CN101075927A - 一种数字家庭中网络家电设备发现系统 - Google Patents

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周恒�
罗笑南
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Abstract

本发明公开了一种数字家庭中网络家电设备发现系统，属于数字家庭网络中间件领域，特别是涉及一种数字家庭中网络家电设备发现的方法。本发明改进现有设备发现机制中控制端与网络家电之间的信息交互过程，在控制端与网络家电中加入一个注册控制模块，网络家电向该注册控制模块提供注册信息和更新信息，控制端可以通过该模块得到所有当前可用网络家电设备及其所包含的服务。这样家庭网络中网络家电设备变化得到了即时的反映，同时减少了网络负载和UPnP对资源的开销，并且增加家庭网络的安全性和健壮性。

Description

一种数字家庭中网络家电设备发现系统
技术领域
本发明属于数字家庭网络中间件领域，特别是涉及一种数字家庭中网络家电设备发现的系统。
背景技术
随着计算机和通信技术的发展，人们的家居生活逐渐向数字化转变。同时，在家庭中的各种家电也开始走向数字化和网络化，成为了新型的信息家电。这种信息家电是家用电器和个人计算机的结合，其含义相当广泛，可以说一切和Internet连接的设备都可以称为信息家电。其显著的特征就是它们之间可以信息共享。Internet技术向家庭生活的不断渗入也促使家庭自身从一个网络的端点转变为一个网络，连接各种信息家电，形成数字家庭中的家庭网络(Home Network)。
家庭网络是指在集成协同环境中把各种计算机、网络家电、家居控制设备和安防设备等相连接，形成一个多层次统一的网络，实现家庭资源的共享和管理，提高人们的生活质量，使家庭能够变得更舒适安全和便捷。实现家庭网络的关键是数字家庭网络中间件技术。面临种类繁多的网络家电，如何简单智能地在网络中使用它们是家庭网络中间件技术的一个重要任务。面对这个研究热点，国际上许多大厂商提出了各自的创新技术和解决方案如微软提出的UPnP应用最为广泛，得到了Intel、Gsco等公司支持。
设备发现是UPnP网络实现的第一步，通过设备发现，设备向整个网络公布它的存在及其所提供的服务，控制端可以在网络上查询感兴趣的设备而现有的设备发现机制是建立在HTTPU和HTTPMU基础上。设备一加入网络就周期性地广播发出一系列发现消息来公布它的设备和服务。同时控制端通过广播查询消息，符合查询条件的各个设备都向该控制端做出响应的方式来查询感兴趣的设备或服务。这种实现机制要求设备周期性发送消息和监听控制端的查询请求，增加了UPnP对资源的开销，不利于降低UPnP的设备成本，同时也增加了网络的负载。
发明内容
本发明的目的在于利用注册控制模块在网络家电设备与控制端之间的通信功能，改进现有设备发现机制的不足。通过注册控制模块，网络家电设备在向该模块注册后，只需要发送一条简单的更新消息即可完成家庭网络中网络家电设备的更新。同时控制端在向注册控制模块注册后即可了解到整个家庭网络上可用的设备和服务。
一种数字家庭中网络家电设备发现系统，它包括一个控制端和若干个网络家电，其特征在于控制端和网络家电之间还连接一个注册控制模块，它保存有当前家庭网络上的可用网络家电设备和这些设备所提供的服务，同时也负责将这些信息通知给相应的控制端。
所述网络家电一旦加入家庭网络就在注册控制模块提供注册信息，控制端也是在预先注册在该模块上。
所述网络家电设备向注册中心提供的注册信息包括其设备类型设备标识、设备描述文档的指针、服务类型和服务描述文档的指针。
所述网络家电设备在注册控制模块中都有自己的租用时间，注册过的网络家电设备需要在设备过期之前更新自己的租用时间。
所述注册控制模块可以是一个独立的物理设备，也可以安置于某个控制端中，在数字家庭中最好的选择是置于家庭网关中。该模块由一个处理芯片和一个存储芯片构成处理芯片用于接受各种注册信息和查询信息，该芯片使用目前的嵌入式处理器和内嵌的处理程序即可实现对注册信息的接受发送和分类，其处理程序可以接受注册信息，识别注册信息中包含的设备类型设备标识设备描述文档的指针、服务类型和服务描述文档的指针字段，同时接受并解析控制端的查询信息，向网络各家电发送查询命令；存储芯片是该模块的存储系统，利用目前嵌入式系统中的Flash存储芯片，实现对注册控制模块中各种信息的存储。
本发明的有益效果在于：
1)即时反映家庭网络中网络家电设备变化
通过注册控制模块，家庭网络中的网络家电的所有变化都能得到即时的响应控制端能够准确地了解到当前的可用网络家电设备及其服务信息做出相应的操作指令，充分体现出数字家庭生活的智能和便捷。
2)减少网络负载，降低UPnP对资源的开销
注册控制模块的存在使得网络家电设备在注册后只需要发送一条更新信息即可完成家庭网络的网络家电设备更新，避免了广播的一系列的发现消息，减少了网络的负载同时控制点通过注册控制模块就可以了解到当前的可用网络家电设备及其服务信息而无需监听和处理查询请求，大大降低了UPnP对资源的开销，也节省了UPnP设备的成本。
3)增加家庭网络的安全性和健壮性
注册控制模块减少了家庭网络中设备发现的广播信号，杜绝了广播风暴的风险，同时当某个网络家电设备出现异常时也不会引起网络的崩溃，家庭网络的安全性和健壮性都得到了增强。
附图说明
图1为网络家电设备发现系统结构示意图；
图2为网络家电设备发现流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步阐述。
一种应用于数字家庭的网络家电设备发现系统，如图1所示，在网络家电与控制端中间增加一个注册控制模块。该模块中保存有当前家庭网络上的可用网络家电设备和这些设备所提供的服务，同时它也负责将这些信息通知给相应的控制端本发明涉及的注册控制模块可以是一个独立的物理设备，可以是也可以安置于某个控制端中，设置置于某个特定的家电设备之中，在数字家庭中最好的选择是置于家庭网关中，这样其产生的额外开销能够达到最小，节省整个系统的成本还能减少资源的消耗。该模块由一个处理芯片和一个存储芯片构成处理芯片用于接受各种注册信息和查询信息，该芯片使用目前的嵌入式处理器和内嵌的处理程序即可实现对注册信息的接受发送和分类，其处理程序可以接受注册信息，识别注册信息中包含的设备类型设备标识设备描述文档的指针服务类型和服务描述文档的指针字段，同时接受并解析控制端的查询信息，向网络各家电发送查询命令；存储芯片是该模块的存储系统，利用目前嵌入式系统中的Flash存储芯片，实现对注册控制模块中各种信息的存储。
家庭网络上所有网络家电设备都在该模块中注册，也只有注册后的网络家电设备能被控制端获知并利用；同时控制端只能经由注册控制模块去发现当前的网络家电设备。
网络家电设备向注册中心提供的注册信息包括其设备类型设备标识设备描述文档的指针服务类型和服务描述文档的指针。控制端通过读取这些信息了解当前家庭网络中网络家电设备的详细信息，并根据这些信息进行相应的操作。
家庭网络中的网络家电设备在注册控制模块中都有自己的租用时间，如48小时，注册过的网络家电设备需要在设备过期之前更新自己的租用时间，即每隔48小时发送一条更新信息到注册控制模块。超过租用时间而没有更新的设备将被注册控制模块从网络信息上删除，这样就实现的智能化的网络信息更新。
控制端同样需要向注册控制模块注册当控制端注册完成后，注册控制模块立即将其保持的可用的网络家电设备及其服务信息发送到该控制端当有新的网络家电设备，服务加入家庭网络或者原有的设备，服务注销或者过期，注册控制模块保持的可用网络家电设备及其服务信息产生变化，然后将更新后的信息通知给所有控制端，使家庭网络上所有控制端都保持着当前网络上所有可用的网络家电设备及其服务信息。
如图2所示为注册控制模块在家电网络中的工作流程。
图2中实线箭头标示为一个家电设备在家电网络中的发现流程：
Step1：网络家电设备(A)发送注册请求信息(1)到注册控制模块(B)；
Step2：注册控制模块(B)解析注册请求信息(1)，得到该设备的类型、设备标识设备描述文档的指针、服务类型和服务描述文档的指针，然后封装注册信息(2)发送到家电控制端(C)；
Step3：家电控制端(C)记录注册信息，更新家电网络中的设备列表，由此该网络家电设备(A)开始在网络中的正常工作。
图2中虚线箭头标示为一个家电设备在家电网络中的更新流程：
Step1：家电控制端(C)在每隔设备注册后每隔48小时发送设备更新的通知信息(3)到注册控制模块(B)；
Step2：注册控制模块(B)解析通知信息(3)，根据通知信息中的设备ID发送查询信息(4)到网络家电设备(A)；
Step3：网络家电设备(A)根据查询信息，发送该设备的更新信息(5)到注册控制模块(B)。
Step4：如注册控制模块(B)收到更新信息(5)则发送该设备尚在家电网络中工作的应答信息(6)到家电控制端(C)；如注册控制模块(B)没有收到该设备的更新信息，则发送该设备已移除的应答信息(6)到家电控制端(C)。
Step5：家电控制端(C)根据接受的应答信息(6)判断该设备是否还存在与家电网络，及时更新家电网络中的设备列表。

