專(zhuān)利名稱(chēng)：家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其負(fù)荷分散方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，尤其是涉及一種在家電之間硬件資源并行連接情況下，能適當(dāng)分散某一個(gè)特定設(shè)備的過(guò)負(fù)荷的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其負(fù)荷分散方法。
背景技術(shù)：
通常，家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(Home Network System)是通過(guò)家庭服務(wù)器(Homeserver)，即以作為主機(jī)(host)的家電為中心，和各種家電組成可以進(jìn)行中央處理的自動(dòng)化(automation)控制系統(tǒng)，使用者通過(guò)作為主機(jī)的家電對(duì)其它家電，比如冰箱、空調(diào)器、洗衣機(jī)、電子微波爐、鍋爐等進(jìn)行控制操作。
適應(yīng)于這樣的家庭應(yīng)用(home application)的大部分微處理器，都有串聯(lián)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)家電設(shè)備間的通信，而且用于通信的資源因設(shè)備特性不同而各式各樣。
PC(Personal Computer-個(gè)人計(jì)算機(jī))和其周邊機(jī)器所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，DTV(Digital Television-數(shù)字電視機(jī))等多媒體設(shè)備、PC、因特網(wǎng)冰箱等設(shè)備上，為了啟動(dòng)基本功能，必須采用高技術(shù)的硬件，而且還要滿(mǎn)足大量數(shù)據(jù)傳送和快速通訊所需的協(xié)議，即像HNCP(Home network Control Protocol-家庭網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議)那樣的通信協(xié)議。
下面參照


根據(jù)以往技術(shù)的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
圖1是表示根據(jù)以往技術(shù)的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成框圖。
如圖1所示，它由數(shù)字電視機(jī)110、洗衣機(jī)120、空調(diào)器130、PC140、DVD150、家庭影院160、冰箱170等家電設(shè)備構(gòu)成。
這樣的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的每個(gè)家電設(shè)備(110至170)，都已數(shù)字(Digital)化，每個(gè)家電設(shè)備(110至170)單獨(dú)裝有自己的處理器(Processor)、內(nèi)存(Memory)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置(Data storage)等，并且由于每個(gè)家電設(shè)備(110至170)自己獨(dú)立要完成的作業(yè)及速度都在逐漸增加，就要求裝配更高性能的硬件(H/W)資源(resource)。
但是，這會(huì)成為提高家電單價(jià)的主要原因，而且，如果考慮到每個(gè)家電設(shè)備大多數(shù)時(shí)間處于不被使用的休眠(Idle-State)狀態(tài)的話(huà)，可想而知帶來(lái)相當(dāng)多的浪費(fèi)。
舉例來(lái)說(shuō)，家庭內(nèi)裝有PRV(Private Video Recorder-私人視頻錄音機(jī))功能的數(shù)字電視機(jī)110，如果在視聽(tīng)當(dāng)中發(fā)生過(guò)載現(xiàn)象，就會(huì)引起其中央處理器(CPU)及微處理器(Microprocessor)上的工作量(Workload)或訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存(Memory)及/或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置(Data Storage)的次數(shù)急劇增加。
如果繼續(xù)維持這種狀態(tài)，比如數(shù)字電視機(jī)110作為家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主機(jī)的情況下，就會(huì)降低整個(gè)系統(tǒng)的處理速度及增加產(chǎn)生錯(cuò)誤的可能性，最壞的情況是導(dǎo)致家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)出故障(Down)，即使不出故障，也會(huì)由于過(guò)載(Overwork)而降低系統(tǒng)的性能(performance)。
