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CN1943171A - 用于控制分布式站以及网络站的网络中的设备的方法 - Google Patents

用于控制分布式站以及网络站的网络中的设备的方法 Download PDF

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CN1943171A CNA2005800117724A CN200580011772A CN1943171A CN 1943171 A CN1943171 A CN 1943171A CN A2005800117724 A CNA2005800117724 A CN A2005800117724A CN 200580011772 A CN200580011772 A CN 200580011772A CN 1943171 A CN1943171 A CN 1943171A
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Abstract

当必须控制需要基于UPnP－AV标准来进行数据交换的设备时，JAVA小程序(55)首先需要知道是否、以及如果是的话，在网络中出现了MediaRenderer或MediaServer类型的哪一个设备。然而，JAVA安全限制阻止了JAVA小程序(55)作出为此所需的请求。本发明在控制设备(50)中实现了附加的设备确认服务(53)，以便能够作出这些请求。该设备确认服务(53)使用标准SOAP消息，与在遥控设备(30)中加载的JAVA小程序(55)进行通信。因此，可以使用将JAVA小程序(55)嵌入HTML页(54)的有利方法，甚至用于控制UPnP－AV设备。

Description

用于控制分布式站以及网络站的网络中的设备的方法
技术领域
本发明涉及家庭网络的技术领域。
背景技术
对在家用或家庭中具有增加的电子设备数量的网络的研究取得了非常好的发展。已经使用部分不同的对象，对用于使设备联网的多种不同标准进行了阐述。其中一个系统基于“互联网协议”IP，规定了要联网的设备。已经有该系统可用标准的第一版本。已知该系统的缩写为UPnP，UPnP代表通用即插即用。相应标准的当前可用是版本1.1。可以在UPnP协会的官方网页 www.upnp.org上找到关于UPnP系统和相关标准的更详细的信息。UPnP系统对于设备类型没有限制。这意味着可以使诸如TV、DVD播放器、机顶盒、视频记录器、摄像机之类的来自消费电子领域中的设备，与例如洗衣机、电冰箱、加热调节器、咖啡机、明暗控制器、报警系统等的家庭中的其它设备，进行联网。同样地，个人计算机可以看作属于消费电子设备类。这些也被包含于UPnP系统中，并且也可以被并入网络中。
然而，UPnP系统不包含用于数据通信的OSI/ISO参考模型的底层的规范。具体地，这涉及物理层和数据链路层。因此，UPnP系统不再包含关于需要使用何种传输介质来传输交换数据的规范。非常广泛的传输标准可用于此。这些标准的示例是以太网协议、IEEE 1394协议，以及甚至基于IEEE 802.11x的无线传输协议、蓝牙、或者HIPERLAN/2也是同样适用的。
UPnP规范(见www.upnp.org)描述了基于UPnP标准的设备的结构，以及怎样控制这些设备。该规范的基本思想之一是，可以使用标准的HTML浏览器来控制任何UPnP设备。为此，每个UPnP设备具有网络服务器，在网络服务器上存储了用于控制设备的HTML页(“表示页”)。
发明内容
UPnP规范没有对于当创建这些HTML页时需要遵守的规则(例如，是否允许Java Script)作出明确的陈述。然而，为了与尽可能多的浏览器兼容(即，允许从尽可能多的“控制点”来控制UPnP设备)，如果UPnP设备的HTML页具有可能的最简单的设计，则是有利的。在该上下文中，特别地，可以注意以下两个变体：
-专用标准HTML。然后，用户的适当动作会导致UPnP设备所适配的网页的最新加载。
-为了控制设备，将JAVA小程序(applet)嵌入HTML页。
具体地，由于，HTML毕竟实际上主要不是用于设备控制的语言，然而相反地，可以在JAVA小程序中相对容易地执行诸如“按下按钮”、“移动幻灯片”、使用光标按键来预先选择控制元件之类的设备控制所需的普通功能，所以第二变体引起特别的兴趣。在这种情况下，JAVA小程序可以使用标准的UPnP SOAP命令，与UPnP设备进行通信用于控制，即，没有必要引入附加的通信方法。在该上下文中，缩写SOAP表示标准化的简单目标访问协议。
