专利名称：一种实现电器设备兼容的方法和系统、通用外设接入网关的制作方法
技术领域：
本发明涉及物联网技术领域，尤其涉及一种实现电器设备兼容的方法和系统、通用外设接入网关。
背景技术：
传统的电信通信服务主要是人与人之间的服务，未来的电信产业要扩展到人与物、物与物，希望通过扩展通信服务的范畴，以获得进一步发展的动力，这就是物联网的最基本出发点。目前，物联网概念已经深入到了各行各业，各个相关产业对物联网投入了极大热情，物联网正在火热发展中。智能家居属于典型的物联网应用，但由于缺乏统一的标准，不同家电厂家的电器设备互不兼容，这使得各厂家提供的智能家居解决方案很难纳入其他厂家的电器设备。此问题成为智能家居发展中最大的瓶颈。此外，现有的智能家居解决方案将业务逻辑放在终端侧，通过中控设备实现对电器设备的控制，这种方案要求中控设备具备较强的处理能力，这提高了智能家居的硬件成本。不同电器厂家的电器设备提供的对外通信接口不尽相同，这些接口可以是串口、并口、模拟或数字接口、通用串行总线(USB，Universal Serial BUS)接口、以太网接口，也可以是一些无线接口，例如:433接口、ZigBee或者其它短距离无线通信的接口。传统的智能中控设备无法做到对众多接口方式的支持。即便在物理承载上能接入外设，不同厂家采用的应用层协议也缺乏统一标准，这使得中控设备仍然无法与外设通讯，从而无法实现对外设的集中有效控制。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种实现电器设备兼容的方法和系统、通用外设接入网关，以解决智能家居应用中不同厂家的电器设备互不兼容的问题，实现对电器设备的远程集中控制与服务。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的:—种通用外设接入网关，包括:通用扩展接口、标准协议收发模块、至少一个扩展接入模块和至少一个应用层协议适配模块，所述至少一个扩展接入模块，用于外接不同通信方式的电器设备，将来自所述电器设备的报文以所述通用扩展接口支持的通信方式提供给所述通用扩展接口，将所述通用扩展接口提供的报文以所述电器设备支持的通信方式发送给所述电器设备；所述通用扩展接口，连接所述扩展接入模块，用于将所述扩展接入模块提供的报文转发给所述应用层协议适配模块，将所述应用层协议适配模块提供的报文转发给相应的扩展接入模块；所述应用层协议适配模块，连接所述通用扩展接口，用于对所述通用扩展接口提供的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后提供给所述标准协议收发模块，将所述标准协议收发模块提供的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后提供给所述通用扩展接口；所述标准协议收发模块，连接所述应用层协议适配模块，用于在所述应用层协议适配模块与服务端设备之间执行基于标准数据格式的报文转发。所述服务端设备为平台，所述标准协议收发模块进一步用于，在接收到来自所述平台的报文后，根据所述报文中携带的目的电器设备标识，查找目的电器设备对应的应用层协议适配模块，并将所接收的报文转发给查找到的应用层协议适配模块。所述通用扩展接口进一步用于，在接收到所述应用层协议适配模块提供的报文后，根据所述报文的目的电器设备所使用的通信方式对扩展接入模块进行寻址，并将所述报文发送给寻址找到的对应扩展接入模块。所述扩展接入模块以即插即用的方式连接所述通用扩展接口。所述标准协议收发模块通过内部接口或总线连接所述应用层协议适配模块。一种实现电器设备兼容的系统，包括:通用外设接入网关和平台，所述通用外设接入网关外接不同通信方式的电器设备，用于以其通用扩展接口支持的通信方式接收来自所述电器设备的报文，对接收的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后上报给平台；将来自所述平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后，以所述目的电器设备支持的通信方式下发到所述目的电器设备；所述平台，用于通过所述通用外设接入网关进行与电器设备之间的报文交互。