基于云计算的异构网络的综合智能通信方法及系统的制作方法

基于云计算的异构网络的综合智能通信方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于云计算的异构网络的综合智能通信方法、执行该方法的智能网关和集成有该网关的智能服务器，其中，所述方法利用云计算服务器、智能服务器和智能网关，从而使得各个智能设备能够分别通过其专用控制器，经由智能网关与智能服务器交换数据以及借助于智能服务器执行各项功能。所述方法的特征在于包括注册步骤、查询步骤、匹配步骤、设定协议步骤、智能网关配置步骤和通信步骤。通过采用本发明的方法、智能网关、智能服务器以及智能系统，能够更为灵活地使用大量的各种智能设备，而不受智能设备所支持的通信协议的限制。
【专利说明】基于云计算的异构网络的综合智能通信方法及系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通信方法以及系统，尤其涉及一种在异构网络之间进行通信的方法和系统。

【背景技术】
[0002]在由互联网激发的新经济浪潮下，世界技术发展正在经历人类历史上最为迅猛的发展阶段。最直接的体现就是，曾经因为在某个具体领域掌握一技之长从而占据特殊优势的企业正在纷纷转型或已经成功转型，不能成功转型的企业如当今的柯达、诺基亚、摩托罗拉和爱立信等，已经走向灭亡或正在走向灭亡。究其主要原因，应当归功于互联网的强大威力。在网络世界中，曾经难以扩散的技术秘密会迅速被业界广为了解，并经过网络世界的发酵催化，迅速形成更为低价更为高效的生产力。这直接导致了以IBM为首的美国企业从单一产品研发走向系统研发，把软件、硬件以及互联网整合起来提供全面服务，成为21世纪企业生存的必备能力。其中的优势代表为美国的IBM、苹果和谷歌。
[0003]然而，新经济浪潮也带来了另一个障碍或者称之为“人为壁垒”。具体体现为，某个优势性垄断企业或者某几个寡头垄断企业形成一种事实上的工业标准，并将之贯彻到其所在的领域，从而在技术上构成排他性，以保护某些集团的利益。例如，实质为物联网应用的智能系统，其作为信息时代的高科技产物，通常涉及对家庭网络所有的智能器具、设备和系统的操作和管理，以及计算机技术、通汛网络技术和自动控制技术的应用。它们的最终目的是为满足人们对安全、舒适、方便和符合绿色环境保护的需求。但是，多年来物联网系统始终处于分崩离析的境地。经过近十年的发展，时至今日，物与物之间的距离也不是越来越近，从某种意义上来说，物与物之间的距离变得愈发遥远了。
[0004]下面让我们深入观察照明控制领域的现行标准。在众多的照明控制标准中使用最为广泛的是DALI标准(数字可寻址照明接口，DALI为Digital Addressable LightingInterface的英文缩写)。DALI数字化可寻址调光接口最初是专为荧光灯电子镇流器设计的，也就是说是专门为普通照明灯具产品的部件而设计的，因而可置入到普通照明灯具中去。DALI数字可寻址照明接口得到了国际主要芯片、灯具、镇流器制造商OSRAM、PHILIPS、TRID0NIC等的支持，逐渐发展起来，并于1994年列入IEC 60929《电子镇流器性能要求》标准。1999年PHILIPS公司对DALI协议做了进一步的完善，并在德国汉诺威国际灯展上推出了基于DALI的系列产品。DALI作为IEC 60929标准的一部分为照明部件提供通信规则，在欧洲已被各大镇流器厂商所采用。DALI控制总线可以与智能楼宇控制系统的EIB以及场馆、工厂现场等标准总线实现无缝连接，是技术成熟、为业界广泛采用的照明控制技术。DALI控制总线采用主从结构，因此，作为从属结构并置入普通照明灯具产品内部的部件可以造价低廉。主控制设备发出调节灯具的控制命令，总线传输控制命令，作为从属装置的独立式控制装置或置入灯具中的控制装置接收并执行命令。同时当主控制设备发出查询命令时，从属装置通过总线给主控制设备发出本身的状况信息。主控制设备根据从属装置的状况信息发出再操作命令。DALI控制总线的一个接口最多能接64个可寻址的控制装置/设备，并最多能接16个可寻址组。通过网络技术可把多个接口互联来控制大量的接口和灯具。其通讯协议采用异步串行协议，信息速率1200bit/s。前向帧为主控制设备向控制装置或灯具发出的控制命令，是I个包括I个起动位、I个8位地址的字节、I个8位数据的字节和2个停止位的19位数据；后向帧是从属装置向主控制装置发出的状态信息，是I个包括I个起动位、I个8位数据的字节和2个停止位的11位数据。DALI控制协议从两个方面来保证数据传输的正确性和指令执行的有效性。第一，使用了曼彻斯特编码格式。在I个bit的传输时间中点，从高电平向低电平的负跳变表示数据“O”，而从低电平向高电平的正跳变表示数据“I”。曼彻斯特编码实现了在物理层检验差错功能，节省了信道空间，加快了系统速度。第二，具有后向帧的反馈机制。主控制设备可以知道从属装置是否成功执行指令，系统中有多少灯工作，有何故障等。实际上仍然还存在大量的其他协议，如X — 10协议、EIB和C-Bus协议等。这些协议在信号传输方式、帧结构以及差错校验方面均采用了极为不同的方式。因此，仅考察智能系统中的照明管理一个功能，我们都会发现存在巨量的工作需要完成。例如一个简单问题，如何使用智能系统远程对照明设备的状态进行监控和管理。这就需要涉及到TCP/IP协议与DALI协议的一次转换。这种转换并非轻而易举的。
[0005]从对DALI标准的分析，我们可以看出，如果希望通过一台家用主机来控制一个家庭的照明设备，应当是没有问题的，是本领域技术人员可以实现的。但是如果考虑到很多人用各自不同的终端来控制各自不同的照明设备时，我们就会发现，这是不可能完成的任务。首先，终端的差异性决定了控制系统、通信标准的复杂性，其次更为糟糕的是，照明设备控制设备没有真正意义上的统一标准，这在可预见的未来(20年内)都是难以实现的。这就注定了无法实现统一标准的智能家居照明控制。
[0006]再考察另一个例子。近年来，随着汽车工业的普及，私家车拥有量的激增，道路拥塞的日益严重，交通事故的频发，以及各式各样车载设备的不断涌现，车载通信领域的研究引起了人们极大的关注。如何通过日益发达的无线通信网络、传感器技术等解决人们日益增长的出行问题、安全问题，以及娱乐的要求，成为当今车载通信中亟待解决的问题。创建高性能、高扩展性、安全的车用自组织网络(VANETs)给无线研究者们提出了新的挑战。在此情况下，车辆环境下无线接入(WAVE) (IEEE 802.lip)的车辆自组织通信技术应运而生。2004年，IEEE成立了 IEEE 802.1lp工作组以制定IEEE 802.11在WAVE的版本，并以IEEE1609系列协议作为上层协议，从而形成车辆无线通信的基本协议构架。美国伊利诺伊大学Urbana Champaign分校Nitin Vaidya教授为首的团队开发了多信道测试的无线Mesh网络测试台。UCLA教授G.Pau提出了车辆间特殊路由协议(PVRP)，搭建了系统测试平台进行了验证。密歇根大学郭锦华和向卫东教授开发了基于5.9 GHz的WAVE系统信道测试平台。有关WAVE的详细信息可以参阅ffiEE于2010年12月发布的《IEEE Standard for WirelessAccess in Vehicular Environments (WAVE)—Networking Services》，从中可以发现这又是一种新的物联网协议，而且还在不断的修订变化中。