如果仅需要控制个别设备(例如，UPnP电冰箱)，则JAVA小程序的受限的(出于安全原因)能力(与JAVA应用程序相比)是完全够用的。然而，一些设备需要关于网络的附加信息以及附加的通信选项。
其原因在于，用于在网络订户站之间传输AV数据(音频/视频数据)的规范被建议作为UPnP标准化的一部分，并于2002年6月决定。该规范的确切标题是：2002年6月12日的UPnP AV Architecture：0.83。该规范定义了用于传输AV数据的三种不同类型的设备。首先，是“MediaServer”；这表示被选择作为AV数据源的设备。其次，是MediaRenderer类型设备，这是用作AV数据的数据宿(sink)的设备。第三，另外提供的固有的设备类型是ControlPoint类型。作为示例，用于AV设备的通用遥控器通常适于作为ControlPoint设备。可选地，网络中的个人计算机也可以执行该任务，然而，或者，具有遥控器的电视机同样地适于作为ControlPoint。ControlPoint设备与适于作为所需AV连接的数据源和数据宿的两个其它UPnP设备进行通信。ControlPoint设备对用于AV连接的两个设备进行初始化和配置，使得也可以加上所需数据流。因此，典型地，ControlPoint设备的任务是在两个网络订户之间建立AV连接，可能地，改变两设备的设置(典型地，涉及音量调整、亮度调整、对比度调整、音质调整、清晰度调整等)，以及当已经传输了所需的AV数据流时，再次切断连接，即请求在AV连接上的两个设备删除表征该连接的数据。然而，在UPnP标准中，对ControlPoint设备的说明未达到对于这种设备类型已知所有API(应用程序接口)的程度。作为示例，使用的ControlPoint还可以是Windows XP计算机，Windows XP计算机不是根据扩展的UPnP-AV标准进行设计的，因而根本不知道MediaRenderer与MediaServer之间的差异。因此，还需要完全控制根据UPnP-AV标准进行设计的这种设备。
作为示例，当需要根据UPnP-AV标准控制UPnP设备时，如果例如涉及MediaServer，则在网络中具有将该MediaServer与MediaRenderer连接的选项也是必要的。然而，为此，小程序首先需要知道是否、以及如果是的话，在网络中出现了哪一个MediaRenderer。在网络中发现UPnP设备的任务属于基于UPnP的ControlPoint，但是，由于JAVA安全限制的阻止，所以JAVA小程序不能完全地采用这些ControlPoint功能。编程语言JAVA不支持与设备进行基于TCP/IP的通信，其中，这些设备与编程语言JAVA所加载到的设备不同。编程语言JAVA也不支持通过组播的通信，然而，这是如果ControlPoint想要发现其它UPnP设备，则ControlPoint需要掌握的。为此，如果目的是在要被控制的设备中提供该便捷的控制选项，则该任务需要由UPnP控制设备以另一方式来执行。为此，本发明提供了“设备确认模块”。该模块不受安全的限制，并能够向其它网络站请求必要的信息。上载的JAVA小程序意在使用标准的UPnP-SOAP命令/消息，来与该“设备确认模块”进行通信。
当要被控制的UPnP设备不具有并入的JAVA小程序时，所描述的解决方案也提供了优点。在这种情况下，使用标准HTML页来控制设备。这通过为新的插入(对可视用户界面的改变)而生成的各个新HTML页来实现。这由用于生成HTML页的软件模块来实现。如果在这种情况下，对于软件模块来说，有必要具有在网络中出现的设备的附加信息，则在这种情况下，这也可以由“设备确认模块”来设置。
在所附权利要求中所述的方式可以实现有利的发展和改进。
如果已知网络中的其它设备，并需要建立连接，则小程序还必须能够与这些设备进行通信。然而，由于上述的Java安全限制，这也是不可能的。可以通过在要被控制的设备上引入“转发模块”来解决该问题。即，当小程序期望与另一设备进行通信时，小程序将消息发送给其自身设备中的“转发模块”(使用标准SOAP命令，与目的地地址一起发送)，“转发模块”将该消息发送至所希望的设备，并最终将响应转发至小程序。
UPnP标准包含形成用于提供特定功能的“服务”的概念。因此，如果“设备确认模块”和“转发模块”都具有UPnP服务的形式，则是有利的。在这种情况下，由于可以基于UPnP标准来求助于已有通信的帮助，所以设备内部通信较为简单。
权利要求11-20中列出了针对基于本发明的网络站的适当有利方式。
附图说明