采用以往技術(shù)的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為了避免系統(tǒng)性能下降或故障(down)等風(fēng)險(xiǎn)(risk)現(xiàn)象的出現(xiàn)，每個(gè)家電設(shè)備都應(yīng)采用更安全的處理器(Processor)及其它硬件(H/W)。這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備單價(jià)的上升，增加消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其負(fù)荷分散方法。即在家庭網(wǎng)絡(luò)連接的家電設(shè)備之間，平衡某一特定機(jī)器上所產(chǎn)生的過(guò)載，將過(guò)載的那部分任務(wù)調(diào)配到其它處于休閑狀態(tài)的家電設(shè)備。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是由通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互可以進(jìn)行通訊的多個(gè)家電設(shè)備；通過(guò)能夠控制周邊家電設(shè)備的主機(jī)家電設(shè)備的控制器，監(jiān)控上述家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的多個(gè)家電設(shè)備中的每個(gè)處理器的當(dāng)前工作量，把工作量超過(guò)臨界值的家電設(shè)備的處理器的工作，分散給處于休閑狀態(tài)的其它家電設(shè)備的處理器來(lái)處理，通過(guò)上述家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分散工作的控制器狀態(tài)檢查器構(gòu)成。
上述主機(jī)家電設(shè)備由處理主機(jī)家電設(shè)備的工作必需的主機(jī)中央處理裝置；儲(chǔ)存上述主機(jī)中央處理裝置的命令和數(shù)據(jù)的主機(jī)存儲(chǔ)器；以及儲(chǔ)存通過(guò)上述家庭網(wǎng)絡(luò)傳送的多個(gè)周邊家電設(shè)備的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置構(gòu)成。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的負(fù)荷分散方法，包含以下幾個(gè)步驟主機(jī)家電的控制器狀態(tài)檢查器，通過(guò)主機(jī)家電的控制器，按一定周期監(jiān)測(cè)各個(gè)家電設(shè)備的工作負(fù)荷的步驟；如果網(wǎng)絡(luò)中某一個(gè)家電設(shè)備的任務(wù)量超過(guò)了預(yù)設(shè)的臨界值，就把已超負(fù)荷工作的家電設(shè)備所承擔(dān)的任務(wù)，分散給硬件資源處于休閑狀態(tài)的其它家電設(shè)備的步驟；承擔(dān)被調(diào)配任務(wù)的家電在完成任務(wù)后，把把處理結(jié)果傳回到原來(lái)那個(gè)超負(fù)荷工作的家電設(shè)備的步驟。
上述控制器狀態(tài)檢查器，把工作分散以后，如果把處理上述被分散過(guò)來(lái)的任務(wù)的家電設(shè)備傳回處理結(jié)果的時(shí)間，超過(guò)了原來(lái)承擔(dān)該任務(wù)的家電設(shè)備所設(shè)定的時(shí)間，則改由承擔(dān)分散任務(wù)的家電設(shè)備來(lái)處理。把已超負(fù)荷工作的家電設(shè)備所承擔(dān)的任務(wù)，分散給硬件資源處于休閑狀態(tài)的其它家電設(shè)備時(shí)，控制器狀態(tài)檢查器，對(duì)于待機(jī)狀態(tài)的家電設(shè)備先啟動(dòng)后分配。
對(duì)本發(fā)明的另一個(gè)目的、特征及有利地方，通過(guò)參照附圖的如下實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明將會(huì)更清楚。
本發(fā)明具有如下的效果第一、利用各個(gè)家電設(shè)備中處于休閑狀態(tài)的公共硬件資源，分散處理遇到過(guò)載工作負(fù)荷的家電設(shè)備上的工作，消除總體上的硬件資源的浪費(fèi)而能提高處理速度。
第二、由于不需要高性能的硬件資源，可以降低產(chǎn)品的單價(jià)，因此給消費(fèi)者提供廉價(jià)的產(chǎn)品。
第三、對(duì)包括主設(shè)備在內(nèi)的過(guò)載工作，能形成處理器之間的工作分散(workload balancing)，保證正在使用中的系統(tǒng)的安全性(fault-tolerance)。

圖1是表示根據(jù)以往技術(shù)的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成框圖。
圖2是本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，表示主機(jī)及周邊家電設(shè)備的硬件連接關(guān)系框圖。
圖3是說(shuō)明本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其負(fù)荷分散方法的流程圖。
