CN102497364A - 用于桥接IGRS设备和UPnP设备的桥接器及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种桥接IGRS设备和UPnP设备的桥接器和方法，该桥接器包括：UPnP控制点、IGRS控制点以及设备/服务描述转换模块，其中UPnP控制点和IGRS控制点分别用于检测所连接的UPnP设备和IGRS设备；设备/服务描述转换模块用于获取和转换IGRS设备/服务描述信息或UPnP设备/服务描述信息；且桥接器还用于根据UPnP格式的设备/服务描述信息或IGRS格式的设备/服务描述信息创建UPnP虚设备或IGRS虚设备以通过UPnP虚设备或IGRS虚设备实现IGRS设备和UPnP设备的互联。通过该桥接器和方法，可以实现现有的IGRS设备和UPnP设备的无缝互联、互操作，而且不需要对现有IGRS设备和UPnP设备进行任何修改和设置。
Description
技术领域
本发明涉及计算机网络领域，具体地，涉及网络通信领域。
背景技术
目前，随着数字化家庭网络技术的发展，特别是通用即插即用(Universal Plug and Play，UPnP)协议和信息设备资源共享协同服务(Intelligent Grouping and Resource Sharing，IGRS)标准的使用，越来越多的家电设备使用UPnP技术或IGRS技术来实现互相通信和资源共享。
数字化家庭网络目的是打破各个家庭信息设备“信息孤岛”的现实，实现家庭中各种信息终端之间的资源共享和协同服务。IGRS和UPnP作为数字家庭领域的两大主流协议，它们的制定具有相同的目标和相似的体系结构。但是UPnP和IGRS在设备/服务描述格式、获取设备/服务描述的方式、操作方式、以及订阅方式等诸多方面的差异，致使IGRS和UPnP设备之间无法进行互联互操作。
2009年4月14日提交的、名称为“并行IGRS-UPnP”的中国专利200910132866.7描述了一种同时支持IGRS和UPnP两种协议的设备，该设备能够与现有的IGRS或UPnP设备进行通信。但该设备不能解决现有IGRS和UPnP设备之间的互联互操作，而且也增加了新设备开发的工作量。
2006年第1期的《电子设计与应用》中发表的“IGRS和UPnP协议互连机制分析”一文分析了两个协议互连的可行性问题，并提出了通过增加协议扩展的方式来实现两个协议互连。
2007年《第三届和谐人机环境联合学术会议(HHME2007)论文集》中的《数字家庭系统中IGRS和UPnP双协议栈研究与实现》一文提出了将IGRS和UPnP两种协议抽象融合，生成数字家庭网络双协议栈的一种方法。
前述现有技术的缺陷在于，仅专注于升级现有设备或者运行双协议栈等方法控制具有不同协议的设备，未能实现现有的大量IGRS和UPnP设备互操作的功能，而且也增加了设备开发或升级的成本和工作量。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中IGRS设备和UPnP设备无法互联互通的问题，也即，希望使得IGRS客户端能够发现和控制UPnP设备，UPnP客户端也能够发现和控制IGRS设备。
根据本发明一个方面，提供了一种桥接IGRS设备和UPnP设备的桥接器，所述桥接器包括：UPnP控制点、IGRS控制点以及设备/服务描述转换模块，其中
所述UPnP控制点和IGRS控制点分别用于检测所连接的UPnP设备和IGRS设备；
所述设备/服务描述转换模块用于获取IGRS设备/服务描述信息或UPnP设备/服务描述信息，并将IGRS设备/服务描述信息转换成UPnP格式的设备/服务描述信息或将UPnP设备/服务描述信息转换成IGRS格式的设备/服务描述信息；且
所述桥接器还用于根据UPnP格式的设备/服务描述信息或IGRS格式的设备/服务描述信息创建UPnP虚设备或IGRS虚设备以通过所述UPnP虚设备或所述IGRS虚设备实现IGRS设备和UPnP设备的互联。
上述桥接器还包括：控制中介模块，用于在IGRS设备和UPnP设备之间转发控制信息。
上述桥接器还包括：订阅中介模块，用于在IGRS设备和UPnP设备之间转发服务订阅和事件通知。
根据本发明另一方面，还提供了一种基于上述任一桥接器桥接在线的IGRS设备和UPnP设备的方法，该方法包括下列步骤：
