验证家庭网络中信息设备有效性的方法 【技术领域】
本发明涉及验证家庭智能网络中的信息家电设备有效性的方法，具体地说，涉及一种验证信息家电设备在家庭网络中的连接状态及使用率，以便及时调整设备控制中心的信息家电设备的存储链接表，动态维护设备存储结构的方法。
背景技术
家庭网络正在随着集成技术、通信技术、互操作能力和布线标准的实现而不断改进，它涉及到对家庭网络内所有的家电设备的操作和管理。信息家电设备(以下简称设备)是在传统的家电设备地形式上融入了数字媒体技术和网络技术，适用于家庭网络化环境的新型家电。这类产品将部分计算机技术和家电的智能化技术有机结合起来，既保持了家电的易控性，又提供强大的网络功能和数字媒体功能。
随着网络技术的不断发展，信息家电设备接入网络的方式越来越多，例如信息家电设备可采用TCP/IP相关协议，1394总线或无线传输协议接入到家庭网络。将一台家用电脑作为设备控制管理的中心(以下简称设备控制中心)统一管理控制所有信息家电设备。一般情况下，设备控制中心通过维护一个设备存储结构，了解设备的运行状态和功能服务，对设备进行管理和操作控制。
然而，在这种设备控制模式下，设备控制中心对设备的信息管理并不总是准确无误的。当设备运行不正常，尤其是在无线家庭网络环境中，便携式设备可能会随着用户的移动时而加入无线网络环境，时而退出，这对于依赖于设备的消息通知来控制和管理设备的设备控制中心来说，在工作中就会存在一些问题。因为，设备的不正常运行或者不正常退出网络环境的消息并不会通知到设备控制中心，造成设备控制中心不能及时了解到该设备的运行状态，无法更新维护所存储的设备链接表。另外，设备管理中心维护的设备信息中有一些是错误信息，造成的结果是，虽然用户在设备控制中心的可视界面上可以看见有多个设备可以使用，但在使用时却得到通知说设备无法使用，这样必然会给用户操作设备带来不良影响，同时也浪费了设备控制中心的资源。因此需要考虑使用一套有效的设备验证机制来及时了解设备的运行状态，动态维护存储的设备链接，使其存储的设备信息准确无误，从而避免用户对无效设备的操作。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种验证家庭网络中信息家电设备的有效性的方法，该方法能够及时了解信息家电设备在家庭网络中的运行状态，从设备链接表中删除无效的设备，根据信息家电设备在网络中的连接和运行情况更新存储的设备链接表，从而更高效地集中控制和管理信息家电设备。
根据本发明的一个方面，提供一种验证家庭网络中信息家电设备的有效性的方法，包括步骤：生成用于识别连接在网络上的所述家电设备的属性的信息描述文件，所述描述信息文件包括表示所述家电设备在网络上的运行和连接状态的有效性验证信息；向家庭网络发送所述家电设备的所述信息描述文件；接收所述信息描述文件，建立与所述终端设备相关联的链接表，产生用户界面并存储所述家电设备的运行状态表；验证与输入指令指定的功能对应的家电设备在网络上的运行状态。
【附图说明】
下面参考附图结合本发明的实施例对本发明的方法进行详细说明，以便更好地理解本发明的目的，优点和特征。
图1家庭网络系统的简化结构示意图；
图2是信息家电设备与设备控制中心之间执行的控制流程图；
图3是表示设备的平衡二叉树链接表的简化示意图；和
图4是根据本发明实施例的验证家庭网络中信息家电设备的有效性的方法流程图。
【具体实施方式】
下面结合图1描述常规家庭网络的结构。如图1所示，家庭网络系统需要设置一个设备控制中心，所有信息家电设备和设备控制中心可以采用TCP/IP相关协议，1394总线或无线传输协议连接到家庭网络，提供用于在各种连接的终端设备之间发送和接收数据的通信层和物理层。然而，也可以使用其它通信协议来提供通信。这样，一个网络一般可以包括多个按照预定通信协议交换和传送数据的通过物理层连接的设备。每个信息家电设备包含用于设置经网络命令和控制信息家电设备接口的接口数据(例如HTML，XML，JAVA，JAVASCRIPT，GIF，JPEG，图形文件，或任何其它用于所需目的的格式)。在一些实施例中，每个信息家电设备包含一个或多个用于命令和控制信息家电设备的超文本标记语言(HTML)页。家庭网络可采用浏览器技术，根据因特网标准来呈现HTML页，以便为用户提供多个用于命令和控制各种信息家电设备的图形用户接口(GUI)。
