基于IAIDL的家庭网关设计与实现

术 中 各 类 信 息 家 电 的 注 册 管 理 、 控 制 管 理 及 状 态 管 理 等 基 本 服
务。按照 ＩＡＩＤＬ 规范书写的设备描述文件即 ＩＡＩＤＬ 文件由各家
创 电 厂 商 提 供 ， ＩＡＩＤＬ 的 原 料 信 息 则 由 用 户 远 程 操 作 不 同 种 类 信
息家 电 提 供。我 们 将 从 ＩＡＩＤＬ 中 提 取 出来 的 信 息 （ 以 一 种 易 记
（湖南师范大学） 李 文 博 刘 宏 朱 匆 刘 先 锋
ＬＩ Ｗｅｎ－ｂｏ ＬＩＵ Ｈｏｎｇ ＺＨＵ Ｃｏｎｇ ＬＩＵ Ｘｉａｎ－ｆｅｎｇ
摘要： 基 于 ＩＡＩＤＬ 提 出 了 一 种 信 息 家 电 的 家 庭 网 关 的 设 计 方 案 ， 主 要 用 于 远 程 监 控 智 能 家 居 。 方 案 加 入 了 ＩＡＩＤＬ 编 译 器 和 专
％％ Ｓ ： Ａ Ｂ ｛ｐｒｉｎｔｆ（＂Ｓ ｒｅｄｕｃｅｄ！ ＼ｎ＂）； ／／关 闭 数 据 库 ｃｌｏｓｅ＿ｄａｔａｂａｓｅ（）；｝ ； Ａ： Ｐ ＩＳ ＇＜ ＇Ｐ ＇＞＇｛／／提取设备名和设备类型 ｄｅｖｉｃｅ＿ｎａｍｅ ＝ ￥１； ｔｙｐｅ＿ｎａｍｅ＝￥３； ／／检 测 该 类 型 是 否 已 经 存 在 于 设 备 类 型 表 中 ｆｌａｇ＝ｃｈｅｃｋ＿ｔｙｐｅ（ｔｙｐｅ＿ｎａｍｅ）； ……；
作 规 则 匹 配 、比 较 得 到 判 断 结 果 ， 将 结 果 以 ＨＴＭＬ 页 面 形 式 反 馈到用户端， 专家协作系统推理正确后会调用与协作相关的信 息家电 ＡＰＩ 接口来实现信息家电间的智能协作。下列语句是几 个信息家电协作的规则。
Ｉｆ （电视机 ｏｎ） ｔｈｅｎ ＤＶＤ ｏｎ； Ｉｆ （门 打开） ＆ （ｔｉｍｅ＝１７：３０）， ｔｈｅｎ 灯 打开； ４．４ 嵌入式数据库 ＭｙＳＱＬｉｔｅ 设计及实现 家 庭 网 关 数 据 库 ＭｙＳＱＬｉｔｅ 中 包 含 有 三 种 类 型 的 数 据 表 ： 用户 信 息 表、协 作 规 则库 表 和 家电 信 息 表。用 户 信 息表 用 于 存 储用户名称和密码， 以保证家庭网关的使用安全。协作规则库 表用于存储可以智能协作的信息家电组信息， 以及家电之间协 作的动作及规则。家电信息表主要存储家电的运行状态数据， 主要与家电控制程序 ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、查询程序 ｑｕｅｒｙ 进行交互。下面 的代码主要说明在家庭网关应用程序中是如何将客户的注册 信息， 通过 ＣＧＩ 程序写入数据库文件 ＩＡ＿ｄｂ 中表 ｕｓｅｒｓ 中的。 ＃ｉｎｃｌｕｄｅ ＜ｓｑｌｉｔｅ．ｈ＞ ／／ 其它头文件略过 ２ ｓｑｌｉｔｅ ＊ｄｂ ＝ｓｑｌｉｔｅ＿ｏｐｅｎ （“／ｈｏｍｅ／ｌｉｗｅｎｂｏ／ｊｘ４４ｂ０／ｕＣｌｉｎｕｘ＿ｄｉｓｔ／ ｕｓｅｒ／ｍｙＳＱＬｉｔｅ／ＩＡ＿ｄｂ”，０７７７，＆ｅｒｒｍｓｇ）； ／／打 开 数 据 库 语 句 ｖｏｉｄ ｉｎｓｅｒｔ＿ｄｅｖｉｃｅ＿ｌｉｓｔ （ｃｈａｒ ＊ｔａｂｌｅ＿ｎａｍｅ， ｉｎｔ ｔｙｐｅ＿ｉｄ， ｃｈａｒ ＊ｄｅｖｉｃｅ＿ｎａｍｅ， ｉｎｔ ｄｅｖｉｃｅ＿ｉｐ） ／／用于处理新的信息家电注册信息， 将其插入 ＭｙＳＱＬｉｔｅ 中 ｛ ／／ｉｎｔ ｉ； ／／ｉ 为最新注册的信息家电 ｉｄ 号 ／／ｉ＝ｓｑｌｉｔｅ＿ｌａｓｔ＿ｉｎｓｅｒｔ＿ｒｏｗｉｄ（ｄｂ）＋１； ｐｒｉｎｔｆ（“／ｎ ｔａｂｌｅ＿ｎａｍｅ： ％ ｓ ｔｙｐｅ＿ｉｄ： ％ ｄ ｄｅｖｉｃｅ＿ｎａｍｅ： ％ ｓ ｉｐ： ％ｄ＼ｎ”，． ｔａｂｌｅ＿ｎａｍｅ， ｔｙｐｅ＿ｉｄ， ｄｅｖｉｃｅ－ ｎａｍｅ， ｄｅｖｉｃｅ＿ｉｐ）； ｑｒｙ ＝ｓｑｌｉｔｅ＿ｍｐｒｉｎｔｆ （“ＩＮＳＥＲＴ ＩＮＴＯ ｕｓｅｒｓ （ｔｙｐｅ＿ｉｄ， ｄｅ－ ｖｉｃｅ＿ｎａｍｅ， ｄｅｖｉｃｅ＿ｉｐ）” “ＶＡＬＵＥＳ（‘％ｄ’，ｕｐｐｅｒ（‘％ｑ’），’％ｑ’）”， ｔｙｐｅ＿ｎａｍｅ， ｔｙｐｅ＿ｉｄ， ｄｅｖｉｃｅ＿ｎａｍｅ， ｄｅｖｉｃｅ＿ｉｐ）； ｒｅｔ＝ｓｑｌｉｔｅ＿ｅｘｅｃ（ｄｂ，ｑｒｙ， ＮＵＬＬ， ＮＵＬＬ， ＆ｅｒｒｍｓｇ）； ｉｆ（ｒｅｔ！ ＝ＳＱＬＩＴＥ＿ＯＫ） ｛ ｐｒｉｎｔｆ（ｓｔｄｅｒｒ， ”ＳＱＬ ｅｒｒｏｒ： ％ｓ＼ｎ”，ｅｒｒｍｓｇ）； ｝ ｓｑｌｉｔｅ＿ｃｌｏｓｅ（ｄｂ）； ｝
ＢＯＡ 的 ＷＥＢ 服 务 。
４．２ ＩＡＩＤＬ 编译器设计及实现
ＩＡＩＤＬ 编译器模块将逐条解读事先由厂家按 ＩＡＩＤＬ 语 法 规
则描 述 的 信息 家 电 的 ＩＡＩＤＬ 文 件 ， 编 译器 将 ＩＡＩＤＬ 文 件 的 关 键
信息 提 取 出来 并 做 一 定 的 处 理 后 ， 结 果 存 储 到 ＭｙＳＱＬｉｔｅ 的 表
新 录 、存 储和 使 用 的方 式 表 示， 称 为 中 间信 息 ） 存 储在 网 关 上 的 数
据库中， 当用户对某设备发出操作请求时， 我们先根据数据库
中的相关信息在客户端生成一个相应的操作界面， 用于反映该
设备的状态和属性信息， 用户选择执行完某一具体操作后， 若
设备的状态和属性发生了变化， 数据库中相关数据表和客户机
格里， 以后远程用户端和设备之间将根据设备号通过网络经由
数 据 库 完 成 交 互 。 以 甲 公 司 生 产 的 某 品 牌 空 调 Ａ 为 例 ， 其 Ｉ－
ＡＩＤＬ 文件描述如下：
Ａ 空调 ｉｓ ＜关）；
ｅｎｕｍ ｓｔａｔｅ＝（左右扫风，上下扫风）；
［ａｔｔｒｉｂｕｔｅ： ‘厂家’］ｓｔｒｉｎｇ 甲公司；
术
用 户 在 远 程 监 控 端 （如 手 机 、万 能 遥 控 器）上 打 开 浏 览 器 ，
输 入 家 庭 网 关 的 外 部 ＩＰ 号 ， 经 权 限 确 认 后 浏 览 器 上 将 出 现 网
创 关主页面， 选择要控制或查询的家电设备， 或注册新家电， 然
后 填 写 ＨＴＭＬ 表 单 信 息 并 提 交 进 而 控 制 家 电 、 查 询 ＭｙＳＱＬｉｔｅ
［ａｔｔｒｉｂｕｔｅ： ‘功率’］ｓｔｒｉｎｇ ２００Ｗ；
［ｆｕｎｃｔｉｏｎ： ‘调 温 度 ’］ｖｏｉｄ ＳｅｔＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ （ｉｎ ｉｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
［［０，４０］］）；
［ｆｕｎｃｔｉｏｎ： ‘转换状态’］ｖｏｉｄ ＳｅｔＳｔａｔｅ（ｉｎ ｓｔａｔｅ ｏｏ）ｐｒｏｖｉｄｅｄ；
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嵌入式系统应用
基于 ＩＡＩＤＬ 的家庭网关设计与实现
Ｔｈ ｅ ｄ ｅ ｓ ｉｇ ｎ ｉｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｉｍ ｐ ｌｅ ｍ ｅ ｎ ｔｉｎ ｇ ｏ ｆ ｈ ｏ ｍ ｅ ｇ ａ ｔｅ ｗ ａ ｙ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＩＡＩＤＬ
新 中 家 电 状 态 信 息 及 注 册 新 用 户 。 目 前 ， ｕＣＬｉｎｕｘ 中 已 包 含 了
ＢＯＡ 的 源 代 码 ， 通 过 在 ｂｏａ．ｃｏｎｆ 和 ｍｉｍｅ．ｔｙｐｅｓ 文 件 中 修 改 网
