基于XML的信息家电控制系统设计 - 全文

　　引言

　　信息家电是信息技术与传统消费类家电技术相结合而产生的新一代家用电子产品。信息家电是以计算机为平台，集声、光、图像于一体的一种家用电器。它既不是计算机，也不是传统的家电，而是集计算机的某些功能、视听功能、通信功能、上网功能于一体的新型家电。信息家电实质上就是电脑化的家电，是兼顾人们日常生活多种需要(如娱乐、教育、通信、上网、理财等)而开发的新产品。

　　如何实现信息家电的互操作与即插即用，成为信息家电的主要研究方向。

　　1 信息家电控制结构

　　对信息家电的控制存在3种方式：集中控制，远程控制，万能遥控。集中控制，是以家中电脑作为控制中心，在电脑上能查看到所有家电的运行状态信息，能根据需要通过图形化操作方式对信息家电进行控制。远程控制，即当你在外工作或归家途中可以通过办公室电脑或者PDA设备对家中电器运行状态信息查看，也可以对家电进行想要的操作。万能遥控，是通过特殊设计的万能遥控器对信息家电进行控制。

　　不管采用何种方式对信息家电的进行控制，首先要定义好信息家电接口，所谓接口主要包括了信息家电的状态属性和操作功能，其次要定义好控制命令包，各种控制方式根据要进行的操作形成控制命令包，并发送到家庭网络中，各家电监听各自端口，一旦收到发送给自己的控制命令包就予以解析执行。本文采用XML作为信息家电接口与控制命令的描述语言，给出了一种基于XML的信息家电控制的解决方案。如图1所示。

　　

 

　　信息家电生产商提供信息必须做到在信息家电设备中内驻XML描述的接1：3定义文件，用户将信息家电设备联人家庭网络中，信息家电主动将接口定义文件在集中控制设备(网关)中注册，并存人嵌入式数据库中。集中控制能根据接口定义生成控制命令控制已注册的各个信息家电设备。

　　万能遥控与远程控制在原理上是一致的，只是通信方式不同，万能遥控一般是通过无线实现与集中控制的通信，远程控制一般是通过互联网实现与集中控制的通信。

　　两者都首先从集中控制获取信息家电的接口定义，由内置的控制命令生成器生成控制命令发送到集中控制，由集中控制转发至信息家电。最终由信息家电内置的控制命令解释器解释执行其控制命令。

　　2 信息家电接口定义

　　通过XML对家电设备接口进行了简单的定义，其头节点为IA，IA节点下包括4个子节点，分别表示设备名、设备属性、设备状态、设备操作集。这4个节点是固定的，但是这些节点之下包含些什么节点，就会因为家电设备的不同，家电生产商的不同而不同。如：

　　

 

　　

 

　　其中IAName表示设备名称，Attribution表示设备属性集合，例如生产商、保修日期等。Status表示该设备有哪些状态名，例如空调有电源开关、温度、湿度、风力、是否扫风等。控制设备可以通过这些节点的内容得到设备的状态信息。Operation表示该设备可以进行哪些操作，例如空调有提高或者降低温度、湿度、风力、开关电源等。

　　接口定义文件由生产商提供，集中控制只需要对其注册即可。当然，生产商可以根据发展的需要，对其信息家电产品的接I=1定义可以进行扩充，以满足安全等方面的需要。

　　3 控制命令定义

　　为了能够描述控制命令信息以及能被解析执行，通过XML我们定义了规范的控制命令包。控制中心或者遥控器对某家电设备进行操作后即生成如下格式的控制命令包：

　　

 

　　根节点为Command，其下有TolP，FmmIP，Time，Ope—rationName，OperafionValue 5个节点。TolP表示要发送给哪个设备，FmmlPI/IJ表示由谁发出，Time是发出命令的时间，后面两个节点分别是要执行的操作名和操作参数。本例即是对IP为192.168.0.125的设备进行温度增加2度的操作。这里的设计只是对基本功能的模拟， 由于XML的良好扩展性，控制命令包可以进行扩充。

　　4 集中控制

　　在集中控制方式下，控制中心中保存有已注册的信息家电的接I=1定义，这样，它可以通过轮询方式以更新设备状态信息，或当设备状态改变时主动通知控制中心。在控制中心，用户可以查看现在所有设备的信息，可以图形化操作对设备进行控制，这时控制中心调用命令生成器将用户的操作打包成XML格式控制数据包，并发送到家庭局域网中。连接在家庭局域网上的信息家电设备将能够在其接收控制包端I=1监听接收到控制命令包，这时只有被操作的家电设备才会调用内置的命令解析器对控制数据包进行解析并予以执行，这样就完成了对家电设备的控制。

　　5 遥控器控制

　　在遥控方式下，可以通过遥控器完成对家电设备的控制。目前，不同的家电设备就有不同的遥控器，彼此间不兼容。现在设想一种对所有设备都有控制作用的遥控器，这种遥控器具有一定的存储功能，存有被控制设备的设备接口文件，要控制的时候通过菜单选出要控制的设备已经要进行的操作，遥控器内置的命令产生器将根据选择生成命令包，并通过无线网络发送至控制中心。

　　6 远程控制

　　当你在上班的时候，或者在归家途中，想要控制家中的信息家电，就需要远程控制。你可以通过PC或者PDA实现对家中电器的状态查看以及操作控制。怎么实现远程控制呢?一般可通过客户端与家庭网关互联通信来实现。也可以对家电的各种操作以及信息查看作为一个服务发布，引入WebJlt务的概念，再对请求的对象加上提交证书的限制，这样可以保证只有拥有合法证书的用户才能对自己的家电进行操作，还可以进行扩展以满足其他更详细的要求。当前WebHt务技术正在深入研究和广泛应用，比传统的Socket通信，WebBt务带来的灵活性和松散耦舍性将远程控制调用得更方便更灵活，更具扩展性。

　　7 总结

　　设计目的在于提出一种智能家居的实现方式，并对其进行模拟以深入了解其可行性以及优缺点。关键在于对设备接口的定义，控制命令的定义，以及在这些定义的基础上对其解析进行操作。