本發(fā)明涉及智能家居，更具體地，涉及一種智能家居環(huán)境感知開關(guān)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、智能家居技術(shù)的崛起標(biāo)志著人類生活方式的重大變革，將傳統(tǒng)住宅轉(zhuǎn)化為高度自動(dòng)化、智能化的生活空間，隨著物聯(lián)網(wǎng)(iot)設(shè)備的普及和數(shù)據(jù)量的不斷增長(zhǎng)，智能家居領(lǐng)域正迅速發(fā)展，并成為新一代家居生活方式的重要組成部分，跨平臺(tái)數(shù)據(jù)同步與控制方法作為智能家居系統(tǒng)中的重要技術(shù)之一，對(duì)于提升用戶體驗(yàn)、實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的無縫連接和協(xié)同工作具有重要意義。

2、現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)安全性和隱私保護(hù)不足，且設(shè)備間協(xié)同工作和用戶認(rèn)證和授權(quán)的復(fù)雜性較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)安全性和隱私保護(hù)不足，且設(shè)備間協(xié)同工作和用戶認(rèn)證和授權(quán)的復(fù)雜性較高等問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)中的跨平臺(tái)數(shù)據(jù)同步與控制方法能有效解決上述問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、智能家居系統(tǒng)中的跨平臺(tái)數(shù)據(jù)同步與控制方法，所述方法包括以下步驟：

4、s1、構(gòu)建區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，利用智能合約存儲(chǔ)和管理智能家居設(shè)備的狀態(tài)和控制指令；

5、s2、設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)多代理系統(tǒng)，所述多代理系統(tǒng)用于所述智能家居設(shè)備控制和協(xié)調(diào)，其包括智能家居設(shè)備代理和協(xié)調(diào)代理；

6、s3、設(shè)計(jì)跨平臺(tái)數(shù)據(jù)同步機(jī)制，通過所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性驗(yàn)證，并提供用戶接口實(shí)現(xiàn)跨平臺(tái)控制。

7、優(yōu)選地，所述構(gòu)建區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，利用智能合約存儲(chǔ)和管理智能家居設(shè)備的狀態(tài)和控制指令使用hyperledgerfabric，其詳細(xì)步驟如下：

8、s11、確定運(yùn)行hyperledgerfabric所需的服務(wù)器硬件，包括cpu、內(nèi)存和存儲(chǔ)需求，安裝操作系統(tǒng)，并確保所有必要的依賴包都已安裝；

9、在所有節(jié)點(diǎn)上安裝docker和docker?compose；

10、從github或官方渠道下載hyperledgerfabric的源碼，并解壓到本地目錄；

11、s12、定義一個(gè)網(wǎng)絡(luò)配置文件，并指定網(wǎng)絡(luò)中的組織、節(jié)點(diǎn)和用戶的數(shù)量屬性；

12、使用fabric的cryptogen工具生成加密材料；

13、定義所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的配置，包括鏈的id、共識(shí)機(jī)制和組織信息；

14、使用fabric的configtxgen工具根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)配置文件生成創(chuàng)世區(qū)塊和通道配置文件；

15、使用所述docker?compose啟動(dòng)fabric網(wǎng)絡(luò)，包括訂購者服務(wù)、對(duì)等節(jié)點(diǎn)和證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)組件，初始化訂購者，并創(chuàng)建并加入通道；

16、s13、在所述fabric網(wǎng)絡(luò)中，通過編寫鏈碼部署智能合約，所述鏈碼包含用于處理所述智能家居設(shè)備狀態(tài)和控制指令的邏輯；

17、打包所述鏈碼，將所述鏈碼代碼和依賴打包成可部署的格式，安裝和實(shí)例化所述鏈碼，選擇一個(gè)或多個(gè)所述對(duì)等節(jié)點(diǎn)作為所述鏈碼的宿主；

18、使用所述fabric網(wǎng)絡(luò)的命令行工具將所述鏈碼安裝到所述對(duì)等節(jié)點(diǎn)上，在所述加入通道上實(shí)例化所述鏈碼，使其準(zhǔn)備好接收和執(zhí)行交易；

19、s14、開發(fā)智能家居設(shè)備代理軟件，用于將所述智能家居設(shè)備與所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)連接起來，所述智能家居設(shè)備代理軟件解析所述智能家居設(shè)備狀態(tài)和控制指令，并將其轉(zhuǎn)換為所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)可理解的格式；在所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)上注冊(cè)所述智能家居設(shè)備，并為其分配唯一的智能家居設(shè)備標(biāo)識(shí)符；

20、將所述智能家居設(shè)備標(biāo)識(shí)符與所述鏈碼中的特定實(shí)例或狀態(tài)變量綁定，通過所述鏈碼管理所述智能家居設(shè)備；

