一种适用于家居设备网络环境的协议配置方法及装置与流程

本发明涉及智能家居领域，尤其涉及一种适用于家居设备网络环境的协议配置方法及装置。

背景技术：

随着移动互联网和物联网技术的发展，越来越多的家居电气设备具备了网络的接入能力，可以实现电气设备的智能化控制功能，这极大地提高了人们的生活品质。

目前，控制电气设备需要遵守相应的网络协议，而且多数电气设备遵守的是私有协议，这就需要通过一种协议转换装置来实现标准协议到私有协议的转换。

而现有协议转换装置基本上在出厂时根据电气设备的类别固化好对应的私有协议，这种方式的局限性在于一个协议转换装置不能够通用适用所有类别的电气设备，另外如果电气设备的私有协议需要更新，则更新方式繁琐且版本不易控制。

技术实现要素：

为解决前述问题，本发明提出由用户主动且更新方式简单的一种协议配置的方法及装置。其中的方法可以应用在家庭环境的设备中，家居设备的例子可以是多种多样的，例如可以是固定安装的设备，诸如墙壁安装的数字化控制面板，数字化插座或数字化显示界面，也可以是移动式设备，诸如可识别外部信号的家用电器(例如空调、电视机、冰箱、净水器)。其中的装置可以为前述家居设备。

为达到前述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于家居设备网络环境的协议配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收所生成的与一个或多个家居设备对应的协议规则库；

根据该协议规则库解析出协议规则库标识，判断本地数据库中是否存在与所述协议规则库标识对应的协议资源；以及

当确定不存在所述协议资源时，将所述协议规则库添加至所述本地数据库。

可选的：所述协议规则库，包括：所述协议规则库的标识信息；以及所需控制的家居设备的协议规则。

可选的：一种家居设备网络协议规则建立通信连接以发送协议配置请求。

可选的：所述装置判断本地数据库中是否存在所属标识的对应资源的步骤之后还包括：当确定存在所述协议资源时，将所述本地数据库中所对应协议资源替换为所述协议规则库。

另一种方案：一种适用于家居设备网络环境的协议配置装置，其特征在于，包括：

接收模块，用于在确定协议配置请求后接收与一个或多个家居设备对应的协议规则库；

判断模块，用于根据该协议规则库解析出协议规则库标识，判断本地数据库中是否存在与所述协议规则库标识对应的协议资源；

本地响应模块，用于当不存在对应资源时，将所述协议规则库添加至所述本地数据库。

可选的：所述本地响应模块还用于：当存在对应资源时，将所述本地数据库中对应资源替换为所述协议规则库。

可选的：所述协议规则库，包括：所述协议规则库的标识信息；以及所述装置控制的设备的协议规则。，用于当不存在对应资源时，将所述协议规则库添加至所述本地数据库。

本发明可达到如下技术效果：本发明使得协议转换装置无须固化特定私有协议，而是根据需要主动配置指定私有协议，从而具备适用所有控制对象的能力，进而方便了私有协议的维护与更新。

本本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。本发明最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本发明技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。

【附图说明】

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1为本发明实施例的第一方法流程图。

图2为本发明实施例的第二方法流程图。

图3为本发明实施例的协议规则库构成图。

图4为本发明实施例的系统架构图。

图5为本发明实施例的实例。

【具体实施方式】

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。

需要说明的是，本发明中虽然在附图中表示出各模块的连接方式，但是该连接方式仅是一个功能说明，而非具体的连接方式，在具体的应用场景中，基于本申请的发明构思，本领域技术人员很容易想到在

在本说明书所附的附图中示出的处理步骤是由包括硬件(例如电路、专用逻辑单元等)、固件(诸如在通用计算装置或专用机器上运行)或这二者的组合的处理逻辑执行的。尽管以下各个实施例是依据一些顺序操作描述了处理，但应该理解的是，某些描述的步骤操作可按不同次序执行。此外，一些步骤操作可被并行地执行而非顺序地执行。