获取IGRS设备/服务描述信息或UPnP设备/服务描述信息，并将IGRS设备/服务描述信息转换成UPnP格式的设备/服务描述信息或将UPnP设备/服务描述信息转换成IGRS格式的设备/服务描述信息，并根据UPnP格式的设备/服务描述信息或IGRS格式的设备/服务描述信息创建UPnP虚设备或IGRS虚设备，以通过所述UPnP虚设备或所述IGRS虚设备实现IGRS设备和UPnP设备的通过所述桥接器的互联。
通过本发明的桥接器和方法，可以实现现有的IGRS设备和UPnP设备的无缝互联、互操作。在一个局域网中IGRS设备能够如同操作本地设备一样与远程UPnP设备进行交互，反之亦然；而且不需要对现有IGRS设备和UPnP设备进行任何修改和设置，任何标准的IGRS设备和UPnP设备都能够透明地互联、互操作。
附图说明
图1是根据本发明一个优选实施例的网络通信系统示意图；
图2是根据本发明一个优选实施例的桥接器总体架构图；
图3是根据本发明一个优选实施例的将IGRS服务描述文档转换为UPnP服务描述文档的示意图；
图4是根据本发明一个优选实施例的将UPnP服务描述文档转换为IGRS服务描述文档的示意图；
图5是根据本发明一个优选实施例的IGRS/UPnP客户端与UPnP/IGRS设备间控制过程示意图；
图6是根据本发明一个优选实施例的IGRS/UPnP客户端与UPnP/IGRS设备间服务订阅过程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对根据本发明一个实施例的用于桥接IGRS设备和UPnP设备的桥接器及方法进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
根据本发明一个优选实施例，如图1所示，本地网络通信系统中包含UPnP设备，IGRS设备和桥接器。通过引入桥接器，IGRS设备能够发现并控制UPnP设备，例如IGRS电视能够自动发现并播放UPnP手机上共享的多媒体文件。通过引入桥接器，UPnP设备也能够发现并控制IGRS设备，例如UPnP打印机能够打印IGRS电脑上的文件。
图2是根据本发明一个优选实施例的桥接器总体架构图。该桥接器包括两个控制点：UPnP控制点和IGRS控制点，设备/服务描述转换模块，IGRS/UPnP虚设备，控制中介模块和订阅中介模块。
所述UPnP控制点和IGRS控制点用于发现局域网中的UPnP设备和IGRS设备。
所述设备/服务描述转换模块用于将IGRS设备/服务描述信息转换成UPnP格式的设备/服务描述信息；将UPnP设备/服务描述信息转换成IGRS格式的设备/服务描述信息。
所述IGRS虚设备基于设备/服务描述转换模块转换UPnP设备信息生成的描述文档创建，并在网络中进行宣告。UPnP虚设备基于设备/服务描述转换IGRS设备信息模块生成的描述文档创建，并在网络中进行宣告。任何标准IGRS/UPnP控制点都可以发现上述虚设备。
所述控制中介模块用于转发IGRS客户端和UPnP设备之间，UPnP客户端和IGRS设备之间的控制信息。具体地，UPnP虚设备接收到UPnP客户端发送的设备控制消息后，由控制中介模块将该控制消息转发给IGRS设备；IGRS虚设备接收到IGRS客户端发送的设备控制消息后，由控制中介模块将该控制消息转发给UPnP设备。由此任何IGRS客户端可通过桥接器访问与控制远程UPnP设备；任何UPnP客户端可通过桥接器访问与控制远程IGRS设备。
所述订阅中介模块用于实现IGRS客户端和UPnP设备之间，UPnP客户端和IGRS设备之间服务订阅和事件通知。该订阅中介模块处理IGRS客户端对UPnP设备服务的订阅以及UPnP客户端对IGRS设备服务的订阅。当UPnP设备上的相关服务的状态变量发生变化时，变化信息通过订阅中介模块通知到IGRS客户端，IGRS客户端进行相应的处理；当IGRS设备上的相关服务的状态变量发生变化时，变化信息通过订阅中介模块通知到UPnP客户端，UPnP客户端进行相应的处理。
根据本发明一个优选实施例，通过包括以下步骤的技术方案实现IGRS设备和UPnP设备的桥接：检测本地网络中两种类型的设备；针对每一个设备的描述信息，将其转换成对等协议的设备/服务描述格式，以虚设备的形式在本地网络中发布；客户端发现设备，通过桥接器上的控制中介模块对设备进行控制，通过桥接器上的订阅中介模块实现服务订阅机制。下面结合附图对上述步骤做详细介绍。
检测设备
桥接器包含两个控制点，IGRS控制点和UPnP控制点，使得桥接器能够检测IGRS和UPnP两类设备，具体地，检测设备包括以下步骤：