[0007]从这些纷繁复杂的标准和设备描述中，可以清醒认识到，如果需要开发真正可用的智能家居系统(家庭用)或者智能移动系统(车载)，我们都不得不重新设计系统和网络，因为目前没有提供任何的系统解决方案可供选择。如果再考虑到传感器、执行器的纷繁复杂的标准，事情会变得更为复杂。
[0008]但是，我们相信随着科学进步以及人们日益增长的需求，世界会越来越迫切地需要真正能够商用的智能系统，在该智能系统中，可以借助一个集中式的管理服务器对生活中所遇到的方方面面进行监控和管理。按照目前科技发展水平，我们已经能够在任何一个局部充分满足我们自身的需求。然而如果需要综合管理各种数据、实时分析采样数据、提供真实可靠的判断依据并提供有效的干预，我们会发现以上这些现有技术难以结合起来共同发挥作用。其中一个很重要的原因在于它们是异构网络，各自独立又自成体系。从供电电压到信号传输标准再到数据帧，这些所谓的智能设备全都是完全各异的产品。若强硬将其组合起来，而整合所需要耗费的硬件设备和软件开发方面的经费会非常惊人。
[0009]以一个三口之家作为示例，家庭内有智能冰箱、智能电视机、智能手机、智能灯光管理系统；车内有车载管理系统、蓝牙通信系统、WAVE综合无线系统；办公室有局域网、无线局域网、光纤通信等。非常不幸的是，如果希望在办公室通过无线局域网对家里的智能冰箱进行管理，首先需要从无线局域网访问办公室网关，再经由互联网访问家庭网关，而后经由家庭网关访问控制智能冰箱的控制主机，由负责冰箱的智能主机应答家庭成员的各种需求。这里不可忽视的是，智能冰箱需要一个控制主机。而如前所述，由于智能冰箱(属于利益集团A的技术壁垒范围)、智能电视机(属于利益集团B的技术壁垒范围)、灯光管理系统(属于利益集团C的技术壁垒范围)都是彼此不同的设备，遗憾的是A、B和C集团分别定义了彼此不同的通信标准和管理方法，因此事实上，需要大量的网关和多个主机。这明显会造成巨大的浪费，这也是目前智能家居无法真正实现商用的原因之一。
[0010]事实上，以上列举的物联网在生活中的应用远远超出本文所能记载的范围，或者说，物联网正在以惊人的速度飞速发展，因此未来会出现越来越多的标准，它们可能涉及无线通信标准(WCDMA、CDMA、TD/SCDMA、CDMA2000 等等)、数字电视标准(DVB-T、DVB-S、DVB-C、CMMB.DMBT等等)、有线通信标准、智能照明控制标准、智能家电控制标准等等。缺乏统一标准各自为政的情况绝不会缓解，只会越发尖锐。
[0011]为了解决这种问题，在CN 101141419 B中提出了一种基于异构型网络协议的数字家庭设备间的通讯方法。根据该通讯方法，能够利用网关设备来分析数据包，并且将数据包的格式转换成符合另一协议接口的格式、并提交给相应协议接口的协议转换层，该协议转换层定义在数据协议层的上面，该方法包括如下步骤:1)设备发送数据，数据从其网络的物理层传送进来后，经过链路层、数据协议层解析后得到源数据包；2 )网关设备接收到源数据包后，协议转换层分析查看数据包中的源地址和目的地址，解析数据包的路由方向；3)如果数据包源地址和目的地址属于同一网络，则直接将数据包传送到该网络的上一层，然后结束；如果数据包源地址和目的地址属于不同网络，则继续下面的步骤；4)根据数据包的路由分析结果，将数据包原协议描述内容删除，填进目的地址所属网络协议描述；将数据包的原数据格式转换成符合目的地址所属网络协议的格式；5)将转换后的数据包打包，组成符合目的网络数据协议层格式的数据包；6)将数据包传送到目的网络，通过目的网络的数据协议层、链路层、物理层解析之后传送到目的设备。通过该发明能够简化异构型网络之间的通讯。但是这种方法有一个前提条件，那就是各设备通过网关设备连接并传输数据。正如本文前面所述，目前快速发展的各种智能设备本身就采用了各种各样的数据传输方法，它们根本就不可能直接连接在目前已知的任何网关设备上。尤其是如在DALI标准下工作的主控模块，它的工作电压以及发送的信号均不适合现有的网关。而且该方法也无法适应控制对象的改变。
[0012]另一方面，在CN 101141419 B所公开的方法中，在处理转换数据之时，均未考虑数据安全问题。数据在采样、收集、传输和存储过程之中，均处于明码状态下，其中的数据完全可以被轻易地窃听获取，而且其中的地址和数据也以明码方式传送，从而可能泄漏整个系统的地址编码方式，有可能引发系统性风险。
[0013]
下面列举在本发明中所涉及的内容和定义:
1、云计算
云计算(Cloud Computing)是网格计算(Grid Computing )、分布式计算(DistributedComputing)、并行计算(Parallel Computing)、效用计算(UtilityComputing)、网络存储(Network Storage Technologies)、虚拟化(Virtualizat1n)、负载均衡(Load Balance)等传统计算机和网络技术发展融合的产物。
[0014]2、异构网络
异构网络应理解为具有异构性的一个或更多个网络，其中包括系统异构、模式异构、结构差异和语义异构。
[0015]系统异构:数据所依赖的应用系统、数据库管理系统或操作系统之间存在差异。
[0016]模式异构:系统和数据在模式上的不同，所述模式包括层次模式、网状模式、关系模式、面向对象模型。为便于理解，以数据存储作为例子来考察。同一类存储模式，它们的模式可能也存在差异。例如Oracle所采用的数据类型与SQL Server所采用的数据类型并不是完全一致的，所以Oracle系统与SQL Server是模式异构的。
[0017]语义异构:是指对同一现实世界事物进行描述时，数据在表达方式或内容上的不同，主要包括概念级语义异构和值级语义异构。
[0018]3、低端设备或智能设备
本文所述的低端设备包括各种总线站点，例如RS485总线工作站、CAN现场总线工作站、Profibus现场总线工作站等等，如各种传感器和执行器。这些低端设备的共同之处在于，它们分别仅支持各自的总线的通信标准，一般不支持TCP/IP协议，从而这些设备无法直接与互联网连接，而是必须通过特殊网关来实现与其他设备的连接。广义理解，智能设备包括低端设备，智能设备本身例如为具备独立功能的设备，如智能冰箱、智能电视机、智能洗衣机、智能音响等等，但不限于这些家用设备，也可以是车载设备，如车载导航设备、车载音响、车载免提电话等等，另外也包括无线设备，如无线耳机、无线音响、无线摄像头等等。这些智能设备利用低端设备与支持TCP/IP协议的网络进行通信。因此，本发明中，低端设备或智能设备可以视为相同的单元。
[0019]4、智能系统
智能系统包含网络服务器、智能服务器、智能设备、网关以及各种低端数字设备。
[0020]智能服务器包括网关、控制服务器、数据服务器并且具备互联网接口，能够使用各种无线通信和各种有线通信技术，支持3G无线通信标准和TCP/IP协议，能够通过特殊网关与支持RS485协议、RF协议、CANBUS协议、Profibus协议的低端设备(总线工作站)通信，而且能够直接或间接地与通过各种底层通信协议与各种传感器和执行器连接。
