CN102497303B - 一种igrs设备互联的系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种IGRS设备互联的系统和方法，该系统包括多个局域网和与所述多个局域网通信的服务器，其中：所述多个局域网内的网关用于登录服务器并进行网关注册，并且在对应的局域网内的IGRS设备和服务器之间转发消息，其中所述消息包括在线宣告和描述信息，且还用于根据所述描述信息创建虚设备；其中所述虚设备，用于实现不同IGRS设备之间的互联。通过本发明的系统和方法，可以实现不同局域网络中IGRS设备的无缝互联、互操作，而且不需要对现有IGRS设备进行任何修改和设置。

Description

一种IGRS设备互联的系统与方法

技术领域

本发明涉及信息系统领域，更具体地，涉及网络通信领域。

背景技术

数字化家庭网络的目的是打破各个家庭设备“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是信息设备资源共享协同服务标准(Intelligent Grouping and Resource Sharing，简称IGRS标准)，它使企业、公共场所、个人以及家庭所涉及的信息设备互联时，遵循共同资源及功能服务接口标准，使设备能够有效实现资源开放及服务协同，提高设备功能互操作性，并增强不同设备间组合服务的功能。

位于同一局域网内的IGRS设备能够通过IGRS协议支持互联互操作，但不同局域网之间IGRS设备就是相互独立的“信息孤岛”。如果能将各个局域网通过Internet进行连接，实现位于不同局域网的IGRS设备能够进行互联互操作，则将进一步扩展IGRS协议应用，实现更大范围的资源共享和协同服务。

关于远程访问局域网中的IGRS设备，现在已经有些相关研究，例如：

2004年3月24日提交的标题为“一种利用移动设备远程使用局域网资源的方法”的中国专利申请200410029754.6描述了一种使用IGRS协议对局域网设备资源进行整合，再通过专用的服务器经由Web服务器发布至Internet，远程移动设备通过Internet访问Web界面的方式对局域网设备进行操作的方法。

2007年12月14日提交的标题为“基于IPv6的IGRS家庭网络中信息家电的远程控制系统和方法”的中国专利申请200710125032.4描述了一种家庭网关，在外网用户操作控制数字信息家电时，该网关形成各个设备的控制界面，并集中控制各个设备的系统和方法。

前述现有技术的缺陷在于，其专注于使用一个控制接口，例如Web界面或其他专有远程控制界面，来实现对远程局域网中IGRS设备的单向的访问控制，但均不支持不同局域网络中IGRS设备之间的互联互操作。

发明内容

本发明希望解决不同局域网络中的IGRS设备间无法互联互通的技术问题，提供了一种透明地实现远程IGRS设备和本地IGRS设备间交互的系统和方法。

根据本发明一个方面，提供了一种IGRS设备互联的系统，包括多个局域网和与所述多个局域网通信的服务器，其中：

所述多个局域网内的网关用于登录服务器并进行网关注册，并且在对应的局域网内的IGRS设备和服务器之间转发消息，其中所述消息包括在线宣告和描述信息，且还用于根据所述描述信息创建虚设备；

其中所述虚设备，用于实现不同IGRS设备之间的互联。

根据本发明另一方面，提供了一种基于上述系统的IGRS设备互联的方法，其中对应第一IGRS设备的第一网关和对应其他IGRS设备的其他网关均需登录至服务器并进行网关注册，该方法包括：

1)第一IGRS设备在第一局域网内上线，通过第一网关、服务器和其他网关将在线宣告在其他局域网内广播；

2)其他IGRS设备收到所述在线宣告后，经由第一网关、服务器和其他网关获取第一IGRS设备的描述信息，且根据所述描述信息创建虚设备。

优选地，所述方法还包括：4)所述第一IGRS设备离线。

优选地，所述步骤2)后马上进行以下步骤：3)其他IGRS设备通过所述虚设备经由第一网关、服务器和其他网关与第一IGRS设备互操作。

通过本发明的系统和方法，可以实现不同局域网络中IGRS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IGRS设备进行交互，而且不需要对现有IGRS设备进行任何修改和设置，任何标准的IGRS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通信系统示意图；