在附图中示出了本发明的示例性实施例，在以下的描述中更加详细地对其进行解释。
在附图中：
图1示出了基于UPnP AV Architecture：0.83的两个网络站之间的AV数据传输的基本示意图；
图2示出了具有标准UPnP设备和UPnP-AV设备的示例性网络；
图3以MediaServer类型的UPnP-AV设备的结构框图的形式示出了基于本发明的第一示例性实施例；
图4以XML描述的形式示出了本发明的设备确认模块的示例；
图5以XML描述的形式示出了本发明的转发模块的示例；
图6以MediaServer类型的UPnP-AV设备的结构框图的形式示出了基于本发明的第二示例性实施例；
具体实施方式
基于如上所述的UPnP标准的AV规范，可以在家庭网络中的两设备之间建立AV连接。在这种情况下，UPnP AV规范区分了三种不同的站类型。首先，是“MediaServer”。将AV连接上意在用作数据源的站指定为符合UPnP AV规范的设备类型MediaServer。其次，有设备类型MediaRenderer。将该类型分配给选择用作AV连接的数据宿的设备。此外，还有设备类型ControlPoint。该设备类型通常被分配给在其上显示了控制菜单的设备类型。因此，通常，该设备是配备有显示器的设备。作为示例，有家庭网络中的电视机。其它示例是，结合于家庭网络中的个人计算机，或者通过无线传输同样结合于家庭网络中的具有显示器的通用遥控器。图1示出了AV连接所需要的网络站的基本分类。例如，MediaServer设备包含或访问本地存储的、或从外部接收的AV数据流。MediaServer设备访问AV数据流，并能够通过网络将相关的AV数据流传输至另一网络站。在这样的情况下，使用符合网络中可用的传输介质的传送协议来传输AV数据流。在每一个可能资源的ContentDirectory服务中明确地定义了MediaServer所支持的数据传输格式。典型地，可以将设备类型MediaServer分配给以下一些设备中的一个：VCR、CD/DVD播放器、相机、摄像机、PC、机顶盒、卫星接收机、音频磁带播放器等。为了选择特定的AV内容，通常在符合UPnP标准的MediaServer中实现“ContentDirectory”模块。此外，还有称为ConnectionManager的另一模块，以及当建立与MediaRenderer的连接时，ControlPoint设备与ConnectionManager模块进行通信。
MediaRenderer设备接收由MediaServer传输的AV数据流，并将该数据流作为图像信息或作为音频信息输出。以相同的方式，MediaRenderer设备同样包含在建立连接时与ControlPoint设备进行通信的ConnectionManager模块的实现。此外，MediaRenderer设备包含RenderingControl模块的实现。该模块接收用于设置诸如音量、音质、画面清晰度、对比度、亮度、色彩之类的再现特征的命令，并实现这些命令。作为在家庭网络中应将MediaRenderer设备类型分配至的设备的示例，有电视机、立体声放大器、以及MP3播放器。取决于所实现的传输格式，MediaServer或MediaRenderer还具有用于控制数据传送和再现(例如，播放、停止、快进等)的AvTransport服务。
ControlPoint设备协调MediaServer与MediaRenderer之间的数据传输。同样地，ControlPoint设备用于实现来自操作者的控制命令，并将这些命令转发给AV连接上的适当的设备。在这种情况下，具体地，适当的示例是播放、停止、暂停、快进、倒带命令。具体地，当在两个网络站之间建立逻辑连接时，ControlPoint设备是激活的(active)。同样地，在AV连接数据流已经实现其目的之后，即已经如所选择地传输了AV数据流之后，需要终止AV连接的建立时，使用ControlPoint设备。
如图1所示，符合所实现的AV传输协议的AV数据的传输同与ControlPoint设备的通信无关。因此，即使在已经建立AV连接之后，ControlPoint设备已经从网络中注销时，也传输数据流。由于已知的传输协议是标准化的，所以以下未对该点给出更加详细的信息。另一方面，对关于MediaServer和MediaRenderer需要具有什么附加装置，以便能够直接提供在这些设备中建立AV连接功能的信息，给出了更加详细的解释。
