CN1188986C - 桥接多个家庭网络软件体系结构 - Google Patents

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Abstract

不同软件体系结构的家庭网络彼此相互结合。第一个网络上的设备和服务的软件表示的引用是自动产生的。该引用在语义上，足以能够自动生成第二个网络的至少在功能上部分等效的软件表示，以便可使第一个网络的设备和功能能够被第二个网络访问。

Description

桥接多个家庭网络软件体系结构
发明领域
本发明涉及可能连接不同软件体系结构的网络的系统和方法，如一个HAVi家庭网络和一个基于Home API和基于JINI的家庭网络能够协同操作。
技术背景
家庭网络和相关的软件体系结构，如太阳微系统公司的JINI(http：//www.sun.com/jini)，微软的HAVi(http：//www.havi.org)，Home API( http：//www.upnp.org)，Univerasl-Plug-and-Play(UpnP)(http：//www.upnp.org)，对应用程序开发者，装置制造者和功能提供者来讲都是可利用的。
HAVi软件体系结构
HAVi涉及家庭网络中的数字消费电子设备的API(应用编程接口)核心，以便为音频/视频电子技术和多媒体工业提供一个标准。一个API规定生成一个操作系统或应用程序请求所需的方法。家庭网络被认为是一个分布的计算平台。该标准的基本目的，被称作HAVi(本地音频/视频协同操作性)体系结构，是保证不同卖方的产品可以配合操作，即协同操作来执行应用任务。当前的CE设备，如家庭娱乐设备(DVD播放机，DV摄像机，数码电视机等)都是数字处理和数字存储系统。在网络中连接这些设备可以共享处理和存储系统。这样允许同时协同几个CE设备的控制，比如可以简化用户的间的相互影响。例如，第一个设备可以例示第二个设备上的记录，而同时访问第三个设备上的一个EPG(电子程序指导)。家庭网络提供了连接CE设备的结构。它允许连接的设备相互交换控制(一个设备向另一个设备发送指令)和AV(音频/视频)数据(一个设备向另一个设备发送一个音频和视频流)。为了实现这一完整过程，网络必须满足几个要求。它必须支持及时的高数据率的AV流的传递。网络必须支持自我配置，自我管理和热即插即用。必须有低耗的布线和接口。
HAVi软件体系结构是基于Java和与平台无关的。HAVi采用IEEE1394高性能串行总线协议进行连接到网络上的设备间的控制和内容的传输。IEEE1394标准是一个可动态配置的，低耗的数字网络。IEEE1394既定义了一个底板物理层，也定义了一个点到点的电缆连接的虚拟的总线实现方法。底板方式运行在12.5，25或50兆字节/秒。电缆方式支持100，200和500兆字节/秒的数据率。该标准规定了媒体，拓扑和协议。因其高数据率，IEEE1394传输协议对于支持音频和视频通讯协议是特别有效的。
HAVi结构通过CE设备的抽象表示来控制网络中的CE设备。这种抽象表示是通过一个控制器来操作的，并隐藏了相关的真正的CE设备的特征。这样抽象表示为更高水平的软件提供了一个统一的接口。利用能够反映其所代表的设备特征的抽象表示的控制特征来对抽象表示进行注册。抽象表示向应用程序展现其配合动作性API，并共同形成一组构造家庭网络上的活动的，分布的应用程序的功能。
该结构允许家庭网络中的一个设备向另一个设备发送一条指令或控制信息。一个依从于HAVi的设备包括涉及用户接口(如GUI)的数据(上面的抽象表示，称为设备控制模块或DCM，参见后面的介绍)和其控制能力。例如，数据包括可以上载并由网络上其它设备执行的HAVi字节码(Java)。一个依从于HAVi的设备最少要有充分的与系统的其它设备通讯的功能。在相互作用时，设备可以以对等的形式交换控制和数据。这样保证了在通讯水平上，没有哪个设备被要求充当系统的主导或控制器。另一方面，在基本对等的通讯模型中允许有一个逻辑的主导或控制器。HAVi如后面解释那样，HAVi区分控制器与被控制的设备。一个控制器是一个充当被控设备的主机的设备。一个控制器作为被控设备抽象表示的宿主。通过抽象表示的API来展现控制界面。这种API是控制设备的程序的入口点。
依从于HAVi的CE设备有如下分类：完全AV设备(FAV)，中级AV设备(IAV)和基本AV设备(BAV)。
