《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》是中山大學於2006年4月13日申請的發明專利，該專利申請號為200610034962，公布號為CN1852272A，專利公布日為2006年10月25日，發明人是羅笑南、湯子成。
《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》包括實時事件通道、WEB伺服器、查找伺服器、設備註冊信息庫，中間件通過事件的形式使得各個設備可互聯及相互協調操作，實現了數字家庭設備的統一管理及高智慧型化高自動化功能。
2010年11月15日，《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法
- 公布號：CN1852272A
- 公布日：2006年10月25日
- 申請號：200610034962
- 申請日：2006年4月13日
- 申請人：中山大學
- 地址：廣東省廣州市新港西路135號
- 發明人：羅笑南、湯子成
- 代理機構：廣州粵高專利代理有限公司
- 代理人：禹小明
- Int.Cl.：H04L12/66（2006.01）I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
隨著單個家庭設備基本實現自動化，人們開始研究家庭網路設備的自動化，即將家庭設備聯成網路，通過家庭網路來對單個家庭設備進行控制和操作，使其更加簡單易用。雖然單個家庭設備都比較完善，但是作為一個整體，就顯得非常欠缺智慧型。首先是各個設備自成體系，相互之間缺少聯繫，不能協調工作，甚至還會互相干擾。其次就是用戶界面不統一，用戶操作過程複雜等。
2006年4月之前已有的技術是將家庭設備聯成網路，由計算機來集中控制。但是這種方法的缺點顯而易見，一是，網路中的家庭設備並沒有實現真正的互操作，所以不能實現智慧型化和自動化；二是，由於家庭設備過於依賴計算機來控制，一旦計算機出現故障或者沒開機，就不能進行控制了。
在數字家庭網路技術領域中，家庭網關的基本功能是用來支持內部設備之間的通信和家庭網路與Internet之間的協同工作。在家庭網路內部，不同的套用對應許多不同的協定，家庭網關必須支持這些協定，包括：IEEE1394，X-10，Lon Work，Bluetooth等。IEEE1394協定用來為數字音頻和視頻服務；X-10，LonWork協定用來控制家庭中的設備；Bluetooth則用於設備的無線連線。另一方面，家庭網關還連線著內部網和Internet。
而計算機技術中的中間件則是一種獨立的系統軟體或服務程式，分散式套用軟體藉助這種軟體在不同的技術之間共享資源。中間件位於客戶機/伺服器的作業系統之上，管理計算資源和網路通訊。中間件運行於多種硬體和OS平台，支持分散式計算，提供跨網路、硬體和OS平台的透明性的套用或服務的互動功能，支持標準的協定和標準的接口。
隨著數字家庭正成為全球的發展趨勢，消費者對家庭設備的性能要求和在使用上的便捷性都大大提高，希望能夠便捷地控制家庭設備和享受智慧型生活逐漸成為消費者的基本要求。如何將家庭設備連線並且可以進行相互操作，並能讓用戶如瀏覽網頁一樣方便的對自己家裡的設備進行控制的技術具有廣泛的前景，該發明正是通過在數字家庭網關中內嵌中間件結構的方式來實現。
發明內容
專利目的
《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》的目的在於克服2006年4月之前技術的不足，提供一種嵌入於數字家庭網關中的可使得整個家庭網路設備通過相同接口統一起來，並具有更高智慧型化及自動化的中間件。該發明的另一目的在於提供一種基於發明目的一的中間件的數字家庭網路設備互聯及互操作的方法。
技術方案
《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》採用的技術方案如下：
一種套用於家庭網路的中間件，可嵌入於數字家庭網關中，包括：與數字家庭網關的設備接口連線的實時事件通道；存儲家庭網路設備的註冊及管理信息的設備註冊信息庫；使數字家庭網路所在區域網路與外部網路連線的WEB伺服器，所述WEB伺服器與實時事件通道相互連線；分別與實時事件通道、設備註冊信息庫和WEB伺服器相互連線的查找伺服器。
構成該發明的中間件的模組具體如下：
