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泛在网多层协议框架研究及应用

作　者: 李柏锋
导　师: 陆以勤
学　校: 华南理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 泛在网自动界面生成网络用具 SIP协议扩展远程控制
分类号: TN915.04
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

泛在网(Ubiquitous Network)是指覆盖到个人和物体、可以实现随时随地、任何人或物之间的通信网络,可以认为是互联网的延伸。随着经济发展和社会信息化水平的日益提高,构建泛在网络社会,带动信息产业的整体发展,已经成为一些发达国家和城市追求的目标。泛在网的接入层,包括汽车网络、家庭网络、传感器网络等,实际上,这些接入网络的技术在不断融合,其原理也是类似的。从泛在网的应用看,与人们日常生活息息相关的便是智能家居、信息家电的内容,因此,本文的研究,以家庭网络为出发点,旨在当前的泛在网发展条件下,根据我国实际的多数设备还未进入网络化阶段,研究网络用具的控制协议,实现诸如普通家电等设备的网络应用。由于这类技术属于泛在网的通用技术,也可应用于汽车网络、传感器网络中。本文进行了如下的工作:本文就泛在网的组织结构还有在家庭网络中的互联技术进行了研究,并结合家电应用中的特点,进行了如下的研究工作。对SIP协议进行了研究,并根据其未来的应用进行了SIP的P2P扩展研究;接着介绍基于SIP的视频监控模块的实现,对其中的V4L编程接口、视频压缩技术、流媒体传输的数据分包进行了详细分析,对视频监控模块分视频服务器和视频客户端部分进行了模块上的设计描述,给出了类对象设计和工作流程图;紧接着对远程网络用具控制的界面自动生成进行研究,介绍界面自动生成技术,对比了现有家电控制协议的技术,在此基础上进行了网络用具控制自动界面生成软件的设计,分别层次结构与线程设计上描述了控制节点的软件实现,从模块结构组成与工作流程描述网络用具的软件实现。最后搭建成一个泛在网下的数字家庭应用,此系统中的控制节点可以根据网络用具的信息自动生成控制界面,并对其进行远程控制,同时通过视频监控返回实时操作结果。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
第一章绪论  12-16
  1.1 引言  12
  1.2 国内外研究现况及发展趋势  12-14
    1.2.1 各国的泛在网计划  12-13
    1.2.2 泛在网中的应用层网络技术规范  13-14
  1.3 本文的主要工作  14
  1.4 论文章节安排  14-15
  1.5 课题研究成果  15-16
第二章泛在网的组织架构与其在家庭中的互联技术  16-21
  2.1 泛在网概述  16
  2.2 泛在网的体系架构  16-17
    2.2.1 泛在网中的应用层  16-17
    2.2.2 泛在网中的网络层  17
    2.2.3 泛在网的感知/延伸层  17
  2.3 泛在网在家庭中的互联技术  17-19
    2.3.1 泛在网中的家庭接入网  18
    2.3.2 泛在网的高层互联技术  18-19
  2.4 本文内容在泛在网中的对应部分  19-21
    2.4.1 泛在网下的网络用具  19-20
    2.4.2 本文的内容在泛在网中的层次  20-21
第三章 SIP 协议及其P2P 扩展的研究  21-34
  3.1 SIP 协议与P2P 协议  21-27
    3.1.1 SIP 协议  21-26
    3.1.2 P2P 协议  26-27
  3.2 SIP 与P2P 协议的结合  27-32
    3.2.1 P2P 覆盖网架构  27
    3.2.2 利用SIP 协议的P2P 会话过程  27-32
  3.3 SIP 扩展P2P 的应用  32-33
  3.4 本章小结  33-34
第四章基于SIP 的视频处理及嵌入式实现  34-53
  4.1 编程接口V4L  34-36
  4.2 图像数据包的传输设计  36-38
    4.2.1 流媒体的概念  36
    4.2.2 RTP 实时传输协议  36-38
    4.2.3 视频数据包的流传输分析  38
  4.3 视频压缩技术与 Xvid 库  38-42
    4.3.1 MPEG-4 视频编码技术  38-39
    4.3.2 MPEG-4 的分层描述语法结构  39-41
    4.3.3 MPEG-4 视频编码的关键技术VOP 编码  41-42
    4.3.4 Xvid 开源库  42
  4.4 程序模块的实现  42-51
    4.4.1 视频程序的总体架构  42-44
    4.4.2 视频服务器设计  44-47
    4.4.3 视频客户端设计  47-51
  4.5 压缩率与带宽的计算  51-52
  4.6 本章小结  52-53
第五章网络用具控制界面自动生成技术与实现  53-71
  5.1 界面自动生成技术  53-56
    5.1.1 用户界面的定义  53
    5.1.2 现有界面自动生成技术  53-55
    5.1.3 FLTK 界面引擎  55-56
  5.2 面向网络用具的自动界面生成控制协议  56-62
    5.2.1 现有家电协议及其中的网络控制界面生成技术  56-58
    5.2.2 适应界面自动生成的网络用具控制协议  58
    5.2.3 控制界面生成的描述模型  58-60
    5.2.4 控制协议  60-62
  5.3 控制节点的设计  62-66
    5.3.1 层次结构  62-64
    5.3.2 线程设计  64-65
    5.3.3 控制点处理控制协议的流程  65-66
  5.4 网络用具节点的设计  66-70
    5.4.1 网络用具的结构  66-67
    5.4.2 网络用具上的TCP 协议栈的实现  67-69
    5.4.3 网络用具处理控制协议的流程  69-70
  5.5 本章小结  70-71
第六章泛在网数字家庭应用测试  71-76
  6.1 泛在网下家庭网络用具控制测试系统  71-72
  6.2 利用自动生成界面程序控制网络用具  72-74
  6.3 远程电脑对家庭网络用具的控制  74-75
  6.4 本章小结  75-76
总结和展望  76-78
参考文献  78-82
攻读硕士学位期间取得的研究成果  82-83
致谢  83-84
附件  84

泛在网多层协议框架研究及应用

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