基于 UPnP 的网络化制造系统研究
UPnP数字家庭网络认证机制的设计与实现的开题报告
UPnP数字家庭网络认证机制的设计与实现的开题报告1. 研究背景和意义随着数字化时代的来临，数字家庭网络已成为人们生活中重要的一环。
数字家庭网络通信协议和技术日趋成熟，其中UPnP（Universal Plug and Play）协议被广泛应用于数字家庭网络中的设备互联，如智能家居、网络摄像头、音视频设备等。
然而，UPnP协议中的设备之间通信存在一定的安全风险，因此数字家庭网络认证机制的设计和实现成为UPnP协议安全性的关键。
本课题旨在研究UPnP数字家庭网络认证机制的设计与实现，提高数字家庭网络的安全性和稳定性，为数字家庭网络的推广和普及做出贡献。
2. 研究内容和技术路线本课题主要研究内容是UPnP数字家庭网络认证机制的设计和实现，具体包括以下几个方面：（1）UPnP协议通信漏洞与安全问题的分析；（2）数字家庭网络认证机制的设计和实现；（3）认证机制的性能优化和测试。
技术路线：（1）UPnP协议通信漏洞与安全问题的分析。
通过分析UPnP协议的通信过程，了解UPnP协议安全问题的产生原因和具体方式。
（2）数字家庭网络认证机制的设计和实现。
设计基于UPnP协议的数字家庭网络认证机制，使用不同的认证方式（如密码验证、数字证书、双因素认证等），并建立相关的认证服务器。
（3）认证机制的性能优化和测试。
对设计的数字家庭网络认证机制进行性能测试，对认证机制的实时性、响应速度进行优化和改进。
3. 研究结果和意义（1）设计和实现了一种基于UPnP协议的数字家庭网络认证机制，提高了数字家庭网络的安全性和稳定性。
（2）通过认证机制的性能测试，对认证机制实时性、响应速度进行了优化和改进。
（3）本项目的研究成果可以为数字家庭网络的推广和普及做出贡献，提高数字家庭网络的应用水平和普及率，对数字化时代的生活和社会产生积极的作用。
UPNP实现的基本原理
UPNP实现的基本原理UPNP实现的基本原理第一部分首先我们需要解决一个问题UPnP到底是用来干什么的我只从技术实现的角度来讲。
一个设备比如一台计算机或者是一个PDE设备如果想要在网络上和其他的计算机通讯最简单的方法就是两台计算机都有一个互联网的IP地址互联网的IP地址和局域网的IP地址是不同的局域网IP地址有两种第一种是以10.x.x.x 开头的第二种是以192.168.x.x开头的这样就可以进行直接通讯了。
如果双方中有一个有互联网的IP地址的另一方可以通过连接这个地址也可以通讯。
但是现在我们遇的大部分情况是两台计算机都处于一个内网局域网中都是通过路由器连接到Internet上的这样想实现P2P通讯将是非常困难的事情。
为了解决这个问题就出来了UPnP这个东西。
那么我们现在需要解决的问题是UPnP到底是个什么东西UPnP其实不是什么技术它只不过是一个标准这个标准规定了一些具体的通讯规则但是具体怎么实现没有任何限制。
主要来说它包括IP、TCP、UDP、HTTP和XML在内的互联网组件UPnP其实就是把这些已有的东西组合起来去实现网络打孔。
那么为什么会用到这些组件呢据我的推测是IP、TCP、UDP这些都是很成熟的通讯技术就不用废话了。
那么为什么要用HTTP和XML呢我估计是HTTP比较通用基本上每台机子都有这个协议不需要在进行推广了而XML是一个格式标准其实我们看到的网页的html源文件就是XML的一个具体实现XML文件的最大特点就是所有的东西都是有头有尾的比如HEAD/HEAD。
这些定义的最大好处就是我们可以很容易的通过编程实现解析把头部压进栈遇到尾部就是出栈通过对栈的操作就可以实现解析了。
这样传输有了通讯解析规则有了就很容易实现网络打孔技术了。
另外为了便于各种设备之间方便的通讯UPnP充分利用了HTTP的多播和单播通常状态下想在网络上实现多播和单播是非常繁琐的但是HTTP又非常成熟的实现技术所以种种条件加起来就形成了UPnp。
UPnP+
UPnP基本原理以及在NAT中的应用1摘要随着计算机产业以及计算机网络技术的迅猛发展，越来越多嵌入式设备的出现和家庭网络的发展，实现各种设备的互联互通已经成为人们的迫切需求，而实现家庭网络互联互通的关键是家庭网络的中间件技术。
业界各大厂商都提出了自己的解决方案，其中以微软提出的UPnP最具有发展前途，也获得了最广泛的支持，目前UPnP基本是家庭网络设备必须支持的特性之一。
UPnP是通用即插即用（Universal Plug and Play）的缩写，主要用于设备的智能互联互通，使用UPnP协议不需要设备驱动程序，它可以运行在目前几乎所有的操作系统平台上，使得在办公室、家庭和其他公共场所方便地构建设备互联互通成为可能。
本文介绍了UPnP所定义的基本协议（如SSDP、GENA、SOAP等），重点分析了UPnP实现的基本工作流程，并通过抓包工具捕获数据包，对各种流程传递的协议报文进行详尽分析，最后结合NAT技术，重点叙述UPnP在NAT技术中的应用。
