基于通用即插即用的自適應通用控制點系統結構和控制方法技術方案

基于通用即插即用的自適應通用控制點系統結構和控制方法涉及一種能夠控制任何符合ＵＰｎＰ規范的設備的通用控制點系統結構及其控制方法，用戶控制子系統通過人機接口和用戶進行交互，將解析編碼后的用戶命令饋送給設備控制子系統，接受設備控制子系統反饋的設備描述信息和狀態信息；設備控制子系統通過通用即插即用協議棧子系統提供的應用編程接口函數調用通用即插即用協議功能，向設備發送操作指令，接受設備回送的操作執行和狀態變化結果；通用即插即用協議棧子系統通過操作系統使用通用控制點的物理接口設施，經由網絡向設備發送消息，實現對設備的控制。

Adaptive universal control point system structure and control method based on universal plug and play

UPnP universal adaptive control point system structure and control method relates to control any UPnP compliant equipment general control point system structure and control method based on user interaction through the man-machine interface and the user control subsystem, the analysis after encoding user command is fed to the equipment control subsystem. A receiving device control subsystem feedback device description and status information; equipment control subsystem through universal plug and universal application programming interface function calls provided by the protocol stack subsystem of PNP protocol functions, to send equipment operation instruction, accept operation execution and state changes of the return of the device; UPnP the physical interface facilities use universal control by using the operating system protocol stack subsystem, via the network equipment to send messages To control the equipment.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種能夠控制任何符合UPnP(通用即插即用Universal Plug and Play--UPnP)規范的設備的通用控制點系統結構及其控制方法，屬于家庭網絡的

