家用设备网络系统及其操作方法.pdf

一种家用设备网络的系统及其操作方法，其中网络主控设备不仅可以自动产生相应家庭的唯一住宅地址，而且可以感测相应家庭与相邻家庭的网络冲突，以维持住宅地址的唯一性。网络主控设备管理/控制连接至相应家庭的网络的一个或多个家用设备，并确定所产生的住宅地址是否与相邻家庭的住宅地址冲突。如果确定所产生的住宅地址与相邻家庭的住宅地址相冲突，则网络主控设备自动改变住宅地址为一个新地址以维持住宅地址的唯一性。因此，网络主控设备可以防止与相邻家庭的网络干扰/冲突，从而以低成本增加家用设备网络的安全性和稳定性。

1.  一种家用设备网络系统，包括：
多个连接至网络的家用设备，用于经由网络发送和接收数据，所述网络被构建用于在相应家庭中的家用设备联网；和
一网络主控设备，用于产生并向相应家庭分配唯一住宅地址，确定所分配的住宅地址是否与相邻家庭的任何一个住宅地址相冲突，并且在确定所分配的住宅地址与任何一个相邻家庭的住宅地址发生冲突的情况下，自动改变所分配的住宅地址。

2.  如权利要求1所述的家用设备网络，其中所述家庭主控设备包括：
一通信模块，用于经由所述网络向/从所述家用设备发送和接收数据；
一微机，用于通过所述通信模块监视所述家用设备的状态并控制它们的操作，并且产生并向相应家庭分配唯一住宅地址，以使它与所述网络的任何一个相邻家庭的住宅地址不冲突；和
一数据库，用于存储有关将被控制的所述多个家用设备的信息，所述设备信息包括所述家用设备的序列号。

3.  如权利要求2所述的家庭网络系统，其中所述家庭主控设备进一步包括：
一输入单元，用于接收向其输入的用户控制命令；和
一输出单元，用于输出所述连接至所述网络的家用设备的状态监视结果和操作控制结果。

4.  如权利要求2所述的家庭网络系统，其中所述通信模块是电力线通信模块，所述电力线通信模块经由电力线发送和接收数据，该电力线构建在包括相应家庭及其相邻家庭的建筑物中。

5.  如权利要求2所述的家庭网络系统，其中所述通信模块是一射频通信模块，所述射频通信模块发送和接收射频数据。

6.  如权利要求2所述的家庭网络系统，其中所述微机包括：
一住宅地址生成模块，用于根据所述网络主控设备的序列号、安装所述网络主控设备的相应家庭的电话号码、或由用户设置的任意代码来生成所述唯一住宅地址；
一网络冲突感测模块，用于在向所述网络广播由所述住宅地址生成模块产生的所述唯一住宅地址之后，根据接收的响应信号，感测相应家庭与任何一个相邻家庭的网络冲突。

7.  如权利要求6所述的家用设备网络系统，其中所述微机进一步包括一控制模块，用于如果感测到所生成的住宅地址与相邻家庭的任何一个住宅地址发生冲突，则控制所述住宅地址生成模块以便产生一个新的住宅地址；以及如果感测到所生成的住宅地址没有发生冲突，则在连接至所述网络的所述多个家用设备中设置该住宅地址。

8.  一种使用网络主控设备操作家用设备网络系统的方法，该网络主控设备管理/控制在相应家庭中构建的网络，所述方法包括步骤：
a)产生住宅地址，以区分相应家庭的网络和相邻家庭的网络；
b)确定所产生的住宅地址是否与相邻家庭的任何一个住宅地址相冲突；
c)根据确定结果，向连接至所述网络的多个家用设备分配与相邻家庭的任何一个住宅地址不冲突的唯一住宅地址。

9.  如权利要求8所述的方法，其中所述步骤b)包括步骤：
b-1)向所述网络广播所述产生的住宅地址；
b-2)等待对将被接收的广播的响应信号；
b-3)如果接收到所述响应信号，则确定所述产生的住宅地址是否与相邻家庭的任何一个住宅地址相冲突。