所述通用外设接入网关进一步包括:通用扩展接口、标准协议收发模块、至少一个扩展接入模块和至少一个应用层协议适配模块，所述至少一个扩展接入模块，用于外接不同通信方式的电器设备，将来自所述电器设备的报文以所述通用扩展接口支持的通信方式提供给所述通用扩展接口，将所述通用扩展接口提供的报文以所述电器设备支持的通信方式发送给所述电器设备； 所述通用扩展接口，连接所述扩展接入模块，用于将所述扩展接入模块提供的报文转发给所述应用层协议适配模块，将所述应用层协议适配模块提供的报文转发给相应的扩展接入模块；所述应用层协议适配模块，连接所述通用扩展接口，用于对所述通用扩展接口提供的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后提供给所述标准协议收发模块，将所述标准协议收发模块提供的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后提供给所述通用扩展接口；所述标准协议收发模块，连接所述应用层协议适配模块，用于在所述应用层协议适配模块与服务端设备之间执行基于标准数据格式的报文转发。所述服务端设备为平台，所述标准协议收发模块进一步用于，在接收到来自所述平台的报文后，根据所述报文中携带的目的电器设备标识，查找目的电器设备对应的应用层协议适配模块，并将所接收的报文转发给查找到的应用层协议适配模块。所述通用扩展接口进一步用于，在接收到所述应用层协议适配模块提供的报文后，根据所述报文的目的电器设备所使用的通信方式对扩展接入模块进行寻址，并将所述报文发送给寻址找到的对应扩展接入模块。一种实现电器设备兼容的方法，包括:通用外设接入网关外接不同通信方式的电器设备；所述通用外设接入网关以其通用扩展接口支持的通信方式接收来自所述电器设备的报文，对接收的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后上报给平台；所述通用外设接入网关将来自所述平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后，以所述目的电器设备支持的通信方式下发到所述目的电器设备。所述通用外设接入网关以其通用扩展接口支持的通信方式接收来自电器设备的报文，包括:所述通用外设接入网关通过其扩展接入模块接收来自所述电器设备的报文，所述扩展接入模块将接收的报文转换为所述通用扩展接口支持的通信方式后提供给所述通用扩展接口。所述通用外设接入网关将来自平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式，包括:所述通用外设接入网关在接收到来自所述平台的报文后，根据所述报文中携带的目的电器设备标识，查找自身内部与目的电器设备对应的应用层协议适配模块，并由查找到的应用层协议适配模块将来自所述平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式。所述通用外设接入网关将来自平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后，以目的电器设备支持的通信方式下发到目的电器设备，包括:所述通用外设接入网关根据所述目的电器设备所使用的通信方式，在自身内部通过寻址找到所述目的电器设备对应的扩展接入模块，并通过找到的扩展接入模块将转换后的报文以目的电器设备支持的通信方式下发到所述目的电器设备。本发明所提供的一种实现电器设备兼容的方法和系统、通用外设接入网关，具有以下有益效果:1、解决了智能家居应用中不同厂家的电器设备互不兼容的问题，可以方便的扩展通用外设接入网关对电器设备的支持，只需根据实际需要增设扩展接入模块(与通用扩展接口实现物理连接)，以支持新增外设的接入方式；2、通过硬件插件以及软件驱动，快速实现新增外设的接入；在实现电器外设统一接入的前提下，实现对外设的即插即用，降低了系统部署的难度；3、实现了一套平台对众多的智能家居的电器设备提供业务服务和控制。同时由于业务逻辑由平台侧实现，作为客户端的通用外设接入网关只做协议的转换和转发，而不需要在本地实现业务逻辑与操作界面，大大降低了对设备处理能力的要求，实现了终端侧的瘦客户端化，降低了用户的设备投入，有利于对智能家居业务进行集中运营，增加了用户对运营商的粘性；4、将不同私有协议的报文采用统一的标准格式进行表示，丰富了智能家居服务，推动了智能家居业务的运营，降低了实施智能家居业务的成本。
