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CN104994129A - 一种具有Web Service功能的智能家居通信系统及方法 - Google Patents

一种具有Web Service功能的智能家居通信系统及方法 Download PDF

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CN104994129A CN201510250254.3A CN201510250254A CN104994129A CN 104994129 A CN104994129 A CN 104994129A CN 201510250254 A CN201510250254 A CN 201510250254A CN 104994129 A CN104994129 A CN 104994129A
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邹建华
张雪松
赵玺
王勇
王斌
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Xian Jiaotong University
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Abstract

一种具有Web Service功能的智能家居通信系统及方法，包括硬件通信接口、数据处理中心、自主注册模块、Web Service接口和无线通信单元。所述的硬件通信接口与传统设备相连接，通过类型转化将获取的设备信息传送给数据处理中心处理；数据处理中心进行数据分析处理，且具有自动调节设备状态功能，在不同状态下分别完成设备参数配置、向网络服务器传送数据和本地存储等功能；自助注册模块负责主动发起并完成向网络服务器注册设备的功能，设备参数可经由用户或数据处理中心进行参数配置；Web Service接口为用户提供直接与设备交互的接口，可进行参数配置和查看设备信息；无线通信单元与网络服务器连接进行数据交互，发送设备信息和注册信息等内容。本通信模块为不同设备提供统一接口，能够实现传统设备智能化的目的。

