CN102598625A - 利用通用即插即用在输入系统改变输入类型的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种在输入系统中利用UPnP改变输入类型的方法及装置。控制点请求要执行输入的输入设备的输入能力信息，并接收该输入能力信息。所述控制点利用所述接收到的输入能力信息，通过确定用于接收输入信号的接收设备和用于发送输入信号的发送设备来建立会话。该接收设备从该发送设备接收输入数据，如果接收设备的输入类型改变，接收设备向发送设备发送关于改变的输入类型的信息，并从发送设备接收包括符合改变的输入类型的输入数据的格式相关信息的报告描述符。

Description

利用通用即插即用在输入系统改变输入类型的方法和装置

技术领域

本发明一般涉及一种通用即插即用（UPnP）协议，更具体地，涉及一种利用UPnP在输入系统中改变输入类型的方法和装置。

背景技术

个人电脑（PC）、膝上型电脑、个人数字助理（PDA）等的用户使用各种类型的输入设备来控制那些计算或移动设备。所述输入设备包括诸如键盘或鼠标的一般输入设备、诸如用于视频游戏的操纵杆或游戏手柄的输入设备以及诸如用于专业设计者的手写笔的输入设备。存在着大量用于不同目的的输入设备类型。

为了接收各种输入设备发送的输入数据，主设备应当配备能够接收并解译所述输入数据的各种驱动程序。换句话说，当输入设备连接至主设备时，该主设备通过用驱动程序解译所述输入数据来使用输入数据。因为所述主设备不知道哪个输入设备要与其连接，所以它必须包含所有类型的设备驱动程序或用户必须安装适用于所连接输入设备的驱动程序。

为了解决此问题，使用了设计用于即使连接了新的输入设备类型的情况下的通用串行总线（USB）标准。所述USB标准根据所述输入设备的类型对已有输入设备分类。每一类驱动程序管理特定种类的设备。特别地，诸如人机交互设备（HID）的一类发送定义了要由输入设备发送的数据格式的报告描述符（report descriptor）。

所述USB输入设备的优势在于利用单一的接口和类驱动程序可以控制各种输入设备。但是，这限于有线连接。为了克服这个限制，蓝牙专业组（SIG）和USB标准组织开发了诸如蓝牙HID配置和无线USB的标准技术，从而提供了一种可以无线连接HID和主设备的方法。但是，这些技术仅仅将传统的有线功能扩展到了无线环境，既没有考虑无线或网络环境也没有包含任何新功能。

近来，诸如蜂窝电话和PDA的移动设备可以比传统设备更快速地处理信息，并可以在能轻易接入网络的环境中操作。基于这个趋势，UPnP技术工作委员会（WC）定义了一种利用网络可将一设备用作另一设备的输入设备的服务。

发明内容

技术问题

本发明的一个方面是解决至少上述问题和/或缺点，以及提供至少下述的优点。相应地，本发明的一个方面是提供一种利用UPnP在输入系统中执行输入操作时快速改变输入类型的方法和装置。

技术方案

根据本发明实施例的一个方面，一种利用UPnP在输入系统中改变输入类型的方法包括：由控制点请求要执行输入的输入设备的输入能力信息并接收该输入能力信息；由控制点利用该接收到的输入能力信息，通过确定用于接收输入信号的接收设备和用于发送输入信号的发送设备来建立会话（session）；由所述接收设备从所述发送设备接收输入数据；以及如果所述接收设备的输入类型改变了，则由接收设备发送关于所述改变的输入类型的信息到发送设备，并从所述发送设备接收包含根据所述改变的输入类型的输入数据格式信息的报告描述符。