一个FAV包括一组完整的HAVi软件体系结构的软件组件(参见后面介绍)。其特征是它有一个HAVi字节码的运行时间环境。这使得一个FAV可以从其它的设备上载字节码，比如提供增强的设备控制能力。一个FAV可以由诸如依从于HAVi的机顶盒，依从于HAVi的数字电视接收机和家用PC来构成。例如一台智能电视接收机可以是连接到网络上的其它设备的HAVi控制器。接收机获得从其它设备中上载的字节码，用于产生该设备的用户界面和提供该设备的外部控制。可以产生一个代表该设备的图标显示在电视屏幕上，具有图标的用户交互作用可以使得控制程序单元以指定的方式操纵图标所表示的设备。
一个IAV不能为HAVi字节码提供一个运行时间环境，但可以为家庭网络上的指定设备提供一个本地支持。一个IAV包含嵌入的软件单元，提供一个用于控制指定设备的一般功能的界面。这些软件单元不需要是HAVi字节码，可以当作IAV上使用本地界面来访问其它设备的本地应用程序来执行。
一个BAV可以提供可上载的HAVi字节码，但不能起到任何HAVi结构的软件单元的主机的作用。借助于以前上载的字节码，一个BAV可以通过一个的FAV来控制。利用本地代码，一个BAV可以通过一个IAV来控制。FAV或IAV与BAV之间的通讯需要HAVi字节码与BAV所用的指令协议之间的往复转化。
下面列出的是HAVi结构的核心标准中所包括的主要软件单元。关于这些软件的详细解释，请见HAVi标准。
1)1394通讯媒体管理器(CMM)-充当一个其它软件单元与IEEE1394之间的接口。
2)事件管理器(EM)-向不同的软件单元通知网络中的事件，如当装置(设备)被加入或移出网络时所产生的网络配置变化等。
3)注册表-维护关于连接到网络上的设备的信息以及这些设备提供的功能。应用程序可以从注册中获得这一信息。
4)消息系统(MS)-用作一个便于网上不同设备软件单元之间的通讯的API。通信系统提供具有通讯设施的HAVi软件系统。它独立于网络和传输层面。一个消息系统嵌入到任意的FAV和IAV中。通信系统负责为FAV或IAV中的抽象表示分配标识符。这些标识符最初被抽象表示用于在FAV或IAV中的注册。然后被抽象表示用于在家庭网络中进行的相互识别。当一个最初的抽象表示需要向另一个抽象表示发送一个消息时，必须用后者的标识符来调用消息API。
5)设备控制模块(DCM)-表示网络上的一个设备。应用程序可以与一个DCM直接相互作用。这样应用程序不受每个单独设备的特性的影响。
6)DCM管理器-安装DCM。它自动反应，通过为新设备安装新的DCM来改变网络。
7)数据驱动交互(DDI)控制器-在设备显示上为一个HAVi软件单元提供一个GUI(图形用户界面)。它支持宽范围的显示，从图形显示到仅有文本显示。一个DCM可以提供一个用户界面(UI)。DCM可以呈现给用户界面一个或多个具有显示的网络上的设备。一个实现机理是所谓的DDI(数字驱动交互)。利用这一机理，一个DCM可以提供一个其用户界面的DDI描述。该描述可以被任意的具有显示的HAVi设备接收。用户可以通过本地的显示与用户界面相互作用。一个用户的相互作用使得消息被发送到相关的DCM，来控制DCM所代表的具体设备。
8)流管理器(SMGR)-在两个或多个网络设备间建立连接和发送实时AV流。
HAVi结构指定至少两个互操作性的级别，称为级别1和级别2。
互操作性级别1声明了允许已有设备在一个基本功能级别上进行通讯的一般要求。为此，互操作性级别1规定和使用能使一个设备与另一个设备通讯的一组通用的控制消息(指令)，以及一般应该从给定类型(TV，VCR，DVD播放机等等)的设备中获取的一组事件消息。为支持这一方法，需要一套基本的机理：设备发现；通讯；和一个HAVi消息集。
关于设备发现：家庭网络中的每个设备需要一个明确定义的方法，该方法允许设备将其性能告知其它设备。HAVi方法是利用所谓的SDD数据：自述数据。网络上的所有设备都要求有SDD数据。SDD数据包括可以被其它设备存取的设备的信息。SDD设备至少要包括足够的信息，容许例示所谓的嵌入设备控制模块(嵌入DCM)。一个嵌入DCM是预安装在平台代码中的控制IAV或FAV的一段代码，利用本地接口来访问IAV或FAV资源。如上面所提到的，一个装置的DCM是一个软件单元，提供一个控制装置一般功能的接口。一个嵌入DCM的例示使设备性能注册到记录中。注册表提供了一项目录服务，使得网络上的一个对象可以查找到其它对象的位置。注册表允许应用程序推断出可以发送到网络中特定设备的基本指令消息集。
关于通讯：一旦一个应用程序确定了一个装置的性能，则要能够对这些性能进行访问。这就要求一个通用的通讯设施，允许应用程序对设备发出请求。该功能由HAVi消息系统和DCM来提供。应用程序向DCM发送HAVi消息，然后DCM与设备进行独有的通讯。
关于HAVi消息集：为了支持互操作性级别1，要求一个明确定义的消息集，该消息级必须被一个特定的已知类型的所有设备(例如：电视接收机类型，VCR类型，DVD播放机类型等等)支持。这样保证了一个设备能同已有的设备以及将来的设备一同工作，而不用关心设备的制造者。