10.  如权利要求9所述的方法，其中在确定所述产生的住宅地址与相邻家庭的任何一个住宅地址冲突的情况下，所述步骤b-3)包括返回到所述步骤a)以产生新住宅地址的步骤。

11.  一种使用网络主控设备操作家用设备网络系统的方法，该网络主控设备管理/控制在相应家庭中构建的网络，所述方法包括步骤：
a)经由所述网络接收任意数据；
b)在数据库中查找有关发送所述数据的家用设备的信息，以确定该应用信息是否存在于数据库中；
c)当确定所述设备信息不存在于所述数据库中时，确定所述发送家用设备为新连接至所述网络的家用设备或相邻家庭的家用设备；和
d)如果确定所述发送家用设备是相邻家庭的家用设备，则确定相应家庭的住宅地址与相邻家庭的住宅地址发生冲突，并且重新产生一个新的唯一住宅地址。

12.  如权利要求11所述的方法，其中所述步骤b)包括步骤：
b-1)读取包含在所述数据中的序列号和住宅地址，以识别有关所述发送家用设备的信息；和
b-2)确定与所述应用信息相同的信息是否已经被登记并被存储在数据库中。

13.  如权利要求11所述的方法，其中所述步骤c)包括步骤：
c-1)如果所述设备信息存在于数据库中，则确定所述发送家用设备是连接至所述网络的现有家用设备，并返回到步骤a)，如果所述应用信息没有存在于数据库中，则确定所述发送家用设备为新连接至所述网络的家用设备；和
c-2)如果确定所述发送家用设备为新连接至所述网络的家用设备，则获得有关新连接的家用设备的信息，在所述数据库中登记并存储获得的信息，并且向新连接的家用设备分配相应家庭的所述住宅地址，以及如果确定所述发送家用设备不是新连接至所述网络的家用设备，则确定所述发送家用设备是相邻家庭的家用设备。

14.  如权利要求11所述的方法，其中所述步骤d)包括步骤：如果重新产生的住宅地址与相邻家庭的住宅地址没有冲突，则将该重新产生的唯一住宅地址分配给连接至所述网络的多个家用设备。

