基于UPnP与IGRS双协议栈的研究与实现

摘要

随着信息化技术的快速发展,人们家庭中电脑、智能家电、通信终端越来越多。不同类型设备之间信息传递和协同工作变得频繁,但由于缺乏统一的信息格式、接口协议,导致不同设备间难于互联互通、资源共享。因此,如何实现家庭网络中不同设备无缝联接和协同工作已经成为人们关注的焦点。伴随3C(Computer、Communication、Consumer Electrics)融合技术发展,数字家庭网络的概念受到了广泛关注。数字家庭网络旨在打破家庭设备之间“信息孤岛”,实现资源共享和协同服务。
　　近年来,国内外许多大公司提出了数字家庭的解决方案,形成了一些互联互通技术标准。其中,IGRS(Intelligent Grouping and Resource Sharing)协议和 UPnP(Universal Plug and Play)协议逐渐成为两大主流的协议标准。虽然它们建立一些网络标准协议的基础上,都可以实现设备之间无缝联接,而且在一些关键层采用了同样的协议,但是它们在交互过程、服务描述以及消息格式等方面存在差异。因此,基于UPnP协议和IGRS协议的设备之间不能互联互通。
　　为解决两种协议之间差异,满足用户需求,本论文深入分析了IGRS协议和UPnP协议,通过相关层比较,分析其寻址、发现、描述、控制、事件各个方面的特点,找出了它们之间的联系与区别。再通过抽象出两种协议的共同特点,融合其不同之处,设计了双协议栈的总体框架。双协议栈旨在识别家庭网络中基于这两种协议的设备,发现设备服务描述以及实现服务控制和调用。该框架的设计并不复杂,而且节省了系统的开销。同时通过设计的双协议栈通用接口可以屏蔽了两个协议之间的底层差异,面向应用提供统一的接口。
　　然后,本文通过UML(Unified Modeling Language)建模分析,设计了双协议栈的通用SDK接口模块,并构建了双协议栈各个功能子模块的静态模型与动态模型,这些模型清晰展示了子模块的功能和工作过程。最后通过开发基于双协议栈的控制点,使其与家庭网络中基于IGRS协议和UPnP协议设备交互。通过实验展示,验证了该双协议栈的可行性。

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1 绪论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 国内外数字家庭网络关键技术研究现状

1.3 主要研究内容

1.4 论文结构安排

2 UPnP 协议与 IGRS 协议分析

2.1 UPnP 协议与 IGRS 协议介绍

2.2 UPnP 协议与 IGRS 协议互操作基础

2.3 本章小结

3 双协议栈需求分析以及总体结构设计

3.1 需求分析

3.2 总体结构设计

3.3 本章小结

4 基于 UML 的双协议栈通用 SDK 接口设计

4.1 控制点/设备初始化及注册接口模块设计

4.2 发现接口模块设计

4.3 控制接口模块设计

4.4 事件模块接口设计

4.5 Client 接口模块设计

4.6 Web Server 接口模块设计

4.7 本章小结

5 双协议栈 AV 应用实现

5.1 IGRS 协议和 UPnP 协议 AV 应用框架

5.2 双协议栈控制点设计

5.3 双协议栈控制点实验展示

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

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