这三个基本要求支持某一个最小级别的互操作性。由于一个设备可以通过注册表记录来询问另一个设备的性能，可以确定由另一个设备支持的消息集。由于应用程序可以对通信系统进行访问，一个设备可以同另一个设备相互作用。
互操作性级别1保证了设备在一个基本功能级别上的相互操作。然而要允许设备还能够与其它的具有没有呈现在嵌入FAV上DCM中的附加性能的设备进行通讯，需要更进一步的机理。例如，嵌入DCM可能不支持现有产品的所有特性，也不一定支持将来产品类型的那些全新的特性。互操作性级别2提供了这样的机理。为实现这一要求，HAVi结构允许用可上载的DCM替代上述的嵌入DCM。上载的DCM可以替换FAV上的现存的DCM。可上载的DCM可由任何相配的源来提供，但要用适当的技术将可上载的DCM置于BAV设备的HAVi SDD数据中，当BAV是连接于家庭网络上时，再从BAV上载到FAV设备。因为HAVi结构是中立于卖方的，这就需要上载的DCM能在各种具有潜在不同硬件结构的设备上工作。为达到这一要求，上载的DCM用HAVi(Java)字节码来实现。FAV设备上的HAVi字节码运行时间环境支持上载DCM的例示和运行。一旦产生并运行于一个FAV设备中，DCM以一种与上述描述相同的方式与BAV进行通讯。
当考虑访问一个特定设备功能所需的资源时，互操作性级别2的效果是很明显的。级别2允许通过一个上载的可表现出设备提供的所有性能的DCM来控制一个设备，但可以实现类似级别1的功能，该DCM要嵌入到网络的某处。例如，当一个新的设备加入到网络中时，级别1要求至少一个其它的设备包含一个与新设备兼容的嵌入DCM。相比之下，级别2仅要求一个设备提供一个从新设备上载的DCM的运行时间环境。
上载和执行字节码的原理也提供了特定设备应用程序的可能性，称为设备控制应用程序(Device Control Applications)。通过这些应用程序，一个设备制造者可以提供用户一种控制一个设备的特定性能的方法，而不需为HAVi中的所有性能制定标准。这种应用程序通过一个HAVi字节码中的DCM来提供，并且可以通过网络中的每个设备上载和安装。
有关HAVi标准和IEEE1394标准的更多的信息的参考，可以从公共域中获取。作为参考，HAVi的核心标准可从诸如网址为http：//www.sv.philips.com/news/press的网页中获得。
家庭API结构
一个家庭API系统包括软件服务程序和应用编程接口(API)，允许运行于PC上的软件应用程序发现并相互作用于已注册到系统的可控的设备。本地环境可以包括诸如TV，VCR，机顶盒，家用保险系统，照明等设备。家庭API不受协议约束，并隐藏了底层网络以及透明于软件应用程序的设备间通讯协议的差别。在应用程序访问一个设备过程中，该方法是统一的并独立于用于与设备通讯的底层协议。
软件应用程序通过设定和获取用来代表那些设备的软件对象的特性，与设备相互作用。应用程序也可以预订包括设备特性变化的事件，以便在得知这些变化。
家庭API体系结构包括称为功能提供的组件。这些组件是用于底层设备和网络，用来将软件对象上的高级操作翻译为发送给网络上的相关设备的指令。功能提供执行家庭API软件对象。也负责产生与功能提供相关的对象特性变化事件。
更详细地，家庭API使用了基于微软的组件目标模型(COM/DCOM)技术的计算模块。更多的信息可参考诸如微软的1995年10月的组件对象模块标准版本0.9。COM是面向对象的。一个对象具有一些特性，体现一个展示给软件应用程序的相关电子设备的控制功能。外部时间引起的对象状态变化被传递给软件应用程序。应用程序通过改变和设定这些特性来管理对象。当应用程序修改了一个与某个物理设备相关的对象特性时，向该相关设备发送一条指令。
COM是一个通用的机制，允许应用程序以一贯的方式进行通讯，是一个开发和支持程序组件模块的框架。它提供了与CORBA(公共对象请求代理程序体系结构)定义的性能相类似的性能，以及网络中分布对象配合操作的框架。OLE(对象连接和嵌入)为那些在其显示中可见的复合文件提供服务，COM提供接口协商的底层服务和事件服务(另一个对象中发生的事件导致的一个对象加入服务过程)。在执行过程中，客户程序被模型化为OLE自动操作对象(抽象表示)，利用其特性体现信号状态变化的控制和事件。OLE自动操作是一项允许插入脚本和后期客户绑定到服务器的COM技术。OLE自动操作通过调用由程序设定的可以被外部应用使用的特性(指令和询问)提供与其它程序的通讯。在使用一个对象前，一个客户应用程序首先要获得对象的接口指针。接口指针可以通过网络目录利用对象名称绑定或设备枚举来获得。可以对标记绑定使用标准的COM API。可以利用一个指定所需设备的名称或标识的字符串调用GetObject或CoGetObject获得对象的索引。然后应用程序可以通过Aset特性，调用适当的特性，来设定和检索对象的特性，对对象实施管理。当一个应用程序设定或修改与一个设备相关的对象特性时，特性设定操作和修改操作被转换为一条指令，通过网络发送给相应的设备。对象可以有不同的执行方式，但对运行在控制器，例如基于Windows的操作系统而言的PC中的客户应用程序而言，对象表现为相似的基于特性的模型。
