CN101895668B - 机顶盒及基于机顶盒的家庭云计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机顶盒及基于机顶盒的家庭云计算方法，包括电源供电单元、通信模块、调谐模块、解扰/解复用模块、处理器模块、解码模块、前面板模块、调制模块、计算数据解析模块、计算数据分割模块、数据计算模块、计算数据合并模块、存储模块，通信模块与计算数据解析模块相连，计算数据解析模块与计算数据合并模块相连，处理器模块与存储模块相连，计算数据分割模块与数据计算模块相连，数据计算模块与计算数据合并模块相连。应用本发明，能充分利用家庭云计算***中设备的空闲处理器能力，可以大大提高家庭云计算***的计算效率以及资源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及云计算(Cloud Computing)技术领域，特别涉及云计算网络中的机顶盒(STB，Set Top Box)及基于机顶盒的家庭云计算方法。
背景技术
随着通信网络技术和数字电视技术的发展，人们可以在家庭范围内构建一个由服务器连接机顶盒，再通过机顶盒连接家庭中各家电设备如个人计算机(PC，Personal Computer)、笔记本电脑、打印机、数字电视、手机、个人数字助理(PDA，Personal Digital Assistant)、智能冰箱、数码相机、MP3播放器、CD/DVD、便携式媒体中心(PMC，Portable Media Center)、个人录像机(PVR，Personal Video Recorder)的数字家庭网络，用以实现家电设备之间互联互通和内容共享，方便用户对家庭数字设备的管理以及为用户提供多样化的业务及应用。
图1为现有数字家庭网络的结构示意图，以家电设备包括个人电脑、数字电视、智能冰箱和手机为例，参见图1，该***包括：服务器、机顶盒、个人电脑、数字电视、智能冰箱以及手机，其中，
个人电脑和数字电视通过有线或无线的方式分别与机顶盒相连，智能冰箱和手机通过无线的方式分别与机顶盒相连，服务器通过有线的方式与机顶盒相连。对于各家电设备通过机顶盒从服务器下载多媒体码流(例如，电视节目、音视频数据、通信数据等)进行播放的流程描述可参见相关的技术文献，在此不再赘述。
图2为现有机顶盒的结构示意图，参见图2，该机顶盒包括：电源供电单元和主板单元，其中，主板单元包括：通信模块、调谐模块、解扰/解复用模块、处理器模块、解码模块、前面板模块、以及调制模块，
电源供电单元为主板单元供电，
通信模块分别与处理器模块、调谐模块、解码模块、以及调制模块相连，根据处理器模块的控制，接收来自服务器的多媒体码流，输出至调谐模块；接收解码模块输出的数字信号以及调制模块输出的模拟信号，输出至外部相应的家电设备；
调谐模块，接收通信模块输出的多媒体码流，进行放大、变频、解调处理后，输出至解扰/解复用模块；
解扰/解复用模块，分别与处理器模块、调谐模块以及解码模块相连，根据处理器模块的控制，将调谐模块的输出进行解扰和解复用处理后，输出至解码模块；
解码模块，分别与处理器模块、以及调制模块相连，根据处理器模块的控制，将解扰/解复用模块的输出进行解码后，输出数字信号至通信模块以及调制模块；
调制模块，用于将解码模块输出的数字信号调制成模拟信号，输出至通信模块；
前面板模块，与处理器模块相连，接收遥控信号、显示时间、及频道等信息，以供处理器模块进行控制。
实际应用中，有关机顶盒的结构、功能及工作流程，也可参见相关的技术文献。
云计算(Cloud computing)网络技术是基于互联网的超级计算模式，是并行计算(Parallel Computing)、分布式计算(Distributed Computing)和网格计算(Grid Computing)技术的发展，用于将存储于家电设备上的大量信息和处理器资源集中在一起，协同工作以提高各家电的利用效率。
将上述在图1、图2应用于家庭云计算***中，即可组成基于机顶盒的家庭云计算***，与现有数字家庭网络不同的是，机顶盒中的处理模块还可以对自身或其它家电设备(协同工作)的应用需要处理的数据(图形计算、加解扰、加解密、加解码以及本地游戏数据等)进行计算，然后将计算结果通过通信模块输出至相应的家电设备。
但在现有的家庭云计算***中，由于现有机顶盒中的处理模块(中心处理器)频率一般较低(一般低于300HZ)，因而，导致其计算速度较慢，计算所需的时间长，不能满足图形计算、音视频、编曲解码等大型应用的计算量，使得家庭云计算***的计算效率低；进一步地，家庭中很多家电设备与机顶盒相连接，虽然也具有自己的中心处理器，但只负责计算自身内部的数据，一般情况都是空闲的，其中心处理器的计算资源没有得到充分利用，造成家庭云计算***的资源利用率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于机顶盒的家庭云计算方法，提高家庭云计算***的计算效率以及资源利用率。