桥接器启动后，IGRS控制点和UPnP控制点侦听相同的公用消息接口239.255.255.250：1900，接收IGRS和UPnP设备的上线/离线消息。具体地，UPnP控制点向地址239.255.255.250：1900发送搜索设备请求，IGRS控制点向239.255.255.250：1900发送多播设备查找消息。
当IGRS设备加入网络时，会向公用消息接口发送设备/服务在线宣告，IGRS控制点侦听到符合查找条件的设备/服务上线宣告，从而发现IGRS设备。当UPnP设备加入网络时，会向公用消息接口发送设备/服务在线宣告，UPnP控制点侦听到符合查找条件的设备/服务上线宣告，从而发现UPnP设备。
当IGRS设备离开网络时，向239.255.255.250：1900地址发送设备/服务离线宣告消息。IGRS控制点通过侦听该离线消息，可以发现IGRS设备离线。当UPnP设备离开网络时，向239.255.255.250：1900地址发送设备/服务离线宣告消息。UPnP控制点通过侦听该离线消息，可以发现UPnP设备离线。
设备/服务描述的获取
1.UPnP控制点获取UPnP设备的设备/服务描述
当UPnP控制点发现UPnP设备/服务在线宣告消息后，会向消息中的相关字段所指向的URL地址发出获取设备描述的HTTP请求，获取设备描述文档。通过解析设备描述文档中的服务描述信息，可以得到UPnP服务描述文件的URL地址以及UPnP服务的事件订阅入口地址，然后发送HTTP请求即可获得该服务的描述文档。
2.IGRS控制点获取IGRS设备的设备/服务描述
IGRS控制点向IGRS设备发送设备描述文档请求消息，IGRS设备响应此消息返回设备描述文档响应消息。
IGRS控制点向IGRS设备发送获取服务描述文档请求消息，IGRS设备向IGRS控制点所在地址返回服务描述文档响应消息。
设备描述的转换
UPnP和IGRS都采用XML模板定义了设备描述模板，用于描述设备的各种信息，两种模板在格式定义上有所区别。下表1中示出了UPnP和IGRS设备描述结构。
表1 UPnP和IGRS设备描述结构
根据本发明一个优选实施例，桥接器的设备/服务描述转换模块直接对设备文档进行转换，而未修改原有IGRS和UPnP设备描述文档，该设备文档转换方式对用户来说是透明的。下面详细介绍此种方式。
如表1所示，UPnP和IGRS设备描述结构非常相似，除了设备的基本信息描述deviceType，deviceName，manufacturer等字段外，它们都包含一个serviceList字段，serviceList字段中包含一个或多个service字段。
UPnP设备描述转换为IGRS设备描述时，名称相同的字段直接复制，serviceName字段由serviceType转换生成。IGRS设备描述转换为UPnP设备描述时，名称相同的字段直接复制，SCPDURL字段格式为“service/服务名称/description.xml”，controlURL字段格式为“/service/服务名称control”，eventSubURL字段格式为“/service/服务名称eventSub”。
服务描述的转换
IGRS采用WSDL作为服务描述模板，UPnP则使用自定义的UPnPTemplate Language for services作为服务描述模板，这两种模板格式存在较大差异。根据本发明的一个优选实施例，桥接器的设备/服务描述转换模块直接对这两种类型的服务描述进行转换。下面详细介绍此种直接转换方式。
图3示出了根据本发明一个优选实施例的将IGRS服务描述文档转换为UPnP服务描述文档的过程。
IGRS服务描述文档主要包含若干个“operation”字段，“operation”字段包含“input”和“output”字段，“input”和“output”字段包含“part”字段。UPnP服务描述文档主要包含“actionList”和“serviceStateTable”字段，“actionList”字段包含若干个“action”字段，“action”字段包含“name”字段和“argumentList”字段，“argumentList”字段包含若干个“argument”字段。