图1为本发明实施例的一种实现电器设备兼容的系统的结构示意图；图2为本发明实施例的通用外设接入网关注册电器设备的流程图；图3为本发明实施例的报文上报的处理流程图；图4为本发明实施例的报文下发的处理流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。为解决智能家居应用中不同厂家的电器设备互不兼容的问题，实现对电器设备的远程集中控制与服务，本发明的实施例所提供的一种实现电器设备兼容的系统，如图1所示，该系统主要包括:外设接入网关和平台。其中，通用外设接入网关外接不同通信方式的电器设备，用于以其通用扩展接口支持的通信方式接收来自电器设备的报文，对接收的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后上报给平台；将来自平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后，以目的电器设备支持的通信方式下发到目的电器设备。平台，用于通过通用外设接入网关进行与电器设备之间的报文交互，包括:报文由电器设备通过通用外设接入网关上报给平台、和报文由平台通过通用外设接入网关下发给电器设备。其中，平台包括管理平台和/或业务平台。通用外设接入网关进一步包括:至少一个扩展接入模块10、通用扩展接口 20、至少一个应用层协议适配模块30、标准协议收发模块40。至少一个扩展接入模块10，用于对接不同的通信方式，外接不同通信方式的电器设备，一个扩展接入模块，外接一种通信方式的电器设备，例如:通过Zigbee接入模块对接支持Zigbee的电器设备，通过蓝牙接入模块对接支持蓝牙的电器设备等等；扩展接入模块10以即插即用的方式连接通用扩展接口 20，将来自电器设备的报文以通用扩展接口 20支持的通信方式提供给通用扩展接口 20，将通用扩展接口 20提供的报文以电器设备支持的通信方式发送给电器设备，例如=Zigbee接入模块将支持Zigbee的电器设备上报的报文转换为通用扩展接口 20支持的通信方式后提供给通用扩展接口 20，蓝牙接入模块将支持蓝牙的电器设备上报的报文转换为通用扩展接口 20支持的通信方式后提供给通用扩展接口20 ;扩展接入模块10使得通用外设接入网关在网络层与不同通信方式的电器设备实现对接;通用扩展接口 20，连接扩展接入模块10，用于将扩展接入模块10提供的报文转发给应用层协议适配模块30，将应用层协议适配模块30提供的报文转发给相应的扩展接入模块10 ;通用扩展接口 20通常可以采用USB接口或RS232串口等，也可以采用WIFI或以太网等基于IP的接口 ；应用层协议适配模块30，连接通用扩展接口 20，用于对通用扩展接口 20提供的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后提供给标准协议收发模块40，将标准协议收发模块40提供的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后提供给通用扩展接口20 ;应用层协议适配模块30通常是以软件包的方式加载到通用外设接入网关的执行容器内运行，具体可表现为Java包、动态链接库等；标准协议收发模块40，通过内部接口或总线连接应用层协议适配模块30，用于在应用层协议适配模块30与服务端设备之间执行基于标准数据格式的报文转发。较佳的，所述服务端设备为平台(即网关通过广域网连接的管理平台和/或业务平台)，标准协议收发模块40进一步用于，在接收到来自平台的报文后，根据报文中携带的目的电器设备标识，查找目的电器设备对应的应用层协议适配模块30，并将所接收的报文转发给查找到的应用层协议适配模块30。
较佳的，通用扩展接口 20进一步用于，在接收到应用层协议适配模块30提供的报文后，根据报文的目的电器设备所使用的通信方式对扩展接入模块进行寻址，并将报文发送给寻址找到的对应扩展接入模块10。扩展接入模块10再根据报文中携带的目的电器设备标识和地址，将报文以目的电器设备所使用的通信方式发送给目的电器设备。对应上述实现电器设备兼容的系统，本发明实施例还提供一种实现电器设备兼容的方法，主要包括:通用外设接入网关外接不同通信方式的电器设备；该通用外设接入网关以其通用扩展接口支持的通信方式接收来自电器设备的报文，对接收的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后上报给平台；通用外设接入网关将来自平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后，以目的电器设备支持的通信方式下发到目的电器设备。其中，所述通用外设接入网关以其通用扩展接口支持的通信方式接收来自电器设备的报文，包括:通用外设接入网关通过其扩展接入模块接收来自电器设备的报文，扩展接入模块将接收的报文转换为通用扩展接口支持的通信方式后提供给通用扩展接口。