2UPnP的结构规范UPnP最大的愿景是希望任何设备一旦连接上网络，所有在网络上的设备马上就能知道有新设备加入，这些设备彼此之间能互相通信，更能直接使用或者控制它，一切都不需要人工设置，完全的即插即用。
2.1UPnP的基本组件服务、设备和控制点是UPnP网络的基本组件，它们之间的关系图如图1所示：图1UPnP组件图设备（Device）UPnP网络中定义的设备具有很广泛的含义，各种各样的家电、电脑外设、智能设备、无线设备、个人电脑等等都可以称之为设备。
一台UPnP设备可以是多个服务的载体或多个子设备的嵌套。
服务（Service）在UPnP网络中，最小的控制单元就是服务。
服务描述的是指设备在不同情况下的动作和设备的状态。
例如，时钟服务可以表述为时间变化值、当前的时间值以及设置时间和读取时间两个活动，通过这些动作，就可以控制服务。
控制点（Control Point）在UPnP网络中，控制点指的是可以发现并控制其他设备的控制设备。
数字家庭网络中IGRS和UPnP双协议栈研究与实现的开题报告
数字家庭网络中IGRS和UPnP双协议栈研究与实现的开题报告一、选题背景随着数字家庭在不断普及，人们对于家庭网络的需求越来越高。
在数字家庭网络中，有很多设备需要互联互通，例如电视、音响、路由器等，这些设备需要通过网络互相通信。
然而，不同的设备有着不同的通信协议，因此需要一种统一的协议来实现设备之间的互联互通。
目前，在数字家庭网络中使用较广泛的协议为IGRS和UPnP。
IGRS是英国BT公司提出的数字家庭网络标准，是一种基于TCP/IP协议栈的协议，其最大特点是支持多种设备的互联互通。
UPnP则是一种与IGRS类似的协议，它也基于TCP/IP协议栈，能够自动发现和配置网络设备，但其趋向于使用轻量级的SOAP协议。
二、研究目的和意义IGRS和UPnP虽然是数字家庭网络中常用的协议，但在实现过程中存在一些问题。
例如，IGRS协议栈中的部分源码并没有公开，UPnP协议栈中的源码也存在一些问题，因此需要对这些协议进行研究和改进，以提高协议的性能和可靠性。
本研究的目的是研究和实现IGRS和UPnP双协议栈，并对其进行优化和改进，以提高其性能和可靠性，为数字家庭网络的发展做出贡献。
三、研究内容和方法本研究的主要内容是研究和实现IGRS和UPnP双协议栈，其中包括以下几个方面：1. 对IGRS和UPnP协议进行深入研究，了解其原理和实现方式。
2. 分析IGRS和UPnP协议栈中存在的问题，并对其进行改进和优化。
3. 实现IGRS和UPnP双协议栈，并测试其性能和可靠性。
4. 探索IGRS和UPnP协议在数字家庭网络中的应用，例如在家庭娱乐和智能家居中的应用场景。
本研究的方法主要包括文献调研、实验研究和案例分析。
在文献调研阶段，将通过查阅相关文献和技术资料来了解IGRS和UPnP协议的原理和实现方式。
在实验研究阶段，将编写IGRS和UPnP双协议栈的实现代码，并通过实验来测试其性能和可靠性。
在案例分析阶段，将探索IGRS和UPnP协议在数字家庭网络中的应用场景，例如在家庭娱乐和智能家居中的应用。
[知识]运用好“UPNP”协议可以提高上网速度
![[知识]运用好“UPNP”协议可以提高上网速度](https://img.taocdn.com/s3/m/29996011e97101f69e3143323968011ca300f7a2.png)
运用好“UPNP”协议可以提高上网速度问：我刚上宽带网，我听说如果运用好“UPNP”协议可以提高上网速度,请问“UPNP”协议是什么含义？具体如何应用？答：UPNP的全称是Universal Plug and Play。
UPnP规范基于TCP/IP 协议和针对设备彼此间通讯而制订的新的Internet协议。
事实上，UPNP的制定正是希望未来所有联入Internet中的设备能够不受网关阻碍的相互通信。
比如用MSN Messager传输文件将更加快捷方便了，那到底如何如何利用UPNP呢？首先我们需要进入路由器的Web控制界面中打开路由器的UPNP功能。
在浏览器中输入路由器的地址，进入路由器的管理页面之后，找到UPNP功能，并将其设置为Enable。
然后我们便可以进入Windows XP的设置。
在Windows XP中，UPNP 支持模块并不是默认安装的，因此我们需要按照以下步骤对其进行手动安装：在“添加或删除程序”对话框中，点击“添加/删除Windows组件”。
在“Windows组件向导”中，点击“网络服务”，点击“详细”，然后选择“通用即插即用”复选框。
重新启动之后，Windows XP提示找到新硬件，进入网上邻居后你会发现路由器，说明UNNP功能就打开了。
现今市场上几乎所有的宽带路由器都提供UPNP功能的支持，通过我们的合理配置，可以让我们在点对点文件传输等方面获得更好的体验和更快的速度。
(GSF)统一即插即用英文是Universal Plug and Play，缩写为UPnP。
