用具。
图2示出便携式信息设备访问点30的内部结构。访问点30包括穿过总线31的网络接口32、用作便携式信息设备40的接口的无线设备33、以及包括存储器件34和CPU 35的控制部件。网络接口32与高速网络21相连接，并向和从家庭用具等中传输协议数据。无线设备33以数据包或类似的向和从便携式信息设备40中传输数据。如果访问点30物理上通过线路与例如便携式信息设备40相连，则无线设备33用作连接接口。存储器件34用于临时存储从高速网络21和便携式信息设备40收到的协议。CPU 35分析从网络接口32和无线设备33收到的数据。当网络接口32和无线设备33彼此具有不同的传输速率或不同的协议时，CPU 35通过使用存储器件34路由(route)数据和/或转换协议。CPU 35使能网络接口32和无线设备33，以便双向传输数据。
例如，当诸如蜂窝电话或PDA的便携式信息设备40访问包括在低速网络系统10中的灯光控制器13并控制灯的开关动作时，便携式信息设备40进行由访问点30提供服务的协商。在协商之后，通信数据包通过访问点30从便携式信息设备40发送到高速网络21。
当便携式信息设备40访问桥接器9时，以WWW访问方式指定URL，例如“Bridge(桥)”。该URL的指定允许便携式信息设备40访问桥接器9。当高速网络系统20使用HTTP访问桥接器9时，桥接器9借助诸如Echonet或HomePlugor的协议识别或检查接入低速网络11的家庭用具，并确定当前那一个家庭用具是可用的。该确定结果用超文本标识语言(HTML)、HTML2(RFC1866)、HTML4(ISO8879)等表示，通过访问点30发送到便携式信息设备40。
具有转换高速网络系统20和低速网络系统10的协议的功能的桥接器9使便携式信息设备40实现各种应用。这些应用包括比如控制房间电灯等的开关和亮度、设定空调器、供应洗澡水、检查诸如门锁传感器、盗窃传感器、以及存在(in-existence)传感器之类的安全传感器的状态、操作诸如门锁的安全装备、向包括微波炉的炊事用具发送数据、操作用具、以及指示状态。
除了桥接器9之外，接入高速网络21的家庭用具，比如数字记录器22、PC 23、音频系统24、数字TV 25和安全摄像机26，如果这些家庭用具具有作为HTTP服务器的功能，则均由便携式信息设备40操作。因此，以WWW访问方式访问，便携式信息设备40操作每一个具有URL的家庭用具并指示每一个家庭用具的状态。
图6示出图1所示的实施例的家庭网络的另一种结构。该实施例的家庭网络包括通过桥接器8接入作为以太网代表的高速网络21的IEEE1394总线7。IEEE1394总线7连接满足IEEE1394标准的家庭用具，比如数字TV 25、音频系统24、数字记录器22。IEEE1394对于某些包括音视频设备的受限应用是可以利用的。高速数字串行接口标准IEEE1394国际上现在有三种传输速率，100Mbps、200Mbps、和400Mbps，并计划规格化800Mbps或更高的速率。IEEE1394使用同步传输模式用于传输优先的声音和动画。IEEE1394通过其总线提供电源，并使每一个家庭用具直接地与其它设备相连而不用任何比如PC的主机，从而用作将该实施例的音视频设备互联成网的家庭网络的设施。从而，IEEE1394使便携式信息设备40操作接入IEEE1394总线的每一个家庭用具、并指示家庭用具的状态。便携式信息设备40以WWW访问方式通过桥接器8访问接入IEEE1394总线7的家庭用具，以及通过桥接器9访问接入低速网络11的家庭用具。
图3和图4示出访问点30的CPU 35的操作流程图。图3和图4分别示出由无线设备33中断的情况和由网络接口32中断的情况。首先，CPU 35进行协商，以便检测便携式信息设备40的协议是否与访问点30的协议相应。例如，当便携式信息设备40通过无线通信进入它能够与访问点30进行通信的区域时，CPU 35确定在访问点30和便携式信息设备40之间建立何种通信、以及何种协议可以利用。
