专利名称：智能家居远程控制系统及方法
技术领域：
本发明涉及智能控制技术，尤其涉及一种智能家居远程控制系统及方法。
背景技术：
现在用于控制智能家居的远程控制系统，要么是基于WAP1. 0开发的手机网站，要 么是基于Web的普通网站，要么是基于C/S架构的移动终端控制。基于WAP的远程控制允 许用户非常灵活地远程控制家居，而C/S架构的应用大多数应用于PDA。这些系统有一定的 时期优势，但是随着技术的发展，这些系统越来越不能满足现在的需求。基于WAP1. 0开发 的系统只能通过手机等支持WAP的移动终端来访问，而普通电脑上访问不了，不能实现全 网型系统；而基于C/S架构的系统则更新不方便，一旦客户端需要升级或者其他修改，则需 要重新更新客户端。现有的远程控制系统与家庭网关之间的通信方法是陈旧的，直接让远程服务器与 家庭网关或者中央控制器相连，然后家庭网关或者中央控制器再通过无线技术控制家居设 备，这种方式具有很密的耦合性，非常不灵活。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种智能家居远程控制系统及方法， 能够适用于各种终端，并且基于分布式应用技术，各系统组成部分相互之间有较松的耦合， 各个系统的变动并不相互影响，并且可以分布于不同的主机上。为了实现上述目的，本发明的智能家居远程控制系统包括用户终端、远程服务器、 家庭网关、控制主机和家庭设备，还包括一独立通信模块，远程服务器通过独立通信模块与 家庭网关连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备连接。所述远程服务器为融合了 Web和Wap功能的服务器。所述独立通信模块主要包括命令接收模块、数据库、通信处理模块和管理模块，命 令接收模块、通信处理模块、管理模块分别与数据库连接，命令接收模块还分别与所述远程 服务器、通信处理模块连接，通信处理模块还与所述家庭网关连接。本发明的智能家居远程控制方法包括如下步骤(1)用户通过远程服务器发送命令到独立通信模块；(2)独立通信模块将命令转发到家庭网关，家庭网关再将命令转发到具体的控制 主机，由控制主机对具体家庭设备进行控制。在步骤(1)中，具体分为如下步骤(101)用户通过终端登陆远程服务器，并进入控制页面；(102)用户通过控制页面找到需要的楼层、房间，并选择相应的设备，进行需要的 操作，由远程服务器将用户的操作组装成命令，发送到独立通信模块。在步骤(2)中，具体分为如下步骤(201)独立通信模块接收命令，并对命令进行解析，如果命令有效，则轮询消息队列，如果消息队列有空，则继续，否则转向步骤(205)；(202)独立通信模块将命令发送到家庭网关，家庭网关接收命令；(203)家庭网关继续解析命令，将命令中的目标地址提取出来，根据目标地址将控 制 命令发送到具体的控制主机，由控制主机对家居设备进行所需要的控制，家庭网关判断 是否需要回复状态，如果需要，则转向步骤(206)，否则继续；(204)结束一轮控制；(205)判断发送消息时间是否超时，如果超时，则可以判定为独立通信模块与家庭 网关之间的通信出现了问题，给用户返回超时状态说明并转向步骤(204)；否则转向步骤 (201)；(206)家庭网关等待控制主机回复消息，并且给独立通信模块发送状态报告。所述独立通信模块内部各模块之间的通信流程如下(1)命令接收模块接收远程服务器发送过来的命令，对命令进行规定格式的解 析；(2)命令接收模块访问数据库，获得所需要网关的地址；(3)命令接收模块再次对命令进行封装，放入消息的正向发送队列；(4)通信处理模块从消息正向发送队列提取一条消息，并根据网关地址将消息转 发到正确的家庭网关；(5)家庭网关接收到消息，立即回复一条消息告诉通信处理模块，表示已收到命 令；(6)通信处理模块找到相应的消息标志，并将消息组装为“已成功发送”的状态，放 到消息队列的反向发送队列；命令接收模块轮询消息反向发送队列并解析获知对应网关成 功接收控制命令，则继续阻塞，等待控制状态回复；(7)家庭网关成功控制相应家居设备，并返回成功状态消息给通信处理模块，如果 设备需要状态回复，则继续(8)、(9)和(10)；(8)通信处理模块解析状态消息，并提取设备的状态消息存入数据库；(9)通信处理模块找到相应的消息标志，将状态回复消息通过消息反向发送队列 发送到命令接收模块；(10)命令接收模块将状态消息发送到网站，并由远程服务器刷新控制页面，整个 过程完毕。