家用设备网络系统及其操作方法
技术领域
本发明涉及家用设备网络系统及其操作方法，其中多个家用设备能够以相互控制的方式通过网络相连接，更特别地，本发明涉及一种网络主控设备，它安装在每个家庭中，用于向相应的家庭分配唯一的住宅地址，从而使得相应家庭的网络区别于相邻家庭的网络。
网络主控设备被适配用来感测相应家庭的住宅地址与任一相邻家庭的住宅地址之间的冲突，以及在初始网络构造或者额外家用设备连接时，自动生成新的住宅地址，使用一个新地址更新现有的住宅地址并登记更新后的住宅地址，甚至于不用通过用户手工输入。因此，依据本发明的家用设备网络系统及其操作方法具有提高用户的便利性，并加强家用设备控制的稳定性和安全性的效果。
背景技术
通常，家用设备网络系统表示这样一种系统：在其中，包括个人计算机(PC)的多个家用设备集成于在家庭内构建的一个网络中，以使它们可以通过网络相互发送和接收数据。
近来，已经基本完成家庭内部网络的构建，并且共同发展了基于网络的集成控制技术和数据通讯技术以及相关的控制软件，这些导致了对家用设备网络系统的关注与需求的增长。
依据作为网络基础的网络类型，所述家用设备网络系统可以以不同的方式进行分类。这些网络可以是例如在大多数家庭中安装的使用电话线的电话网、局域网(LAN)、无线网和电力线网。应当注意的是，本发明并不限于这些示例。
在本说明书中，为了说明性的目的，将描述传统或者当前的实施例作为一种通过电力线连接家用设备的网络系统。
下面将参照图1描述本发明的技术领域，所述图1示出了传统家用设备网络系统的构造。
如图1所示，多个家用设备A1至A3被连接至家庭A的网络，以及多个家用设备B1至B3被连接至家庭B的网络。网络主控设备10A用作控制和监视家用设备A1至A3的家庭服务器，网络主控设备10B用作控制和监视家用设备B1至B3的家庭服务器。
网络主控设备10A和10B的每一个不但可以集中控制相应的家用设备A1至A3或B1至B3，而且可以访问外部的因特网。结果，网络主控设备10A和10B的每一个中继由远程控制用户通过因特网发送的远程命令。
特别地，在家用设备网络系统使用电力线的情形中，由于在建筑物中通常预先安装电力线使得降低了系统构建成本，因而很经济。
然而，电力线通常不是依据建筑物中的家庭/办公室个别构建，而是在它们中都是公共的。因此，在多个家庭或办公室中共同地使用电力线用于家用设备组网的情形中，将难以区分家庭或办公室的各自的网络管理区域，这导致了网络间的相互干扰。
换言之，在建筑物中公共地构建的电力线被建筑物中的多个家庭共享以进行家用设备联网的情况下，不可能依据家庭来划分电力线，于是由任一家庭的控制用户输入的控制命令信号可能被发送给不是同一家庭中的家用设备，这导致在数据传输和接收期间可能发生错误。
图1通过虚线分别标出家庭A和B。由于家庭A和B通过电力线使它们的网络相互连接，因此在家庭A和B的网络之间安装了闭塞滤波器(blockingfilter)BF，以防止在它们之间发生数据传输/接收的错误。
如果例如A家庭的任一家庭的管理员将一个新的家用设备连入家庭A的网络，则该新家用设备广播一个通报其已连入网络的连接消息。
当接收到连接消息，网络主控设备10A通过将预先分给家庭A的唯一住宅地址分配给新家用设备，来登记该新家用设备的网络连接。
然而在这种情况下，要求为每个家庭连接诸如闭塞滤波器BF的物理设备，这增加了构建的成本。而且，假设由于闭塞滤波器BF的缺陷或者故障而无法进行互联网络隔离，则新家用设备可能被连入相邻的家庭B的网络，并且可能不利地对它们进行网络登记。
可选择地，为了隔离相邻家庭A和B之间的网络，网络主控设备10A可能在接收到由新家用设备所广播的连接消息时请求管理员手工设置住宅地址。
即，网络主控设备10A请求管理员允许连接新家用设备，接收管理员手工输入口令或者新家用设备地序列号，并且登记该家用设备的网络连接。
然而在这种情况下，在初始的网络构建或者当额外的家用设备被连入相应网络时，管理员必须不方便地手工设置序列号或者其它信息。
而且，也不可能防止没有采用闭塞滤波器BF时手工输入的住宅地址与相邻家庭的住宅地址的重复所导致的网络冲突。这降低了家用设备网络系统的安全性和稳定性。
发明内容
