一种基于跨平台应用的智能家居系统

1.一种基于跨平台应用的智能家居系统，包括硬件层、操作系统层、应用层；其特征在于：
在所述智能家居系统的操作系统层和应用层之间增加一层面向跨平台应用程序的运行平台；
所述硬件层为底层硬件系统，在底层硬件系统上运行操作系统形成操作系统层，所述操作系统负责管理智能家居系统中各个任务的运行、各个任务的资源分配、各个任务间的通信，并为用户提供操作界面；
所述应用层包括跨平台应用程序和系统应用程序，其中所述跨平台应用程序使用标准通用的运算控制语言，该语言与具体的底层硬件系统无关；
所述面向跨平台应用程序的运行平台包括CPU指令翻译转换模块、应用程序管理模块、软件接口和硬件接口，跨平台应用程序通过所述软件接口与系统应用程序通信，跨平台应用程序还可以通过硬件接口实现与底层硬件系统的通信，从而实现对智能家居系统的数据采集和控制、实现对智能家居系统服务的调用；
所述CPU指令翻译转换模块为跨平台应用程序提供翻译服务，将标准通用语言翻译成能为底层硬件系统所识别的二进制机器码；
所述应用程序管理模块向用户提供安装、卸载、升级和管理应用程序的服务。
2.根据权利要求1所述的基于跨平台应用的智能家居系统，其特征在于：
所述智能家居系统包括智能家庭网关、智能插座、智能开关、温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、人体传感器智能家居设备；
所述底层硬件系统包括CPU、外围设备、外围接口。
3.根据权利要求2所述的基于跨平台应用的智能家居系统，其特征在于：
所述运行操作系统包括uCOS、FreeRTOS、Linux、WinCE。
4.根据权利要求1-3任一权利要求所述的基于跨平台应用的智能家居系统，其特征在于：
所述面向跨平台应用程序的运行平台屏蔽了底层硬件系统和操作系统的差异，使跨平台应用程序能够不作修改的从一个底层硬件系统放到另一个底层硬件系统、或从一个操作系统放到另一个操作系统上运行，跨平台应用程序在采用不同底层硬件系统或不同操作系统的智能家居设备之间能够通用。
5.根据权利要求4所述的基于跨平台应用的智能家居系统，其特征在于：
用户可以通过共享应用程序的方式从厂商或一些下载网站下载跨平台应用程序和系统应用程序并将其安装在智能家居系统上，也可以把自己不需要的应用程序从智能家居系统上删除。

一种基于跨平台应用的智能家居系统\n技术领域\n[0001] 本发明属于智能住宅的智能家居领域，涉及一种支持跨平台应用程序的智能家居。\n背景技术\n[0002] 目前国内的智能家居设备和智能家居系统种类繁多，智能家居厂家在按照用户提出的需求定制设计安装后，用户通常只能使用其定制好的功能。当用户需求增加或需求发生改变时，尽管智能家居设备提供一些参数设置供用户修改，但这种设置修改可能不能完全符合用户需求尤其是功能上的需求；而用户又无法自行安装和扩充其功能，也无法删除其不再使用的功能；由此智能家居系统变得不再符合用户需求和用户习惯了，久而久之，智能家居系统将成为一种高科技的摆设。本发明的目的是为了解决用户自行灵活的安装应用程序问题。\n发明内容\n[0003] 本发明的目的是：解决用户自行安装应用程序问题，使用户可以根据自己使用需求和使用习惯自由地将应用程序下载安装到智能家居设备上。\n[0004] 本发明具体采用以下技术方案。