一种智能家居服务规则的综合利用系统及方法

摘要

本发明提出一种智能家居服务规则的综合利用系统和方法，其中系统包括：服务规则存取模块，用于提供对服务规则模板与服务规则实例的存储、索引或查找功能；服务规则设置模块，用于供智能家居使用者通过人机交互的界面配置并生成服务规则模板；服务规则共享模块，用于提供对服务规则模板的共享，所述共享的方式为发布、交换、上传下载或导入导出；服务规则转换模块，用于将人工设置或分享获得的服务规则模板转换为服务规则实例；服务规则执行模块，用于当智能家居环境满足服务规则实例中的所有触发条件时，触发服务规则实例中的执行动作，并记录动作名称与动作参数。本发明能够提高现有智能家居系统的通用性与便利性，并便于用户设置服务规则。

权利要求

1.一种智能家居服务规则的综合利用系统，其特征在于，所述系统包括：服务规则存取模块，提供对服务规则模板与服务规则实例的存储、索引或查找功能；

服务规则设置模块，供智能家居使用者通过人机交互界面进行配置并生成服务规则模板；

服务规则共享模块，提供对服务规则模板的共享，所述共享的方式为发布、交换、上传下载或导入导出；

服务规则转换模块，用于将人工设置或共享获得的服务规则模板转换为服务规则实例；

服务规则执行模块，用于当智能家居环境满足服务规则实例中的触发条件时，触发服务规则实例中的执行动作，并记录动作名称与动作参数；

其中，所述服务规则模板包括一个以上触发条件和一个以上执行动作；其中，所述服务规则模板中的触发条件包括设备类别、所在区域、设备属性、条件或取值，所述服务规则模块中的执行动作包括设备类别、所在区域、动作名称或动作参数；

所述服务规则实例包括一个以上触发条件和一个以上执行动作；其中，所述服务规则实例中的触发条件包括设备Id、设备属性、条件或取值，所述服务规则实例中的执行动作包括设备Id、动作名称或动作参数；

所述规则转换模块在将服务规则模板转换为服务规则实例时，将所述服务规则模板中的设备类别和所在区域替换为所述服务规则实例中的设备Id。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务规则设置模块在人机交互界面向智能家居使用者提供智能家居环境中的设备类别、上下文信息、取值范围或区域类别，并接收智能家居使用者的配置信息，根据该配置信息生成服务规则模板；

其中，智能家居使用者配置的方式为：从选项框中选择标签，或者采用图形拖拽的方式。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务规则共享模块的共享模式为：智能家居系统间直接共享的用户对用户C2C模式，智能家居系统与远程服务器间的企业对用户B2C模式或远程服务器间共享的企业对企业B2B模式。

4.根据权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述服务规则共享模块还用于，获取共享的服务规则模板后，调用服务规则执行模块的机器学习功能，对共享获得的服务规则模板执行动作参数，依据本地执行日志进行调整，并由用户手动确认。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务规则转换模块包括：本地家居实例数据库，用于保存设备类别与当前环境中实际存在设备的映射关系，还保存所在区域与实际环境中房间的映射关系；

分类识别子模块，用于根据服务规则模板中的设备类别和所在区域查找所述本地家居实例数据库中的映射关系，得到对应的设备信息；当得到的设备信息为一个时，生成对应的服务规则实例；当得到的设备信息为多个时，通知用户选取子模块；

用户选取子模块，用于根据分类识别子模块的通知，触发并接收用户手动选择的一个设备信息，生成对应的服务规则实例。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述服务规则执行模块包括：命令执行子模块，用于当智能家居环境满足服务规则实例中的触发条件时，触发执行服务规则实例中的执行动作；

