專利名稱：一種基于虛擬機的數(shù)字家電控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字家電控制領(lǐng)域，具體來說，涉及一種采用虛擬機方式的數(shù)字家電 網(wǎng)絡(luò)控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及嵌入式系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)的提升，人們對家電的靈活性和功能的需 求越來越多，簡單而言，單一的功能家電逐漸受到冷落，人們期望家電能提供更豐富的功 能，能更便捷地操作。因而有越來越多的家電廠商提出數(shù)字化家電的概念和產(chǎn)品。但是當(dāng) 前的數(shù)字化家電網(wǎng)絡(luò)還只是簡單的一對一或集中控制的方法，對硬件要求較高。虛擬機技 術(shù)的優(yōu)勢就是對終端的需求較低，核心操作都集中在虛擬機服務(wù)端完成，而虛擬機服務(wù)端 通常單獨存在，這樣引入虛擬機技術(shù)就可以在不增加或者少量增加家電端設(shè)計復(fù)雜度的前 提下，通過增加虛擬機服務(wù)端功能提高家電功能的拓展性，同時，采用屏幕適應(yīng)技術(shù)達到屏 幕的最佳適配。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠自由拓展功能的基于虛擬機技術(shù)的數(shù)字家電網(wǎng) 絡(luò)控制方法及系統(tǒng)。為了達到上述目的，本發(fā)明提供的基于虛擬機技術(shù)的數(shù)字家電控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包 含嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電和用于對網(wǎng)絡(luò)中的家電進行控制和管理的虛擬機服務(wù)器，還 包含嵌入虛擬機終端的移動控制終端和數(shù)字家電中央通訊模塊如圖1所示，其中嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電和嵌入虛擬機終端的移動控制終端都可以實現(xiàn)對所 對應(yīng)虛擬機的訪問以及對所對應(yīng)虛擬機提供的與其它虛擬機的交互控制。其中嵌入虛擬機 終端的移動控制終端通過無線方式通訊，嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電通過有線或者無線方 式通訊。此二者都可以顯示虛擬機界面，用戶通過操作虛擬機界面來實現(xiàn)上述的操作。嵌 入式虛擬機終端的數(shù)字家電和移動嵌入虛擬機終端的控制終端需包含中央處理器、存儲 單元、圖形顯示單元和通訊單元。中央處理器用來實現(xiàn)終端硬件單元的整體調(diào)度、虛擬機終 端的命令發(fā)布、命令響應(yīng)以及與界面顯示相關(guān)的圖像處理功能，存儲單元用來緩存虛擬機 終端和虛擬機服務(wù)端之間的交互命令以及交互數(shù)據(jù)。圖形顯示單元用來顯示虛擬機終端的 圖形界面，通訊單元用來和整個系統(tǒng)的通訊控制模塊進行命令和數(shù)據(jù)交互。嵌入式虛擬機 終端的數(shù)字家電除包含上述為實現(xiàn)嵌入虛擬機終端所需單元外還需包含數(shù)字家電為實現(xiàn) 自身原有功能所需包含的硬件單元。虛擬機服務(wù)器提供虛擬機的建立、任務(wù)調(diào)度、資源優(yōu)化等功能。虛擬機控制管理 子系統(tǒng)可以由計算機擔(dān)任，如果需要節(jié)約成本或者需求的拓展功能并不多，也可以采用嵌 入式系統(tǒng)來完成。虛擬機通過配置可以完成全部或者部分宿主的功能，即它根據(jù)需求甚至 可以完成整個計算機的功能，例如文本處理、程序計算、上網(wǎng)沖浪(需要網(wǎng)絡(luò)控制模塊的輔 助)、音視頻播放等。虛擬機之間的交互通過配置虛擬機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。以采用計算機作為虛擬機服務(wù)器為例，虛擬機服務(wù)器包含中央處理器、內(nèi)存、硬盤、顯卡、聲卡、主板、網(wǎng)卡等計算 機單元。