一種物聯網控制器互通控制系統和方法

2023-07-09 18:07:46 3

一種物聯網控制器互通控制系統和方法
【專利摘要】本發明公開了一種物聯網控制器互通控制系統和方法。本方法：1）將一物聯網用戶的每一執行器註冊到物聯網標識服務平臺，生成該執行器的標識並建立其與對應控制器地址的映射關係；2）在每一執行器上設有其標識信息；3）該物聯網用戶通過控制端讀取待執行的執行器上的標識信息，並將其發送給平臺；4）平臺解析該標識信息，然後返回該執行器對應的控制器地址；5）控制端訪問返回的控制器地址，獲取控制器的控制交互文件並生成用戶控制界面；6）該物聯網用戶通過用戶控制界面，修改控制交互文件中參數的參數值並發送給該控制器；7）該控制器根據該控制交互文件對相應的執行器進行控制。本發明可實現不同廠家物聯網控制器之間的互通。
【專利說明】一種物聯網控制器互通控制系統和方法【技術領域】[0001]本發明涉及一種物聯網控制器互通控制系統和方法，屬於網絡通信【技術領域】。【背景技術】[0002]目前智能家居，智慧農業等領域都大量使用控制器來控制家電設備等執行器。但 是不同廠家的控制器和執行器之間由於通訊方式、控制協議、數據接口的不同，不能實現互 聯互通。如果需要實現手機等終端的遠程控制，目前的解決方案主要是每家的產品做一個 客戶端或者web頁面，如果一個家庭使用了不同廠家的家居控制系統就需要安裝不同的客 戶端或者訪問不同廠家的web頁面。這樣，本來是為生活帶來便利的智能家居系統，反而變 得繁瑣。[0003]目前，產業界試圖通過形成聯盟和標準化的方法，推進各種應用的互操作，例如 在家電通訊協議領域已經有如下幾種技術HAVi (Home Audio/Video interoperability) 標準；DLNA (Digital Life Net Association)數字生活網絡聯盟；0SGI (Open Service Gateway Initiative)開放式服務網關；IPv6標準在信息網絡家電中的應用；我國自主 研發的「信息設備資源共享協同服務」協議IGRS (Intelligent Grouping and Resource Sharing)。這些技術只解決了通訊層的互通，但並不能實現跨協議的互操作。並且短期內 這幾種技術也不可能有某一種佔據主導地位。因此，物聯網的控制領域，需要一種跨協議和 平臺的互通方案，方便用戶的使用。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的技術問題，本發明的目的在於設計一個物聯網控制器的互通 控制系統和方法，以該系統為基礎實現上層應用程式和不同廠家物聯網控制器之間的互 通。使得物聯網用戶能用通用用戶軟體統一控制和管理不同的控制器和被控設備。實現物 聯網應用便利化。[0005]本發明的技術方案為:[0006]一種物聯網控制器互通控制方法，其步驟為:[0007]I)將一物聯網用戶的每一執行器註冊到物聯網標識服務平臺，生成該執行器的 標識，並建立該標識與對應控制器地址的映射關係；其中，每一控制器控制一個或多個執行 器；[0008]2)在每一所述執行器上設有其標識信息；[0009]3)該物聯網用戶通過控制端讀取待執行的執行器上的標識信息，並將其發送給所 述物聯網標識服務平臺；[0010]4)所述物聯網標識服務平臺解析該標識信息，然後返回該待執行的執行器對應的 控制器地址給該控制端；[0011]5)該控制端訪問返回的控制器地址，獲取控制器的控制交互文件並生成用戶控制 界面；[0012]6)該物聯網用戶通過該用戶控制界面，修改控制交互文件中參數的參數值並發送給該控制器；
[0013]7)該控制器根據該控制交互文件對相應的執行器進行控制。
[0014]進一步的，所述執行器的標識信息為一二維碼；控制端通過攝像頭讀取二維碼標識息。
[0015]進一步的，所述標識信息為一兩段式標識信息，包括標準標識和物品標識。
[0016]進一步的，所述物聯網標識服務平臺先根據所述標準標識查詢物聯網標識服務平臺的名稱權威指針記錄，得到一正則表達式；然後解析該正則表達式得到控制器地址。
[0017]進一步的，所述執行器的標識信息為RFID碼；控制端通過RFID讀取器讀取RFID碼標識息。
