CN102130807A - 一种个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法 - Google Patents

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周东仿
刘贵学
许立剑
贺文超
曹汪洋
陈静
院翔
徐德权
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中国科学技术大学苏州研究院
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Abstract

本发明公开了一种个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法,该方法利用账号服务器对设备信息以及账号的管理实现实时动态组网。本发明在 Internet 范围内,支持个人或家庭内各种互联网设备间的动态组网,网络中属于同一用户账号的互联网设备无需人工干预,就可以实时动态地发现属于同一用户账号的其他设备,并组成一个个人网络,用于实现任一个单一设备无法完成的功能并进行资源共享;个人网络的设备能够发布自身所提供的资源,同时也可以方便地检索并利用其他设备所提供的资源,任意两个设备间通过直接通信和资源共享扩展单一设备的功能。

Description

一种个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法

技术领域

[0001] 本发明属于互联网领域,尤其是一种个人互联网中实现实时动态组网时的设备发 现方法。

背景技术

[0002] 随着互联网和移动互联网的迅猛发展以及个人生活数字化、信息化的趋势,个人 互联网将发展成为一种热门技术。个人互联网的实时动态组网时的设备发现方法是实现 个人互联网和优化个人互联网使用体验的关键技术,有了这种技术,就可以将个人的所有 互联网电器设备在hternet内连成一个整体,形成一个私有的个人互联网,真正实现全 球范围内随时随地的设备互联和信息传递。现有的设备互联和自动发现技术局限在局域 网之内,无法真正随时随地的设备互联和信息传递,更不要说实现全球范围内随时随地的 设备互联和信息传递了,典型的如UPnP协议中简单服务发现协议SSDP(Simple Service Discovery Protocol的缩写),它使用多播的方法来实现设备发现,由于多播需要路由器或 交换机的支持,且一般仅能在局域网内工作,即使这些条件满足的情况下UPnP (SSDP)的效 果也不尽理想,发现速度比较慢,由于协议过于复杂稳定性也不是很好。在移动互联网的大 背景下,为了能让用户随时随地随心所欲地管理和控制属于自己的互联网设备和资源,现 有的设备发现方法无法满足这一需求,因而在hternet中,通过设计一套合理有效的实现 设备间实时动态组网的设备发现方法,以满足用户管理和控制属于自己的互联网设备进行 资源共享的需求。

发明内容

[0003] 本发明目的是:提供一种在hternet范围内,支持个人或家庭内各种互联网设备 间的动态组网的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法。

[0004] 本发明的技术方案是:一种个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法, 其特征在于,包括以下步骤:

[0005] a)由每一个支持实时动态组网的设备通过与账号服务器建立长期连接的方式宣 告本设备信息并在设备信息发生变化时实时宣告本设备信息,设备宣告消息包括设备所有 者的个人账号、设备ID、设备IP地址和设备其他信息;

[0006] b)所述支持实时动态组网的设备在请求查找其他设备时通过与账号服务器建立 长期连接发送设备查找请求消息,账号服务器会返回该账号下的所有在线设备信息;

[0007] c)所述支持实时动态组网的设备在发送设备查找请求消息后,当有其他设备状 态发生变更时账号服务器会主动将变更后的设备信息通过已建立的长期连接推送给本设 备;

[0008] d)所述支持实时动态组网的设备在发送停止设备查找请求消息后,当有其他设备 状态发生变更时账号服务器不会主动将变更后的设备信息通过已建立的长期连接推送给 本设备;[0009] e)所述支持实时动态组网的设备与账号服务器建立的长期连接断开后,账号服务 器将自动更新该设备的在线状态信息为不在线。

[0010] 进一步的,所述支持实时动态组网的设备在启动后或重新启动后通过与账号服务 器建立长期连接的方式宣告本设备信息;或所述支持实时动态组网的设备自身信息发生变 更时通过与账号服务器已建立的长期连接或重新建立连接宣告变更后的本设备信息;或所 述支持实时动态组网的设备与账号服务器已建立的长期连接超时重连时宣告本设备信息。