与现有技术相比，本发明可以远程、灵活地对某小区内家里面的各种联入网络的 电器进行远程控制，并可以实现安防等设置，本发明中的远程服务器区别于一般的WAP服 务器，而是利用最新的WAP2. 0技术以及无线控制技术，编写一个能通用于WAP和Web服务 器的服务端，实现一个全网型网站，并且还实现了一种前台服务器以及家庭网关之间的通 信方法，采用socket编程，可以很简单地实现自定义网络协议的制定与应用，这个实现方 法集成在服务器与网关之间的独立通信模块之中，该通信模块独立于前台服务器和家庭网 关，相当于一个命令协议处理与转发的中间件，可以独立部署。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明系统的组成示意图；图2是本发明系统的独立通信模块组成示意图；图3是本发明 的方法流程框图；图4是本发明的独立通信模块内各模块之间的通信流程示意图；图5是本发明的命令协议格式示意图。
具体实施例方式请参阅图1，本实施例的智能家居远程控制系统，包括各种用户终端(手机、电 脑)、远程服务器、家庭网关、控制主机和家庭设备，还包括一独立通信模块，远程服务器为 融合了 Web和Wap功能的服务器(全网型网站)，远程服务器通过独立通信模块与家庭网关 连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备(如冰箱、电视机等)连接。请参阅图2，独立通信模块主要包括命令接收模块、数据库、通信处理模块和管理 模块，命令接收模块、通信处理模块、管理模块分别与数据库连接，命令接收模块还分别与 远程服务器、通信处理模块连接，通信处理模块还与家庭网关连接。 全网型网站不同于传统的Web网站和WAP网站，它应该是通过WAP和Web都能访问 的服务器端，可以采用WAP2.0技术中的XHTML Mobile Profile语言实现。XHTML Mobile Profile是XHTML1.0语言的一个子集，开发的站点可以在Web和无线设备上都可以使用，也 可以用任何Web浏览器访问WAP2. 0应用。同时网站建设还可以采用相关技术，如struts、 spring等，来进行快速开发和优化。独立通信模块是整个系统的核心部分，控制着从前台到后台之间的通信。命令接 收模块实现部分业务逻辑，在控制时组装控制命令，并接收处理响应信息；通信处理模块在 WAP应用服务和网关中间起中介作用，主要包括对WAP应用服务传送过来的命令进行转 发，对网关传送过来的命令进行解析；数据库是家庭各种设备的逻辑映射，独立通信模块的 数据库应该和家庭网关的数据库对应；消息队列可以采用开源的ActiveMQ消息管理器来 实现，专门负责来自远程控制端的命令调度；管理模块主要涉及一些开户、注销的操作。本发明中还包括了通信协议的制定，不同于之前一些系统采用文件格式的ftp传 输命令，本发明为各个系统专门定义了命令协议，并规定各个模块都要遵循。此命令协议的 规定并不会限制各个系统的具体实现，而只是规定了各个命令接口。此协议采用socket编 程实现，应用于应用层。请参阅图5，命令协议大致将分为两部分，一部分为包头，包含着命 令的控制部分，另一部分为数据段，即具体的命令数据。控制部分根据不同的设备、场景，可 以制订为不同的格式，其主要的区分标志是包头中的“命令标示”；对于具有相同的“命令标 示”的命令，协议格式应该是一致的。“目标地址”是要控制的设备、场景所在的楼层、房间， 以及具体哪个设备的标志，根据该地址可以而且只能唯一地标志一个具体设备。数据段中 的“数据内容”包含着具体的命令数据，如设备的开、关等命令。“间隔”是为了方便将各个部 分区分开来，为了方便对象进行解析而设置的，只是一个间隔标志，并没有起到控制作用。整个远程控制系统控制方法大致可以分为以下四部分(1)通过控制页面发送命令到独立通信模块；(2)通过独立通信模块将命令转发到家庭网关；(3)家庭网关将命令转发到具体的控制主机；