[0018]進一步的，所述控制器根據該控制交互文件中的設備ID，定位出對應的執行器及通信協議；然後根據該控制交互文件內容調整該執行器的運行參數值。
[0019]進一步的，所述控制端為智慧型手機；所述控制交互文件為xml格式文件。
[0020]一種物聯網控制器互通控制系統，其特徵在於包括通過網絡連接的物聯網標識服務平臺、控制端、控制器和執行器；其中，每一控制器控制一個或多個執行器，物聯網標識服務平臺中存儲執行器的標識與對應控制器地址的映射關係；每一所述執行器上設有其標識信息，所述控制端上設有標識信息讀取器。
[0021]本發明的系統包括四個部分:物聯網標識服務平臺，控制端，控制器和執行器。執行器在物聯網標識服務平臺註冊，每一執行器具有一物聯網標識；物聯網標識服務平臺負責將執行器的物聯網標識解析到其對應的控制器地址。系統中只需要一個唯一的物聯網標識服務平臺。用戶應用程式是用戶統一操作各種物聯網控制器的帶有用戶界面的可運行於多個平臺的物聯網通用程序。用戶應用程式可以控制多個廠家的控制器，控制器和其控制的執行器之間可以使用IGRS、zigbee，DLNA等通訊協議。物聯網控制器控制一個或者多個執行器。執行器可以是家電，也可以是傳感器甚至水泵等大型設備。
[0022]本發明的技術方案包括以下步驟:
[0023]1.應用程式識別執行器標識，例如存入二維碼中的兩段式標識0001:001002003，該標識代表標準標識為0001，物品標識為001002003 ;該標識貼於執行器上，應用程式可以通過手機攝像頭讀取，並識別輸出0001:001002003。二維碼示例圖片如附圖1。如果標識是RFID，也可以將其貼在執行器的內部。
[0024]2.應用程式發送需要控制的執行器標識至物聯網標識服務平臺進行解析。解析過程如下:在以上一步驟的兩段式標識為例，其中標準標識取0001，物品標識取001002003。先以0001.tnsroot.cn查詢事先註冊於物聯網標識服務平臺的名稱權威指針(NAPTR)記錄，接收到正則表達式！~(.{3}) (.{3})(.{3})!\3.\2.\1.tnsroot.cn/!,此正則表達式表示該產品代碼具有3個欄位，各欄位長度分別為3、3、3位，取第三欄位即「003」作為產品代碼域名的第一部分，取第二欄位即「002」作為產品代碼域名的第二部分，取第一欄位即「001」作為產品代碼域名的第三部分，最後添加後綴tnsroot.cn」。最終轉換得到的產品代碼域名為:003.002.001.tnsroot.cn。
[0025]3.物聯網標識解析器查詢003.002.001.tnsroot.cn域名的名稱權威指針(NAPTR)，物聯網標識服務平臺返回執行器對應的控制器的地址(可以是IP也可以是URL)例如 218.241.111.15/003/device_control_file.xml。應用程式通過http 協議,例如使用http 協議的 GET 方法從 URL http://218.241.111.15/003/device_control_file.xml (控制器的地址)獲取控制器的控制交互文件。控制交互文件使用xml語言描述以下項目:
[0026]執行器名稱。執行器使用的通用名稱，如「我的微波爐」。
[0027]設備ID。設備ID和應用程式自動識別標識一致，並且保證在物聯網標識公共服務平臺註冊時唯一。
[0028]設備開關量描述。描述執行器開關量名稱，開關狀態。一個執行器可以有多個開關量，例如一個總的開關，和若干個分模塊的開關。例如抽油煙機的總開關，和左右兩個排風扇的開關。
[0029]設備參數調整動作描述。描述非開關量的參數調整動作。描述文件應包括參數名，調整方式(連續，步進，選項)，調整步長，當前值。
[0030]設備信息描述。顯示設備運行信息。內容包括信息名稱，當前值。如溫度，32攝氏度。
[0031]用戶應用程式保存接收到的設備控制交互文件。
[0032]應用程式根據設備控制交互文件的描述，生成面向用戶的控制界面。各描述符根據應用程式環境映射為相應UI控制項。
[0033]例如開關量在android 應用程式中映射為〈ToggleButton android:1d=〃@+id/tb"
[0034]

