CN201674528U

CN201674528U - 一种智能家居系统

Info

Publication number: CN201674528U
Application number: CN2010202107725U
Authority: CN
Inventors: 陈晓明; 周文军; 杨济嘉; 江超; 邓义宏
Original assignee: GUANGZHOU JUHUI ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG TRI-SUN ELECTRONICS TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2020-05-25

Abstract

本实用新型涉及数字家庭智能家居领域，提供一种智能家居系统，包括用户、公共网络、智能家居应用系统、智能家居服务平台、家庭网关，家庭内部网络、终端设备；智能家居应用系统，用于实现智能家居业务多样性的系统，对智能家居服务平台转发过来的数据进行智能家居业务处理；智能家居服务平台，用于提供一个与家庭网关和智能家居应用系统的通信接口，实现对各种智能家居业务的承载；家庭网关，用于连接公共网络和家庭内部网络，实现对终端设备的配置和管理，并为其提供与外部网络的接口；所述终端设备，用于接收用户的操作命令并提供各种相关服务，并执行其逻辑命令。本实用新型提供了一个统一、开放的智能家居设备接口和智能家居应用系统通讯接口，使得支持不同的数字家庭和智能家居的业务。

Description

一种智能家居系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域技术，特别涉及智能家居中的通讯接口技术。

背景技术

随着大量采用电子技术的家用电器面市并且随着通信与信息技术的发展，出现了对住宅中各种通信、家电、安保设备通过总线技术进行监视、控制与管理的商用系统，也就是现在的智能家居，又称智能住宅，在国外常用Smart Home表示。与智能家居含义近似的有家庭自动化(Home Automation)、电子家庭(Elecctronic Home、E-home)、数字家园(Digital Family)、家庭网络(Home Net/Networks for Home)、网络家居(Network Home)、智能家庭/建筑(Intelligent Home/Building)，在我国香港和台湾等地区，还有数码家庭、数码家居等称法。

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

由于智能家居采用的技术标准与协议的不同，大多数智能家居系统都采用综合布线方式，但少数系统可能并不采用综合布线技术，如电力载波，不论哪一种情况，都一定有对应的网络通信技术来完成所需的信号传输任务，因此网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一。目前实现智能家居智能化的系统主要包括：家庭安全防范(HS)、家庭设备自动化(HA)、家庭通讯(HC)。安全防范技术是智能家居系统中必不可少的技术，在小区及户内可视对讲、家庭监控、家庭防盗报警、与家庭有关的小区一卡通等领域都有广泛应用。自动控制技术也是智能家居系统中必不可少的技术，广泛应用在智能家居控制中心、家居设备自动控制模块中，对于家庭能源的科学管理、家庭设备的日程管理都有十分重要的作用。音视频技术是实现家庭环境舒适性、艺术性的重要技术，体现在音视频集中分配、背景音乐、家庭影院等方面。

——目前国内数字家庭、智能家居系统基本上是由许多独立的业务系统堆砌而成，这些业务系统互相独立，在资源配置上重复浪费，难以实现资源共享，无法统一管理。由于采用不同的技术和体系架构，这些业务系统之间难以通信及协同运作管理，每一种业务的智能家居设备和应用系统都是与特定的服务平台所关联，导致每一种业务都难以规模化发展满足市场的需求。

业界迫切需求从统一技术体系、实现互联互通、支持全方位的数字家居互动业务等方面去构建一个统一的智能家居服务平台，方便各服务供应商可以基于统一的接口标准分别开发不同业务。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种智能家居系统，其目的在于提供一个统一、开放的智能家居设备接口和智能家居应用系统通讯接口，使得支持不同的数字家庭和智能家居的业务。

根据上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：本实用新型实施例提供了一种智能家居系统，包括用户、公共网络、智能家居应用系统、智能家居服务平台、家庭网关，家庭内部网络、终端设备，其中：所述智能家居应用系统，用于实现智能家居业务多样性的系统，对智能家居服务平台转发过来的数据进行智能家居业务处理；所述智能家居服务平台，用于提供一个与家庭网关和智能家居应用系统的通信接口，实现对各种智能家居业务的承载，除此之外，服务平台还能做为统一管理者的角色，对用户的帐户信息、设备信息、以及消费记录都能起到集中管理的作用；所述家庭网关，用于连接公共网络和家庭内部网络，实现对终端设备的配置和管理，并为其提供与外部网络的接口；所述终端设备，用于接收用户的操作命令并提供各种相关服务，并执行其逻辑命令。

