CN1299473C - 在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法 - Google Patents
在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法 Download PDFInfo
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Abstract
在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法。它是将电器设备的各种信息代码写入每个设备的只读存储器中，由网关将各种信息代码读入网关中，经网关的鉴别、存储后，拥有浏览器的互联网用户访问网关时，网关首先为浏览器提供一个含有网内电器设备的主页面；再为浏览器提供一个选定电器设备的控制页面；用户在选定明确的控制操作后，网关将用户的控制代码经鉴别、转换后，向选定电器设备提供其可执行的控制代码，并将反映所选定电器设备的执行网结果提供给用户的浏览器。所述的家庭控制网是电器设备经串行异步通信口和串行接口总线通信控制器进行总线通信的控制网。本发明具有资源占用少，对现有设备适应性强，实施成本低，易于实施，实施效果好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制方法，特别是一种在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法。
技术背景
利用信息化了的电器设备构建的家庭控制网(又称家庭控制系统)，例如用配置了有单片机的电视机，电冰箱，微波炉，个人计算机，由单片机集中监控的电灯、插座、电炉等设备构建的家庭控制网。由于网内各电器设备具有CPU处理功能(即被信息化了)的特点，因此，通过一个网关设备使互联网用户可以对网内各电器设备进行控制成为可能。但一种既能满足互联网用户对家庭控制网内各电器设备进行控制的要求，又不需要增加现有互联网用户所拥有的资源或改变用户操作习惯的控制方案，也不需要改变家庭控制网内电器设备构造的控制方法，目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法。采用该控制方法，既能满足互联网用户对家庭控制网内各电器设备进行控制的要求，又不需要增加现有互联网用户所拥有的资源或改变用户操作习惯，也不需要改变家庭控制网内电器设备的构造。
本发明是这样实现的。在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法，其特征在于：它是将每个信息化了的电器设备的各种信息代码写入每个设备自身的只读存储器中，由网关设备将家庭控制网中每个处于联网状态的电器设备的各种信息代码读入网关设备中，经网关设备的鉴别后，将信息代码中的设备特征代码存入为其建立的设备状态信息表中，将信息代码中的控制信息代码存入为其建立的控制单元信息表中；拥有浏览器的互联网用户访问网关设备时，网关设备首先将设备状态信息表中的设备特征代码转换为标准的网页代码，为用户的浏览器提供一个含有家庭控制网中每个处于联网状态的电器设备的设备特征信息的主页面；用户在浏览器的主页面上选定明确的电器设备后，网关设备将控制单元信息表中该电器设备控制信息代码转换为标准的网页代码，为用户的浏览器提供一个含有选定电器设备的控制特征信息的控制页面；用户在浏览器的控制页面上选定明确的控制操作后，网关设备将用户的控制代码经鉴别、转换后，向选定电器设备提供其可执行的控制代码，并将反映所选定电器设备执行结果的控制信息代码转换为标准的网页代码提供给用户的浏览器；所述的家庭控制网是采用异步串行总线通信的家庭控制网，它是为网内每台电器设备配置一个串行接口总线通信控制器，使系统中的各电器设备经串行异步通信口进行总线通信；所述的串行接口总线通信控制器的构成包括接口部分、总线部分和通信逻辑控制部分；接口部分的构成包括与电器设备的异步串行接口相接的接口端串行异步收发单元和与该收发单元相接的数据缓冲处理单元1；总线部分的构成包括与异步串行总线接口相接的总线端串行异步收发单元和与该收发单元相接的数据缓冲处理单元2，数据缓冲处理单元2还与数据缓冲处理单元1相接并可双向传输数据；通信逻辑控制部分包括与异步串行总线接口相接的载波侦听多址访问冲突检测电路、与载波侦听多址访问冲突检测电路相接的错误计数和错误处理电路、与错误计数和错误处理电路以及串行接口总线通信控制器其它各构成单元相接的通信控制单元。