要说计算机外设的即插即用(Plug and Play（缩写PnP）)，大家可能很熟悉，但对统一即插即用，多数人会感到是一头雾水。
由于windows xp加入对UPnP的支持，并且被查出存在很严重的安全问题，所以，一时间，使得UPnP名声大噪。
巧的是，本人原来查阅过关于UPnP的技术白皮书，而且也较为详细地看了关于此次发现的安全缺陷的介绍。
UPnP数字家庭网络设备的分析与实现
图1UPnP 家庭网络构成2009年第10期（总第319期）湘潮（下半月）2009年10月1引言未来的家庭设备将以数字化网络化为基础。
基于此，出现了许多由家电设备厂商、网络设备厂商联合发起的数字家庭标准化组织，这些标准组织致力于定义和推动家庭中组成数字家庭网络的不同类型设备的互连标准和规范。
UPnP 组织订立了UPnP 标准。
它将PnP （Plug and play ）的思想扩展到整个网络上。
该组织成立于1999年，至今已经有350多个公司作为它的成员，这些公司遍及各个行业，包括了消费类电子，家庭自动化和安全，计算机和外围设备，网络，半导体和一些其他的工具公司[1]。
2UPnP 介绍2.1UPnP 概述UPnP 技术伴随着其它诸如无线网络、高速Internet 接入技术的不断发展改变着传统的家庭网络方式。
UPnP 主要用于实现智能设备的互联互通，对即插即用进行了扩展，简化了家庭或企业中智能设备的联网过程。
它支持发现和列举具有网络和服务功能的设备,支持对等(Peer to Peer)模型结构。
UPnP 充分利用了TCP/IP 和web 技术形成分布式开放型的网络体系结构，应用范围非常大。
如图1所示，通过UPnP 技术能把现有的家庭网络构成（数据网络、娱乐网络、电力线网络、通讯网络、移动网络）统一起来，实现家庭网络设备之间完整的控制和数据传输。
[2]2.2UPnP 设备体系抽象模型如图2所示，设备，服务和控制点是UPnP 网络架构中的3个基本抽象。
一个UPnP 网络通常由设备(device)、服务(Service)、控制点(Control Point)这三个基础部分组成。
服务存在于设备中，设备通过服务提供功能。
控制点也允许具有设备的逻辑抽象。
设备和服务是设备发现与控制过程中控制点处理的主要对象。
[3]（1）设备设备是UPnP 架构中最基本的功能单元，它是UPnP 服务的载体，一个设备包含零个或者多个服务。
基于UPnP的家庭网络技术及实现研究的开题报告
基于UPnP的家庭网络技术及实现研究的开题报告一、选题背景及意义在现代家庭中，越来越多的设备与互联网相连，形成了智能家居网络，使得家庭生活更为便捷和高效。
而家庭网络技术是构建智能家居网络的基础和关键技术，UPnP技术（通用即插即用）是一种被广泛应用于家庭网络的技术，它可以使各种设备实现在局域网内的自动发现、连接、配置和控制等功能。
因此，通过研究基于UPnP的家庭网络技术及其实现方法，可以为智能家居的发展提供重要的支持和推动作用，可以大大提高家庭网络的可靠性、安全性和易用性。
二、研究内容及方法本研究的主要内容包括：1. UPnP技术及其在家庭网络中的应用2. 基于UPnP的家庭网络实现方法研究3. 设计并实现了基于UPnP的家庭网络演示系统针对上述研究内容，本研究将采用文献综述和实证研究相结合的方法，通过查阅相关资料和实验验证，分析、探讨UPnP技术的原理、特点以及在家庭网络中的应用场景，研究基于UPnP的家庭网络实现方法，并设计实现基于UPnP的智能家居演示系统。
三、预期成果本研究的预期成果包括：1. 对UPnP技术及其在家庭网络中应用的特点和优势有更深入的了解，理解UPnP技术在智能家居网络中的作用；2. 分析并设计出一种基于UPnP的家庭网络实现方法，并通过实验验证其可行性和可用性；3. 成功实现基于UPnP的智能家居演示系统，具有实用价值和推广意义。
四、研究进度计划第一阶段：文献综述与调研（1个月）。
本阶段主要目的是了解UPnP技术及其在家庭网络中的应用，查阅相关文献资料，进行调研。
第二阶段：研究方法及方案设计（1个月）。
本阶段主要确定研究方法和方案设计，包括UPnP技术的基本原理和实现方法，并结合实际情况设计出基于UPnP的家庭网络演示系统。
第三阶段：实验与数据处理（2个月）。
本阶段主要进行实验和数据处理，验证基于UPnP技术的家庭网络实现方法的可行性和可用性。
第四阶段：论文撰写和答辩（1个月）。
基于UPnP AV架构的媒体管理系统的设计
基于UPnP A V架构的媒体管理系统的设计1媒体管理系统的设计媒体管理系统中要解决的媒体共享问题众多，本研究着重于媒体服务器，采用UPnP A V（Audio and Video）架构，首先解决音频、视频的媒体服务。
图1-1是媒体管理系统整体层级设计。
