专利名称：一种数字家居集成开发系统及平台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数字家庭的产品开发领域，特别是涉及数字家庭产品互联互通的开发环境。
背景技术：
随着信息化的普及，家庭拥有电脑、家电逐渐增多，同时随着人们居住环境的改善，各种电脑、家电之间的通信、合理的布线这些需求也越来越强烈。另一方面，多家居状况及行车娱乐需求的出现，使得家用设备的概念外延更加宽泛，家用环境越来越复杂，面向3C的数字家居是一个动态的环境，新设备加入到家庭网络里，可以被其它在网络中的设备识别，同时它也可以发现其它设备，并能相互协调工作。这个数字家居包含有不同设备生产商制造的用途不同的信息家电，这些信息家电的硬件结构与嵌入式操作系统各不相同。
为了实现3C的融合，相关标准的制订也纷纷涌现。由英特尔、飞利浦、IBM、惠普、微软等17家消费电子行业巨头发起的DLNA、以日本厂商为主的ECHONET和国内的闪联(IGRS)、e家佳。多种标准的产生，使得终端产品商可以选择不同的标准来实现互联互通的功能。
然而，专门开发数字家庭应用程序的公司，为这些不同标准的信息家电开发通用的应用软件并不简单，因为家庭网络环境中的资源构成非常复杂，不仅有采用不同操作系统、协议栈和硬件体系的设备，还有网络中被使用的软件成员，这样就对设计信息家电以及家庭网络软件的开发人员造成了很大的困难，如何使开发人员可以忽略各种不同设备的底层信息，如何在设计家庭网络分布式应用使用通用接口，这就必须在家庭网络应用的开发中引入更新的开发平台。
另一方面，设备生产商的产品开发出现问题如何能快速、高效地开发出符合特定标准的产品，他们需要一个集成的开发和测试平台，以加快产品开发的速度，提高测试的水平。
迄今为止，与互联网相连的各种智能设备之间的相互交流与双向控制，远程控制和监测等都缺乏一个统一业务支持的集成开发和测试平台。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一个实现数字家居产品的集成开发与测试平台。
本发明解决技术问题的所提供的数字家居集成开发平台包括三大功能模块客户端模块、服务控制模块和功能实现模块，其中功能实现模块是整个平台的核心模块，作为一个独立的数字家居集成开发系统，其主要作用是完成应用程序的开发，包括根据用户应用情景描述，分析出用户所要实现的要求的应用分析模块；根据应用分析模块分析出的结果，从平台数据库中调出能实现这些功能要求的已有模块，并进行分析组合，得到一系列的功能模块的智能方案模块；针对智能方案模块分析出的功能模块，从构件库中调用不同的构件以实现各个功能模块的公用构件库模块、用于屏蔽分布式环境的复杂性和异构性，建立分布式软件模块之间的互操作机制中间件模块；管理实现3C互联互通互操作的各种协议栈并供应用分析模块调用的协议栈模块；供用户做应用软件界面之用的界面设计模块；以及把公用构件库模块、中间件、协议栈和界面连编为一个整体的连接模块。
更进一步的是本发明的数字家居集成开发平台还包括情形测试模块，实现对所开发的应用程序与应用情景的测试。
本发明所提供的数字家居集成开发平台另一个显著特点是通过该平台对不同的3C融合标准进行管理，提供开发经验的积累，提供不同应用情景的测试，降低了开发数字家居系统的难度和开发与维护的费用，缩短了开发周期。
此外，由于平台提供了覆盖各种数字家居设备的共性构件库和个性构件库，用户通过平台进行简单的交互操作与编程能开发各类数字家居应用系统。友好的统一用户界面及其灵活的构造机制，满足不同用户的界面需求。
图1是本发明数字家居集成开发平台功能模块结构图；图2是本发明数字家居集成开发平台的功能实现模块；图3是本发明应用实例的应用情景图；图4是本发明数字家居集成开发平台基于相同协议的互联互通互操作系统结构图；图5是本发明数字家居集成开发平台基于不同协议的互联互通互操作系统结构图；具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施方式一，请参阅图1，数字家居集成开发平台10主要由三大功能模块构成，包括客户端模块12、服务控制模块14和功能实现模块16。该平台10可采用webservices的方式实现用户分布式访问。
客户端模块12直接面对使用本系统的用户，它有两个功能，一是把服务控制模块14返回结果显示给用户查看，二是把外设连接起来，负责对外设的数据采集，并作简单的处理后向服务控制模块14汇报。该模块是一个客户端，用户不需要添加额外的软件就能在浏览器上观看到服务控制模块14返回的结果。为了完成对外设的连接控制及数据采集功能。客户端通过一个数据采集卡18与所有的外设进行连接。数据采集卡是可将客户端的控制信息发送给与其连接的各个外设，也提供多种接口供外设连接到客户端，并把外设发送给客户端的数据整理为统一的格式再往客户端传送。
