专利名称：基于无线消息业务的远程控制系统和方法
技术领域：
本发明涉及远程控制领域，尤其涉及利用无线消息业务来实现的远程控制系统和方法。
背景技术：
传统的远程控制通常是基于租用线路或者专用网络。因为通信媒介的费用很高，其应用仅限于重要的工业应用。随着因特网的普及，通过因特网的远程控制及远距离仪表变得越来越流行。由于基于因特网的远程控制易于使用、成本低，使得如冰箱、洗衣机、空调和电视机等消费产品也可以采用远程控制，刺激了家用因特网设备(HIA)的出现。用户可以通过网络浏览器来操作家用因特网设备。然而这种方案有几个缺点。首先，执行控制的计算机通常是连接到有线网络的固定的PC机，不能随便移动。即使是采用膝上型计算机或手持PC，也需要一个有线网络。这样就限制了这种访问的可利用性并且也限制了这种应用的范围。其次，PC机或膝上型计算机的价格太贵。
最近发展起来的基于WAP的移动电话采用了相对简单的微浏览器并且可以被用于基于因特网的远程控制。通过改进对因特网的可利用程度，部分解决了上述问题。然而WAP业务需要特定类型的移动电话并且其价格相对还是较高。
另外，于2001年8月14日授权的美国专利US 6275710 B1公开了一种利用短消息业务来实现远距离测量和控制的系统。但该系统的安全性较差，并且实现的是一一对应的控制关系，即一个控制装置只能对一个装置进行控制。
发明内容
因此，本发明的一个目的是这种方法和系统能够以相对廉价的方法实现，并且安全性高。
本发明的另一个目的是提供一种能改进对远程控制业务的可利用性的方法和系统，这种方法和系统能实现对很多设备的集中控制。
为了实现以上目的，本发明提供了一种基于短消息业务来实现远程控制的方法和系统，这种系统具有安全性高，并且能实现对很多设备的集中控制。
首先，本发明提供了一种基于无线消息业务的远程控制系统，所述系统包括无线消息发送装置和无线消息接收装置，其特征在于还包括一个控制应用服务器所述应用服务器包括用于实现安全检查的装置，用于根据无线消息生成控制命令的控制命令生成装置以及用于将控制命令发送给被控设备的通信装置。
本发明还提供了一种基于无线消息业务的远程控制方法，所述方法包括下列步骤发送一个无线消息发送；接收所述无线消息接收；其特征在于还包括对所接收的消息进行安全检查；根据无线消息生成控制命令；以及将控制命令发送给被控设备。
用户可以通过移动电话(通过说明书后面的描述将会明白，实际上不限于移动电话，只要能够发送短消息的设备都可以接受)发送一个短消息来实现一个具体的远程控制。本发明的方法和系统稳定性好、成本低并且可利用度高。首先，在世界范围内有多个流行的、支持短消息的无线通信标准，包括GSM 900/1800/1900，TDMA/D-AMPS，CDMA等。因为普通的蜂窝电话就可以申请短消息业务，所以消除了对有线网接入或支持WAP的网络接入的需要。只要支持短消息业务，远程控制功能可以在任何地方被执行。第二，短消息业务保证消息能够被发送(短消息发送成功或者失败的结果都会通知发送方，如果短消息的接收方没有开机或者暂时不能接收短消息，短消息都会被存储在短消息中心，直到接收方可以接收为止)，因此提供了本发明的远程控制系统和方法的可靠性。而且，短消息业务提供双向的消息发送。因此，本发明的系统和方法既可以在操作员侧提供控制操作，也可以从家庭侧发出的信息，例如是家庭侧送出的通知信息或家庭因特网设备状态的查询结果信息。第三，与PC机或WAP移动电话相比，普通移动电话以及短消息业务要便宜的多，也使用户更加容易承受。最后，对普通用户而言，接入接口也更加简单。
总之，本发明具有如下优点1)基于短消息业务的远程控制方法和系统极大地提高了基于因特网的家用因特网设备的远程控制的移动性和可用性，消除了有线网络以及静态接入设备的限制；2)基于短消息业务的远程控制方法和系统为家用因特网设备的远程控制提供了低成本的解决方案，这对这类业务的普及是很关键的；3)基于短消息业务的远程控制方法和系统可以提供双向控制机制；4)短消息业务的接口对普通用户很熟悉，从而能鼓励用户使用这种服务；5)因为本发明的方案中具有安全模块，所以系统的安全性高；以及6)本发明提供了控制命令生成装置以及控制命令发送装置，使得可以对多个设备实现集中控制。