另外，信息家电设备之间能够相互通信，而不必了解其它通信层的具体细节。当在不同信息家电设备之间通信时，家庭网络可以使用不同通信层的组合。
下面参考图2说明信息家电设备与设备控制中心之间传递信息和控制过程的一般流程。如图2所示，信息家电设备包含有自身的信息描述文件。连接在网络上的信息家电设备通过接口向网络中发送信息家电设备自身的信息描述文件，以表示自身的属性和所能提供的功能服务。设备控制中心的接口通过网络接收信息家电设备发送的信息描述文件，将各种信息家电设备的信息描述文件存储在设备控制中心的存储装置中。设备控制中心的存储装置中存储有信息家电设备的链接表，根据接收到的信息家电设备的信息描述文件中的设备信息来建立链接文件，更新用户界面。可以通过在检测到连接在网络上的信息家电设备后，将设备名与信息家电设备相关联，并在链接表中存储设备名来建立链接文件。也可以通过从设备的信息描述文件中检索设备名，将该设备名存储在链接表中，并将设备名转换成设备按钮来建立链接文件。
用户调用网络中的信息家电设备时，设备控制中心利用建立的该设备的链接文件通过接口向网络发送调用该设备的消息，连接在网络中的信息家电设备通过接口接收设备控制中心的调用消息，对其进行响应，返回调用结果，执行用户发出的相应指令，同时向设备控制中心发送该设备的状态消息。设备控制中心接收到信息家电设备的状态消息后，更新链接表中存储的该设备的消息。此后，设备控制中心根据存储装置中存储的信息家电设备的更新用户界面来进行控制和管理。
在家庭网络环境中，设备控制中心对设备的控制管理源于信息家电设备和控制中心的信息传递。只有当信息家电设备响应了服务调用，同时返回该设备的运行状态信息时，一个对有效设备的调用才算完成。而当某个信息家电设备成为一个无效设备时，设备控制中心对设备的服务调用就会失败。
因此，设备控制中心需要一套能够验证其存储装置中存储的链接表所列出中的信息家电设备的有效性的机制，从链接表中删除不能提供设备服务功能的无效设备。
由于信息家电设备在接入网络时要向网络中发送自身的信息描述文件，以表示该信息家电设备所能提供的功能和自身属性。因此，考虑在其提供的功能服务中增加验证服务，以使设备控制中心能够及时了解信息家电设备的运行情况，以及其与网络的连接状态，及时更新存储的链接表，删除已经退出网络的信息家电设备，从而防止用户对无效设备的误操作，并节省了系统资源。
根据本发明，提供两种验证途径。一种是当设备控制中心希望调用一个信息家电设备提供的功能服务时，应先调用该信息家电设备的验证服务，检测该设备的可运行状态。当设备控制中心获得验证失败的信息时，将取消此次功能服务的调用，将此设备视为无效设备，并从设备控制中心的存储装置存储的链接表中删除该设备信息描述文件，在此将这种验证方式称为调用验证。另外，在设备控制中心维护的信息家电设备的链接表包含着所有加入网络的家电设备，但考虑到这些家电设备中有许多设备根本不常使用，利用率极低，维护它们需要花费资源，同时它们也极易成为无效设备。因此考虑使用最近最少使用原则，通过衡量设备的使用率对不常使用的设备进行有效性检验，同时通过设备的使用率进行统计比较，将使用率低于设定的阈值的信息家电设备从链接表中删除，减少设备控制中心的设备维护负担，在此将这种验证方式称为延时验证。
对于上述双重验证，其实质是根据信息家电设备的使用率分别对设备进行处理。如果设备的使用率较高，则只需对其进行调用验证。另一方面，如果设备的使用率较低，则要先考虑对其定期进行延时验证，如延时验证成功，对其进行调用验证。
在计算信息家电设备的使用率时需要考虑三项因素：设备的上线时间、设备的使用时间和设备的使用次数。设备的上线时间越长，其使用时间越短，使用次数越少时，则表明该设备不常使用。可以用设备的使用时间比上设备的上线时间，得到设备一次调用的使用率，再将使用率与该设备的使用次数相乘得到该设备的使用率。通过考察设备的使用率决定对设备进行验证处理的优先级，使用率越低的设备验证优先级越高，即优先对其进行验证处理。
计算信息家电设备的使用率公式如下：
表示信息家电设备的验证信息的内容存储在信息家电设备，与信息家电设备的信息描述文件一同发送网络上，并由设备控制中心接收。
