一种控制家庭成员对数字家电访问使用权限的装置及方法

摘要

一种控制家庭成员对数字家电访问使用权限的装置。本发明属于数字家庭设备控制技术领域，特别是涉及一种在数字家庭网络中用来控制家庭成员对家庭中数字家电的访问、使用权限的装置。该装置包括位于数字家庭控制中心的中心主控模块，位于各个数字家电的终端控制模块，以及每个家庭成员所持有的用户配置模块。通过本发明，户主可以在数字家庭中方便的为各个合法用户设置使用权限，防止用户的不正当使用和误操作，实现较好的管理功能。

权利要求

1、一种控制家庭成员对数字家电访问使用权限的装置，其特征在于： 该装置包括中心主控模块，终端控制模块和用户持有的用户配置模 块；

所述中心主控模块包括配置信息读取及解析模块、权限分配及控 制模块、命令发送及反馈接收模块；中心主控模块作为整个装置的核 心处理单元用于读取并处理用户配置信息，分配用户权限，控制显示 权限信息，接收家电的反馈信息并做处理，并且实现用户对权限配置 信息的设置功能；

所述终端控制模块为整个装置的执行部分，由电源及访问控制单 元，命令处理单元和异常检测单元构成；终端控制模块通过终端控制 模块中的芯片处理命令信息，然后控制家电进入相应状态，并对中心 主控模块报告状态；

所述用户配置模块为用户持有，用于存储用户权限信息，以及用 户与中心主控模块之间的简单交互；在本发明中用户配置模块是指智 能卡类设备，包括USB-KEY，IC卡和RFID。

2、根据权利要求1的控制家庭成员对数字家电访问使用权限的装置， 其特征在于所述中心主控模块位于数字家庭控制中心当中或者直接 与数字家庭控制中心连接，通过连接于数字家庭控制中心的智能卡读 取设备与用户配置模块连接，读取用户配置模块中的用户基本信息用 于通过与数字家庭控制中心连接的显示设备提供给用户信息，读取权 限信息获得用户的等级来显示个性化操作界面，读取相应权限的电器 控制信息来生成终端控制模块执行的命令。

3、根据权利要求1或2的控制家庭成员对数字家电访问使用权限的 装置，其特征在于所述中心主控模块还包括支持默认控制策略和用户 配置策略，当用户没有使用用户配置模块初始化配置信息时，中心主 控模块会根据默认控制策略控制电器的使用权限，用户选择默认配置 策略为全开，全闭，停止权限控制或是自动权限控制。

4、根据权利要求3的控制家庭成员对数字家电访问使用权限的装置， 其特征在于所述终端控制模块由电源及访问控制单元，命令处理单 元和异常检测单元构成；电源及访问控制单元负责对由命令处理单元 解析的命令进行执行，实现权限控制；异常检测单元则负责监控实施 权限控制时发生的异常反馈给中心主控模块。

5、根据权利要求1或2的控制家庭成员对数字家电访问使用权限的 装置，其特征在于所述用户配置模块和中心主控模块进行信息的交 互，中心主控模块支持接受配置信息的更改，这种更改信息是来自用 户遥控器的输入信息，或是数字输入设备的输入信息，中心主控模块 通过统一用户界面保证用户的输入合法。

6、使用权利要求1的装置控制家庭成员对数字家电访问使用权限的 方法，其特征包括用户信息读取与配置，权限分配控制及信息反馈两 个流程：用户信息读取与配置流程包括：

用户使用个人所拥有的用户配置模块通过智能卡读取设备读取个 人信息，并通过中心主控模块在显示终端的提示使用通用输入设备对 个人信息进行修改，所述的通用输入设备为数字家庭控制中心支持的 输入设备，包括键盘或遥控器；

权限分配控制及信息反馈流程包括：

中心主控模块通过读取用户配置信息模块保存的权限信息，将之 解析为权限控制命令并发送到与中心主控模块有连接的终端控制模 块；终端控制模块在接收到权限控制命令之后按照权限控制命令执行 相应的操作；同时，终端控制模块监控电器的使用状态对权限控制命 令的正确执行与否予以反馈，将反馈信息发送给中心控制模块，中心 主控模块做相应处理。

