基于J2EE架构和URC协议的远程控制台的设计与实现

摘要

人类始终在追求舒适安全的生活环境，但直到二十世纪七十年代电子技术和计算机技术的发展，这种梦想才逐渐成为现实。随着网络技术和通信技术的突飞猛进，人们不仅对家居的自动化和信息化程度要求越来越高，而且对家用设备控制的灵活性提出了更高的要求。Internet的出现引发了第四次产业革命，人类从此进入了信息时代。十几年来，Internet的迅猛发展已经深刻地改变了人们的工作方式，极大地提高了企业的生产效率，为社会创造了巨大财富。然而，对比之下，Internet给个人和家庭生活带来的好处却十分有限。传统的居家方式并没有因互联网而产生多大变化，家庭作为社会组成的基本单元几乎成为“到处都算，什么都联”的信息时代中的孤岛。因此，实现家庭的网络化，提高人类的生活质量，使第四次产业革命也象前几次产业革命一样造福于人类，将是完成信息革命的最后，也是最关键的一步。随着网络和信息家电已越来越多的出现在人们生活中，如何将不同制造商生产的信息家电通过网络互联在一起，并通过一个通用的远程控制台实现集中控制，是当前信息家电的研究发展方向之一。 未来在家庭网络中将会有各种不同类型的信息家电，而且这些信息家电各有各自的控制器，但这样的情况却造成界面过多复杂且使用上不便利的问题产生。由ANSI/INCITS V2技术委员会提出的通用远程控制台(URC)标准就是在这样的背景下提出的，制造商在家电产品中实现“用户接口套接字”，用户就可通过其他设备控制这些产品。基于该标准，可实现一个通用的存取控制平台，依照信息家电所提供的信息及控制器的特性自动产生使用者界面，并且可设定各控制设备的使用者偏好，实现个性化界面。 本文根据J2EE架构和URC协议设计一个通用远程控制台，并与同课题其他人员开发的web服务相结合，实现基于OSGi平台的电器设备的远程控制。本通用远程控制台采用B/S架构，用户可通过计算机上的HTML浏览器，手机、PDA等上的XHTML浏览器等使用本控制台，对实验室内的灯、百叶窗等电器设备进行远程控制。 基于URC协议的通用远程控制台符合当前智能家居发展的主流方向，同时发展各种可联网的家电设备，研制能使各类设备和相关的服务方便地进入千家万户的智能家居系统将是完成信息革命和社会、家庭网络化和实用化的最后，也最关键的一步。这一步的完成，会使家庭综合服务器同今天的电源开关系统一样普及和实用。也只有这样，才能使人类生活的质量提高一个层次，使这次信息产业革命也像前几次工业革命一样造福于人类。

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摘要

第1章绪论

1.1. 课题背景

1.2. 本文主要工作

1.2.1.研究目标

1.2.2.工作内容

2.2.3.本人工作

1.3. 论文结构

第2章 智能家居

2.1. 网络家电、家庭网络和智能家居的概念

2.2. 家庭网络的研究现状

2.2.1.X-10电力线载波通信技术

2.2.2. CEBus

2.2.3.LonWorks

2.2.4.ECHONET

2.2.5. UPnP

2.2.6. “E家佳”联盟推广标准

2.2.7. OSGi家庭服务网关

2.2.8. OSGi服务框架

2.2.9. OSGi服务包的管理

2.2.10.安全访问机制

2.3. 本章小结

第3章URC协议

3.1. URC协议简介

3.2. URC的框架

3.2.1. 通用远程控制台

3.2.2.控制对象

3.2.3.附加资源

3.2.4.控制对象-URC 网络

3.2.5. 附加资源共享源-URC网络

3.3. URC协议的过程描述

3.3.1.发现管理

3.3.2. 会话管理

3.3.3.套接字管理

3.3.4.控制对象-URC网络连接

3.3.5. 资源-URC网络连接

3.4. URC协议的文件描述

3.4.1. User Interface Socket Description

3.4.2.Presentation Template

3.4.3.Target Description

3.4.4. Resource Descrivtionr

3.5. URC的优势

3.6. 本章小结

第4章 J2EE架构

4.1. 12EE四层模型

4.1.1. 客户层

4.1.2. Web层

4.1.3.业务层

4.1.4. 企业信息系统层

4.2. J2EE的核心API与组件

4.2.1. Servlet

4.2.2. XML

4.2.3. Web Service

4.2.4. Java远程方法调用

4.3. 本章小结

第5章 通用远程控制台的需求分析

5.1. 房屋房间展示

5.2. 家电设备展示

5.3. 远程控制

5.4. 实时监控报警

5.5. 用户管理

5.6. 用户偏好设定

5.7. 页面流转

5.8. 本章小结

第6章 通用远程控制台的设计

6.1. 通用远程控制台的架构

6.2. 通用远程控制台的分模块设计

6.2.1.用户接品模块

6.2.2. URC交互查模块

6.2.3.数据库交互模块

6.2.4. Web Service 模块

6.3. 详细设计

6.3.1. 用户接口模块类设计

6.3.2. URC交互模块类设计

6.3.3.数据库交互模块类设计

6.3.4. Web Service 模块类设计

6.4. 数据库设计

6.4.1.Local数据库存量agent 表

6.4.2.Local数据库control表

6.4.3.Local数据库session表

6.4.4. Local数据库style表

6.4.5.Local数据库home表

6.4.6.Local数据库preference 表

6.4.7.Local数据库user表

6.5. 本章小结

第7章 通用远程控制台的实现

7.1. 开发环境

7.2. 控制对象URC文件的实现

7.2.1.各种灯

7.2.2.百叶窗

7.2.3.温度计

7.2.电视(虚拟)

7.2.5.空调(虚拟)

7.3. 网络家电展示的实现

7.3.1.客厅展示

7.3.2.卧室展示

7.3.3.控制室展示

7.3.卫生间展示

7.4. 网络家电的实现

7.4.1.灯的控制

7.4.2.百叶窗的控制

7.4.3. 电视的控制

7.4.4.空调的控制

7.5. 本章小结

第8章 通用远程控制台的发展前景

致谢

参考文献

研究生阶段发表的论文目录