为了在设备控制中心中进行有效性验证，考虑采用二叉树原理在设备控制中心为信息家电设备建立平衡二叉树结构。用信息家电设备的使用率作为权值来确定设备在平衡二叉树中的位置。使用率低的设备为那些最不经常使用的设备，优先对其进行有效性验证。一个信息家电设备作为这棵设备树上的一个节点，节点中包含有与该设备有关的各种信息，其中也包含该的验证信息。
一般的平衡二叉树的性质为：当此二叉树不为空树时，如果其左子树不为空，则左子树上所有的节点的值都小于它的根节点的值；如果其右子树不为空，则右子树上所有的节点的值都大于它的根节点的值；它的左右子树也同样是平衡二叉树且其左子树和右子树的深度之差的绝对值不超过1。按照此性质，在存在几个验证优先级相同的设备的情况下，只能有一个设备加入到设备二叉树结构中，这样显然是不合适的。因此，考虑对平衡二叉树性质中的第二条进行调整，即如果其右子树不为空，则右子树上所有的节点的值都大于等于它的根节点的值。这样具有相同验证优先级的设备就会作为右子树上的节点加入设备树。
图3是出根据本发明的信息家电设备的平衡二叉树的结构示意图。图中的圆圈代表信息家电设备，圆圈中的数字表示该设备的使用率。带有阴影的圆圈表示验证优先级高，需要对其进行设备延时验证和调用验证的设备，其它的设备使用率较高，只需对其进行调用验证。通过维护设备二叉树，设备控制中心可以通过查询设备树得到需要延时验证的设备，而这些设备恰好在设备树的左子树上，这样只需要查询设备的左子树就可以容易的得到最不常用设备的信息，对它们进行延时验证。
设备控制中心中包含有数据库，数据库中维护的设备运行状态表中存储着设备运行状况信息，其中包含设备的使用率的统计结果、设备的上线时间、使用次数、使用时间等。每次设备退出，设备控制中心都会更新设备的使用率的统计结果，并根据计算调整设备在二叉树中的位置。
下面参考图4说明根据本发明的信息家电设备有效性验证的流程图。首先，在步骤S411，信息家电设备接入网络并通过接口向网络中发送信息家电设备自身的信息描述文件，其中包括验证服务，以表示自身的属性和所能提供的功能服务和验证信息，其中验证信息是指向设备控制中心返回调用该设备成功或失败的信息。在步骤S412，设备控制中心的接口通过网络接收信息家电设备发送的这些信息描述文件和验证服务，设备控制中心在设备运行状态表中找到此设备，根据该设备信息描述文件中的内容和验证服务的信息更新该设备的运行状态表信息。在步骤S413，根据更新的设备运行状态表计算信息家电设备的使用率，基于计算的使用率修改该设备节点的权值，并调整设备二叉树的结构。在步骤S414，在设备控制中心根据接收到的信息家电设备的信息描述文件中的设备信息和修改后的设备节点的权值来建立链接文件，更新用户界面。
当用户在步骤S415调用设备的功能服务时，设备控制中心首先调用该设备的验证服务，如果验证服务表示可以成功调用该设备，设备控制中心则通过向该设备发送指令来执行与用户要求对应的功能；如果调用验证服务失败，则显示调用失败的信息，并从设备的运行状态表和链接表中删除该设备，以避免以后重复调用该设备。在步骤S416，根据在步骤S415对验证服务和调用结果和使用的使用情况，重新计算该设备的使用率，并将其存在设备运行状态表中，修改设备节点的权值，调整设备二叉树的结构。另一方面。信息家电设备根据设备控制中心的指令执行用户所要求的功能，在步骤S417向设备控制中心返回设备运行参数，更新运行状态表，并根据更新信息确定是否需要调整设备二叉树的结构和修改设备的节点信息。在步骤S418，设备控制中心更新用户用户显示界面。另外，通过设定时间段，可以根据设备运行状态表中的设备使用率的统计结果和设备的使用率，调整设备存储树的结构，将在一定时间周期中使用率低于阈值的设备作为无效设备，从设备运行状态表和链接表中删除该设备，并修改设备节点调整设备二叉树的结构。如果在步骤S415调用验证失败，则在步骤S419从设备列表中删除该设备。
综上所述，通过对家电设备的有效性验证，不仅删除设备控制中心中存储的无效设备，避免了无效设备在家电设备控制管理中对用户造成的不良影响，同时有效地节约了设备控制中心的资源，使得家庭网络环境中对家电设备的统一管理机制更加合理高效。
至此已结合本发明的优选实施例对本发明进行了详细说明，本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围和精神实质的情况下可以做出各种改进和变化。