[0011] 进一步的,当所述支持实时动态组网的设备中的用户程序读取其所在用户账号下 所有在线设备信息时发送设备查找请求消息到所述账号服务器。

[0012] 进一步的,当所述支持实时动态组网的设备主动宣告自身的信息变更或设备与账 号服务器的长期连接断开时,所述账号服务器中存储的设备信息发生变更。

[0013] 进一步的,所述账号服务器主动推送设备信息变更消息的目的设备是在已经发送 设备查找请求消息后且还没有发送过停止设备查找请求消息。

[0014] 进一步的,所述支持实时动态组网的设备中的用户程序在一定时间内没有读取其 用户账号下所有在线设备信息时,所述设备通过与账号服务器建立的长期连接发送停止设 备查找请求消息。

[0015] 进一步的,所述支持实时动态组网的设备即将正常关闭前会通过与账号服务器建 立的长期连接发送停止设备查找请求消息,并断开该长期连接。

[0016] 进一步的,所述支持实时动态组网的设备宣告消息的产生方法包括但不限于:用 JSON描述设备宣告消息和利用WebSocket协议,通过HTTP协议和TCP协议进行数据传递。

[0017] 进一步的,所述账号服务器根据请求返回的和主动推送的设备信息采用但不限于 采用JSON数据格式。

[0018] 进一步的,所述支持实时动态组网的设备与账号服务器建立的长期连接均采用 但不限于采用WebSocket协议,通过HTTP协议和TCP协议进行数据传递;其中所述通过 WebSocket协议建立的长期连接可以内置于独立进程并由独立进程进行数据发送或读取操 作,也可以由WebSocket协议嵌入在浏览器中通过Javascript脚本来进行数据发送或读取 操作。

[0019] 本发明的优点是:是在hternet范围内,支持个人或家庭内各种互联网设备间的 动态组网,网络中属于同一用户账号的互联网设备无需人工干预,就可以实时动态地发现 属于同一用户账号的其他设备,并组成一个个人网络,用于实现任一个单一设备无法完成 的功能并进行资源共享;个人网络的设备能够发布自身所提供的资源,同时也可以方便地 检索并利用其他设备所提供的资源,任意两个设备间通过直接通信和资源共享扩展单一设 备的功能。

附图说明

[0020] 下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述:

[0021] 图1为一种个人互联网网络拓扑示意图。

具体实施方式

[0022] 实施例:本发明的在如图1所示的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现

5方法,包括设备信息描述模板、设备信息宣告规范和设备发现机制三大部分内容。其中设备 信息描述是指采用特定语言如JS0N,对设备的属性等信息进行记述。其中的设备信息宣告, 又包括若干个进行设备宣告的条件和相应的宣告消息发送方法:

[0023] 支持实时动态组网的互联网设备在启动后或重新启动后通过与账号服务器建立 长期连接的方式宣告本设备信息;

[0024] 支持实时动态组网的互联网设备自身信息发生变更时通过与账号服务器已建立 的长期连接或重新建立连接宣告变更后的本设备信息;

[0025] 支持实时动态组网的互联网设备与账号服务器已建立的长期连接超时重连时宣 告本设备信息,长期连接的超时间隔一般为2小时,可根据需要配置。

[0026] 其中账号服务器主动推送设备信息变更消息的产生和发送的条件和方法:

[0027] 账号服务器中存储的互联网设备信息发生变更,变更的原因有(1)设备主动宣告 自身的信息变更,(2)设备与账号服务器的长期连接断开;