日志管理子模块，用于记录所述执行动作中的设备动作名称与参数；

机器学习子模块，用于采用机器学习算法从日志记录中提取用户行为习惯；并在获取共享的服务规则模板后，给予执行动作参数的调整建议。

7.一种智能家居服务规则的综合利用方法，其特征在于，所述方法包括：设置并存储服务规则模板，并提供所述服务规则模板的共享；

将所述设置或共享的服务规则模板转换为服务规则实例；

采用该服务规则实例进行智能控制；

其中，所述服务规则模板包括一个以上触发条件和一个以上执行动作；其中，所述服务规则模板中的触发条件包括设备类别、所在区域、设备属性、条件或取值，所述服务规则模块中的执行动作包括设备类别、所在区域、动作名称或动作参数；

所述服务规则实例包括一个以上触发条件和一个以上执行动作；其中，所述服务规则实例中的触发条件包括设备Id、设备属性、条件或取值，所述服务规则实例中的执行动作包括设备Id、动作名称或动作参数；

在将服务规则模板转换为服务规则实例时，将所述服务规则模板中的设备类别和所在区域替换为所述服务规则实例中的设备Id。

说明书

一种智能家居服务规则的综合利用系统及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种智能家居服务规则的综合利用系统及方法。

背景技术

[0002] 智能家居(Smart Home)是以住宅为平台，集成综合布线、网络通信、安全防范、自动控制、视频音频等技术，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统。相比普通家居环境，智能家居能够连通原先相互隔离的多个子系统，以及支持不同协议，完成不同功能的设备设施。通过彼此间的信息共享与交换，形成一个具有能动智慧的整体，从而提升家居环境的安全性、便利性、舒适性、艺术性。

[0003] 传统智能家居提供了设备互联互通的环境，其服务方式为用户在控制终端上发出指令，智能家居系统响应该指令并对具体设备进行操作。当环境或要求改变时，用户需要重新发出控制指令。这种智能家居系统本质上是一种互联互通的集中控制系统。

[0004] 当前智能家居提供了基于服务规则的服务方式。服务规则可由智能家居供应商或用户自行配置，它包含触发条件和执行动作。当家居环境满足触发条件时，执行相应设备动作。这种方式能够实现家居设备的自动控制。

[0005] 现有智能家居系统的缺点是：

[0006] 1)智能家居服务系统中的服务规则与所在环境过度耦合。服务规则中的触发条件和执行动作完全与当前所在环境绑定，只能在此环境中执行。如果将本地服务规则转移至外部智能家居系统则无法正常执行。所以现有的服务规则无法与其他智能家居系统共享，用户难以利用现有的资源，使得智能家居系统缺乏通用性与便利性。

[0007] 2)智能家居系统中的服务规则获取手段单一，只能依靠人工设置，而普通用户要设置一些实用的规则可能比较困难。

发明内容

[0008] 本发明提供了一种智能家居服务规则的综合利用系统，能够提高现有智能家居系统的通用性与便利性，并便于用户设置服务规则。

[0009] 本发明还提供了一种智能家居服务规则的综合利用方法，能够提高现有智能家居系统的通用性与便利性，并便于用户设置服务规则。

[0010] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0011] 一种智能家居服务规则的综合利用系统，包括：

[0012] 服务规则存取模块，提供对服务规则模板与服务规则实例的存储、索引或查找功能；

[0013] 服务规则设置模块，供智能家居使用者通过人机交互界面进行配置并生成服务规则模板；

[0014] 服务规则共享模块，提供对服务规则模板的共享，所述共享的方式为发布、交换、上传下载或导入导出；

[0015] 服务规则转换模块，用于将人工设置或共享获得的服务规则模板转换为服务规则实例；

[0016] 服务规则执行模块，用于当智能家居环境满足服务规则实例中的触发条件时，触发服务规则实例中的执行动作，并记录动作名称与动作参数。

[0017] 一种智能家居服务规则的综合利用方法，包括：

[0018] 设置并存储服务规则模板，并提供所述服务规则模板的共享；

[0019] 将所述设置或共享的服务规则模板转换为服务规则实例；

[0020] 采用该服务规则实例进行智能控制。

[0021] 可见，本发明提出的智能家居服务规则的综合利用系统和方法，将智能家居中的服务规则区分为规则模板和规则实例两种形式。其中，模板用于规则设置与规则共享，实例用于在具体智能家居环境中的执行。这种方式使得服务规则不依赖于所在具体环境，提高了智能家居用户设置的通用性，并便于用户设置服务规则。并且，提供多种智能家居服务规则的共享方式，提高了智能家居系统的便利性。

