一種數字家庭數據交換中間件的製作方法

2023-04-23 11:34:56 1

專利名稱：一種數字家庭數據交換中間件的製作方法
技術領域：
本發明屬於數字家庭網絡技術領域及數據交換領域，特別是涉及 一種數據交換的中間件。
背景技術：
中間件是一種獨立的系統軟體或服務程序，分布式應用軟體藉助 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，管理計算資源和網絡通訊，是連接兩個獨立應用程式 或獨立系統的軟體。相連接的系統，即使它們具有不同的接口，但通 過中間件，它們之間相互仍能交換信息。執行中間件的一個關鍵途徑
是信息傳遞，通過中間件，應用程式可以工作於多平臺或OS環境中。
而數字家庭是指以計算機技術和網絡技術為基礎，各種家電通過 不同的互連方式進行通信及數據交換，實現家用電器之間的"互聯互 通"，使人們足不出戶就可以更加方便快捷地獲取信息，從而極大提
高人類居住的舒適性和娛樂性，其包括四大功能信息、通信、娛樂 和生活。
交互式網絡電視(IPTV)、有線數位電視、機頂盒、電腦娛樂中心、 網絡電話、網絡家電、信息家電以及智能家居等，都是數字家庭的體 現。
數字家庭雖然包括上述各類功能的實現，但是這些數字家居互相 獨立，各自都需要相應的操作和設施。雖然現有的部分企業在做操作和設施的集成，但是因為沒有在所有的家居內共享數據，不能使所有 的家居相互協調工作，正是因為各個數字家居之間的數據並不是共享 的，所以這就需要一個共享的數據交換平臺來進行數據的交換和各個 數字家居的協調工作。

發明內容
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提出了一種新型的關於
數字家庭的數據交換中間件。
為了實現發明目的，採用的技術方案如下
一種數字家庭數據交換中間件，其特徵在於包含如下模塊
負責與用戶交互並且鑑權記錄用戶相關信息的用戶接入模塊；
負責相關數據提取的數據提取模塊；
負責各個部件數據緩存的數據緩存模塊；
負責處理接入數據並且進行轉發和調度的業務管理模塊；
負責存儲相關數據和記錄系統日誌運行的數據存儲模塊；
負責與各個終端網關進行通訊的網關接入模塊。
所述用戶接入模塊負責與用戶交互並且鑑權記錄用戶相關信息，
完成用戶的身份鑑權。
所述數據提取模塊用於提取家庭環境基本指標數據，在發送數據
之前，首先對要其做壓縮、加密的處理，收到數據後再作解壓縮、解
密處理。
所述數據緩存模塊中設置的信息緩存器的數量不少於具體實施 例的數字家庭中所有的終端數目。
所述業務管理模塊位於緩存模塊之上，負責對接入數據進行處理 並且進行轉發和調度。
所述技術方案中，各個中間件平臺操作都要記入日誌，日誌運行 信息和數據提取緩存在一定周期內要求與資料庫同步一次，該周期默 認一個小時，可根據需要設定。
所述網關接入模塊負責與各個終端網關進行通訊，將業務處理模 塊路由過來的數據轉發到相應的終端。
本發明的各個模塊所實現的功能具體如下
所述用戶接入模塊負責與用戶交互並且鑑權記錄用戶相關信息， 主要完成用戶的身份鑑權，通過用戶ID或用戶帳號來唯一標識一個 用戶的鏈路，本發明所述中間件是作為服務端監聽並響應用戶的連接 請求，用戶發送登錄用戶名及密碼後連接用戶接入模塊，用戶接入模 塊從數據存儲模塊中查詢用戶應用的註冊帳戶信息進行驗證，通過定 時發送鏈路檢測包測試鏈路的工作狀態，與用戶建立長連接；如果連 續發送3個鏈路檢測包，用戶沒有應答，則用戶接入模塊認為該鏈路 已失效，斷開該連接。
所述數據提取模塊用於相關數據提取，提取數據包括家用電器基 本指標數據的讀取結果、水電煤氣表的讀數、告警數據包括電力行業 的失壓欠壓、分流斷流、接線相序極性錯誤、越限和為實現一定的監 控和管理需求而需要的數據，以及各種數字家居的工作狀態包括該家 居的用電量、工作時間、空閒時間以及被哪個家居所調度。在發送數 據之前，首先對要發送的數據做壓縮、加密處理，在收到數據後再作
解壓縮、解密處理，最終把處理好的數據保存到數據存儲模塊。
所述數據緩存模塊用於緩存各個部件數據，用於將數據模塊的提
取數據緩存到緩存模塊；在進行數據運算、處理時，將產生的中間數 據緩存到緩存模塊，同時，日常的日誌，各個運行狀態的信息也是存 儲在數據緩存模塊中。
所述業務管理模塊位於緩存模塊之上，負責對接入數據進行處理 並且進行轉發和調度，實時從緩存模塊中提取接收到的數據，進入路 由後發送到網關接入模塊，與各主要模塊進行交互，這個模塊可以由 用戶定製從而完成用戶的個性化計劃，以完成用戶指定的各個模塊之 間的協調工作。