[0021]本领域技术人员应当理解，本文所述的智能网络、智能家居网路和家庭网络不仅限于家庭内使用的网络系统，而是延伸到诸如车载智能网络、医院、学校、公司的智能控制网络。所有的智能系统均需要通过其核心系统一一智能主机来实现各种智能化功能。具体功能如下:
1、网上服务:网上娱乐、网上购物、远程教学、远程医疗等；
2、自动抄表计费:水费、电费、煤气费、停车费、物业费等等；
3、安防管理:防火、防盗、防煤气；预警、报警、主动消灭安全隐患等；
4、节能管理:按需供电、智能遥控、定时管理等等；
5、照明管理:依据需要，智能管理灯光照明；
6、远程管理:由自己或第三方依据职权进行远程管理。
[0022]此种智能系统根据其传感器和执行器的不同性质，可以分为控制域、信息域和管理域三个部分。
[0023]1、控制域
在控制域中，主要由智能传感器和智能控制器组成，传感器用来测量环境参数的变化，并反馈执行器的工作状态，而执行器接受传感器发出的状态信息或管理域的控制指令并执行。控制域的特点是:
(I)数据量小，主要有代表执行器开关状态或控制命令的逻辑变量和代表环境参数的数值变量等。
[0024](2)对控制网络的可靠性有较高的要求，但对网络的通信速度(带宽)要求较低。
[0025](3)控制域的网络节点多，分布广泛，因此对节点安装、调试、组网操作(使用)的方便性和易用性有较高的要求。
[0026]2、信息域在信息域，将包括各种信息家电或网络家电，如数字电视、网络冰箱、网络微波炉、网络洗衣机、数字机顶盒、数字音响、数码相机、PDA、计算机等，也许我们会用机项盒作为多媒体服务器对来自于家庭内部和外部的各种图像、视频、音频及其它媒体信息进行采集、存贮、分配、数字化压缩及解压缩处理等，并通过各种终端设备实现人机交互。信息域的特点是:(I)数据量大，对网络带宽和实时性要求高。
[0027](2)信息来源广泛:有线电视网模拟广播、网络视频服务器有线电视网数字广播无线广播、⑶V⑶/ DVD等媒体播放器、摄像机、互联网络等。
[0028]3、管理域
智能系统的管理模型使各个智能系统表现出差异性。从控制节点到智能化系统服务器以及实现人机交互的信息终端中的所有软件，构成了家庭智能化的管理域。管理域一般应由前端信息采集软件、网络通信软件、各节点控制软件人机交互界面，以及实现智能化控制及管理模型的管理软件、通信协议等组成。


【发明内容】

[0029]为解决前述问题之一，本发明规定了一种基于云计算的异构网络的综合智能通信方法，该方法利用云计算服务器、智能服务器和智能网关，从而使得各个智能设备能够分别通过其专用控制器，经由智能网关与智能服务器交换数据以及借助于智能服务器执行各项功能，其中，
所述云计算服务器包括云存储空间，智能服务器能够利用至少两种通信方式在不同的物理位置存取所述云存储空间，在所述云存储空间中设有云存储数据库，所述云存储数据库能够按照与智能设备的标识符有关的方式存储所述智能设备的通信协议，
所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤:
注册步骤，其中，当一个智能设备经由其专用控制器连接至智能网关之时，由智能网关自动获取所述智能设备的专用控制器的标识符，并且所述智能网关将所述标识符连同注册请求一起发送给所述智能服务器，所述智能服务器将所述标识符按照与所述智能专用控制器相关的方式存储在本地数据库中；
查询步骤，其中，所述智能服务器将存储在本地数据库中的所述标识符发送至云计算服务器并且向所述云计算服务器提出查询请求；
匹配步骤，其中，所述云计算服务器响应于所述查询请求在所述云存储数据库中查找与所述标识符匹配的智能设备专用控制器型号，其中，当所述云计算服务器查找到与所述标识符匹配的智能设备专用控制器型号之时，则所述云计算服务器将与查找到的智能设备专用控制器型号匹配的通信协议发送到发起所述查询请求的所述智能服务器，所述云计算服务器按照与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式将所发送的通信协议存储在所述云存储空间中；而当所述云计算服务器没有查找到与所述标识符匹配的智能设备专用控制器型号之时，则将不支持所述智能设备专用控制器的消息发送至发起所述查询请求的所述智能服务器，并且所述云计算服务器按照与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式将与不支持有关的消息存储在所述云存储空间中；设定协议步骤，其中，当所述智能服务器接收到不支持所述智能设备的消息之时，则所述智能服务器拒绝所述智能设备专用控制器的注册；而当所述智能服务器接收到与查找到的智能设备专用控制器型号匹配的通信协议之时，则所述智能服务器按照与所述智能设备专用控制器相关的方式将所接收到的通信协议存储在本地数据库中；
智能网关配置步骤，其中，所述智能服务器从所述本地数据库中读取与所述智能设备专用控制器相关的通信协议，并且所述智能服务器据此生成智能网关配置文件并将其发送给所述智能网关，然后根据在匹配步骤中所接收到的通信协议并且按照与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式来配置所述智能网关，随后所述智能网关根据所接收到的智能网关配置文件来配置其接口，以便与所述智能设备专用控制器通信，从而所述智能服务器能够按照所述通信协议经由所述智能网关、并经由所述智能设备专用控制器与智能设备进行通信；
通信步骤，其中，在完成智能网关配置步骤之后，智能设备能够经由所述智能设备专用控制器、经由所述智能网关向所述智能服务器发送数据，在数据从智能设备经其专用控制器转发到所述智能网关之时，由所述智能网关首先根据相应的智能网关配置文件来解析所发送的数据得到源数据包；随后，所述智能网关利用协议转换层分析得到数据包中的目的地址，并解析数据包的路由地址；随后，所述智能网关依据所选择的智能网关配置文件并依据数据包的路由地址，将数据包原协议描述内容删除，并代之以TCP/IP网络协议描述；将数据包的原数据格式转换成符合TCP/IP协议的格式；将转换后的数据按照符合TCP/IP协议层格式的方式组成TCP/IP数据包；由所述智能网关根据分析得到的目的地址将TCP/IP数据包发送到所述智能服务器的网络，通过所述智能服务器的网络的数据协议层、链路层、物理层解析之后转发给所述智能服务器。
[0030]根据本发明的综合智能通信方法一个优选实施方式，在完成智能网关配置步骤之后，所述智能服务器能够经由所述智能网关、并经由智能设备专用控制器向所述智能设备发送数据，在数据从所述智能服务器经所述智能网关、所述智能设备专用控制器转发到智能设备之时，首先所述智能服务器按照符合TCP/IP协议层格式的方式组成TCP/IP数据包，并通过所述智能服务器的网络的数据协议层、链路层、物理层将数据发送到所述智能网关；由所述智能网关根据数据包的目的地址来选择相应的智能网关配置文件，然后根据相应的智能网关配置文件来解析所发送的数据得到源数据包；所述智能网关接收到所述源数据包后，利用协议转换层分析得到数据包中的目的地址和源地址，并解析数据包的路由地址；随后依据所选择的智能网关配置文件并依据数据包的路由地址，将数据包TCP/IP网络协议描述删除，并代之以智能设备所支持的协议描述内容；然后由所述智能网关根据分析得到的目的地址按照所述智能设备所支持的协议将源数据包发送到所述智能设备。