android:

android:



android: textOff 關」



/>
[0035]設備參數調整動作根據調整方式分別映射為滑動條、增減按鈕、多選框，同時顯示每一項的當前值。信息描述映射為text控制項，並顯示當前值。應用程式保存當前設備控制交互文件。用戶根據界面顯示進行更改，應用程式保存用戶改變後的設備控制交互文件。如果除設備信息描述外的信息和之前保存的文件不一致，發送該文件(或該文件的一部分)給控制器。例如使用http協議的POST方法,將文件device_control_file.xml發給http://218.241.111.15/003/。
[0036]4.控制器按照設備控制交互文件的內容，根據自定義邏輯執行相應動作。控制器根據用戶應用程式返回的設備控制交互文件中的設備ID，定位出其控制的哪個設備、以何種協議通信。並根據文件內容完成相應的設備開關，設備運行 參數調整。例如RID為001002003的標識號表示廠家001的002號控制器控制的設備003，若設備003和控制器之間採用433MHz無線通訊頻率，以ASK方式發送I為開，O為關，則控制器收到更新的設備控制交互文件轉換為相應數據發送即可實現用戶使用統一應用程式，操作不同廠家控制器，控制相應設備的目的。
[0037]與現有技術相比，本發明的優點:
[0038]1.實現應用程式和各種執行器之間的互通。[0039]2.保持各個廠家和協議各自開發的自由度，實現應用開發和控制器及執行器開發的分工合作。
[0040]3.實現不同廠家和設備用統一的控制程序進行控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]圖1為控制器二維碼標識；
[0042]圖2為物聯網控制器互通系統。
【具體實施方式】
[0043]實施例1用戶應用程式APPI在android手機平臺實現。物聯網標識服務平臺使用cnnic的物聯網標識公共服務平臺。控制器Cl為家電控制器，控制器Cl使用433MHz ask通訊自定義控制協議，控制燈泡LI的開關和亮度，同時控制電源插座Ul的開關。控制器C2為空調，其執行器和控制器在同一個設備上，其執行器記為C2 『。控制空調的開關和溫度，風速，方向調節。控制器C2通過內部指令控制空調執行動作。
[0044]控制器Cl廠家A在出廠時為LI分配唯一標識符0001:001002003, Ul分配唯一標識符0001:001002004。控制器C2為C2 『分配唯一標識符0002:0010001003。標準標識 0001 的 NAPTR 記錄註冊為:(.{3})(.{3})(.{3}) ! \3.\2.\1.tnsroot.cn/!。標準標識 0002 的 NAPTR 記錄註冊為! ~ (.{3}) (.{4}) (.{3}) !\3.\2.\1.tnsroot.cn/!。物品標識對應域名 003.002.001.tnsroot.cn 的 NAPTR 記錄註冊為 http://218.241.108.15/003/device_control_file.xml ；004.002.001.tnsroot.cn 的 NAPTR 記錄註冊為http://218.241.108.15/004/device_control_file.xml ；003.0001.001.tnsroot.cn 的NAPTR 記錄註冊為 http://218.241.108.16/003/device_control_file.xml。Cl 的 IP 為218.241.108.15，C2的IP為218.241.108.16。Cl，C2運行相應程序能響應http協議報文。
[0045]LI的控制交互描述文件:
[0046]