服务控制模块14作为功能实现模块16与客户端模块12的连接中介，对网络、终端、远程程序进行管理，提供连接程序，并对仿真结果进行出错行为分析等，对用户运行环境进行管理、对保密数据加密，负责把客户端的请求信息整理为特定格式后发给功能实现模块16，同时将功能实现模块16执行的信息进行格式处理，把结果返回到客户端12。
请参阅图2，功能实现模块16是整个平台的核心模块，其是一个独立的数字家居集成开发系统，主要作用是完成应用程序的开发，包括有应用分析模块21、智能方案模块22、公用构件库模块23、中间件模块24、协议栈模块25、界面设计模块26及连编模块27。功能实现模块16作为一个独立的软件层，将应用软件与底层硬件和操作系统隔离开，对操作系统和驱动程序定义统一接口，同时对应用程序也定义了统一接口，从而使应用软件与依赖于硬件的驱动层软件分隔开来，使应用软件不依赖于具体的硬件平台，并且可以对不同的应用程序和逻辑进行更好的控制和处理。
应用分析模块21受用户按平台要求输入的应用情景描述。根据应用情景描述，分析出用户所要达到的要求，包括软件的功能要求、运行的硬件平台、操作系统和实现互连互通互操作所用的协议。
智能方案模块22根据应用分析模块21分析出的结果，从平台数据库中调出能实现这些功能要求的现有模块，并进行分析组合，得到一系列的功能模块。该过程是一个交互学习的过程。用户可以对组合分析的结果进行人工修正以达到更优的效果。该模块在用户调整的过程中将学习用户的调整思路，重新调用相关功能模块，调整组合，实现用户新的业务需求，并保存调整结果，以备后用。
公用构件库模块23包含有一个构件库，该构件库是一个开放可扩充的数据库，包含有实现各种功能的公用构件。用户可以修改已有的构件，也可以增添自己的构件，所修改的构件与增添的构件由该用户管理。该模块针对智能方案模块22分析出的功能模块，从构件库中调用不同的构件以实现各个功能模块。
中间件模块24用于屏蔽分布式环境的复杂性和异构性，建立分布式软件模块之间的互操作机制，有效地解决分布、异构环境下的软件设计的复杂性。它从各种信息家电不同的硬件体系结构、操作系统和网络接入中抽象出一种逻辑上的通信能力，并通过其APIs接口为上层的家庭网络应用程序提供一系列服务，用于帮助建立和配置家庭网络中分布式应用服务程序。
协议栈模块25用于管理实现3C互联互通互操作的各种协议栈并提供应用分析模块21调用。
界面设计模块26供用户做应用软件界面之用，用户可以调用现有的界面模板，也可以自己重新设计。用户通过将设计好的软件配置不同的界面可以移植到不同的设备上使用。
连编模块27是把公用构件库模块、中间件、协议栈和界面连编为一个整体，构成实现特定功能的应用软件。
本发明的数字家居集成开发平台10还可以通过增加一应用情景测试模块，该模块包括有多种的应用测试情景，主要是提供整个软件连编完成后测试之用。
为了更好的理解本发明，现提供本发明数字家居集成开发平台10应用实例一。
下面以在手机上开发一个软件采用的是IGRS协议栈，用于控制家中一个采用IGRS协议栈的智能电灯，并把这个软件移植到PDA上为例子，说明这个平台的应用流程。
Step1.用户在客户端登陆服务器，并把被控制的电灯通过数据采集卡18连接到客户端的PC机上。
Step2.用户把要开发的软件按平台的要求描述清楚，通过应用分析模块21分析出软件的功能要求、运行的硬件平台、操作系统和实现互连互通互操作所用的协议。
Step3.智能方案模块22根据应用分析模块21分析出功能要求，从平台数据库中调出能实现这些功能要求的已有模块，并进行分析组合，得到一系列的功能模块。
Step4.公用构件库模块23针对智能方案模块22分析出的功能模块，从构件库中调用不同的构件以实现各个功能模块。
Step5.中间件模块24根据应用分析模块21分析出的软件运行的硬件平台和嵌入式操作系统生成中间件以屏蔽硬件和嵌入式操作系统的不同，对构件提供统一的接口。
Step6.协议栈模块25根据应用分析模块21分析出软件所采用的协议栈，提供不同的协议栈。
Step7.用户在界面设计模块26里的选择合适的模板，然后进行修改以满足自己所需的界面。
Step8.连编模块27把公用构件库模块、中间件、协议栈和界面连编为一个整体。
