智能家居主机软件需求规格说明书

TSHome

智能家居主机软件

需求规格说明书

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对aSHome智能家居主机软件VI.00需求规格说明书》的评审意见:

功能需求不是很详细明了，需要细化；

上述问题修改验证后，由验证后，本文件即可发布。

评审人员签字：

问题修改验证结果：

验证人签字：耿桦时间：2013年2月25日

变更日志

编号版本修改内容修改人修改日期

10.1新规做成

21.0评审修改

目录

1引言....................................................................................1

1.1编写目的...............................................................................1

1.2背景....................................................................................1

1.3定义....................................................................................1

1.4参考资料...............................................................................1

2任务概述...............................................................................2

2.1目标....................................................................................2

2.2用户的特点.............................................................................2

2.3功能边界...............................................................................2

2.3.1主机与server之间的通信模块....................................................2

2.3.2主机与各终端之间的通信模块.....................................................2

2.3.3主机与各设备子系统的控制联动模块...............................................3

2.3.4主机上的其他模块................................................................3

3需求规定...............................................................................5

3.1主机与SERVER之间的通信模块............................................................5

3.1.1登录功能.........................................................................5

3.1.2注销功能.........................................................................6

3.1.3心跳功能.........................................................................7

3.1.4下载配置信息功能................................................................7

3.1.5主机软件升级功能（该功能下期再做）.............................................7

3.1.6断开外网连接功能................................................................7

3.2主机与各终端之间的通信模块............................................................7

3.2.1登录功能.........................................................................8

3.2.2注销功能.........................................................................8

3.2.3心跳功能.........................................................................8

3.2.4终端通过主机控制家居设备功能...................................................9

3.2.5断开外网功能....................................................................9

3.2.6切换内外网功能..................................................................9

3.3家居设备子系统的控制模块..............................................................9

3.3.1与KNX网关通唁功能.............................................................10

3.3.2与WIFI网关通信功能............................................................10

3.3.3串口通信功能....................................................................11

3.3.4红外通信功能....................................................................11

3.3.5视频监控通信功能................................................................11

3.3.6场景控制功能...................................................................11

3.4主机上的其他模块......................................................................II

3.4.1UI界面操作功能..................................................................11

3.4.2配置设备和网关信息功能.........................................................12

3.4.3控制程序开关功能...............................................................12

3.4.4提供P2P穿墙功能...............................................................12

3.4.5提供主机停止外网服务功能.......................................................12

3.4.6提供配置文件的导入功能.........................................................12

3.4.7提供主机登录server认证信息的同步功能.........................................12

3.4.8用户信息管理功能...............................................................13

4运行环境规定.............................................................15

4.1硬件环境.................................................................................15

4.2软件环境.................................................................................15

4.3网络环境.................................................................................15

TSHome智能家居主机软件需求规格说明书

1引言

1.1编写目的

本文档是详细调研了智能家居远程控制的市场需求后，针对同类控制系统应该具备的主要功能、性能

等所编写的需求规格说明书。旨在明确TSHome智能家居主机软件的建设目标、功能边界以及性能需求。

通过本需求规格说明书，可以了解到TSHome智能家居主机软件项目的开发背景、建设要求、功能需求等。

本文档面向的读者是：TSHome智能家居主机软件的开发人员、测试人员、项目立项评审人员。

1.2背景

软件名称：TSHome智能家居主:机软件

TSHome是在南京WJQ原有的智能家居技术的基础上，利用远程控制技术实现对家居设备远程实时监控

的控制平台。本项目所研发的主机为该平台的一个重要组成部分，旨在根据服务器提供的信息，与控制终

端建立连接，并实现控制终端通过主机控制家居设备。

本软件系统有由软件部实现开发，由软件部测试组完成测试任务。

1.3定义

下表列出本报告中专门术语的定义、英文缩写词的原词组和意义、项目组内达成一致意见的专用词汇,

同时继承全部的先前过程中定义过的词汇。

词汇名称词汇含义备注

TSHomeTIANSUHome

南京WJQ智能家居远程

控制平台

L4参考资料

编号资料名称说明

1CSHome智能家居主机软件项目立项

书》

2CSHome智能家居主机软件项目计划

书》

1

TSHome智能家居主机软件需求规格说明书

2任务概述

2.1目标

TSHome智能家居主机软件项目利用先进的计算机技术、网络通讯技术、加密解密技术、P2P穿墙技术,

融合友善方便的用户界面，让用户既可以在家庭内，通过内网，实现对家居设备的控制，也可以在外地，

通过远程控制，实现对家居设备的控制。控制过程采用加密技术，提高了系统安全性。

2.2用户的特点

本软件的最终用户是工程实施人员、服务器管理员和家意住宅的业主，因此该用户群的特点决定了软

件必须具备易用性好、人机界面友好、操作方便等特点。

2.3功能边界

2.3.1主机与server之间的通信模块

（1）主机登录server的功能;