Description

一种具有Web Service功能的智能家居通信系统及方法
技术领域
本发明属于智能家居领域，具体涉及一种具有Web Service功能的智能家居通信系统及方法。
背景技术
随着科学技术的不断进步和社会发展水平的提高,人们对生活品质的提升也提出了迫切要求。传统的家用电器已经无法满足现代家庭的需要,人们需要信息化、网络化和智能化的信息家电。
尤其在近些年智能家居持续高温，几乎所有能与智能家居产生联系的厂家都积极参与，一些智能设备正在由概念逐步走向人们的日常生活当中。
然而一个重要的现实不应被回避，那就是大量非智能化家电设备的存在，并且这些设备短时间内不会被淘汰，虽然有大量用户对智能家电有强烈使用的欲望，但面对更换智能设备高昂的费用，只能望而却步。如何使大量传统非智能家电设备智能化，是目前现有技术面临的一个问题。
发明内容
为克服现有技术中的问题，本发明目的在于提供一种具有Web Service功能的智能家居通信系统及方法，该系统可直接用于传统家电设备上，使得传统家庭设备智能化，同时具有体积小操作方便的优点，并具有统一Web Service，为设备间协调提供便利。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种具有Web Service功能的智能家居通信系统，包括数据处理中心、自主注册模块、Web Service接口、硬件通信接口以及连接有网络服务器的无线通信单元；
硬件通信接口用于与设备相连接并获取设备信息，再将获取的设备信息进行类型转化后发送给数据处理中心；
数据处理中心用于将接收到的经过类型转化后的信息进行初始化，然后配置设备基本参数，再判断设备状态，若是正常状态则通过无线通信单元与网络服务器进行数据传输；
自主注册模块用于在设备上电后主动向网络服务器发起注册请求，并根据网络服务器反馈回的信息完成设备注册流程；
Web Service接口用于用户与设备交互，用户通过该Web Service接口能够进行设备详细参数配置和查看设备信息。
所述的硬件通信接口为串口、USB接口、红外通信模块或RF射频通信模块。
所述配置设备基本信息是通过用户手动配置、从数据处理中心获取或网络推送完成的。
所述设备基本参数包括MAC地址、运行状态以及控制信息。
所述设备详细参数包括设备用户、所属空间、设备ID、设备名称、设备类型以及URL。
所述设备信息包括设备厂商信息、设备类型、数据类型、用户信息、使用空间、软件版本以及设备用于采集的温湿度传感器的参数信息、音视频和实时状态信息。
所述无线通信单元为WIFI模块、GPRS通信模块、3G通信模块或CDMA通信模块。 
一种如权利要求1所述的具有Web Service功能的智能家居通信系统的通信方法，首先，将硬件通信接口与传统设备相连接，硬件通信接口获取设备信息，并将获取的设备信息进行类型转化后发送给数据处理中心，数据处理中心将接收到的经过类型转化后的信息进行初始化，然后配置设备基本信息，再判断设备状态，若是配置状态，则自主注册模块在设备上电后主动向网络服务器发起注册请求，并根据网络服务器反馈回的信息完成设备注册流程；若是正常状态，则通过无线通信单元与网络服务器进行数据传输；用户通过 Web Service接口与设备交互，并且通过该Web Service接口能够进行设备参数配置和查看设备信息，实现设备的智能化。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：首先，通过硬件通信接口和传统家电设备的控制单元连接，使其成为具备无线通信能力并具有唯一MAC标识的智能家电设备；再通过无线通信单元和网络服务器连接，完成家电设备在网络服务器的注册，实现网络服务器和家电设备的双向通信和数据传输；通过Web Service和用户进行通信，使得用户能够掌控设备配置信息、运行状况和实时数据。本发明的通信系统能够实现分别传统家电设备、网络服务器和用户的三方通信。本发明的通信系统能够为不同设备提供统一接口，实现传统设备智能化的目的。
本发明的通信方法能够实现设备自动注册，并且通过统一的Web Service接口，能够实现移动端、网络服务器和设备的信息同步，使得传统家电设备非常便捷的得到升级；本发明中的用户配置和使用操作简单，方便随时随地查看和修改设备信息，同时方便设备间协调工作。
附图说明
图1是具有Web Service功能的智能家居通信系统结构图。
图2是智能家电(空调)使用流程图。
图3数据处理中心的状态调节图。
图4是自主注册模块的自动注册流程图。
图中，1为数据处理中心，2为自主注册模块，3为Web Service接口，4为网络服务器，5为无线通信单元，6为硬件通信接口，7为设备，8为用户。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细描述。传统的家电设备内部均有控制器。
参见图1，本发明包括硬件通信接口6、数据处理中心1、自主注册模块2、Web Service接口3和无线通信单元5。
其中，硬件通信接口6与传统设备内部的控制器相连接，并获取设备信 息，将获取的设备信息进行类型转化后发送给数据处理中心1；数据处理中心1用于将接收到的经过类型转化后的信息进行初始化，然后配置设备基本参数，再判断设备状态，若是正常状态则通过无线通信单元5与网络服务器4进行数据传输数据处理中心1能够对接收到的信息利用现有技术进行数据编解码、分析处理，具有自动调节设备状态功能，在不同状态下分别完成设备基本参数配置、向网络服务器传送数据和本地存储等功能。
自助注册模块2用于在设备7上电后主动向网络服务器发起注册请求，并根据网络服务器反馈回的信息完成设备注册流程，完成向网络服务器注册设备。设备基本参数可经由用户手动配置、从数据处理中心获取或网络推送完成，数据处理中心自动获取的设备基本参数包括MAC地址、运行状态、控制信息等设备基本信息，经用户手动配置的设备详细参数包括设备用户、所属空间、设备ID、设备名称、设备类型、URL等设备详细信息；
Web Service接口3用于用户8直接与设备7交互，用户8通过该Web Service接口可进行设备详细参数配置和查看设备信息；详细参数配置是对完成自动获取设备信息后的补充和完善。
无线通信单元5与网络服务器连接并进行数据交互，发送设备信息和注册信息等内容。本发明的通信系统能够为不同设备提供统一接口，能够实现传统设备智能化的目的。
本发明的适用对象主要是针对现有传统家电设备，现在以家用空调为例来具体说明智能家电设备的具体使用流程，参见图2，具体流程包括以下步骤：
1)在硬件上通过RS232口与空调内部控制器相连接；
2)数据处理中心1通过硬件通信接口6和类型转换自动获取空调的MAC地址、运行状态、控制信息等设备基本信息；
3)用户对空调进行进一步的配置，包括设备用户、所属空间、设备ID、设备名称、设备类型、URL等设备详细信息；
4)在完成上述配置过程后，智能空调在网络服务器4进行设备注册，具体注册流程如下：
本发明的自主注册模块是指设备上电后主动向网络服务器发起注册请求并根据反馈回的信息完成相应设备注册流程。
参见图4，图4是自主注册模块的自动注册流程图，设备启动后主动发起注册请求进入AP模式，网络服务器通过无线搜索，一旦发现该设备将自动连接智能设备AP，连接后设备分配给网络服务器内网IP；
网络服务器通过无线通信首先将家庭AP信息发送给智能设备，使其连接家庭AP以获得网络，然后发送网络服务器信息供智能设备去连接网络服务器。
在智能设备连接网络服务器之后先发送设备自身的设备描述信息至网络服务器，该设备描述信息是由一个xml文件组成，其主要属性值如下表1所示；
表1智能家电设备描述信息
属性名 属性值数据类型 属性值作用
ID 12位字符串 作为设备的唯一标识
名称 可变长度字符串 作为设备的显示名称
设备类型 integer整形 每一个数字代表一种类型
功能 可变长度字符串 作为显示设备的功能
设备控制的URL 可变长度字符串 提供用户远程控制
设备状态 boolean类型 1为已注册，0为未注册
网络服务器调用其相应处理模块为设备添加图标分配空间等来完成注册，此时注册流程结束；在完成注册后网络服务器发送处理完成消息给智能 设备，智能设备中的自主注册模块将完成注册消息反馈给数据处理中心，数据处理中心将进行数据传送。
5)智能空调完成配置和注册工作后获得家庭网络分配的内网IP和网络服务器分配的设备单元和存储空间；
6)智能空调进入正常工作状态，向网络服务器传送数据、接受网络服务器的指令；
7)用户通过Web Service接口访问设备，可查看设备信息、运行状态和实时数据，并对设备进行控制；
8)用户通过网络服务器端可远程查看设备实时状态、历史数据、数据分析和对设备进行控制。
参见图3，本发明的数据处理中心具有自动调节设备状态的功能，在不同状态下分别完成设备参数配置、向网络服务器传送数据和本地存储等功能，如图3所示，设备状态有初始化状态、配置状态、正常状态、故障状态、测试状态和复位状态。
初始化状态是指通信模块初次上电或复位后，数据处理中心1进入的状态，能够进行一些初步的沟通和联络，并检查是否已经正确配置，如果已经配置将进入正常状态，否则进入配置状态。
配置状态主要是对设备和网络参数进行相应配置，设备参数包括设备厂商信息、设备类型、数据类型、用户信息、使用空间、软件版本等设备描述信息，数据处理中心配置是其中一种办法，还可以通过户手动配置和网络推送完成配置，配置完成后自主注册模块向网络服务器发起注册请求，当完成注册工作后向数据处理中心反馈注册完成信息，数据处理中心将进入正常状态。
正常状态是正常配置后进行正常数据传输及存储的状态，该状态下可以进入到配置状态、故障状态、测试状态和复位状态；故障状态是在出现故障的情况下进入的一种保护状态，修复正常后转入正常状态；测试状态是供生 产厂商和售后服务使用，测试完成后进入正常状态；复位状态用于清除相关配置信息，恢复到出厂时的状态。
本发明的具有Web Service功能的智能家居通信系统的通信方法：首先，将硬件通信接口与传统设备相连接，硬件通信接口获取设备信息，并将获取的设备信息进行类型转化后发送给数据处理中心，数据处理中心将接收到的经过类型转化后的信息进行初始化，然后配置设备基本信息，再判断设备状态，若是配置状态，则自主注册模块在设备上电后主动向网络服务器发起注册请求，并根据网络服务器反馈回的信息完成设备注册流程；若是正常状态，则通过无线通信单元与网络服务器进行数据传输；用户通过Web Service接口与设备交互，并且通过该Web Service接口能够进行设备参数配置和查看设备信息，实现设备的智能化。