图2示出了简单的家庭网络。参考数字10表示用于接收数字电视和无线电节目的机顶盒。参考数字20表示视频记录器。参考数字30表示电视机。还独立地示出了遥控器31。需要使用由UPnP提供的HTML页来控制所有设备。因此，遥控器的任务是，帮助在电视机浏览器上示出的设备的网页上进行导航。参考数字40表示照明控制设备。参考数字15表示用于设备联网的总线连接。这里提及的示例是基于以太网总线标准的总线连接。然而，本发明与实际使用哪个总线系统无关。其它总线连接标准的示例是，IEEE 1394、IBM令牌环、输电线、联络总线(interbus)、CAN、以及诸如IEEE 802.11b和HIPERLAN/2之类的无线传输标准。设备机顶盒、视频记录器、以及电视机是UPnP-AV标准兼容的设备，以及照明控制器40是UPnP标准兼容的设备。
图3示出了基于本发明的UPnP-AV设备的设计。该设备可以是类型MediaServer或MediaRenderer的。与任意UPnP设备相同，该设备包含网络服务器51。网络服务器存储若干HTML页54。这些页用于使用存在于网络中的另一UPnP设备来控制设备。典型地，具有显示器的外部设备用于进行控制，这种外部设备即例如电视机30。为此，外部设备的浏览器通过网络15，从设备控制50的网络服务器51中加载HTML页54。接下来，假设HTML页54具有并入的JAVA小程序55。该JAVA小程序也被加载到外部设备中，作为HTML页54的加载操作的一部分。在该外部设备上执行该JAVA小程序。
为了能够在UPnP-AV设备50上控制全部的功能(即例如，包括建立最新的AV连接的功能)，UPnP-AV设备50还包括设备确认模块53。该软件模块不是JAVA小程序，因而不受在JAVA小程序中规定的安全限制。因此，能够以ControlPoint设备的方式与外部设备进行通信。该模块使得可以读取网络中每一个UPnP设备的UPnP设备描述。这使得可以发现在网络中出现了哪个MediaRenderer设备或者哪个MediaServer设备。由于该设备确认模块通过SOAP消息与小程序进行通信，所以该模块可以列出在外部设备中确认的设备。
最后，如果还必须建立新的AV连接，则JAVA小程序使用标准SOAP消息，将所需命令传输至UPnP-AV设备50中的转发模块52。SOAP消息指示需要将连接建立至的设备的目的地址。例如，当需要在MediaServer设备机顶盒与MediaRenderer设备视频记录器之间建立连接时，该模块将用于建立AV连接的消息序列(具体地，UPnP命令PrepareForConnection(STB，VCR))转发至各个设备的服务处。
图4中示出了设备确认模块的XML描述。在头部<action>之下列出了该模块的方法。CheckTopologyChanged方法用于检查网络拓扑是否改变。如果发生了改变，则使用GetDeviceLocations方法来确认新的设备地址(IP地址)。GetResource方法可以用于从相关设备的网络服务器加载文件。这使得可以获得关于各个网络站的更加精确的信息。在这样的情况下，例如，可以加载所需设备的DeviceDescription。这是所请求设备的XML描述。还包括关于该设备是否是MediaRenderer和/或MediaServer类型的信息。
图5中示出了转发模块的XML描述。这根本没有限定任何方法，因而确保了转发所有到达的命令/消息。通过JAVA小程序，将诸如PrepareForConnection之类的命令以嵌入标准SOAP消息的形式递送至转发模块。使用SOAP接口将这些命令转换为UPnP消息。
在示例性实施例中，两个软件模块具有UPnP服务的形式。在修改的示例性实施例中，这些模块可以具有独立的、或组合在单个模块中的专用模块的形式。
图6中示出了另一示例性实施例。相同的参考数字表示与图3中相同的元件。在这种情况下，UPnP-AV设备50的网络服务器保持有在没有用于控制设备的并入的JAVA小程序的情况下可用的简单的HTML页。如果仅使用标准HTML，则编程选项是有限的。为了允许诸如用于在这种情况下设置参数的幻灯片(slider)之类的特定控制功能，有必要在每种情况下分别生成更新的HTML页，并重新加载这些页。为此，作为附加组件，UPnP-AV设备50包括用于生成HTML页的软件模块56。该模块接收由加载的HTML页所发布的SOAP命令，评价这些命令并生成新的HTML页。
为了实现建立AV连接的功能，同样地，实现设备确认模块53是适当的。在这种情况下，可以将转发模块52结合于软件模块56中。在进一步的改进中，还可以将设备确认模块结合于软件模块56中。
本发明可以适用于可以使用网页、尤其是HTML页来进行控制的设备。特别有利地，本发明可以用于基于UPnP-AV标准设计的设备中。

Claims (20)