（2）主机注销server的功能;

（3）主机与sorvar之间心跳的功能：

（4）主机从server下载配置信息的功能；

（5）主机软件升级功能；

（6）Server控制主机断开外网连接功能；

2.3.2主机与各终端之间的通信模块

（1）终端登录主机功能：

（2）终端注销主机功能；

（3）终端与主机之间心跳的功能；

（4）终端通过主机控制家居设备功能；

（5）终端控制主机断开外网连接功能；

（6）终端使用内外网连接主机功能;

2

TSHome智能家居主机软件需求规格说明书

2.3.3主机与各设备子系统的控制联动模块

（1）提供主机与KNX网关通信功能；

（2）提供主机与WIFI网关通信功能；

（3）提供主机与串口通信功能；

（4）提供主机与红外通信功能：

（5）提供主机与视频监控通信功能；

（6）提供场景控制功能；

2.3.4主机上的其他模块

（1）提供UI界面操作功能；

（2）提供配置设备和网关信息功能：

（3）提供后台控制程序启动、关闭、重启的功能;

（4）提供P2P穿墙功能;

（5）提供主机停止外网服务功能；

（6）提供配置文件的导入功能；

（7）提供主机登录server认证信息的同步功能；

（8）用户信息管理功能；

3

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2.3.5系统结构

KNX网关WIFI网关红外设备用口设备

2.4假定和约束

根据研发部工作计划，TSHome智能家居主机软件需要在2013年5月15日完成项目结项.

2・5用户需求描述

当用户可以上外网时，主机系统可以运行在连接到远程服务器模式下，在该模式下，终端用户既可

以通过主机远程控制家居设备，也可以在家庭内网通过主机控制家居设备；当家庭断网时，主机系

统也可以不需要连接到远程服务器，单独运行，在这种模拟式下，用户可以通过内网，通过主机控

制家居设备。

4

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3需求规定

TSHome智能家居主机软件是运行在Linux操作系统上的一套监控控制家居设备的系统，该系统主要有

4大部分组成，分别是主机与server之间的通讯模块、主机与终端之间的通讯模块、主机与设备子系统的

控制联动模块以及主机的其他一些模块。

以下分别对每个模块详细叙述其功能需求：

3.1功能需求

3.1.1主机与server之间的通信模块

模块说明：该模块负责处理主机与服务器之间的通信及数据处理，包括登录服务器，更新配置，保持心跳,

同时负责处理中机与服务器方间数据的接收与发送。

流程图：

5

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3.1.1.1登录功能

1）主机登录server,使用用户名和密码作为认证方式；

2）认证信息需要加密处理：

3.L1.2注销功能

1）主机退出与server之间的连接，使用用户名和密码作为认证方式;

6

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2）认证信息需要加密处理;

3.1.1.3心跳功能

1）为了防止与server之间的连接超时断开，定时向server发送保活报文；

2）在NAT设备上保活NAT映射；

3）定时向Server提供公网IP和端口；

4）心跳过程中的数据需要加密、解密处理；

3.1.1.4下载配置信息功能

1）将server上数据库中的跟设备配置有关的信息，以xml格式下载到主机；

2）主机可以主动下载配置信息；

3）配置信息发生改变后，Server端可以主:动推送到主机；

4）自动解析下载的配置信息，并保存到数据库；

5）请求信息和回复信息需要加密、解密处理；

6）配置信息下载采用HTTP下载（以后可采用HTTPS下载）；

3.1.1.5主机软件升级功能（该功能下期再做）

1）版本的大版本号发生改变，需要立刻升级；

2）版本的小版本号改变，可以在夜间升级；

3）版本信息需要加密、解密处理；

3.1.1.6断开外网连接功能

1）server发送命令给主机.断开与外网的连接；

2）命令需要加密、解密处理；

3.1.2主机与各终端之间的通信模块

模块说明：该模块负责处理主机与移动终端之间的通讯，监听终端的控制请求，管理报文的接收与发送。

流程图：

7

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3.1.2.1登录功能

1）终端登录主机，通过家庭号（home_id）进行认证;

2）认证信息需要加密、解密处理；

3.L2.2注销功能

1）终端注销与主机的连接，通过家庭号（home_id）进行认证：

2）认证信息需要加密、解密处理；

3.1.2.3心跳功能

1）为了防止与主机之间的连接超时断开，定时向主机发送保活报文;

2）在NAT设备上保活NAT映射;

8

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3）心跳过程中的数据需要加密、解密处理;

3.1.2.4终端通过主机控制家居设备功能

1）主机接受终端发送的经过加密的命令，并解密命令;