圖中200主機(jī)家電設(shè)備 210主機(jī)中央處理裝置220主機(jī)存儲(chǔ)器 230數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置240控制器 250控制器狀態(tài)檢查器300、400、500、600周邊家電設(shè)備310、410、510、610處理器320、420、520、620存儲(chǔ)器700家庭網(wǎng)絡(luò)具體實(shí)施方式
下面，將參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其負(fù)荷分散方法。
圖2是本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，表示主機(jī)及周邊家電設(shè)備的硬件連接關(guān)系框圖。
本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，監(jiān)測(cè)(Monitoring)通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)(Home Network)連接的家電設(shè)備之間的工作量，為了防止由于瞬時(shí)間增加的工作量所帶來(lái)的性能(Performance)降低，利用與主機(jī)家電設(shè)備(Host Device)連接的家庭網(wǎng)絡(luò)(Home Network)中的處于休閑狀態(tài)(Idle state)的家電設(shè)備處理器和存儲(chǔ)器等資源(Resource)，分散處理工作(task)后采用其結(jié)果，來(lái)提高速度及安全性。
為此，家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包含主機(jī)家電設(shè)備200所需的處理作業(yè)的主機(jī)中央處理裝置210(CPU)；和存儲(chǔ)上述主機(jī)中央處理裝置210的命令和數(shù)據(jù)的主機(jī)存儲(chǔ)器220；和儲(chǔ)存通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)700傳送的多個(gè)周邊家電設(shè)備(300、400、500、600)的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置230；和多個(gè)周邊家電設(shè)備(300、400、500、600)的第1至第n個(gè)處理器(310、410、510、610)連接而控制周邊家電設(shè)備(300、400、500、600)的控制器240；和通過(guò)控制器240檢查各家電硬件資源的使用情況，調(diào)配平衡各家電設(shè)備所負(fù)擔(dān)的任務(wù)量的控制器狀態(tài)檢查器250；擔(dān)任主機(jī)角色的主機(jī)家電設(shè)備200和多個(gè)周邊家電設(shè)備(300、400、500、600)連接在一起的家庭網(wǎng)絡(luò)(mutual interconnection network)700。
主機(jī)家電設(shè)備200的控制器狀態(tài)檢查器250，與控制器240、主機(jī)中央處理裝置210、及主機(jī)存儲(chǔ)器220連接，并按已設(shè)定的周期檢查主機(jī)家電設(shè)備200及周邊家電設(shè)備(300、400、500、600)的硬件資源狀態(tài)，并根據(jù)上述檢查結(jié)果，分散主機(jī)家電設(shè)備200及周邊家電設(shè)備(300、400、500、600)的工作量。這里的周邊家電設(shè)備(300、400、500、600)的硬件資源狀態(tài)包括第1至第n個(gè)處理器(310、410、510、610)的性能、第1至第n個(gè)存儲(chǔ)器(320、420、520、620)的存儲(chǔ)量、第1至第n個(gè)處理器(310、410、510、610)的工作負(fù)荷。
另外，控制器240受控制器狀態(tài)檢查器250的控制，利用第1至第n個(gè)處理器(310、410、510、610)，按一定周期檢查(Polling)周邊家電設(shè)備(300、400、500、600)的工作負(fù)荷，把結(jié)果傳送到控制器狀態(tài)檢查器250上。
控制器240與第1至第n個(gè)處理器(310、410、510、610)通過(guò)控制總線(xiàn)連接，主機(jī)的存儲(chǔ)器及控制器240與第1至第n個(gè)存儲(chǔ)器(320、420、520、620)，通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接，即通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)700內(nèi)的控制總線(xiàn)和數(shù)據(jù)總線(xiàn)連接。
圖3是說(shuō)明本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其負(fù)荷分散方法的流程圖。
