CN105763544A - 基于适配器模式的UPnP多媒体播放系统及方法 - Google Patents

基于适配器模式的UPnP多媒体播放系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于适配器模式的UPnP多媒体播放系统及方法。该系统包括控制点、UPNP设备以及适配中心，不支持UPNP协议的多媒体设备和控制点通过适配中心间接交互，适配中心包含注册模块、存储模块和解析模块。该方法在控制点和多媒体设备之间增置适配中心，使多媒体设备和控制点通过适配中心间接交互。本发明能够通过适配中心来完成不支持UPnP协议的多媒体设备播放UPnP网络内资源的场景；这将极大地提高UPnP在日常多媒体播放场景中的应用，而无须受限于多媒体播放器对UPnP协议的支持。本发明能够有效解决不支持UPnP协议的播放器接入到UPnP网络的场景的问题，能够有效提高UPnP网络对播放器的兼容性，利于UPnP的实际应用。

Description

基于适配器模式的UPnP多媒体播放系统及方法
技术领域
本发明属于UPnP(通用即插即用)技术领域，特别涉及当家庭网络UPnP设备中有不支持UPnP协议的多媒体播放器时，多媒体资源的播放即可直接通过适配层参数桥接未支持UPnP的多媒体播放设备，从而实现不支持UPnP的多媒体播放器在UPnP网络中播放多媒体资源。
背景技术
UPnP是通用即插即用(UniversalPlugandPlay)的缩写，主要用于实现设备之间的智能互联互通；它不需要设备驱动程序，取而代之的是通用协议，因此使用UPnP建立的网络是介质无关的；它与操作系统无关，可以运行在几乎所有的操作系统平台之上；它也与具体的编程语言无关，可以使用C、C++和JAVA等开发语言；使得在办公室、家庭和其它公共场所都可以方便的构建一个设备之间相互连通的网络环境。
UPnP提供的媒体播放体系结构定义了基本的A/V设备和服务模板，说明了控制点和UPnPA/V设备之间的整体关系。它独立于任何特定的设备类型、内容格式及传输协议。它支持多种设备，例如电视机、CD/DVD播放器、自动电唱机、立体声系统、MP3播放器、数码照相机和摄像机等；同时A/V体系结构允许设备支持多种格式的媒体内容(例如MPEG2、MPEG4、JPEG、MP3、WMA等)，以及多种传输协议(例如IEEE-1394、HTTP、RTP等)。
目前的UPnPA/V架构如说明书附图1所示。可以看出，在目前的架构中有三个功能不同的实体，分别是：控制点(ControlPoint)、媒体服务器(MediaServer)、媒体渲染器(MediaRenderer)，后两种也称之为UPnPA/V设备。控制点主要是用来协调管理媒体服务器和媒体渲染器的，使得它们能够自动的实现媒体播放；媒体服务器主要用来提供媒体资源；媒体渲染器主要用来渲染播放媒体内容。
在媒体内容播放控制之前，控制点需要和媒体服务器和媒体渲染器进行一系列的信息交互。通过这些信息交互，控制点能够发现接入到网络中的所有UPnPA/V设备(MediaServers、MediaRenderers)、选择感兴趣的设备、比较匹配它们各自所支持的传输协议和数据格式、调用播放控制动作等。播放控制前的信息交互过程就是UPnP过程：设备寻址、设备发现、设备描述、设备控制、设备事件和设备展示。
设备寻址(Addressing)：
控制点和UPnPA/V设备与网络建立连接后，利用DHCP服务，设备获得一个IP地址。地址是设备在UPnP网络中工作的基础条件。
设备发现(Discovery)：
设备发现是UPnP工作的第一步，由简单发现协议SSDP完成。设备加入到UPnP网络后，向控制点多播它所提供的服务；控制点接入到网络中后，向网络发送搜素请求，搜索控制点感兴趣的设备或者服务。所有符合搜索条件的A/V设备都会单播响应该消息。
设备描述(Description)：
设备描述是UPnP工作的第二步，通过设备发现，控制点对设备的了解还很少，此时控制点想要知道更多的信息就可以通过从设备发现消息中得到的设备描述URL取回设备的描述信息。从而控制点能够获得设备的详细描述消息，比如：设备所能够支持的传输协议、数据格式以及服务的详细描述信息如媒体服务器提供的媒体资源(采用XML描述)。