本发明的另一目的在于提供一种机顶盒，提高家庭云计算***的计算效率以及资源利用率。
为达到上述目的，本发明提供了一种机顶盒，包括：电源供电单元、通信模块、调谐模块、解扰/解复用模块、处理器模块、解码模块、前面板模块、以及调制模块，该机顶盒还包括：计算数据解析模块、计算数据分割模块、数据计算模块、计算数据合并模块、存储模块，其中，
通信模块，与计算数据解析模块相连，接收请求计算的数据，输出至计算数据解析模块；还与计算数据分割模块相连，接收计算数据分割模块输出的子计算数据，根据子计算数据中包含的第一设备标识位，输出至所述第一设备标识位对应的设备；还与计算数据合并模块相连，接收计算数据合并模块输出的计算结果，根据计算结果中携带的第二设备标识位，将计算结果输出至所述第二设备标识位对应的设备；
计算数据解析模块，与计算数据合并模块相连，接收通信模块输出的请求计算的数据，将计算的数据中包含的请求计算的第三设备标识位输出给计算数据合并模块；还与处理器模块相连，将请求计算的数据输出至处理器模块；
处理器模块，与存储模块相连，根据接收的计算数据大小信息以及存储模块预先存储的设备计算能力信息，为具有该计算能力的设备分别分配子计算数据容量，还与计算数据分割模块相连，将携带第一设备标识位的子计算数据容量信息输出至计算数据分割模块；
计算数据分割模块，接收处理器模块返回的携带第一设备标识位的子计算数据容量信息，从计算数据中分割出子计算数据容量大小的子计算数据，将携带应用计算程序标识位以及除自身设备标识位外的子计算数据输出至通信模块，与数据计算模块相连，将携带自身设备标识位以及应用计算程序标识位的子计算数据输出至数据计算模块；
数据计算模块，接收计算数据分割模块输出的子计算数据，根据子计算数据中包含的应用计算程序标识位运行应用计算程序进行计算，与计算数据合并模块相连，将子计算数据计算结果输出至计算数据合并模块；
计算数据合并模块，接收数据计算模块输出的子计算数据计算结果以及来自外部的子计算数据计算结果，进行合并，将来自计算数据解析模块输出的第三设备标识位携带在合并后的计算结果中，输出至通信模块。
所述机顶盒还包括：分别与所述通信模块和存储模块相连、向通信模块输出查询设备计算能力请求，查询与机顶盒相连的设备的计算能力，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，将携带设备标识位的计算能力信息输出至存储模块的计算能力查询模块。
所述机顶盒还包括：分别与所述计算能力查询模块和通信模块相连的应用计算程序获取模块，
所述计算能力查询模块，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，与自身存储的计算能力信息进行比较，获取需要下载的应用计算程序，将携带需要下载的应用计算程序标识位以及设备标识位的信息输出至应用计算程序获取模块；
应用计算程序获取模块，接收计算能力查询模块输出的信息，向通信模块输出下载应用计算程序请求，携带应用计算程序标识位，根据服务器通过通信模块返回的应用计算程序，将设备标识位信息携带在应用计算程序中，通过通信模块输出至设备标识位对应的设备。
所述机顶盒还包括：分别与所述计算能力查询模块和通信模块相连的应用计算程序获取模块，
所述计算能力查询模块，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，与自身存储的计算能力信息进行比较，获取需要下载的应用计算程序，将携带需要下载的应用计算程序标识位以及设备标识位的信息输出至应用计算程序获取模块；
应用计算程序获取模块，接收计算能力查询模块输出的信息，向通信模块输出下载应用计算程序请求，携带应用计算程序标识位以及设备标识位；
通信模块，根据服务器返回的应用计算程序中携带的设备标识位信息，将应用计算程序输出至相应的设备标识位对应的设备。
所述机顶盒还包括：分别与所述计算能力查询模块和通信模块相连的应用计算程序获取模块，
所述计算能力查询模块，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，与自身存储的计算能力信息进行比较，获取需要下载的应用计算程序，将携带需要下载的应用计算程序标识位以及设备标识位的信息输出至应用计算程序获取模块；
应用计算程序获取模块，接收计算能力查询模块输出的信息，向通信模块输出下载应用计算程序请求，携带应用计算程序标识位，将服务器通过通信模块返回的应用计算程序输出至存储模块进行存储，并将设备标识位信息携带在应用计算程序中，通过通信模块输出至设备标识位对应的设备。
所述机顶盒还包括：分别与所述计算能力查询模块和通信模块相连的应用计算程序获取模块，
所述计算能力查询模块，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，与自身存储的计算能力信息进行比较，获取需要下载的应用计算程序，将携带需要下载的应用计算程序标识位以及设备标识位的信息输出至应用计算程序获取模块；