Ll</name〉
0001: 001002003


Lamp on off

off



Lamp light

continue
0-100

5 0



[0047]Ul的控制交互描述文件:[0048]U100〇1: 001〇02004plugin on offoff[0049]C2』的控制交互描述文件:[0050] C2 0002； 0010001003air controller on offoff[0051] air controller temperaturestep18-28 l2 6 air controller air speedcontinue1-10 2 air controller air directionc/name>optionup, down,horizontal horizontal [0052]C1，C2內部程序輪詢各自控制交互文件，解析其內容，執行相應動作。[0053]LI, Ul, C2貼印有其標識符內容的二維碼。[0054]APPl運行於adroid平臺的手機上，APPl從攝像頭獲取貼於LI，Ul, C2的二維碼圖像，解析出其標識符。以LI為例,Appl發起對域名0001.tnsroot.cn的NAPTR記錄查詢得到返回結果!~(.{3}) (.{3}) (.{3}) !\3.\2.\1.tnsroot.cn/!，用該返回結果對 001002003處理後，得到域名003.002.001.tnsroot.cn, APPl發其對該域名的NAPTR記錄查詢得到http://218.241.108.15/003/device_control_file.xml。Ul, C2 的標識分別進行同樣處理得到其註冊的控制器的IP和設備控制交互描述文件。
[0055]APPl使用http協議的GET方法獲取LI的設備交互描述文件。APPl根據設備交互描述文件生成用戶控制LI的界面，開關量映射為android控制項
[0056]
【權利要求】
1.一種物聯網控制器互通控制方法，其步驟為: 1)將一物聯網用戶的每一執行器註冊到物聯網標識服務平臺，生成該執行器的標識，並建立該標識與對應控制器地址的映射關係；其中，每一控制器控制一個或多個執行器； 2)在每一所述執行器上設有其標識信息； 3)該物聯網用戶通過控制端讀取待執行的執行器上的標識信息，並將其發送給所述物聯網標識服務平臺； 4)所述物聯網標識服務平臺解析該標識信息，然後返回該待執行的執行器對應的控制器地址給該控制端； 5)該控制端訪問返回的控制器地址，獲取控制器的控制交互文件並生成用戶控制界面； 6)該物聯網用戶通過該用戶控制界面，修改控制交互文件中參數的參數值並發送給該控制器； 7)該控制器根據該控制交互文件對相應的執行器進行控制。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述執行器的標識信息為一二維碼；控制端通過攝像頭讀取二維碼標識信息。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於所述標識信息為一兩段式標識信息，包括標準標識和物品標識。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於所述物聯網標識服務平臺先根據所述標準標識查詢物聯網標識服務平臺的名稱權威指針記錄，得到一正則表達式；然後解析該正則表達式得到控制器地址。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述執行器的標識信息為RFID碼；控制端通過RFID讀取器讀取RFID碼標識信息。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述控制器根據該控制交互文件中的設備ID，定位出對應的執行器及通信協議；然後根據該控制交互文件內容調整該執行器的運行參數值。
7.如權利要求1?6任一所述的方法，其特徵在於所述控制端為智慧型手機；所述控制交互文件為xml格式文件。
8.一種物聯網控制器互通控制系統，其特徵在於包括通過網絡連接的物聯網標識服務平臺、控制端、控制器和執行器；其中，每一控制器控制一個或多個執行器，物聯網標識服務平臺中存儲執行器的標識與對應控制器地址的映射關係；每一所述執行器上設有其標識信息，所述控制端上設有標識信息讀取器。
9.如權利要求8所述的系統，其特徵在於所述執行器的標識信息為一二維碼，所述讀取器為攝像頭；或者所述執行器的標識信息為RFID碼，所述讀取器為RFID讀取器。
10.如權利要求8或9所述的方法，其特徵在於所述控制端為智慧型手機。
【文檔編號】H04L29/08GK103581316SQ201310531145
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月31日 優先權日:2013年10月31日
【發明者】吳雙力, 田野, 孔寧, 沈爍 申請人:中國科學院計算機網絡信息中心