(4)控制主机对具体家居设备进行控制。请参阅图3，具体实施步骤如下步骤1 用户通过电脑、手机或其他移动终端登陆远程服务器，并进入控制页面；步骤2 用户找到需要的楼层、房间，并选择相应的设备，进行需要的操作，此时远 程服务器会将用户的操作组装成命令，发送到独立通信模块；步骤3 独立通信模块接受命令，并对命令进行解析，如果命令有效，则轮询消息 队列，如果消息队列有空，则继续，否则转向步骤8 ；步骤4 独立通信模块将命令发送到家庭网关，家庭网关接收命令；步骤5 家庭网关继续解析命令，将命令中的目标地址提取出来，根据目标地址将 控制命令发送到具体的控制主机，由控制主机对家居设备进行所需要的控制。步骤6 家庭网关判断是否需要回复状态，如果需要，则转向步骤10，否则继续；步骤7:结束一轮控制。步骤8 判断发送消息时间是否超时，如果超时，则转向步骤9 ；否则转向步骤3 ；步骤9 可以判定为独立通信模块与家庭网关之间的通信出现了问题，给用户返 回超时状态说明并转向步骤7 ；步骤10 家庭网关等待控制主机回复消息，并且给独立通信模块发送状态报告。其中，独立通信模块是本系统最为核心的部分，它控制着前台到家居后台之间的 通信。请参阅图4，根据设备种类的不同，它的控制也分为了两种，一种控制方式为1 > 2 > 3>4>5>6>7>8>9>10> 11，主要用于控制需要状态回复的家居及情景，另一 种控制方式为1>2>3>4>5>6>7> 11，主要用于控制不需要状态恢复的家居及 情景。它主要的模块之间的通信流程说明如下步骤1 命令接收模块接收远程服务器发送过来的命令，对命令进行规定格式的 解析；步骤2-3 访问数据库，获得所需要网关的地址；步骤4 命令接收模块再次对命令进行封装，放入消息的正向发送队列；步骤5 通信处理模块从消息正向发送队列提取一条消息，并根据网关地址将消 息转发到正确的网关；步骤6 网关接收到消息，立即回复一条消息告诉通信处理模块，表示已收到命 令；步骤7 通信处理模块找到相应的消息标志，并将消息组装为“已成功发送”的状 态，放到消息队列的反向发送队列；命令接收模块轮询消息反向发送队列并解析获知对应 网关成功接收控制命令，则继续阻塞，等待控制状态回复；步骤8 网关成功控制相应家居设备，并返回成功状态消息给通信处理模块；步骤9 通信处理模块解析状态消息，并提取设备的状态消息存入数据库；步骤10 通信处理模块找到相应的消息标志，将状态回复消息通过消息反向发送 队列发送到命令接收模块；步骤11 命令接收模块将状态消息发送到网站，并由网站刷新页面，整个过程完 毕。如果设备不需要状态回复， 也即过程为步骤1>2>3>4>5>6>7>11，则其中的步骤8、9、10不需要，其他步骤类同。 图4中 的12和13为家居设备更新时由网关通知独立通信模块更新数据库的步 骤。此时消息是由网关发起的，再送往通信处理模块，不必要经过消息队列，可以直接对独 立通信模块中的数据库进行更新。
权利要求
一种智能家居远程控制系统，包括用户终端、远程服务器、家庭网关、控制主机和家庭设备，其特征在于，还包括一独立通信模块，远程服务器通过独立通信模块与家庭网关连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备连接。
2.根据权利要求1所述的智能家居远程控制系统，其特征在于，所述远程服务器为融 合了 Web和Wap功能的服务器。