说明书

技术领域

本发明属于数字家庭设备控制技术领域，特别是涉及一种在数 字家庭网络中用来控制家庭成员对家庭中数字家电的访问、使用权 限的装置。

技术背景

数字家庭网络指的是在家庭范围内将个人电脑PC、家电、安全 系统、照明系统和广域网相连接的一种新技术。目的是使各PC、家 电及其他工具之间实现信息共享，互相配合让用户能够方便地掌握 家庭设备情况并让家庭设备更好地为用户服务。

数字家庭网络是近些年来出现的概念，随着3C融合技术的发 展，数字家庭网络越来越受到业界的重视和关注。3C融合，是指计 算机(Computer)、通信(Communication)、消费类电子产品(Consumer Electrics)，彼此之间相互渗透和融合，实现信息共享，方便用户于 一个统一的操作平台上来对设备和信息进行操作，从而满足人们在 任何时间、任何地点通过信息关联应用来方便自己的生活。

随着人们生活水平的提高，人们对改善生活质量的要求也越来 越多，这样将会有越来越多的电器设备联入数字家庭网络，如何统 一管理这些电器，以及合理设置家庭成员对各种数字家电的使用权 限已经成为迫切需要解决的问题。

当前在数字家电的控制方法中，大多采用遥控器统一控制的方 法，或者用多个遥控器分别控制不同家电，或者用一个通用的遥控 器来对所有家电进行控制。第一种控制方式的缺点显而易见，多个 遥控器的存在给家庭成员带来了极大的不便，同时造成了设备的浪 费，后者的出现正是为了解决这个问题而生。现在在家电的控制技 术领域已经出现了通过无线通信的方式通过通用的遥控器来控制所 有家电的技术，显然这是一个进步，但是同时也带来了不少问题， 在多遥控器的时候，单个遥控器只能控制一个电器，这样最大限度 了减少误操作的产生，而通用遥控器则会出现大量的误操作，当家 中小孩在没有家长监控的情况下玩弄遥控器的时候，甚至会由于误 操作带来不可预知的后果，这时如何为数字家电设置使用权限最大 限度的减少非法操作的问题迫切需要解决。

一般的智能卡是一种大小和普通名片相仿的塑料卡片，内含一 块直径1cm左右的硅芯片，具有存储信息和进行复杂运算的功能。 它被广泛地应用于电话卡、金融卡、身份识别卡以及移动电话、付 费电视等领域。

在本文中提到的智能卡包括USB-key，常见的IC卡和RFID等。

在智能卡的芯片上，集成了微处理器、存储器以及输入/输出单 元等。它被认为是世界上最小的电子计算机。在智能卡上，拥有一 整套性能极强的安全保密控制机制，安全控制程序被固化在只读存 储器之中，因而具有无法复制和密码读写等可靠的安全保证。它较 之普通磁卡，还具有信息储存容量大，可利用微处理来增加卡片“智 慧”等优点。