在该优选实施例中，IGRS服务描述文档转换为UPnP服务描述文档通过四个接口函数完成。CreateArgumentListNode接口负责将“operation”字段和“message”字段转化生成“argument”节点并组合成“argumentList”节点；CreateActionNode接口负责将“argumentList”关联到各个“action”；CreateActionListNode接口负责将各个“action”组装起来形成UPnP设备的“actionList”；CreateServiceStateTableNode接口负责将“message”字段转换生成UPnP设备的“serviceStateTable”字段。
图4示出了根据本发明一个优选实施例将UPnP服务描述文档转换为IGRS服务描述文档的过程。
UPnP服务描述文档转换为IGRS服务描述文档通过两个接口函数实现。CreatePortTypeNode接口负责将UPnP设备服务描述的“actionList”字段转化生成IGRS设备服务描述的“portType”字段；CreateMessageNode负责将UPnP设备服务描述的“actionList”和“serviceStateTable字段转化生成IGUS设备服务描述的“message”字段。
创建虚设备
IGRS控制点获取IGRS设备/服务描述文档后，通过设备/服务描述转换模块转换成UPnP设备/服务描述文档，根据UPnP设备/服务描述文档随即生成对应的UPnP虚设备，在网络上进行宣告。
UPnP控制点获取UPnP设备/服务描述文档后，通过设备/服务描述转换模块转换成IGRS设备/服务描述文档，根据IGRS设备/服务描述文档随即生成对应的IGRS虚设备，在网络上进行宣告。
控制设备
图5是根据本发明一个实施例的IGRS/UPnP客户端与UPnP/IGRS设备间控制过程示意图。
IGRS客户端对UPnP设备的控制有四个步骤：
①IGRS客户端向桥接器上的IGRS虚设备发送控制请求；
②桥接器上的IGRS虚设备将该控制请求经控制中介模块转发给实际的UPnP设备；
③UPnP设备响应控制请求，并返回控制响应给控制中介模块；
④控制中介模块将控制响应经IGRS虚设备返回给IGRS客户端。
UPnP客户端对IGRS设备的控制也有四个步骤：
⑤UPnP客户端向桥接器上的UPnP虚设备发送控制请求；
⑥桥接器上的UPnP虚设备将该控制请求经控制中介模块转发给实际的UPnP设备；
⑦IGRS设备响应控制请求，并返回控制响应给控制中介模块；
⑧控制中介模块将控制响应经UPnP虚设备返回给UPnP客户端。
订阅服务
图6是根据本发明一个实施例的IGRS/UPnP客户端与UPnP/IGRS设备间服务订阅过程示意图。
IGRS客户端订阅UPnP服务包含如下步骤：
1)IGRS客户端向桥接器上的IGRS虚设备发送服务订阅请求；
2)桥接器上的IGRS虚设备将该服务订阅请求经订阅中介模块转发给实际的UPnP设备；
3)UPnP设备响应服务订阅请求，并返回服务订阅响应给订阅中介模块；
4)订阅中介模块将服务订阅响应经IGRS虚设备返回给IGRS客户端；
5)当UPnP设备上被订阅服务的状态变量发生变化时，UPnP设备向桥接器上的订阅中介模块发送事件通知消息；
6)订阅控制中介模块将接收到的事件通知消息经IGRS虚设备返回给IGRS客户端。
UPnP客户端订阅IGRS服务包含如下步骤：
1)UPnP客户端向桥接器上的UPnP虚设备发送服务订阅请求；
2)桥接器上的UPnP虚设备将服务订阅请求经订阅中介模块转发给实际的IGRS设备；
3)IGRS设备响应服务订阅请求，并返回服务订阅响应给订阅中介模块；
4)订阅中介模块将服务订阅响应经UPnP虚设备返回给UPnP客户端；
5)当IGRS设备上被订阅服务的状态变量发生变化时，IGRS设备向桥接器上的订阅中介模块发送事件通知消息；
6)订阅中介模块将接收到的事件通知消息经UPnP虚设备返回给IGRS客户端。
本领域普通技术人员可以理解，根据本发明一个优选实施例的桥接器中包括控制中介模块和订阅服务模块，其均用于IGRS设备和UPnP设备通过桥接器互操作。但是，这二者并不是必须同时存在的，在一些实施例中，可以仅存在其中的任意一个。相应地，在这些实施例中，可以仅包括控制设备和订阅服务二者之一所涉及的步骤，而且，这些步骤之间的顺序可以与以上描述不同。
应该注意到并理解，在不脱离后附的权利要求所要求的本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出各种修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范教导的限制。