上述的在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法中。所述的接口端串行异步收发单元的构成包括接口端串行异步收发器、与收发器相接的串一并转换电路和并一串转换电路；所述的数据缓冲处理单元1的构成包括接口接收数据缓冲区和接口发送数据缓冲区；所述的总线端串行异步收发单元的构成包括总线端串行异步收发器、与该收发器相接的并一串转换电路和串一并转换电路；所述的数据缓冲处理单元2的构成包括总线发送数据缓冲区和总线接收数据缓冲区；所述的通信控制单元包括发送控制寄存器堆、累加和校验电路、循环冗余码生成电路、接收控制寄存器堆、累加和生成电路、地址检查电路、循环冗余码校验电路、超时检查电路。
本发明根据家庭控制网的特点，提供了一种在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法，这种控制方法既能满足互联网用户对家庭控制网内各电器设备进行控制的要求，又不需要增加现有互联网用户所拥有的资源或改变用户操作习惯，也不需要改变家庭控制网内电器设备的构造。应用这种控制方法，现有的互联网用户可以不改变已有的资源配置和操作习惯，在浏览器上对家庭控制网内的电器设备进行直观的控制操作；当家庭控制网内增添新型电器设备和增加或减少电器设备时，不需要重新配置网关的资源，互联网用户即可从其浏览器上获得家庭控制网的最新设备网页和对应的控制页面，并仍可进行控制操作。应用这种控制方法，已经信息化了的电器设备可以不改变构造直接联网使用，也不影响生产厂家对现有各种电器设备的生产。本发明用最低成本为互联网用户对家庭控制网进行控制操作提供了一个非常好的人机界面，即满足了控制要求，充分利用了各种现有资源。本发明具有资源占用少，对现有设备适应性强，实施成本低，易于实施，实施效果好的特点，可广泛应用于家庭控制网或类似的控制系统中。
附图说明
附图1是实施本发明的网络构成示意图：
附图2是图1中串行接口总线通信控制器的电路结构框图：
附图3是串行接口总线通信控制器细化了的电路结构框图；
附图4是本发明中电器设备的信息代码构成示意图；
附图5是对象类型表的构成示意图；
附图6是设备状态信息表的构成示意图：
附图7是设备特征代码与标准网页代码映射表的构成示意图；
附图8是控制单元信息表的构成示意图；
附图9是电器设备控制信息代码与标准网页代码映射表的构成示意图；
附图10是实施本发明的程序流程框图；
附图11是用户控制网页代码的构成示意图；
附图12是用户的控制代码与电器设备可执行控制代码映射表的构成示意图。
具体实施方式
实施例。在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法。它是将每个信息化了的电器设备的各种信息代码写入每个设备自身的只读存储器中.由网关设备将家庭控制网中每个处于联网状态的电器设备的各种信息代码读入网关设备中，经网关设备的鉴别后，将信息代码中的设备特征代码存入为其建立的设备状态信息表中，将信息代码中的控制信息代码存入为其建立的控制单元信息表中；拥有浏览器的互联网用户访问网关设备时，网关设备首先将设备状态信息表中的设各特征代码转换为标准的网页代码，为用户的浏览器提供一个含有家庭控制网中每个处于联网状态的电器设备的设备特征信息的主页面；用户在浏览器的主页面上选定明确的电器设备后，网关设备将控制单元信息表中该电器设备控制信息代码转换为标准的网页代码，为用户的浏览器提供一个含有选定电器设备的控制特征信息的控制页面：用户在浏览器的控制页面上选定明确的控制操作后，网关设备将用户的控制代码经鉴别、转换后，向选定电器设备提供其可执行的控制代码，并将反映所选定电器设备的执行结果的控制信息代码转换为标准的网页代码提供给用户的浏览器。