中央通訊模塊提供本發(fā)明各個功能塊之間的數(shù)據(jù)交互、上網(wǎng)以及外部訪問功能。 其通訊方式分有線和無線兩種。嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電和嵌入虛擬機終端的移動控制 終端通過虛擬機終端訪問對應(yīng)的虛擬機服務(wù)端，由于虛擬機服務(wù)端通過虛擬化技術(shù)可以對 網(wǎng)卡虛擬化，因而從虛擬機角度來看，每個虛擬機對應(yīng)一個專用的網(wǎng)絡(luò)接口，通過中央通訊 模塊來實現(xiàn)上網(wǎng)功能。外部用戶也可以通過該網(wǎng)絡(luò)根據(jù)設(shè)置權(quán)限訪問家電網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)家電 網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程控制。各類不同終端的顯示屏大小不同，如果虛機與終端的顯示屏大小不同則會大大影 響用戶的體驗.比如虛機的虛擬顯示設(shè)備若比終端設(shè)備大，則用戶必須在終端屏幕上來回 滾動才能完成操作.如果虛機的虛擬顯示設(shè)備若比終端設(shè)備小，用戶只能在大的顯示屏幕 上看到很小的操作區(qū).傳統(tǒng)的適配方式是將遠(yuǎn)端的屏幕進行縮放后顯示.但當(dāng)兩端的大小 差別較大或長寬縮放比例不同時，會導(dǎo)致圖像的嚴(yán)重失真或變形。


圖1是基于虛擬機的數(shù)字家電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)2是嵌入虛擬機終端的移動控制終端架構(gòu)3是嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電架構(gòu)圖
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖，如圖所示為基于虛擬機的數(shù)字家電網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。包 含多個嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電1，中央通訊模塊2、虛擬機服務(wù)器3及嵌入虛擬機終端 的移動控制終端4。圖2是嵌入虛擬機終端的移動控制終端架構(gòu)圖，包括中央處理器41、存儲單元 42、圖形顯示單元43及通訊控制單元44。圖3是嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電架構(gòu)圖，包括中央處理器11、存儲單元12、圖 形顯示單元13及通訊控制單元14以及家電常規(guī)模塊15。由嵌入虛擬機終端的移動控制終端4或嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電1發(fā)起的控制 流程包括1)嵌入虛擬機終端的移動控制終端4或嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電1啟動虛擬機 終端程序；2)通過中央通訊模塊2激活虛擬機服務(wù)器3中對應(yīng)的虛擬機；3)虛擬機界面通過中央通訊模塊2返回給嵌入虛擬機終端的移動控制終端4或嵌 入虛擬機終端的數(shù)字家電1中的存儲單元G2，12)，通過圖形顯示單元03，13)將虛擬機界 面顯示出來；4)用戶通過鍵盤輸入或者觸摸屏通過圖形顯示單元03，13)發(fā)布指令執(zhí)行虛擬 機實現(xiàn)的擴展功能；5)斷開虛擬機連接。