智能卡的概念是七十年代中期提出来的。其发明人是法国人罗 兰.·模瑞诺(Roland Moreno)。1976年，法国BULL公司的MICHEL VGON制造出了第一片智能卡。第一代智能卡实际上并不拥有任何“智 慧”，而且是采用接触式读取方式的。它首先被法国应用于电话卡上， 后来，通过存储器和微电脑的结合使卡片有了“智慧”，并制造出了 免接触式智能卡。这便使得智能卡开始广泛应用于金融领域和交通 运输领域。免接触功能可使持卡公交乘客只要从读取终端走过，便 能自动检验票证和扣取票款，而不需要排队。1996年开始，还开发 了在短距离范围，在安全可靠的前提下，用电磁波沟通智能卡的技 术。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种以智能卡类设备(USB-KEY、IC 卡、RFID等)的方式存储可配置的权限信息的方式，为各个家庭成 员提供拥有不同使用权限的KEY，通过数字家庭控制中心对智能卡类 设备中配置信息的读取来获得对各种家电使用权限的控制的装置
本发明的目的之二在于根据目的一的装置，提供一种控制家庭 成员对数字家电访问使用权限的方法。
为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下：
一种用USB-KEY控制家庭成员对数字家电访问权限的装置，该 装置包括位于数字家庭控制中心的中心主控模块，位于各个数字家 电的终端控制模块，以及每个家庭成员所持有的用户配置模块。
所述中心主控模块支持默认控制策略和用户配置策略，当用户 没有使用用户配置模块初始化配置信息时，中心主控模块会根据默 认控制策略控制电器的使用权限，用户可以选择默认配置策略为全 开，全闭或是自动控制。
所述中心主控模块是该装置的核心部分，装置在数字家庭的控 制中心(一般是机顶盒)中或与之连接。中心主控模块包括配置信 息读取及解析模块、权限分配及控制模块、命令发送及反馈接收模 块。中心主控模块主要用于读取并处理用户配置信息，分配用户权 限，控制显示权限信息，接收家电的反馈信息并做处理，并且实现 用户对权限配置信息的设置功能。
位于各个数字家电中的终端控制模块则是中心主控模块命令的 执行部分，当中心主控模块的命令发送时，终端控制模块通过模块 中的芯片处理命令信息，然后控制家电进入相应状态，并对中心主 控模块报告状态。
终端控制模块由电源及访问控制单元，命令处理单元(微处理 器)和异常检测单元构成。电源控制单元和访问控制单元负责对由 命令处理单元解析的命令进行执行，实现权限控制，异常检测单元 则负责监控实施权限控制时发生的异常反馈给中心主控模块。
用户配置模块则主要是指存储用户权限信息的智能卡设备 (USB-KEY、IC卡、RFID等中的一种)，模块配置信息采用加密技术 存储，无法通过数字家庭控制中心中主控模块以外的设备进行读取 和更改；同时用户可以通过配置模块可以和中心主控模块之间进行 简单的信息交互。
本发明的有益效果在于：
1.通过用户的配置信息实现对不同用户使用权限的动态调整， 确保不具备使用权限的用户不会对电器进行误操作。
2.通过配置信息为家庭成员提供相应的服务，没有使用权限的 电器不进行操作，简化了用户操作也能节约能源。
3.由于配置信息存储在可移动的设备当中从而使得配置信息的 平行移植成为可能。
4.配置信息可以包括所有家电的全局控制信息，也可以包括单 个家电的部分控制信息，当用户需要使用某种电器但只被允许使用 数字家电中的部分功能时，部分控制信息则可以起到较好的效果， 例如整体厨房中，家中小孩被允许使用微波炉功能，但是燃气灶的 功能会被关闭，从而能部分满足用户需要，又保证了用户不会因为 使用全部功能造成不良后果。
5.提供友好的交互界面，为用户提供推荐配置和个性化配置， 为不同权限使用者提供个性化服务。
6.实时监控各个电器的操作，当超越权限的操作发生时记录下 事件，用户从而方便用户了解电器的使用情况。

附图说明

附图1为整个装置在数字家庭网络中的示意图；
附图2为装置的工作流程图；
附图3为中心主控模块工作原理图；
附图4为终端控制模块工作原理图。
下面结合对本发明做进一步详细说明。