应用计算程序获取模块，接收计算能力查询模块输出的信息，向通信模块输出下载应用计算程序请求，携带应用计算程序标识位以及设备标识位；
通信模块，将服务器返回的应用计算程序输出至存储模块进行存储，根据服务器返回的应用计算程序中携带的设备标识位信息，将应用计算程序输出至相应的设备标识位对应的设备。
所述机顶盒还包括：与所述应用计算程序获取模块相连、在预先设置的时间到时，触发应用计算程序获取模块通过通信模块向服务器输出携带当前应用计算程序版本信息的请求，请求新版本应用计算程序下载的应用计算程序更新触发模块。
所述计算数据解析模块、处理器模块、计算数据分割模块、数据计算模块和计算数据合并模块为一个或多个处理器，所述存储模块为随机存储器或闪存。
一种基于机顶盒的家庭运计算方法，该方法包括：
查询接入家庭云计算***中的所有家电设备，获取具有对外计算能力的家电设备，并在具有对外计算能力的家电设备的应用计算程序启动后建立计算通道；
根据具有对外计算能力的家电设备的计算能力将请求大规模计算的家电设备需要大规模计算的原始数据进行分割，并将分割后的数据输出给具有对外计算能力的家电设备；
接收具有对外计算能力的家电设备返回的根据预先设置的算法对分割数据进行计算得到的中间计算结果，对所有中间计算结果进行合并，并将合并结果返回给所述请求大规模计算的设备。
所述方法进一步包括：
如果查询到接入家庭云计算***中的家电设备不具有对外计算能力，获取所述家电设备的设备***参数，并根据所述设备***参数从外部的服务器下载所述家电设备的应用计算程序；
将下载的应用计算程序输出至所述家电设备，所述家电设备下载后在内存中运行该应用计算程序或将该应用计算程序安装在本地后，执行建立计算通道的流程。
由上述的技术方案可见，本发明提供的一种机顶盒及基于机顶盒的家庭云计算方法，包括：电源供电单元、通信模块、调谐模块、解扰/解复用模块、处理器模块、解码模块、前面板模块、以及调制模块，其特征在于，该机顶盒还包括：计算数据解析模块、计算数据分割模块、数据计算模块、计算数据合并模块、存储模块，其中，通信模块，与计算数据解析模块相连，接收请求计算的数据，输出至计算数据解析模块；还与计算数据分割模块相连，接收计算数据分割模块输出的子计算数据，根据子计算数据中包含的第一设备标识位，输出至所述第一设备标识位对应的设备；还与计算数据合并模块相连，接收计算数据合并模块输出的计算结果，根据计算结果中携带的第二设备标识位，将计算结果输出至所述第二设备标识位对应的设备；计算数据解析模块，与计算数据合并模块相连，接收通信模块输出的请求计算的数据，将计算的数据中包含的请求计算的第三设备标识位输出给计算数据合并模块；还与处理器模块相连，将请求计算的数据输出至处理器模块；处理器模块，与存储模块相连，根据接收的计算数据大小信息以及存储模块预先存储的设备计算能力信息，为具有该计算能力的设备分别分配子计算数据容量，还与计算数据分割模块相连，将携带第一设备标识位的子计算数据容量信息输出至计算数据分割模块；计算数据分割模块，接收处理器模块返回的携带第一设备标识位的子计算数据容量信息，从计算数据中分割出子计算数据容量大小的子计算数据，将携带应用计算程序标识位以及除自身设备标识位外的子计算数据输出至通信模块，与数据计算模块相连，将携带自身设备标识位以及应用计算程序标识位的子计算数据输出至数据计算模块；数据计算模块，接收计算数据分割模块输出的子计算数据，根据子计算数据中包含的应用计算程序标识位运行应用计算程序进行计算，与计算数据合并模块相连，将子计算数据计算结果输出至计算数据合并模块；计算数据合并模块，接收数据计算模块输出的子计算数据计算结果以及来自外部的子计算数据计算结果，进行合并，将来自计算数据解析模块输出的第三设备标识位携带在合并后的计算结果中，输出至通信模块。由于机顶盒控制将计算数据下发到具有该计算能力的设备上进行计算，能充分利用家庭云计算***中设备的空闲处理器能力，大大提高了家庭云计算***的计算效率以及资源利用率；而且，家电设备也可以利用家庭云计算***以提高自己的计算能力。
附图说明
图1为现有数字家庭网络的结构示意图；
图2为现有机顶盒的结构示意图；
图3为本发明家庭云计算***的结构示意图；
图4a为本发明机顶盒的结构示意图；
图4b为本发明机顶盒的另一结构示意图；
图5为本发明家庭云计算***的计算流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。
本发明提出的基于机顶盒的家庭云计算方法，机顶盒为家庭云计算***的控制中心，它与家电设备以及服务器进行计算通信，接收请求计算的数据，控制各具有该计算能力的设备协同执行需要的大规模计算：从服务器获取应用计算程序，下发到各家电设备，接收设备的计算请求，将需要计算的数据量进行分割，并分配给与自身相连的设备，设备接收到分割的数据量后，分别进行计算，将计算结果返回给机顶盒，机顶盒将各设备返回的计算结果进行合并，输出给相应的请求计算的设备。