[0031]根据本发明的综合智能通信方法一个优选实施方式，在所述云计算服务器接收到来自所述智能服务器的查询请求之时，在所述云存储空间中查找与由所述智能服务器发送的智能设备专用控制器的标识符和所述智能服务器两者有关的数据记录，当查找到的数据记录表明所述智能服务器与所述智能设备专用控制器彼此匹配之时，所述云计算服务器从所述云存储空间中按照与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式读取所发送的通信协议，并且将所述通信协议连同与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号相关的信息一起发送至发起查询请求的智能服务器。
[0032]根据本发明的综合智能通信方法一个优选实施方式，在所述云计算服务器接收到来自智能服务器的查询请求之时，在所述云存储空间中查找与由所述智能服务器发送的智能设备专用控制器的标识符和所述智能服务器两者有关的数据记录，当查找到的数据记录表明所述智能服务器与所述智能设备专用控制器彼此不匹配之时，所述云计算服务器从所述云存储空间中按照与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式从所述云存储空间中读取与不支持有关的消息，并且将所述与不支持有关的消息发送至发起查询请求的智能服务器。
[0033]根据本发明的综合智能通信方法一个优选实施方式，在查询步骤中，所述云计算服务器在收到所述智能设备的标识符之后，首先在与所述智能服务器有关的智能设备专用控制器列表中查找所述标识符，仅当没有在与所述智能服务器有关的智能设备专用控制器列表中找到所述标识符之时，才在云存储数据库的智能设备专用控制器列表中执行查找。
[0034]根据本发明的综合智能通信方法一个优选实施方式，在匹配步骤中，在发起查询请求的智能服务器收到不支持智能设备专用控制器的消息之后，所述智能服务器将所述消息报告给用户，并将不支持的智能设备专用控制器列入黑名单之中。
[0035]根据本发明的综合智能通信方法一个优选实施方式，所述云计算服务器与所述智能服务器以加密方式进行数据传输。
[0036]根据本发明的综合智能通信方法一个优选实施方式，在所述智能网关配置步骤中，所述智能网关利用智能网关配置文件来配置USB切换选通器，所述USB切换选通器集成在所述智能网关中和/或设置在所述智能网关中，其中，所述USB切换选通器为PCI板卡或Express-PCI板卡并且包括多个USB接口，各个USB接口分别连接在各个智能设备的专用控制器上，在配置USB切换选通器的过程中，所述智能网关根据智能网关配置文件设定所述USB切换选通器的USB接口，以便将相应的智能设备专用控制器与所述USB切换选通器的其中一个USB接口——对应起来，并且所述智能网关通过PCI总线来控制所述USB切换选通器，以便所述智能网关能够与相应的智能设备专用控制器利用唯一的接口进行通信，进而智能服务器能够经由智能网关、智能设备专用控制器与智能设备进行通信。
[0037]本发明还涉及一种智能网关，所述智能网关包括协议转换层，所述协议转换层定义在数据链路层之上，所述协议转换层能够将符合下列协议之一的数据包转换成符合TCP/IP协议的数据包:DALI协议、RS485协议、RS232协议、CAN-BUS协议和Profibus协议，所述智能网关适用于执行上文所述的本发明综合智能通信方法。
[0038]根据本发明智能网关的一个优选实施方式，该智能网关集成有USB切换选通器或者设置有USB切换选通器，其中，所述USB切换选通器集成在所述智能网关中和/或设置在所述智能网关中，其中，所述USB切换选通器为PCI板卡或Express-PCI板卡并且包括多个USB接口，各个USB接口分别连接在各个智能设备的专用控制器上，在配置USB切换选通器的过程中，所述智能网关根据智能网关配置文件设定所述USB切换选通器的USB接口，以便将相应的智能设备专用控制器与所述USB切换选通器的其中一个USB接口一一对应起来，并且所述智能网关通过PCI总线来控制所述USB切换选通器，以便所述智能网关能够与相应的智能设备专用控制器利用唯一的接口进行通信，进而智能服务器能够经由智能网关、智能设备专用控制器与智能设备进行通信。
[0039]本发明还涉及一种智能服务器，其集成有前文所述的智能网关，集成有所述智能网关的智能服务器能够与至少一个与其处于相同网络中的智能服务器协同配合。
[0040]本发明还涉及一种智能系统，其包括前文所述的智能网关，所述智能系统适用于执行上文所述的本发明综合智能通信方法。
[0041]通过采用本发明的方法、智能网关、智能服务器以及智能系统，能够更为灵活地使用大量的各种智能设备，而不受智能设备所支持的通信协议的限制。
[0042]另外，由于在匹配步骤中云计算服务器按照与智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式将所发送的通信协议存储在云存储空间中；并且在当云计算服务器没有查找到与专用控制器标识符匹配的智能设备专用控制器型号之时，云计算服务器按照与智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式将与不支持有关的消息存储在云存储空间中。所以，本发明具备自适应能力，在新布置设定智能服务器之时，能够轻易地移植其他成功的配置方式，从而降低了配置成本，缩减了构建系统的时间。
[0043]而且，与现有技术相比，在通信步骤中，由于采用了智能网关配置文件，因此预先已经掌握了具体智能设备的具体通信接口，因此省略了对源地址的解析，在降低智能网关负荷的同时，提升了工作效率。
[0044]同时，在本发明中智能网关通过PCI总线来控制USB切换选通器，从而能够采用普通的PC机或服务器利用USB通信来轻易实现异构网络的通信和控制。虽然USB通信的数据吞吐量远低于光纤等通信方式，但是对于实现智能系统，尤其是智能家居控制系统而言，这样的通信方式足以承担底层设备所需要的数据流量。而且，USB切换选通器与支持USB的控制器联合使用，能够最小成本地实现智能系统。例如可以采用常见的Windows或Linux操作系统，结合具备USB功能的控制器并利用其驱动程序来实现对如RS485、RS232、DAL1、CAN-BUS和Profibus控制器的编程。
[0045]

【专利附图】

【附图说明】
[0046]图1示出了根据本发明的基于云计算的异构网络的综合智能通信系统；
图2示出了根据本发明的基于云计算的异构网络的综合智能通信方法流程；
图3示出了本发明的智能服务器、智能网关和智能设备专用控制器的一种连接拓扑； 图4示出了本发明的智能网关与USB切换选通器的连接关系；
图5示出了 USB切换选通器的逻辑方框图；
图6示出了 DALI协议的连接拓扑结构；
图7示出了智能网关协议转换层的工作原理；和图8示出了 TCP/IP网络与RS485网络之间的数据包转换过程。
[0047]

【具体实施方式】
