软件学报

作者：王博，张昱，耿佳宁，李向阳

单位：王博，中国科学技术大学 计算机科学与技术学院 下一代移动计算与数据创新实验室, 安徽 合肥 230027;中国科学院 无线光电通信重点实验室, 安徽 合肥 23002711,张昱，中国科学技术大学 计算机科学与技术学院 下一代移动计算与数据创新实验室, 安徽 合肥 230027;中国科学院 无线光电通信重点实验室, 安徽 合肥 23002702,耿佳宁，中国科学技术大学 计算机科学与技术学院 下一代移动计算与数据创新实验室, 安徽 合肥 230027;中国科学院 无线光电通信重点实验室, 安徽 合肥 23002703,李向阳，中国科学技术大学 计算机科学与技术学院 下一代移动计算与数据创新实验室, 安徽 合肥 230027;中国科学院 无线光电通信重点实验室, 安徽 合肥 23002704

关键词：智能家居;触发-动作编程;终端用户编程;运行时系统;缺陷检测

基金：国家重点研发计划（2018YFB0803400）；国家自然科学基金（61772487）；安徽省自然科学基金（1808085MF198）

智能家居赋予家庭设备以智能，受到用户的广泛欢迎.由于用户需求不同，服务提供商采用“触发-动作”编程（TAP）模式以支持用户定制规则.然而，现在TAP编程和智能家居执行引擎中流行的Event-State时序范式极易出错，且难以修改规则和追踪运行错误.对TAP缺陷的原因进行系统分析之后，提出一种编写和修改难度较低、且能够检测规则运行异常的方案，记为SSRules.SSRules允许用户以一种改进的State-State时序范式输入规则，并基于Z3定理证明器将其翻译为Event-State时序范式，且为开源智能家居系统Home Assistant所接受的规则输入.考虑到智能家居需要实时掌握设备的动态，SSRules引入了运行时子系统获取实体状态信息，并对规则执行有效性检查.最后，基于Unity3D开发了智能家居模拟器HA-Simulator.测试结果表明：SSRules与传统方法相比表达简洁，规则数目平均减少60%左右，且能够及时检测瞬时异常并记录原因，更易被用户理解和使用.

来源：2021年第12期

《软件学报》期刊编辑部

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