專利名稱：利用設備代理系統(tǒng)實現(xiàn)信息設備資源共享的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種家庭信息網(wǎng)絡中的信息設備資源共享方法。
背景技術(shù)：
信息技術(shù)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展極大地改變了人們的生活模式，信息化和網(wǎng)絡化 的趨勢使得智能家庭信息網(wǎng)絡的概念逐漸嶄露頭角。智能家庭信息網(wǎng)絡以家庭網(wǎng)關(guān)為連接 點，將各種信息設備連接起來，為用戶提供集成的通信、娛樂、家電控制、安全、家居管理等 功能。智能家庭信息網(wǎng)絡涉及的技術(shù)復雜，主要包括智能互聯(lián)技術(shù)、設備資源技術(shù)、設 備協(xié)同服務技術(shù)等。資源共享是指智能互聯(lián)的設備通過有線網(wǎng)絡和無線網(wǎng)絡主動公布自己 可提供的資源，并獲知他方的可提供的資源，如計算資源、存儲空間、輸入功能、顯示功能、 打印資源、通信功能、音響資源等。其中資源可以是設備的功能，也可以是組合的應用和服 務。共享的設備可以是個人電腦、筆記本、服務器、交換機、路由器、打印機、傳真機、手機、 PDA等，也可以是電視、音響、投影機、冰箱、熱水器、空調(diào)、DVD等。共享的應用可以是文字處 理、圖形顯示、音樂、動畫、視頻節(jié)目等，也可以是數(shù)據(jù)庫、郵件系統(tǒng)、企業(yè)資源規(guī)劃(ERP)、客 戶關(guān)系管理(CRM)系統(tǒng)等。共享的服務可以是自動定位、遠程醫(yī)療、旅游規(guī)劃、跟隨服務，也 可以是電子商務、電子政務等。資源共享是智能家庭信息網(wǎng)絡應用的基礎，它的實現(xiàn)對家庭 智能信息網(wǎng)絡具有至關(guān)重要的作用。目前，信息設備資源共享的方法普遍采用中國的閃聯(lián)標準(IGRS，信息設備資源共 享協(xié)同服務標準)，閃聯(lián)標準的基礎協(xié)議部分(SJ/T 11310-2005)給出了其設備資源共享 的實現(xiàn)方法。其基本流程如下1.設備加入(有線或無線)網(wǎng)絡，和其他設備建立鏈接；2.設備以組播方式通過發(fā)布宣告消息宣告本設備信息；3.設備通過周期性地偵聽或查找方式獲得其他設備的存在消息；4.設備通過向偵聽或查找到的其他設備發(fā)起調(diào)用請求，獲取和使用該設備的資 源。閃聯(lián)標準中的設備資源共享協(xié)議的主要缺陷是每個設備需要周期性地偵聽網(wǎng)絡 上其他設備的信息，消耗了網(wǎng)絡上大量的帶寬，當網(wǎng)絡中的設備增加到一定程度時容易引 起網(wǎng)絡的阻塞；同時，這種方法對設備的能力要求較高，讓一般的家電等設備具備個人計算 機的處理能力，實現(xiàn)的成本過大，也沒有必要；另外，當多個設備對同一個設備發(fā)起資源共 享請求時，容易出現(xiàn)資源共享的沖突問題，而閃聯(lián)標準中并沒有給出這種沖突的解決方法。單機環(huán)境下，操作系統(tǒng)為了解決設備資源訪問的沖突多采用設備虛擬化技術(shù)，應 用程序訪問硬件時并不直接與硬件打交道，而是通過虛擬設備進行訪問。操作系統(tǒng)通過向 應用程序代碼提供一個與硬件接口的環(huán)境，為每一個客戶虛擬機管理虛設備的狀態(tài)，透明 地仲裁多個應用程序，同時對底層硬件進行訪問。設備虛擬化技術(shù)可以很好的解決單機環(huán) 境下的設備訪問沖突，但是它并不具有網(wǎng)絡處理能力，而且在實現(xiàn)的時候依賴于具體的操作系統(tǒng)與硬件體系結(jié)構(gòu)，在復雜的網(wǎng)絡環(huán)境下，各個設備的硬件體系結(jié)構(gòu)與操作系統(tǒng)都存 在一定的差異，因此需要對其進行改進以適應家庭智能信息網(wǎng)絡的異構(gòu)性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)網(wǎng)絡帶寬消耗過大、對設備能力要求較高、設備資源共享之間 可能出現(xiàn)沖突的不足，本發(fā)明提供一種家庭信息網(wǎng)絡中的設備資源共享方法，能以較低的 成本和網(wǎng)絡開銷實現(xiàn)家庭信息網(wǎng)絡中的設備資源共享。