本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的負(fù)荷分散方法，是主機(jī)家電設(shè)備200的控制器狀態(tài)檢查器250，按一定周期(periodic)檢查(polling)主機(jī)中央處理裝置210或周邊家電設(shè)備的性能(performance)(S100)。這時(shí)，主機(jī)家電設(shè)備200不僅完成自己的工作，而且也對(duì)其它周邊家電設(shè)備(300、400、500、600)進(jìn)行控制，所以控制器狀態(tài)檢查器250對(duì)主機(jī)中央處理裝置210的性能周期性檢查的時(shí)間比對(duì)周邊家電設(shè)備的處理器的時(shí)間更短。
根據(jù)檢查結(jié)果判斷主機(jī)中央處理裝置210或周邊家電設(shè)備處理器的工作負(fù)荷(workload)是否超過(guò)了預(yù)設(shè)的臨界值(S110)。
如果判斷結(jié)果(S110)為主機(jī)中央處理裝置210或周邊家電設(shè)備處理器的工作負(fù)荷沒(méi)有超過(guò)臨界值，繼續(xù)進(jìn)行當(dāng)前正在進(jìn)行的作業(yè)(task)，并使主機(jī)中央處理裝置210或周邊家電設(shè)備處理器繼續(xù)各自的作業(yè)(S170)。
但是，如果判斷結(jié)果(S110)為主機(jī)中央處理裝置210或周邊家電設(shè)備處理器的工作負(fù)荷已超過(guò)臨界值，通過(guò)控制器240檢查周邊家電設(shè)備的硬件資源(處理器及/或存儲(chǔ)器)的狀態(tài)(S120)。
根據(jù)檢查結(jié)果，控制器狀態(tài)檢查器250在周邊家電設(shè)備中選擇具有休閑狀態(tài)硬件資源的家電設(shè)備的資源(S130)；并向那些休閑狀態(tài)的周邊家電設(shè)備的硬件資源，分散超過(guò)工作負(fù)荷臨界值的主機(jī)家電設(shè)備200或周邊家電設(shè)備處理器中的工作(S140)。這時(shí)候，與硬件資源的狀態(tài)監(jiān)測(cè)及工作分散情況有關(guān)的是否工作開(kāi)始及結(jié)束的信息，是通過(guò)控制總線(xiàn)(control bus)傳送，而且與被分配的工作相關(guān)的各種參數(shù)(parameter)及在周邊家電設(shè)備中處理的工作結(jié)果，是通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)(data bus)傳送。這時(shí)候，對(duì)主(main)電源處于開(kāi)啟(on)狀態(tài)，而對(duì)應(yīng)機(jī)器(local)的電源處于關(guān)閉(off)狀態(tài)即對(duì)于待機(jī)狀態(tài)的周邊家電設(shè)備不進(jìn)行工作負(fù)荷的檢查，只是為了在分散工作負(fù)荷時(shí)，通過(guò)控制總線(xiàn)啟動(dòng)(wakeup)它。
控制器狀態(tài)檢測(cè)器250通過(guò)控制器240對(duì)周邊家電設(shè)備的處理結(jié)果是否經(jīng)過(guò)一定時(shí)間(設(shè)定時(shí)間)進(jìn)行判斷(S150)。即在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)是否接收到應(yīng)答信號(hào)進(jìn)行判斷。
判斷結(jié)果(S150)，對(duì)沒(méi)有經(jīng)過(guò)一定時(shí)間就接收到的處理結(jié)果，讓進(jìn)行分散的家電設(shè)備收集并繼續(xù)完成執(zhí)行中的工作(S160)。
但是，根據(jù)上述判斷結(jié)果(S150)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間以后仍收不到處理結(jié)果，則由超過(guò)臨界工作負(fù)荷的主機(jī)家電設(shè)備200或周邊家電設(shè)備的處理器來(lái)處理已分散過(guò)的工作(S170)。
這是由于如果不定義時(shí)間長(zhǎng)度的話(huà)，主機(jī)家電設(shè)備200或周邊家電設(shè)備的處理器繼續(xù)等待被傳送到周邊家電設(shè)備的工作的執(zhí)行結(jié)果的緣故。
通過(guò)以上說(shuō)明的內(nèi)容，如果是同行業(yè)的技術(shù)人員，在不離開(kāi)本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行各種變更及修正。
并且，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限制在實(shí)施例中記載的內(nèi)容，而根據(jù)權(quán)利要求書(shū)中的范圍來(lái)確定。
權(quán)利要求