所述數據存儲模塊負責對相關數據進行存儲及對系統日誌運行 進行記錄，用於存儲用戶信息，用戶所做的修改、刪除操作實時寫入 數據存儲模塊；同時，對其它信息定時提取並按天、周、月、年進行 統計，通過數據存儲模塊，用戶可以方便地在線建立和修改報表的格 式和內容，用戶修改的內容被自動地標識，報表的內容可以被方便地 列印、查詢，各個數字家居每天的運行狀況也記錄在數據存儲模塊中， 方便査詢各個數字家居的調度情況。
所述網關接入模塊負責與各個終端網關進行通訊，將業務處理模 塊路由過來的數據轉發到相應的終端，終端接收到信息後按信息內容 做出相應的處理和響應。
本發明的技術特點主要體現如下
1、可以以一個同一的網關和不同的終端進行通訊
數字家庭中有不同的各類終端，通常是一個家居就對應一個現有 終端，但是這些終端在數據通訊方面沒有相應的統一訪問的形式。而 本專利所描述的網關可以實現各個採集終端以統一的數據訪問形式 通訊，從而實現各個終端和中間件系統的信息交互。
2、 各個終端之間交互直接是透明的
雖然各個終端之間交互通過中間件進行，但是各個終端之間交互 約定相應的接口，所以通過接口進行交互的各個終端可以透明的提交 相應的請求進行協調工作，而不需要知道中間件的各個詳細的交互細 節。
3、 具備良好的擴展性
本發明給出的是按功能劃分的模塊設計，在遵循整個架構上下文 約束的情況下，可以靈活配置實現各個模塊。如轉發調度模塊可以採 用新的規則或者策略進行調度，並且可以通過用其他的分析策略來更 換原有的策略，以達到提高速度或減少資源開銷的目的。 4、支持終端動態擴張，各個數字家居部件協調工作
本發明中給出的中間件平臺可以使各個終端之間協調工作，並且 支持整個中間件平臺的終端數量的動態擴張，從而保證並發工作和資 源的優化利用，達到實現更加人性化數字家居環境的目的。


圖1為本發明的內部結構示意圖2為本發明的一個實施例結構示意具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步的說明。
本發明的內部結構示意圖如附圖1所示，包括用戶接入模塊、數 據提取模塊、數據緩存模塊、業務管理模塊、數據存儲模塊、網關接 入模塊。
所述用戶接入模塊負責與用戶交互並且鑑權記錄用戶相關信息，
主要完成用戶的身份鑑權，通過用戶ID標識或用戶帳號來唯一標識 一個用戶的鏈路。本發明所述數字家庭數據交換中間件作為服務端監 聽並響應用戶的連接請求，用戶發送登錄用戶名及密碼後連接用戶接 入模塊，用戶接入模塊從數據存儲模塊中査詢用戶應用的註冊帳戶信 息進行驗證，通過定時發送鏈路檢測包測試鏈路的工作狀態，與用戶 建立長連接；如果連續發送3個鏈路檢測包，用戶沒有應答，則用戶 接入模塊認為該鏈路已失效，斷開該連接。
所述數據提取模塊用於相關數據提取，提取數據包括家用電器基 本指標數據的讀取結果、水電煤氣表的讀數、告警數據包括電力行業 的失壓欠壓、分流斷流、接線相序極性錯誤、越限和為實現一定的監 控和管理需求而需要的數據，以及各種數字家居的工作狀態包括該家 居的用電量、工作時間、空閒時間以及被哪個家居所調度。在發送數 據之前，首先對要發送的數據做壓縮、加密處理，在收到數據後再作 解壓縮、解密處理，最終把處理好的數據保存到數據存儲模塊。
所述數據緩存模塊用於緩存各個部件數據，用於將數據模塊的提 取數據緩存到緩存模塊；在進行數據運算、處理時，將產生的中間數
據緩存到緩存模塊，同時，日常的日誌，各個運行狀態的信息也是存 儲在數據緩存模塊中。
所述業務管理模塊位於緩存模塊之上，負責處理接入數據並且進 行轉發和調度，實時從緩存模塊中提取接收到的數據，進行路由後發 送到網關接入模塊，與各主要模塊進行交互，該模塊可以由用戶定製 從而完成用戶的個性化計劃來完成用戶指定的各個模塊之間的協調 工作。
所述數據存儲模塊負責對相關數據進行存儲或者對系統日誌運 行進行記錄，用於存儲用戶信息，用戶的修改、刪除操作實時寫入數
據存儲模塊；同時，對其它信息定時提取並按天、周、月、年進行統 計，通過數據存儲模塊，用戶可以方便地在線建立和修改報表的格式 和內容，用戶修改的內容會被自動地標識，報表可以被方便地列印、 查詢，各個數字家居每天的運行狀況也記錄在數據存儲模塊中，方便 查詢各個數字家居的調度情況。
所述網關接入模塊負責與各個終端網關進行通訊，將業務處理模 塊路由過來的數據轉發到相應的終端，終端接收到信息後作出相應的 處理和響應。