根据本发明实施例的另一个方面，利用UPnP的输入系统包括：发送设备，从用户接收输入并发送输入数据；接收设备，从所述发送设备接收输入数据并根据该输入数据执行操作；以及控制点，请求输入能力信息并从要执行输入的输入设备接收该输入能力信息，并利用该接收到的输入能力信息，通过确定用于接收输入信号的接收设备和用于发送输入信号的发送设备来建立会话，其中，如果输入类型改变了，则所述接收设备发送关于所述改变的输入类型的信息到发送设备，并从所述发送设备接收包含根据所述改变的输入类型的输入数据格式信息的报告描述符。

有益效果

根据本发明的实施例，在利用UPnP的输入系统中，执行输入时输入设备的特定的类型可以改变成另一种输入类型。此外，当改变输入类型时，已有的USB类驱动程序可以重复利用，因此使得开发更加有效。

而且，利用蓝牙HID传输协议，蓝牙中使用的软件模块可以重复利用，并且TCP级的输入类型可以改变。如果涉及诸如信用卡信息的安全信息，根据用户喜好，安全建立是可能的。

附图说明

本发明某些实施例的上述及其它方面、特征和优点将从下面结合附图的描述中变得更加明显，在附图中：

图1是可应用本发明的利用UPnP的输入系统的框图；

图2是示出了输入系统中利用UPnP的输入操作的示意图；

图3是示出了根据本发明实施例的改变传输协议和输入数据的格式的装置的框图；

图4示出了根据本发明的实施例利用UPnP动作发送报告描述符的操作；

图5示出了根据本发明的实施例利用TCP信道发送报告描述符的操作；

图6示出了根据本发明的实施例利用蓝牙请求发送报告描述符的操作；

图7示出了根据本发明的实施例的改变了的能力描述；

图8示出了根据本发明的实施例的扩展的能力描述；

图9示出了根据本发明的实施例的改变了的连接信息；以及

图10示出了根据本发明的另一个实施例的扩展的连接信息。

贯穿附图，相同的参考数字将要被理解为指代相同的元件、特征和结构。

具体实施方式

下面将参照附图详细描述本发明的实施例。以下详细描述包含具体的细节，以期提供对本发明的透彻理解。但是对本领域技术人员来说，显然没有这些具体的细节也可以实践本发明。

图1是应用本发明的利用UPnP的输入系统的框图。所述利用UPnP的输入系统包括两个输入设备120、130和输入控制点（CP）110。输入设备120和130包含操作系统（OS）的输入功能121和131、输入配置服务122和132、以及传递服务器/客户端123和133。所述传递服务器/客户端123和133用作服务器或客户端，并发送输入信息。CP110找到网络中的输入配置服务122和132，并可以设置输入设备的种类、输入类型及可以被每一输入设备处理的必要信息。所述输入配置服务122和132其中之一发送输入数据，而另一输入配置服务接收该输入数据。CP 110向每一个服务发送输入数据的格式和发送方法，用于确保发送端发送的数据和接收端接收的数据之间的互用性。输入类型在指示每一输入设备的输入能力的能力文件中描述。该能力文件可以描述不同种类的输入设备以及与设备特征相关的信息。在该能力文件中描述的每一元素都在UPnP电话WC（UPnP telephony WC）中标准化了。

图2示出了在输入系统中利用UPnP的输入操作。参照图2，在步骤210中CP 110利用诸如GetInputCapability()的UPnP动作从输入配置服务122和132接收输入设备120和130的能力。在步骤220，CP 110基于所述接收的能力确定输入设备120和130的角色以及传输协议。在步骤230和240，CP110利用诸如SetupInputSession()的UPnP动作生成输入设备120和130的会话。在步骤250和260，CP 110利用诸如StartInputSession()的UPnP动作启动输入设备120和130的会话，以开始所述两设备间输入数据的传输。所述会话指的是输入设备之间的逻辑连接，可以由UPnP协议控制。