具体实施方式

一种用通用智能卡设备控制不同用户访问和使用数字家电权限 的装置，包括位于数字家庭控制中心的中心主控模块，位于各个数 字家电的终端控制模块，以及每个家庭成员所有的用户配置模块。
下面将以USB-KEY为例详细介绍具体实施方案：
其中中心主控模块是该装置的核心部分，装置在数字家庭的控 制中心(一般是机顶盒)中，主要通过USB接口读取用户USB-KEY 的配置信息获取用户对各种数字家电的使用权限，通过可视界面(数 字电视或者由控制中心直接控制的显示设备)将用户的权限信息显 示出来，同时将相应的控制命令发送到与控制中心相连接的数字家 电，并同时接收来自各个家电的反馈信息并作相应处理。当读取到 的配置信息为最高权限用户时，开启可配置画面，用户可以通过配 置向导重新配置其他用户的权限配置并可同时通过USB接口存储到 其他USB-KEY中。
位于各个数字家电中的终端控制模块则是中心主控模块命令的 执行部分，终端控制模块由电源和访问控制单元，命令处理单元(微 处理器)和异常检测单元构成。电源和访问控制单元负责对由命令 处理单元解析的命令进行执行，实现权限控制，异常检测单元则负 责监控实施权限控制时发生的异常反馈给中心主控模块。当中心主 控模块的命令发送时，终端控制模块通过模块中的命令处理单元予 以识别，然后通过控制中心控制家电进入待机，关机，正常使用， 不允许使用，部分可用等状态，当异常检测单元检测到命令正常执 行时则向中心主控模块报告正常，否则记录错误，并在显示设备上 提示用户注意。当用户强行使用不具备使用权限的电器时，终端控 制模块发出警报，当用户不理睬警告时，记录用户事件，报告中心 主控模块采取切断电源措施，如果家中同时有安防设备的话通过安 防设备记录事件，可以间接保证家电和用户的安全或者防止偷窃行 为。中心主控模块支持默认控制策略和用户配置策略，当用户没有 使用用户配置模块初始化配置信息时，中心主控模块会根据默认控 制策略控制电器的使用权限，用户可以选择默认配置策略为全开， 全闭或是自动控制，从而满足用户的各种需要而不致因权限的配置 不合理给用户带来麻烦。
用户配置模块则主要是指存储用户权限信息的各个智能卡类设 备(此处以USB-KEY为例)，模块配置信息采用加密技术存储，无法 通过数字家庭控制中心中中心主控模块以外的设备进行读取和更 改。用户可以通过与数字家庭控制中心相连接并且有相应访问权限 的输入设备对用户配置模块里边的权限信息进行更改，在默认策略 当中，只有最高访问权限的用户可以提高自己或他人的访问权限， 其他用户只能减少自己的访问权限。
以上所述各个模块的构成如附图1所示，在附图1中，标记1.1 表示在中心主控模块和终端控制模块之间以普通有线连接或者通用 的无线连接方式(红外、WiFi等)进行连接，两者直接可以进行命 令信息和反馈信息的交互。标记1.2表示在中心主控模块和用户配 置模块之间的连接为通过位于控制中心的智能卡读取设备(如USB -key为USB接口，RFID为接触屏等)，当用户操作用户配置模块执 行读取操作时，可以进行用户配置模块信息的读取和修改操作。
本发明的服务控制流程如附图2所示，以USB-key为例，具 体包括如下步骤：
步骤1：未插入USB-KEY进行访问权限控制时，中心主控模块执行 默认权限操作，用户只能进行默认的访问操作，电器的使用由中 心主控模块根据用户在控制中心中设定的定时或自动操作功能提 供访问权限。如果在控制中心没有定时或自动操作命令则控制模 块锁定各个电器的当前状态，使电器进入断电，待机或等待状态。 转步骤2
步骤2：用户使用装载有合法配置信息的USB-key并插入到控制中 心USB接口中。如果非最高权限用户转步骤3，否则转步骤6
步骤3：中心主控模块激活各个电器的终端控制模块。转步骤4
步骤4：中心主控模块获得相应电器的信息开始执行既定权限操 作，如附图3。转步骤5。
步骤5：电器的终端控制模块根据中心主控模块的命令做相应处 理，如附图4。在实际操作中，终端控制模块控制电器的电源并 监控电器的使用，并将电器的每一次操作报告控制中心的中心主 控模块，中心主控模块可以对每一次疑似非法操作进行记录。转 步骤4
步骤6：如果为最高权限用户，提供配置向导功能，可以配置各个
用户权限，并存储到相应的USB-KEY中。转步骤4
步骤7：一次流程结束
在图2中，实心箭头表示流程进行，而空心箭头不仅表示流程 进行，同时也表示控制权的传递。
为保证家电的正常运行以及避免控制模块的错误信息对家电的 断电操作对家电的破坏，终端控制模块的功能不仅仅只局限于接受 控制命令，内置处理芯片能根据内置存储器内存储的命令处理策略 根据当前电器运行状态识别是否为非法操作，如为非法操作则暂停 执行命令并提示用户注意。但为避免因此造成的权限“溢出”，如果 当前用户对此电器并无使用权限，则终端控制模块设定当前电器的 访问为锁定状态，用户无权改变当前电器状态(用户对电器的手动 断电行为除外)，等电器当前任务完成后进入相应的权限对应状态。