图1-1 媒体管理系统整体层级设计Figure 1-1 The integrated design of financial media management system 媒体管理系统主要实现局域网内的媒体共享、数据共享，如果局域网内网络通讯不是十分通畅，可以采用缓存媒体服务器数据的方式进行数据共享。
1.1UPnP AV整体架构框架UPnP A V（Audio and Video）架构是所有UPnP A V设备和服务的基础。
A V （Audio and Video）声音和视频泛指了所有的媒体。
UPnP设备和UPnP控制点之间通用的操作在A V架构中有明确的定义。
架构完全与特殊的设备类型、传输协议和内容格式等相独立。
它支持设置的范围很大，包括电视TV、VCR、CD/VCD/DVD播放器、数码相机、机顶盒、音响设备、MP3播放器和个人PC。
同进A V架构支持各种各样多媒体文件格式，基本包含了所有常用的文件格式，如MPEG-2、MPEG-4、NTSC、JPEG、BMP、MP3，WMA、ATSC 、APL等；还支持各种不同传输协议，如HTTP GET、RTP、TCP/IP、HTTP PUT/POST等（李平均，2007）。
1.1.1AV架构设计总体目标UPnP A V(Audio and Video)架构要实现以下目标和支持：（1）一个架构，支持任何内容格式和传输协议，并且对于架构是透明的。
（2）支持音视频内容点对点传输，即使在没任何控制点的干涉下也可以传输。
（3）控制点相对于传输协议和内容格式完全独立。
这个特性使得控制点可以快速支持新的内容格式和新的协议，符合UPnP的特性。
以UPnP为基础的分布式网络中设备动态控制方法及系统[发明专利]
![以UPnP为基础的分布式网络中设备动态控制方法及系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5a2f7bea03d8ce2f0166238b.png)
专利名称：以UPnP为基础的分布式网络中设备动态控制方法及系统
专利类型：发明专利
发明人：崔贞铉
申请号：CN200510094014.5
申请日：20050823
公开号：CN1921424A
公开日：
20070228
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种互联网络，特别涉及一种以自设IP为基础的网络中进行设备动态控制的方法和系统。
本发明以UPnP为基础的分布式网络中设备动态控制方法，将大规模住宅群分段成规定的单位，然后设置各个分布式服务器，并且发现并控制各分段后集群中按户存在的UPnP设备；它包括家庭网络中的各个UPnP设备将自己的描述信息内的地址信息变更为域名，然后传送给相关分布式服务器的阶段。
本发明提供了灵活使用公寓群服务器并且适用于公寓网络的新型UPnP设备发现结构，以此来达到相对于IP分段结构独立地完成UPnP设备发现的效果。
申请人：乐金电子(昆山)电脑有限公司
地址：215334 江苏省昆山市前进东路88号
国籍：CN
代理机构：北京金信立方知识产权代理有限公司
代理人：南霆
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[精品文档]UPnP模块研究报告
![[精品文档]UPnP模块研究报告](https://img.taocdn.com/s3/m/c265297f7f21af45b307e87101f69e314332fa68.png)
UPnP模块研究报告1. 前言 (3)1.1 关于本文档 (3)1.2 背景知识 (3)1.2.1 关于UPnP (3)1.2.2 关于UPnP IGD (3)1.3 术语 (4)2. UPnP模块介绍 (4)3. 关于MiniUPnP开源组件 (5)3.1 MiniUPnP开源组件介绍 (5)3.2 MiniUPnP开源组件编译及安装 (6)4. miniupnpd程序使用 (6)4.1 关于miniupnpd程序 (6)4.2 miniupnpd.conf命令参数说明 (7)4.3 UPnP程序使用实例 (8)5. UPnP IGD模块使用场景 (8)HistoryDate Version Changes 2011-12-22 Draft A 完成第一稿1. 前言1.1 关于本文档本文重点描述的是UPnP的IGD方案在实际环境中的应用情况。
通过对MiniUPnP开源组件的实际应用，使读者全面了解UPnP的功能和作用。
通过对MiniUPnP应用中报文的描述，使读者充分了解UPnP使用的协议和端口，方面了系统的维护。
1.2 背景知识1.2.1 关于UPnPUPnP(Universal Plug and Play)是1999年微软公司推出的一套家庭网络规范。
已经在2007年成为ISO标准。
由非盈利论坛组织UPnP™ Forum负责体系架构和标准的维护和更新升级。
世界范围内宣称支持它的组织已经达到八百多家。