[0048]下面结合图1具体描述本发明的方法。图1示出一种示意性连接拓扑，其中，智能服务器可以通过3G或4G通信网络(如WCDMA、LTE、CDMA, GSM、GPRS等)、有线通信网络(如LAN、Fiber-LAN、双绞线等)和无线通信网络(如WiF1、ZigBee、Infrarot等)与云计算服务器连接。智能服务器与智能网关彼此数据连接，这种数据连接优选为有线数据连接，但是也可以采用WiFi等各种无线方式进行数据连接。智能网关通过自身的接口与智能设备专用控制器直接连接。例如，智能网关通过USB接口与智能设备专用控制器连接。智能设备可以是支持DALI协议、RS485协议、RS232协议、CAN-BUS协议和Profibus协议之一的各种传感器和执行器。如现有技术已知的那样，支持这些协议的智能设备均可以通过专用控制器与PC机、小型机或服务器进行通信。这种专用控制器可以呈PCI板块的形式，也可以呈USB外设的形式。各种工业通信卡、USB转接器以及PCI卡的实施方式都是现有技术，本文不再重复。
[0049]根据本发明的基于云计算的异构网络的综合智能通信方法能够利用云计算服务器、智能服务器和智能网关，从而使得各个智能设备能够分别通过其专用控制器，经由智能网关与智能服务器交换数据以及借助于智能服务器执行各项功能。云计算服务器包括云存储空间，智能服务器能够利用至少两种通信方式在不同的物理位置存取所述云存储空间，在所述云存储空间中设有云存储数据库，所述云存储数据库能够按照与智能设备专用控制器的标识符有关的方式存储所述智能设备专用控制器的通信协议。
[0050]例如，在图1中的RS232控制器能够控制与其连接的传感器和执行器，该RS232控制器通过专门的通信接口 I与智能网关连接。在该RS232控制器与智能服务器协调工作之前，首先需要完成注册步骤。在该注册步骤中，首先将与该RS232控制器连接的一个RS232智能设备901通过该RS232控制器连接至智能网关；随后，由智能网关自动获取该RS232控制器的标识符。在获得其标识符之后，智能网关将标识符连同注册请求一起发送给智能服务器；随后，智能服务器将该标识符按照与RS232控制器相关的方式存储在智能服务器的本地数据库中。此时，就完成了 RS232控制器的注册步骤。在注册步骤结束之后，智能设备901还不能与整个系统进行通信，这是因为系统中的其他设备与RS232控制器的兼容性仍然是未知的。
[0051]因此，下面需要执行查询步骤。在查询步骤中，智能服务器将此前存储在本地数据库中的RS232控制器标识符发送至云计算服务器并且向云计算服务器提出查询请求。智能设备专用控制器标识符可以是各种特征信息，例如智能设备专用控制器的型号、代码、条形码以及通信接口的特征码等等。
[0052]提出查询之后，还需要执行匹配步骤。在匹配步骤中，云计算服务器响应于查询请求，并且在云存储数据库中查找与RS232控制器的标识符匹配的RS232控制器型号。此时，当云计算服务器查找到与该标识符匹配的RS232控制器型号之时，则云计算服务器将RS232控制器所支持的通信协议发送到发起查询请求的智能服务器。然后，云计算服务器按照与智能服务器和RS232控制器型号两者有关的方式将所发送的通信协议存储在云存储空间中。此时例如是RS232通信协议及各种相关接口信息。例如，此时云计算服务器会在一个表格中插入一条记录，关键字包括该智能服务器、RS232控制器型号以及相关的通信协议及各种相关接口信息。必要时，还可以在该记录中加入如所支持的智能设备的型号以及各种与控制有关的信息。而当云计算服务器没有查找到与该标识符匹配的RS232控制器型号之时，则将不支持该RS232控制器的消息发送至发起查询请求的智能服务器，并且云计算服务器按照与智能服务器和该RS232控制器型号两者有关的方式将与不支持有关的消息存储在云存储空间中。
[0053]在经过长时间大量使用之后(B卩，多种控制器经过多次注册之后)，云存储空间中就会形成两套列表，一套为支持设备列表，另一套为不支持设备列表。从而使得本发明的方法和系统能够具备一定的自我学习功能，有助于他人今后搭建相同系统时，通过利用支持设备列表能够有效地缩短选择控制器的时间。同时，由于也建立了不支持设备列表，特别是按照与智能服务器和智能设备控制器以及相关协议有关的方式建立了不支持设备列表，有助于相关厂商查找问题，并设定解决方案。
[0054]在匹配步骤完成之后，还需要执行设定协议步骤。在设定协议步骤中，当智能服务器接收到不支持智能设备专用控制器的消息之时，则智能服务器拒绝该RS232控制器的注册；而当智能服务器接收到与查找到的RS232控制器型号匹配的通信协议之时，则智能服务器按照与该RS232控制器相关的方式将所接收到的通信协议存储在本地数据库中。必要时，也存储其他与通信和控制相关的信息。
[0055]通过在本地数据库存储相关设备和协议，有助于今后简化同类设备的注册和匹配。同时，结合云服务器端的支持设备列表，可以“智能”地生成一整套设备列表。这种数据收集方法也有助于建立智能系统。
[0056]在设定协议步骤完成之后，还需要执行智能网关配置步骤。在智能网关配置步骤中，智能服务器从本地数据库中读取与RS232控制器相关的通信协议，并且智能服务器据此生成智能网关配置文件并将其发送给智能网关，然后根据在匹配步骤中所接收到的通信协议并且按照与智能服务器和RS232控制器型号两者有关的方式来配置智能网关，随后智能网关根据所接收到的智能网关配置文件来配置其接口(例如USB接口、WiFi接口、RJ45接口等各种常用通信接口)，以便与智能设备901对应的RS232控制器通信，从而智能服务器能够按照通信协议经由智能网关、并经由智能设备901的RS232控制器与智能设备进行通?目。
[0057]随后就可以执行通信步骤。在通信步骤中，在完成智能网关配置步骤之后，智能设备901能够经由RS232控制器、经由智能网关向智能服务器发送数据，在数据从所述智能设备经RS232控制器转发到智能网关之时，由智能网关首先根据相应的智能网关配置文件来解析所发送的数据得到源数据包；随后，智能网关利用协议转换层分析得到数据包中的目的地址，并解析数据包的路由地址；随后，智能网关依据所选择的智能网关配置文件并依据数据包的路由地址，将数据包原协议描述内容删除，并代之以TCP/IP网络协议描述；将数据包的原数据格式转换成符合TCP/IP协议的格式；将转换后的数据按照符合TCP/IP协议层格式的方式组成TCP/IP数据包；由智能网关根据分析得到的目的地址将TCP/IP数据包发送到智能服务器的网络，通过智能服务器的网络的数据协议层、链路层、物理层解析之后转发给智能服务器。
[0058]虽然，以上以RS232控制器为例说明了本发明第一实施例的工作流程，但是应当明白，相同的方法也适用于支持DALI协议、RS485协议、RS232协议、CAN-BUS协议和Pr ο f i bu s协议之一的各种传感器和执行器。
[0059]例如，图6示出了一种DALI控制器，这种DALI控制器例如是OSRAM公司的DALIProfess1nal Controller。这种DALI控制器可以通过USB接口与服务器或网关建立连接，并且接受服务器或者网关的管理和控制。根据本发明，如果智能网关通过USB接口与DALI控制器连接，那么智能服务器就可以经由智能网关并通过DALI控制器获取各个电子镇流器(EVG)的状态。需要是，智能服务器也能够通过该DALI控制器调节各个电子镇流器，从而实现对如LED灯、气体放电灯和荧光灯这样的照明装置进行控制。然而，智能网关同时与大量设备或者说智能控制器连接，例如在控制数字电视时，智能网关可能与家用数字电视机顶盒(符合DVB-C、DVB-S、DVB-T、DVB-TH或DMMB等)连接；而在控制遥控插座或其他智能设备时，又需要连接其他的控制器。而智能网关的接口数量是有限的，如何充分利用有限的接口来控制尽量多的设备，也是本发明要应对的一个问题。
