数字家庭网关中UPnP IGD模块的设计与实现

论文摘要

随着计算机技术和通信技术的不断发展,各类基于网络的家用消费电子类产品不断涌入普通百姓家庭,一种被称为“智能家居”的数字家庭网络迅速在世界范围内蓬勃发展起来。由于家庭网络涉及的技术领域广泛(包括通信、IT、家电等行业),技术竞争激烈,技术标准成为了引人关注的焦点。在众多致力于研究数字家庭网络标准的组织中,UPnP论坛是获得广泛支持的一个。它提出的通用即插即用架构充分利用TCP/IP和Web技术的分布式开放型网络体系结构,实现了智能家庭网络中设备之间的自动发现,配置以及控制等过程。该组织已经为十二类智能设备制定出详细的设备规范,包括在数字家庭中处于核心地位的家庭网关设备,又称因特网网关设备。本文在探讨了网络地址转换的功能以及其对网络应用的限制之后,提出用UPnP IGD的方法进行解决的方案。接着详细分析了UPnP架构的组成和工作原理以及它对IGD设备的定义和规范,最后根据实际的家庭网关系统设计并实现了IGD设备的控制端和服务端模块。该模块基于Linux操作系统,并完全遵循UPnP架构协议,具有良好的兼容性。文中详细介绍了该模块的设计细节,还给出了成形模块的测试方法和步骤。此设计结构层次清晰、可扩展性强,很好的解决了家庭网络内各种设备、各种协议间的兼容性问题,使得家庭中其他设备或者控制端可以利用UPnP来获取家庭网络外设备的访问请求,目前已成功运用于基于嵌入式Linux平台的家庭网关中。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 研究现状与课题来源
• 1.3 论文组织结构
• 2 UPnP 相关关键技术概述
• 2.1 NAT 技术简介
• 2.2 UPnP 技术
• 2.3 UPnP IGD 规范
• 2.4 本章小结
• 3 UPnP IGD 控制端模块的设计与实现
• 3.1 功能需求分析
• 3.2 控制端子模块的设计与实现
• 3.3 服务端子模块的设计与实现
• 3.4 系统集成
• 3.5 本章小结
• 4 UPnP IGD 模块的测试与分析
• 4.1 测试环境
• 4.2 控制端子模块的测试与分析
• 4.3 服务端的测试与分析
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 本文总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献