附图说明

[0022] 图1为本发明提出的智能家居服务规则综合利用系统的结示意图；

[0023] 图2为服务规则模板的内容示意图；

[0024] 图3为服务规则实例的内容示意图；

[0025] 图4为服务规则模板的设置流程流程图；

[0026] 图5为服务规则共享模块的结构与交互方式示意图；

[0027] 图6为服务规则转换模块的结构示意图；

[0028] 图7为本地家居实例数据库模式示意图；

[0029] 图8为服务规则从模板转换为实例的流程示意图；

[0030] 图9为服务规则执行模块的结构示意图；

[0031] 图10为设备执行日志的数据库模式示意图。

具体实施方式

[0032] 为提高现有智能家居系统的通用性与便利性，本发明提供了一种智能家居服务规则的综合利用系统及方法。其中系统包括：服务规则存取模块，服务规则设置模块、服务规则共享模块、服务规则转换模块、服务规则执行模块，系统总体结构见附图1。以下分别介绍：

[0033] 1.服务规则存取模块

[0034] 对智能家居中的服务规则进行存储与调用，存储介质包括但不限于内存、数据库、文件系统。

[0035] 服务规则形式上包括模板与实例两种，内容上包括单一或若干个触发条件，以及单一或若干个执行动作。

[0036] 服务规则模板中的触发条件包括设备类别、所在区域、设备属性、条件、取值，执行动作包括设备类别、所在区域、动作名称、动作参数。

[0037] 服务规则实例中的触发条件包括设备Id、设备属性、条件、取值，执行动作包括设备Id、动作名称、动作参数。

[0038] 服务规则模板内容见附图2，服务规则实例内容见附图3。

[0039] 智能家居系统中多条服务规则之间相互独立，互不影响。单一服务规则内部的多个触发条件之间可以定义为逻辑或，或者逻辑与的关系，即触发条件中任一个满足，或者都满足时，就会执行对应的执行动作。

[0040] 触发条件中的设备类别泛指能够提供某种智能家居上下文的服务供应者。它可以是物理设备，例如提供灯光亮度的智能灯泡；也可以是逻辑设备，例如提供时间的系统模块。

[0041] 触发条件和执行动作中的设备类别都泛指一类设备。例如设备类别为电灯，泛指指定房间里的所有电灯。

[0042] 2.服务规则设置模块

[0043] 提供智能家居设备信息，区域信息，上下文信息。其中，上下文信息是指控制系统所处环境中的一组与当前应用相关的状态或变量，它能够直接改变系统行为，或引起用户兴趣以影响系统行为。基于上下文信息对智能家居设备与整体环境建模，并融入服务规则构建，能够更为贴近用户实际感受。

[0044] 用户通过人机交互界面，选择存在的类别以设置触发条件和执行动作，并录入规则名称标识构造服务规则模板。类别选择时，可以通过选项框中的标签选择，也可以通过图形拖拽的方式。

[0045] 服务规则模板的设置流程见附图4。

[0046] 3.服务规则共享模块

[0047] 包括对服务规则模板的发布，交换，上传下载，导出导入，以及获取后的参数调整功能，其结构与交互方式见附图5。

[0048] 发布是以内网或外网发布的形式，供外部智能家居环境发现和使用服务规则模板。这种方式下，本地智能家居系统包含Web服务器，外部智能家居系统可以发现、查看、直接使用发布资源。