Claims (16)
1.一种桥接IGRS设备和UPnP设备的桥接器，所述桥接器包括：UPnP控制点、IGRS控制点以及设备/服务描述转换模块，其中
所述UPnP控制点和IGRS控制点分别用于检测所连接的UPnP设备和IGRS设备；
所述设备/服务描述转换模块用于获取IGRS设备/服务描述信息或UPnP设备/服务描述信息，并将IGRS设备/服务描述信息转换成UPnP格式的设备/服务描述信息或将UPnP设备/服务描述信息转换成IGRS格式的设备/服务描述信息；且
所述桥接器还用于根据UPnP格式的设备/服务描述信息或IGRS格式的设备/服务描述信息创建UPnP虚设备或IGRS虚设备以通过所述UPnP虚设备或所述IGRS虚设备实现IGRS设备和UPnP设备的互联。
2.根据权利要求1所述的桥接器，其特征在于，所述桥接器还包括：
控制中介模块，用于在IGRS设备和UPnP设备之间转发控制信息。
3.根据权利要求1或2所述的桥接器，其特征在于，所述桥接器还包括：
订阅中介模块，用于在IGRS设备和UPnP设备之间转发服务订阅和事件通知。
4.一种基于上述任一桥接器桥接在线的IGRS设备和UPnP设备的方法，该方法包括下列步骤：
获取IGRS设备/服务描述信息或UPnP设备/服务描述信息，并将IGRS设备/服务描述信息转换成UPnP格式的设备/服务描述信息或将UPnP设备/服务描述信息转换成IGRS格式的设备/服务描述信息，并根据UPnP格式的设备/服务描述信息或IGRS格式的设备/服务描述信息创建UPnP虚设备或IGRS虚设备，以通过所述UPnP虚设备或所述IGRS虚设备实现IGRS设备和UPnP设备的通过所述桥接器的互联。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述IGRS设备和UPnP设备在线通过IGRS控制点和UPnP控制点侦听相同的公用消息接口来检测。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述IGRS设备描述信息转换成UPnP格式的设备描述信息包括：
IGRS设备描述信息与UPnP格式的设备描述信息中名称相同的字段直接复制；
以“service/服务名称/description.xml”格式生成UPnP格式的设备描述信息中的SCPDURL字段；
以“/service/服务名称_control”格式生成UPnP格式的设备描述信息中的controlURL字段；
以“/service/服务名称_eventSub”格式生成UPnP格式的设备描述信息中的eventSubURL字段。
7.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述UPnP设备描述信息转换成IGRS格式的设备描述信息包括：
UPnP设备描述信息与IGRS格式的设备描述信息中名称相同的字段直接复制；
根据UPnP设备描述信息中serviceType字段转换生成IGRS格式的设备描述信息中serviceName字段。
8.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述IGRS服务描述信息转换成UPnP格式的服务描述信息包括：
根据IGRS服务描述信息的“operation”和“message”字段转化生成UPnP格式的服务描述信息的“actionList”字段；
根据IGRS服务描述信息的“message”字段转换生成UPnP格式的服务描述信息的“serviceStateTable”字段。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据IGRS服务描述信息的“operation”和“message”字段转化生成UPnP格式的服务描述信息的“actionList”字段包括：
根据IGRS服务描述信息的“operation”和“message”字段转化生成UPnP格式的服务描述信息的“argument”字段；
组合该“argument”字段为“argumentList”字段；
将所述“argumentList”字段关联到UPnP格式的服务描述信息的“action”字段；
组装该“action”字段生成UPnP格式的服务描述信息的“actionList”字段
10.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述UPnP服务描述信息转换成IGRS格式的服务描述信息包括：