由外部用戶發(fā)起的控制流程包括1)外部用戶通過中央通訊模塊2發(fā)起虛擬機連接指令；2)激活相應(yīng)虛擬機；3)虛擬機界面通過中央通訊模塊2返回給外部用戶，并在外部用戶操作界面顯示 出來；4)外部用戶通過虛擬機操作界面控制家電網(wǎng)絡(luò)；5)斷開虛擬機連接。虛擬機服務(wù)器操作流程如下1)接收虛擬機終端的連接指令；2)判斷是內(nèi)部還是外部客戶，進行相應(yīng)鑒權(quán)；3)如有權(quán)限，啟動對應(yīng)虛擬機并反饋虛擬機服務(wù)端建立指令；4)傳送虛擬機服務(wù)端界面；5)接收虛擬機內(nèi)程序執(zhí)行指令，判斷指令類型，并進行鑒權(quán)；6)如果是虛擬機本機擴展功能操作并有權(quán)限，則調(diào)用虛擬機內(nèi)資源執(zhí)行相應(yīng)操作 (例如文本處理、本機音視頻播放等)；7)如果是虛擬機間控制操作并有權(quán)限，通過虛擬機間控制接口傳送控制指令到待 控制虛擬機，待控制虛擬機接受控制指令后將指令傳送給相應(yīng)終端，例如控制洗衣機的定 時開啟，關(guān)機等功能；8)如果是上網(wǎng)指令并有權(quán)限，則通過虛擬機虛擬的網(wǎng)絡(luò)接口在網(wǎng)絡(luò)控制模塊上實 現(xiàn)與外部網(wǎng)絡(luò)的連接；9)接收虛擬機斷開指令，斷開虛擬機指令。本專利是采用虛機直接改變自身的物理顯示設(shè)備分辨率主動適配終端的顯示要 求，這樣內(nèi)部程序會動態(tài)計算最佳的顯示方式，主動適配終端顯屏的大小。適配的流程如下1)終端內(nèi)的客戶端程序在向虛機服務(wù)器請求虛機時，報告當(dāng)前終端設(shè)備的顯示屏 大??；2)虛機服務(wù)器中的服務(wù)程序向虛機發(fā)出改變顯示設(shè)備盡寸的指令；3)虛機程序改變顯示設(shè)備尺寸.并產(chǎn)生事件，通知虛機內(nèi)的所有應(yīng)用程序；4)虛機內(nèi)的所有應(yīng)用程序根據(jù)新的顯示設(shè)備尺寸重新計算，并更新顯示界面；5)虛機服務(wù)程序返回虛機的訪問IP和端口。終端內(nèi)的客戶端顯示該虛機的遠(yuǎn)程桌面.這樣用戶就可看到最佳適配的操作窗 Π .以一個簡化家電控制網(wǎng)絡(luò)為例，該家電網(wǎng)絡(luò)包含一臺嵌入虛擬機終端的電視機、 一臺嵌入虛擬機終端的洗衣機、一部嵌入虛擬機終端的移動控制終端、一臺采用個人計算 機的虛擬機服務(wù)器，一個內(nèi)嵌無線和有線通訊功能的通訊單元，該單元還可實現(xiàn)ADSL上網(wǎng) 功能。屏幕傳輸采用開源的虛擬網(wǎng)絡(luò)計算軟件(Virtual Network Computing, VNC) 0虛擬 機服務(wù)器端采用開源軟件操作系統(tǒng)虛擬化軟件QEMU來實現(xiàn)多個虛擬機。如果要實現(xiàn)通過嵌入虛擬機終端的移動控制終端對電視的訪問，移動控制終端需 首先啟動虛擬機服務(wù)器中本控制終端所對應(yīng)的虛擬機，啟動方式可以通過該控制終端輸入命令的方式實現(xiàn)，例如設(shè)定**鍵為啟動命令，則**命令以及該終端唯一的標(biāo)識符按照通訊 協(xié)議約定的格式通過中央通訊模塊傳送給虛擬機服務(wù)器，虛擬機服務(wù)器接收到命令和標(biāo)識 符后，啟動虛擬機，并將虛擬機的圖形界面反饋給該終端，移動終端通過操作虛擬機的圖形 界面發(fā)布對電視的操作指令，該操作指令通過中央通訊模塊發(fā)送到電視，電視接收到該指 令后則可以實現(xiàn)相應(yīng)的操作。同樣，嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電也可以通過上述類似方式 進行交互控制。即可以通過電視控制洗衣機也可以通過洗衣機控制電視，甚至通過電視或 洗衣機控制移動終端。如果要實現(xiàn)通過嵌入虛擬機終端的移動控制終端實現(xiàn)上網(wǎng)功能，首先依然需要啟 動對應(yīng)虛擬機，由于虛擬機本身可以虛擬化網(wǎng)絡(luò)接口，則虛擬機是可以上網(wǎng)的，則通過將虛 擬機的屏幕傳送到控制終端，通過鍵盤或者觸摸屏操作即可實現(xiàn)上網(wǎng)功能。嵌入虛擬機終 端的電視和洗衣機也可以實現(xiàn)上網(wǎng)功能，只要有合適的輸入方式，例如洗衣機鍵盤的重新 定義或觸摸屏，電視機增加鍵盤即可簡單實現(xiàn)。外部用戶如果要監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)內(nèi)家電的狀態(tài)，則可以在該用戶所對應(yīng)虛擬機中增加集 中控制軟件即可實現(xiàn)，即外部用戶通過鑒權(quán)操作后啟動對應(yīng)虛擬機，將屏幕傳送給外部客 戶，外部客戶則可以啟動相應(yīng)軟件實現(xiàn)擴展功能。