它是针对智能家电、无线设备以及各种外观尺寸的个人电脑的普遍对等Internet网络连接而设计的一种架构，目标是使家庭网络(数据共享、通信)和公司网络中的各种设备能够相互无缝连接，并简化相关网络的实现。
1.2.2 关于UPnP IGDUPnP IGD(Internet Gateway Device)是由UPnP IGD工作委员会定制的一种特殊的UPnP 设备，完全遵照UPnP设备架构定义，并结合了一系列UPnP IGD控制协议文档。
UPnP在数字家庭中的应用研究的开题报告
UPnP在数字家庭中的应用研究的开题报告
一、选题背景
随着数字技术的不断进步和人们生活水平的提高，数字家庭已经成为人们生活的重要组成部分，数字家庭设备也越来越丰富，家庭网络环境也越来越复杂。
在这种情况下，UPnP（通用即插即用协议）作为一种新型的网络通信协议，能够为数字家庭中的设备之间互联互通提供更加便利和快速的功能。
因此，通过对UPnP在数字家庭中的应用进行研究，可以为数字家庭的网络环境搭建和设备互联互通提供更加有效的方案和技术支持。
二、研究目的
本研究旨在探讨UPnP在数字家庭中的应用，分析其各种应用场景，并探讨其在数字家庭中的实际应用价值和要点技术。
三、研究内容
1. UPnP的基本概念和工作原理分析；
2. UPnP在数字家庭中的应用场景分析；
3. UPnP在数字家庭中的实现方式和具体应用案例研究；
4. UPnP在数字家庭中实现设备互联互通的技术要点分析。
四、研究方法
本研究采用文献资料与案例分析相结合的研究方法，通过搜集和分析相关的文献资料和数字家庭中的UPnP应用案例，深入探讨UPnP在数字家庭中的应用技术与实现方法，分析UPnP的优势和不足之处以及可行性。
五、预期成果
通过本研究对UPnP在数字家庭中应用的深入探讨，可以为数字家庭网络环境的搭建和设备互联互通提供更加有效的方案和技术支持，并为UPnP的进一步发展提供参考和借鉴。
基于 UPnP 的网络化制造系统研究
基于UPnP的网络化制造系统研究谭大鹏*, 李培玉, 潘晓弘(浙江大学机械与能源工程学院，浙江杭州 310027)摘要：针对当前基于Server/Client制造系统网络技术中存在的协同性差、缺少动态配置支持等问题，提出了一种基于新一代网络中间件UPnP(通用即插即用)的智能化制造网络系统实现方法。
在对现代制造网络系统的构造特点与基本需求进行分析的基础上，建立了面向制造自动化的网络系统模型，并以UPnP技术为核心设计实现了系统网络构架。
利用UPnP内部通信接口，建立设备管理标准与网络通信协议，并通过其服务调用机制，实现制造网络系统的智能化管理。
结合嵌入式系统技术，开发了实时数据采集节点、监控中心节点与数据中心节点，为系统提供有力的实时数据支持。
工业现场实验证明：该系统能够实现制造网络各控制节点的自主识别、无缝链接等自适应功能。
关键词：网络制造；UPnP；自适应；嵌入式中图分类号：TP273 文献标识码：AResearch of Networked Manufacturing System Based on UPnPTAN Da-peng*, LI Pei-yu, PAN Xiao-hong(School of Mechanical and Energy Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)Abstract: Aiming at the problems of networked manufacturing system (NMS) based on Server/Client pattern such as poor cooperation ability, feeble dynamic configuration support etc, a kind of intelligent NMS realization method based on new generation network middleware- universal plug and play (UPnP) was brought forward. According to the construction characteristic and fundamental requirement of modern NMS, network system model oriented to automatic manufacture was established, and the network architecture designed and realized around UPnP technology. Referring to standard communication protocol and application program interface of UPnP, device management criterion and data transform