进一步的，所述智能家居服务平台，用于实现对各种智能家居业务的承载进一步包括：不同的智能家居应用系统与智能家居服务平台间具有统一的通信接口方式。

进一步的，所述智能家居服务平台，用于实现对各种智能家居业务的承载进一步包括：不同的家庭网关与智能家居服务平台间具有统一的通信接口方式。

进一步的，所述家庭网关提供给应用系统的业务数据通过服务平台转发给应用系统可以通过直接转发或者透明转发。

进一步的，所述家庭网关具有唯一的设备ID，所述设备ID用于区分不同家庭网关，所述设备ID用由产家标识、设备类型、设备属性及ID号构成。

从上述方案可以看出，本实用新型实施例的技术方案从统一技术体系、实现互联互通、支持全方位的数字家居互动业务等方面去构建一个统一的智能家居服务平台，方便各服务供应商可以基于统一的接口标准分别开发不同业务。

附图说明

图1：本实用新型实施例一提供的智能家居系统结构图；

图2：本实用新型实施例二提供的智能家居系统结构图；

图3：本实用新型实施例提供的家庭网关与服务平台通信流程示意图；

图4：本实用新型实施例提供的家庭网关与服务平台间数据丢包与重发的交互过程

图5：本实用新型实施例一提供的智能家居设备与智能家居应用系统间的数据透传

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举具体实施例并参照附图，对本实用新型进行进一步详细的说明。

实施例一

如附图1所示：在本实用新型实施例提供的智能家居系统包括用户101、公共网络102、智能家居应用系统103、智能家居服务平台104、家庭网关105，家庭内部网络106、终端设备107。其中用户101是指使用智能家居业务的企业，家庭，个人；智能家居应用系统103用于实现智能家居业务多样性的系统，对智能家居服务平台104转发过来的数据进行智能家居业务处理，该业务处理可以包括终端设备电源的开关、安防设备的布防和撤防等；智能家居服务平台104可以实现对各种智能家居业务的承载；家庭网关105，用于连接公共网络和家庭内部网络是家庭网络中的一种设备，与所在网中的设备互联，实现对网内设备的配置和管理，并为其提供与外部网络的接口；家庭内部网络106主要指家庭内部终端设备107之间的套接字通信方式，通常可以由红外，RS485，RF，有线连接等方式组成，以达到家庭网关105对终端设备的控制、联络；终端设备107是一种应用于智能家居系统中，可接收用户101的操作命令并提供各种相关服务的家居设备，是家居网络家庭网络中逻辑命令执行者，能够被家庭网关104或家庭网络控制终端控制、管理。

其中终端设备107和家庭网关105统称为智能家居设备，并且其具有唯一的设备ID，用于描述各个生产厂家不同产品相关固有信息资料，该ID具有唯一性、规律性等功能特性。根据设备ID可以获取出设备的类型、序列号、设备属性、设备通信相关信息资源。设备ID长度为64bits，具有唯一性，用于区分不同的设备。由厂家标识(20bits)、设备类型(8bits)、设备属性(4bits)及序列号(32bits)构成。其数据格式如下表：

表1设备ID号结构图

63～44	43～36	35～32	31～0
				厂家标识	设备类型	设备属性	序列号

厂家标识取值范围从0x00001-0xFFFFF，由相关认可的单位统一分配；设备类型取值范围从0x01-0xFF；设备属性取值范围从0x00-0x0F，由设备生产厂家根据设备类型分配，智能家居设备应使用唯一的设备ID进行标识。

如附图1所示的智能家居系统描述了一种透传模式的智能家居系统组网模式，家庭网关105提供给智能家居应用系统103的业务数据通过智能家居服务平台104透明转发给智能家居应用系统103，应用系统下发给家庭网关的数据通过服务平台透明转发给家庭网关。