图1是本发明的基于短消息业务的家庭因特网设备远程控制的系统原理图；图2是根据本发明的一个优选实施方式的基于短消息业务的家庭因特网设备远程控制；以及图3是根据本发明的利用短消息业务实现远程控制的方法的流程图。
具体实施例方式
下面将以对家用因特网设备实现远程控制为例来描述本发明的方法和系统。但本领域的普通技术人员将能明白，本发明显然可以用于其它的远程控制领域。还需要本领域的普通技术人员注意的是，虽然下面的描述中都用控制一词，但在这里控制表示通常的操作控制和采集(测量)状态信息等两层意思。
图1是本发明的基于短消息业务的家庭因特网设备远程控制的系统原理图。如图1所示，本发明的系统包括短消息业务部分和控制部分。短消息业务部分一个移动控制终端MS，一个基站BS和一个短消息业务中心SMSC。短消息业务部分对本领域的普通技术人员而言是熟知的，在此不再详细描述。控制部分包括一个短消息业务网关，一个控制应用服务器和被控制的设备(包括，例如，空调，电视机，冰箱和电灯等)。短消息业务网关用于提供短消息业务中心和控制应用服务器之间的桥梁，用于接收从短消息业务中心来的短消息以及用于将从控制应用服务器来的信息以合适的形式发送给短消息业务中心然后接着送给移动控制终端MS。短消息网关可以简单到是一个只可以接收、发送短消息的设备，例如普通的移动电话，因此其结构是本领域的普通技术人员所熟悉的。当然，短消息业务网关也需要将接收的短消息送给控制应用服务器并且将控制应用服务器形成的短消息发送出去。这也是本领域的普通技术人员所熟知的。短消息业务网关也可以是专用的设备，它与短消息业务中心采用专线/有线连接，甚至短消息业务网关实际上是短消息业务中心的一部分，这样可以显著提高短消息业务网关的信息吞吐量。短消息网关和控制应用服务器可以是一个单独的设备，也可以是以合适的通信方式联系在一起的分离的设备。优选地，在分离的情况下，它们之间通过网络(因特网或局域网等)联系在一起。可选地，也可以通过专用的通信线路联系在一起。在本发明的其它实施方式中，一个短消息网关可以对应多个控制应用服务器(这时短消息网关优选与短消息业务中心在一起)，这种实施方式的实现方法是控制应用服务器向短消息中心申请获得与短信网关连接的特殊服务号码，即为每一个控制应用服务器申请一个特服号码，并且获得和短信息网关连接的通信线路如因特网上的TCP/IP连接。因此任何一条发送到该特殊服务号码的短信都会经过短消息中心和短消息网关后，经过因特网到达控制应用服务器。
控制应用服务器从短消息业务网关接收远程控制请求。对请求进行翻译、解释后，产生相应的家庭因特网设备控制命令并通过通信信道/网络发送出去。关于控制应用服务器的结构将在本说明书的后面详细描述。
优选地，被控制的设备如电视机、空调、电冰箱等是可以连接到网络(包括因特网和局域网)上的设备，并且控制应用服务器和被控制的设备通过网络连接。当然，本领域的普通技术人员将会明白，被控制的设备也可以是不能上网的设备，这样控制应用服务器可以通过专用控制线路，包括有线或无线对该设备进行控制。在其它实施方式中，控制应用服务器可以给一个下一级的控制器发送命令，然后让下一级控制器去直接控制被控制设备。关于如何实现对设备的控制也是本领域的普通技术人员所熟知的，在此不再详细描述。
图2是根据本发明的一个优选实施方式的基于短消息业务的家庭因特网设备远程控制。根据本发明的控制应用服务器主要可以包括3个组成部分，分别是安全检查装置，控制命令产生装置和控制命令发送装置。如图2的优选实施方式所示，其中的安全装置和认证装置组成了安全检查装置；请求解析装置和控制命令产生器装置组成了控制命令产生装置；通信装置组成了控制命令发送装置；以及数据库装置为其它个装置的操作存储必要的信息。下面参照图2对各装置的功能和作用进行描述安全装置因为控制应用服务器位于公共SMS网关和私有的家庭因特网设备之间，对于私有财产而言安全问题是很重要的。根据本发明，安全装置负责保护控制应用服务器不受恶意访问。可以通过在手持设备上增加特殊的设备如STK卡，SMART卡，java卡等，这些卡的功能之一是对于发送的数据加密，数据到达控制应用服务器后，安全装置通过事先约定的密钥算法进行数据解密，这样合法的控制命令才能够通过安全装置的请求被送到下面的认证装置进行认证。