3.根据权利要求1所述的智能家居远程控制系统，其特征在于，所述独立通信模块主 要包括命令接收模块、数据库、通信处理模块和管理模块，命令接收模块、通信处理模块、管 理模块分别与数据库连接，命令接收模块还分别与所述远程服务器、通信处理模块连接，通 信处理模块还与所述家庭网关连接。
4.一种智能家居远程控制方法，其特征在于，它包括如下步骤(1)用户通过远程服务器发送命令到独立通信模块；(2)独立通信模块将命令转发到家庭网关，家庭网关再将命令转发到具体的控制主机， 由控制主机对具体家庭设备进行控制。
5.根据权利要求4所述的智能家居远程控制方法，其特征在于，在步骤(1)中，具体分 为如下步骤(101)用户通过终端登陆远程服务器，并进入控制页面；(102)用户通过控制页面找到需要的楼层、房间，并选择相应的设备，进行需要的操作， 由远程服务器将用户的操作组装成命令，发送到独立通信模块。
6.根据权利要求4所述的智能家居远程控制方法，其特征在于，在步骤(2)中，具体分 为如下步骤(201)独立通信模块接收命令，并对命令进行解析，如果命令有效，则轮询消息队列，如 果消息队列有空，则继续，否则转向步骤(205)；(202)独立通信模块将命令发送到家庭网关，家庭网关接收命令；(203)家庭网关继续解析命令，将命令中的目标地址提取出来，根据目标地址将控制命 令发送到具体的控制主机，由控制主机对家居设备进行所需要的控制，家庭网关判断是否 需要回复状态，如果需要，则转向步骤(206)，否则继续；(204)结束一轮控制；(205)判断发送消息时间是否超时，如果超时，则可以判定为独立通信模块与家庭网 关之间的通信出现了问题，给用户返回超时状态说明并转向步骤(204)；否则转向步骤 (201)；(206)家庭网关等待控制主机回复消息，并且给独立通信模块发送状态报告。
7.根据权利要求6所述的智能家居远程控制方法，其特征在于，所述独立通信模块内 部各模块之间的通信流程如下(1)命令接收模块接收远程服务器发送过来的命令，对命令进行规定格式的解析；(2)命令接收模块访问数据库，获得所需要网关的地址；(3)命令接收模块再次对命令进行封装，放入消息的正向发送队列；(4)通信处理模块从消息正向发送队列提取一条消息，并根据网关地址将消息转发到 正确的家庭网关；(5)家庭网关接收到消息，立即回复一条消息告诉通信处理模块，表示已收到命令；(6)通信处理模块找到相应的消息标志，并将消息组装为“已成功发送”的状态，放到消 息队列的反向发送队列；命令接收模块轮询消息反向发送队列并解析获知对应网关成功接 收控制命令，则继续阻塞，等待控制状态回复；(7)家庭网关成功控制相应家居设备，并返回成功状态消息给通信处理模块，如果设备 需要状态回复，则继续(8)、(9)和(10)；(8)通信处理模块解析状态消息，并提取设备的状态消息存入数据库；(9)通信处理模块找到相应的消息标志，将状态回复消息通过消息反向发送队列发送 到命令接收模块；(10)命令接收模块将状态消息发送到网站，并由远程服务器刷新控制页面，整个过程 完毕。
全文摘要
本发明公开了一种智能家居远程控制系统，包括用户终端、远程服务器、家庭网关、控制主机和家庭设备，还包括一独立通信模块，远程服务器通过独立通信模块与家庭网关连接，家庭网关和控制主机连接，控制主机再与各种家庭设备连接。本发明还公开了一种智能家居远程控制方法，包括如下步骤(1)用户通过远程服务器发送命令到独立通信模块；(2)独立通信模块将命令转发到家庭网关，家庭网关再将命令转发到具体的控制主机，由控制主机对具体家庭设备进行控制。本发明可以远程、灵活地对某小区内家里面的各种联入网络的电器进行远程控制，并可以实现安防等设置。
文档编号G05B19/418GK101859134SQ200910038519
公开日2010年10月13日 申请日期2009年4月9日 优先权日2009年4月9日
发明者吴登山, 王炅 申请人:广州市聚晖电子科技有限公司