Claims (6)

1、一种数字家庭中网络家电设备发现系统，它包括一个控制端和若干个网络家电，其特征在于控制端和网络家电之间还连接一个注册控制模块，它保存有当前家庭网络上的可用网络家电设备和这些设备所提供的服务，同时也负责将这些信息通知给相应的控制端。
2、根据权利要求1所述的数字家庭中网络家电设备发现系统，其特征在于，所述网络家电一旦加入家庭网络就在注册控制模块提供注册信息，控制端也是在预先注册在该模块上。
3、根据权利要求1所述的数字家庭中网络家电设备发现系统，其特征在于，所述注册控制模块可以是一个独立的物理设备，也可以安置于某个控制端中，在数字家庭中最好的选择是置于家庭网关中。
4、根据权利要求2所述的数字家庭中网络家电设备发现系统，其特征在于，所述网络家电设备向注册中心提供的注册信息包括其设备类型设备标识、设备描述文档的指针、服务类型和服务描述文档的指针。
5、根据权利要求1所述的数字家庭中网络家电设备发现系统，其特征在于，所述网络家电设备在注册控制模块中都有自己的租用时间，注册过的网络家电设备需要在设备过期之前更新自己的租用时间。
6、根据权利要求1所述的数字家庭中网络家电设备发现系统，其特征在于，所述注册控制模块由一个处理芯片和一个存储芯片构成，处理芯片用于接受各种注册信息和查询信息，该芯片使用目前的嵌入式处理器和内嵌的处理程序，存储芯片是该模块的存储系统，利用目前嵌入式系统中的Flash存储芯片。
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