需要说明的是，本发明中，家电设备包括：PC、笔记本电脑、打印机、数字电视、手机、PDA、智能冰箱、智能空调等(可以是其中一种或任意组合)具有简单操作***的智能家电设备，可以通过有线或无线如蓝牙、wifi、通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)的方式进行通信，具备互连互通的功能，以及下载应用计算程序并能运行的能力。
设备包括：家电设备、机顶盒以及服务器，包括家庭云计算***中的所有设备，即发出计算请求的可以是家庭云计算***中的任一设备，执行分割计算的设备可以是家庭云计算***中的所有设备。
图3为本发明家庭云计算***的结构示意图，参见图3，该***包括：服务器、机顶盒、以及多个家电设备，其中，
服务器，存储应用计算程序，接收机顶盒的下载应用计算程序请求，将应用计算程序输出至机顶盒；接收机顶盒输出的子计算数据，根据子计算数据中携带的应用计算程序标识位运行该标识位对应的应用计算程序，对子计算数据进行计算，将子计算数据计算结果返回给机顶盒；
本实施例中，服务器是具有对外计算能力(即自身能够安装并运行除自身默认外的应用计算程序)的，因而，在机顶盒分配计算数据时，会考虑为服务器分配相应的子计算数据。
机顶盒，在查询到家电设备不具有对外计算能力时，向服务器输出下载应用计算程序请求，根据服务器返回的应用计算程序，向不具有对外计算能力的家电设备输出；接收请求计算的数据，按照存储的具有该计算能力的设备进行分割，并将分割的子计算数据分配给相应具有该计算能力的设备，携带应用计算程序标识位；接收所述具有该计算能力的设备返回的计算结果，进行合并，输出给请求计算的设备；
本实施例中，计算能力是指具有安装并运行应用计算程序的能力以及中心处理器的计算速度，请求计算的数据可能来自家电设备，也可能来自自身机顶盒或者是服务器。具有对外计算能力的设备包括：家电设备、服务器、以及机顶盒。也就是将分割后的计算数据分配给自身的中心处理器、以及与自身相连的家电设备和服务器。
进一步地，机顶盒可以按照存储的具有该计算能力的设备的计算能力对请求计算的数据进行分割，例如，如果具有该计算能力的设备的计算能力强(中心处理器工作频率高)，则可以为该设备分割较大块的子计算数据。
家电设备，接收机顶盒输出的应用计算程序，进行安装后向机顶盒返回自身的计算能力以便机顶盒存储；接收机顶盒输出的分割后的子计算数据，根据子计算数据中携带的应用计算程序标识位运行该标识位对应的应用计算程序，对子计算数据进行计算，将子计算数据计算结果返回给机顶盒；在自身需要计算时，将需要计算的数据输出至机顶盒。
本实施例中，由于机顶盒在向各设备输出子计算数据时，携带应用计算程序标识位，使得各设备可以根据应用计算程序标识位对接收的子计算数据进行计算，机顶盒就可以根据子计算数据计算结果进行合并，从而确保计算结果的准确性、完整性。
实际应用中，上述家庭云计算***中的机顶盒也可以不对家电设备的对外计算能力进行查询，直接根据存储的设备的计算能力进行控制，存储的设备的计算能力可以是通过与该设备建立连接时，该设备向机顶盒上报时获取的，则：
服务器，接收机顶盒输出的子计算数据，根据子计算数据中携带的应用计算程序标识位运行该标识位对应的应用计算程序，对子计算数据进行计算，将子计算数据计算结果返回给机顶盒；
机顶盒，接收请求计算的数据，按照存储的具有该计算能力的设备进行分割，并将分割的子计算数据分配给相应具有该计算能力的设备，携带应用计算程序标识位；接收所述具有该计算能力的设备返回的计算结果，进行合并，输出给请求计算的设备；
家电设备，接收机顶盒输出的分割后的子计算数据，根据子计算数据中携带的应用计算程序标识位运行该标识位对应的应用计算程序，对子计算数据进行计算，将子计算数据计算结果返回给机顶盒；在自身需要计算时，将需要计算的数据输出至机顶盒。
实际应用中，机顶盒在进行数据分割时，可以为分割的数据设置子计算数据标识位，并输出给相应设备，然后根据返回的子计算数据计算结果中包含的子计算数据标识位，顺序进行合并。当然，对于不需要顺序进行合并的情形，例如，进行累加，则在输出的子计算数据中可以不携带子计算数据标识位(当然，也可以携带子计算数据标识位)。此外，机顶盒在进行数据分割时，还可以建立子计算数据与设备标识位、子计算数据标识位的映射关系表，根据输出子计算数据计算结果的设备，从映射关系表中查询该设备标识位对应的子计算数据标识位，从而根据子计算数据标识位顺序进行合并。
图4a为本发明机顶盒的结构示意图，参见图4a，该机顶盒包括：电源供电单元、主板单元，其中，主板单元除包括图2所示的模块外，还包括：计算数据解析模块、计算数据分割模块、数据计算模块、计算数据合并模块、存储模块，其中，电源供电单元和主板单元与图3相同的结构，在此不再赘述，后续只对涉及本发明相关的模块进行描述。通信模块分别与计算数据解析模块、计算数据分割模块、计算数据合并模块相连；计算数据解析模块分别与处理器模块以及计算数据合并模块相连；数据计算模块分别与计算数据合并模块以及计算数据分割模块相连；存储模块与处理器模块相连。