设备控制(Control)：
在完成UPnP工作的第一、二步后，控制点就可以对目标设备进行控制。如：首先选择感兴趣的媒体服务，然后获取到该媒体资源网络位置的URL，再将URL发送给适合的媒体渲染器，最后执行播放、暂停、停止等控制动作。
设备事件(Eventing)：
控制点要具有事件订阅能力，当设备或服务状态发生变化时，都会通过通用事件通知结构(GENA)告知控制点，这样才能保证控制点获取的设备和服务信息都是该设备在当前状态下的信息。
设备展示(Presentation)：
在控制点发现设备和取得设备描述之后，设备展示就开始了。控制点通过设备描述的PresentationURL字段取得一个页面，该页面支持用户控制或者浏览设备状态。
控制点和UPnPA/V设备之间的信息交互过程如说明书附图2所示。
通过这一架构能够方便的实现UPnPA/V设备之间的智能互联互通，从而使得这些UPnPA/V设备能够方便的实现媒体资源共享。这大大节约了宝贵的存储和计算资源，也给人们的日常生活带来很大的方便。但是，市场上通常支持UPnP协议的播放器很少，一些感兴趣的媒体资源经常找不到合适的播放器播放，并且通常市场上的多媒体播放器各有优缺点。所以该架构对于多媒体播放器的兼容性太差，我们如果要兼容市场上各种格式的媒体资源，每次都针对UPnP网络进行特殊定制，这样的开销是巨大的。
发明内容
针对现有技术中UPnP多媒体播放系统和方法中存在的上述问题，本发明提供一种基于适配器模式的UPnP多媒体播放系统及方法，使其能够有效适应网络中有不支持UPnP协议的多媒体播放器场景。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种基于适配器模式的UPnP多媒体播放系统，包括控制点和UPNP设备，还包括适配中心，UPNP设备和控制点通过适配中心间接交互；所述适配中心包含注册模块、存储模块和解析模块，其中：
注册模块用于和多媒体播放器进行信息交互，注册模块通过广播方式发现设备请求消息同时提供一个入口，填入需要桥接的多媒体播放器的信息；
存储模块用于将交互过程中由UPnPA/V设备向控制点发出的信息存储起来，存储时将关于多媒体设备的所有信息以设备为单位进行存储；
解析模块用于解析ControlPoint发送给适配中心的信息，如果是设备控制请求消息，则适配中心解析该请求信息，调用相应的多媒体设备，该设备在接到适配中心的调用后执行相应的操作；如果该消息是控制前的交互请求信息，则适配中心不转发该消息，只是在存储模块中调用相应信息并予以回复。
进一步，所述适配中心能够进行事件订阅，当在该适配中心注册的UPnPA/V设备的设备状态或服务发生变化时，控制点可以知晓，以确保在适配中心注册的设备有效。
本发明还提供一种基于适配器模式的UPnP多媒体播放方法，在控制点和多媒体设备之间设置有适配中心，多媒体设备和控制点通过适配中心间接交互；所述方法步骤包括：
步骤1：当多媒体播放设备接入到本地网络中后，通过注册过程获取需要桥接的多媒体播放器的信息，所述多媒体播放器的信息包括该多媒体设备的安装路径、所支持的播放格式、个性名称；
步骤2：适配中心的存储模块将多媒体播放器的信息以设备为单位存储起来；
步骤3：接入到UPnP网络中的控制点与适配中心进行控制前的UPnP交互，并且获取到该注册到该适配中心的多媒体播放器的设备描述信息；
步骤4：适配中心的解析模块解析控制点发送的请求消息，如果是控制前的UPnP交互请求，则适配中心不转发该消息，直接从存储模块中获取相应的响应消息；如果是控制点发送的控制请求消息，则适配中心找到相应的多媒体设备，通过RPC协议调用该多媒体设备；
步骤5：控制点在UPnP网络中查看媒体资源信息，选择感兴趣的媒体资源获得其在网络中的URL；查看适配中心的多媒体播放器，并且获取其所支持的数据格式；
步骤6：ControlPoint在和适配中心进行UPnP交互过程之后发现所有接入到本地网络中的多媒体播放设备以及它们所支持的多媒体格式。
进一步，所述步骤1中的注册过程包括以下步骤：
步骤1-1：适配中心的注册模块通过广播方式发现设备请求消息同时提供一个入口，填入需要桥接的多媒体播放器的信息，包括：多媒体播放器安装路径、所支持播放的多媒体格式、播放器个性名称；