21、s15、開發(fā)統(tǒng)一的用戶接口，允許用戶跨平臺(tái)查看所述智能家居設(shè)備狀態(tài)并發(fā)送控制指令，在所述用戶接口中集成區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)api，允許用戶接口與所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互，所述用戶接口應(yīng)能發(fā)送請(qǐng)求到所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，查詢所述智能家居設(shè)備狀態(tài)或提交控制指令，所述用戶接口能驗(yàn)證從所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)返回的數(shù)據(jù)的一致性和完整性，若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致，所述用戶接口應(yīng)報(bào)錯(cuò)。

22、優(yōu)選地，所述設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)多代理系統(tǒng)，所述多代理系統(tǒng)用于所述設(shè)備智能家居設(shè)備控制和協(xié)調(diào)，其包括智能家居設(shè)備代理和協(xié)調(diào)代理包括以下步驟：

23、設(shè)備代理，用于直接與所述智能家居設(shè)備進(jìn)行通信，獲取所述智能家居設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，執(zhí)行控制指令，并將所述智能家居設(shè)備狀態(tài)變化上報(bào)給所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)；其包括：

24、設(shè)備發(fā)現(xiàn)與注冊(cè)，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中的智能家居設(shè)備，并注冊(cè)到所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中；

25、狀態(tài)監(jiān)控，定期或?qū)崟r(shí)獲取所述智能家居設(shè)備的狀態(tài)信息；

26、指令執(zhí)行，接收來自協(xié)調(diào)代理的控制指令，并轉(zhuǎn)換為所述智能家居設(shè)備可理解的格式執(zhí)行；

27、協(xié)調(diào)代理，用于處理來自用戶或外部系統(tǒng)的控制請(qǐng)求，根據(jù)請(qǐng)求內(nèi)容調(diào)用相應(yīng)的所述智能家居設(shè)備代理執(zhí)行操作，并管理所述智能家居設(shè)備之間的協(xié)同工作；其包括：

28、請(qǐng)求接收與解析，接收來自用戶接口或其他系統(tǒng)的控制請(qǐng)求，并解析請(qǐng)求內(nèi)容；

29、邏輯處理，根據(jù)請(qǐng)求內(nèi)容，決定需要調(diào)用哪些智能家居設(shè)備代理，并生成相應(yīng)的控制指令；

30、指令分發(fā)，將控制指令分發(fā)給相應(yīng)的所述智能家居設(shè)備代理執(zhí)行；

31、沖突解決，在多個(gè)控制請(qǐng)求可能產(chǎn)生沖突時(shí)，協(xié)調(diào)代理需要決定優(yōu)先級(jí)或進(jìn)行協(xié)商；

32、代理間通信協(xié)議，基于websocket定義所述設(shè)備代理與所述協(xié)調(diào)代理之間，以及代理與所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)之間的通信，允許新加入的智能家居設(shè)備代理自動(dòng)注冊(cè)到系統(tǒng)中，并允許所述協(xié)調(diào)代理發(fā)現(xiàn)可用的智能家居設(shè)備代理，定義智能家居設(shè)備狀態(tài)和控制指令的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，確保它們?cè)谒鰠^(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中的存儲(chǔ)和傳輸是高效且一致。

33、優(yōu)選地，所述設(shè)備代理根據(jù)設(shè)備類型編寫具體的設(shè)備代理實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)與設(shè)備的通信接口，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)上報(bào)和控制指令執(zhí)行的邏輯；

34、所述協(xié)調(diào)代理編寫協(xié)調(diào)代理的核心邏輯，包括請(qǐng)求接收、解析、邏輯處理、指令分發(fā)和沖突解決，實(shí)現(xiàn)與智能家居設(shè)備代理的通信接口，集成所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)api，從所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中讀取智能家居設(shè)備狀態(tài)和控制指令，并將新的智能家居設(shè)備狀態(tài)變化和控制指令寫入所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中；

35、區(qū)塊鏈數(shù)據(jù)同步，確保所有協(xié)調(diào)代理從所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)中獲取最新的智能家居設(shè)備狀態(tài)和控制指令，使用所述區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)的不可篡改性和分布式特性來保證數(shù)據(jù)的一致性和可靠性。

36、所述跨平臺(tái)數(shù)據(jù)同步機(jī)制，數(shù)據(jù)傳輸都通過tls/ssl加密，保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸安全，其具體步驟為：

37、s31、獲取ssl證書，從ca購買ssl證書，或?qū)τ趦?nèi)部測(cè)試環(huán)境，使用自簽名證書；

38、配置服務(wù)器，在web服務(wù)器上配置所述ssl證書，確保https協(xié)議被啟用；

39、強(qiáng)制https，配置服務(wù)器重定向所有http請(qǐng)求到https，確保所有通信都通過加密連接；

40、s32、選擇oauthlib作為oauth?2.0服務(wù)器框架；設(shè)定授權(quán)端點(diǎn)和令牌端點(diǎn)；

41、配置客戶端信息，包括客戶端id、客戶端密鑰和重定向uri；設(shè)置授權(quán)類型；配置支持的響應(yīng)類型和權(quán)限范圍；

42、存儲(chǔ)和管理用戶信息，集成用戶認(rèn)證系統(tǒng)，確保所述oauth2.0服務(wù)器能夠驗(yàn)證用戶身份；

43、s33、集成jwt庫，在所述oauth?2.0服務(wù)器和客戶端應(yīng)用中集成jwt庫；配置jwt令牌生成，定義所述jwt令牌的頭部，包括簽名算法；