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是用設備代理系統(tǒng)實現(xiàn)設備之間的資 源共享，設備代理系統(tǒng)為需要資源共享的設備提供一個虛擬的設備(稱為設備代理)供其 訪問，再由該設備代理調(diào)用實際的設備完成資源共享，具體包括以下步驟a.設備加入網(wǎng)絡后，向指定IP地址的服務器注冊自己的信息，服務器根據(jù)設備的 注冊信息生成與該設備對應的設備代理；b.設備需要其他設備提供資源時，不直接與擁有該資源的設備溝通，而是通過向 服務器發(fā)起資源共享請求，由服務器上的設備代理代為完成溝通。設備向服務器發(fā)起資源共享請求的實現(xiàn)方法包括如下步驟cl.需要其他設備提供資源的設備向服務器上發(fā)起資源共享請求；c2.服務器根據(jù)設備發(fā)起的資源共享請求，查找(具體的查找方法包括枚舉法、 二分法等，實現(xiàn)時可根據(jù)需要選擇不同的方法)是否有相應的設備代理，若沒有找到相應 的設備代理，則返回設備離線消息；若有相應的設備代理，則將該請求轉(zhuǎn)交給相應的設備代 理。設備代理代為完成溝通的實現(xiàn)方法包括以下步驟dl.設備代理采用隊列來保存設備的資源共享請求，當設備代理收到設備的資源 共享請求時，則將該請求插入隊列中；d2.設備代理周期性地檢測設備的在線信息，若發(fā)現(xiàn)設備處于離線狀態(tài)，則向資源 請求隊列中的設備返回設備離線消息；d3.若能夠提供所需資源的設備(稱為資源提供設備)處于在線狀態(tài)，設備代理按 照隊列先進先出的原則逐個處理設備的資源請求，通過由設備代理系統(tǒng)調(diào)用資源提供設備 的資源完成資源共享操作。本發(fā)明所涉及到的設備是家庭信息網(wǎng)絡中能夠利用有線或無線的方式接收和發(fā) 送數(shù)據(jù)，并能對其進行處理的設備，包括計算機、智能手機、傳感器及嵌入了網(wǎng)絡與計算功 能的家電。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的設備并不訪問真實的設備，而是通過服務器上的 設備代理代為訪問真實的設備，這樣需要其他設備提供資源共享的設備就不需要頻繁地監(jiān) 測網(wǎng)絡中其他設備的信息。監(jiān)測設備是否在線，通過周期性地發(fā)送數(shù)據(jù)包詢問來實現(xiàn)，假設 網(wǎng)絡上有A、B、C三個設備，則一個周期中，每個設備都要監(jiān)測其他設備是否在線，這樣A需 要發(fā)送數(shù)據(jù)包給B、C，B需要發(fā)送數(shù)據(jù)包給A、C，C需要發(fā)送數(shù)據(jù)包給A、B,總共至少要6個 數(shù)據(jù)包；而服務器向A、B、C發(fā)送數(shù)據(jù)包，一個周期中總共只需要發(fā)送3個數(shù)據(jù)包；同時，服 務器具有強大的處理能力，可以讓運行其上的設備代理緩存設備的資源請求，從而避免因 多個設備同時訪問一個設備的資源引起的訪問沖突等問題；另外，通過設備代理進行設備的資源共享對用戶透明，使用起來就像是設備之間的直接通信一樣，用戶感覺不到任何的 不同。因此，本發(fā)明利用設備代理能有效解決閃聯(lián)標準存在的網(wǎng)絡帶寬消耗過大、對設備能 力要求較高(現(xiàn)有技術(shù)中，設備需要周期性地監(jiān)測其他設備的在線等信息，這種周期性的 工作對設備的計算能力要求會相對較高，因為設備會一直處在工作狀態(tài)，這需要設備有較 強的能力來保證持續(xù)的穩(wěn)定工作)、設備資源共享之間可能出現(xiàn)沖突的缺陷，同時在應用時 又不會因為設備代理的存在，而導致設備資源共享的功能發(fā)生改變。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的實現(xiàn)流程圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明中，服務器為每個注冊過的設備生成一個設備代理，通過這個 設備代理，把原來設備之間的資源共享操作緩存在設備代理中，再由設備代理與真實的設 備通信，完成實際的資源共享操作。