1、一种用于控制分布式站的网络中的设备的方法，其中，控制设备(50)的功能以使用描述语言而生成的一个或多个信息页(54)的形式在网络服务器(51)上可用，以及所述功能由遥控设备(30)预先选择，以便控制要被控制的所述设备(50)，其中，在控制设备(50)中附加地实现的设备确认模块(53)用于发现特定类型的网络站。
2、如权利要求1所述的方法，其中，实现的设备确认模块(53)与创建使用描述语言生成的信息页(54)的模块(56)进行通信，以及使用由该模块创建并重新加载的信息页来显示所述确认设备。
3、如权利要求1所述的方法，其中，信息页(54)合并了可执行软件模块(55)，为了对所述设备(50)进行控制，在所述遥控设备(30)中启动所述可执行软件模块(55)。
4、如权利要求3所述的方法，其中，以JAVA小程序的形式产生所述可执行软件模块(55)。
5、如权利要求3或4所述的方法，其中，所述软件模块(55)与所述控制设备(50)中的所述设备确认模块(53)进行通信，以及通过所述软件模块(55)将所述确认模块(53)插入信息页(54)，以在所述遥控设备(30)上显示所述确认设备，其中，信息页(54)合并了所述软件模块(55)。
6、如权利要求3至5之一所述的方法，其中，在所述控制设备(50)中附加实现的转发模块(52)用于使所述遥控设备(30)与一个或多个网络站彼此交换消息。
7、如权利要求6所述的方法，其中，所述软件模块(55)使用标准化SOAP命令，与所述设备确认模块(53)和/或所述转发模块(52)进行通信，其中，SOAP代表简单目标访问协议。
8、如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述网络站被设计成基于UPnP标准来进行通信，其中，UPnP代表通用即插即用。
9、如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述设备确认模块(53)和所述转发模块(52)具有UPnP标准兼容的UPnP服务的形式。
10、如前述权利要求之一所述的方法，其中，用于产生信息页的所述描述语言是HTML类型的，以及HTML代表超文本标记语言。
11、一种网络站，在执行如权利要求1至10之一所述的方法时作为控制设备，所述网络站具有网络服务器(51)，使用描述语言在其上生成一个或多个信息页(54)，所述信息页(54)用于控制所述网络站，其中，所述网络站(50)附加地具有在其中实现的设备确认模块(53)，所述设备确认模块(53)发现所述网络中的特定类型的网络站。
12、如权利要求11所述的网络站，其中，所述信息页(54)合并了可执行软件模块(55)，所述可执行软件模块(55)可以由遥控设备(30)加载并执行，以控制所述网络站(50)。
13、如权利要求12所述的网络站，其中，所述可执行软件模块(55)具有JAVA小程序的形式。
14、如权利要求12或13所述的网络站，其中，所述软件模块(55)被设计成与所述控制设备中的所述设备确认模块(53)进行通信，以及通过由所述软件模块(55)插入所述确认设备，能够在所述遥控设备(30)上显示所述确认设备。
15、如权利要求12至14之一所述的网络站，其中，在所述网络站上提供转发模块(52)，以及所述转发模块(52)支持外部网络站与所述遥控设备(30)中的所述可执行软件模块(55)之间消息的交换。
16、如权利要求15所述的网络站，其中，所述JAVA小程序使用标准化SOAP命令，与所述设备确认模块(53)和/或所述转发模块(52)进行通信，其中，SOAP代表简单目标访问协议。
17、如权利要求11至16之一所述的网络站，其中，所述网络站被设计用于基于UPnP标准的数据交换，其中，UPnP代表通用即插即用。
18、如权利要求11至17之一所述的网络站，其中，所述设备确认模块(53)和所述转发模块(52)具有UPnP标准兼容的UPnP服务的形式。
19、如权利要求11至18之一所述的网络站，其中，所述设备确认模块(53)被设计成使得当所述网络站本身是UPnP类型MediaServer时，所述设备确认模块(53)发现UPnP类型MediaRenderer的设备，以及当所述网络站本身是UPnP类型MediaRenderer时，所述设备确认模块(53)发现UPnP类型MediaServer的设备。
20、如权利要求11至19之一所述的网络站，其中，用于生成信息页的所述描述语言是HTML类型的，其中，HTML代表超文本标记语言。
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