参照图1，一种适用于家居设备网络环境的协议配置方法，该方法的实施可基于任何计算设备或设备集群实现，这些计算设备的实例可包括例如数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)或微处理器(MCU)，例如便携式数字电话，便携式电脑或数字助理，在本发明的例示性说明里，对“处理器”、“控制器”等的提及应当被理解为不仅包含具有不同架构(诸如单个/多个逻辑控制结构和串行/并行结构)的计算机，而且包含特定模拟/数字集成电路，诸如现场可编程门阵列(FPGA)、专用电路(ASIC)、信号收发电路以及其他处理电路设备。对计算机程序、指令、代码等的参考应当被理解为包含用于可编程控制电路的软件或固件，例如，针对信号判定单元的硬件设备是否具有指令的可编程内容，或针对固定功能设备单元的配置设定、门阵列或可编程逻辑设备等。在实现该方法之前，首先进行如下步骤：

步骤S1、创建协议规则库。该协议规则库为家居设备的协议规则库。

上述协议规则库括协议规则库标识信息11、控制的设备协议规则12其中，上述控制的设备可以为家用电器、开关、插座等电气设备。

步骤S2、向装置提交协议规则库；

该步骤S2如图2所示，具体实现过程可以包括：

步骤S11、移动终端或者PC机与装置建立通信连接。

其中，上述移动终端可以为手机、平板电脑等具有操作系统的硬件设备；PC机可以为台式电脑或笔记本电脑。其中，上述建立通信连接需要使用通用基本协议，该通用基本协议为装置出厂时预置协议，通过该协议用户可以使用移动终端或PC机与装置建立连接。

建立通信的方式可以为蓝牙连接、wifi连接，或移动终端通过wifi、2G、3G、4G移动信号与服务器连接，服务器再通过wifi、2G、3G、4G与装置连接。在具体的应用场景中，技术人员可以根据场景的需要自由的设置前述场景。

前述各种通信方式，都是由独立的通讯芯片实现，如wifi芯片、蓝牙芯片、2G芯片、3G芯片、4G芯片；技术人员在后期获得新的通信方式后，也可以很容易想到通过新的通信方式以实现连接，如5G芯片实现的5G无线连接。

步骤S12、用户向装置发送协议配置请求，其中，协议配置请求中包括上述协议规则库。该协议配置请求以数据包的形式发送，在具体的场景下，该数据包可以涉及压缩及加密。

以及

当确定不存在所述协议资源时，将所述协议规则库添加至所述本地数据库。

压缩的方式可以为无损压缩和有损压缩。无损压缩是指使用压缩后的数据进行重构(或者叫做还原，解压缩)，重构后的数据与原来的数据完全相同；无损压缩用于要求重构的信号与原始信号完全一致的场合。有损压缩是指使用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达的信息造成误解。有损压缩适用于重构信号不一定非要和原始信号完全相同的场合。

加密的算法可以采用诸如；DES(Data Encryption Standard)：对称算法，数据加密标准，速度较快，适用于加密大量数据的场合；3DES(Triple DES)：是基于DES的对称算法，对一块数据用三个不同的密钥进行三次加密，强度更高；RC2和RC4：对称算法，用变长密钥对大量数据进行加密，比DES快；IDEA(International Data Encryption Algorithm)国际数据加密算法，使用128位密钥提供非常强的安全性；RSA：由RSA公司发明，是一个支持变长密钥的公共密钥算法，需要加密的文件块的长度也是可变的，非对称算法；算法如下：首先,找出三个数,p,q,r,其中p,q是两个相异的质数,r是与(p-1)(q-1)互质的数......p,q,r这三个数便是private key接著,找出m,使得rm＝＝1mod(p-1)(q-1).....这个m一定存在,因为r与(p-1)(q-1)互质,用辗转相除法就可以得到了....再来,计算n＝pq.......m,n这两个数便是public key；DSA(Digital Signature Algorithm)：数字签名算法，是一种标准的DSS(数字签名标准)，严格来说不算加密算法；AES(Advanced Encryption Standard)：高级加密标准，对称算法，是下一代的加密算法标准，速度快，安全级别高，在21世纪AES标准的一个实现是Rijndael算法；BLOWFISH，它使用变长的密钥，长度可达448位，运行速度很快；MD5：严格来说不算加密算法，只能说是摘要算法；对MD5算法简要的叙述可以为：MD5以512位分组来处理输入的信息，且每一分组又被划分为16个32位子分组，经过了一系列的处理后，算法的输出由四个32位分组组成，将这四个32位分组级联后将生成一个128位散列值。在MD5算法中，首先需要对信息进行填充，使其字节长度对512求余的结果等于448。因此，信息的字节长度(Bits Length)将被扩展至N*512+448，即N*64+56个字节(Bytes)，N为一个正整数。填充的方法如下，在信息的后面填充一个1和无数个0，直到满足上面的条件时才停止用0对信息的填充。然后，在这个结果后面附加一个以64位二进制表示的填充前信息长度。经过这两步的处理，如今信息字节长度＝N*512+448+64＝(N+1)*512，即长度恰好是512的整数倍。这样做的原因是为满足后面处理中对信息长度的要求。(可参见MD5算法词条)；PKCS:The Public-Key Cryptography Standards(PKCS)是由美国RSA数据安全公司及其合作伙伴制定的一组公钥密码学标准，其中包括证书申请、证书更新、证书作废表发布、扩展证书内容以及数字签名、数字信封的格式等方面的一系列相关协议。