protocol were constituted, and the intelligent management for NMS was realized using UPnP service-calling mechanism. Combined embedded system technology, real-time data collection node, monitoring center node and data storage server were designed, and that supplies powerful real-time data support for NMS. Industry experiments proved that this system can realize self-recognition, seamless linkage and other self-adapting abilities.Keywords: Networked manufacture; UPnP; self-adapting; embedded system0 引言网络化制造以柔性化、敏捷化为基本特征。
基于UPnP的家庭网络照明设备的设计
作者： 李振 况莉莉 衡友跃
作者机构： 淮北职业技术学院计算机科学技术系,安徽淮北235000
出版物刊名： 淮北职业技术学院学报
页码： 83-84页
年卷期： 2012年 第3期
主题词： UPnP 家庭网络 light设备
摘要：由于越来越多的嵌入式设备的出现和家庭网络的发展,实现家庭网络中的各种嵌入式设备互联互通已经成为人们的迫切需求。
微软提出的UPnP技术最有发展前途,是当今各国研究的热点。
首先介绍了UPnP的基础知识,接着分析了UPnP的基本组件及工作流程。
然后,以light 控制点和light设备的开发为例,给出了如何实现UPnP设备和控制点的设计开发技术。
基于UPnP的家庭网络QoS研究与实现的开题报告
基于UPnP的家庭网络QoS研究与实现的开题报告一、研究背景随着家庭网络带宽的不断增加和智能家居设备的普及，越来越多的家庭开始使用多个设备连接网络，例如电视机、电脑、智能手机等。
这些设备在同时使用时，可能会导致网络拥塞和网络质量下降，影响用户的网络体验。
因此，实现家庭网络的QoS（Quality of Service）变得越来越重要。
UPnP（Universal Plug and Play）是一种无需手动配置的网际协议，旨在通过自动发现和配置在家庭网络中的设备，提供点对点连接的基础设施。
UPnP协议在家庭网络中被广泛应用，因此本文将基于UPnP协议进行家庭网络的QoS研究。
二、研究目的本研究旨在基于UPnP协议，研究和实现家庭网络的QoS。
具体目的如下：1.分析家庭网络中的QoS需求，设计合适的QoS策略。
2.研究UPnP协议的架构和功能，探究UPnP协议的QoS实现方式。
3.基于UPnP协议，设计并实现家庭网络的QoS模块。
4.通过实验验证所提出的QoS策略和模块的有效性和可行性。
三、研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1.分析家庭网络中的QoS需求。
首先需要了解家庭网络中的各种应用和服务，分析它们对网络质量的要求，进而设计合适的QoS策略。
2.研究UPnP协议的架构和功能。
UPnP协议提供了自动发现和连接设备的能力，这是实现家庭网络QoS的基础。
因此，需要深入研究UPnP 协议的内部结构和功能。
3.探究UPnP协议的QoS实现方式。
在了解UPnP协议的基础上，需要研究UPnP协议的QoS实现方式，包括使用UPnP协议进行带宽管理、延迟控制、服务质量管理等。
4.基于UPnP协议，设计并实现家庭网络的QoS模块。
在前几个步骤的基础上，设计合适的QoS模块，并通过UPnP协议实现QoS功能。
5.实验验证。
通过实验验证所提出的QoS策略和模块的有效性和可行性，评估实现效果和性能。
四、研究计划和进度安排本研究计划分为以下几个阶段：1.文献调研和相关技术的学习，预计2周完成。
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基于UPnP的网络化制造系统研究谭大鹏*, 李培玉, 潘晓弘(浙江大学机械与能源工程学院，浙江杭州 310027)摘要：针对当前基于Server/Client制造系统网络技术中存在的协同性差、缺少动态配置支持等问题，提出了一种基于新一代网络中间件UPnP(通用即插即用)的智能化制造网络系统实现方法。
在对现代制造网络系统的构造特点与基本需求进行分析的基础上，建立了面向制造自动化的网络系统模型，并以UPnP技术为核心设计实现了系统网络构架。
利用UPnP内部通信接口，建立设备管理标准与网络通信协议，并通过其服务调用机制，实现制造网络系统的智能化管理。