[0060]对此，本发明提出了在智能网关配置步骤中，利用集成在智能网关中的USB切换选通器、或者利用与智能网关相连接的USB切换选通器(参见图4和图5)来拓展可连接的设备数量。这种USB切换选通器为PCI板卡或Express-PCI板卡，由智能网关负责供电驱动。这种PCI板卡可以是32bit板卡或64bit板卡，其由智能网关的中央控制器经由PCI总线进行管理，同时由智能网关负责向其供电。USB切换选通器采用Express-PCI板卡是一个优选实施方式，这种优选实施方式的特点在于Express-PCI接口具有大功率的供电能力和大电流负载能力，便于驱动如DALI控制器这样的大功率器件。
[0061 ] 如图5所示，该USB切换选通器包括多个USB接口，如USBl、USB2和USB3，这些USB接口可以分别连接一个专用控制器，例如DALI控制器、RS232控制器、RS485控制器。这些USB接口也可以连接如WiFi无线网卡、红外线外接接口和USB-LAN适配器这样的外接网络适配器，用以实现与其他智能服务器的TCP/IP网络通信。虽然图中未示出，但是该USB切换选通器的USB接口也可以连接如打印机、USB存储设备、USB电源、USB键盘等外设。例如，USB切换选通器利用一个USB接口与图1所示的RS232控制器连接。支持USB接口的RS232控制器是已知的，本文不再讨论。相应地，支持DALI协议、RS485协议、RS232协议、CAN-BUS协议和Profibus等协议的USB控制器均为已知的，并且能够通过正常商业途径购买得到。这些USB控制器的驱动程序以及编程方法也均为现有技术，并且可以在大量文献中找到，因此通过USB接口与具体的控制器进行通信是可以实现的。
[0062]USB切换选通器还包括控制单元CPU、定时器、电源和数据开关。虽然图中未示出，但是该USB切换选通器也可以包括自身的存储单元和缓冲存储单元。在智能网关对USB切换选通器进行配置之后，控制单元CPU可以根据需要选通特定的通信接口，以便与特定控制器进行通信。例如，控制单元CPU根据智能网关的指令选通USB1，USB1与DALI控制器连接，此时智能网关就可以与DALI控制器进行通信，例如发送数据或接收数据。因此，使用者就可以通过智能服务器根据需要来调节某个房间的灯光，甚至整层楼层的灯光。
[0063]一般情况下，服务器或者说智能网关可以包括至少3个PCI插槽，也就是说可以安装多个PCI板卡，S卩，可以安装多个USB切换选通器，而每个USB切换选通器可以设置多个USB接口。通常，每个USB切换选通器在同一时刻仅选通一个USB接口，也就是说仅与其中一个智能设备控制器通信。在最简单的情况下，利用USB切换选通器中的定时器来选通数据开关和电源开关，从而可以以相同的时间间隔轮询各个接口的通信需求，并在需要时依据通信接口的空闲状态实现通信和控制功能。由于智能服务器通常不需要同时与大量设备并行通信，所以这种最简单的方式也能满足通过智能服务器来掌握各种智能设备的基本需要，例如可以满足智能家居的需要。而其优点在于廉价，易于实现。当然，智能服务器也能够根据需要经由智能网关控制USB切换选通器，从而选通特定USB接口，以便与特定智能设备控制器通信。例如，智能网关通过PCI总线向USB切换选通器的控制单元CPU发送指令，以便选通特定USB接口的数据开关和电源。随后，智能服务器经由智能网关并经由USB切换选通器的特定USB接口与特定控制器进行通信。反之，当某个智能设备经由其控制器向USB切换选通器发送请求之时，首先由USB切换选通器的控制单元CPU判断当前空闲状态，若当前USB切换选通器的状态为可用，则选通与该智能设备的控制器相连接的USB接口，从而允许智能设备经由其控制器与智能服务器进行通信。例如，传感器可以自动地实现数据的米集和备份。
[0064]根据本发明，在完成智能网关配置步骤之后，智能服务器能够经由智能网关、并经由智能设备专用控制器向智能设备发送数据。当然，也许还经由智能网关的USB切换选通器，并由USB切换选通器的控制单元CPU来控制相关的通信接口，如USBl。
[0065]根据本发明，在数据从智能服务器经智能网关、专用控制器转发到智能设备之时，首先智能服务器按照符合TCP/IP协议层格式的方式组成TCP/IP数据包，并通过智能服务器的网络的数据协议层、链路层、物理层将数据发送到智能网关；由智能网关根据数据包的目的地址来选择相应的智能网关配置文件，然后根据相应的智能网关配置文件来解析所发送的数据得到源数据包；智能网关接收到源数据包后，利用协议转换层分析得到数据包中的目的地址和源地址，并解析数据包的路由地址；随后依据所选择的智能网关配置文件并依据数据包的路由地址，将数据包TCP/IP网络协议描述删除，并代之以智能设备所支持的协议描述内容；然后由智能网关根据分析得到的目的地址按照智能设备所支持的协议将源数据包发送到智能设备。
[0066]例如结合图7来说明上述的通信过程。在图7中展示了 TCP/IP网络与RS485网络之间数据包的转换。当接收到的数据包来自TCP/IP网络，目的网络是RS485网络时，TCP/IP数据包通过协议转换层，解析TCP/IP数据包内容，然后转换成RS485数据包格式，通过RS485的数据协议层、链路层、物理层的解析之后传送到目的设备。其转换过程如图8所示。反之，当接收到的数据包来自RS485网络，目的网络为TCP/IP网络时，协议转换层把RS485数据包转换成TCP/IP数据包，通过TCP/IP网络的数据协议层、链路层、物理层解析后传送到TCP/IP网络设备上。在图7中还展示了 TCP/IP网络与RF网络之间的数据包转换。当接收到的数据包来自TCP/IP网络，目的网络是RF网络时，TCP/IP数据包通过协议转换层解析RF数据包，然后转换成RF数据包格式，通过RF的数据协议层、链路层、物理层解析之后传送到目的设备。当接收到的数据包来自RF网络，目的网络为TCP/IP时，协议转换层把数据包解析并转换成TCP/IP格式数据包，通过TCP/IP网络的数据协议层、链路层、物理层解析之后传送到目的设备。根据图7，如果RS485网络的设备需要与RF网络通信，那么均需要经由智能网关和智能服务器的控制和管理。也就是说，从RS485网络至TCP/IP网络再到RF网络，反之亦然。这是因为，本发明的智能服务器需要对全局进行综合管理，所有的控制指令均由智能服务器并结合智能网关进行控制。但是，利用本发明的智能网关事实上可以实现RS485网络设备与RF网络设备之间的直接通信。因此，这也属于本发明的保护范围。