當(dāng)然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形 都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種基于虛擬機的數(shù)字家電控制方法，包括嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電和虛擬機服 務(wù)器，其特征在于還包括嵌入虛擬機終端的移動控制終端，通過該終端可以控制本發(fā)明所涉及網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部數(shù)字家 電的控制以及與外部網(wǎng)絡(luò)的交互；中央通訊模塊，該模塊可以實現(xiàn)有線和無線的數(shù)據(jù)交互，并提供與外部網(wǎng)絡(luò)的通訊接口 ；嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電，該模塊也可以實現(xiàn)不同內(nèi)部家電的控制以及與外部網(wǎng)絡(luò) 的交互；虛擬機服務(wù)器，提供虛擬機的建立、優(yōu)化以、虛擬機的調(diào)度以及存儲功能，各個終端或 家電可以通過虛擬機服務(wù)器建立對應(yīng)的虛擬機將控制和存儲的部分或大部分內(nèi)容放在服 務(wù)器端實現(xiàn)，降低終端設(shè)計的復(fù)雜度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)容，其特征在于，所述的虛擬機服務(wù)器包括中央處理器，用來實現(xiàn)多虛擬機任務(wù)的調(diào)度分配，虛擬機建立的指令執(zhí)行，虛擬機內(nèi)部 軟件指令分解的優(yōu)化執(zhí)行；存儲單元，用來存儲虛擬機的鏡像文件，包含虛擬機及其操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、數(shù)據(jù)的 存儲。網(wǎng)絡(luò)接口，用來實現(xiàn)服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)的交互，具體而言，每個虛擬機可以通過虛擬化的網(wǎng) 絡(luò)實現(xiàn)指令、音視頻數(shù)據(jù)的傳輸端口 ；圖形處理單元，用來實現(xiàn)虛擬機屏幕的壓縮處理。
3.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)容，其特征在于，所述嵌入式虛擬機終端的數(shù)字家電和移動 嵌入虛擬機終端的控制終端的數(shù)字家電都包括中央處理器，用來實現(xiàn)終端硬件單元的整體調(diào)度、虛擬機終端的命令發(fā)布、命令響應(yīng)以 及與界面顯示相關(guān)的圖像處理功能；存儲單元，用來緩存虛擬機終端和虛擬機服務(wù)端之間的交互命令以及交互數(shù)據(jù)；圖形顯示單元，用來顯示虛擬機終端的圖形界面；通訊單元，用來和整個系統(tǒng)的通訊控制模塊進行命令和數(shù)據(jù)交互，嵌入式虛擬機終端 的數(shù)字家電的通訊單元包含有線和無線兩種，嵌入式虛擬機終端的移動控制終端的通訊單 元是無線方式；嵌入式虛擬機終端的數(shù)字家電除包含上述為實現(xiàn)嵌入虛擬機終端所需單元外還需包 含數(shù)字家電為實現(xiàn)自身原有功能所需包含的硬件單元。。
4.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)容，其特征在于，所述由嵌入虛擬機終端的移動控制終端4或 嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電1發(fā)起的控制方法包括1)嵌入虛擬機終端的移動控制終端4或嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電1啟動虛擬機終端 程序；2)通過中央通訊模塊2激活虛擬機服務(wù)器3中對應(yīng)的虛擬機；3)虛擬機界面通過中央通訊模塊2返回給嵌入虛擬機終端的移動控制終端4或嵌入虛 擬機終端的數(shù)字家電1中的存儲單元G2，12)，通過圖形顯示單元03，13)將虛擬機界面顯 示出來；4)用戶通過鍵盤輸入或者觸摸屏通過圖形顯示單元(43，1 發(fā)布指令執(zhí)行虛擬機實現(xiàn)的擴展功能；5)斷開虛擬機連接。