通信模块，接收请求计算的数据，输出至计算数据解析模块；接收计算数据分割模块输出的子计算数据，根据子计算数据中包含的第一设备标识位，输出至对应的设备；接收计算数据合并模块输出的计算结果，根据计算结果中携带的第二设备标识位，将计算结果输出至设备标识位对应的设备；
本实施例中，如果第一设备标识位为该机顶盒，则将该设备标识位对应的子计算数据输出至数据计算模块。
计算数据解析模块，接收通信模块输出的请求计算的数据，将计算的数据中包含的请求计算的第三设备标识位输出给计算数据合并模块；将请求计算的数据输出至处理器模块；
处理器模块，根据接收的计算数据大小信息以及存储模块预先存储的设备计算能力信息，为具有该计算能力的设备分别分配子计算数据容量，将携带第一设备标识位的子计算数据容量信息输出至计算数据分割模块；
设备标识位包括：服务器设备标识位、家电设备标识位或机顶盒标识位。
计算数据分割模块，接收处理器模块返回的携带第一设备标识位的子计算数据容量信息，从计算数据中分割出子计算数据容量大小的子计算数据，将携带应用计算程序标识位以及除自身设备标识位外的子计算数据输出至通信模块，将携带自身设备标识位以及应用计算程序标识位的子计算数据输出至数据计算模块；
数据计算模块，接收通信模块输出的子计算数据，根据子计算数据中包含的应用计算程序标识位运行应用计算程序进行计算，将子计算数据计算结果输出至计算数据合并模块；
计算数据合并模块，接收数据计算模块输出的子计算数据计算结果以及来自外部的子计算数据计算结果，进行合并，将来自计算数据解析模块输出的设备标识位携带在合并后的计算结果中，输出至通信模块。
本实施例中，来自外部的子计算数据计算结果是指外部设备(例如，服务器以及家电设备)通过通信模块输出的子计算数据计算结果。
图4b为本发明机顶盒的另一结构示意图。参见图4b，除包括图4a所述的模块外，还包括如下模块。其中，为了图示简明，将与图4a相同连接关系的模块省略，只对增加的模块的连接关系进行说明。
本实施例中，机顶盒还可以进一步包括计算能力查询模块，向通信模块输出查询设备计算能力请求，查询与机顶盒相连的设备的计算能力，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，将携带设备标识位的计算能力信息输出至存储模块。
计算能力查询模块可以是在机顶盒上电后向通信模块输出查询设备计算能力信息，也可以是在后续中，发现有新的家电设备接入后向通信模块输出查询设备计算能力信息。
本实施例中，机顶盒还可以进一步包括应用计算程序获取模块，
计算能力查询模块，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，与自身存储的计算能力信息进行比较，获取需要下载的应用计算程序，将携带需要下载的应用计算程序标识位以及设备标识位的信息输出至应用计算程序获取模块；
应用计算程序获取模块，接收计算能力查询模块输出的信息，向通信模块输出下载应用计算程序请求，携带应用计算程序标识位，根据服务器通过通信模块返回的应用计算程序，将设备标识位信息携带在应用计算程序中，通过通信模块输出至设备标识位对应的设备。
本实施例中，计算能力查询模块根据设备计算能力响应信息与自身存储的计算能力比较，举例来说，如果存储的计算能力包括五种应用计算程序，而设备计算能力响应信息只包含其中的一种应用计算程序，则请求下载其余四种应用计算程序，家电设备安装应用计算程序后，向机顶盒上报能力信息。
实际应用中，应用计算程序获取模块在获取应用计算程序后，可以将该应用计算程序输出至存储模块进行存储，在后续中，当计算能力查询模块查询到新的需要该应用计算能力的设备时(例如，后续中有新的家电设备接入)，从存储模块读取应用计算程序，通过通信模块将该应用计算程序输出至相应的需要该应用计算能力的设备，这样，不需要向服务器输出请求，减少了资源开销。
实际应用中，应用计算程序获取模块在向通信模块输出下载应用计算程序请求时，也可以携带该设备标识位信息，通过通信模块输出至服务器，通信模块根据服务器返回的应用计算程序中携带的设备标识位信息，将应用计算程序输出至相应的设备标识位对应的设备。当然，进一步地，通信模块还可以将服务器返回的应用计算程序输出至存储模块进行存储。
本实施例中，机顶盒还可以进一步包括应用计算程序更新触发模块，在预先设置的时间到时，触发应用计算程序获取模块通过通信模块向服务器输出携带当前应用计算程序版本信息的请求，请求新版本应用计算程序下载。
当前应用计算程序版本信息可以通过从存储模块中获取，也可以从自身安装的应用计算程序中获取。
当然，实际应用中，也可以是服务器获取到新版本的应用计算程序时，主动向机顶盒输出。
本实施例中，通信模块可以由USB接口实现；
计算数据解析模块、处理器模块、查询模块、计算数据分割模块、数据计算模块、计算数据合并模块、计算能力查询模块、应用计算程序获取模块、应用计算程序更新触发模块可以由一个或多个处理器组合实现；存储模块可以由随机存储器、闪存等实现。