图2是根据本发明一个优选实施例的IGRS设备远程互联的系统框图；

图3是根据本发明一个优选实施例的基于图2所示的系统的IGRS设备远程互联的流程示意图；

图4是根据本发明一个优选实施例的IGRS虚设备发现时序图；

图5是根据本发明一个优选实施例的IGRS设备控制时序图；

图6是根据本发明一个优选实施例的IGRS设备订阅服务时序图。

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，对根据本发明一个优选实施例的IGRS设备互联的系统与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。

图1示出了根据本发明一个优选实施例的通信系统示意图。在图1的通信系统中，通过引入网关和Internet上的服务器等装置，实现了本地局域网中的诸如笔记本电脑、投影仪等的基于IGRS标准的设备与远程局域网中的诸如PC、打印机等的IGRS设备的透明交互。例如本地IGRS笔记本电脑能够发现远程IGRS打印机，且可以视为与本地IGRS打印机一样，将本地文件交付给远程IGRS打印机进行打印。

图2是根据本发明一个优选实施例的IGRS设备远程互联的系统框图。如图2所示，该系统包括服务器和网关。其中服务器位于Internet，网关位于局域网中，网关与服务器间使用XMPP协议进行通信。更具体地，各网关能按XMPP标准登录至位于Internet上的服务器，注册至服务器上的域管理器，与服务器进行通信。

网关除设置有登录模块、IGRS中介模块和IGRS/XMPP转换器外，还拥有创建虚设备的能力。登录模块用于实现网关登录至服务器，并在服务器的域管理器内注册。IGRS中介模块用于收集本局域网内IGRS设备信息。IGRS/XMPP转换器用于将本地网关IGRS中介模块所收集到的IGRS设备信息，封装成XMPP XML流后通过服务器转发至远程网关，并被远程网关还原成IGRS消息，从而实现与远程网关的交互。该网关还用于在本地网关获取到远程的IGRS设备信息后，在本地创建相应的虚设备作为远程的IGRS设备在本地的映像。该虚设备用作远程的IGRS设备与本地IGRS设备的中介，转发远程的IGRS设备对本地IGRS设备的控制信息，来实现本地IGRS设备与远程的IGRS设备的透明交互。本地IGRS设备能够通过控制虚设备的方式，实现对远程IGRS设备的控制。虚设备还作为远程的IGRS设备与本地IGRS设备之间的中介转发服务订阅消息和事件通知消息。由此，本地IGRS设备能够通过订阅虚设备服务的方式，实现对远程IGRS设备服务的订阅；当远程设备产生订阅事件通知时，本地设备通过虚设备得到该通知信息。

服务器包括登录管理器、域管理器和数据转发器。其中，登录管理器用于管理网关的登录信息。域管理器用于管理各登录网关，优选地，该域管理器按域划分管理各登录网关，不同域内的网关实现信息隔离，各个网关只能接收到服务器转发来的同一域内其他网关的消息，避免信息爆炸。数据转发器用于实现将网关发送来的XMPP数据转发至目的网关。该服务器可以位于互联网上，也可以是单独的服务器或者位于城域网等其他网络上。

在网关间会话时，所发出的信息首先到达服务器的数据转发器，服务器中的数据转发器根据其中信息的类型和网关所在域进行转发。其中，网关发出的消息中通常可以包括目标设备地址，发送网关的ID、信息内容和信息类别。如果是指定设备间的消息，服务器首先根据其中的目标设备地址，查询出其所属的目标网关ID，继而获取到该网关登录时使用的IP地址和端口，然后再将这个消息发送到该IP和端口标识的网络端。网关和服务器端使用Socket端口进行通讯，网关可以使用服务器端的IP地址或域名对服务器进行解析，以获取服务器的真正的通讯地址。

图3示出了根据本发明一个优选实施例的基于图2所示的系统的IGRS设备远程互联的流程示意图。该流程实现了局域网A中的IGRS受控设备A(以下简称“受控端”)与局域网B中的IGRS主控设备B(以下简称“主控端”)通过各自局域网中的网关(网关A、B)以及Internet服务器进行远程交互的方法，该方法主要包含如下步骤：

步骤一，网关登录。网关A和B分别登录至服务器，并在同一域内注册。

网关启动后，网关A的登录模块将登录请求封装为XMPP协议规定的XML流，并把请求发送至服务器端的登录管理器；登录管理器接收该XML流并解析其内容，然后对网关A身份进行验证，并把验证结果以标准XMPP XML流的方式发送到发起请求的网关，即网关A。

