黃夢妍 夏璐

湖南師范大學(xué) 湖南 410081

0 引言

信息家電(Information Appliance, IA)是利用計算機(jī)、數(shù)字通信和電子技術(shù)與傳統(tǒng)家電相結(jié)合的新型產(chǎn)品，是為滿足現(xiàn)代家庭需要而設(shè)計的新型家用電器。信息家電的基本特征是與網(wǎng)絡(luò)(主要指互聯(lián)網(wǎng))相連并具有一些具體功能。

本文的研究內(nèi)容主要是：通過嵌入式面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及信息家電接口定義語言IAIDL這些技術(shù)，設(shè)計一個能夠在智能家居中管理和控制所有信息家電的、可以直接與用戶交互的可視化嵌入式智能設(shè)備——信息家電萬能遙控器。

1 信息家電接口定義語言與其功能

智能家居系統(tǒng)中的設(shè)備都具有不同的種類和功能，即使是同種類同功能也有不同品牌之分。如果每臺家電都用自己獨特的“語言”與其他家電和用戶交流，則整個系統(tǒng)需要多個不同的解釋模塊來分別理解不同的“語言”，大大增大了系統(tǒng)復(fù)雜性，造成不必要的系統(tǒng)開支。因此，我們需要一個統(tǒng)一的、抽象的語言對所有設(shè)備來進(jìn)行設(shè)備定義和功能描述。這樣整個系統(tǒng)建立在同一個語言平臺上，實現(xiàn)對信息家電的控制也就不是難題了。從而，我們引出信息家電接口定義語言IAIDL。信息家電接口定義語言(Information Appliance Interface Definition Language, IAIDL)是一種用來定義家庭網(wǎng)絡(luò)中信息家電屬性與功能的描述語言。

通過IAIDL語言的運用，當(dāng)一種按照信息家電描述語言格式定義的新信息家電設(shè)備接入系統(tǒng)時，該設(shè)備能夠自動地向家庭網(wǎng)關(guān)進(jìn)行注冊，所有在線的遠(yuǎn)程信息家電遙控器能自動發(fā)現(xiàn)新信息家電設(shè)備的功能接口，從而實現(xiàn)新信息家電設(shè)備的動態(tài)接入。

如圖 1，為了實現(xiàn)家電之間的相互協(xié)作，各個信息家電(IA)向其他家電和用戶通過 IAIDL 文檔宣告自己所具有的功能和屬性，該IAIDL文檔通過IAIDL 編譯器之后將中間文檔存儲到網(wǎng)關(guān)(SERVER)上，以提供給萬能遙控器(CONTROLLER)進(jìn)行訪問從而實現(xiàn)對各個家電的控制。

圖1 信息家電系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖

2 IAIDL格式規(guī)范

可擴(kuò)展標(biāo)記語言(Extensible Markup Language, XML)，是一種標(biāo)記電子文件的標(biāo)記語言，它標(biāo)記計算機(jī)所能理解的信息符號，通過此種標(biāo)記，計算機(jī)之間可以處理包含各種信息的文檔。XML的優(yōu)勢是，它既可以表示文檔的內(nèi)容，也可以表示文檔的結(jié)構(gòu)。XML的前身是SGML，尤其適合在Web傳輸中使用。

XML的設(shè)計目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)在互聯(lián)網(wǎng)上的簡單性，普遍性和實用性。雖然某些應(yīng)用軟件同樣支持其它的數(shù)據(jù)交換格式，但不久后他們都將支持XML，也就是說程序可以更容易的與Windows、Mac OS, Linux以及其他平臺下產(chǎn)生的信息結(jié)合，然后可以很容易加載 XML數(shù)據(jù)到程序中并分析他，并以XML格式輸出結(jié)果。我們前面介紹到IAIDL 的功能是家電用來宣告自己所具有的功能和屬性，以便萬能遙控器可以訪問和控制，符合 IAIDL語言的功能(即惟一的描述和標(biāo)識信息家電)。因此用XML 文檔來表示IAIDL是合適的。

我們分析，IAIDL文檔的一般規(guī)范格式為：

…… //信息家電屬性列表

…… //信息家電操作列表

…… //多個不同的action 節(jié)點

對以上標(biāo)準(zhǔn)的具體分析如下：

對于屬性列表，以電視為例，用XML描述家電的屬性如下：

其中，各個信息家電都具有如下屬性：

家電類型(id)：家電類型惟一標(biāo)識，如：洗衣機(jī)還是電視。

家電類型名稱(name)：注明設(shè)備的英文名稱。

生產(chǎn)廠商(manufacture)：注明生產(chǎn)廠商的名稱。

家電型號(model)：每一臺家電的惟一標(biāo)識。

對于操作列表，以電視機(jī)換臺的操作為例：

在 XML文件中增加一個節(jié)點作為的子節(jié)點，即對相應(yīng)電器增加一個操作。

在操作列表中：

操作名稱(operationname)：注明該操作的種類。

操作類型(operationtype)：操作在操作界面上顯示的類型，比如：開/關(guān)，用單選按鈕進(jìn)行選擇；設(shè)置頻道則是在文本框中輸入數(shù)值來獲取頻道。