JINI结构
JINI简化了网络上的设备互联和共享。在常规的系统中，加入一个设备到PC或网络需要安装和启动。在JINI中，设备声明其存在并提供关于其功能的信息。由此，设备可以被网络上的其它资源访问。该项技术能够实现分布的计算：被网上资源共享的性能。
JINI主要是向网络中添加设备和向其它机器传播设备的信息的过程。在这种方式中，JINI提供一项“查找”功能，允许其它机器上的应用程序使用新添加的设备。JINI方法假设网络和操作系统已经配置好，使得每台计算机都能分辨其它的计算机。JINI的功能产生于网络之上的一个层面。例如，它不能解决连接，断开，重连的网络自动配置问题。它假定网络是向上的或向下独立于JINI。JINI调节网络提供的功能来实现其功能。
特别是，JINI建立基础结构网，提供执行Java编程语言对象的资源，这些对象间的通讯设施，以及发现和开发网络服务的能力。通过使用Java远程方法调用(RMITM)，JINI提供了跨越设备的对象间的通讯，使得这些设备能够一同工作。RMI能够激活对象和使用多点传播联系复制的对象，提供高效性和高可靠性，对象在JINI框架中很容易实现。RMI是传统远程过程调用机理的扩展。RMI不仅允许数据在网络中从对象传递给对象，而且允许包括代码的完全对象。JINI系统的简单性主要在于能够在网络中以封装对象的形式移动数据。JINI提供一个查询功能，允许发现通讯底层结构连接的功能。JINI进一步提供一种机理，被称为发现/加入，使JINI允许的设备(例如磁盘驱动，打印机，计算机等)发现适当的查询服务并加入到全局系统。当一个设备加入到一个基于JINI的系统中，其功能被加入到该查询功能中。类似地，当一个JINI允许的设备离开体统时，例如被移走或变得不可靠时，其功能从查询服务中删除。
对于家庭网络，特别是HAVI中，COM技术，OLE自动操作对象和家庭API，以及JINI中的更多的信息，可参考下面的文件：公开的HAVi体系结构标准(如版本0.86)，组件体系结构模型标准(如版本0.9)，家庭API工作组提供的1999年3月版的家庭API白皮书，太阳微系统公司的JINI结构纵览(包括Java远程调用标准，Java对象顺序化标准，JavaSpaces标准等)。
每种特定的HAVi，家庭API，JINI等，软件结构都有其优点和不足。
例如，为了使能使其在本地运行，允许Java对象从一个网络平台环境传送到另一个网络平台环境。不足之处是它始终不能调节指定平台的特性。而且，由于JINI是基于Java的，它是一种解释语言，不能象编译的本机代码那样运行。
HAVi是设计用来操作宽带IEEE1394音频-视频设备。它通过可从设备上下载的软件组件(DDI，Java，等等)提供了可扩展性，以及其它有用的特性。另一方面，没有IEEE1394连接或接口的设备不容易由HAVi应用程序控制。
家庭API调节Windows COM/DCOM软件体系结构和功能，但是仍不能广泛用在其它操作系统中，如UNIX，LINUX，Apple Mac OS等。
在计算和控制用户不同时间不同目的所要求的设备，诸如PC，机顶盒，数字电视，VCR，X10组件等时，开发桥接家庭网络和结构的解决方案就变得很重要。这种软件解决方案最有可能用于相对计算较多的平台中，如PC，机顶盒，视频游戏机等。在这种情况下，1998年后，到1999年费用不超过1000美元的PC机仍可以主导PC零售商，价格低于600美元的阶段具有最大的增长率。PC制造商Emachines，Packard-Bell和NEC是目前(1999)该阶段市场的主要供应商。例如，Emachines提供了价格低于600美元具有诸如高性能DVD设备，快速的400MHz的Intel处理器，32MRAM的PC。类似的趋势也体现在视频游戏部分，Sega和其它公司计划发布64位的游戏机。大多数的新设备都带有调制解调器和其它的连接选择，以便使其称为网络的一部分。