Step9.用户从应用情景测试模块调出一些测试情景，并可以作一些修改。测试后，用户将会得到详细的测试结果。用户调用的测试情景参阅如图3所示通过手机32分别控制实物电灯36和虚拟电灯34。实物灯泡是在Step1中接到平台上的，虚拟灯泡则是用户通过设置一些灯泡参数在平台上虚拟出来作测试之用。用户可以通过在客户端的浏览器对已经设计好的软件进行测试。并在软件上直接操作，进行开(关)灯、调节亮度测试。软件既可以对接在客户端上的实物电灯36进行控制，也可以对由本平台虚拟的电灯34进行操作。软件运行的是IGRS协议栈，而实物电灯运行的也是IGRS协议栈，这两个不同的协议之间，对于用户而言是透明的。
Step10.用户只需要将应用软件模块时得到的运行硬件平台和操作系统改动为PDA的硬件平台和操作系统。其余就跟上面的步骤一样。重新编译后的软件就可以被移植到PDA上了。
为了更进一步的理解本发明，现提供本发明数字家居集成开发平台10应用实例二。
以下以基于相同协议的设备实现互联互通互操作应用，请参阅图4，要实现设备A与设备B之间的基于IGRS协议的互联互通互操作。平台功能实现模块16需要配备核心协议模块162，核心协议模块12主要是运行不同的实现3C融合的协议栈，该部分是系统的核心部分，负责接收来至服务控制模块14的请求命令，根据具体的协议栈，进行处理运算，再把处理结果以特定的格式返回给服务控制模块14，环境配置实现过程如下Step1设备A181与设备B182都通过数据采集卡18连接到客户端12上。客户端12感知到这两个设备已经接入，并分别向它们发出获取设备信息的命令。
Setp2.设备A与设备B接到客户端12发出的命令后，将其设备信息通过数据采集卡18发送到客户端12。
Step3客户端12把采集到的设备A与设备B的信息后，将其发给服务控制模块14，服务控制模块14把设备信息转发到功能实现模块16中的IGRS协议模块，IGRS协议模块根据得到的设备信息生成按IGRS协议规定的设备报文，并创建设备A与设备B的服务进程，这两个进程间根据SSDP(简单服务描述协议)协议，完成相互发现。
Step4IGRS模块把设备A与设备B的服务信息报文发送到服务控制模块14，服务控件模块14根据该报文信息生成相应的html文件返回给客户端12。客户端12再把设备A的服务信息发送给设备B，同时，把设备B的服务信息发送给设备A。
Step4.设备A根据得到的设备B的服务信息，可以向设备B发出互操作的请求。设备A发送互操作请求，通过数据采集卡18传送到客户端12，客户端12再转到服务控制模块14，服务控制模块14把这个请求发送到功能实现模块16中IGRS协议模块，IGRS协议模块中设备A的进程根据请求信息生成请求互操作报文并发送给设备B的服务进程。设备B的服务进程接受到请求互操作报文后，通过客户端12向服务控制模块14发出响应该请求的命令，服务控制模块14把该命令生成相应的html返回给客户端12，客户端12把命令发给数据采集卡18，采集卡18把命令转发到设备B，设备B执行这个命令，进行相应的操作，并把操作结果返回客户端12，客户端12把操作结果最终返回到IGRS模块中的设备A的服务进程，设备A再把这个操作结果经由服务控制模块14、客户端12和数据采集卡18，最终传送到设备A。至此，设备A完成对设备B的一次服务请求。设备B也可以按同样的过程向设备A发送请求。
对于各种互联互通互操作协议既有相似之处也有不同的地方，并不是全部的兼容。本发明的数字家居集成开发平台10通过在功能实现模块16中增加协议转换模块166，用于实现各种不同的互联互通互操作协议栈的转换。协议转换模块对于兼容的部分可以进行转换，不兼容的地方给出智能提示。
基于不同协议的互联互通互操作，请参阅图5，客户端A上连接有设备A181与设备B182，现在要实现设备A基于DLNA协议与设备B基于IGRS协议的互联互通互操作。实现过程如下Step1设备A与设备B都通过数据采集卡18连接到客户端12上。客户端12感知到这两个设备已经这接入，并分别向它们发出获取设备信息的命令。
Setp2设备A与设备B接到客户端12发出的命令后，将其设备信息通过数据采集卡18发送到客户端12。
Step3客户端12采集到的设备A与设备B的设备信息后，将其发给服务控制模块14，服务控制模块14把设备信息转发到IGRS协议模块162和DLNA协议模块164，IGRS协议模块162和DLNA协议模块164根据得到的设备信息生成按协议规定的设备报文，并创建设备A与设备B的服务进程，这两个进程间根据SSDP协议，完成相互发现。