由家庭控制网和互联网构成的整个控制网络如图1所示，在家庭控制网中采用的是异步串行总线通信，它是为网内每台电器设备配置一个串行接口总线通信控制器，使家庭控制网中的各电器设备经串行异步通信口通过串行接口总线通信控制器进行异步串行总线通信，这种通信结构和方式具有对现有资源占用少，易于实施，实施成本低的特点。当然，也可采用其它的通信结构和通信方式。串行接口总线通信控制器的结构如图2所示，串行接口总线通信控制器的构成包括接口部分，总线部分和通信逻辑控制部分；接口部分的构成包括接口端串行异步收发单元和与其相接的数据缓冲处理单元1；总线部分的构成包括总线端串行异步收发单元和与其相接的数据缓冲处理单元2；通信逻辑控制部分包括通信控制单元、错误计数和错误处理电路，载波侦听多址访问冲突监测电路。如图3所示，所述的接口端串行异步收发单元的构成包括接口端串行异步收发器，与收发器相接的串一并转换电路和并一串转换电路；所述的数据缓冲处理单元1的构成包括接口接收数据缓冲区和接口发送数据缓冲区；所述的总线端串行异步收发单元的构成包括总线端串行异步收发器，与其相接的并一串转换电路和串一并转换电路；所述的数据缓冲处理单元2的构成包括总线发送数据缓冲区和总线接收数据缓冲区；所述的通信控制单元包括，发送控制寄存器堆，累加和校验电路，循环冗余码生成电路，接收控制寄存器堆，累加和生成电路，地址检查电路，循环冗余码校验电路，超时检查电路。
由于现有家庭控制系统中，各控制对象的单片机中都有一个可编程的具有UART(通用异步收发器)功能的全双工串行通信接口闲置未用，因此将串行接口总线通信控制器与此通信接口相接，既不用改造现有控制对象，又利用了控制对象闲置的资源，并且采用串行接口通信方式，连线只有几根，而并行接口通信方式则需要十几根。
实现在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的具体步骤如下：
A、写入电器设备的各种信息代码：写入设备只读存储器的信息代码的构成如图4-1所示，它包括一个设备特征代码段和若干个控制信息代码段。设备特征代码段的构成如图4-2所示，包含设备类型(如电视机、冰箱、计算机等)代码、产品型号代码，还可包含有文件版本代码和厂商代码等；控制信息代码段的构成如图4-3所示，包含控制对象(如温度、开关、音量等)代码、控制对象类型代码、控制对象属性(如只读、只写、可读写)代码、控制参数代码、控制(读或写)代码和备用代码。其中，控制对象类型按国际上通行的标准分为18种，如图5所示：控制参数代码的长度和内容可变，由控制对象类型确定，同一控制对象类型的控制参数代码的长度和内容相同，如图4-4所示，温度和风量同属AV类型，其控制参数代码的总长度相同，内容均包括最小值、最大值、初始值、控制步长；如图4-5所示，电源和开门同属BV类型，其控制参数代码长度相同，内容均为初始值。备用代码主要为文件版本升级所用。信息代码可采用屏幕问答方式或其他方式填写后写入设备的ROM中，可以由设备生产厂家写入，也可由家庭控制网的安装者写入。
B、网关设备的初始化：如图10-1所示，家庭控制网上电后，先初始化网关设备的因特网服务器功能，网关设备收到网内电器设备发送来的上电入网信号后，对所有进网电器设备的串行接口总线通信控制器进行地址登记，然后对每台设备只读存储器进行读取操作，将每台设备的设备特征代码段的代码存入网关的设备状态信息表，设备状态信息表的构成和存储格式如图6所示，它在原有的设备特征代码段卜增加了地址代码，当前状态代码，还可增加其他反映设备状态的代码。再将各控制信息代码段逐条做如下处理：先根据控制对象类型代码，将控制对象按图5所示的控制对象类型进行分类；然后按分类存储于控制单元信息表中，控制单元信息表的构成和存储格式如图8所示，在原来的控制信息代码段上增加了地址代码。控制单元信息表由18个子存储区构成，每个子存储区对应一种控制对象类型。网关设备的初始化完成。
C、页面的形成：如图10-2所示，当互联网上的用户通过浏览器访问家庭控制网的网关设备时，网关设备先对访问指令进行鉴别。如果是主页面访问指令，网关设备则逐条读取设备状态信息表中的数据，并由转换程序将设备特征代码段的代码转换成HTML(超文本标记语言)格式的网页代码，如图7所示。也可以转换成SGML格式或其他格式的标记语言。Eh传送程序按HTTP协议提供给浏览器，在浏览器上显示出，主页面显示的方式可以是设备清单、设备的图象等。