所述通用外设接入网关将来自平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式，包括:通用外设接入网关在接收到来自平台的报文后，根据报文中携带的目的电器设备标识，查找自身内部与目的电器设备对应的应用层协议适配模块，并由查找到的应用层协议适配模块将来自平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式。所述通用外设接入网关将来自平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后，以目的电器设备支持的通信方式下发到目的电器设备，包括:通用外设接入网关根据目的电器设备所使用的通信方式，在自身内部通过寻址找到目的电器设备对应的扩展接入模块，并通过找到的扩展接入模块将转换后的报文以目的电器设备支持的通信方式下发到目的电器设备。下面再结合具体实施例，对上述实现电器设备兼容的方法和系统进一步详细说明。图2示出了通用外设接入网关注册电器设备的流程图，注册流程主要包括以下步骤:步骤201，通用外设接入网关向物联网平台(管理平台/业务平台)注册，该注册遵循现有物联网管理协议。步骤202，有新电器设备接入时，通用外设接入网关能够检测到有新外设(新电器设备)接入。有新的电器设备连接通用外设接入网关的扩展接入模块10时，扩展接入模块10能够监测到该电器设备的接入。步骤203，通用外设接入网关向物联网平台发起新外设的注册请求。通用外设接入网关的扩展接入模块10发起新外设的注册请求，该注册请求通过通用扩展接口 20上传到应用层协议适配模块30 ;应用层协议适配模块30对该注册请求进行应用层的协议适配，将该注册消息转换为标准数据格式后由标准协议收发模块40通过广域网发送给物联网平台。注册请求中可以携带新外设的基本属性和扩展属性，如下表I所示:
权利要求
1.一种通用外设接入网关，其特征在于，包括:通用扩展接口、标准协议收发模块、至少一个扩展接入模块和至少一个应用层协议适配模块， 所述至少一个扩展接入模块，用于外接不同通信方式的电器设备，将来自所述电器设备的报文以所述通用扩展接口支持的通信方式提供给所述通用扩展接口，将所述通用扩展接口提供的报文以所述电器设备支持的通信方式发送给所述电器设备； 所述通用扩展接口，连接所述扩展接入模块，用于将所述扩展接入模块提供的报文转发给所述应用层协议适配模块，将所述应用层协议适配模块提供的报文转发给相应的扩展接入|旲块； 所述应用层协议适配模块，连接所述通用扩展接口，用于对所述通用扩展接口提供的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后提供给所述标准协议收发模块，将所述标准协议收发模块提供的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后提供给所述通用扩展接口； 所述标准协议收发模块，连接所述应用层协议适配模块，用于在所述应用层协议适配模块与服务端设备之间执行基于标准数据格式的报文转发。
2.根据权利要求1所述通用外设接入网关，其特征在于，所述服务端设备为平台，所述标准协议收发模块进一步用于，在接收到来自所述平台的报文后，根据所述报文中携带的目的电器设备标识，查找目的电器设备对应的应用层协议适配模块，并将所接收的报文转发给查找到的应用层协议适配模块。
3.根据权利要求2所述通用外设接入网关，其特征在于，所述通用扩展接口进一步用于，在接收到所述应用层协议适配模块提供的报文后，根据所述报文的目的电器设备所使用的通信方式对扩展接入模块进行寻址，并将所述报文发送给寻址找到的对应扩展接入模块。
4.根据权利要求1、2或3所述通用外设接入网关，其特征在于，所述扩展接入模块以即插即用的方式连接所述通用扩展接口。
5.根据权利要求1、2或3所述通用外设接入网关，其特征在于，所述标准协议收发模块通过内部接口或总线连接所述应用层协议适配模块。
6.一种实现电器设备兼容的系统，其特征在于，该系统包括:通用外设接入网关和平台， 所述通用外设接入网关外接不同通信方式的电器设备，用于以其通用扩展接口支持的通信方式接收来自所述电器设备的报文，对接收的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后上报给平台；将来自所述平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后，以所述目的电器设备支持的通信方式下发到所述目的电器设备； 所述平台，用于通过所述通用外设接入网关进行与电器设备之间的报文交互。