上述每种知名的软件体系结构都提供一种功能，能够发现网络中的设备和功能，从抽象的角度或多或少具有相同的方式。发现过程的最终结果是，一个设备或一项功能的软件表示被置入一个查询(或注册或登记)的服务中。HAVi体系结构把发现的设备或服务注册到记录中，JINI体系结构通过一项查询功能注册发现的设备或功能，家庭API以目录形式引用该功能。因此，注册的设备或功能可以被运行在主机上的软件应用程序所使用。应用程序定位软件表示或对象，并根据特定软件体系结构的访问界面和预订程序来使用软件表示或对象。
发明目的
当一个控制设备作为不止一个网络环境的主机时，会出现一个问题。例如，一个具有IEEE1394连接的PC机既可以是一个家庭API环境的一部分，也可以是一个HAVi的一部分。因此，有一种潜在的可能，就是HAVi音频-视频设备可以被家庭API应用程序访问，反过来，家庭API可控设备受HAVi应用程序控制；等等。如果这种可能实际存在，用户会把这两个家庭网络环境看作是一个，会更容易使用，访问选择会增加。也允许软件开发者构造比这里介绍的范围更广的可控设备的应用程序。
为了包容现有的或正在出现的家庭网络结构和应用，有必要对这种混合功能做进一步的简化。
因此，本发明的目的是提供一种方法，能够桥接不同的家庭网络环境，并由此在总体上增加家庭网络的功能。
发明概述
本发明的方法是在一个网络环境中使用一个软件组件(引用工厂(Rtference Factory))。组件检测环境中的第一个网络中可用的设备或功能的软件表示。可以通过枚举和/或监控家庭API的目录，HAVi注册表，JINI注册表或与第一个网络中功能相关的等效功能目录来完成。一旦引用工厂检测到一个新的软件表示，就会构建一个关于在第一个网络中检测到的软件表示的引用。这种引用包括一些信息，如类标识，URL，对象的唯一标识，XML或DDI描述符等，对于在另一个网络软件环境中构建设备或功能的至少一部分功能表示来讲，这些信息是必须的。
引用信息被另一个能够产生这种软件表示(对象)的软件组件(对象工厂(Dbject Faclory))访问，使之可以被其它的网络使用。有必要的话，对象工厂产生一个对象，或从给定URL的网址中获得预制的对象，或根据与之相互作用的网络环境中的规则和/或优选来传递引用。这些优选反应了诸如通常的结构准则或特定的用户兴趣。例如用户仅对某种类型的设备(照明)感兴趣。另一个例子是一个HAVi环境，其中，根据网络的配置，仅DDI表示是可接受的。
在特定的网络软件体系结构中可以有多个引用工厂。每个引用工厂负责某些类型的引用，如其它网络软件环境(JINI，HAVi，家庭API，UPnP)，或这种网络中其它的对象表示(如对HAVi：Java DCM，DDI数据，或本地DCM)，或一类设备/功能(数据存储，本地自动操作，A/V指令集，等等)。
本发明是基于对下面两个过程的解偶：分析网络软件配置，和产生控制和/或交互作用所需的软件表示(对象)。对象产生的工厂方法在该技术领域是熟知的。例如，参考ADesign方式：可重复使用的面相对象的软件单元-Addison-Wesley专业计算，Erich Gamma，Richard Helm，Ralph Johnson，和John Vlissides著，1994年10月，Addison-Wesley出版公司；ISBN：0201633612，特别是其中81-116页。
特别地，本发明涉及一种能够使第一个软件体系结构的第一个网络与第二个软件体系的第二个网络相互作用的方法。该方法包括如下步骤：允许检测第一个网络的设备或功能的软件表示；允许形成检测到的第一个软件表示的引用；和允许产生基于所形成的引用并可被第二个网络访问的第二个软件表示的至少是部分的功能等效。第一个和第二个网络可以有同样的软件体系结构，如两者都是基于HAVi的，或者第一个和第二个网络有不同的软件体系结构：如其中一个是基于一个HAVi体系结构，而另一个是基于一个JINI体系结构；一个是基于HAVi体系结构，另一个是基于UpnP体系结构；一个是基于JINI体系结构，另一个是基于家庭API体系结构；一个是基于JINI体系结构，另一个是基于UpnP体系结构；一个是基于UpnP体系结构，另一个是基于家庭API体系结构；等等。
上述软件体系结构的每个例子都有一项发现功能，能够一个产生注册到相关网络的设备和/或功能的清单。本发明的方法应用这一发现功能和注册/目录/查询功能功能，能够通过询问该清单来检测什么是可用的。这样，形成的功能包括从第二个网络的角度提取与其功能相关的第一个软件表示的信息；并且包括基于提取的信息构建第二个软件表示。
这里可以参考下面的专利文件：