步骤S13、装置接收并缓存协议规则库。即，接收所生成的与一个或多个家居设备对应的协议规则库。该协议规则库可以存储于某处理器的缓存中，或存于与某处理器连接的存储器中，该存储器与该处理器间可以直接通过导线连接，也可以与两者间设信号放大器，如此存储器可以与处理器设置位置较远。由于存储器和处理器在工作过程中皆会产生热量，在某些高热环境中(如电磁炉)，如果两个产生热量的芯片距离过近，很容易造成局部过热，在这种情况下，通过信号放大器来保证处理器与存储器间的通信正常，也可以使得

步骤S3、装置解析出协议规则库标识。根据该协议规则库解析出协议规则库标识。其中，当上述协议规则库格式出错时，上述装置应答移动终端或PC机，并向其提示出错。移动终端或PC机接收到该提示时，可以使得自带的显示屏显示报警信号，震动装置产生强震动，声音报警模块产生报警声，也可以基于该提示信息，进一步上传服务器，告知服务器格式出错，服务器基于该告知生成故障记录发送给系统处理人员。

步骤S4、装置判断本地数据库中是否存在协议规则库标识的对应资源；当不存在时执行步骤S5；当存在时，执行步骤S6。

步骤S5、用于当不存在时，将协议规则库添加至本地数据库。该添加方式为在本地数据库的空闲区中直接加入该协议规则库。

步骤S6、当存在时，将本地数据库中对应资源替换为协议规则库。该替换方式为在本地数据库中把协议规则库覆盖掉对应资源，在覆盖过程中，对应资源被全部覆盖。

在一个实施例中，参照图4，一种适用于家居设备网络环境的协议配置装置30。该装置30可包括：接收模块31、资源判断模块32以及本地响应模块33；该接收模块31，用于在确定协议配置请求后接收与一个或多个家居设备对应的协议规则库；该资源判断模块32，用于根据该协议规则库解析出协议规则库标识，判断本地数据库中是否存在与所述协议规则库标识对应的协议资源；该本地响应模块33，用于当不存在对应资源时，将所述协议规则库添加至所述本地数据库；当存在对应资源时，将所述本地数据库中对应资源替换为所述协议规则库。所述协议规则库，包括：所述协议规则库的标识信息；以及所述装置控制的设备的协议规则。

该接收模块31可以是信号收发电路，也可以是其它电路，例如带混杂模式的无线网卡，该无线网卡可以为诸如TI公司的CC3200芯片组件、高通公司的QCA4004/QCA4002芯片组件等。

前述资源判断模块32及本地响应模块33可以通过一个独立的CPU实现，也可以一个CPU实现资源判定模块32，本地响应模块作为另一个CPU通过可以总线方式(例如SPI总线、I/O总线等)与前述资源判定模块32连接。

举一个具体的实例如下。

参看图5，一个服务器40中包括处理器42及无线通讯单元41，该服务器可以为PC电脑或移动终端，也可以为一个网络集群中心。当该服务器如阿里巴巴的服务器，其功能受客户端电脑的控制。其中无线通讯单元41与处理器42连接，可以从处理器42获得数据。无线通讯单元41可以采用移动通讯芯片如2G芯片、3G芯片、4G芯片，当然也可以为与无线交换器连接的wifi芯片等。