2）解析控制命令，调用相关的通信协议，控制家居设备;

3）解析的命令包括控制如二子系统的命令:

•照明系统（KNX协议）

•窗帘系统（KNX协议）

•暖通空调系统（KNX协议）

•安防系统（KNX协议）

•庭院系统（KNX协议）

•背景音乐（串口）

•投影仪（串口）

•家庭影院（红外）

3.L2.5断开外网功能

1）终端发送命令给主机,断开与外网的连接;

2）命令需要加密、解密处理;

3.L2.6切换内外网功能

1）在家里时，可以通过内网控制家居设备;

2）在外面时，可以通过外网控制家居设备;

3）外网控制家居设备命令需要加密、解密处理;

4）默认以内网控制优先;

3.1.3家居设备子系统的控制模块

模块说明：KNX及Wifi通讯协议模块，接收上层所有关于KNX、Wifi网关的相关操作，宜接对接的上层

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模块是协议处理模块,间接上层可能包括客户端、服务器以及主机Web页面等。本模块的职能是：一方面

是为上层应用提供KNX及Wifi网关相关的操作：另••方面是保持与KNX网关、Wifi网关的连接，并实

现对KNX、Wifi设备的监控、操作的功能。

流程图：

3.L3.1与KNX网关通信功能

1）与KNX网关通信，实现对连接在KNX网关上设备配置、监视和控制功能，包括：

•照明系统

•窗帘系统

•暖通空调系统

•安防系统

•庭院系统

2）支持模块的故障诊断和报告功能（可选功能，看硬件的支持情况以及项目周期是否允许）;

3）连接自动检测和重连功能；

3.L3.2与WIFI网关通信功能

1）与WIF1网关通信，实现对连接在WIF1网关上的红外设备、串口设备进行配置、监视和控制的功能,

包括：

•背景音乐（串口）

•投影仪（串口）

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•家庭影院系统（红外）

2）连接自动检测和重连功能；

3.L3.3串口通信功能

1）能与串口设备通信，实现对设备配置、监视和控制功能，包括：

•背景音乐

•投影仪设备

•其他类似的串口家居设备（需要另写协议）

2）支持动态扩充协议，以支持新的设备；

3.1.3.4红外通信功能

1）提供红外学习功能，并存储学习的红外码到数据库；

2）提供控制红外设备的功能；

3.1.3.5视频监控通信功能

1）提供连接到视频摄像头，并播放实时视频的功能；

2）提供云台控制功能；

3.1.3.6场景控制功能

1）提供多系统场景、定时场景的配置功能；

2）提供多系统联动场景功能，主机需要提供场景的实现，实现家居各子系统控制和联动:

3）提供定时自动场景功能，如早晨7点开窗帘，打开音乐，打开电视机等；

3.1.4主机上的其他模块

3.1.4.1UI界面操作功能

1）配置硬件端口信息

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2）配置主机IP地址信息;

3）配置程序端U信息；

4）配置程序启动、关闭、重启；

5）配置主机用户信息；

6）提供导入设备配置信息功能；

7）提供同步主机与server认证信息的界面；

3.1.4.2配置设备和网关信息功能

配置网关与各网口的配对信息；

3.1.4.3控制程序开关功能

1）提供启动程序功能；

2）提供关闭程序功能；

3）提供重启程序功能；

3.1.4.4提供P2P穿墙功能

主机运行在家庭局域网内，需要提供P2P穿墙技术，使得在外网的终端能控制主机。

3.1.4.5提供主机停止外网服务功能

用户在家中，可以通过登录主机界面，断开与外网连接。

3.1.4.6提供配置文件的导入功能

在下列特殊情况下，导入设备网关的配置信息：

•工程人员在初次安装

•网络出现故障时

3.1.4.7提供主机登录server认证信息的同步功能

主机与客户端使用同一套认证信息登录server,当客户修改了认证信息，主机上的认证信息也需要修

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改，修改方式有如下两种：

1)主机首次连网，用户通过Web修改；

2)与Server正常通信后，通过server推送报文修改；

3)Server推送的报文需要加密、解密处理；

3.L4.8用户信息管理功能

主机只提供一个admin用户主机进行管理，包括：

1)登录；

2)注销;

3)修改用户名、密码；

3.2对性能的规定

(1)软件可用率：＞=99.98加

(2)系统在7*24小时运行过程中，连续稳定运行，平均无故障时间大于3000小时。

(3)操作正确率达到100%；

(4)尽量避免内存泄露。

(5)在无误实现基本的通讯、数据读写的基础上，必须要实现稳定、可靠，并能达到一个逻辑组能在

100ms数量级以内完成数据请求处理。

(6)网络负荷率在正常状态下任意5分钟内小于10%,在告