如图3所示，提供了家庭网关105与智能家居服务平台104之间的通信流程。家庭网关105与智能家居服务平台104之间使用TCP或UDP连接方式进行通讯。家庭网关105作为客户端与智能家居服务平台104建立连接进行数据交互，如果要工作时间大于间隔时间C，家庭网关应每隔时间C发送心跳包以维持此连接。当心跳包发出超过时间T后未收到响应，应立即再次发送心跳包；再连续发送N次心跳包后仍未得到响应则结束此次连接过程。参数间隔时间C、超过时间T、发送心跳包次数N可配置，可通过智能家居服务平台104在实际应用中修改。智能家居服务平台的端口可以自行设定，例如采用UDP模式时为8999，采用TCP模式时为6999。

家庭网关105与智能家居服务平台104之间采用请求与应答的交互方式，一个请求信号对应一个应答信号，家庭网关105只有在登录后，才能向服务平台发送数据包。为保证数据的可靠传输，应采用丢包重发机制，如图4所示，双方都可作为请求方或者是应答方，请求方在应答超时后决定是否重发。发送方发送消息的时候，可根据网络的情况决定是否采取分包交互机制。分包原则是尽量减少子包的数量，提高通讯的效率。发送方先将要发送的数据包拆成多个子包，然后逐个采用请求应答交互方式将子包进行传输。接收方负责将接收到子包合并，组成一个完整的数据包后，再根据该数据包对应的消息类型代码，进行具体处理。该数据包的消息头和消息体之和不能大于64K字节。

接口描述：智能家居设备(包括家庭网关105和智能家居终端设备107)必须登录到智能家居服务平台104才能与智能家居服务平台104进行数据交互。其中家庭网关105直接通过请求与应答交互方式登录到智能家居服务平台104；智能家居终端设备107通过家庭网关105智能家居服务平台104进行数据交互进行登录。如同上述的智能家居设备登录到服务平台104的过程，智能家居设备还可以采用相同的通信方式与智能家居服务平台104进行的接口通信包括：智能家居设备登出服务、智能家居设备向服务平台104请求配置、服务平台104向智能家居设备设置参数、服务平台104对智能家居设备进行远程控制、智能家居设备将自身故障上报给服务平台104、服务平台104对智能家居设备进行状态查询、家庭网关105向服务平台104上报软件升级信息、服务平台104获取智能家居设备的配置参数、家庭网关105连接测试、家庭网关105通过第三方的升级服务器对自身或者终端设备107的软件进行升级时，家庭网关105与服务平台104之间的通信。如图5所示，智能家居设备的数据可以经过智能家居服务平台104向智能家居应用系统103发送。智能家居应用系统103的数据也可经服务平台104向智能家居设备发送。数据对服务平台104是透明的，服务平台104只是对数据进行路由转发。以上各通信接口之间传输采用一定的消息。

以上所述各接口通信之间采用的消息由消息头和消息体组成。消息头的字段包括：消息总长度、消息类型代码、流水号、消息主版本号、消息次版本号、保留字、家庭网关设备ID、消息发送时刻、状态。具体格式见表2。

字段	长度 (字节)	数据类型	说明
				消息总长度	2	Integer
消息类型代码	2	Integer
				流水号	4	Integer
消息主版本号	1	Integer
				消息次版本号	1	Integer
保留字	2	Integer	取值始终为0
				家庭网关设备ID	8	Octet String
消息发送时刻	4	Integer	当前系统时间，从1970-1-1 00:00:00到当前的秒数。
				状态	1	Integer	“请求”消息：0代表不使用 “应答”消息：1代表成功，2 代表失败，3代表报文协议版本不兼容。其他的值根据具体的消息类型代码而定。

表2消息头格式

其中，消息总长度指整个报文的长度；消息类型代码标识具体的消息，其代表某一具体的通信接口；流水号唯一标识发送方发出的每一次请求；消息发送时刻指消息发送时的系统时间，从1970-1-100:00:00到当前的秒数；状态标识响应消息的执行结果。请求消息时填0。