如圖2所示，本發(fā)明的設備資源共享流程是a.設備向指定IP地址的服務器注冊自己的信息，服務器根據(jù)設備的注冊信息生 成與該設備對應的設備代理由于目前的設備在網(wǎng)絡協(xié)議上普遍支持TCP/UDP協(xié)議，本發(fā)明是面向智能家庭信 息網(wǎng)絡的，考慮到網(wǎng)絡通信的效率，建議采用UDP數(shù)據(jù)報的方式實現(xiàn)設備與設備代理之間 的通信。UDP數(shù)據(jù)報需要進行標準化，至少需要包括數(shù)據(jù)報標識符、設備標識符、設備名稱、 設備IP地址等信息，具體的格式可以自行規(guī)定。本發(fā)明實現(xiàn)了一個服務監(jiān)聽程序模塊，能夠監(jiān)聽網(wǎng)絡上設備發(fā)來的資源共享請求 或設備注冊數(shù)據(jù)報，這些數(shù)據(jù)報是經(jīng)過包裝的UDP數(shù)據(jù)報，至少包括數(shù)據(jù)報標識符、設備標 識符、設備名稱、設備IP地址等信息。設備加入網(wǎng)絡后，向服務器發(fā)送注冊UDP數(shù)據(jù)報，服 務監(jiān)聽程序模塊收到該UDP數(shù)據(jù)報后，動態(tài)生成該設備的設備代理；設備向服務器發(fā)送資 源共享請求，服務監(jiān)聽程序模塊收到該UDP數(shù)據(jù)報后，查找是否有相應的設備代理，在網(wǎng)絡 中的設備較少的情況下，查找算法可以簡單采用放舉的查找算法，如果網(wǎng)絡中的設備較多， 則建議采用考慮效率較高的二分查找等算法。若有相應的設備代理，則將該數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)交給 設備代理進行處理。b.設備的資源請求由服務器上的設備代理處理設備代理的計算能力要求并不高，但是網(wǎng)絡能力要求較高，因此設備代理的運行 平臺服務器需要有一定的網(wǎng)絡通信能力，至少能提供有線、無線兩種通信方式。服務器還需 要建立一個監(jiān)聽服務程序，服務器監(jiān)聽程序至少需要包括兩個線程一個線程用于接收設 備發(fā)來的資源共享請求，搜索是否有相應的設備代理，若有相應的設備代理，則把該請求轉(zhuǎn) 交給設備代理進行處理；還有一個線程用于監(jiān)聽資源提供設備的注冊信息，當接收到資源 提供設備的注冊信息時，為該資源提供設備動態(tài)生成設備代理。由于不同設備之間在體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)等方面存在一定的異構(gòu)性，因此設備代理模塊實現(xiàn)時建議采用Java語言進行編寫。設備代理具有多線程的特性，至少需要包括 三個線程一個線程用于監(jiān)測真實設備的在線狀態(tài)；一個線程用于接受設備的資源共享請 求，并緩存到資源請求隊列中；還有一個線程用于取出資源請求隊列中的信息，對設備的資 源共享請求進行處理。c.設備向其他設備發(fā)起資源共享的實現(xiàn)方法，其步驟如下cl.設備向服務器上發(fā)送UDP資源共享請求數(shù)據(jù)報，數(shù)據(jù)報至少包括數(shù)據(jù)報標識 符、設備標識符、設備名稱、設備IP地址等信息；c2.服務器接收設備發(fā)來的資源共享請求數(shù)據(jù)報后，查找是否有相應的設備代理， 若沒有找到相應的設備代理，則向設備發(fā)送設備離線UDP數(shù)據(jù)報；若有相應的設備代理，則 將該數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)交給相應的設備代理；d.本發(fā)明實現(xiàn)了一個設備代理程序模塊，服務監(jiān)聽程序模塊收到設備發(fā)來的設備 注冊UDP數(shù)據(jù)報后會動態(tài)加載相應的設備代理程序模塊。設備代理程序模塊的實現(xiàn)包括以 下步驟dl.設備代理根據(jù)收到的設備資源共享請求數(shù)據(jù)包中的信息，將該設備的資源共 享請求加入到資源請求隊列中；d2.本發(fā)明實現(xiàn)的設備代理程序模塊周期性地向?qū)恼鎸嵲O備發(fā)送UDP數(shù)據(jù) 報，以確定該設備是否處于在線狀態(tài)(周期為3分鐘)，若發(fā)現(xiàn)設備處于離線狀態(tài)，則向資源 請求隊列中的設備發(fā)送設備離線UDP數(shù)據(jù)報；d3.若資源提供設備處于在線狀態(tài)，本發(fā)明實現(xiàn)的設備代理程序模塊會負責處理 資源請求隊列中的資源共享請求，根據(jù)資源請求設備的請求，調(diào)用真實的資源提供設備完 成資源共享操作。