所述實時事件通道通過事件形式接收及傳送信息。該發明的中間件用一個實時事件通道來支持實時服務，由於家庭網路中的所有信息都是用事件來傳輸的，所以中間件中的每個軟體單元都有事件接收器或者事件傳送器。結合2006年4月之前的中間件結構，事件類型由傳送者地址、接收者地址和事件名稱以及事件的優先權組成。一個實時事件通過事件通道傳送到目的地。當一個事件被觸發時，首先分辨事件的類型，通常包括網路事件或內部事件，如果是網路事件，則這個事件被翻譯為一個網路信息包；如果是一個內部事件，則這個事件就沒有必要去翻譯。接下來是確定這個事件的優先權。在這個確定過程中，該發明通過設備註冊信息庫中的註冊信息來確定這個事件的優先權。確定優先權後，事件將被放入一個佇列中，等待傳送。
所述查找伺服器通過註冊程式為用戶提供設備的信息和管理服務。為了管理一個設備，查找伺服器首先為這個設備分配一個地址，然後把這個設備的信息和狀態數據存儲到設備註冊信息庫中。因此當一個用戶請求這個設備狀態信息或者控制接口時，查找伺服器就從設備註冊信息庫中把這些信息讀取出來提供給用戶。
所述設備註冊信息庫用來保存已連線的設備的狀態信息和控制接口。但設備第一次登入的時候，該設備的信息就被保存在設備註冊信息庫。當用戶需要調用的時候，這些信息就會被返回給用戶或者相應的設備。當網路中的設備信息動態地改變，設備註冊信息庫中的信息也會被更新。
所述WEB伺服器也通過事件驅動的方式在數字家庭網路及外部網路之間傳送信息。WEB伺服器在家庭網路中起一個內部網和外部網之間的網關作用。WEB伺服器也是通過事件驅動的方法來起作用的。因此，用戶的一個請求被變成為一個適合家庭網路的事件，然後在把這個事件傳送給其它的軟體模型。當WEB伺服器接收到這個請求，它就把這個請求轉化為相應的家庭網路事件。這個轉化後的事件通過事件通道被傳送給查找伺服器。查找伺服器分析這個事件，並且從註冊信息庫中請求這個設備的控制接口然後查找伺服器把這個控制接口信息打包為一個事件返回，並把它傳送給WEB伺服器。最後這個包含控制接口的事件被WEB伺服器鑑別，並由WEB伺服器傳送給WEB瀏覽器。用戶這時就可以在WEB瀏覽器上看到所請求設備控制接口信息，並且可以進行操作。
為了實現發明目的二，採用的技術方案如下：
一種基於中間件的家庭網路設備互聯互操作方法，包括設備管理方法及設備互操作方法兩大部分；所述設備管理方法通過查找伺服器將新增加的設備的信息保存於設備註冊信息庫中，並為新增加的設備動態分配一個網路地址；所述設備互操作方法通過實時事件通道接收請求端的操作請求，並通過查找伺服器選定可回響該操作請求的設備，將設備信息通過WEB伺服器返回至請求端，使得請求端與該設備直接連線。
上述技術方案中，所述實時事件通道通過事件形式接收及傳送信息。所述設備註冊信息庫保存已連線於家庭網路中的設備的狀態信息和控制接口。而所述WEB伺服器也通過事件驅動的方式在數字家庭網路及外部網路之 間傳送信息。WEB伺服器通過傳送包含設備的控制接口的事件至請求端，實現請求端與設備的連線。由於家庭設備觸發的是異步事件，所以中間件結構要求用於通信的設備也是基於事件驅動方法的。因此家庭網路中間件的所有任務都是基於事件產生者和事件消費者之間關係的模型。中間件的任務就是接收、處理和傳送一個事件。家庭設備的控制命令和狀態信息被封裝在一個事件中傳送給接收者。通過本發明的實時事件通道、查找伺服器、設備註冊信息庫、WEB伺服器共同協作，實現了事件的接收、傳送及處理全過程。
改善效果
《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》的優點在於使用了中間件技術，提供應用程式伺服器和低智慧型設備的通信信道，使設備之間實現真正的互聯互操作，使用戶的操作更加“傻瓜”化，使得家居生活更簡便，具體可分為如下三點：
（1）具有統一完整的架構，可以將數字家居的整個網路環境統一起來；
數字家居里的設備及基於設備的套用非常繁雜，2006年4月之前市面上的產品只是提供簡單的解決方案，例如機頂盒，它只能將PC和電視連線起來，實現PC和電視上的應用程式的簡單融合，而對於不同廠家製造的機頂盒，套用開發商還得開發不同的套用。不僅如此，對於其他設備上的套用，如冰櫃、空調等，根本無法共享各自的信息和服務。該發明的中間件可以融合整個數字家居的設備上的應用程式。
（2）提供統一的接口，連線多種不同的數字家電設備；
通過嵌入在家庭網關上的中間件可以向各種數字家電提供同一的接口，並同時擔任控制和收集各個設備信息的功能。使家庭設備具有在家庭網路中宣布 自身存在的能力，家庭設備可以自動註冊，成為整個數字家居的一員，也可以發現家庭網路中的其他設備。這樣，家庭網路中的任何一員，都可以共享其他成員的服務，而不用考慮作業系統和硬體體系的不同。