[0067]下面结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8—起，综合说明本发明的一个实施例。在图1中，设备902连接在DALI控制器上。DALI控制器例如是OSRAM公司提供的DALI Profess1nal Controller,其具备USB接口和USB驱动程序,可以由PC机或服务器进行控制和编程。设备902例如是一个电子镇流器EVG，该电子镇流器EVG与荧光灯连接。图1中的设备902受到DALI控制器的管理。同时DALI控制器本身一方面可以接受手动控制，如利用开关。另一方面，DALI控制器也接受自动管理，经由智能网关由智能服务器进行管理，以便例如获得房间照明的状态，设定照明强度以及改变照明时间等等。在使用设备902之前，首先需要确定DALI控制器与智能服务器及智能网关的兼容性。尤其是与图5所示的USB切换选通器的兼容性。在确定兼容的情况下，在使用设备902时，可以将设备902连接在DALI控制器上，DALI控制器在检测到设备已连接的状态之后，首先确定设备902的类型，例如由飞利浦公司提供的电子镇流器型号HID-CV。随后，DALI控制器将控制器自身的特征码作为标识符经由智能网关发送至智能服务器，智能服务器将其特征码与DALI控制器型号一起存储在一个表单中，并存储在本地数据库中。随后，智能服务器将该表单中的特征码发送至云计算服务器并提出查询请求。如果云计算服务器进行查询之后证实，本发明系统支持该DALI控制器，则将该智能服务器与该DALI控制器型号一起存储在云存储空间的一个支持设备表单中。如果云计算服务器进行查询之后证实，本发明系统不支持该DALI控制器，则将该智能服务器与该DALI控制器型号一起存储在云存储空间的一个不支持设备表单中。在该设备902的DALI控制器可以得到智能系统支持的情况下，智能服务器接受该DALI控制器的注册请求，并且从云计算服务器获取针对该DALI控制器的通信协议，其中也包括该DALI控制器所在的通信接口(例如是图5所示的USB2)。随后，智能服务器对智能网关进行配置，设定通信协议和通信接口，例如规定通过其中一个特定USB切换转换器的特定接口 USB2与该DALI控制器进行通信。对此也可参见图3，该智能网关可以包括多个USB切换转换器，每个USB切换转换器可以分别通过USB接口连接多个智能设备专用控制器。由智能网关经由PCI总线对USB切换转换器的通信接口 USB1、USB2、USB3等进行控制。总而言之，本发明的智能网关利用在注册步骤、查询步骤、匹配步骤、设定协议步骤和智能网关配置步骤收集到的信息，精确规定了设备902及其DALI控制器的通信协议以及与智能网关连接的专用USB接口。因此，在后续通信中，不必费力地确定数据的源地址，而且也便于实现有序通信和管理。参见图6，当智能网关设定了用于DALI控制器的USB接口之后，结合之前各个步骤收集到的信息，尤其是来自云计算服务器的信息，就能够对DALI控制器进行管理，例如可以管理多达256个电子镇流器EVG，从而实现对256个各种照明设备的状态进行监控和管理。
[0068]以上虽然结合DALI控制器说明了本发明的一个实施方式，但是应当明白，本发明也可以以相同方式用于各种其他具备USB接口的控制器。
[0069]在本发明中，假如采用普通PC机来担任智能网关，通常PC机具有2至3个PCI插槽。在该智能网关中可以设置3个USB切换转换器，假如每个USB切换转换器具有5个USB接口，那么该智能网关能够利用USB切换转换器同时控制15个USB接口。与此对应，智能服务器通过该智能网关可以控制15个控制器。15个控制器分别可以连接多个传感器和/或执行器。对于智能家居系统而言，多达数百个智能设备已经足以满足普通用户需要。如果需要对系统进行拓展，还可以给智能服务器连接多个智能网关，实现分布式管理；也可以设置彼此连接的多个智能服务器(参见图1智能服务器A、B和C)。
[0070]本发明的优点包括:
1、由于在匹配步骤中云计算服务器按照与智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式将所发送的通信协议存储在云存储空间中；并且在当云计算服务器没有查找到与专用控制器标识符匹配的智能设备专用控制器型号之时，云计算服务器按照与智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式将与不支持有关的消息存储在云存储空间中。所以，本发明具备自适应能力，在新布置设定智能服务器之时，能够轻易地移植其他成功的配置方式，从而降低了配置成本，缩减了构建系统的时间。
[0071]2、与现有技术相比，在通信步骤中，由于采用了智能网关配置文件，因此预先已经掌握了具体智能设备的具体通信接口，因此省略了对源地址的解析，在降低智能网关负荷的同时，提升了工作效率。
[0072]3、在本发明中智能网关通过PCI总线来控制USB切换选通器，从而能够采用普通的PC机或服务器利用USB通信来轻易实现异构网络的通信和控制。虽然USB通信的数据吞吐量远低于光纤等通信方式，但是对于实现智能系统，尤其是智能家居控制系统而言，这样的通信方式足以承担底层设备所需要的数据流量。而且，USB切换选通器与支持USB的控制器联合使用，能够最小成本地实现智能系统。例如可以采用常见的Windows或Linux操作系统，结合具备USB功能的控制器并利用其驱动程序来实现对如RS485、RS232、DAL1、CAN-BUS和Profibus控制器的编程。
【权利要求】
1.一种基于云计算的异构网络的综合智能通信方法，该方法利用云计算服务器、智能服务器和智能网关，从而使得各个智能设备能够分别通过其专用控制器，经由智能网关与智能服务器交换数据以及借助于智能服务器执行各项功能，其中， 所述云计算服务器包括云存储空间，智能服务器能够利用至少两种通信方式在不同的物理位置存取所述云存储空间，在所述云存储空间中设有云存储数据库，所述云存储数据库能够按照与智能设备的标识符有关的方式存储所述智能设备的通信协议， 所述方法的特征在于，所述方法包括以下步骤: 注册步骤，其中，当一个智能设备经由其专用控制器连接至智能网关之时，由智能网关自动获取所述智能设备的专用控制器的标识符，并且所述智能网关将所述标识符连同注册请求一起发送给所述智能服务器，所述智能服务器将所述标识符按照与所述智能专用控制器相关的方式存储在本地数据库中； 查询步骤，其中，所述智能服务器将存储在本地数据库中的所述标识符发送至云计算服务器并且向所述云计算服务器提出查询请求； 匹配步骤，其中，所述云计算服务器响应于所述查询请求在所述云存储数据库中查找与所述标识符匹配的智能设备专用控制器型号，其中，当所述云计算服务器查找到与所述标识符匹配的智能设备专用控制器型号之时，则所述云计算服务器将与查找到的智能设备专用控制器型号匹配的通信协议发送到发起所述查询请求的所述智能服务器，所述云计算服务器按照与 所述智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式将所发送的通信协议存储在所述云存储空间中；而当所述云计算服务器没有查找到与所述标识符匹配的智能设备专用控制器型号之时，则将不支持所述智能设备专用控制器的消息发送至发起所述查询请求的所述智能服务器，并且所述云计算服务器按照与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式将与不支持有关的消息存储在所述云存储空间中；设定协议步骤，其中，当所述智能服务器接收到不支持所述智能设备的消息之时，则所述智能服务器拒绝所述智能设备专用控制器的注册；而当所述智能服务器接收到与查找到的智能设备专用控制器型号匹配的通信协议之时，则所述智能服务器按照与所述智能设备专用控制器相关的方式将所接收到的通信协议存储在本地数据库中； 