消息体根据不同的消息类型可以具体定义。

以上实施例描述的是服务平台104和家庭网关之前的接口。在该智能家居系统中还有服务平台104与智能家居应用系统103的通信接口。其中服务平台104与智能家居应用系统103之间通信的消息传输采用SOAP1.1(SOAP，Simple Object Access Protocol，简单对象访问协议)接口。所有SOAP调用的XML(Extensible Markup Language，可扩展置标语言)编码均采用UTF-8(UNICODE的一种变长字符编码)方式；SOAP接口若无特殊说明，均承载在HTTP(HTTP，HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)协议上；若无特殊说明，均为异步调用接口，即发送请求消息后不需要同步等待响应消息；所有数据类型定义均遵循XML语言定义规范；使用WSDL(WebServices Description Language Web，服务描述语言)对接口进行描述。为了保证消息的安全性，一般采用HTTPS承载保证数据传输安全性。所有的PDU(Protocol Data Unit，协议数据单元)由消息头(Message Header)和消息体(Message Body)组成。消息头和消息体在XML中的表现形式如下(消息头说明见表3)：

<？XML version＝”1.0”endcoding＝”UTF-8”>

<HEAD>

<SID>消息流水号</SID>

<VERSION>协议版本号</VERSION>

</HEAD>

</PACKET>

字段	长度 (字节)	数据类型	说明
				SID	16	String	消息流水号，必备字段
TIMESTAMP	18	String	系统时间戳，格式为 YYYYMMDDHHmmssnnnn，必备字段
				SERVICEID	21	String	业务代码，必备字段
COMMANDID	1	String	消息类别，见附录附录B，必备字段
				VERSION	用户自定义	String	协议版本号

表3消息头说明

接口描述：智能家居设备和智能家居应用系统103之间进行双向的透明数据传输。智能家居设备将数据发送至服务平台104，服务平台104透明转发给智能家居应用系统103。智能家居应用系统103将数据发送至服务平台104，服务平台104透明转发给智能家居设备。应用系统103和智能家居设备间传输的数据内容对服务平台104是透明不可见的，服务平台对于传输数据是不做任何处理直接转发，数据内容的安全性，由智能家居设备和智能家居应用系统103进行加密保障。

实施例二

如附图2所示：在本实用新型实施例提供的智能家居系统包括用户101、公共网络102、智能家居应用系统103、智能家居服务平台104、家庭网关105，家庭内部网络106、终端设备107。其结构组成与上述实施例一基本相同，只是在家庭网关105提供给应用系统103的业务数据转发方式不同。本实施例家庭网关104提供给应用系统103的业务数据直接发送给应用系统 103，应用系统103下发给家庭网关105的数据直接发给家庭网关105。服务平台104提供对应用系统、家庭网关105及智能家居终端设备107的管理和故障分析。

本实施例中服务平台104和家庭网关的接口通信方式以及服务平台104与智能家居应用系统103的接口通信方式与实施例一基本相同。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种智能家居系统，包括用户、公共网络、智能家居应用系统、智能家居服务平台、家庭网关，家庭内部网络、终端设备，其中：

所述智能家居应用系统，用于实现智能家居业务多样性的系统，对智能家居服务平台转发过来的数据进行智能家居业务处理；

所述智能家居服务平台，用于提供一个与家庭网关和智能家居应用系统的通信接口，实现对各种智能家居业务的承载；

所述家庭网关，用于连接公共网络和家庭内部网络，实现对终端设备的配置和管理，并为其提供与外部网络的接口；

所述终端设备，用于接收用户的操作命令并提供各种相关服务，并执行其逻辑命令。

2.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于，所述智能家居服务平台，用于实现对各种智能家居业务的承载进一步包括：不同的智能家居应用系统与智能家居服务平台间具有统一的通信接口方式。

3.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于，所述智能家居服务平台，用于实现对各种智能家居业务的承载进一步包括：不同的家庭网关与智能家居服务平台间具有统一的通信接口方式。

4.根据权利要求2或3所述的智能家居系统，其特征在于，所述家庭网关提供给应用系统的业务数据通过服务平台转发给应用系统可以通过直接转发或者透明转发。

5.根据权利要求3所述的智能家居系统，其特征在于，所述家庭网关具有唯一的设备ID，所述设备ID用于区分不同家庭网关，所述设备ID用由产家标识、设备类型、设备属性及ID号构成。