因此，由于上述问题而做出本发明，本发明的一个目的是提供家用设备网络系统及其操作方法，其中网络主控设备可以预先感测相应家庭的住宅地址与相邻家庭的住宅地址的重复，从而可以防止在共享相同电力线的家庭之间的网络冲突。
本发明的另一个目的是提供家用设备网络系统及其操作方法，其中网络主控设备可以向相应家庭分配一个与相邻家庭的住宅地址不冲突的唯一住宅地址，并感测新的或额外的家用设备至相应家庭的网络的连接，并自动在网络中登记该家用设备，因此提高了使用的便利性。
根据本发明的一个方面，上述和其他目的可以通过提供家用设备网络系统来实现，所述系统包括：多个连接至网络的家用设备，用于经由网络发送和接收数据，所述网络被构建用于在相应家庭中的家用设备联网；和一网络主控设备，用于产生并向相应家庭分配唯一住宅地址，确定所分配的住宅地址是否与相邻家庭的任何一个住宅地址相冲突，并且在确定所分配的住宅地址与任何一个相邻家庭的住宅地址发生冲突的情况下，自动改变所分配的住宅地址。
根据本发明的另一个方面，提供一种使用网络主控设备操作家用设备网络系统的方法，该网络主控设备管理/控制在相应家庭中构建的网络，所述方法包括步骤：a)产生住宅地址，以区分相应家庭的网络和相邻家庭的网络；b)确定所产生的住宅地址是否与相邻家庭的任何一个住宅地址相冲突；c)根据确定结果，向连接至所述网络的多个家用设备分配与相邻家庭的任何一个住宅地址不冲突的唯一住宅地址。
根据本方面的又一个方面，还一种使用网络主控设备操作家用设备网络系统的方法，该网络主控设备管理/控制在相应家庭中构建的网络，所述方法包括步骤：a)经由所述网络接收任意数据；b)在数据库中查找有关发送所述数据的家用设备的信息，以确定该应用信息是否存在于数据库中；c)当确定所述应用信息不存在于所述数据库中时，确定所述发送家用设备为新连接至所述网络的家用设备或相邻家庭的家用设备；和d)如果确定所述发送家用设备是相邻家庭的家用设备，则确定相应家庭的住宅地址与相邻家庭的住宅地址发生冲突，并且重新产生一个新的唯一住宅地址。在此方法中，网络主控设备正常操作，并且根据经由网络输入的数据来确定是否与发送数据的家用设备通信。
家用设备网络系统是经由在家庭内部构建的网络而控制一个或更多家用设备的操作的系统。网络主控设备被连接至网络以实现主动控制/家庭服务器功能。每个家用设备响应于从网络主控设备施加或手工输入的控制命令被动地进行操作。
网络可以是但不局限于电话线网络、有线局域网(LAN)、无线LAN、电力线网络或其它网络等。还应当理解家用设备的类型并不局限于附图中所示的那些类型。
每个家用设备包括用于经由网络发送和接收数据的网络调制解调器，以及用于执行对应于手工输入的控制命令或经由网络输入的控制信号的操作的微机。
网络主控设备感测经由网络发送和接收的信号流，并监控连接至网络的家用设备的状态。
进一步，网络主控设备执行新的或额外连接至网络的家用设备的网络登记，产生隔离于相邻家庭的网络的唯一住宅地址，并将它分配给连接的家用设备。
此时，网络主控设备通过确定住宅地址是否与相邻家庭的住宅地址相同来防止与相邻家庭的网络冲突。因此，可以加强家用设备网络系统的安全性并提高其稳定性。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中，将会更加清楚的理解本发明上述和其他目的、特征及其他优点，其中：
图1是示出传统家用设备网络系统的结构的视图；
图2是示出根据本发明的家用设备网络系统的结构的视图；
图3是根据本发明的家用设备网络系统中的网络主控设备的详细方框图；
图4是图解说明根据本发明的家用设备网络系统的初始操作流程图；
图5是图解说明根据本发明的家用设备网络系统的正常操作的流程图；
图6是图解说明根据本发明的家用设备网络系统的住宅地址重设操作的流程图。
具体实施方式
现在，将参照附图详细描述根据本发明的家用设备网络系统及其操作方法的优选实施例。
虽然可以实现根据本发明的家用设备网络的各种实施例，在下文中只描述其中最优选的一个实施例。这里，家用设备网络系统的基本结构与上述的传统系统相似，因此将省略其描述。
图2示出根据本发明的家用设备网络系统的配置。