Step4IGRS协议模块162和DLNA协议模块164分别把设备A与设备B的服务信息报文发送到服务控制模块14，服务控件模块14根据些报文信息生成相应的html返回给客户端12。客户端12再把设备A的服务信息发送给设备B，同时，把设备B的服务信息发送给设备A。
Step5设备A根据得到的设备B的服务信息，可以向设备B发出请求互操作的要求。设备A发送互操作要求，通过数据采集卡18传送到客户端12，客户端12再转到服务控制模块14，服务控制模块14把这个请求发送到IGRS协议模块162，IGRS协议模块162中设备A的进程根据请求信息生成请求互操作报文并发送给协议转换模块166，协议转换模块166再把请求互操作报文发送给设备B的服务进程。设备B的服务进程接受到请求互操作报文后，向服务控制模块14发出响应这个请求的命令，服务控制模块14把这个命令生成相应的html返回给客户端12，客户端12把命令发给数据采集卡18，采集卡18把命令发到设备B，设备B执行这个命令，进行相应的操作，并把操作结果返回客户端12，客户端12把操作结果最终返回到IGRS模块162中的设备A的服务进程，设备A再把这个操作结果经由服务控制模块14、客户端12和数据采集卡1 8，最终传送到设备A。至此，设备A完成对设备B的一次服务请求。设备B也可以按同样的过程向设备A发送请求。
本发明的数字家居集成开发平台是家庭数字多媒体终端系统的软件开发平台，为家庭数字多媒体终端应用提供运行环境和软件接口。作为家庭数字多媒体终端软件系统中的一个独立的软件层，将应用软件与底层硬件和操作系统隔离开，对操作系统和驱动程序定义统一接口，同时对应用程序也定义了统一接口，另外对常规家庭数字多媒体终端业务和增值业务也提供统一接口。从而使应用软件与依赖于硬件的驱动层软件分隔开来，使应用软件不依赖于具体的硬件平台，并且可以对不同的应用程序和逻辑进行更好的控制和处理。
本发明的数字家居集成开发平台能对不同的3C融合标准进行管理，提供开发经验的积累，提供不同应用情景的测试，降低了数字家居系统的开发难度和开发维护的费用，缩短了开发周期。用户通过平台进行简单的交互操作与编程可开发各类数字家居应用系统。由于平台提供了覆盖各种数字家居设备的共性构件库和个性构件库，用户可以由平台开发出满足各类数字家居应用开发要求的应用系统；友好的统一用户界面及灵活的构造机制满足了不同用户的界面需求。
权利要求
1.一种数字家居集成开发系统，包括如下功能模块应用分析模块，用于根据用户对应用情景描述，分析出用户所要实现的功能要求；公用构件库模块，用于管理并存储实现各种特定功能的公用构件；中间件模块，用于屏蔽分布式环境的复杂性和异构性的，建立分布式软件模块之间的互操作机制；协议栈模块，用于管理实现家用设备互联互通互操作的各种协议栈，及连编模块，用于将各种功能模块连编为一个整体，构成实现特定功能的应用软件。
2.如权利要求1所述的一种数字家居集成开发系统，其特征在于该系统进一步包括智能方案模块，用于根据应用分析模块分析出的结果，从系统数据库中调出能实现这些功能要求的现有模块，并进行分析，组合成实现特定功能的模块。
3.如权利要求1所述的一种数字家居集成开发系统，其特征在于所述协议栈模块进一步包括一协议转换模块。
4如权利要求1至3所述的一种数字家居集成开发系统，其特征在于该系统进一步包括界面设计模块。
5.一种数字家居集成开发平台，包括三个功能模块构成，包括客户端模块、服务控制模块和功能实现模块，特征在于所述功能实现模块是一种数字家居集成开发系统，包括应用分析模块、智能方案模块、公用构件库模块、中间件模块、协议栈模块及连编模块。
6.如权利要求5所述的一种数字家居集成开发平台，其特征在于所述协议栈模块进一步包括一协议转换模块。
7.如权利要求5或6所述的数字家居集成开发平台，其特征在于该平台进一步包括情形测试模块，实现对所开发的应用程序与应用情景的测试。
全文摘要
本发明提供一种数字家居集成开发系统及平台，所述数字家居集成开发系统，包括应用分析模块、智能方案模块、公用构件库模块、中间件模块、协议栈模块及连编模块。数字家居集成开发平台包括客户端模块、服务控制模块和功能实现模块三个功能模块。更进一步是该平台包括情形测试模块，实现对所开发的应用程序与应用情景的测试。本发明所提供的数字家居集成开发平台一个显著特点是通过该平台对不同的3C融合标准进行管理，提供开发经验的积累，提供不同应用情景的测试，降低了开发数字家居系统的难度和开发与维护的费用，缩短了开发周期。
文档编号H04L29/06GK101035115SQ20061003428
公开日2007年9月12日 申请日期2006年3月9日 优先权日2006年3月9日
发明者张勤 申请人:深圳Tcl工业研究院有限公司