认证装置认证装置检查请求者的有效性以及权限范围。认证装置主要根据控制请求的来源，用户名和口令等对恶意的访问进行限制。例如，根据不同的系统设置，控制应用服务器可以只接受从具有特定移动电话号码来的短消息/控制请求。控制应用服务器也可以根据用户名和口令来进行控制。例如，用户在发送控制请求前先发送用户名和口令。在用户名和口令都正确的情况下才可以发送控制请求，如果在一段预定时间例如5分钟后应用服务器还没有收到用户的控制请求，则控制应用服务器可以使这次登录失效。即如果用户想继续发送控制请求，需要重新登录。系统也可以这样设置如果是从具有特定号码的移动终端来的控制请求，则不需要登录。否则，需要提供用户名和密码进行登录，并且如果在登录完成后在一段预定的连续时间后没有收到合法的控制请求，则使此次登录失效。合法有效的移动电话号码、用户名和密码以及不同用户的权限等可以预先存在数据库装置中。优选情况下，本发明利用手持设备如移动电话的唯一号码标识来识别用户。为了进一步增强安全性，还可以要求控制方输入密码来保证利用该手持设备进行控制的用户是合法的。控制应用服务器的数据库中存储对应每个控制方的权限。
安全装置和认证装置共同工作以保证根据本发明的系统的安全性和认证问题。通过认证的请求被送到下面的请求解析器进行解析。
请求解析器由于移动电话的输入能力有限，并且短消息的长度也受到限制，所以从移动台发出的请求必须很简洁。因此，短消息所传送的命令和其所对应的用于对家庭因特网设备产生控制动作的命令之间有很大的不同，需要在它们之间进行转换。请求解析器负责分析请求的句法和语义。请求解析器所需要的很多先验知识可以预先存储在数据库装置中。如果请求可以被正确解析，则解析结果被送到命令发生器。否则可以提供错误信息，并通过短消息业务网关，经过短消息业务中心通知移动电话的用户。控制命令经过认证装置后，系统就获得了该控制设备的控制权限，这种控制权限是指该设备(用户)可以对哪些被控设备进行控制，被控设备的地址或者其网关地址同样事先被记录在数据库装置中，这些地址实际上就是网络地址，它们的寻址方式就是网络的寻址方式。这样的地址是作为控制信息的参数以短消息格式发送到控制应用服务器的。当然这样的地址也可以按事先规定的语义来规定而不必是真正的地址形式。
控制命令发生器由于家庭网络和家庭因特网设备的种类繁多，目前为止还没有世界范围内统一的家庭因特网设备控制命令。所有的控制命令都是针对特定的家庭因特网设备的。控制命令发生器就是利用请求解析装置的结果产生家庭因特网设备的控制命令。
通信装置通信装置既包括提供对短消息业务网关的接入，从而通过短消息网关往用户发送特定的状态消息，也包括提供对家庭因特网设备的接入，从而可以对家庭因特网设备进行控制。
数据库装置数据库保存作包括管理信息，历史记录，服务策略等。用于给其它装置提供索引信息并保存工作记录等。
下面根据图3的流程图以一个具体例子来描述本发明的系统的工作。如图3所示，在本发明的方法的开始310，用户往短消息网关发送一个短消息，例如gON AC 26h。在方框320，消息网关接收到该消息以及发送该消息的用户的用户标识(例如移动电话的号码)。在方框330，根据用户标识对请求进行认证。优选情况下，在用户的手提装置使用了STK卡的情况下，在认证前还包括利用安全装置对消息进行进行解密。能正确解密的消息才被进行认证。若未通过合法性认证，则给用户发送短消息通知这一情况；若通过合法性认证，则到达方框340，对该消息进行解析。如果不能正确解析，则通过短消息将这一情况通知用户；如果能正确解析，例如该例中解析器能正确认识到该短消息的意思是“打开空调并将温度保持在26℃”，则流程到达方框350。在方框350，根据解析结果生成正确的控制命令。在方框360，将方框350生成的控制命令送给空调器。在其它实施方法中，如果控制命令是要求报告特定控制对象的状态，则在收到控制对象的状态报告后，本发明的方法还要再将该状态报告转换成用户容易理解的短消息，然后通过短消息网关发送给用户。因为本发明的应用服务器需要对多个被控设备进行控制，所以在解析消息时通常还要获知该被控设备的地址(例如在家庭因特网设备的情况下是网络地址)，这些地址也通过映射表存储在数据库中。地址映射可以如下表进行