[0049] 交换是通过有偿或无偿的方式，与外部智能家居系统或远程服务器交换各自的服务规则模板。智能家居系统能够在内部包含或链接外部商品购买与评价系统。

[0050] 上传下载将本地服务规则模板传输至远程服务器，或者从远程服务器获取服务规则模板至本地。

[0051] 导出导入将本地服务规则模板输出为可便携移动的数据格式，并能够将该数据格式重新读取载入。

[0052] 总之，服务规则模板共享支持智能家居系统之间，以及与远程服务器之间的用户对用户(C2C)、企业对用户(B2C)、企业对企业(B2B)三种模式。

[0053] 4.服务规则转换模块

[0054] 针对本地智能家居环境的实际情况，以分类识别和用户选取的方法，将人工设置或分享获得的服务规则模板以自动和半自动的方式转换为服务规则实例。该模块包含本地家居实例数据库、分类识别子模块和用户选取子模块，模块结构见附图6。

[0055] 其中，本地家居实例数据库包含设备类别与当前环境中实际存在设备的映射，以及区域信息与实际环境中房间的映射。此映射信息可由1)智能家居提供商设置；或者2)由设备提供商在设备安装完成后自动导入与模板相关的信息，再由用户输入个性化信息；或者3)用户自行设置更新。

[0056] 本地家居实例数据库模式见附图7。

[0057] 分类识别子模块将规则模板中的设备类别和所在区域替换为规则实例中的具体设备。当替换目标存在多个时，用户选取子模块触发，由用户手动选择本地家居实例集合中匹配成功的一个或者多个目标。服务规则转换流程见附图8。

[0058] 5.服务规则执行模块

[0059] 服务规则实例中的触发条件满足时，自动执行具体设备的相应执行动作，并记录日志信息。该模块包含命令执行子模块、机器学习子模块和日志管理子模块，模块结构见附图9。

[0060] 其中，机器学习子模块从日志记录中提取用户行为习惯，当获取共享规则后，给予执行动作参数的调整建议。

[0061] 日志管理子模块在具体设备动作执行时，记录执行时间、设备Id、动作名称与动作参数，数据库模式见附图10。

[0062] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述，当然，以下所诉的实施例只是本发明实施例的其中一部分，而不是全部，基于本发明实施例，本领域的技术人员拓展而来的其他实施例，都属于本发明的保护范围之内。

[0063] 从背景技术可以看出，当前智能家居系统主要依靠包含触发条件和执行动作的规则来提供自动化的家居设备控制。这种服务规则需要智能家居安装人员或者用户在人机交互界面上手工配置，操作比较繁琐，不方便；配置好的规则便于所在智能家居系统紧密耦合，系统间无法共享和重复利用已经存在的规则资源，这种规则的使用方式使得智能家居系统缺乏通用性和便利性。

[0064] 因此，本发明为了使得智能家居系统的自动化控制更加易于使用，提出了一种服务规则综合利用系统及方法。系统包括服务规则存取、设置、共享、转换、执行模块，将服务规则区分为模板和实例两种形式，其中，服务规则模板用于设置、共享，服务规则实例用于在特定智能家居系统中执行。这种方式提高了服务规则的通用性，以及用户操作的便利性。

[0065] 本实施例中，用户A首先在本地智能家居系统中设置了一条服务规则模板，然后将其进行存储。为了推广自己的规则并从中获得收益，用户A将其上传至服务规则交易网站上。用户B在支付了费用后，直接下载了该条服务规则模板，并应用于自己的智能家居系统中。下面结合附图，对本实施例进行详细介绍。

[0066] 1.服务规则设置

[0067] 在本地智能家居系统中，用户A希望设置一条满足自身要求的服务规则，其内容为：晚上6以后，家里比较热时，如果打开起居室的房门，则启动起居室里面的电灯和空调。

[0068] 本地智能家居系统的服务规则设置模块提供能够选择的设备信息、区域信息、上下文信息。本实施例中，为了体现用户A设定的规则，对此三类信息的内容举例说明如下，实际应用时，可以包含更为全面的内容。