网关请求验证通过，则服务器的域管理器注册该网关A的域信息，并把在同一域内的其他登录网关的相关消息，例如网关B的消息，以标准XMPP XML流的形式发送给该网关A的登录模块。

步骤二，感知受控端上线。受控端在局域网A内发布在线宣告，网关A中的IGRS中介模块侦听到本地在线宣告后，通过IGRS/XMPP转换器封装成XMPP XML流后转发至服务器，服务器中的数据转发器将该XML流转发至同一域内的所有其他网关，例如网关B；网关B接收到XML流后经过IGRS/XMPP转换器还原为IGRS宣告消息，并在局域网B内广播。

图4示出了根据本发明一个优选实施例的IGRS虚设备发现时序图，其中示意了感知受控端上线过程。该感知过程具体描述如下：

1)受控端上线。网关A的IGRS中介模块侦听本地多播接口239.255.255.250:1900，受控端上线后，向该接口发送设备/服务在线宣告。

2)网关A封装转发。网关A的IGRS中介模块侦听到多播接口的在线宣告消息后，经IGRS/XMPP转换器封装成XMPP的XML数据流转发至服务器的数据转发器。

3)服务器广播。服务器的数据转发器接收在线宣告消息后，通知域管理器上更新网关A的信息，并将该在线宣告消息经数据转发器在网关A所在域内广播。

4)网关B解析转发。网关B的IGRS/XMPP转换器收到服务器广播的消息后，将其解析成IGRS宣告消息，并经IGRS中介模块在局域网B内广播该宣告。

步骤三，获取描述信息。仍然参考图4，局域网B内的主控端收到在线宣告后，向该宣告的消息来源发送获取描述信息请求，在此，该消息来源为网关B；网关B的IGRS中介模块接收该获取描述信息请求并通过IGRS/XMPP转换器封装成XML流后经服务器的数据转发器转发至网关A；网关A的IGRS/XMPP转换器还原XML流为IGRS请求并通过IGRS中介模块转发给受控端；受控端将描述信息返回给网关A，网关A的IGRS/XMPP转换器封装该信息后经服务器转发至网关B。该步骤具体描述如下：

1)主控端发起获取描述请求。主控端收到网关B广播的在线宣告后，向网关B发送获取描述请求消息GetDeviceDescriptionRequest。

2)网关B封装转发。网关B的IGRS中介模块收到主控端发送的消息后，通过IGRS/XMPP转换器封装成XMPP消息转发给服务器。

3)服务器转发。服务器的数据转发器接收该XMPP消息，并根据XMPP消息查询域管理器中对应的目标地址后，再通过数据转发器转发给网关A。

4)网关A解析转发。网关A收到XMPP消息后通过IGRS/XMPP转换器解析成获取描述请求消息GetDeviceDescriptionRequest，通过IGRS中介模块转发给受控端。

5)受控端返回描述信息。受控端收到消息后，返回描述响应消息GetServiceDescriptionResponse。

6)网关A封装转发。网关A的IGRS/XMPP转换器将描述响应消息封装成XMPP XML流后转发至服务器。

7)服务器转发。服务器的数据转发器收到封装后的XMPP消息后，根据域管理器中的地址转发给网关B。

步骤四，创建虚设备。网关B的IGRS/XMPP转换器解析服务器转发来的描述响应消息GetServiceDescriptionResponse后，网关按照该消息中的描述信息创建一个本地虚设备，并以该虚设备的身份返回描述信息给主控端。

通过上述步骤二、三和四，主控端可以发现本地虚设备，并以操作本地虚设备的形式实现与远程受控端的交互。

步骤五，控制设备。主控端收到虚设备发送的描述信息后，对虚设备发送IGRS控制消息；虚设备接收到控制消息后，由网关B的IGRS/XMPP转换器封装成XML流后经服务器和网关A转发给局域网A中的受控端；受控端接收到控制消息后，经同样的过程返回控制状态给网关B，网关B再以虚设备的身份返回该信息给主控端。