一个嵌入式面板50包括无线通讯模块51，与所述无线通讯模块51连接的控制器52，与所述控制器52连接的存储器，其中无线通讯模块51与无线通讯单元41配合完成通讯，无线通讯模块51与无线通讯单元41所采用的芯片相同。两者间通过一个移动服务器或网络交换设备来完成通信。

基于前述服务器40和嵌入式面板50构成的系统，处理器42创建家居设备的协议规则库；处理器42通过无线通讯单元向嵌入式面板50提交所述家居设备的协议规则库；嵌入式面板50的无线通讯模块51接收前述协议规则表库标识，并把协议规则库标识发送给控制器52，控制器52解析出协议规则库标识；前述控制器52判断存储器53中的本地数据库中是否存在所述协议规则库标识的对应资源；当存储器53中不存在对应资源时，将所述协议规则库添加至所述本地数据库。当存储器53中的本地数据库存在对应资源时，将所述本地数据库中所述对应资源替换为所述协议规则库。

当前述服务器40为移动终端时，移动终端，该移动终端包括一移动终端外壳、一移动终端主板、一天线和一馈点焊盘，其中该移动终端主板设置于该移动终端外壳的内部，该天线整体设计成挂绳状，该天线位于该移动终端外壳的外部，并与该移动终端外壳分离，该馈点焊盘设置于该移动终端主板上，该移动终端外壳上还设有一孔，该天线穿设于该移动终端外壳上的该孔中，并固定于移动终端主板上；而且该天线还与该馈点焊盘电连接，该天线由超塑性合金制成，该天线的表面由绝缘性材料包裹，在包裹该天线的绝缘材料中引出一根连接线，直接固定于该移动终端外壳上，该连接线为比该天线强度更大的细绳。如此，该移动终端中的天线为外置的，信号更强，该移动终端的适用范围更为广泛。

当前述服务器40为台式电脑是，其无线通讯单元41和处理器42可以通过以集成电路实现，该集成电路包括：

数据通信协议加速器(ProtocolAccelerator)：1、媒体访问控制(Media Access Control,MAC):在无线通信中，用户通过一个共享的无线物理链路联结起来，但多个用户与主机的通信不能同时进行，因此需要将用户“排队”进行服务，而排队需要一个协议，MAC就提供了这种排队协议。2、基带处理器(Baseband Processor,BBP)：首先解释什么是“基带信号”，基带信号即信源(BBP的上一层：MAC层)发出的没有经过调制的原始电信号，其频率较低，为数字信号(在本系统中)，并不适合或不能进行传输。基带处理器可以将基带信号调制成可以稳定发射的信号，相反地，也可以将接收到的，经AD转换后的信号解调成目的信号，简单地理解，基带处理器是一个调制解调器(老师，理解得对不对？)。3、数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC):将BBP调制好的信号转换成模拟信号。4、模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC):接接收到的信号转换成数字信号供BBP解调。5、射频(Radio Frequency,RF):指可以辐射到空间的电磁频率。6、功率放大器(Power Amplifier,PA):上一层的射频信号功率太小，需要功率放大器将信号放大获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。7、低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA):天线接收到的信号极其微弱，在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望采用低噪声放大器减小这种噪声，以提高输出的信噪比。8、收发转换器(Switch):该芯片在信号的发射和接收极可能只能半双工工作，因此用收发转换器来协调信号的发射和接收。