传统的USB或蓝牙HID输入类型有以下问题。

第一，USB和蓝牙输入类型要求多个输入接口。例如，在笔记本电脑上网上冲浪时，除了使用网络的网络接口，主机PC还应该包括用于接收输入的蓝牙或USB接口。此外，使用的设备的输入类型以及输入数据的类型不能改变。例如，如果用户要求使用USB鼠标作为USB键盘，没办法实现这样的使用。这是USB和蓝牙标准固有的问题。如果一个设备具有特定的用途，那么标准设计为连接所述具有特定用途的设备到主机设备。也就是说，设备的用途是固定的，而且即使该设备的用途改变了，也没办法使其适应它的新用途。

在被标准化了的UPnP输入配置服务中，没办法发送输入数据到网络。相应地，这个方法需要的信息和组成元素不存在。目前实现的方法是发现输入设备，检查发现的设备的能力，设置发送和接收设备的角色，并逻辑地连接所述设备。

虽然使用设备的输入类型和输入数据的格式可以被改变，但是如果需要实时改变输入类型，则速度很慢，因为是利用UPnP改变。而且，因为输入类型必须通过CP改变，所以如果连接建立之后没有CP（最差的情况），该输入类型不能被改变。

图3是示出了根据本发明的实施例的改变传输协议和输入数据格式的装置的框图。

参照图3，UPnP输入系统包括：用于从用户直接接收输入数据并发送该输入数据到接收输入设备31的发送输入设备32；从发送输入设备32接收输入数据并按照该输入数据执行操作的接收输入设备31，以及控制输入设备31和32的CP 33。

接收输入设备31包括UPnP输入配置服务311、UPnP发现代理（DA）312、HID类驱动程序313、应用314，UPnP HID适配器315和传输控制协议/因特网协议（TCP/IP）堆栈316。

UPnP输入配置服务311建立该接收输入设备31。UPnP输入配置服务311包括与输入设备能力相关的信息。例如，该输入设备的角色和可用协议的类型。UPnP输入配置服务311从CP 33接收设置值，内部控制软件模块，并将输入状态改变为发送或接收状态。

UPnP DA 312执行设备和服务的UPnP发现操作。

HID类驱动程序313是用于USB HID设备的类驱动程序，并可以通用于各种HID设备。HID类驱动程序313从UPnP HID适配器315接收输入值并向应用314提供该输入值。

应用314指的是诸如安装在输入设备31上的因特网浏览器的用户应用。

UPnP HID适配器315转换通过控制信道或中断信道发送的蓝牙HID输入值，利用UPnP将该值设置成可以被USB HID类驱动程序313使用的值。

TCP/IP堆栈表示TCP/IP通信层。

发送输入设备32与上述接收输入设备31具有相同的结构，因此将省略它的详细描述。

通过利用UPnP的输入系统，本发明提供了比传统的USB或蓝牙HID提供的功能更好的功能。USB和蓝牙在设备间使用连接，要求它们独一无二的接口。UPnP操作于IP的相同层，因此可通过一般IP网络传递输入值。相应地，不需要提供额外的接口。当必要输入数据的类型改变时，提供了改变该类型的方法。即，如果主机设备应用要求的输入类型改变，则同样的设备可以传递新输入类型的输入数据。然而，如果使用通用IP堆栈，则速度可能变得更慢。相应地，本发明提供了传统蓝牙输入设备提供的所有功能，同时提供了诸如不降低速度改变输入设备的额外功能。

图4示出了根据本发明的第一实施例利用UPnP动作发送报告描述符的操作。现在将参照图4描述根据本发明实施例的UPnP输入操作和报告描述符传递操作。

步骤410中，CP 33通过控制输入设备以发现要执行输入操作的输入设备来执行UPnP发现操作。

CP 33在步骤420中读取从UPnP输入配置服务311和321接收的相关设备的能力，并在步骤430中执行能力匹配以选择输入设备。在这种情况下，用户控制用于接收输入信息的接收输入设备，发现实际上要用于输入的发送输入设备，并选择适合于输入的设备。相反地，在控制了要执行实际输入的输入设备后，用户可以发现并选择接收输入设备，用于通过接收输入数据运行应用。