图5示出了根据本发明一个优选实施例的设备控制时序图。主控端通过控制本地虚设备来控制远程受控端的流程如下：

1)主控端向虚设备发起控制请求InvokeServiceRequest。

2)网关B的虚设备接收该控制请求后，触发IGRS/XMPP转换器将该控制请求封装成XMPP消息转发给服务器。

3)服务器通过数据转换器转发给网关A。

4)网关A的IGRS/XMPP转换器解析该请求后，转发给受控端。

5)受控端收到控制消息后，执行控制指令并改变对应控制变量，然后将控制结果返回给网关A。

6)网关A的IGRS/XMPP转换器封装该控制结果后转发给服务器。

7)服务器通过数据转换器转发该控制结果给网关B。

8)网关B的IGRS/XMPP转换器解析控制结果后，以虚设备的身份返回该结果给主控端。

步骤六，订阅设备服务。主控端对虚设备的服务订阅过程类同于控制过程。图6示出了根据本发明一个优选实施例的订阅设备服务时序图。主控端通过本地虚设备订阅远程受控端的过程类同于设备控制，不同之处在于订阅请求到达远程受控端后，受控端将更新订阅者列表。

步骤七，设备状态变化通知。当局域网A中的受控端服务状态发生变化时，该受控端根据本地订阅者列表向所有的订阅者发出状态变化通知消息。具体地，由网关A的IGRS/XMPP转换器将该状态变化通知封装后经服务器转发至网关B；网关B再以虚设备的身份发送该订阅通知给主控端。下面进一步详细描述上述设备状态变化通知所包含的步骤：

1)受控端服务状态发生变化时，将产生状态变化通知，查询订阅者列表后，将状态变化通知发送给网关A；

2)网关A的IGRS/XMPP转换器封装该状态变化通知后转发给服务器。

3)服务器的数据转换器查询域管理器将该状态变化通知转发给订阅者所在的局域网的网关，例如网关B。

4)网关B的IGRS/XMPP转换器解析该状态变化通知后，以虚设备的身份通知主控端该状态变化。

步骤八，设备离线。当局域网A中的受控端离线时，该受控端发布的离线宣告由网关A的IGRS中介模块接收并经IGRS/XMPP转换器封装后经服务器转发至网关B；网关B删除本地虚设备后，向局域网B广播该离线消息。本领域普通技术人员可以理解，受控端离线的过程与上线过程类似，不同之处在于离线宣告到达网关B后，网关B将对应虚设备删除后，再向局域网B转发离线宣告。

本领域普通技术人员可以理解，上述优选实施例中包括控制设备和订阅设备服务二者所涉及的所有步骤，但是，这些步骤之间的顺序可以与以上描述不同。更进一步地，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。

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IGRS设备互联的系统，包括多个局域网和与所述多个局域网通信的服务器，其中：

所述多个局域网内的网关用于登录服务器并进行网关注册，并且在对应的局域网内的IGRS设备和服务器之间转发消息，其中所述消息包括在线宣告和描述信息，且还用于根据所述描述信息创建虚设备；

其中所述虚设备，用于实现不同IGRS设备之间的互联；

其中，所述多个局域网内的网关包括对应第一IGRS设备的第一网关和对应其他IGRS设备的其他网关；并且其中，所述第一IGRS设备用于在第一局域网内上线，通过第一网关、服务器和所述其他网关将在线宣告在其他局域网内广播；所述其他IGRS设备用于收到所述在线宣告后，经由第一网关、服务器和所述其他网关获取第一IGRS设备的描述信息，且根据所述描述信息创建虚设备。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述网关包括：登录模块、IGRS中介模块和IGRS/XMPP转换器，其中：

所述登录模块用于登录服务器并进行网关注册；

所述IGRS中介模块用于IGRS设备与所述IGRS/XMPP转换器的通信；

所述IGRS/XMPP转换器用于将所述IGRS中介模块接收的信息封装成XMPP XML流并转发给服务器，以及将来自服务器的信息还原为IGRS消息并转发给所述IGRS中介模块。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述服务器包括登录管理器、域管理器和数据转发器：

所述登录管理器，用于接收并解析所述多个网关的登录请求，对网关身份进行验证；

所述域管理器，用于注册已通过验证网关的域信息，并把其他登录网关的域信息发送给该已通过验证网关；

所述数据转发器，用于在所述多个网关之间转发消息。

4.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述服务器还用于按域管理网关。

5.一种基于上述任一系统的IGRS设备互联的方法，其中对应第一IGRS设备的第一网关和对应其他IGRS设备的其他网关均需登录至服务器并进行网关注册，该方法包括：

1）第一IGRS设备在第一局域网内上线，通过第一网关、服务器和所述其他网关将在线宣告在其他局域网内广播；

2）所述其他IGRS设备收到所述在线宣告后，经由第一网关、服务器和所述其他网关获取第一IGRS设备的描述信息，且根据所述描述信息创建虚设备。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