（3）實現數字家庭網路更高的智慧型化與自動化。
各種設備可通過中間件實現相互聯接及相互操作，比如當電話響時，話機可傳送訊息控制電視減小聲量，還可以通知用戶。這一系列操作只需要根據先前定義好的策略進行則可，無須用戶干預，是真正的智慧型化和自動化。家庭設備各個套用可以相互描述自身所獨具的功能，並且可以相互之間查詢、理解所具有的功能；不同形式、內容的套用可以在中間件的控制下，訪問和控制其他設備的套用，從而真正實現無縫互操作。
附圖說明
圖1為《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》的中間件結構示意圖；
圖2為該發明添加設備的流程圖；
圖3為該發明設備互操作的流程圖。
權利要求
1、《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》其特徵在於包括：與數字家庭網關的設備接口連線的實時事件通道；存儲家庭網路設備的註冊及管理信息的設備註冊信息庫；使數字家庭網路所在區域網路與外部網路連線的WEB伺服器，所述WEB伺服器與實時事件通道相互連線；分別與實時事件通道、設備註冊信息庫和WEB伺服器相互連線的查找伺服器。
2、根據權利要求1所述的套用於家庭網路的中間件，其特徵在於所述實時事件通道通過事件形式接收及傳送信息。
3、根據權利要求1或2所述的套用於家庭網路的中間件，其特徵在於所述WEB伺服器通過事件驅動的方式在數字家庭網路及外部網路之間傳送信息。
4、一種基於中間件的家庭網路設備互聯互操作方法，其特徵在於包括設備管理方法及設備互操作方法兩大部分；所述設備管理方法通過查找伺服器將新增加的設備的信息保存於設備註冊信息庫中，並為新增加的設備動態分配一個網路地址；所述設備互操作方法通過實時事件通道接收請求端的操作請求，並通過查找伺服器選定可回響該操作請求的設備，將設備信息通過WEB伺服器返回至請求端，使得請求端與該設備直接連線。
5、根據權利要求4所述的設備互聯互操作方法，其特徵在於所述設備管理方法中，其特徵在於所述實時事件通道通過事件形式接收及傳送信息。
6、根據權利要求4或5所述的設備互聯互操作方法，其特徵在於所述設備管理方法中，設備註冊信息庫保存已連線於家庭網路中的設備的狀態信息和控制接口。
7、根據權利要求6所述的設備互聯互操作方法，其特徵在於所述設備互操作方法中，WEB伺服器通過事件驅動的方式在數字家庭網路及外部網路之間傳送信息。
8、根據權利要求7所述的設備互聯互操作方法，其特徵在於所述設備互操作方法中，所述WEB伺服器通過傳送包含設備的控制接口的事件至請求端，實現請求端與設備的連線。
實施方式
《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》的中間件結構示意圖如附圖1所示，包括直接與設備互動的實時事件通道，與internet連線的WEB伺服器，查找伺服器以及設備註冊信息庫，所述查找伺服器分別與實時事件通道、WEB伺服器和設備註冊信息庫連線，所述WEB伺服器還與實時事件通道連線，而所述查找伺服器通道註冊程式將新增加的設備信息寫入設備註冊信息庫中。
該發明的設備互聯及設備互操作方法具備包括設備管理及設備互操作兩 大塊，該實施例通過在家庭網路中新增加印表機來說明設備管理的流程，具體如附圖2所示，印表機在插入接口後，自檢並向家庭網關傳送登入請求。此時實時事件通道收到以事件表示的登入請求信息，並把“登入”事件傳送給查找伺服器處理。查找伺服器啟動註冊程式，將印表機的產品信息和控制接口保存在註冊信息庫，並由查找伺服器動態分配一個地址返回給印表機，設備添加完成。
該實施例的設備互操作流程如附圖3所示，用戶在觀看數位電視的時候，很喜歡某個畫面，想把它列印下來。只要調到該畫面，並暫停，然後選擇列印即可。此時內嵌於數字家庭網關中的中間件中的實時事件通道接受到該列印事件，分析事件類型，把事件的源地址，目標地址，事件名發給查找伺服器。查找伺服器在設備註冊信息庫中查找可供列印設備的地址，找到後，則將印表機的控制接口返回。通過WEB伺服器將控制接口傳送至數位電視中，使得數位電視可直接與印表機互動，接下來就可以列印了。
榮譽表彰
2010年11月15日，《套用於家庭網路的中間件及設備互聯互操作方法》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。