[0028] 账号服务器主动推送设备信息变更消息的目的设备必须是在已经发送设备查找 请求消息后且还没有发送过停止设备查找请求消息,其目的是减少网络数据流量。

[0029] 设备将自身相关信息按照设备信息描述模板填充形成其设备宣告消息。

[0030] 其中的设备发现机制,包括:设备可以通过向账号服务器发送设备查找消息得知 相关设备信息,或者通过接收账号服务器主动推送来的设备信息变更宣告消息。其设备查 找过程是:发起设备查找请求的设备通过已建立的长期连接向账号服务器发送设备查找消 息,该查找消息中应包含或隐含用户账号和查找条件,符合设备查找消息中用户账号和查 找条件的所有设备信息将被账号服务器响应给查找的发起设备。

[0031] 下面结合实例说明本发明的有关设备信息宣告的具体实施方式和数据格式。宣告 消息用JSON描述,利用WebSockt协议定义的格式封装,利用WebSocket协议,通过HTTP协 议和TCP协议进行传送。

[0032] 请求和宣告消息一般采用大致如下的JSON封装格式:

[0033]

{

”ADDP”:{

//Auto Device Detection Protocol Meta Data "Version":"!.0.0"

}

[0034]

"ADDPMsgType" : " DeviceAdvertisement",

Il ADDP DeviceAdvertisement Message

[0035]其中,ADDP(即 Auto Device Detection Protocol)用来记录 ADDP 协议的元数据,目前只定义了 Vervsi0n,Versi0n格式采用χ. y. ζ方式表述,表示协议版本号,本例中为 1. 0. 0.

[0036] 本实施例规定当收到一个高于自身实现版本的消息时,应该抛弃该消息。

[0037] ADDPMsgType则指明了消息的类型,在本例中为设备宣告DeviceAdvertisement, 从设备发向账号服务器消息类型还有设备变更DeviceChange、请求查找其他设备 DeviceFincKtart、停止查找其他设备DeviceFincKtop ;从账号服务器发向设备的消息类 型有账号服务器返回该用户账号下的所有设备信息ASDeviceList、账号服务器主动推送变 更后的设备信息ASChangedDevice以及返回请求错误信息ASError,具体消息类型列表如 下:

[0038]

Figure CN102130807AD00071

[0039] 表1 :ADDP协议消息类型列表

[0040] 各消息类型完整的JSON格式消息描述如下:

[0041] DeviceAdvertisement 类型的消息:

[0042]

Figure CN102130807AD00081

[0043] DeviceChange 类型的消息:

[0044]

Figure CN102130807AD00082

[0045] DeviceFindStart和DeviceFincKtop类型的消息,仅消息类型不同其他相同

[0046]

Figure CN102130807AD00083

[0047]

Figure CN102130807AD00091

号下的所有在线设备信息

[

Figure CN102130807AD00092

"id" : ”设备唯一的序列号”, "name": ”设备名称”, "desc": ”设备描述信息”,

"tirl": ”提供服务的设备IP和服务信息的主路径”

Figure CN102130807AD00093

[0052]

Figure CN102130807AD00101

[0053] ASError类型的消息:

[0054]

Figure CN102130807AD00102

[0055] 以上各种类型的消息举例如下:

[0056] DeviceAdvertisement 类型的消息示例:

[0057]

Figure CN102130807AD00111
Figure CN102130807AD00121

[0063]

[0064] DeviceFindStop类型的消息示例

[0065]

Figure CN102130807AD00122

[0066] ASDeviceList类型的消息示例:

[0067]

Figure CN102130807AD00131
Figure CN102130807AD00141

[0069] ASChangedDevice类型的消息示例

[0070]

Figure CN102130807AD00142

[0071]

Figure CN102130807AD00151

[0072] ASError类型的消息示例:

[0073]

Figure CN102130807AD00152

: ”设备无法找到! ”

[0074] 下面用表格形式列出消息包含的各元素的字段名、内容和取值范围:

[0075]

Figure CN102130807AD00153

[0076]