\n[0005] 一种支持跨平台应用程序的智能家居系统，包括硬件层、操作系统层、应用层；其特征在于：\n[0006] 在所述智能家居系统的操作系统层和应用层之间增加一层面向跨平台应用程序的运行平台；\n[0007] 在所述硬件层为底层硬件系统，在底层硬件系统上运行操作系统形成操作系统层，所述操作系统负责管理智能家居系统中各个任务的运行、各个任务的资源分配、各个任务间的通信，并为用户提供操作界面；\n[0008] 所述应用层包括跨平台应用程序和系统应用程序，其中所述跨平台应用程序使用标准通用的运算控制语言，该语言与具体的底层硬件系统无关；\n[0009] 所述面向跨平台应用程序的运行平台包括CPU指令翻译转换模块、应用程序管理模块、软件接口和硬件接口，跨平台应用程序通过所述软件接口与系统应用程序通信，跨平台应用程序还可以通过硬件接口实现与底层硬件系统的通信，从而实现对智能家居系统的数据采集和控制、实现对智能家居系统服务的调用；\n[0010] 所述CPU指令翻译转换模块为跨平台应用程序提供翻译服务，将标准通用语言翻译成能为底层硬件所识别的二进制机器码；\n[0011] 所述应用程序管理模块向用户提供安装、卸载、升级和管理应用程序的服务。\n[0012] 所述智能家居系统包括智能家庭网关、智能插座、智能开关、温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、人体传感器智能家居设备；\n[0013] 所述底层硬件系统包括CPU、外围设备、外围接口。\n[0014] 本发明的有益效果是：智能家居设备和系统的功能不再是局限于生产厂商定制好甚至于脱离用户实际需要的功能；用户可以突破这种限制，根据自身需要随意的将应用程序下载安装到智能家居设备上，使智能家居更满足和贴近用户的需求和使用习惯，使智能家居更具人性化和个性化，同时也使智能家居功能得到改进和完善。\n附图说明\n[0015] 下面结合附图对本发明进一步说明。\n[0016] 图1是依据本发明的方法的一种支持跨平台应用程序的智能家居示意图。\n具体实施方式\n[0017] 在智能家居设备的应用程序和底层操作系统之间增加一层面向跨平台应用程序的运行平台。跨平台应用程序使用标准通用的运算控制指令，而底层硬件使用CPU专用的运算控制指令，并且各种CPU的指令系统各不相同，运行平台负责将应用层指令转换翻译成CPU对应的专用指令。运行平台还向应用程序提供基于操作系统的应用接口，使应用程序和操作系统之间能够相互通信。当应用程序向运行平台发出运算控制指令后，运行平台在收到应用程序的指令后，它会将其转换翻译成底层硬件对应的CPU二进制机器码指令，然后将转换后的CPU指令传送给CPU执行。不同的硬件系统和软件系统会有不同的运行平台与之相对应，也就是说运行平台本身是不具有跨平台的特性，它是与具体的硬件系统及具体的软件系统密切相关的，但是底层的硬件系统和软件系统经过运行平台的转换翻译之后，底层硬件系统和软件系统的差异性被运行平台屏蔽了，使整个系统能够支持跨平台的应用程序。\n[0018] 随着ARM尤其是Cortex系列的推广应用，嵌入式CPU的速度、Falsh容量和内存容量越来越大，自带的功能越来越多，价格却越来越便宜。以现在ARM、Cortex等CPU的速度、Flash容量和内存容量，在应用程序和底层操作系统之间增加一层运行平台不会大幅增加设备成本，也不会明显影响应用程序的运行速度，但是却能给用户带来很大的便利性，增强应用程序的通用性和复用性。\n[0019] 系统架构图如图1所示，在最底层的是硬件系统，它包括CPU、外围设备、外围接口等硬件；在硬件之上运行的是操作系统，它可以是uCOS、FreeRTOS、Linux、WinCE等系统，它是负责管理各个任务的运行、各个任务的资源，各个任务间的通信，为用户提供操作界面；\n在操作系统之上运行的是以任务进行划分的系统应用程序，在这操作系统之上还并列运行着为跨平台应用程序提供服务的运行平台；运行平台提供转换翻译CPU指令、软件接口、硬件接口、应用程序管理等服务；而在这运行平台之上运行的是跨平台的应用程序。