AutoBridge: Automating Smart Device Integration with Centralized Platform
作者: Siyuan Liu, Zhice Yang, Huangxun Chen
分类: cs.SE, cs.AI
发布日期: 2025-07-31
备注: 14 pages, 12 figures, under review
💡 一句话要点
AutoBridge：自动化智能设备与中心化平台的集成，无需人工干预。
🎯 匹配领域: 支柱九：具身大模型 (Embodied Foundation Models)
关键词: 物联网集成 自动化代码生成 中心化平台 设备控制 多阶段调试 硬件在环测试 智能设备
📋 核心要点
- 现有物联网平台集成新设备需大量人工编写复杂代码，成本高昂且易出错。
- AutoBridge采用分治策略，先生成设备控制逻辑，再合成平台兼容的集成代码。
- 实验表明，AutoBridge在无需人工干预下成功率达93.87%，功能覆盖率达94.87%。
📝 摘要（中文）
多模态物联网系统协调各种物联网设备以提供以人为中心的服务。将新的物联网设备集成到中心化平台的管理之下是一项基本要求。然而，这需要大量的人工专业知识和精力来编写复杂的物联网集成代码，以使平台能够理解和控制设备功能。因此，我们提出了AutoBridge来自动化物联网集成代码的生成。具体来说，AutoBridge采用分而治之的策略：它首先通过逐步检索设备特定的知识来生成设备控制逻辑，然后使用平台特定的知识来合成符合平台的集成代码。为了确保正确性，AutoBridge具有多阶段调试流水线，包括用于虚拟物联网设备测试的自动调试器和交互式硬件在环调试器，后者仅需要用户的二元反馈（是和否）来进行真实设备验证。我们在两个开源物联网平台的34个物联网设备的基准上评估了AutoBridge。结果表明，AutoBridge无需任何人工干预即可实现平均93.87%的成功率和平均94.87%的功能覆盖率。通过用户提供的最少的二元“是”或“否”反馈，代码经过修改后可达到100%的功能覆盖率。一项包含15名参与者的用户研究进一步表明，即使允许程序员使用商业代码LLM，AutoBridge在代码准确性方面也比专家程序员高出50%到80%。
🔬 方法详解
问题定义：论文旨在解决将新的物联网设备集成到中心化物联网平台时，需要大量人工编写复杂集成代码的问题。现有方法依赖于人工专家，效率低、成本高，且容易出错。因此，如何自动化生成高质量的物联网设备集成代码是本研究的核心问题。
核心思路：AutoBridge的核心思路是采用“分而治之”的策略，将复杂的集成任务分解为两个相对独立的子任务：设备控制逻辑生成和平台兼容代码合成。通过分别处理设备和平台的特定知识，降低了整体问题的复杂度，并提高了代码生成的效率和准确性。
技术框架：AutoBridge的整体框架包含以下几个主要模块：1) 设备知识检索模块，用于获取设备特定的信息，例如设备的功能、属性和控制接口。2) 设备控制逻辑生成模块，基于检索到的设备知识，生成设备控制逻辑代码。3) 平台知识库，存储平台相关的知识，例如平台的API、数据格式和通信协议。4) 平台兼容代码合成模块，根据平台知识库和设备控制逻辑，生成平台兼容的集成代码。5) 多阶段调试流水线，包括虚拟设备测试和硬件在环测试，用于验证和调试生成的代码。
关键创新：AutoBridge的关键创新在于其自动化代码生成流程和多阶段调试流水线。它无需人工干预即可生成高质量的集成代码，并通过虚拟设备测试和硬件在环测试来确保代码的正确性。此外，AutoBridge采用二元用户反馈机制，允许用户通过简单的“是”或“否”来指导代码的调试过程，进一步提高了代码的准确性和可靠性。
关键设计：AutoBridge的关键设计包括：1) 设备知识检索模块的设计，如何有效地从设备文档或API中提取设备信息。2) 设备控制逻辑生成模块的设计，如何将设备信息转换为可执行的代码。3) 平台知识库的设计，如何组织和存储平台相关的知识。4) 多阶段调试流水线的设计，如何有效地检测和修复代码中的错误。具体的参数设置、损失函数、网络结构等技术细节在论文中未详细描述，属于未知信息。
🖼️ 关键图片
📊 实验亮点
AutoBridge在34个物联网设备的基准测试中，无需人工干预即可达到平均93.87%的成功率和94.87%的功能覆盖率。通过用户提供的少量二元反馈，功能覆盖率可提升至100%。与专家程序员相比，AutoBridge在代码准确性方面提高了50%到80%，即使专家程序员可以使用商业代码LLM。
🎯 应用场景
AutoBridge可广泛应用于智能家居、智慧城市、工业物联网等领域，能够显著降低物联网设备集成的成本和复杂度，加速物联网应用的部署和推广。通过自动化集成，可以实现更灵活、更智能的物联网系统，提升用户体验和运营效率。未来，AutoBridge有望成为物联网平台的重要组成部分，推动物联网技术的进一步发展。
📄 摘要（原文）
Multimodal IoT systems coordinate diverse IoT devices to deliver human-centered services. The ability to incorporate new IoT devices under the management of a centralized platform is an essential requirement. However, it requires significant human expertise and effort to program the complex IoT integration code that enables the platform to understand and control the device functions. Therefore, we propose AutoBridge to automate IoT integration code generation. Specifically, AutoBridge adopts a divide-and-conquer strategy: it first generates device control logic by progressively retrieving device-specific knowledge, then synthesizes platformcompliant integration code using platform-specific knowledge. To ensure correctness, AutoBridge features a multi-stage debugging pipeline, including an automated debugger for virtual IoT device testing and an interactive hardware-in-the-loop debugger that requires only binary user feedback (yes and no) for real-device verification. We evaluate AutoBridge on a benchmark of 34 IoT devices across two open-source IoT platforms. The results demonstrate that AutoBridge can achieves an average success rate of 93.87% and an average function coverage of 94.87%, without any human involvement. With minimal binary yes and no feedback from users, the code is then revised to reach 100% function coverage. A user study with 15 participants further shows that AutoBridge outperforms expert programmers by 50% to 80% in code accuracy, even when the programmers are allowed to use commercial code LLMs.