由上述实施例可见，本发明的家庭云计算***，机顶盒在查询到家电设备不具有对外计算能力时，向服务器输出下载应用计算程序请求，根据服务器返回的应用计算程序，向不具有对外计算能力的家电设备输出；接收请求计算的数据，根据存储的具有该计算能力的设备将请求计算的数据分割成相应的子计算数据，并分配给相应具有该对外计算能力的设备；接收所述设备返回的计算结果并进行合并，输出给请求计算的设备。这样，通过将计算数据分配至家庭云计算***中所有具有该计算数据计算能力的设备中进行计算，从而使得***中各设备可以共享计算能力，有效地利用了***中设备空闲的处理器来辅助计算，提升了家电设备处理器的利用率，提高了家庭云计算***的计算效率以及资源利用率，满足了图形计算、音视频编曲解码等大型应用的计算量。
下面举一具体实施例，对图3所示的家庭云计算***的计算流程进行说明。
图5为本发明家庭云计算***的计算流程示意图，参见图5，该流程包括：
步骤501，机顶盒启动上电，加载需要的应用程序；
本步骤中，应用程序包括与本新型相关的应用计算程序以及其他程序如视频播放程序、浏览器程序、Java虚拟机程序等。
步骤502，机顶盒查询接入家庭云计算***中的所有设备；
本步骤中，机顶盒启动后，通过蓝牙、Wifi、通用分组无线业务(GPRS，General Packet Radio Service)等无线方式，或有线方式扫描(查询)接入家庭云计算***中的所有家电设备(设备)，如手机、电脑、蓝光DVD、智能冰箱、智能空调、电视机等，并通过互联互通协议发现这些设备，互联互通协议包括即插即用通用协议(upnp，Universal Plug and Play)、闪联，e家佳等协议。
步骤503，机顶盒向查询到的设备输出连接请求并与该设备建立连接通道；
步骤504，建立连接通道后，机顶盒查询建立连接的设备是否具有对外计算的能力，如果不具有，执行步骤505，如果具有，执行步骤507。
本步骤中，机顶盒可通过开放服务闸道规范(OSGi，Open Service GatewayInitiative)方式查询建立连接的家电设备是否具有对外计算的能力，具体可
参见相关技术文献，在此不再赘述。
步骤505，机顶盒要求家电设备提供设备***参数，根据接收的***参数从服务器下载该家电设备的应用计算程序；
本步骤中，机顶盒要求家电设备提供设备***参数(如类型、型号、已下载的应用计算程序)，然后根据该家电设备提供的类型、型号和已下载的应用计算程序，到外部的服务端下载该家电设备的计算服务客户端的程序(其它应用计算程序)。
步骤506，机顶盒将下载的应用计算程序输出至家电设备，家电设备下载后在内存中运行该应用计算程序，或将该应用计算程序安装在本地；
步骤507，应用计算程序启动后与机顶盒建立计算通道；
本步骤中，与机顶盒建立计算通道的包括原先具有对外计算能力的家电设备以及经过下载安装应用计算程序后具有对外计算能力的家电设备。
步骤508，机顶盒根据各家电设备的计算能力将需要大规模计算的原始数据进行分割；
本步骤中，机顶盒需要计算时，对需要大规模计算的原始数据进行分割，即将输入数据进行分区(比如分为M块)，以分布到不同的具有对外计算能力的家电设备上执行。
步骤509，机顶盒将分割后的数据(子计算数据)输出给各个家电设备，并要求根据预先设置的算法对分割数据进行计算；
本步骤中，机顶盒将分割后的数据输出给各个具有对外计算能力的家电设备，机顶盒除了承担主控的功能外，也可以参与计算，预先设置的算法可以根据需要进行更新。
步骤510，家电设备对接收的分割数据进行计算，并将中间计算结果(子计算数据计算结果)输出给机顶盒；
步骤511，机顶盒接收各家电设备返回的中间计算结果，对所有中间计算结果进行合并，并将合并结果返回给请求大规模计算的设备。
本步骤中，假设是机顶盒需要大规模计算，则机顶盒将合并结果返回给大规模计算的应用。
至此，该流程结束。
实际应用中，机顶盒在运行阶段，也可以阶段性扫描家电设备，如果发现某家电设备的计算通道关闭，则减少分割数；如果发现有新增家电设备、且该新增的家电设备具有对外计算能力，则增加分割数，向该新增的家电设备输出分割数据。
如果其它家电设备也需要大规模计算，同样可以向机顶盒发出计算请求；而且，本发明中，如果家电设备的处理器能力高(如手机或电脑)，可以如机顶盒一样，执行步骤408～步骤411，由其它家电设备、机顶盒以及服务器完成计算；如果家电设备的处理器能力较低(如冰箱)，可由机顶盒对接收的需大规模计算的原始数据进行分割，通过家庭云计算***中各设备的计算后，再由机顶盒将各家电的返回结果进行合并，并返回给处理器能力较低的该家电设备。
上述示例中，假设机顶盒需计算1至100万的累加，如果有十台设备(不包括机顶盒，例如，九台家电设备和一台服务器)接入家庭云计算***，则机顶盒(本实施例中，机顶盒自身不参与计算)可以把需累加的数据分割成10份，每份10万计算量(如1-10万，10万-20万)，每台设备(假设各家电设备与服务器的对外计算能力均相同)计算1份，最后每台设备将计算结果返回给机顶盒，机顶盒对计算结果进行累加得到累加结果，从而完成累加计算。