權(quán)利要求
1.一種利用設備代理系統(tǒng)實現(xiàn)信息設備資源共享的方法，其特征在于用設備代理系 統(tǒng)實現(xiàn)設備之間的資源共享，設備代理系統(tǒng)為需要資源共享的設備提供一個虛擬的設備供 其訪問，稱為設備代理，再由該設備代理調(diào)用實際的設備完成資源共享，具體包括以下步 驟a.設備加入網(wǎng)絡后，向指定IP地址的服務器注冊自己的信息，服務器根據(jù)設備的注冊 信息生成與該設備對應的設備代理；b.設備需要其他設備提供資源時，不直接與擁有該資源的設備溝通，而是通過向服務 器發(fā)起資源共享請求，由服務器上的設備代理代為完成溝通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用設備代理系統(tǒng)實現(xiàn)信息設備資源共享的方法，其特征在 于所述的設備向服務器發(fā)起資源共享請求的實現(xiàn)方法包括如下步驟Cl.需要其他設備提供資源的設備向服務器上發(fā)起資源共享請求；c2.服務器根據(jù)設備發(fā)起的資源共享請求，查找是否有相應的設備代理，若沒有找到相 應的設備代理，則返回設備離線消息；若有相應的設備代理，則將該請求轉(zhuǎn)交給相應的設備 代理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用設備代理系統(tǒng)實現(xiàn)信息設備資源共享的方法，其特征在 于所述的設備代理代為完成溝通的實現(xiàn)方法包括以下步驟dl.設備代理采用隊列來保存設備的資源共享請求，當設備代理收到設備的資源共享 請求時，則將該請求插入隊列中；d2.設備代理周期性地檢測設備的在線信息，若發(fā)現(xiàn)設備處于離線狀態(tài)，則向資源請求 隊列中的設備返回設備離線消息；d3.若能夠提供所需資源的設備處于在線狀態(tài)，設備代理按照隊列先進先出的原則逐 個處理設備的資源請求，通過由設備代理系統(tǒng)調(diào)用能夠提供所需資源的設備的資源完成資 源共享操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用設備代理系統(tǒng)實現(xiàn)信息設備資源共享的方法，其特征在 于所述的設備是家庭信息網(wǎng)絡中能夠利用有線或無線的方式接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，并能對其 進行處理的設備，包括計算機、智能手機、傳感器及嵌入了網(wǎng)絡與計算功能的家電。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用設備代理系統(tǒng)實現(xiàn)信息設備資源共享的方法，用設備代理系統(tǒng)實現(xiàn)設備之間的資源共享，設備代理系統(tǒng)為需要資源共享的設備提供一個虛擬的設備供其訪問，稱為設備代理，再由該設備代理調(diào)用實際的設備完成資源共享，具體包括以下步驟a.設備加入網(wǎng)絡后，向指定IP地址的服務器注冊自己的信息，服務器根據(jù)設備的注冊信息生成與該設備對應的設備代理；b.設備需要其他設備提供資源時，不直接與擁有該資源的設備溝通，而是通過向服務器發(fā)起資源共享請求，由服務器上的設備代理代為完成溝通。本發(fā)明能以較低的成本和網(wǎng)絡開銷實現(xiàn)家庭信息網(wǎng)絡中的設備資源共享。
文檔編號H04L29/08GK102137158SQ20111005815
公開日2011年7月27日 申請日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者周興社, 徐步刊, 於志文, 梁韻基, 王海鵬 申請人:西北工業(yè)大學