步骤1-2：适配中心的注册模块将步骤1-1中获取到的数据存储到存储模块中，持久化，当存储模块中数据发生变化时，调用UPnP协议广播到UPNP网络中；
步骤1-3：通过步骤1-1和步骤1-2，当UPnP网络中有播放多媒体的需求时，在适配中心选择一个自己所需要的多媒体播放器；控制点查询并选择感兴趣的多媒体资源和多媒体播放器进行播放；控制点首先将控制请求信息发送到适配中心，与适配中心进行UPnP交互，然后适配中心进行解析，最后运用RPC技术调用对应的播放器播放。
进一步，控制点和适配中心在播放控制前的信息交互过程同控制点和UPnPA/V设备的信息交互过程相同。
进一步，当有多媒体播放器退出A/V播放时，在适配中心手动删除该设备；适配中心接到多媒体播放设备离开消息后，清除自身所存储的关于该设备的所有信息。
本发明的有益效果如下：
本发明基于适配器模式的UPnP多媒体播放系统及方法在现有架构基础上增加一个适配中心实体，所有UPnP多媒体播放设备启动时先在适配中心进行注册。适配中心会把这些由设备注册而获取的信息存储起来，后期多媒体资源播放时即可直接通过这些参数桥接未支持UPnP的多媒体播放设备。这样不论多媒体播放器是否支持UPnP协议都能够通过适配中心来完成播放UPnP网络内资源的场景；这将极大的提高UPnP协议在日常多媒体播放场景中的应用,而无须受限于多媒体播放器对UPnP协议的支持。本发明能够有效解决不支持UPnP协议的播放器接入到UPnP网络的场景的问题，能够有效提高UPnP网络对播放器的兼容性，利于UPnP的实际应用。
附图说明
图1是现有的UPnPA/V架构图；
图2是控制点和UPnPA/V设备的信息交互过程示意图；
图3是在现有架构下控制点和多媒体播放设备进行信息交互的场景示意图；
图4是适配中心的架构图；
图5是控制点和适配中心和多媒体播放设备的交互过程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
由UPnPA/V架构可以看出，多媒体播放器是作为UPnP的子设备存在并与控制点在媒体内容播放开始之前进行大量的UPnP信息交互，交互过程如说明书附图2所示。在目前的UPnPA/V架构下，这些需要交互的信息都是在控制点和UPnPA/V设备之间直接进行的，没有通过第三方。这时，当UPnP网络中的多媒体播放器支持UPnP协议，那控制点就可以和播放器不通过第三方直接交互，有利于减少交互的时间。但是如果当UPnP网络中的多媒体播放器不支持UPnP协议时，控制点就不能对播放器进行控制，这样就不能调用盖播放器进行播放，如以下情况：
假设本地网络中接入了1个UPnPA/V根设备，该根设备上有一个多媒体播放器子设备是支持UPnP协议的，当网络中加入一个ControlPoint时，该网络中的多媒体播放器和该控制点进行如上所述的UPnP信息交互，才能够让该ControlPoint正确的发现到这个UPnPA/V子设备、获得设备的描述信息和其所能提供的服务信息；这样该ControlPoint才能够选择该UPnP子设备和其提供的服务并发出相关控制请求来对该UPnP子设备进行控制。但是如果该根设备上不仅有一个支持UPnP协议的子设备，还有几个不支持UPnP的多媒体子设备，上述过程控制点只能控制支持UPnP协议的多媒体设备。由此可以看出：在现有的UPnPA/V架构下，网络中的所有UPnPA/V多媒体设备都必须支持UPnP协议，可以与控制点进行UPnP信息交互才能够被其发现并加以管理控制的目的。如果针对市场上种类繁多的多媒体播放器进行特殊定制，这显然会耗费大量的人力物力。为解决这一问题，我们可能会设想：如果用一个功能实体将UPnPA/V设备和多媒体播放器之间松耦合。将控制点与适配层进行信息交互，并将交互信息保存；而不支持UPnP协议的多媒体播放器接入到网络中时，直接与适配层交互。这样控制点和不支持UPnP协议的多媒体播放器并不进行直接交互。这样这些多媒体播放器就不需要支持UPnP协议。也就是说将多媒体设备和ControlPoint由之前的直接进行信息交互改为通过一个中间适配层间接进行媒体内容播放控制前的信息交互。就是在此基础上，本发明提出的一种基于适配器模式的UPnP多媒体播放策略。该策略将能够有效解决不支持UPnP协议的播放器接入到UPnP网络的场景，它能够提有效的提高UPnP网络对播放器的兼容性，利于UPnP的实际应用。下面将对该策略进行详细说明。
