中间件技术在家庭网络中的研究与应用

论文摘要

未来的数字家庭将以网络为核心,目标是使所有的信息设备可以智能互连,以实现资源共享,为我们的生活带来一场数字革命。随着信息家电和网络的普及,数字家庭技术正日益成为现代数字主流技术,而UPnP（universal Plug and Play）技术是现代家庭网络中间件技术中得到广泛支持、最有发展前途的一种技术,也是当今各国研究的热点。UPnP主要用于实现设备的智能互联互通。使用UPnP协议不需要设备驱动程序,因此使用UPnP建立的网络是介质无关的,它可以运行在几乎所有的操作系统平台之上,可以使用C,C++,和JAVA等开发语言,使得在办公室、家庭和其它公共场所方便地构建设备相互联通的网络环境。本文在详细分析家庭网络关键技术的基础上,主要完成了如下几方面的工作:（1）针对目前国内对家庭网络研究相对落后的现状,对具有代表性、有希望取得成功的家庭网络中间件——UPnP技术,从基本原理到实现机制进行了深入的研究。（2）由于家庭网络中存在着众多的设备,因此管理和操作这些家电设备会十分复杂和繁琐。家庭网关的一个重要作用就是解决这个问题,它首先收集每个在线设备的信息,生成信息家电描述数组,然后根据模板文件生成具体的控制界面。（3）为了解决家庭网络中使用不同协议的信息家电的互操作问题,本文设计和实现了UPnP和其它接入技术之间的协议转换,具体设计了UPnP-Jini互联结构,并将其集成在家庭网关内部,从而实现了将Jini服务和Jini用户融合在以UPnP设备为主的家庭网络中。（4）根据开发中的经验教训,总结出了UPnP设备的编写框架,这对于实现UPnP设备具有很重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 家庭网络概述
• 1.2 家庭网络的典型功能
• 1.3 家庭网络的组成
• 1.4 家庭网络中间件技术
• 1.5 家庭网关的提出
• 1.6 国内外研究现状
• 1.7 课题的内容安排
• 第2章 家庭网络中间件技术
• 2.1 信息家电平台软件体系结构
• 2.1.1 设备驱动程序层
• 2.1.2 基本操作系统层
• 2.1.3 逻辑资源层
• 2.1.4 中间层/运行环境层
• 2.1.5 网络应用层
• 2.2 家庭网络中间件
• 2.2.1 将中间件引入家庭网络
• 2.2.2 中间件的功能
• 2.2.3 多种中间件技术
• 2.3 Jini技术
• 2.3.1 Jini体系结构
• 2.3.2 Jini核心概念
• 2.3.3 Jini的工作过程
• 2.4 HAVi体系
• 2.5 本章小结
• 第3章 UPnP技术
• 3.1 UPnP概述
• 3.2 UPnP组成结构
• 3.2.1 UPnP设备
• 3.2.2 服务
• 3.2.3 控制点
• 3.3 UPnP协议栈概述
• 3.4 UPnP工作过程
• 3.4.1 设备寻址
• 3.4.2 设备发现
• 3.4.3 设备描述
• 3.4.4 设备控制
• 3.4.5 设备事件
• 3.4.6 设备展示
• 3.5 UPnP与Non-IP Network的连接
• 3.6 本章小结
• 第4章 UPnP家庭网关的设计
• 4.1 家庭网关概述
• 4.2 家庭网关集中控制和转发
• 4.2.1 控制界面的自动生成与集中控制
• 4.2.2 家庭网关的集中转发
• 4.3 UPnP与Jini互联结构的设计
• 4.3.1 UPnP与Jini的服务发现机制
• 4.3.2 UPnP与Jini的互联结构
• 4.3.3 UPnP与Jini互联结构的实现
• 4.4 本章小结
• 第5章 UPnP设备编写框架
• 5.1 Intel开源UPnP协议栈结构分析
• 5.2 UPnP设备编写框架的实现
• 5.2.1 设置和初始化设备
• 5.2.2 处理请求
• 5.2.3 发送事件通知
• 5.2.4 关闭设备
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生履历