-美国专利，申请号：09/146,020(代理人档案于PHA23,492)，提交日期：9/2/1998，发明人：Yevgeniy Shteyn，在高速HAV：网络中的低速网络(DATE-RATE NETWORK REPRESENTED ON HIGH DATE-RATE HAVi-NETWORK)。该文件涉及的是使用低数据率传输层的基于PC的本地自动操作系统和基于COM的软件组件，诸如，家庭API中用于本地自动操作网络中的设备控制。本地自动操作系统与使用IEEE1394的作为高数据率传输层的基于通信的HAVi网络合并。HAVi网络控制音频/视频家庭娱乐系统的设备。本地自动操作功能和设备作为依从于HAVi的单元被注册到HAVi网络FAV或IAV控制器。本地自动操作资源(设备和功能)都有COM OLE自动操作接口和依从于HAVi的接口，允许HAVi网络对本地自动操作系统的控制。
-美国专利，申请号：09/107,525(代理人档案号PHA23,438)，提交日期：6/30/1998，发明人：Yevgeniy Shteyn和GregoryGewickey，在有多种通信协议的系统中的设备的动态去注册(DYNAMICDE-REGISTERING OF DEVICES IN SYSTEM WITH MULTIPLECOMMUNICATION PROTOCOLS)。该文件涉及的是一个具有第一和第二电子子系统的信息处理系统，和控制子系统的方法。至少第一个子系统有一个具有注册到控制方法的软件表示。控制方法改变通过与软件表示间的相互作用来改变第一个子系统的状态。第一个和第二个子系统也能够在不涉及控制方法的前提下直接相互作用。为了避免冲突，至少第一个子系统要能够解除控制方法注册，以便在功能上禁止其在控制方法中的软件表示。
-美国专利，申请号：08/731,624(代理人档案号PHA23,169)，提交日期：10/15/96，发明人：Paul Chambers和SaurabhSrivastava，事件驱动的分布式多媒体用户系统(TASK-DRIVENDISTRIBUTED MULTIMEDIA CONSUMER SYSTEM)。该文件涉及的是一个具有多用户电子设备和与设备相关联的用于控制设备间相互作用的任务驱动方法。控制方法作用于每个用户设备的相应的软件表示。通过把软件表示中的任务的不同的复杂性封装起来，可以使其依需要或简单或复杂，使其性能达到公共级别。由于对设备而言，接口是共同的，应用程序可以统一管理不同复杂程度的设备。
-美国专利，申请号：09/222,402(代理人档案号PHA23,405)，提交日期：12/29/1998，发明人：Paul Chambers和Steven Curry，在开放网络中确认激活节点(VERIFICATION OF ACTIVE NODES IN OPENNETWORKS)。该文件涉及的是一个网络查询协议，它将网络看作一个逻辑环或互联节点的线性排列。查询要求每次只是在网络中向下或围绕网络传播一个节点，直到得到有关活动节点的完整的清单。协议还包括处理或修补连接协议的中断和向连接协议增加新的节点的过程。连接协议也可以用来建立分层的连接网络，其中顶层包括连接网络的永久成员的地址，底层是一个给定的连接网络。
-美国专利，申请号：09/133,622(代理人档案号PHA23,488)，提交日期：8/13/1998，发明人：Lawrence Freeman，家庭网络自动配置(HOME-NETWORK AUTOCONFIGURATION)。该文件涉及的是一个网络中两个PC的自动配置，以便共享注册到单个PC上的资源。一台PC上的功能和资源注册到其它的PC，反之亦然。登记隐藏了一项功能或资源是远程的还是本地的。在网络的运行使用中，一台PC上的一项资源或功能是可以被远程的PC寻址的，如同位于该远程PC上一样。一个本地PC网络在该方式下是自动配置的。
-美国专利，申请号：09/165,683(代理人档案号PHA23,483)，提交日期：10/2/1998，发明人：Yevgenity Shteyn，通过属性路由控制软体对象的调用标识符方案(CALLS IDENTIFY SCENARIO FORCONTROL OF SOFTWARE OBJECTS VIA PROPERTY ROUTES)。该文件特别地但不是绝对地涉及到家庭API，以及具有由第一和第二软件对象表示的第一和第二物理组件的信息处理系统。两个对象都具有可通过对象调用来改变的特性。该系统允许注册一个特性路线，连接第一对象的第一特性和第二对象的第二特性的，以使得第一特性的变动能够通过引用特性路线将第二调用发送到第二对象。输入到第一对象的调用包括一个标识符，能够有条件地引用特性路线。在该方式中，不同情况下的路线被独立保存，以便在没有状况标识的前提下，系统运行更可靠。