结合嵌入式系统技术，开发了实时数据采集节点、监控中心节点与数据中心节点，为系统提供有力的实时数据支持。
工业现场实验证明：该系统能够实现制造网络各控制节点的自主识别、无缝链接等自适应功能。
关键词：网络制造；UPnP；自适应；嵌入式中图分类号：TP273 文献标识码：AResearch of Networked Manufacturing System Based on UPnPTAN Da-peng*, LI Pei-yu, PAN Xiao-hong(School of Mechanical and Energy Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China)Abstract: Aiming at the problems of networked manufacturing system (NMS) based on Server/Client pattern such as poor cooperation ability, feeble dynamic configuration support etc, a kind of intelligent NMS realization method based on new generation network middleware- universal plug and play (UPnP) was brought forward. According to the construction characteristic and fundamental requirement of modern NMS, network system model oriented to automatic manufacture was established, and the network architecture designed and realized around UPnP technology. Referring to standard communication protocol and application program interface of UPnP, device management criterion and data transform protocol were constituted, and the intelligent management for NMS was realized using UPnP service-calling mechanism. Combined embedded system technology, real-time data collection node, monitoring center node and data storage server were designed, and that supplies powerful real-time data support for NMS. Industry experiments proved that this system can realize self-recognition, seamless linkage and other self-adapting abilities.Keywords: Networked manufacture; UPnP; self-adapting; embedded system0 引言网络化制造以柔性化、敏捷化为基本特征。
柔性化与敏捷化意味着系统必须具有动态易变性，能通过快速重组，快速响应市场需求的变化[1-2]。
传统的网络化制造系统是基于服务器/客户机(Server 收稿日期：2007-5-10；Received 10 May. 2007.基金项目：国家863重大软件专项资助项目(2002AA1Z2308，2004AA1Z2060)。
Foundation Item: Project supported by 863 national high technology program, China (No. 2002AA1Z2308, 2004AA1Z2060).作者简介：谭大鹏*(1980-)，男，山东淄博人，浙江大学机械与能源工程学院博士研究生，主要从事工业网络、嵌入式系统工程等方面的研究。
E-mail: tandapeng@。
/Client)架构的，由于网络构架的自身特点以及实IP地址的限制，它不能够对网络架构的变化提供足够的动态支持。
如果网络架构发生变化，会带来大量的繁重的配置任务，使网络的响应速度受到很大影响。
因此开发一种配置简单，具备良好通用性与自适应能力的智能化网络制造系统非常有必要。
针对以上问题，本文提出了一种基于UPnP的智能网络化制造系统实现方案，以UPnP为核心构建制造网络模型与相关协议，利用嵌入式系统技术设计实现了网络组成节点，并结合现场工业需求完成了相关应用实例。
