基于模型检测的智能家居静态验证方法及系统

本发明涉及智能家居静态验证领域，具体涉及一种基于模型检测的智能家居静态验证方法及系统。

背景技术：

1、随着现代环境感知技术、物联网技术的发展，智能家居新技术及其应用得到了蓬勃发展。然而，在实际运行过程中，某些物理环境有可能会对智能家居的程序造成影响。为了保证智能家居运行的安全性和可靠性，有必要对系统在运行之前进行预期判断，及时检测系统的错误，帮助相关人员积极做出应对。

2、目前，针对智能家居系统的验证主要采用静态验证的方式，如通过穷尽遍历模型状态空间进行验证，能够明确地给出验证结果，即模型是否符合规约。然而，面对智能家居软件不断增加的复杂性和相关硬件体系结构的不确定性，针对于时间约束的平台例如窗户打开持续1小时的验证，现有的工作无法很好地给出验证结果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于时序约束的智能家居静态验证方法及系统。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：第一方面，本发明提供一种基于时序约束的智能家居静态验证方法，包括如下步骤：

3、步骤1，基于智能家居平台用户定义的规则，获取执行的动作、以及执行动作的环境和设备状态需求；

4、步骤2，基于时序逻辑，将定义的环境、设备状态需求和执行的动作转化为时序逻辑公式，并进行性质规约，生成属性监控器；

5、步骤3，通过智能家居平台设备集合，依据智能家居系统中执行动作时环境属性和设备的属性值，并进行状态转换，得到状态转换关系图；

6、步骤4，基于uppaal工具中的验证算法，结合步骤3提供的状态转换关系图以及步骤2提供的属性监控器，验证智能家居系统在状态转换关系图中的状态是否满足需求；

7、步骤5，根据验证结果，触发智能家居设备执行不同操作，如果满足需求，则智能家居系统维持当前状态，否则根据生成的属性监控器，找到违反属性监控器中用户定义的智能家居平台中的规则。

8、第二方面，本发明提供一种基于模型检测的智能家居静态验证系统，利用第一方面所述的基于模型检测的智能家居静态验证方法，实现基于时序约束的智能家居静态验证，包括：

9、第一模块，基于智能家居平台规则约束，获取用户定义自主活动时的环境和设备状态需求；

10、第二模块，用于将定义的环境和设备状态需求转化为时序逻辑公式，并进行性质规约，生成属性监控器；

11、第三模块，获取智能家居平台设备属性集合后结合第一模块建立状态转换图；

12、第四模块，基于uppaal工具中的验证算法，结合第二模块的属性监控器，验证第三模块中的状态转换图是否满足属性监控器；

13、第五模块，用于将第四模块返回的结果进行处理，若满足属性监控器则智能家居系统维持现状，否则找到违反属性监控器的智能家居平台中的规则。

14、第三方面，本发明提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，利用第一方面所述的基于模型检测的智能家居静态验证方法，实现基于时序约束的智能家居静态验证。

15、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，利用第一方面所述的基于模型检测的智能家居静态验证方法，实现基于时序约束的智能家居静态验证。

16、本发明与现有技术相比，其显著优点在于：基于时序约束定义需求，可以更好地实现对智能家居用户时序性需求的描述，采用静态验证，同时针对智能家居软件不断增加的复杂性和相关硬件体系结构的不确定性，针对于时间约束的平台例如窗户打开持续1小时的验证，同时还可以实现验证结果的反馈，提高系统的可靠性。

技术特征：

1.一种基于模型检测的智能家居静态验证方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于模型检测的智能家居静态验证方法，其特征在于，步骤1中，基于智能家居平台用户定义的规则，获取规则中执行的动作、以及执行动作的环境和设备状态需求；具体方法为：

3.根据权利要求1所述的基于模型检测的智能家居静态验证方法，其特征在于，步骤2，基于时序逻辑，将定义的环境、设备状态需求和执行的动作转化为时序逻辑公式，并进行性质规约，生成属性监控器，具体方法为：

4.根据权利要求1所述的基于时序约束的智能家居静态验证方法，其特征在于，步骤3，通过智能家居平台设备集合，依据智能家居系统中执行动作时环境属性和设备属性值，并进行状态转换，得到状态转换关系图，具体方法为：

5.根据权利要求1所述的基于时序约束的智能家居静态验证方法，其特征在于，步骤4具体方法如下：

6.根据权利要求1所述的基于时序约束的智能家居静态验证方法，其特征在于，步骤5，根据验证结果，触发智能家居设备执行不同操作，如果满足需求，则智能家居系统维持当前状态，否则根据生成的属性监控器，找到违反属性监控器中用户定义的智能家居平台中的规则，具体方法为：

7.一种基于模型检测的智能家居静态验证系统，其特征在于，利用权利要求1-6任一项所述的基于模型检测的智能家居静态验证方法，实现基于时序约束的智能家居静态验证，包括：

8.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，利用权利要求1-6任一项所述的基于模型检测的智能家居静态验证方法，实现基于时序约束的智能家居静态验证。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，利用权利要求1-6任一项所述的基于模型检测的智能家居静态验证方法，实现基于时序约束的智能家居静态验证。

技术总结
本发明公开了一种基于模型检测的智能家居静态验证方法及系统，该方法包括：基于智能家居平台规则约束，获取用户定义自主活动时的环境和设备状态需求；基于时序逻辑，将定义的环境和设备状态需求转化为时序逻辑公式，并进行性质规约，生成属性监控器；获取智能家居系统中执行自主活动时环境属性和设备的属性值，并进行预处理，得到状态数据；验证智能家居系统在所有可能转换中的状态是否满足需求；根据验证结果，触发智能家居设备执行不同操作，如果满足需求，则智能家居系统维持当前状态，否则根据生成的属性监控器，找到违反属性监控器中用户定义的智能家居平台中的规则。

技术研发人员：李晅松,赵帅
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15