Claims (8)

1.一种具有Web Service功能的智能家居通信系统，其特征在于，包括数据处理中心(1)、自主注册模块(2)、Web Service接口(3)、硬件通信接口(6)以及连接有网络服务器(4)的无线通信单元(5)；
硬件通信接口(6)用于与设备(7)相连接并获取设备信息，再将获取的设备信息进行类型转化后发送给数据处理中心(1)；
数据处理中心(1)用于将接收到的经过类型转化后的信息进行初始化，然后配置设备基本参数，再判断设备状态，若是正常状态则通过无线通信单元(5)与网络服务器(4)进行数据传输；
自主注册模块(2)用于在设备(7)上电后主动向网络服务器(4)发起注册请求，并根据网络服务器反馈回的信息完成设备注册流程；
Web Service接口(3)用于用户(8)与设备(7)交互，用户(8)通过该Web Service接口能够进行设备详细参数配置和查看设备信息。
2.根据权利1所述的具有Web Service功能的智能家居通信系统，其特征在于，所述的硬件通信接口(6)为串口、USB接口、红外通信模块或RF射频通信模块。
3.根据权利1所述的具有Web Service功能的智能家居通信系统，其特征在于，所述配置设备基本信息是通过用户手动配置、从数据处理中心获取或网络推送完成的。
4.根据权利1所述的具有Web Service功能的智能家居通信系统，其特征在于，所述设备基本参数包括MAC地址、运行状态以及控制信息。
5.根据权利1所述的具有Web Service功能的智能家居通信系统，其特征在于，所述设备详细参数包括设备用户、所属空间、设备ID、设备名称、设备类型以及URL。
6.根据权利1所述的具有Web Service功能的智能家居通信系统，其特征在于，所述设备信息包括设备厂商信息、设备类型、数据类型、用户信息、使用空间、软件版本以及设备用于采集的温湿度传感器的参数信息、音视频和实时状态信息。
7.根据权利1所述的具有Web Service功能的智能家居通信系统，其特征在于，所述无线通信单元(5)为WIFI模块、GPRS通信模块、3G通信模块或CDMA通信模块。
8.一种如权利要求1所述的具有Web Service功能的智能家居通信系统的通信方法，其特征在于，首先，将硬件通信接口与传统设备相连接，硬件通信接口获取设备信息，并将获取的设备信息进行类型转化后发送给数据处理中心，数据处理中心将接收到的经过类型转化后的信息进行初始化，然后配置设备基本信息，再判断设备状态，若是配置状态，则自主注册模块在设备上电后主动向网络服务器发起注册请求，并根据网络服务器反馈回的信息完成设备注册流程；若是正常状态，则通过无线通信单元与网络服务器进行数据传输；用户通过Web Service接口与设备交互，并且通过该Web Service接口能够进行设备参数配置和查看设备信息，实现设备的智能化。
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