[0069] 区域信息：客厅、主客厅、辅客厅、厨房、起居室、起居室1、起居室2、卧室、卫生间、卫生间1、卫生间2、院子。

[0070] 设备信息：房门、电灯、空调、电冰箱、洗碗机、清洁机器人、监控摄像、电视机、温度计、跑步机，以上为物理设备；还包括时间、家，此两者为逻辑设备(系统中的软件模块)。

[0071] 上下文信息：房门具有开门、关门；电灯具有亮度；空调具有温度；温度计具有室温；时间具有日期、小时、分钟；家具有是否热。

[0072] 如附图4，用户A在本地智能家居系统中，通过选项框中标签选择，或者图形拖拽的方式，将上述系统提供的标签进行组合，形成服务规则模板。他的设置内容如下，触发条件包括：起居室房门状态，设置为打开；家是否热，设置为是，时间(小时)，设置为大于18时；执行动作包括：起居室电灯打开，起居室空调打开。触发条件直接设置为逻辑与的关系。同时，输入服务规则名称标示。

[0073] 2.服务规则模板存取

[0074] 用户A的本地智能家居系统内部生成结构化的服务规则模板数据，如下：

[0075]

[0076]

[0077]

[0078] 该数据包含附图2中的各个子结构内容。本实例中以XML的方式来组织服务规则模板，其他结构化的数据格式也在本专利的保护范围内。

[0079] 为了唯一标示服务规则，本实例采用32位GUID来表达规则ID，其他能够对规则进行唯一标示的方法也在本专利保护范围内。

[0080] 为了保存服务规则模板，智能家居系统可以采用文件系统或数据库的方式，将数据存储在磁盘或者闪存中。

[0081] 服务规则模板查询时，可以通过名称、房间、设备的精确查询和模糊查询获得结果集合。

[0082] 3.服务规则模板共享

[0083] 用户A在本地智能家居系统中选取创建好的规则模板，将其上传至交易网站上。用户B浏览该条规则，支付费用后，下载到自己的智能家居系统中。本实例中的服务规则模板共享方式如附图5中③所示。

[0084] 此外，本专利保护的服务规则模板共享方式还包括基于Web服务器的规则发布、查看、使用；直接与外部智能家居系统交换；通过远程服务器进行上传下载；基于外部可移动数据的导入导出。总之，本专利服务规则模板共享支持智能家居系统之间、以及与远程服务器之间的C2C、B2C、B2B三种模式。

[0085] 4.服务规则转换

[0086] 用户B获取服务规则模板后，本地智能家居系统基于分类识别和用户选取的方法将其自动或半自动地转换为可以执行的服务规则实例。

[0087] 本地家居实例数据库中包含设备类别与当前环境中实际存在设备的映射，以及区域信息与实际环境中房间的映射。此映射信息可由1)智能家居提供商设置；或者2)由设备提供商在设备安装完成后自动导入与模板相关的信息，再由用户输入个性化信息；或者3)用户自行设置更新。本实例中，用户B的家居实例数据包括下表1所示的区域信息和表2所示的设备信息：

[0088]

[0089] 表1

[0090]

[0091]

[0092] 表2

[0093] 为了唯一标示本地家居环境中具体的房间和设备，本实例采用32位GUID，其他能够对其进行唯一标示的方法也在本专利保护范围内。

[0094] 服务规则转换流程如附图8。系统根据区域信息找到“起居室”对应的实际房间，根据设备信息找到“起居室”具有的一个房门、两个电灯、一个空调。房门和空调的数量为一，自动选择此实例。电灯数量为二，因此让用户B手动从它们中选择一个或者多个。用户B全选两个电灯，最终形成结构化的服务规则实例数据如下：

[0095]

[0096]

[0097]