44、在jwt令牌體中包含必要的信息，如用戶id、權(quán)限范圍和過期時(shí)間；

45、使用所述oauth?2.0服務(wù)器私鑰對(duì)所述jwt令牌進(jìn)行簽名；

46、在所述oauth?2.0服務(wù)器中配置所述jwt令牌作為訪問令牌，當(dāng)所述oauth2.0服務(wù)器成功驗(yàn)證用戶并授權(quán)后，生成所述jwt令牌并返回給客戶端；

47、在資源服務(wù)器中驗(yàn)證所述jwt令牌，資源服務(wù)器接收請(qǐng)求時(shí)，從請(qǐng)求頭中提取所述jwt令牌，使用所述oauth?2.0服務(wù)器的公鑰驗(yàn)證所述jwt令牌的簽名和有效性，解析所述jwt令牌中的信息，根據(jù)權(quán)限范圍決定是否允許訪問資源；

48、s34、在所述oauth2.0服務(wù)器上注冊(cè)客戶端應(yīng)用，獲取客戶端id和密鑰；

49、用戶訪問客戶端應(yīng)用時(shí)，重定向到所述oauth?2.0服務(wù)器的授權(quán)頁面，用戶授權(quán)后，所述oauth2.0服務(wù)器重定向回客戶端，并附上授權(quán)碼或訪問令牌；

50、客戶端使用所述授權(quán)碼或客戶端憑證向所述oauth2.0服務(wù)器請(qǐng)求訪問令牌；

51、使用所述jwt令牌訪問資源，客戶端將所述jwt令牌作為bearer?token包含在http請(qǐng)求的authorization頭中，發(fā)送給資源服務(wù)器；

52、s35、為防止密鑰泄露導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)，定期更換所述jwt令牌的簽名密鑰，根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)置訪問令牌的過期時(shí)間，避免令牌被長(zhǎng)期使用。

53、優(yōu)選地，一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令被調(diào)用時(shí)，用于執(zhí)行上述所述的智能家居系統(tǒng)中的跨平臺(tái)數(shù)據(jù)同步與控制方法。

54、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：本發(fā)明設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)中的跨平臺(tái)數(shù)據(jù)同步與控制方法通過構(gòu)建基于hyperledgerfabric的區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，利用智能合約存儲(chǔ)和管理智能家居設(shè)備的狀態(tài)和控制指令，確保了數(shù)據(jù)的不可篡改性和透明性，區(qū)塊鏈的分布式賬本技術(shù)為數(shù)據(jù)提供了一個(gè)安全、可靠的存儲(chǔ)環(huán)境，從而增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的安全性和隱私保護(hù)；設(shè)備間協(xié)同工作，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了多代理系統(tǒng)，包括智能家居設(shè)備代理和協(xié)調(diào)代理，用于設(shè)備控制和協(xié)調(diào)設(shè)備代理負(fù)責(zé)與智能家居設(shè)備直接通信，獲取設(shè)備狀態(tài)，執(zhí)行控制指令，并將狀態(tài)變化上報(bào)給區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)，協(xié)調(diào)代理處理來自用戶或外部系統(tǒng)的控制請(qǐng)求，管理設(shè)備間的協(xié)同工作，確保設(shè)備間能夠有效地協(xié)同工作；用戶認(rèn)證和授權(quán)，采用oauth?2.0和jwt令牌實(shí)現(xiàn)安全的用戶認(rèn)證和授權(quán)，oauth?2.0提供了一個(gè)授權(quán)框架，允許應(yīng)用程序代表用戶獲取對(duì)系統(tǒng)資源的有限訪問權(quán)限，jwt令牌作為一種緊湊且自包含的方式，用于在各方之間以json對(duì)象安全地傳輸信息，通過數(shù)字簽名確保信息的安全性和信任度，系統(tǒng)定期更換jwt令牌的簽名密鑰，設(shè)置訪問令牌的過期時(shí)間，以減少長(zhǎng)期運(yùn)行中因密鑰泄露或令牌被盜用導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)；數(shù)據(jù)傳輸安全，所有數(shù)據(jù)傳輸都通過tls/ssl加密，這是一種安全協(xié)議，用于在互聯(lián)網(wǎng)通信中提供隱私和數(shù)據(jù)完整性，通過這種加密技術(shù)，確保了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的安全性，防止了數(shù)據(jù)被截獲或篡改；跨平臺(tái)控制的用戶接口，開發(fā)了統(tǒng)一的用戶接口，允許用戶跨平臺(tái)查看智能家居設(shè)備狀態(tài)并發(fā)送控制指令，用戶接口集成了區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)api，允許與區(qū)塊鏈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互，查詢?cè)O(shè)備狀態(tài)或提交控制指令，并驗(yàn)證返回?cái)?shù)據(jù)的一致性和完整性。