保密子系统(Security Subsystem)：1、无线局域网鉴别和保密基础结构(Wireless LAN Authentication and Privacy Infrastructure,WAPI):是一种安全协议，同时也是中国无线局域网安全强制性标准,当前全球无线局域网领域仅有的两个标准，分别是美国行业标准组织提出的IEEE 802.11系列标准(俗称Wi-Fi，包括802.11a/b/g/n/ac等)，以及中国提出的WAPI标准。WAPI是我国首个在计算机宽带无线网络通信领域自主创新并拥有知识产权的安全接入技术标准。早在2003年，我国批准WAPI标准发布，但为什么在市面上仍然很少见应用WAPI标准的产品呢？WAPI自发布之后，就遭到了美国的打击，在经过多年分奋战后，安全性虽然获得了包括美国在内的国际上的认可，但是一直受到WIFI联盟商业上的封锁，一是宣称技术被中国掌握不安全，所谓的中国威胁论；二是宣称与现有WIFI设备不兼容。由于美国的打击，WiFi已主导市场。实际上，WAPI和WIFI唯一不同的只在认证保密方面，虽然两者互不兼容，但应用WAPI标准的终端设备，是可以自动切换并接收WIFI信号的。而想要使用WAPI标准，现有的设备并不需要更换网卡，只需要安装特定驱动或者应用补丁即可。2、有线对等加密(Wired Equivalent Privacy,WEP):是一种设备间无线传输的数据的加密方式，防止非法用户窃听或侵入无线网络。不过密码分析学家已经找出WEP好几个弱点，因此在2003年被Wi-Fi Protected Access(WPA)淘汰。3、计数模式CBC-MAC协议(Counter CBC-MAC Protocol,CCMP):一种加密算法，其核心算法为AES加密算法。CCMP被认为是目前无线网络比较安全和可靠的加密算法。4、临时密钥完整性协议(Temporal Key Integrity Protocol,TKIP):一种加密算法，TKIP是包裹在已有WEP密码外围的一层“外壳”，这种加密方式在尽可能使用WEP算法的同时消除了已知的WEP缺点。该加密算法会令路由器的吞吐量会下降3成至5成，大大地影响了路由器的性能。

电源管理单元(Power Management Unit,PMU)1、电源管理：包含三部分，电源管理：将电源分配给内部单元，根据需要调节各个单元的电压(或电流)，降低其功耗。时钟：倍频器和分频器，为各个单元提供其所需时钟，或关闭其时钟降低功耗。复位：响应各种复位信号，例如上电复位、掉电复位、看门狗复位等等。2、参考时钟：40MHz晶体。3、低频时钟：32KHz晶体。4、稳压器：为内核、IO等不同单元提供所需电压。中央处理器(Central Processing Unit,CPU):由沙子制造，能算数和逻辑判断的东西。外围子系统(Peripheral Subsystem):1、两线串行总线(Inter－Integrated Circuit,IIC,I2C):由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。2、串行外围设备接口(Serial Peripheral interface,SPI):由Motorola公司开发，一种高速，全双工，同步的通信总线，有四根数据线。3、安全数字输入输出：不知道是什么鬼。4、串口(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,UART):一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。5、通用输入输出端(General Purpose Input Output,GPIO):通用IO口。6、定时器(Timer):定时器实质为计数器，有多种用途，包括定时、计数、输出比较(PWM)、输入捕获等。7、看门狗(Watchdog):处理器常常会受到来自外界电磁场的干扰，造成各种寄存器和内存的数据混乱，会导致程序指针错误，不在程序区，取出错误的程序指令等，都会陷入死循环。看门狗实质为一个计数器，在处理器正常工作的时候，需要隔段时间去“喂狗”，即清零看门狗计数器，一旦程序跑飞或其他原因陷入死循环，看门狗计数器没有被清零，当计数器溢出后看门狗便会复位系统。8、多通道三角积分类比数位转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)能将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号，简单地说，就是将电压信号用数字表示出来。一个ADC一般有多个通道，在速度满足要求的情况下，可以将多个信源接到不同的通道中，通过软件的方法切换通道采集所需数据。

另外，如在本申请中使用的，术语“模块”、“装置”是指下面各项的全部：

(1)仅硬件的电路实施方式(诸如以仅模拟和/或数字电路设备的实施方式)；

(2)电路和软件的组合，诸如：(i)控制电路的组合或(ii)控制电路/软件(包括数字信号控制电路)、软件和存储器的部分，其共同工作以引起诸如移动电话或服务器之类的设备执行各种功能；以及

(3)诸如微控制电路或微控制电路部分之类的电路，其需要用于操作的软件或固件，即使软件或固件并没有物理地呈现。

“模块”或“装置”的定义适用于所有在以上实施例中(包括在任何权利要求中)对该术语的使用。作为另一示例，术语“模块”也可以涵盖仅一个控制电路或控制电路部分以及它的附属的软件和/或固件的实施例方式。术语“装置”还可涵盖例如类集成电路、蜂窝网络设备或其他网络设备中的基带集成电路或应用控制电路集成电路。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中的功能的装置。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。