如说明书附图3所示：本发明提出的适配策略是在现有UPnPA/V架构基础上增加适配层的功能实体。适配层功能实体包含三个基本模块：注册模块、存储模块和解析模块，如说明书附图4所示。注册模块主要是用来和多媒体播放器进行信息交互的。注册模块将通过广播方式发现设备请求消息同时提供一个入口(图形可操作界面)，填入需要桥接的多媒体播放器的信息，包括：多媒体播放器安装路径、所支持播放的多媒体格式、播放器个性名称。存储模块就是把在交互过程中由UPnPA/V设备向控制点发出的信息存储起来。存储时将关于多媒体设备的所有信息按照以设备为单位存储起来。快速解析模块主要就是来解析ControlPoint发送给适配中心的信息以判断该信息是什么样的信息，如果是播放控制请求消息，则适配中心解析该请求信息，调用相应的多媒体设备；如果是控制前的交互请求消息，则注册表不予转发，只是在存储模块中查询相关信息并予以回复；也就是说适配中心是用来存储ControlPoint和多媒体播放设备在播放控制前的信息交互过程中由这些多媒体播放设备发送的相关信息以使得ControlPoint能够知道本地网络中有该多媒体播放设备和其服务信息，除此之外的任何其他信息都不予存储保存。
当多媒体设备接入到网络中时，首先向适配层进行注册，通过这一注册过程，适配中心中就存储了相关必要的信息，这些信息足以用来和ControlPoint进行UPnP过程交互。ControlPoint的后续控制动作请求需要经过适配中心解析，然后调用相应的多媒体播放设备。如果有多媒体播放设备退出网络，则需要在适配中心删除该多媒体播放设备，适配中心更新存储模块中的相应多媒体设备信息。通过以上过程，ControlPoint和多媒体播放设备在播放控制前的信息交互由原来在两者之间直接进行变成需要通过适配中心间接进行。这样接入UPnP网络的多媒体设备就不需要满足UPnP协议。
接入到网络中的UPnP多媒体播放设备要首先到适配中心中注册；通过这一注册过程，适配中心能够获得多媒体播放设备的基本信息。适配中心通过存储模块将获得的来自多媒体播放设备的信息存储起来，这样当有ControlPoint接入网络中时，该控制点将由之前和多媒体播放设备直接进行信息交互变为和适配中心直接进行信息交互。解析模块就是用来解析ControlPoint发送的请求消息的，如果是控制前的UPnP交互请求，则控制中心不转发该消息，只需要到发送相应的响应消息并返回给ControlPoint；如果是设备控制请求消息，则适配中心需要对该消息进行解析然后调用相应的多媒体设备。具体过程如下：
(1)当多媒体播放设备接入到本地网络中后，通过适配中心的注册模块手动输入该多媒体设备安装路径、所支持的播放格式、个性名称。
(2)适配中心的存储模块将多媒体播放器的信息以设备为单位存储起来。
(3)接入到UPnP网络中的控制点与适配中心进行控制前的UPnP交互，并且获取到该注册到该适配中心的多媒体播放器的设备描述信息。
(4)适配中心的解析模块解析控制点发送的请求消息，如果是控制前的UPnP交互请求，则适配中心不转发该消息，直接从存储模块中获取相应的响应消息；如果是控制点发送的控制请求消息，则适配中心找到相应的多媒体设备，通过RPC协议调用该多媒体设备。
(5)控制点可以在UPnP网络中查看媒体资源信息，选择感兴趣的媒体资源获得其在网络中的URL；查看适配中心的多媒体播放器，并且获取其所支持的数据格式；从而可以用合适的多媒体播放器播放感兴趣的多媒体资源。
(6)ControlPoint在和适配中心进行UPnP交互过程之后将会发现所有接入到本地网络中的多媒体播放设备以及它们所支持的多媒体格式。