7.根据权利要求6所述实现电器设备兼容的系统，其特征在于，所述通用外设接入网关进一步包括:通用扩展接口、标准协议收发模块、至少一个扩展接入模块和至少一个应用层协议适配模块， 所述至少一个扩展接入模块，用于外接不同通信方式的电器设备，将来自所述电器设备的报文以所述通用扩展接口支持的通信方式提供给所述通用扩展接口，将所述通用扩展接口提供的报文以所述电器设备支持的通信方式发送给所述电器设备；所述通用扩展接口，连接所述扩展接入模块，用于将所述扩展接入模块提供的报文转发给所述应用层协议适配模块，将所述应用层协议适配模块提供的报文转发给相应的扩展接入|旲块； 所述应用层协议适配模块，连接所述通用扩展接口，用于对所述通用扩展接口提供的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后提供给所述标准协议收发模块，将所述标准协议收发模块提供的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后提供给所述通用扩展接口； 所述标准协议收发模块，连接所述应用层协议适配模块，用于在所述应用层协议适配模块与服务端设备之间执行基于标准数据格式的报文转发。
8.根据权利要求7所述实现电器设备兼容的系统，其特征在于，所述服务端设备为平台，所述标准协议收发模块进一步用于，在接收到来自所述平台的报文后，根据所述报文中携带的目的电器设备标识，查找目的电器设备对应的应用层协议适配模块，并将所接收的报文转发给查找到的应用层协议适配模块。
9.根据权利要求7所述实现电器设备兼容的系统，其特征在于，所述通用扩展接口进一步用于，在接收到所述应用层协议适配模块提供的报文后，根据所述报文的目的电器设备所使用的通信方式对扩展接入模块进行寻址，并将所述报文发送给寻址找到的对应扩展接入1旲块。
10.一种实现电器设备兼容的方法，其特征在于，该方法包括: 通用外设接入 网关外接不同通信方式的电器设备； 所述通用外设接入网关以其通用扩展接口支持的通信方式接收来自所述电器设备的报文，对接收的报文进行应用层的协议适配并转换为标准数据格式后上报给平台；所述通用外设接入网关将来自所述平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后，以所述目的电器设备支持的通信方式下发到所述目的电器设备。
11.根据权利要求10所述实现电器设备兼容的方法，其特征在于，所述通用外设接入网关以其通用扩展接口支持的通信方式接收来自电器设备的报文，包括: 所述通用外设接入网关通过其扩展接入模块接收来自所述电器设备的报文，所述扩展接入模块将接收的报文转换为所述通用扩展接口支持的通信方式后提供给所述通用扩展接口。
12.根据权利要求10所述实现电器设备兼容的方法，其特征在于，所述通用外设接入网关将来自平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式，包括: 所述通用外设接入网关在接收到来自所述平台的报文后，根据所述报文中携带的目的电器设备标识，查找自身内部与目的电器设备对应的应用层协议适配模块，并由查找到的应用层协议适配模块将来自所述平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式。
13.根据权利要求12所述实现电器设备兼容的方法，其特征在于，所述通用外设接入网关将来自平台的报文转换为目的电器设备所使用的数据格式后，以目的电器设备支持的通信方式下发到目的电器设备，包括: 所述通用外设接入网关根据所述目的电器设备所使用的通信方式，在自身内部通过寻址找到所述目的电器设备对应的扩展接入模块，并通过找到的扩展接入模块将转换后的报文以目的电器设备支持的通信方式下发到所述目的电器设备。
全文摘要
本发明公开了一种实现电器设备兼容的方法和系统、通用外设接入网关，通用外设接入网关包括扩展接入模块，将外接电器设备的报文以通用扩展接口支持的通信方式提供给通用扩展接口，将通用扩展接口提供的报文以电器设备支持的通信方式发送给电器设备；通用扩展接口，执行扩展接入模块和应用层协议适配模块间的报文转发；应用层协议适配模块，将通用扩展接口提供的报文转换为标准数据格式后提供给标准协议收发模块，将标准协议收发模块提供的报文转换为电器设备所使用的数据格式后提供给通用扩展接口；标准协议收发模块，执行基于标准数据格式的报文接收和转发。通过本发明，解决了智能家居应用中不同厂家的电器设备互不兼容的问题。
文档编号H04L12/28GK103179027SQ20111043541
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月22日 优先权日2011年12月22日
发明者黎昱, 邢晓江 申请人:中兴通讯股份有限公司