\n[0020] 运行平台提供的翻译CPU指令服务是将跨平台应用程序的通用运算控制指令翻译成能被底层硬件CPU所识别的CPU专用指令；软件接口服务是方便跨平台应用程序能够与操作系统进行一些常用和必要的通信和调用操作系统提供的一些基本功能和服务，主要包括系统时间、系统消息管理、进程管理、文件管理、存储管理、系统延时、人机输入输出接口、网络通信等接口；硬件接口服务是方便跨平台应用程序能够使用和控制一些常用的硬件接口和外围设备，主要包括IO数字量的输入输出、继电器的开断、D/A模拟量的输出、A/D模拟量的测量、电参量包括电压、电流、功率等的测量、热工量包括温度、湿度、流量、压力等的测量、定时器等接口；而应用程序管理服务是方便用户去管理、安装、和删除跨平台应用程序，主要包括安装、卸载、升级、和管理应用程序等功能。\n[0021] 跨平台应用程序发出运算控制指令后，运行平台会先将其指令转换翻译成CPU专用指令，然后传送给CPU执行，CPU执行后的结果首先传递给运行平台，然后再由运行平台传给应用程序。当应用程序要访问系统文件、系统时间、硬件IO时，它通过调用运行平台提供的软件接口和硬件接口来完成他们的操作。当用户需求发生改变需要安装应用程序时，它可以通过应用程序管理界面来安装应用程序；当用户不再需要已安装的应用程序或存储空间不足时，用户可以通过管理界面来删除一些不需要或不重要的应用程序。\n[0022] 通过运行平台在应用程序和硬件之间的指令转换，运行平台屏蔽了各种底层硬件系统之间以及各种底层软件系统之间的差异性，应用程序可以不作修改就可以在各种硬件构建的智能家居设备上运行，而不用担心因硬件系统或软件系统的不同而导致无法运行。\n同样由于运行平台提供了基于操作系统标准通用的应用接口，应用程序同样也可以通过运行平台与底层各种操作系统进行通信和调用系统的文件访问、时间读写、硬件IO访问等服务。用户还可以通过运行平台来管理应用程序。\n[0023] 在运行平台之上运行的应用程序不再与具体的硬件系统相关，也不再与具体的软件系统相关，应用程序可以在基于不同硬件系统和不同软件系统的智能家居设备上安装使用，也就是说不同厂商、不同型号的智能家居设备可以以共享的方式来使用这些程序，不用针对不同厂商不同型号的智能家居设备开发专用的应用程序，厂商和用户可以以共享应用程序的方式将应用程序下载安装到智能家居设备上。通过共享应用程序，开发厂商不用再组织专门的开发人员去重复开发这些具有相同功能的应用程序，从而缩短了智能家居的开发时间，加快了智能家居的开发进度。由于整个系统是开放性的，用户可以通过一些网站下载自己想要的应用程序安装到智能家居上从而使智能家居设备的功能更为完善，也跟贴近用户的需求。\n[0024] 本发明具有以下主要优点：\n[0025] 1、应用程序可以在各个智能家居设备间跨平台的运行，它不依赖于具体的硬件系统和具体的软件系统，各个智能家居设备可以共享这些应用程序。\n[0026] 2、用户可以根据自身需求从厂商或下载网站上下载应用程序到智能家居设备中进行安装，使智能能家居设备更加满足和贴近用户的需求，使智能家居更具人性化和个性化。\n[0027] 3、由于用户可以通过自由选择安装应用程序的方式更改、增加和删除智能家居的功能，使智能家居功能得到改进和完善。\n[0028] 4、由于应用程序具有很大的通用性，各种不同的智能家居设备之间可以共享应用程序，厂商可以通过共享的方式来减少开发投入，从而来加快产品的开发进度和缩短产品的开发时间。\n[0029] 此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。