5.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)容，其特征在于，所述由外部用戶發(fā)起的控制流程包括1)外部用戶通過中央通訊模塊2發(fā)起虛擬機連接指令；2)激活相應(yīng)虛擬機；3)虛擬機界面通過中央通訊模塊2返回給外部用戶，并在外部用戶操作界面顯示出來；4)外部用戶通過虛擬機操作界面控制家電網(wǎng)絡(luò)；5)斷開虛擬機連接。。
6.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)容，其特征在于，所述虛擬機服務(wù)器操作方法如下1)接收虛擬機終端的連接指令；2)判斷是內(nèi)部還是外部客戶，進行相應(yīng)鑒權(quán)；3)如有權(quán)限，啟動對應(yīng)虛擬機并反饋虛擬機服務(wù)端建立指令；4)傳送虛擬機服務(wù)端界面；5)接收虛擬機內(nèi)程序執(zhí)行指令，判斷指令類型，并進行鑒權(quán)；6)如果是虛擬機本機擴展功能操作并有權(quán)限，則調(diào)用虛擬機內(nèi)資源執(zhí)行相應(yīng)操作(例 如文本處理、本機音視頻播放等)；7)如果是虛擬機間控制操作并有權(quán)限，通過虛擬機間控制接口傳送控制指令到待控制 虛擬機，待控制虛擬機接受控制指令后將指令傳送給相應(yīng)終端，例如控制洗衣機的定時開 啟，關(guān)機等功能；8)如果是上網(wǎng)指令并有權(quán)限，則通過虛擬機虛擬的網(wǎng)絡(luò)接口在網(wǎng)絡(luò)控制模塊上實現(xiàn)與 外部網(wǎng)絡(luò)的連接；9)接收虛擬機斷開指令，斷開虛擬機指令。
7.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)容，其特征在于，所述虛擬機處理的屏幕適配方法如下1)終端內(nèi)的客戶端程序在向虛機服務(wù)器請求虛機時，報告當(dāng)前終端設(shè)備的顯示屏大2)虛機服務(wù)器中的服務(wù)程序向虛機發(fā)出改變顯示設(shè)備盡寸的指令；3)虛機程序改變顯示設(shè)備尺寸.并產(chǎn)生事件，通知虛機內(nèi)的所有應(yīng)用程序；4)虛機內(nèi)的所有應(yīng)用程序根據(jù)新的顯示設(shè)備尺寸重新計算，并更新顯示界面；5)虛機服務(wù)程序返回虛機的訪問IP和端口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于虛擬機的數(shù)字家電控制方法及系統(tǒng)，包括嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電和用于對網(wǎng)絡(luò)中的家電進行控制和管理的虛擬機服務(wù)器，還包含嵌入虛擬機終端的移動控制終端和數(shù)字家電中央通訊模塊，所述嵌入虛擬機終端的數(shù)字家電包含中央處理器、存儲單元、圖形顯示單元及通訊控制單元，通訊控制單元包含有線和無線兩種，所述嵌入虛擬機終端的移動控制終端包含中央處理器、存儲單元、圖形顯示單元及通訊控制單元，其中通訊控制單元為無線方式。采用如上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明能從不同終端對家電管理和控制，使得家電具有網(wǎng)絡(luò)化的管理控制功能，避免傳統(tǒng)家電功能單一控制復(fù)雜的缺點。此外采用虛擬機技術(shù)，還可實現(xiàn)多樣化的顯示控制終端的最佳適配，改善用戶的操作體驗。
文檔編號G05B19/418GK102081381SQ20091019939
公開日2011年6月1日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月26日
發(fā)明者程作仁, 費曉峰 申請人:上海拜翰網(wǎng)絡(luò)科技有限公司