技術介紹
家庭網絡是20世紀90年代興起的一項新技術，它的目標是實現家庭環境中設 備的信息化和網絡化，以使家居環境更加舒適、安全、高效和便捷。家庭網絡技 術是新興的信息技術和網絡技術在家庭環境中的自然延伸，在整個智能家居系統 中,它具有核心的地位和作用。近十多年來，國內外在此領域進行了大量的研究， 出現了一批成熟的技術和產品。通用即插即用技術就是其中比較有代表性的一項 家庭網絡聯網技術。UPnP規范是由UPnP論壇制定的，它基于TCP/IP協議，可用于信息家電、 多媒體設備、安防監視和個人電腦等設備的服務發現和自動配置。UPnP是獨立 于平臺和編程語言的規范，它采用一套標準的網絡協議。UPnP使用簡單服務發現協議(Simple Service Discovery Protocol, SSDP)來完 成服務的發現。通過SSDP，設備可以宣布自身的存在，也可以發現其他可用的 設備和服務。SSDP使用HTTPU和HTTPMU傳送消息，HTTPU是HTTP協議的單 播UDP版本，而HTTPMU是HTTP協議的多播UDP版本。當設備加入UPnP網絡時， 設備通過SSDP在HTTPMU上以多播的方式發送宣告消息，將設備本身和它能夠 提供的所有服務通知其他設備。當控制點加入網絡或想要尋找某些設備或服務 時，它也通過SSDP發布多播搜索消息。如果有設備滿足控制點的査找條件，就 會通過SSDP發布一條單播響應消息。除了 SSDP ， UPnP還使用GEN A (Generic Event Notification Architecture)作為 事件通知框架，并使用SOAP ( Simple Object Access Protocol)作為遠程過程調的標準方法。GENA使用基于TCP或多播UDP的HTTP協議來發送和接收事件通 知，它提供了事件訂閱和事件發布的機制。SOAP是基于XML和HTTP的Intemet 遠程過程調用標準，UPnP用它來實現對設備的控制。UPnP在家庭網絡環境中的應用具有良好的前景，但是就目前的應用情況而 言，每個控制點一般只能控制某一類設備，如果一個家庭網絡內部有很多不同種 類的UPnP設備，就需要安裝很多個控制點軟件，給用戶使用造成了很多不便。UPnP的技術原理為系統定義了三類基本的結構單元設備(Devices)、服務(Services)和控制點 (Control Points)。設備是包含服務的實體，設備中包含有XML形式的設備描述文 檔；服務是UPnP中最小的可控制單位，它提供若干可由控制點控制的動作，并 定義有一組狀態記錄此服務的進展情況；控制點就是控制UPnP設備的網絡實體， 可用于發現和使用其他服務。UPnP的工作流程包括以下6個步驟(1) 尋址設備獲得IP地址(2) 發現控制點搜索網絡上的UPnP設備，而UPnP設備也可宣告自己的存在。(3) 描述控制點取得它所需要的UPnP設備描述。(4) 控制控制點向UPnP設備發出控制設備執行相關動作的消息。(5) 事件如果控制點訂閱了事件，那么當設備的狀態改變時，UPnP設備向 控制點發出事件消息。(6) 展示控制點利用展示頁面監視UPnP設備的狀態，也可通過頁面發出 控制命令。目前，UPnP控制點的實現有兩種方案方案l:該方案在控制點程序中預置設備的服務信息， 一種控制點程序只能 控制一類UPnP設備。該方案具體實現時，其發現過程和UPnP基礎協議中描述 的一樣，控制點程序收到設備的SSDP消息后，根據消息中的設備類型匹配該設 備是否是感興趣的設備，如果是感興趣的設備則下載設備的設備級XML描述文 檔，但并不下載設備的服務描述XML文檔。獲得設備描述后，控制點就能控制 該設備，在這個過程中所有的控制接口都是預置在控制點程序中的。該方案的缺陷是，所有服務描述文檔預置于控制點，相應地，設備的控制界 面和控制接口也需要在控制點中預置。相當于為每種設備預置"驅動程序"，沒 有達到UPnP零配置的目的。同時，該方案要求每類UPnP設備必須嚴格標準化，對 于尚未標準化的未知設備，控制點將無法控制；如果某類設備更新時，控制點接 口軟件也必需重新安裝。方案2:該方案僅實現UPnP協議的發現和展示過程，并不實現描述、控制 和事件協議過程。它要求所有UPnP設備裝備Web服務器，控制點通過Web頁 面和設備直接交互，發送控制指令。該方案的缺陷是，未遵循UPnP技術標準。在協議上僅實現SSDP協議，未 實現SOAP、 GENA等協議；在過程上，僅實現發現和展示，未實現描述、控制 和事件。因此，該方案并非真正意義上的UPnP，只實現了一個UPnP的"殼"。 同時，該方案僅采用"設備地址"，未使用"描述地址"和"服務地址"，它要求 每個設備裝載Web服務器，控制點裝載Web瀏覽器，這對嵌入式設備是一個很 大的限制。
技術實現思路
技術問題本專利技術的目的是提出一種，按照該結構和方法設計的控制點能控制任何符合UPnP 規范的設備，克服了一種控制點只能控制一類設備的局限性。技術方案本專利技術的基于通用即插即用的自適應通用控制點系統結構中，自 適應通用控制點系統結構由操作系統子系統、通用即插即用協議棧子系統、設備 控制子系統和用戶控制子系統4個部分組成；用戶控制子系統通過人機接口和用 戶進行交互，將解析編碼后的用戶命令饋送給設備控制子系統，接受設備控制子 系統反饋的設備描述信息和狀態信息；設備控制子系統通過通用即插即用協議棧 子系統提供的應用編程接口函數調用通用即插即用協議功能，向設備發送操作指 令，接受設備回送的操作執行和狀態變化結果；通用即插即用協議棧子系統通過 操作系統使用通用控制點的物理接口設施，經由網絡向設備發送消息，實現對設 備的控制。所述的用戶控制子系統通過圖形界面接受用戶的啟動控制點指令，向用戶顯 示設備可控功能和參數以及設備的狀態，接受用戶對設備的控制命令。所述的通用即插即用協議棧子系統包括通用即插即用協議庫、微型可擴展標 記語言解析器和控制點線程庫3個部分，通用即插即用協議庫實現簡單服務發現 協議、簡單對象訪問協議、通用事件通知結構協議以及超文本傳送協議；微型可 擴展標記語言解析器實現對上述所有協議的解碼和編碼;線程庫支持通用控制點 系統結構的并發操作功能，每個模塊都含有接口函數供設備控制子系統使用。所述的設備控制子系統包括設備信息與狀態自適應導出模塊、設備狀態自適 應顯示模塊和設備控制接口自適應生成模塊3個模塊；設備信息和狀態自適應導 出模塊根據設備的可擴展標記語言描述導出關于設備、服務、狀態變量的層次化 數據結構；設備狀態自適應顯示模塊提取層次化結構中的靜態信息和動態信息， 顯示設備的可控狀態及其當前屬性值;設備控制接口自適應生成模塊根據層次化 結構中的服務信息以及可控狀態生成控制接口，并將用戶命令轉換為服務規定的 遠程調用方法，實現對指定設備指定功能的控制。它包括由用戶、通用控制點和被控設備協作完成的自適應通用控制過程、設 備信息與狀態自適應導出過程、設本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于通用即插即用的自適應通用控制點系統結構，其特征在于：自適應通用控制點系統結構由操作系統子系統、通用即插即用協議棧子系統、設備控制子系統和用戶控制子系統４個部分組成；用戶控制子系統通過人機接口和用戶進行交互，將解析編碼后的用戶命令饋送給設備控制子系統，接受設備控制子系統反饋的設備描述信息和狀態信息；設備控制子系統通過通用即插即用協議棧子系統提供的應用編程接口函數調用通用即插即用協議功能，向設備發送操作指令，接受設備回送的操作執行和狀態變化結果；通用即插即用協議棧子系統通過操作系統使用通用控制點的物理接口設施，經由網絡向設備發送消息，實現對設備的控制。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：糜正琨，孟旭東，肖繼民，
申請(專利權)人：南京郵電大學，
類型：發明
國別省市：84[中國|南京]