Figure CN102130807AD00161

[0077] 表2 =ADDP协议消息元素列表

[0078] 本发明的方法,为实现设备实时动态组网以完成个人互联网上互联互通资源共 享,基于互联网核心协议TCP/IP和ffebSocket,定义了设备发现步骤,包括设备信息宣告消 息发布的条件和作用,设备信息宣告消息的产生方法及数据结构,还有账户服务器主动推 送设备变更消息的条件和作用、产生方法及数据结构等。

[0079] 以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能 因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范 围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1. 一种个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法,其特征在于,包括以下步骤:a) 由每一个支持实时动态组网的设备通过与账号服务器建立长期连接的方式宣告 本设备信息并在设备信息发生变化时实时宣告本设备信息,设备宣告消息包括设备所有者 的个人账号、设备ID、设备IP地址和设备其他信息;b) 所述支持实时动态组网的设备在请求查找其他设备时通过与账号服务器建立长 期连接发送设备查找请求消息,账号服务器会返回该账号下的所有在线设备信息;c)所述支持实时动态组网的设备在发送设备查找请求消息后,当有其他设备状态发 生变更时账号服务器会主动将变更后的设备信息通过已建立的长期连接推送给本设备;d)所述支持实时动态组网的设备在发送停止设备查找请求消息后,当有其他设备状 态发生变更时账号服务器不会主动将变更后的设备信息通过已建立的长期连接推送给本 设备;e) 所述支持实时动态组网的设备与账号服务器建立的长期连接断开后,账号服务器 将自动更新该设备的在线状态信息为不在线。
2.根据权利要求1所述的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法,其特征 在于,所述支持实时动态组网的设备在启动后或重新启动后通过与账号服务器建立长期连 接的方式宣告本设备信息;或所述支持实时动态组网的设备自身信息发生变更时通过与账 号服务器已建立的长期连接或重新建立连接宣告变更后的本设备信息;或所述支持实时动 态组网的设备与账号服务器已建立的长期连接超时重连时宣告本设备信息。
3.根据权利要求1所述的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法,其特征 在于,当所述支持实时动态组网的设备中的用户程序读取其所在用户账号下所有在线设备 信息时发送设备查找请求消息到所述账号服务器。
4.根据权利要求1所述的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法,其特征 在于,当所述支持实时动态组网的设备主动宣告自身的信息变更或设备与账号服务器的长 期连接断开时,所述账号服务器中存储的设备信息发生变更。
5.根据权利要求4所述的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法,其特征 在于,所述账号服务器主动推送设备信息变更消息的目的设备是在已经发送设备查找请求 消息后且还没有发送过停止设备查找请求消息。
6.根据权利要求1所述的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法,其特征 在于,所述支持实时动态组网的设备中的用户程序在一定时间内没有读取其用户账号下所 有在线设备信息时,所述设备通过与账号服务器建立的长期连接发送停止设备查找请求消 肩、ο
7.根据权利要求1所述的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法,其特征 在于,所述支持实时动态组网的设备即将正常关闭前会通过与账号服务器建立的长期连接 发送停止设备查找请求消息,并断开该长期连接。
8.根据权利要求1所述的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法,其特征 在于,所述支持实时动态组网的设备宣告消息的产生方法包括但不限于:用JSON描述设备 宣告消息和利用WebSocket协议,通过HTTP协议和TCP协议进行数据传递。
9.根据权利要求1所述的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现方法,其特征在于,所述账号服务器根据请求返回的和主动推送的设备信息采用但不限于采用JSON数 据格式。
10.根据以上权利要求任一项所述的个人互联网中实现实时动态组网时的设备发现 方法,其特征在于,所述支持实时动态组网的设备与账号服务器建立的长期连接均采用 但不限于采用WebSocket协议,通过HTTP协议和TCP协议进行数据传递;其中所述通过 WebSocket协议建立的长期连接可以内置于独立进程并由独立进程进行数据发送或读取操 作,也可以由WebSocket协议嵌入在浏览器中通过Javascript脚本来进行数据发送或读取 操作。
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