如图2所示，多个家用设备A1’-A3’被连接至家庭A’的网络，网络主控设备100A也连接至该网络，以控制和监控网络以及与之相连接的家用设备A1’-A3’。
多个家用设备B1’-B3’和网络主控设备100B同样被连接至家庭B’的网络。家庭A ’和B’是共享同一电力线的邻居。
家庭主控设备100A和100B的每一个是连接至相应网络的家用设备，用于控制/管理在相应家用设备A1’-A3’或B1’-B3’之间的信号发送和接收。在本发明优选实施例中，每个家庭主控设备是(但不局限于)一个因特网电冰箱，该电冰箱被实现为具有监控家用设备状态并控制其操作的家庭服务器功能，以及冷藏功能。
网络主控设备100A和100B的每一个的结构如图3中显示，所述网络主控设备100A和100B的每一个连接至相应网络并被适配用来向/从相应的家用设备发送和接收数据，从而有效地控制它们。
例如100A的网络主控设备包括输入单元110，用于接收用户的输入；输出单元120，用于输出控制结果和连接至家庭A’的网络的家用设备A1’-A3的状态监控结果。
优选地，输入单元110和输出单元120能够以触摸板的形式相互形成整体，从而提高了网络主控设备100A的空间效率和用户的方便性。
网络主控设备100A进一步包括微机130，用于生成相应家庭的唯一住宅地址，以致它不会被任何与它共享相同电力线的相邻家庭的唯一住宅地址所复制，因而在所述相应家庭和相邻家庭之间没有网络冲突；确定该相应家庭的住宅地址是否被相邻家庭的住宅地址复制；并且若被相邻家庭的住宅地址复制，则自动改变该相应家庭的住宅地址。
将住宅地址唯一地分配给相应家庭，以使其网络与相邻家庭的网络相区分。微机130可以自动地或基于输入单元110的输入生成住宅地址。
网络主控设备100A进一步包括数据库140，用于存储关于多个将被控制的家用设备的信息，所述信息包含家用设备的序列号。因此，微机130可以根据存储在数据库140中的设备信息来执行家庭服务器功能和网络管理功能。
网络主控设备100A进一步包括通信模块150，用于经由相应网络向/从多个家用设备发送和接收数据。通信模块可以依据相应网络的不同类型装备不同的调制解调器。
所述网络可以是例如使用2.4GHz的射频的无线LAN、使用承载几百kHz至几十MHz的高频信号中的数据的低压(110/220V)电力线网络等。在本发明实施例中，由于网络使用了电力线，通信模块150最好是电力线调制解调器。
本发明的网络主控设备100也可以应用于在任一家庭中产生的控制信号可以被传播至相邻家庭在无线网络中，这将导致类似于电力线网中的网络冲突。
微机130包括住宅地址生成模块131和网络冲突感测模块132，住宅地址生成模块131根据网络主控设备100A的序列号、相应家庭的电话号码或由用户设置的随意代码，来生成安装有网络主控设备100A的相应家庭的唯一住宅地址，网络冲突感测模块132在向相应网络广播所生成的住宅地址之后，根据接收到的响应信号来感测相应家庭与相邻家庭之间的网络冲突。
微机130进一步包括控制模块133，如果感测到所生成的住宅地址与相邻家庭的住宅地址的冲突，则该控制模块133控制住宅地址生成模块131生成新的住宅地址，以及如果没有感测到生成的住宅地址的冲突，则在已连入相应网络的多个家用设备中设置住宅地址。
控制模块133也被适配用来仅发送和接收包含与用来定义网络区域的登记住宅地址相同的住宅地址的数据，以便排除经由相应网络从相邻家庭进入的数据。
采用这种结构，微机130在控制网络主控设备100A的内部数据流的同时，控制连接到相应网络的多个家用设备A1’-A3’的操作，监视它们的状态并管理它们的网络连接登记。
此刻，如果网络冲突感测模块132感测到由住宅地址生成模块131所生成的住宅地址与相邻家庭的住宅地址存在冲突，那么它将感测结果反馈给住宅地址生成模块131，以请求该住宅地址生成模块131重新生成新的住宅地址。
因此，住宅地址生成模块131可以验证是否存在具有与生成的住宅地址相同住宅地址的相邻家庭。
换言之，网络主控设备100A不但可以通过根据相应网络的初始结构自动生成和分配住宅地址来确保家庭设备的稳定性，而且可以通过在完成其网络构建之后维持关于最新或者额外连入网络的家用设备住宅地址的唯一性来确保对家用设备控制的稳定性。