以上举较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内，本发明所主张的权利范围应以发明申请范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
Claims (10)
1.一种机顶盒，包括：电源供电单元、通信模块、调谐模块、解扰/解复用模块、处理器模块、解码模块、前面板模块、以及调制模块，其特征在于，该机顶盒还包括：计算数据解析模块、计算数据分割模块、数据计算模块、计算数据合并模块、存储模块，其中，
通信模块，与计算数据解析模块相连，接收请求计算的数据，输出至计算数据解析模块；还与计算数据分割模块相连，接收计算数据分割模块输出的子计算数据，根据子计算数据中包含的第一设备标识位，输出至所述第一设备标识位对应的设备；还与计算数据合并模块相连，接收计算数据合并模块输出的计算结果，根据计算结果中携带的第二设备标识位，将计算结果输出至所述第二设备标识位对应的设备；
计算数据解析模块，与计算数据合并模块相连，接收通信模块输出的请求计算的数据，将计算的数据中包含的请求计算的第三设备标识位输出给计算数据合并模块；还与处理器模块相连，将请求计算的数据输出至处理器模块；
处理器模块，与存储模块相连，根据接收的计算数据大小信息以及存储模块预先存储的设备计算能力信息，为具有该计算能力的设备分别分配子计算数据容量，还与计算数据分割模块相连，将携带第一设备标识位的子计算数据容量信息输出至计算数据分割模块；
计算数据分割模块，接收处理器模块返回的携带第一设备标识位的子计算数据容量信息，从计算数据中分割出子计算数据容量大小的子计算数据，将携带应用计算程序标识位以及除自身设备标识位外的子计算数据输出至通信模块，与数据计算模块相连，将携带自身设备标识位以及应用计算程序标识位的子计算数据输出至数据计算模块；
数据计算模块，接收计算数据分割模块输出的子计算数据，根据子计算数据中包含的应用计算程序标识位运行应用计算程序进行计算，与计算数据合并模块相连，将子计算数据计算结果输出至计算数据合并模块；
计算数据合并模块，接收数据计算模块输出的子计算数据计算结果以及来自外部的子计算数据计算结果，进行合并，将来自计算数据解析模块输出的第三设备标识位携带在合并后的计算结果中，输出至通信模块。
2.如权利要求1所述的机顶盒，其特征在于，所述机顶盒还包括：分别与所述通信模块和存储模块相连、向通信模块输出查询设备计算能力请求，查询与机顶盒相连的设备的计算能力，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，将携带设备标识位的计算能力信息输出至存储模块的计算能力查询模块。
3.如权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述机顶盒还包括：分别与所述计算能力查询模块和通信模块相连的应用计算程序获取模块，
所述计算能力查询模块，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，与自身存储的计算能力信息进行比较，获取需要下载的应用计算程序，将携带需要下载的应用计算程序标识位以及设备标识位的信息输出至应用计算程序获取模块；
应用计算程序获取模块，接收计算能力查询模块输出的信息，向通信模块输出下载应用计算程序请求，携带应用计算程序标识位，根据服务器通过通信模块返回的应用计算程序，将设备标识位信息携带在应用计算程序中，通过通信模块输出至设备标识位对应的设备。
4.如权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述机顶盒还包括：分别与所述计算能力查询模块和通信模块相连的应用计算程序获取模块，
所述计算能力查询模块，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，与自身存储的计算能力信息进行比较，获取需要下载的应用计算程序，将携带需要下载的应用计算程序标识位以及设备标识位的信息输出至应用计算程序获取模块；
应用计算程序获取模块，接收计算能力查询模块输出的信息，向通信模块输出下载应用计算程序请求，携带应用计算程序标识位以及设备标识位；
通信模块，根据服务器返回的应用计算程序中携带的设备标识位信息，将应用计算程序输出至相应的设备标识位对应的设备。
5.如权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述机顶盒还包括：分别与所述计算能力查询模块和通信模块相连的应用计算程序获取模块，