根据本发明的实施例，当输入设备发送能力时，报告描述符可以包含在该能力中。这在下面会详细描述。

步骤440中CP 33向输入配置服务311和321发送用于会话建立的设置值。输入配置服务311和321利用该设置值生成会话并准备实际的会话连接。

步骤450中，发送输入设备32从CP 33发送的的连接信息中检查接收输入设备31的端口信息，每个会话形成两个信道。所述连接信息是指发送输入设备的连接信息。发送输入设备32生成TCP信道，用作数据发送控制的控制信道，以及生成用户数据报协议（UDP）信道，用作异步数据传输的中断信道。与此同时，当发送安全敏感的数据时，替代一般端口，可以使用受到安全套接层（SSL）保护的信道。上述两信道由一个会话ID管理，利用蓝牙定义的请求在产生的信道上发送输入数据。该输入数据的格式符合步骤420中共享的报告描述符描述的格式。

该报告描述符是指一种数据结构，描述了要发送的输入数据的格式。本发明提出了一种共享报告描述符的方法。

根据本发明的实施例，该报告描述符可以通过参考图4描述的UPnP动作共享。即，在步骤420中，发送表示每一输入设备的一种输入能力信息的能力信息时，该报告描述符插入到所述能力中。

该能力在可扩展标记语言（XML）形式的文本信息中描述。因为该报告描述符由二进制形式的信息组成，所以该报告描述符插入到能力时XML文件可能损坏。为了解决这个问题，可以通过分析该报告描述符的意思并相应于各自的意思重新定义XML元素来插入该报告描述符到XML文件。虽然这个方法有很好的可读性，但是它的不足在于接收输入设备必须将XML通过解析重新转换成原始的二进制码。

另一种插入报告描述符到XML的方法使用了诸如Base64的二进制编码方案。这个方法可读性差，因为编码不是在文本形式执行，但是优点在于，解析和转换更快。利用上述方法，CP 33可以利用UPnP动作接收并发送该报告描述符。

根据本发明的实施例，利用TCP通信发送报告描述符。发送报告描述符的方法非常直观。然而，由于输入类型的改变，报告描述符必须突然改变的情况下，可能出现问题。

在这种情况下，因为报告描述符通过所有的UPnP堆栈发送，处理速度可能会慢。如果CP 33设置连接之后切断电源，则没办法改变报告描述符。在本发明的实施例中，利用TCP信道直接发送报告描述符。为了实时改变输入设备，接收输入设备31通知发送输入设备32，当前要求的输入类型已经改变，或者发送输入设备32应该通知接收输入设备31，输入类型已经改变。在这种情况下，要使用的端口信息可以包含在连接信息中。利用相关端口发送报告描述符时，可以使用下面两种方法。

第一，如果接收输入设备31请求访问相关端口，CP 33建立会话并立即发送报告描述符。如果传输结束，相应的会话也就结束。如果输入设备的类型和种类已经确定了，可以仅仅利用上述方法发送报告描述符。第二，定义了发送报告描述符的请求。类似于蓝牙请求，使用新定义的请求来请求报告描述符。接收到报告描述符之后，接收输入设备31关闭相关信道。此方法的优点在于接收输入设备31可以在需要特定输入的任何时间请求新的报告描述符。请求新的报告描述符的程序如下。

假设接收输入设备31需要的输入类型从文本输入类型变成了同等的（coordinate）输入类型。接着，为了通知发送输入设备32改变的输入类型并接收报告描述符，接收输入设备31利用表1（见下）所示的请求来请求发送输入设备32发送报告描述符。在这种情况下，接收输入设备31与关于USB HID子类的信息一起发送关于该输入类型的信息。输入类型表示代表字符输入或同等输入的简单描述。USB HID子类表达了更多细节信息。即，USB HID子类描述了输入设备属于USB标准提供的哪个子类。下面的表1显示了新的请求格式。