本發明的一個實施例結構示意圖如附圖2所示，數字家庭中有多 個終端，這些終端有熱水器、電視、電燈、空調、洗衣機等等，甚至 還有為其他業務服務的伺服器，它們可以獨立地工作，但是終端通過 網關接入後，經過交換機接入到中間件數據交換平臺，那麼，各終端 的狀態和基本信息都由該平臺統一管理，使各終端協調工作，並將處
理的結果存放到數據存儲設備上，用戶可以方便地在線建立和修改報 表的格式和內容，報表的內容可以方便地列印、查詢，由此實現數字 家庭各個電器之間協同工作和穩定的數據交換，並支持整個中間件平 臺的終端數量的動態擴張，方便了數字家庭的管理和控制。
這裡有兩種形式， 一種是由各個終端提供的主動調用請求，舉例
說明，比如某家庭所能承受的功率為3000w，所以電熱水器和燒水壺 不能一起工作，當燒水壺工作完成後它需要通過自己的網關調用熱水 器開始工作，同樣電熱水器工作後，可以開啟中央空調進行工作，這 樣在電壓方面就不會有過載的現象發生。
還有一種是由中間件直接發起的，主動調用終端進行工作，舉例 說明，比如當一個房間的溫度過高的時候將自動開啟空調，然後就自 動關閉該房間的風扇系統。
而完成這些協同工作需要通過中間件的數據提取模塊對各個家 居的進行數值狀態提取，然後根據目前的調用請求需要緩存相應的數 值，把這些數值緩存在數據緩存模塊，供其他的模塊動態調用。
業務管理模塊根據各個調用請求把相應的數據和請求代碼動態 的發送到相應的終端網關，各個終端網關根據請求的代碼和所承載的 數據進行相應的終端處理，以這樣的形式形成各個終端的協調工作， 對於各個終端來說，只需要知道自己的網關和請求的代碼就可以了， 不需要了解整個傳遞和協同工作過程。
而中間件主動調用方式則是直接調用相應的終端，往相應的終端 網關發送請求代碼，這裡就涉及當每動態增長一個終端加入到這個中
間件的時候，只要進行一次調用請求就可以動態記錄該終端信息，然 後由中間件分配給該終端一個特定識別號，並且將這些信息與其他連 接中間件的各個終端進行同步，以便以後各自進行調用，但是通過數 據轉換，呈現給用戶的還是各個終端的具體名字，與具體設計的識別 號無關，根據中間件發送的代碼和數據就可以進行相應的終端調用和 控制，從而實現中間的中控和各個終端的調度。
權利要求
1、一種數字家庭數據交換中間件，其特徵在於包含如下模塊負責與用戶交互並且鑑權記錄用戶相關信息的用戶接入模塊；負責相關數據提取的數據提取模塊；負責各個部件數據緩存的數據緩存模塊；負責處理接入數據並且進行轉發和調度的業務管理模塊；負責對存儲相關數據和記錄系統日誌運行的數據存儲模塊；負責與各個終端網關進行通訊的網關接入模塊。
2、 根據權利要求1所述的一種數字家庭數據交換中間件，其特徵在 於所設置的用戶接入模塊負責與用戶交互並且鑑權記錄用戶相關信 息，完成用戶的身份鑑權。
3、 根據權利要求1所述的一種數字家庭數據交換中間件，其特徵在 於所設置的數據提取模塊用於提取家庭環境的指標數據，在發送數據 之前，首先對其做壓縮、加密處理，收到數據後再作解壓縮、解密處 理。
4、 根據權利要求1所述的一種數字家庭數據交換中間件，其特徵在 於所設置的數據緩存模塊中設置的信息緩存器的數量不少於具體實 施例的數字家庭中所有的終端數目。
5、 根據權利要求1所述的一種數字家庭數據交換中間件，其特徵在 於所設置的業務管理模塊位於緩存模塊之上，負責處理接入數據並且 進行轉發和調度。
6、 根據權利要求1所述的一種數字家庭數據交換中間件，其特徵在 於所述技術方案中，各個中間件平臺操作都要記入日誌，日誌運行信 息和數據提取緩存在一定周期內要求與資料庫同步一次，該周期默認 一個小時，可根據需要設定。
7、根據權利要求1所述的一種數字家庭數據交換中間件，其特徵在 於所設置的網關接入模塊負責與各個終端網關進行通訊，將業務處理 模塊路由過來的數據轉發到相應的終端。
全文摘要
本發明提供一種數字家庭數據交換中間件，包括用戶接入模塊、數據提取模塊、數據緩存模塊、業務管理模塊、數據存儲模塊、網關接入模塊。通過各模塊之間的作用，實現數字家庭各個電器之間協同工作和穩定的數據交換，支持整個中間件平臺的終端數量的動態擴張，方便了數字家庭的管理和控制。
文檔編號H04L12/56GK101360034SQ200810198649
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月19日 優先權日2008年9月19日
發明者寧 劉, 葉均傑, 王建民, 羅笑南, 翟福俠 申請人:中山大學