所述计算能力查询模块，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，与自身存储的计算能力信息进行比较，获取需要下载的应用计算程序，将携带需要下载的应用计算程序标识位以及设备标识位的信息输出至应用计算程序获取模块；
应用计算程序获取模块，接收计算能力查询模块输出的信息，向通信模块输出下载应用计算程序请求，携带应用计算程序标识位，将服务器通过通信模块返回的应用计算程序输出至存储模块进行存储，并将设备标识位信息携带在应用计算程序中，通过通信模块输出至设备标识位对应的设备。
6.如权利要求2所述的机顶盒，其特征在于，所述机顶盒还包括：分别与所述计算能力查询模块和通信模块相连的应用计算程序获取模块，
所述计算能力查询模块，根据设备通过通信模块返回的设备计算能力响应信息，与自身存储的计算能力信息进行比较，获取需要下载的应用计算程序，将携带需要下载的应用计算程序标识位以及设备标识位的信息输出至应用计算程序获取模块；
应用计算程序获取模块，接收计算能力查询模块输出的信息，向通信模块输出下载应用计算程序请求，携带应用计算程序标识位以及设备标识位；
通信模块，将服务器返回的应用计算程序输出至存储模块进行存储，根据服务器返回的应用计算程序中携带的设备标识位信息，将应用计算程序输出至相应的设备标识位对应的设备。
7.如权利要求3至6任一项所述的机顶盒，其特征在于，所述机顶盒还包括：与所述应用计算程序获取模块相连、在预先设置的时间到时，触发应用计算程序获取模块通过通信模块向服务器输出携带当前应用计算程序版本信息的请求，请求新版本应用计算程序下载的应用计算程序更新触发模块。
8.如权利要求7所述的机顶盒，其特征在于，所述计算数据解析模块、处理器模块、计算数据分割模块、数据计算模块和计算数据合并模块为一个或多个处理器，所述存储模块为随机存储器或闪存。
9.一种基于机顶盒的家庭云计算方法，其特征在于，该方法包括：
机顶盒查询接入家庭云计算***中的所有家电设备，获取具有对外计算能力的家电设备，并在具有对外计算能力的家电设备的应用计算程序启动后建立计算通道；
机顶盒根据具有对外计算能力的家电设备的计算能力将请求大规模计算的家电设备需要大规模计算的原始数据进行分割，并将分割后的数据输出给具有对外计算能力的家电设备；
机顶盒接收具有对外计算能力的家电设备返回的根据预先设置的算法对分割数据进行计算得到的中间计算结果，对所有中间计算结果进行合并，并将合并结果返回给所述请求大规模计算的设备；
所述机顶盒包括：电源供电单元、通信模块、调谐模块、解扰/解复用模块、处理器模块、解码模块、前面板模块、调制模块、计算数据解析模块、计算数据分割模块、数据计算模块、计算数据合并模块、存储模块，其中，
通信模块，与计算数据解析模块相连，接收请求计算的数据，输出至计算数据解析模块；还与计算数据分割模块相连，接收计算数据分割模块输出的子计算数据，根据子计算数据中包含的第一设备标识位，输出至所述第一设备标识位对应的设备；还与计算数据合并模块相连，接收计算数据合并模块输出的计算结果，根据计算结果中携带的第二设备标识位，将计算结果输出至所述第二设备标识位对应的设备；
计算数据解析模块，与计算数据合并模块相连，接收通信模块输出的请求计算的数据，将计算的数据中包含的请求计算的第三设备标识位输出给计算数据合并模块；还与处理器模块相连，将请求计算的数据输出至处理器模块；
处理器模块，与存储模块相连，根据接收的计算数据大小信息以及存储模块预先存储的设备计算能力信息，为具有该计算能力的设备分别分配子计算数据容量，还与计算数据分割模块相连，将携带第一设备标识位的子计算数据容量信息输出至计算数据分割模块；
计算数据分割模块，接收处理器模块返回的携带第一设备标识位的子计算数据容量信息，从计算数据中分割出子计算数据容量大小的子计算数据，将携带应用计算程序标识位以及除自身设备标识位外的子计算数据输出至通信模块，与数据计算模块相连，将携带自身设备标识位以及应用计算程序标识位的子计算数据输出至数据计算模块；
数据计算模块，接收计算数据分割模块输出的子计算数据，根据子计算数据中包含的应用计算程序标识位运行应用计算程序进行计算，与计算数据合并模块相连，将子计算数据计算结果输出至计算数据合并模块；
计算数据合并模块，接收数据计算模块输出的子计算数据计算结果以及来自外部的子计算数据计算结果，进行合并，将来自计算数据解析模块输出的第三设备标识位携带在合并后的计算结果中，输出至通信模块。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
如果查询到接入家庭云计算***中的家电设备不具有对外计算能力，获取所述家电设备的设备***参数，并根据所述设备***参数从外部的服务器下载所述家电设备的应用计算程序；
将下载的应用计算程序输出至所述家电设备，所述家电设备下载后在内存中运行该应用计算程序或将该应用计算程序安装在本地后，执行建立计算通道的流程。
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