<p>设P1＝a12a12+a11a11+a10a10+......+a1a+a0，则根据二进制数的加法概念，两个相同的数相加结果为0，可以得到P1·P1＝a12a24+a11a22+a10a20+....+a1a2+a0，依据二进制数有限域上乘法的概念，依据下表可以将ai(i＞12)的元素用次数小于12的元素来表示，于是可以得到P12相对于P1作如下变换得到a12→a12+a11+a6a11→a12+a10a10→a11+a10+a5a9→a11+a9a8→a10+a9+a4a7→a10+a8a6→a12+a9+a8+a3a5→a9+a7a4→a12+a11+a8+a7+a2a3→a12+a11+a8a2→a7+a1a1→a12+a11+a7a0→a11+a0根据上面的变换可以得到平方电路的实现电路图7，该电路由13个异或运算单元(XOR)组成，修正后伴随式系数P12-P0接所述13个异或运算单元的相应输入端。逐一计算出条件表达式的各个条件以后，根据结果，条件为真产生纠错比特1，与信息码元作异或就可完成二进码的纠错。如果条件不成立，则纠错比特不可能出现。
本发明经过RTL级代码仿真，验证，效果理想。其运算速度、资源的利用情况与现有技术对比如表一。
表一
表一中t表示最大能纠正的错误个数 n表示信息比特+校验比特k表示码字的信息比特，需纠错比特m＝log2n。
权利要求
1.一种基于无线消息业务的远程控制系统，所述系统包括无线消息发送装置和无线消息接收装置，其特征在于还包括一个控制应用服务器所述应用服务器包括用于实现安全检查的装置，用于根据无线消息生成控制命令的控制命令生成装置以及用于将控制命令发送给被控设备的通信装置。
2.如权利要求1的系统，其中所述的实现安全认证的装置包括安全装置和认证装置。
3.如权利要求2的系统，其中所述的认证装置根据标识发送无线消息的用户的唯一标识码来进行认证。
4.如权利要求1-3的任一个所述的系统，其中所述的控制应用服务器还包括至少一个数据库，用于集中存储所述认证装置和所述控制命令生成装置的操作所需的信息。
5.如权利要求1-3的任一个所述的系统，其中所述的通信装置包括网络通信装置，无线通信装置，红外通信装置和直接有线通信装置中的至少一种。
6.如权利要求1-3的任一个所述的系统，其中所述的无线消息是短消息，无线消息接收装置是短消息业务中心的一个短消息网关以及从该短消息网关到控制应用服务器的连接是有线的网络连接。
7.如权利要求1-3的任一个所述的系统，其中控制命令生成装置还包括根据用户的唯一标识号和设备名称来获得设备的地址的装置。
8.一种基于无线消息业务的远程控制方法，所述方法包括下列步骤发送一个无线消息发送；接收所述无线消息接收；其特征在于还包括对所接收的消息进行安全检查；根据无线消息生成控制命令；以及将控制命令发送给被控设备。
9.如权利要求8的方法，其中所述的实现安全检查的步骤包括进行解密的步骤和进行认证的步骤。
10.如权利要求9的方法，其中所述的认证步骤包括根据标识发送无线消息的设备的唯一标识码来进行认证。
11.如权利要求8-10的任一个所述的方法，还包括用一个数据库来集中存储所述认证装置和所述控制命令生成装置的操作所需的信息的步骤。
12.如权利要求8-10的任一个所述的方法，其中所述的将控制命令发送给被控设备的步骤包括至少下列步骤之一利用网络发送，利用无线通信发送，利用红外通信发送和利用直接有线通信发送。
13.如权利要求8-10的任一个所述的方法，其中所述的无线消息是短消息，所述接收无线消息的步骤包括用短消息业务中心的一个短消息网关来接收以及通过有线的网络连接将接收的短消息从该短消息网关发送到控制应用服务器。
14.如权利要求8-10的任一个所述的方法，其中所述的生成控制命令的步骤还包括根据用户的唯一标识号和设备名称获得设备的地址的步骤。
全文摘要
一种基于无线消息业务的远程控制系统和方法。该系统包括一个无线消息发送设备和一个无线消息接收设备，其特征在于还包括一个控制应用服务器，所述应用服务器包括用于对用户进行安全认证的装置以及用于对无线消息进行解释生成控制命令的装置。所述控制命令通过网络发送给被控设备。
文档编号H04Q7/22GK1411259SQ0114081
公开日2003年4月16日 申请日期2001年9月21日 优先权日2001年9月21日
发明者孙沛, 宋松, 申俊, 李滔 申请人:国际商业机器公司