表1

【表1】

【表】

接着，发送输入设备32将接收的请求与发送输入设备32可以提供的输入格式对比，并发送报告描述符。

如果发送输入设备32不能发送相应于接收的USB HID子类的输入，那么它发送通过下面表2所示的请求接收的输入类型的默认的报告描述符。

表2

【表2】

【表】

如果接收输入设备31接收到报告描述符，它识别出要接收的输入数据的格式并准备好可以解译该格式的模块。

同时，发送输入设备32可以发送要改变的输入类型到接收输入设备31。这样的话发送输入设备32应该额外定义可以发送改变的输入类型到接收输入设备31的新的请求。在本发明中，定义了如表3（见下）所示的请求。发送输入设备32利用表3定义的请求发送关于要改变的输入类型的信息和报告描述符，并可以通过握手请求接收对所发送信息和报告描述符的响应。因此，接收输入设备31识别出要接收的输入数据的格式并准备好可以解译该格式的模块。

表3

【表3】

【表】

图5示出了根据本发明的第二实施例的利用TCP信道发送报告描述符的操作。如图5所示，在步骤510中如果输入类型改变了，则发送输入设备31可以利用TCP通信通过TCP/IP堆栈发送报告描述符。

根据本发明的第三实施例，增添了蓝牙请求，并且利用发送输入数据时使用的控制信道发送报告描述符。

即，本发明的第三实施例类似于第二实施例但是是利用现有的发送输入数据时使用的控制信道而不是新信道发送报告描述符。

图6示出了根据本发明的第三实施例的利用蓝牙请求发送报告描述符的操作。如图6所示，在步骤610中发送输入设备可以利用添加的蓝牙请求通过控制信道发送报告描述符。

现在将参照图7描述UPnP状态变量的数据结构。图7示出了根据本发明的实施例的改变的能力描述的例子。如图7所示，报告描述符信息包含在能力中，并且蓝牙HID方案用作传输协议。如果预先定义的报告描述符用作输入数据的格式，那么指定USB_DEFAULT值为输入数据格式的类型信息。相应地，利用上面定义的报告描述符而不描述报告描述符可以执行通信。

图8示出了根据本发明的实施例的扩展的能力描述的例子。在图8中，显示了制造商指定了输入数据格式和传输协议时的能力信息的例子。

图9示出了根据本发明的实施例的改变的连接信息的例子。在图9中，显示了包含端口信息的用于生成控制信道和中断信道并发送报告描述符的连接信息的例子。

图10示出了根据本发明的另一实施例的扩展的连接信息的例子。在图10中，显示了制造商指定了输入数据格式和传输协议时的连接信息的例子。

如上描述，可以实现在输入系统中利用UPnP改变输入类型的方法和装置的操作和结构。

虽然出于说明性目的公开了本发明的实施例，在不脱离所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、添加和代替是可以的。相应地，本发明的范围不应该限于实施例的描述，而是由所附权利要求及其等价物定义。

Claims (15)

1.一种利用通用即插即用（UPnP）在输入系统中改变输入类型的方法，包括：

控制点请求要执行输入的输入设备的输入能力信息，并接收该输入能力信息；

控制点通过利用接收到的输入能力信息确定接收输入信号的接收设备和发送输入信号的发送设备来建立会话；

接收设备从发送设备接收输入数据；以及

如果接收设备的输入类型改变，则接收设备向发送设备发送关于改变的输入类型的信息，并从发送设备接收包括根据改变的输入类型的输入数据格式相关信息的报告描述符。

2.如权利要求1所述的方法，其中输入能力信息包括包含有输入数据格式相关信息的报告描述符。

3.如权利要求1所述的方法，其中建立会话的步骤包括：

控制点向发送和接收设备发送用于会话连接的设置值，发送和接收设备利用该设置值生成会话，以及

发送和接收设备生成控制数据传输的控制信道和发送异步数据的中断信道。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