1.一種家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是由以下部分構(gòu)成通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互可以進(jìn)行通訊的多個(gè)家電設(shè)備；通過(guò)能夠控制周邊家電設(shè)備的主機(jī)家電設(shè)備的控制器，監(jiān)控上述家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的多個(gè)家電設(shè)備中的每個(gè)處理器的當(dāng)前工作量，把工作量超過(guò)臨界值的家電設(shè)備的處理器的工作，分散給處于休閑狀態(tài)的其它家電設(shè)備的處理器來(lái)處理，通過(guò)上述家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分散工作的控制器狀態(tài)檢查器構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是所述的主機(jī)家電設(shè)備由處理主機(jī)家電設(shè)備的工作必需的主機(jī)中央處理裝置；儲(chǔ)存上述主機(jī)中央處理裝置的命令和數(shù)據(jù)的主機(jī)存儲(chǔ)器；以及儲(chǔ)存通過(guò)上述家庭網(wǎng)絡(luò)傳送的多個(gè)周邊家電設(shè)備的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置構(gòu)成。
3.一種家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的負(fù)荷分散方法，即通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互間可以進(jìn)行通訊的多個(gè)家電設(shè)備所構(gòu)成的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的負(fù)荷分散方法，其特征是包含以下幾個(gè)步驟主機(jī)家電的控制器狀態(tài)檢查器，通過(guò)主機(jī)家電的控制器，按一定周期監(jiān)測(cè)各個(gè)家電設(shè)備的工作負(fù)荷的步驟；如果網(wǎng)絡(luò)中某一個(gè)家電設(shè)備的任務(wù)量超過(guò)了預(yù)設(shè)的臨界值，就把已超負(fù)荷工作的家電設(shè)備所承擔(dān)的任務(wù)，分散給硬件資源處于休閑狀態(tài)的其它家電設(shè)備的步驟；承擔(dān)被調(diào)配任務(wù)的家電在完成任務(wù)后，把把處理結(jié)果傳回到原來(lái)那個(gè)超負(fù)荷工作的家電設(shè)備的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的負(fù)荷分散方法，其特征是所述的控制器狀態(tài)檢查器，把工作分散以后，如果把處理上述被分散過(guò)來(lái)的任務(wù)的家電設(shè)備傳回處理結(jié)果的時(shí)間，超過(guò)了原來(lái)承擔(dān)該任務(wù)的家電設(shè)備所設(shè)定的時(shí)間，則改由承擔(dān)分散任務(wù)的家電設(shè)備來(lái)處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的負(fù)荷分散方法，其特征是所述的把已超負(fù)荷工作的家電設(shè)備所承擔(dān)的任務(wù)，分散給硬件資源處于休閑狀態(tài)的其它家電設(shè)備時(shí)，控制器狀態(tài)檢查器，對(duì)于待機(jī)狀態(tài)的家電設(shè)備先啟動(dòng)后分配。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在家電之間硬件資源并行連接情況下，能適當(dāng)分散某一個(gè)特定設(shè)備的過(guò)負(fù)荷的家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及其負(fù)荷分散方法。本發(fā)明家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，是由通過(guò)家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互可以進(jìn)行通訊的多個(gè)家電設(shè)備；通過(guò)能夠控制周邊家電設(shè)備的主機(jī)家電設(shè)備的控制器，監(jiān)控上述家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的多個(gè)家電設(shè)備中的每個(gè)處理器的當(dāng)前工作量，把工作量超過(guò)臨界值的家電設(shè)備的處理器的工作，分散給處于休閑狀態(tài)的其它家電設(shè)備的處理器來(lái)處理，通過(guò)上述家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分散工作的控制器狀態(tài)檢查器構(gòu)成。本發(fā)明利用各個(gè)家電設(shè)備中處于休閑狀態(tài)的公共硬件資源，分散處理遇到過(guò)載工作負(fù)荷的家電設(shè)備上的工作，消除總體上的硬件資源的浪費(fèi)而能提高處理速度。
文檔編號(hào)H04L12/28GK1848749SQ20051004622
公開(kāi)日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2005年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月12日
發(fā)明者郭東燁 申請(qǐng)人:樂(lè)金電子(沈陽(yáng))有限公司