如图4所示，当CPU 35由无线设备33中断时，确定数据是否有效(步骤101)。更具体地说，CPU 35确定请求中断的数据包是否有效，以及该数据包是否存在错误。如果该数据无效，则结束处理。否则，CPU 35确定该数据包是否为初始化数据包(步骤102)。如果该数据包是初始化数据包，则创建一新的初始化数据包(步骤103)并发送到无线设备33(步骤104)，然后结束处理。如果该数据包不是初始化数据包，则确定是否将该数据包发送给访问点30(步骤105)。如果确定发送，则创建用于返回内部处理的数据包(步骤106)并发送给无线设备33(步骤107)，然后结束处理。否则，创建一传输数据包(步骤108)并发送给网络接口32(步骤109)，由此发送到包括在家庭网络系统中的家庭用具。
如图3所示，当CPU 35由网络接口32中断时，确定数据包自身是否可用，或者确定数据包的数据是否有效(步骤111)。如果数据无效，则结束处理。否则，CPU 35确定该数据包是否为初始化数据包(步骤112)。如果该数据包是初始化数据包，则创建一新的初始化数据包(步骤113)并发送到网络接口32(步骤114)，然后结束处理。如果该数据包不是初始化数据包，则确定是否将该数据包发送给访问点30(步骤115)。如果确定发送，则创建用于返回内部处理的数据包(步骤116)并发送给网络接口32(步骤117)，从而发送用于返回包括在家庭网络系统中的家庭用具的数据包。如果不将数据包发送给访问点30，则创建一传输数据包(步骤118)并发送给无线设备33(步骤119)，从而从包括在家庭网络系统中的家庭用具向便携式信息设备40发送数据。在该实施例中，CPU 35在由网络接口32中断的情况下、以及在由无线设备33中断的情况下，确定数据是否有效。由此，访问点30恰当地处理在数据包中产生噪声、以及多个家庭用具在同一时间请求数据传输的问题。
图5示出一序列在该实施例的家庭网络上流动的数据包示例。在数据包的序列中，用于同步的SYNC信号紧随前同步码(preamble)传输，然后发送数据包到达和来源的目标和源地址。接着，按顺序发送用户数据和帧校验序列(FCS)。用户数据包括：命令代码，指定数据类型、数据状态，作为实际数据的用户数据，以及用于处理用户数据中的错误的校验和；以及请求代码，用于指定便携式信息设备40和家庭网络系统之间的要求。
该实施例允许以蜂窝电话为代表的便携式信息设备使用有线和/或无线方式访问高速网络系统20，而不使用任何公众线路。所以，在便携式信息设备40中一起提供的资源和操作以及显示单元可以在房间中使用。直接将便携式信息设备40与房间中的高速网络系统20相连实现了不用公众设施的家庭网络。
当在家庭网络和便携式信息设备之间交互使用包括在家庭网络系统中的资源时，通过识别或证实家庭网络和便携式信息设备以及网络中的每一个，仅选择所期望的家庭用具和网络。同时拒掉不需要的家庭用具和网络。
本发明的另一个实施例可以构建为，处于待机或休眠的便携式信息设备40根据连接请求自动复原并运行以执行需要的处理，然后返回待机或休眠。该结构允许接入家庭网络的家庭用具无需考虑便携式信息设备40的状态，而使用和操作便携式信息设备40的资源。

Claims (2)

1.一种便携式信息设备，包括：
初始化数据发送部件，用于发送初始化数据到接入具有至家庭用具和设备的低速网络和高速网络的家庭网络的高速网络的一个访问点；
桥接部件，将所述低速网络和高速网络互连，以转换彼此的协议；
响应数据接收部件，用于从所述访问点接收所述家庭用具和设备响应所述初始化数据的响应数据；和
操作信息发送部件，用于在所述响应数据接收部件收到所述响应数据之后，发送用来操作连接到所述低速网络和高速网络的所述家庭用具或所述设备的信息。
2.根据权利要求1所述的便携式信息设备，其中所述操作信息发送部件基于由所述响应数据接收部件接收的响应数据发送用于识别家庭用具的识别信息。
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