如果发送设备的输入类型改变，向接收设备发送关于改变的输入类型的信息和包含根据改变的输入类型的输入数据格式相关信息的报告描述符。

5.如权利要求4所述的方法，其中发送关于改变的输入类型的信息和接收报告描述符的步骤包括：

向发送设备发送关于改变的输入类型的信息，通过传输控制协议（TCP）信道生成新会话，并通过生成的会话从发送设备接收包含输入数据格式相关信息的报告描述符。

6.如权利要求4所述的方法，其中发送关于改变的输入类型的信息和接收报告描述符的步骤包括：

向发送设备发送针对根据改变的输入类型的报告描述符的请求，生成新的传输控制协议（TCP）信道，并通过生成的TCP信道从发送设备接收包含根据改变的输入类型的输入数据格式相关信息的报告描述符。

7.如权利要求3所述的方法，其中发送关于改变的输入类型的信息和接收报告描述符的步骤包括：

向发送设备发送针对根据改变的输入类型的报告描述符的请求，并通过控制信道从发送设备接收包括根据改变的输入类型的输入数据格式相关信息的报告描述符。

8.一种利用通用即插即用（UPnP）的输入系统，包括：

发送设备，从用户接收输入并发送输入数据；

接收设备，从发送设备接收输入数据并根据输入数据执行操作；以及

控制点，请求输入能力信息并从要执行输入的输入设备接收输入能力信息，并且利用接收到的输入能力信息，通过确定接收输入信号的接收设备和发送输入信号的发送设备建立会话；

其中，如果输入类型改变，则接收设备向发送设备发送关于改变的输入类型的信息，并从发送设备接收包括根据改变的输入类型的输入数据格式相关信息的报告描述符。

9.如权利要求8所述的输入系统，其中接收设备包括：

UPnP输入配置服务，包含接收设备的输入能力信息，从控制点接收设置值以把接收设备的状态变为输入发送或接收状态；

UPnP发现代理，执行对输入设备和服务的UPnP发现操作；

人机交互设备（HID）类驱动程序，从UPnP HID适配器接收输入数据并发送该输入数据到应用；以及

UPnP HID适配器，将通过利用UPnP协议设置的控制信道或中断信道接收的蓝牙HID输入数据转换成可以被USB HID类驱动程序使用的值。

10.如权利要求8所述的输入系统，其中输入能力信息包括包含了输入数据格式相关信息的报告描述符。

11.如权利要求8所述的输入系统，其中控制点建立会话的步骤包括：

控制点向发送和接收设备发送用于会话连接的设置值；以及

发送和接收设备利用该设置值生成会话，并生成控制数据传输的控制信道和发送异步数据的中断信道。

12.如权利要求8所述的输入系统，其中如果输入类型改变，则发送设备向接收设备发送关于改变的输入类型的信息和包含根据改变的输入类型的输入数据格式相关信息的报告描述符。

13.如权利要求12所述的输入系统，其中接收设备发送关于改变的输入类型的信息并接收报告描述符的步骤包括：

向发送设备发送关于改变的输入类型的信息，通过传输控制协议（TCP）信道生成新的会话，并通过生成的会话从发送设备接收包含输入数据格式相关信息的报告描述符。

14.如权利要求12所述的输入系统，其中接收设备发送关于改变的输入类型的信息并接收报告描述符的步骤包括：

向发送设备发送针对根据改变的输入类型的报告描述符的请求，生成新的传输控制协议（TCP）信道，并通过生成的TCP信道从发送设备接收包含根据改变的输入类型的输入数据格式相关信息的报告描述符。

15.如权利要求11所述的输入系统，其中接收设备发送关于改变的输入类型的信息并接收报告描述符的步骤包括：

向发送设备发送针对根据改变的输入类型的报告描述符的请求，并通过控制信道从发送设备接收包含根据改变的输入类型的输入数据格式相关信息的报告描述符。

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