智能网关配置步骤，其中，所述智能服务器从所述本地数据库中读取与所述智能设备专用控制器相关的通信协议，并且所述智能服务器据此生成智能网关配置文件并将其发送给所述智能网关，然后根据在匹配步骤中所接收到的通信协议并且按照与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式来配置所述智能网关，随后所述智能网关根据所接收到的智能网关配置文件来配置其接口，以便与所述智能设备专用控制器通信，从而所述智能服务器能够按照所述通信协议经由所述智能网关、并经由所述智能设备专用控制器与智能设备进行通信； 通信步骤，其中，在完成智能网关配置步骤之后，智能设备能够经由所述智能设备专用控制器、经由所述智能网关向所述智能服务器发送数据，在数据从智能设备经其专用控制器转发到所述智能网关之时，由所述智能网关首先根据相应的智能网关配置文件来解析所发送的数据得到源数据包；随后，所述智能网关利用协议转换层分析得到数据包中的目的地址，并解析数据包的路由地址；随后，所述智能网关依据所选择的智能网关配置文件并依据数据包的路由地址，将数据包原协议描述内容删除，并代之以TCP/IP网络协议描述；将数据包的原数据格式转换成符合TCP/IP协议的格式；将转换后的数据按照符合TCP/IP协议层格式的方式组成TCP/IP数据包；由所述智能网关根据分析得到的目的地址将TCP/IP数据包发送到所述智能服务器的网络，通过所述智能服务器的网络的数据协议层、链路层、物理层解析之后转发给所述智能服务器。
2.如权利要求1所述的综合智能通信方法，其特征在于，在完成智能网关配置步骤之后，所述智能服务器能够经由所述智能网关、并经由智能设备专用控制器向所述智能设备发送数据， 在数据从所述智能服务器经所述智能网关、所述智能设备专用控制器转发到智能设备之时，首先所述智能服务器按照符合TCP/IP协议层格式的方式组成TCP/IP数据包，并通过所述智能服务器的网络的数据协议层、链路层、物理层将数据发送到所述智能网关；由所述智能网关根据数据包的目的地址来选择相应的智能网关配置文件，然后根据相应的智能网关配置文件来解析所发送的数据得到源数据包；所述智能网关接收到所述源数据包后，利用协议转换层分析得到数据包中的目的地址和源地址，并解析数据包的路由地址；随后依据所选择的智能网关配置文件并依据数据包的路由地址，将数据包TCP/IP网络协议描述删除，并代之以智能设备所支持的协议描述内容；然后由所述智能网关根据分析得到的目的地址按照所述智能设备所支持的协议将源数据包发送到所述智能设备。
3.如权利要求1或2所述的综合智能通信方法，其特征在于，在所述云计算服务器接收到来自所述智能服务器的查询请求之时，在所述云存储空间中查找与由所述智能服务器发送的智能设备专用控制器的标识符和所述智能服务器两者有关的数据记录，当查找到的数据记录表明所述智能服务器与所述智能设备专用控制器彼此匹配之时，所述云计算服务器从所述云存储空间中按照与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式读取所发送的通信协议，并且将所述通信协议连同与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号相关的信息一起发 送至发起查询请求的智能服务器。
4.如权利要求1或2所述的综合智能通信方法，其特征在于，在所述云计算服务器接收到来自智能服务器的查询请求之时，在所述云存储空间中查找与由所述智能服务器发送的智能设备专用控制器的标识符和所述智能服务器两者有关的数据记录，当查找到的数据记录表明所述智能服务器与所述智能设备专用控制器彼此不匹配之时，所述云计算服务器从所述云存储空间中按照与所述智能服务器和智能设备专用控制器型号两者有关的方式从所述云存储空间中读取与不支持有关的消息，并且将所述与不支持有关的消息发送至发起查询请求的智能服务器。
5.如权利要求1或2所述的综合智能通信方法，其特征在于，在查询步骤中，所述云计算服务器在收到所述智能设备的标识符之后，首先在与所述智能服务器有关的智能设备专用控制器列表中查找所述标识符，仅当没有在与所述智能服务器有关的智能设备专用控制器列表中找到所述标识符之时，才在云存储数据库的智能设备专用控制器列表中执行查找。
6.如权利要求1至5之一所述的综合智能通信方法，其特征在于，在匹配步骤中，在发起查询请求的智能服务器收到不支持智能设备专用控制器的消息之后，所述智能服务器将所述消息报告给用户，并将不支持的智能设备专用控制器列入黑名单之中。
7.如权利要求1至6之一所述的综合智能通信方法，其特征在于，所述云计算服务器与所述智能服务器以加密方式进行数据传输。
8.如权利要求1至7之一所述的综合智能通信方法，其特征在于，在所述智能网关配置步骤中，所述智能网关利用智能网关配置文件来配置USB切换选通器，所述USB切换选通器集成在所述智能网关中和/或设置在所述智能网关中，其中，所述USB切换选通器为PCI板卡或Express-PCI板卡并且包括多个USB接口，各个USB接口分别连接在各个智能设备的专用控制器上， 在配置USB切换选通器的过程中，所述智能网关根据智能网关配置文件设定所述USB切换选通器的USB接口，以便将相应的智能设备专用控制器与所述USB切换选通器的其中一个USB接口一一对应起来，并且所述智能网关通过PCI总线来控制所述USB切换选通器，以便所述智能网关能够与相应的智能设备专用控制器利用唯一的接口进行通信，进而智能服务器能够经由智能网关、智能设备专用控制器与智能设备进行通信。
9.一种智能网关，所述智能网关包括协议转换层，所述协议转换层定义在数据链路层之上，所述协议转换层能够将符合下列协议之一的数据包转换成符合TCP/IP协议的数据包:DALI协议、RS485协议、RS232协议、CAN-BUS协议和Profibus协议，其特征在于，所述智能网关适用于执行如权利要求1至8之一所述的方法。
10.如权利要求9所述的智能网关，其集成有USB切换选通器或者设置有USB切换选通器，其特征在于，所述USB切换选通器集成在所述智能网关中和/或设置在所述智能网关中，其中，所述 USB切换选通器为PCI板卡或Express-PCI板卡并且包括多个USB接口，其中，用于智能设备的、具有USB接口的专用控制器分别能够与所述USB切换选通器的一个USB接口连接， 在配置USB切换选通器的过程中，所述智能网关根据智能网关配置文件设定所述USB切换选通器的USB接口，以便将相应的智能设备专用控制器与所述USB切换选通器的其中一个USB接口一一对应起来，并且所述智能网关通过PCI总线来控制所述USB切换选通器，以便与相应的智能设备专用控制器利用唯一的接口进行通信，进而智能服务器能够经由智能网关、智能设备专用控制器与智能设备进行通信。
11.一种智能服务器，其集成有如权利要求9或10所述的智能网关，所述集成有如权利要求8所述的智能网关的智能服务器能够与至少一个与其处于相同网络中的智能服务器协同配合。
12.—种智能系统，其包括如权利要求9或10所述的智能网关，所述智能系统适用于执行如权利要求1至8之一所述的方法。
【文档编号】H04L29/08GK104052766SQ201310079442
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2013年3月13日 优先权日:2013年3月13日
【发明者】陈滨, 王浩, 张雪芳 申请人:北京中科联众科技股份有限公司