美国专利，申请号：09/165,682(代理人档案号PHA23,484)，提交日期：10/2/1998，发明人：Yevgenity Shteyn，控制属性映射至模式兼容GUI部件(CONTROL PROPERTY IS MAPPED ONTO MODALLYCOMPATIBLE GUI ELEMENT)。该文件特别地但不是绝对地涉及到家庭API，以及一个包括一个电子装置和一个用于控制装置功能的控制器的信息处理系统。功能的抽象表示被提供给控制器。抽象表示反应了功能控制的模态。控制器能够通过与抽象表示的相互作用来控制功能。模态通过控制器的形式上兼容的控制能力来进行相关功能控制。模态可能是，例如，Aboolean，Afloat，Ainteger array等。
美国专利，申请号：09/176,171(代理人档案号PHA23,503)，提交日期：10/21/1998，发明人：Doreen Cheng，发布的软件控制的盗窃监测(DISTRIBUTED SOFTWARE CONTROLLED THEFT DETECTION)。该文件涉及的是为指定特性的系统安全性提供一个框架。该框架包括由一个监控和访问单一特性的设备状态的分布软件控制的安全系统。警告的启动和根据警告而采取的操作是由被保护的特性设备的状态和与一组状态中的每个状态相关的规则来决定的。安全功能是根据单个特性设备的性能在装置中分配的。在一个优选的实施方案中，系统组件间的消息通讯是与HAVI或家庭API标准相一致的，因而允许不同厂家的组件之间可以协同操作。
美国专利，申请号：09/160,490(代理人档案号PHA23,500)，提交日期：9/25/1998，发明人：Adrian Turner et al.，基于用户简档的可用互联网的设备的定制升级(CUSTOMIZED UPGRADING OFINTERNET-ENABLED DEVICES BASED ON USER-PROFILE)。该文件涉及的是一个服务器系统，用于维护电子网络设备的特定终端用户和该类设备诸如家庭网络的新技术特征数据库的用户简档。如果用户简档与新技术特征相符合，而用户表明接受更新信息或销售推荐，则通知用户通过选择的网络获得新特征。
美国专利，申请号：09/189,535(代理人档案号PHA23,527)，提交日期：11/10/98，发明人：Yevgeniy Shteyn，家庭网络协作的升级(UPGRADING OF SYNERGETIC ASPECTS OF HOME NETWORKS)。该文件涉及的是一个带有服务器的系统，可以访问用户家庭网络上的设备和性能清单。例如，该清单是一项由HAVi，JINI，和家庭API体系结构提供的查询服务。服务器也可访问网络的特征信息数据库。服务器确定是否可以在清单的列表和用户简档的基础上增强用户网络中的装置的协同作用。如果存在与协同作用相关的特征，则根据这些标准通知用户。
美国专利，申请号为09/189,534(代理人档案号PHA23,528)，提交日期：11/10/98，发明人：Yevgeniy Shteyn，保护版权的作为软件对象提供的内容(CONTENT SUPPLIED AS SOFTWARE OBJECTS FORCOPYRIGHT PROTECTION)。该文件涉及的向终端用户提供诸如电影，声音文件或文字消息等内容信息。内容信息包含于一个软件对象，该软件对象具有一个封装的程序，用于终端访问运行时间环境中的内容信息。对象可以指定访问内容信息的时间范围和方式。由于程序是与内容数据共同封装在对象中，以及对象在互联网中的传输是串行的，未经授权的使用或拷贝不能充分保证其安全性。
美国专利，申请号为09/213,527(代理人档案号PHA23,529)，提交日期：12/17/98，发明人：Yevgeniy Shteyn，同步属性变化以启动多个控制选项(SYNCHRONIZING PROPERTY CHANGES TO ENABLEMULTIPLE CONTROL OPTIONS)。该文件特别地但不是绝对地涉及到家庭API，并涉及诸如一个家庭网络的信息处理系统。网络上的组件由可以通过功能调用(见上述的COM)改变其特性的软件对象来表示。一个对象的功能设定控制相关的组件。无需运行用户程序，通过贯穿系统的状态变化传播路线来连接特性。双向特性路线用来保持被控对象和多个控制对象间的一致性，而不会有死循环的危险。为此，如果其它特性的变化时是由效果而不是路线本身所引起的，则实行双向路线，在另一个特性状态变化时改变一个指定特性的状态，由于多控制输入，这一机理可以使组件之间自动保持同步。