页 存 放 的 路 径 以 及 ＣＧＩ 程 序 存 放 的 目 录 ， 实 现 在 ｕＣＬｉｎｕｘ 中
技
１ 引言
信息 家 电就 是 利 用电 脑 、电 信和 电 子 技术 与 传 统家 电 相 结 合的创新产品， 是为了使数字化与网络技术更广泛地深人家庭 生 活 而 设 计 的 新 型 家 用 电 器 。嵌 入 式 家 庭 网 关 是 信 息 家 电 所 处 的家庭信息网络的核心部分， 也是智能家居的心脏， 它被用来 连接信息 家 电 网络 和 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ 外 部网 络 ， 完 成内 外 网 络间 不 同 通信协议的转换及家庭内各信息家电之间的智能协作， 实现对 家电设备的智能管理和远程控制。图 １ 为该家庭网关的概要功 能示意图。
《Ｐ ＬＣ 技术应用 ２００ 例》
邮局订阅号： ８２－９４６ ３６０ 元 ／ 年 － ３５ －
嵌入式系统应用
中 文 核 心 期 刊 《 微 计 算 机 信 息 》（ 嵌 入 式 与 Ｓ ＯＣ ）２００８ 年 第 ２４ 卷 第 ８－２ 期
／／向 设 备 类 型 表 中 添 加 新 的 类 型 信 息 ｉｎｓｅｒｔ＿ｄｅｖｉｃｅ＿ｔｙｐｅ（＂ｄｅｖｉｃｅ＿ｔｙｐｅ＂，＂ｔｙｐｅ＿ｎａｍｅ＂，ｔｙｐｅ＿ｎａｍｅ）； ……； ｝；
家 协 作 系 统 ， ＩＡＩＤＬ 编 译 器 用 于 解 决 异 构 家 电 间 协 议 转 换 ， 专 家 协 作 系 统 用 于 家 电 协 作 。 并 介 绍 了 本 实 验 的 部 分 实 现 代 码 。
关键词： 智能家庭网关； ＩＡＩＤＬ 编译器； 专家协作系统
中图分类号： ＴＰ３１１
文献标识码： Ａ
Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ ａ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｐｒｏｊｅｃｔ ｏｆ ｈｏｍｅ ｇａｔｅｗａｙ， ｉｔ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅｍｏｔｅ ｍｏｎｉｔｏｒ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｐｐｌｉａｎｃｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ
ｈｏｕｓｅ． Ｉｔ ａｄｄｓ ｔｏ ｔｈｅ ＩＡＩＤＬ ｃｏｍｐｉｌｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｔ ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ， ｔｈｅ ＩＡＩＤＬ ｃｏｍｐｉｌｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ａｍｏｎｇ
［ｆｕｎｃｔｉｏｎ： ‘开关’］ｖｏｉｄ ＯｎＯｆｆ（ｉｎ ｓｗｉｔｃｈ ｏｏ）ｐｒｏｖｉｄｅｄ；
｝
４．３ 专家协作系统设计及实现
专家协作系统将信息家电的协作信息作为它的知识库存
储在嵌入式数据库中， 并通过自带的推理机对这些协作规则进
行推理， 用户如果需要选择信息家电间智能协作方式， 可以在
远程终端或客户端通过浏览器界面使用该系统， 由推理机对协
４ 智能家庭网关体系结构
智能家居网关是家庭信息网络的核心部分， 它被用来连接 整个家庭信息网络的中心控制服务器和内外网， 完成内外网络 间不同通信协议的转换及家庭内各信息家电之间的智能协作， 实现对家电设备的智能管理和远程控制。图 ３ 为该家庭网关的 体系结构。