D、控制页面的形成：如图10-3所示，当互联网上的用户对浏览器的主页面进行操作时，例如，点击空调器时，向家庭控制网的网关设备发出访问指令，网关设各先对访问指令进行鉴别，确定是设备选取指令后，再根据指令中的参数，如“地址”，将该空调器的所有控制信息代码从控制单元信息表中读取出，并由转换程序将控制信息代码段的代码转换成HTML格式的网页代码，如图9所示。由传送程序按HTTP协议提供给浏览器，控制页面显示的方式可以是操作键盘、遥控器或操作表等。
E、联网用户对家庭控制网内的电器设备进行控制操作：如图10-4所示，互联网用户在浏览器上对控制页面进行操作，例如，点击温度并输入新的温度值时，浏览器向家庭控制网的网关设备发出由用户控制网页代码构成的访问指令，用户控制网页代码的构成如图11所示。这是一种直接请求方式，也可用FORM提交表单方式或其他方式。网关设各先对指令进行识别，确定是控制操作指令后，将由指令中的“地址”、“控制对象”、“控制代码”、“控制值”等参数构成的用户控制代码，通过转换程序转换成设备可执行控制代码，如图12所示。由网关设备通过家庭控制网的总线向网内设备发出可执行控制代码。空调器读取识别后，完成控制代码制定的操作，并将反映操作结果的控制对象温度的当前值发回给网关，网关与所发出的执行代码核准后，由转换程序把该代码再转换成HTML格式的网页代码，由传送程序按HTTP协议向浏览器发出，确定新的浏览器显示控制页面。
Claims (2)
1、在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法，其特征在于：它是将每个信息化了的电器设备的各种信息代码写入每个设备自身的只读存储器中，由网关设备将家庭控制网中每个处于联网状态的电器设备的各种信息代码读入网关设备中，经网关设备的鉴别后，将信息代码中的设备特征代码存入为其建立的设备状态信息表中，将信息代码中的控制信息代码存入为其建立的控制单元信息表中；拥有浏览器的互联网用户访问网关设备时，网关设备首先将设备状态信息表中的设备特征代码转换为标准的网页代码，为用户的浏览器提供一个含有家庭控制网中每个处于联网状态的电器设备的设备特征信息的主页面；用户在浏览器的主页面上选定明确的电器设备后，网关设备将控制单元信息表中该选定的电器设备控制信息代码转换为标准的网页代码，为用户的浏览器提供一个含有选定电器设备的控制特征信息的控制页面；用户在浏览器的控制页面上选定明确的控制操作后，网关设备将用户的控制代码经鉴别、转换后，向选定电器设备提供其可执行的控制代码，并将反映所选定电器设备执行结果的控制信息代码转换为标准的网页代码提供给用户的浏览器；所述的家庭控制网是采用异步串行总线通信的家庭控制网，它是为网内每台电器设备配置一个串行接口总线通信控制器，使网内的各电器设备经串行接口总线通信控制器进行总线通信；所述的串行接口总线通信控制器的构成包括接口部分、总线部分和通信逻辑控制部分；接口部分的构成包括与电器设备的异步串行接口相接的接口端串行异步收发单元和与接口端串行异步收发单元相接的数据缓冲处理单元1；总线部分的构成包括与异步串行总线接口相接的总线端串行异步收发单元和与总线端串行异步收发单元相接的数据缓冲处理单元2，数据缓冲处理单元2还与数据缓冲处理单元1相接并可双向传输数据；通信逻辑控制部分包括与异步串行总线接口相接的载波侦听多址访问冲突检测电路、与载波侦听多址访问冲突检测电路相接的错误计数和错误处理电路、与错误计数和错误处理电路以及串行接口总线通信控制器其它各构成单元相接的通信控制单元。
2、根据权利要求1所述的在互联网上对家庭控制网中的电器设备进行控制的方法，其特征在于：所述的接口端串行异步收发单元的构成包括接口端串行异步收发器、与接口端串行异步收发器相接的串一并转换电路和并一串转换电路；所述的数据缓冲处理单元1的构成包括接口接收数据缓冲区和接口发送数据缓冲区；所述的总线端串行异步收发单元的构成包括总线端串行异步收发器、与总线端串行异步收发器相接的并一串转换电路和串一并转换电路；所述的数据缓冲处理单元2的构成包括总线发送数据缓冲区和总线接收数据缓冲区；所述的通信控制单元包括发送控制寄存器堆、累加和校验电路、循环冗余码生成电路、接收控制寄存器堆、累加和生成电路、地址检查电路、循环冗余码校验电路、超时检查电路。
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