[0098] 5.服务规则实例执行

[0099] 转换后的服务规则实例已经关联至用户B本地智能家居系统中的具体设备，触发条件满足后即可自动执行。本规则实例触发条件之间为逻辑与的关系，即晚上6以后，用户B家里比较热时，如果起居室的房门被打开，那么起居室里面的电灯和空调自动打开。

[0100] 服务规则实例执行时，新增日志记录如下表3。

[0101]

[0102]

[0103] 表3

[0104] 机器学习子模块提取用户操作日志作为训练数据集，通过线性回归等算法建立预测模型，进而对共享获得的服务规则模板进行调整。本实例未包含该功能，但具体说明如下：预测模型的训练数据可使用时间、天气(温、湿度)等作为特征值，空调目标温度作为输出。用户以往设置过的目标温度以及设置时的时间可从用户日志中获取，天气信息可通过任意的天气API(如yahoo天气)获取。当用户使用空调一段时间后，积累到一定数量的训练数据，即可建立预测模型，并进行交叉验证。如果模型的误差在可接受范围内，当规则触发条件满足时，就可以用该模型实时预测当前的目标温度，自动为用户打开空调并将温度设置到该预测值。该子模块除运用线性回归算法外，还可以运用其他机器学习领域的算法，从执行日志中获得用户的操作习惯。

[0105] 本实例只列举了一个服务规则从设置、存储，到共享、转换、执行的例子，为使家居环境达到智能化的要求，还需要其他很多服务规则，形成完成的家居生活流程。其他规则虽然内容与本实例不同，但其形式与应用流程都在以上说明范围以内。

[0106] 本发明可以应用于以下场景，使用场景简要描述如下：

[0107] 1)管理员创建房间模板，包括房间类型、安装的设备类型以及设备的位置等信息。

[0108] 2)管理员为各房间模板设置规则模板，如图2所示，传感器以及家电设备都以模板的形式配置。

[0109] 3)管理员一次性将规则模板下发至所有相同类型的房间，如图5中的步骤5所示。

[0110] 4)每个房间的智能网关将规则实例化，如图8所示，将设备模板绑定到具体的设备。(由于有固定的房间模版，此处自动选择即可满足要求。)

[0111] 在每个房间，当触发条件满足时，自动执行相应的动作。

[0112] 本发明还提出一种智能家居服务规则的综合利用方法，可以采用上述介绍的系统实现该方法，该方法包括：

[0113] 设置并存储服务规则模板，并提供所述服务规则模板的共享；

[0114] 将所述设置或共享的服务规则模板转换为服务规则实例；

[0115] 采用该服务规则实例进行智能控制。

[0116] 上述方法中，所述服务规则模板包括一个以上触发条件和一个以上执行动作；其中，所述服务规则模板中的触发条件包括设备类别、所在区域、设备属性、条件或取值，所述服务规则模块中的执行动作包括设备类别、所在区域、动作名称或动作参数；

[0117] 所述服务规则实例包括一个以上触发条件和一个以上执行动作；其中，所述服务规则实例中的触发条件包括设备Id、设备属性、条件或取值，所述服务规则实例中的执行动作包括设备Id、动作名称或动作参数。

[0118] 综上可见，与现有技术相比，本发明提出的系统和方法具有以下优点：

[0119] 将智能家居中的服务规则区分为规则模板和规则实例两种形式。模板用于规则设置与规则共享，实例用于在具体智能家居环境中的执行。这种方式使得服务规则不依赖于所在具体环境，提高了智能家居用户设置的通用性。

[0120] 提供多种智能家居服务规则的共享方式。本地智能家居系统可以与异地智能家居系统，以及远程服务器进行C2C、B2C、B2B三种模式的服务规则共享，这使得用户不但可以自行设置规则，还可以利用已经存在的规则，提高了智能家居系统的便利性。

[0121] 可以实现并内置于现有智能家居软件系统中，无需另外配置硬件模块。其中，部分模块和方法也适用于智能家居管理的远程服务器，具有一定通用性。

[0122] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。