4）所述第一IGRS设备离线。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述登录至服务器并进行网关注册包括：

01）第一网关和所述其他网关将登录请求封装为XMPP XML流，并发送至服务器；

02）服务器接收该XMPP XML流并解析其内容，对网关身份进行验证；

03）服务器注册已通过验证网关的域信息，并把所述其他登录网关的域信息发送给该已通过验证网关。

8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述步骤1）包括：

11）第一IGRS设备向本地多播接口发送设备/服务在线宣告；

12）第一网关侦听到多播接口的在线宣告后，将所述在线宣告封装成XMPP XML流转发至服务器；

13）服务器接收XMPP XML流后，更新第一网关的信息，并将该XMPPXML流在第一网关所在域内广播；

14）所述其他网关接收服务器广播的XMPP XML流后，将该XMPPXML流解析成IGRS宣告消息并在所述其他IGRS设备所在局域网内广播。

9.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述步骤2）的所述获取第一IGRS设备的描述信息包括：

21）所述其他IGRS设备向所述其他网关发送获取描述信息请求；

22）所述其他网关将所述获取描述信息请求封装成获取描述信息请求XMPP消息转发给服务器；

23）服务器接收该获取描述信息请求XMPP消息并将该获取描述信息请求XMPP消息转发给第一网关；

24）第一网关接收该获取描述信息请求XMPP消息，并解析为成获取描述信息请求转发给第一IGRS设备；

25）第一IGRS设备返回描述信息；

26）第一网关将描述信息封装成XMPP XML流后转发至服务器；

27）服务器收到封装成XMPP XML流的描述信息后，转发给所述其他网关。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤4）包括：

41）第一IGRS设备向本地多播接口发送设备/服务离线宣告；

42）第一网关侦听到多播接口的离线宣告后，将所述离线宣告封装成XMPP XML流转发至服务器；

43）服务器接收XMPP XML流后，更新第一网关的信息，并将该XMPPXML流在第一网关所在域内广播；

44）所述其他网关接收服务器广播的XMPP XML流后，删除虚设备，将该XMPP XML流解析成IGRS宣告消息并在所述其他IGRS设备所在局域网内广播。

11.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤2）后马上进行以下步骤：

3）所述其他IGRS设备通过所述虚设备经由第一网关、服务器和所述其他网关与第一IGRS设备互操作。

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12所述的方法，其特征在于，所述控制包括：

311）所述其他IGRS设备向所述其他网关的虚设备发起控制请求；

312）虚设备接收该控制请求后，所述其他网关将该控制请求封装成XMPP消息转发给服务器；

313）服务器转发给第一网关；

314）第一网关解析该封装成XMPP消息的控制请求并将其转发给第一IGRS设备；

315）第一IGRS设备根据该控制请求执行控制指令并改变对应控制变量，然后将控制结果返回给第一网关；

316）第一网关封装该控制结果成XMPP消息并转发给服务器；

317）服务器转发该控制结果给所述其他网关；

318）所述其他网关解析该控制结果后，以虚设备的身份返回该控制结果给所述其他IGRS设备。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述服务包括：

321）所述其他IGRS设备订阅第一IGRS设备服务；

322）所述第一IGRS设备通知所述其他IGRS设备设备状态变化。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述步骤321）包括：

3211）所述其他IGRS设备向所述其他网关的虚设备发起订阅设备服务请求；

3212）虚设备接收该订阅设备服务请求后，所述其他网关将该订阅设备服务请求封装成XMPP消息转发给服务器；

3213）服务器转发给第一网关；

3214）第一网关解析该封装成XMPP消息的订阅设备服务请求并将其转发给第一IGRS设备；

3215）第一IGRS设备根据该订阅设备服务请求更新订阅者列表。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述步骤322）包括：

3221）第一IGRS设备服务产生状态变化通知并将状态变化通知发送给第一网关；

3222）第一网关封装该状态变化通知为XMPP XML流后转发给服务器；

3223）服务器将该状态变化通知转发给所述其他网关，其中所述其他IGRS设备为服务订阅者；

3224）所述其他网关解析该状态变化通知后，以虚设备的身份通知所述其他IGRS设备第一IGRS设备的状态变化。