1 UPnP与制造网络1.1 UPnP技术概述UPnP是微软推出的新一代网络中间件技术，由设备点(Device Point)、控制点(Control Point)、服务(Service)三个基本单元组成，其基本构架如图1所示。
控制端是指设备的控制者；设备是被控制者，包含着它所提供的特定服务；服务是逻辑功能单元，也是最小的控制单元，它接受控制点的命令，并用状态变量模拟物理设备的实际状态[3]。
UPnP支持零配置、自主连网等自适应功能，可以实现网络节点之间的对等连网。
具备该技术的节点以进入到网络中之后，可以自动彼此连接，无需用户的参与和使用中央服务器。
UPnP规范基于标准Internet协议，可以通过委托代理或者UPnP桥适应于非IP环境。
它使用公共协议来实现设备间的互操作，这就是它被称作“通用”的原因所在。
这一特点可以有效的解决工业网络专用性的协议壁垒，实现不同设备以及网络之间的光滑、无缝链接[4]-[5]。
图1 UPnP网络构架基本组成1.2 UPnP制造网络鉴于UPnP技术在网络自适应管理等方面的优势，因此本文将其引入到网络化制造系统中来，实现制造网络中各节点的自动识别、自主联网。
基于UPnP的网络化制造系统具备以下优势：1)支持网络架构的动态变化，完成任意节点的进入/移出的自动配置。
由于网络中间件的支持，系统简化了因网络拓扑结构的变化而带来的注册、配置等工作，节约了设备运行成本。
2)支持制造网络的动态参数配置。
现代制造企业生产现场的设备种类繁多，功能各异，需要监控的内容和部位也不尽相同。
为了解析各种设备的不同格式的控制信息数据包，本文引入了参数配置表(PCT)概念。
一份PCT和一种格式的控制信息数据包相对应，系统根据PCT来解析信息数据包。
系统提供一种PCT动态传输机制，使得任何需要解析数据包的节点都可以事先获得该数据包的正确配置，而无需手动对每一个节点进行设置[6]。
2 UPnP制造网络模型与服务2.1 系统网络模型基于UPnP的网络构架不仅拥有基于Web架构的目标设备网络化的优点，而且还支持网络的动态配置与自动识别，大大简化了大型工业现场的众多生产设备及其监测仪器的联网与访问[7]。
图2是UPnP制造网络物理构架模型。
制造企业内部通过高速主干以太网，将监控中心、网络中心、制造车间等企业职能部门连接在一起。
UPnP作为通用的网络中间件服务，存在于每个网络节点之中，覆盖整个企业网络，形成UPnP服务区。
UPnP位于Server/Client网络构架之上，屏蔽底层网络节点的异构问题，提供统一的数据访问接口与通信协议，完成对制造企业计算机资源以及网络通信的管理工作。
图2 基于UPnP的制造网络构架模型2.2 系统网络服务企业监控中心的各个控制点能够通过UPnP服务实时发现UPnP服务区中的任何网络节点，如其它控制点、网络中心的各个服务器、制造车间的加工中心与数控机床等生产设备，并可定制相应服务，对其进行管理与控制。
系统提供无线网络支持，具有UPnP服务的无线巡检控制点可以随时进入UPnP服务区，自动获得IP地址以及完成其它网络配置以后，就可以实现对周围设备与仪器仪表的控制与监测，这种移动、灵活的监控方式将给企业制造车间的现场管理带来很大便利。
而服务区中的任一网络节点可以自由移出，其IP地址将会自动撤销，相应网络标识资源以及它所提供的服务也将在控制点列表中自动“消失”。
网络中心的数据服务器作为一个特殊的网络节点，承担着UPnP 数据服务中心(DSC)的作用。
DSC存储各类注册设备的PCT记录，并提供查询服务，为UPnP对各类设备的识别提供支持。
另外，生产过程中所涉及的大量控制信息与数据将会根据PCT存储在DSC 的相应位置，构成制造网络主题数据库，提供针对某一设备的历史数据回放以及对比监控服务。
3 系统软件构架设计3.1系统层次结构根据对网络模型构架以及服务需求的相关分析，按照所承担任务的不同，本文将UPnP制造网络系统可以分为三个逻辑层次：系统层、UPnP中间件层、应用层。
系统层包括支撑整个制造网络的底层硬件(物理网络设备、嵌入式处理器以及其它外围器件)、操作系统(Windows、RT-Linux)和基础协议(UDP、TCP/IP)，直接面对控制对象，完成底层控制信息与数据的交互。
UPnP中间件层实现对底层系统异构的屏蔽，为上层应用提供统一服务接口，完成各类控制信息的上传与下达，为整个系统的核心。
它在系统层的支持下，为应用层提供了面向服务的网络功能。
在这一层，数据、控制信息的交互，通过服务调用的方式来触发，应用层只需激发调用UPnP封装的服务动作接口，提供相应的参数，就可以方便安全地得到相应的数据返回或实现预想的控制操作[8]。
应用层直接面向现实要求，实现了网络化制造系统的功能需求，包括生产任务下达、设备监控、数据显示、数据库服务以及这些功能相应的图形用户接口(GUI)模块，系统的层次如图3所示。