综上所述，本发明在现有架构基础上增加一个称之为适配中心的实体，所有UPnP多媒体播放设备启动时先在适配中心进行注册。适配中心把这些由设备注册而获取的信息存储起来，后期多媒体资源播放时即可直接通过这些参数桥接未支持UPnP的多媒体播放设备。这样不论多媒体播放器是否支持UPnP协议都能够通过适配中心来完成播放UPnP网络内资源的场景；这将极大的提高UPnP协议在日常多媒体播放场景中的应用，而无须受限于多媒体播放器对UPnP协议的支持。当有不支持UPnP协议的多媒体播放器接入到UPnP网络中时，本发明能够让UPnP多媒体播放器以松耦合的方式参与到UPnP网络中，并且控制点与多媒体播放设备可以不进行UPnP交互，但可以间接控制，大大减少了针对不同的多媒体播放器进行特殊定制的开销，利于UPnP在实际应用中的推广。

Claims (6)

1.基于适配器模式的UPnP多媒体播放系统，包括控制点和UPNP设备，其特征在于：还包括适配中心，UPNP设备和控制点通过适配中心间接交互；所述适配中心包含注册模块、存储模块和解析模块，其中：
注册模块用于和多媒体播放器进行信息交互，注册模块通过广播方式发现设备请求消息同时提供一个入口，填入需要桥接的多媒体播放器的信息；
存储模块用于将交互过程中由UPnPA/V设备向控制点发出的信息存储起来，存储时将关于多媒体设备的所有信息以设备为单位进行存储；
解析模块用于解析ControlPoint发送给适配中心的信息，如果是设备控制请求消息，则适配中心解析该请求信息，调用相应的多媒体设备，该设备在接到适配中心的调用后执行相应的操作；如果该消息是控制前的交互请求信息，则适配中心不转发该消息，只是在存储模块中调用相应信息并予以回复。
2.根据权利要求1所述的基于适配器模式的UPnP多媒体播放系统，其特征在于：所述适配中心能够进行事件订阅，当在该适配中心注册的UPnPA/V设备的设备状态或服务发生变化时，控制点可以知晓，以确保在适配中心注册的设备有效。
3.基于适配器模式的UPnP多媒体播放方法，其特征在于：在控制点和多媒体设备之间增置有适配中心，多媒体设备和控制点通过适配中心间接交互；所述方法步骤包括：
步骤1：当多媒体播放设备接入到本地网络中后，通过注册过程获取需要桥接的多媒体播放器的信息，所述多媒体播放器的信息包括该多媒体设备的安装路径、所支持的播放格式、个性名称；
步骤2：适配中心的存储模块将多媒体播放器的信息以设备为单位存储起来；
步骤3：接入到UPnP网络中的控制点与适配中心进行控制前的UPnP交互，并且获取到该注册到该适配中心的多媒体播放器的设备描述信息；
步骤4：适配中心的解析模块解析控制点发送的请求消息，如果是控制前的UPnP交互请求，则适配中心不转发该消息，直接从存储模块中获取相应的响应消息；如果是控制点发送的控制请求消息，则适配中心找到相应的多媒体设备，通过RPC协议调用该多媒体设备；
步骤5：控制点在UPnP网络中查看媒体资源信息，选择感兴趣的媒体资源获得其在网络中的URL
步骤6：ControlPoint在和适配中心进行UPnP交互过程之后发现所有接入到本地网络中的多媒体播放设备以及它们所支持的多媒体格式。
4.根据权利要求3所述的基于适配器模式的UPnP多媒体播放方法，其特征在于：所述步骤1中的注册过程包括以下步骤：
步骤1-1：适配中心的注册模块通过广播方式发现设备请求消息同时提供一个入口，填入需要桥接的多媒体播放器的信息，包括：多媒体播放器安装路径、所支持播放的多媒体格式、播放器个性名称；
步骤1-2：适配中心的注册模块将步骤1-1中获取到的数据存储到存储模块中，持久化，当存储模块中数据发生变化时，调用UPnP协议广播到UPNP网络中；
步骤1-3：通过步骤1-1和步骤1-2，当UPnP网络中有播放多媒体的需求时，在适配中心选择一个自己所需要的多媒体播放器；控制点查询并选择感兴趣的多媒体资源和多媒体播放器进行播放；控制点首先将控制请求信息发送到适配中心，与适配中心进行UPnP交互，然后适配中心进行解析，最后运用RPC技术调用对应的播放器播放。
5.根据权利要求3所述的基于适配器模式的UPnP多媒体播放方法，其特征在于：控制点和适配中心在播放控制前的信息交互过程同控制点和UPnPA/V设备的信息交互过程相同。
6.根据权利要求3所述的基于适配器模式的UPnP多媒体播放方法，其特征在于：当有多媒体播放器退出A/V播放时，在适配中心手动删除该设备；适配中心接到多媒体播放设备离开消息后，清除自身所存储的关于该设备的所有信息。
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