因此，本发明的网络主控设备100能够防止与相邻家庭或建筑物之间的网络干扰，而不需使用例如传统的闭塞滤波器的物理设备。
虽然本发明实施例中公开了用住宅地址区分的网络区域作为家庭，但是本发明并不仅限于此。
另一方面，在一个家庭存在多个网络主控设备的情况下，可以依据网络主控设备的功能或者安装区域将连入家庭网络的家用设备进行分组，从而由每个网络主控设备所产生和登记的住宅地址可以被视作一组代码。
同样优选的，由网络主控设备100A生成的住宅地址包括但不限于网络主控设备100A的序列号或者已构建好相应网络的家庭电话号码。
接着，将参照图4至6描述依据本发明的家用设备网络系统的操作，其中图4至6是说明应用于本发明的网络主控设备的网络冲突感测算法的流程图。
图4是说明在根据本发明的家用设备网络系统初始构造时，网络主控设备的操作的流程图。
首先，初始连入相应网络的网络主控设备产生住宅地址(S1)。
为了验证所生成的住宅地址，网络主控设备向网络广播住宅地址并确定是否存在对该广播作出响应的家用设备(S2)。
即，在相应网络的初始构建状态中从相邻网络发送响应信号，其意味着在相邻网络中使用了与所生成的住宅地址相同的住宅地址。结果，网络主控设备可以感测到所生成的住宅地址与相邻网络的住宅地址之间的冲突(S3)。
如果发生冲突，则网络主控设备自动改变所生成的住宅地址(S4)，如果不发生冲突，则网络主控设备自动完成初始的住宅地址设置(S5)。
图5是图解说明在完成初始的网络构建之后，在多个家用设备连入相应网络的情况下，网络主控设备的操作的流程图。
在保持正常备用模式的同时，网络主控设备监视相应的网络以及连入该网络的多个家用设备(L1)。
如果网络主控设备接收到任意数据(L2)，则它确定数据发送端是否是连入网络的任意一个家用设备(L3)。
即，通过读取包含在数据中的住宅地址和设备信息以及将它与存储在其数据库中的信息进行比较，网络主控设备确定是否从连入相应网络的任何一个家用设备中或者从相邻的家庭中发送了数据。
如果未从任何连入网络的家用设备发送数据，则网络主控设备确定是否从新的家用设备或由于住宅地址冲突而从相邻的家庭发送了数据(L4)。
在确定从新的家用设备发送了数据时，网络主控设备批准该新的家用设备至网络的连接，并在数据库中对其进行登记(L5)。然而，如果数据不是从新的家用设备发送的，则网络主控设备确定该数据是由于住宅地址冲突而从相邻的家庭发送的(L6)。
这样，网络主控设备自动将现有的丧失唯一性的住宅地址改变为新的住宅地址。(L7)。
网络主控设备执行如图6的流程图所示的住宅地址重新设置操作。首先，网络主控设备重新设置一个与现有的住宅地址不同的住宅地址(M1)。
为了验证重新设置的住宅地址，网络主控设备向网络广播该住宅地址并确定是否存在对该广播进行响应的家用设备(M2)。
由于连入网络的家用设备总是只响应相同的住宅地址，因此对广播住宅地址的响应的存在意味着广播住宅地址已被用在不同的网络。
网络主控设备确定广播住宅地址是否与不同网络中的住宅地址发生冲突(M3)。如果确定广播住宅地址与不同网络中的住宅地址发生冲突，网络主控设备自动对其进行改变并重复住宅地址的验证(M4)。然而，如果广播住宅地址未发生冲突，则网络主控设备完成住宅地址的重新设置操作(M5)。
网络主控设备进一步向具有连入网络的现有住宅地址的家庭设备输入重新设置的住宅地址，以使所有的家用设备拥有新的住宅地址(M6)。
如上所示，本发明提供了一种家用设备网络系统及其操作方法，其中网络主控设备不但可以自动生成相应家庭的住宅地址，而且可以感测相应家庭与相邻家庭的网络冲突。网络主控设备自动设置和登记唯一的住宅地址，以使该地址一直由相应的家庭所持有。因此，没有必要使用价格昂贵的闭塞滤波器，这导致系统构建成本的减少。
进一步地，为了防止与相邻家庭的网络干扰/冲突，网络主控设备自动管理住宅地址而不需要人工设置住宅地址。因此，可以加强家用设备网络的安全性和提高它的稳定性。
虽然为了示例说明的目的公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员将认识到在不背离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、增加和更换。