根据UPnP服务描述信息的“actionList”字段转化生成IGRS格式的服务描述信息的“portType”字段；
根据UPnP服务描述信息的“actionList”和“serviceStateTable字段转化生成IGRS格式的服务描述信息的“message”字段。
11.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
IGRS设备和UPnP设备通过桥接器互操作。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述互操作包括控制和/或服务。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述控制包括：
IGRS/UPnP设备向桥接器上的IGRS/UPnP虚设备发送控制请求；
桥接器上的IGRS/UPnP虚设备将该控制请求经控制中介模块转发给UpnP/IGRS设备；
UPnP/IGRS设备响应控制请求，并返回控制响应给控制中介模块；
控制中介模块将控制响应经IGRS/UPnP虚设备返回给IGRS/UPnP设备。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述服务包括：
1)IGRS/UPnP设备订阅UPnP/IGRS设备服务；
2)UPnP/IGRS设备通知IGRS/UPnP设备状态变量变化。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述步骤1)包括：
11)IGRS/UPnP设备向IGRS/UPnP虚设备发送服务订阅请求；
12)IGRS/UPnP虚设备将该服务订阅请求经订阅中介模块转发给UPnP/IGRS设备；
13)UPnP/IGRS设备响应服务订阅请求，并返回服务订阅响应给订阅中介模块；
14)订阅中介模块将服务订阅响应经IGRS/UPnP虚设备返回给IGRS/UPnP设备。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述步骤2)包括：
21)状态变量发生变化的UPnP/IGRS设备向订阅中介模块发送事件通知消息；
22)订阅控制中介模块将接收到的事件通知消息经IGRS/UPnP虚设备返回给IGRS/UpnP设备。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JINING BRANCH INSTITUTE OF COMPUTING TECHNOLOGY OF Free format text: FORMER OWNER: INSTITUTE OF COMPUTING TECHNOLOGY, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES Effective date: 20140211 |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100190 HAIDIAN, BEIJING TO: 272000 JINING, SHANDONG PROVINCE |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20140211 Address after: 272000 Shandong city of Jining province city technology center four Applicant after: INSTITUTE OF COMPUTING TECHNOLOGY, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES Address before: 100190 Haidian District, Zhongguancun Academy of Sciences, South Road, No. 6, No. Applicant before: Institute of Computing Technology, Chinese Academy of Sciences |
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120613 |