技术特征：
1.一种基于量化时序约束的智能家居运行时验证方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，基于量化时序约束，定义用户执行自主活动时的环境需求；步骤2，基于度量时序逻辑，将定义的环境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；步骤3，通过传感器，获取智能家居系统中环境属性的属性值，并进行预处理，得到运行时状态数据；步骤4，基于s-taliro工具中的验证算法，结合智能家居系统的运行时状态数据以及属性监控器，验证智能家居系统的运行时状态是否满足需求；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，否则根据预定义的策略，改变智能家居设备的运行状态。2.根据权利要求1所述的基于量化时序约束的智能家居运行时验证方法，其特征在于，步骤1中，基于量化时序约束，定义用户执行自主活动时的环境需求，具体方法为：11)根据时间区间理论，将时间约束描述为区间的形式：time:[a,b]，其中a,b分别表示需求需要满足的最早时间点和最晚时间点，其中a<b；12)采用二元组的形式：request:<acttype,req>，定义需求，其中acttype为用户活动类型，req是对相关环境属性约束的集合，且其为类比度量时序逻辑语法而定义的公式：req:＝pred|
◇
[a,b]
pred|
□
[a,b]
pred；在req公式中，pred为环境属性的约束，
◇
[a,b]
是带有时间限制的“最终”运算符，表示在未来时间段[a,b]内，存在从某一时刻开始满足约束，若无时间限制，则表示总是有效；
□
[a,b]
带有时间限制的“总是”运算符，表示在未来时间段[a,b]内，一直满足约束，若无时间限制，则表示总是有效。3.根据权利要求1所述的基于量化时序约束的智能家居运行时验证方法，其特征在于，步骤2中，基于度量时序逻辑，将定义的环境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，具体方法为：21)利用度量时序逻辑mtl公式，将定义的环境需求request转化为为相应的时序约束逻辑公式，其中度量时序逻辑mtl公式为：phi:＝p|(phi)|！phi|phi∨phi|phi∧phi|phi
→
phi|
◇
[a,b]
phi|
□
[a,b]
phi其中p是一个用于描述相关性质的谓词；！是逻辑关系词“非”；∨是逻辑关系词“或”；∧是逻辑关系词“与”；
→
是逻辑关系词“蕴含”；
◇
[a,b]
是带有时间限制的“最终”运算符，表示在未来时间段[a,b]内，存在从某一时刻开始满足约束，若无时间限制，则表示总是有效；
□
[a,b]
带有时间限制的“总是”运算符，表示在未来时间段[a,b]内，一直满足约束，若无时间限制，则表示总是有效；根据上述逻辑，将定义的环境需求request转化为相应的时序约束逻辑公式phi，在phi中，相关环境属性描述为mtl公式中的谓词p；22)对同一活动类型acttype的逻辑公式phi进行汇总，得到时序约束逻辑公式集合nature:{phi1,phi2,
…
,phi
n
}；23)对于逻辑公式集合nature的每个phi公式，进行性质规约，生成属性监控器pred，对每个谓词的约束进行形式化描述，实现谓词到各自约束的映射，并指定监控位置，完成对环境属性的监控。
4.根据权利要求1所述的基于量化时序约束的智能家居运行时验证方法，其特征在于，步骤3中，通过传感器，获取智能家居系统中环境属性的属性值，并进行预处理，得到运行时状态数据，具体方法为：31)通过传感器，获取智能家居系统中环境属性的属性值，采用三元组的形式对其进行描述state:<time,attribute,datalist>，其中time为时间，attribute为属性名，datalist为属性值；32)对于非数值型属性值进行数值化，汇总属性信息形成运行状态表格table:{state}，从而得到系统的运行时状态数据。5.根据权利要求1所述的基于量化时序约束的智能家居运行时验证方法，其特征在于，步骤5中，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，根据预定义的策略改变智能家居设备的运行状态，具体方法为：51)如果满足定义的环境需求，则控制智能家居系统维持当前状态，继续运行；如果不满足，则转到52)；52)获取未满足的性质谓词，查找与之相对应的传感器类型，查询相关的智能家居设备，获取当前设备的运行状态，若存在预定义的策略，即改变当前设备的运行状态，则触发该设备进行相应操作；若不存在，则转到步骤53)；53)不存在预定义的策略，即无法改变智能家居的运行状态，则向用户发送通知，表示无法满足需求。6.一种基于量化时序约束的智能家居运行时验证系统，其特征在于，利用权利要求1-5任一项所述的基于量化时序约束的智能家居运行时验证方法，实现基于量化时序约束的智能家居运行时验证。7.一种计算机设备，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1-5任一项所述的基于量化时序约束的智能家居运行时验证方法，实现基于量化时序约束的智能家居运行时验证。8.一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1-5任一项所述的基于量化时序约束的智能家居运行时验证方法，实现基于量化时序约束的智能家居运行时验证。
技术总结
本发明公开了一种基于量化时序约束的智能家居运行时验证方法，基于量化时序约束，定义用户执行自主活动时的环境需求；基于度量时序逻辑，将定义的环境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；通过传感器，获取智能家居系统中环境属性的属性值，并进行预处理，得到运行时状态数据；基于S-Taliro工具中的验证算法，结合智能家居系统的运行时状态数据以及属性监控器，验证智能家居系统的运行时状态是否满足需求；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，否则根据预定义的策略，改变智能家居设备的运行状态。改变智能家居设备的运行状态。改变智能家居设备的运行状态。
技术研发人员：李晅松 张智慧
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2022.01.10
技术公布日：2022/6/28