當(dāng)前狀態(tài)(operationcurrent)：家電的當(dāng)前狀態(tài)，為操作值中合法的一個狀態(tài)。

操作值(operationvalue)：用戶所想修改成的新狀態(tài)值，如：設(shè)置為用戶希望的頻道數(shù)。

操作的默認(rèn)值(operationdefault)：操作失敗時操作的默認(rèn)值。

3 萬能遙控的設(shè)計

在智能家居系統(tǒng)中，我們考慮萬能遙控應(yīng)該具有的特點：(1)便攜性。在居家生活中，人們普遍習(xí)慣了攜帶方便，造型小而簡潔的遙控器。這就要求新型的萬能遙控器也應(yīng)該是一個便攜、無線的小型遙控裝置。(2)簡易性。萬能遙控器的圖形用戶界面若過于專業(yè)性或是繁雜，會直接影響到用戶的對信息家電的態(tài)度，從而某一程度上決定著信息家電市場的進(jìn)一步發(fā)展和擴(kuò)大。

萬能遙控器對信息家電設(shè)備的控制功能的實現(xiàn)需要家庭網(wǎng)關(guān)和信息家電設(shè)備的密切配合。其事務(wù)流程圖如圖2所示。當(dāng)用戶萬能遙控的用戶界面中進(jìn)行某項操作之后，萬能遙控器會解釋該操作的具體含義，并且向家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送服務(wù)請求；在接收和初步解釋服務(wù)請求數(shù)據(jù)后，家庭網(wǎng)關(guān)該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)至相對應(yīng)的具體家電；信息家電在解析該數(shù)據(jù)包后，調(diào)用相關(guān)模塊完成相應(yīng)的具體動作，再將操作結(jié)果打包，發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)；家庭網(wǎng)關(guān)收到操作結(jié)果數(shù)據(jù)包更新其數(shù)據(jù)庫內(nèi)相應(yīng)數(shù)據(jù)，并將結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)回給萬能遙控器；最后，萬能遙控器根據(jù)操作結(jié)果刷新用戶界面。

考慮到萬能遙控器的靈活性，我們采用動態(tài)界面生成。我們的萬能遙控器的圖形用戶界面在水平方向上為定長，在垂直方向上可自動調(diào)整長度，即一個面積不定的矩形區(qū)域，用來放置控件(設(shè)界面的水平長度為 X(像素)，垂直高度為Y(像素))。界面初始大小為物理顯示屏的 1/4(若物理顯示屏大小為 a*b(像素)，則 x=1/2a，y=1/2b)；當(dāng)界面中的控件由于家電設(shè)備或操作的增多而逐漸增多時，若當(dāng)前界面無法繼續(xù)生成控件，則保證水平方向上不變時在垂直方向上拉長界面。同時生成滾動條，方便用戶瀏覽整個界面。我們進(jìn)一步將整個界面按 1/2X*y/2n(像素)大小劃為 n個更小的矩形區(qū)域，作為放置控件的基本單元(稱為“行”，算法中將每一“行”抽象成為一個“行對象”，用特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示)，以達(dá)到我們的設(shè)計目標(biāo)。從而，整個界面就劃分成了若干行。在生成界面時，每動態(tài)生成一個控件，則有序的在用戶界面中增加一行，整個界面在控件生成完畢后刷新顯示。

圖2 萬能遙控查詢功能流程圖

4 結(jié)語

信息家電的興起為萬能遙控用戶界面的優(yōu)化提供了一個新的，突破性的機(jī)會。用戶界面和可用性的融合產(chǎn)生的萬能遙控器將成為信息家電的關(guān)鍵組成部分。本課題的研究結(jié)合了XML、嵌入式面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫技術(shù)，為用戶遠(yuǎn)程訪問和控制信息家電提供了基礎(chǔ)。

本文的主要研究結(jié)果有：(1)使用了統(tǒng)一的語言——信息家電接口定義語言IAIDL對信息家電進(jìn)行功能描述。(2)采用XML 表示描述信息家電接口定義語言(IAIDL)文檔，并制定了文檔格式規(guī)范。(3)運用界面動態(tài)生成技術(shù)對信息家電萬能遙控器用戶界面進(jìn)行了設(shè)計，在PC機(jī)上進(jìn)行了模擬。當(dāng)然，由于各方面原因，本文還有需要進(jìn)一步探討、改進(jìn)的地方，如：遠(yuǎn)程認(rèn)證機(jī)制有可能將整個信息家電系統(tǒng)曝露于黑客的視線內(nèi)，所以智能家居系統(tǒng)的安全認(rèn)證機(jī)制應(yīng)該是將來的一個研究方向。

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