[发明专利]基于通用即插即用的自适应通用控制点系统结构和控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够控制任何符合UPnP(通用即插即用：Universal Plug andPlay--UPnP)规范的设备的通用控制点系统结构及其控制方法，属于家庭网络的技术领域。

背景技术

家庭网络是20世纪90年代兴起的一项新技术，它的目标是实现家庭环境中设备的信息化和网络化，以使家居环境更加舒适、安全、高效和便捷。家庭网络技术是新兴的信息技术和网络技术在家庭环境中的自然延伸，在整个智能家居系统中，它具有核心的地位和作用。近十多年来，国内外在此领域进行了大量的研究，出现了一批成熟的技术和产品。通用即插即用技术就是其中比较有代表性的一项家庭网络联网技术。

UPnP规范是由UPnP论坛制定的，它基于TCP/IP协议，可用于信息家电、多媒体设备、安防监视和个人电脑等设备的服务发现和自动配置。UPnP是独立于平台和编程语言的规范，它采用一套标准的网络协议。

UPnP使用简单服务发现协议(Simple Service Discovery Protocol，SSDP)来完成服务的发现。通过SSDP，设备可以宣布自身的存在，也可以发现其他可用的设备和服务。SSDP使用HTTPU和HTTPMU传送消息，HTTPU是HTTP协议的单播UDP版本，而HTTPMU是HTTP协议的多播UDP版本。当设备加入UPnP网络时，设备通过SSDP在HTTPMU上以多播的方式发送宣告消息，将设备本身和它能够提供的所有服务通知其他设备。当控制点加入网络或想要寻找某些设备或服务时，它也通过SSDP发布多播搜索消息。如果有设备满足控制点的查找条件，就会通过SSDP发布一条单播响应消息。

除了SSDP，UPnP还使用GENA(Generic Event Notification Architecture)作为事件通知框架，并使用SOAP(Simple Object Access Protocol)作为远程过程调用的标准方法。GENA使用基于TCP或多播UDP的HTTP协议来发送和接收事件通知，它提供了事件订阅和事件发布的机制。SOAP是基于XML和HTTP的Intemet远程过程调用标准，UPnP用它来实现对设备的控制。

UPnP在家庭网络环境中的应用具有良好的前景，但是就目前的应用情况而言，每个控制点一般只能控制某一类设备，如果一个家庭网络内部有很多不同种类的UPnP设备，就需要安装很多个控制点软件，给用户使用造成了很多不便。

UPnP的技术原理为：

系统定义了三类基本的结构单元：设备(Devices)、服务(Services)和控制点(Control Points)。设备是包含服务的实体，设备中包含有XML形式的设备描述文档；服务是UPnP中最小的可控制单位，它提供若干可由控制点控制的动作，并定义有一组状态记录此服务的进展情况；控制点就是控制UPnP设备的网络实体，可用于发现和使用其他服务。

UPnP的工作流程包括以下6个步骤：

(1)寻址：设备获得IP地址

(2)发现：控制点搜索网络上的UPnP设备，而UPnP设备也可宣告自己的存在。

(3)描述：控制点取得它所需要的UPnP设备描述。

(4)控制：控制点向UPnP设备发出控制设备执行相关动作的消息。

(5)事件：如果控制点订阅了事件，那么当设备的状态改变时，UPnP设备向控制点发出事件消息。

(6)展示：控制点利用展示页面监视UPnP设备的状态，也可通过页面发出控制命令。

目前，UPnP控制点的实现有两种方案：

方案1：该方案在控制点程序中预置设备的服务信息，一种控制点程序只能控制一类UPnP设备。该方案具体实现时，其发现过程和UPnP基础协议中描述的一样，控制点程序收到设备的SSDP消息后，根据消息中的设备类型匹配该设备是否是感兴趣的设备，如果是感兴趣的设备则下载设备的设备级XML描述文档，但并不下载设备的服务描述XML文档。获得设备描述后，控制点就能控制该设备，在这个过程中所有的控制接口都是预置在控制点程序中的。

该方案的缺陷是，所有服务描述文档预置于控制点，相应地，设备的控制界面和控制接口也需要在控制点中预置。相当于为每种设备预置“驱动程序”，没有达到UPnP零配置的目的。同时，该方案要求每类UPnP设备必须严格标准化，对于尚未标准化的未知设备，控制点将无法控制；如果某类设备更新时，控制点接口软件也必需重新安装。