本发明也允许软件开发者创建比前面一些专利文件所讨论的个人化应用应用中所介绍的内容范围更广的可控设备，例如，上面提到的美国专利，申请号：09/160,490(代理人档案号PHA23,500)，提交日期：9/25/98，Adrian Turner et al.，和美国专利，申请号：09/189,535(代理人档案号PHA23,527)，提交日期：11/10/98，Yevgeniy Eugene Shteyn，家庭网络协作的升级(UPGRADING OFSYNERGETIC ASPECTS OF HOME NETWORKS)。关于个性化功能也可参考美国专利，申请号：09/283,545(代理人档案号PHA23,633)，提交日期：4/1/99，Yevgeniy Eugene Shteyn，时间和地点驱动的个人化电视机(TIME-AND LOCATION-DRIVEN PERSONALIZED TV)。该文件涉及的是一个服务器系统和方法，可使用户选择录制特定的广播节目，以及在特定的场合和时间范围播放录制的节目。
附图说明
通过例子和附图参考来对本发明进行说明，其中：
附图1是说明本发明的一个系统框图；
附图2是一个HAVi/家庭API硬件配置的框图；和
附图3和4是说明HAVi-家庭API软件配置的框图。
在所有这些附图中，同样用标号来表明相似的或相应的特征。
优选实施方案
本发明能够使不通软件体系结构的家庭网络彼此相互结合。第一个网络上的装置和服务的软件表示的索引是自动产生的。该索引在语义上能充分允许自动产生第二个网络的至少部分的功能等效软件表示，由此使得第一个网络的装置和功能可以被第二个网络存取。
框图原理
图1是一个说明本发明的系统100的框图。系统100包括具有不同软件体系结构的第一和第二网络102和104。例如，网络102具有一个基于HAVi的体系结构，而网络104具有一个基于家庭API的体系结构，或者网络102具有一个基于JINI的体系结构，而网络104具有一个基于HAVi的体系结构。
第一个网络102具有一项服务106，允许查询注册到网络102的资源(装置和功能)的软件表示108，110，…，112。查询功能扫描软件表示108-112的属性。服务106允许可控制和能够相互作用的资源的注册，解除注册和查询。资源的注册要求一组属性和软件表示索引。解除注册要求提供相同的引用和禁止软件应用程序或其它的软件对象对引用的访问。查询包括提供一组完整的或部分的与注册条目匹配的属性。类似地，网络104具有一项功能114，允许发现和控制注册到该网络的具有软件表示116，118，120的资源。
系统100具有装置122，桥接网络102和104，使网络102可以控制注册到104的一个或多个资源。
装置122包括一个软件模块(一个对象或一个应用程序)124，称为引用工厂。引用工厂124安装到网络104并通过服务114来访问任何的软件表示116-120。引用工厂124能够查询功能114的清单，或根据网络104的软件体系结构的方法获得新的软件表示的通知。从这方面来看，引用工厂124对网络104而言是特定的。在引用工厂参考124发现所关心的对象例如软件表示116时，工厂124产生软件表示116的一个索引参一组索引。
装置122进一步具有一个关联容器126，一个用于存储由工厂122产生的索引注册表的软件表示，以便使其可以被网络104的所有用户使用。
装置122还具有安装于网络102上的软件单元工厂128。例如，通过根据网络102的软件体系结构指定的规则注册或安置功能106，工厂128从容器126中选择索引，并产生或重现根据所选索引中包含的信息预构的适于安装到网络102上的软件表示。一旦注册到服务106，网络104上的资源就可由网络102存取或控制。
工厂124能够使用网络104的软件体系结构的规则，以便访问装置114，提取信息来产生索引。工厂128能够使用网络102的软件体系结构的规则，以便存取服务106，来注册根据储存库126中的索引新产生的软件表示。工厂124和工厂128通过储存库126相互作用。因此储存库126应该能够进行由工厂124和工厂128产生的索引的信息内容的通信。一个可行的实现机理使工厂124和工厂128基于同样的语言，例如XML，向储存库126展现一个接口。即，由工厂124提供的作为其输出的索引可直接被工厂128使用作为其输入。另一个实现机理是使储存库126能够利用转换协议将从工厂124中接收到的信息翻译或转换为适当格式的输出到工厂128的信息。有关这部分内容可参考诸如上面提到的美国专利，申请号为09/165,682(代理人档案号PHA23,484)，说明一个一般类型的映射协议。或者，可以在网络102和网络104的储存库126间插入一个特定的转换步骤。
加以必要的变更，可以增加一个相似的装置130，它包括引用工厂132，一个容器134和一个软件单元工厂136，以使得网络102上的资源可以被网络104控制。
可以在网络104中安装多个引用工厂，例如进一步的引用工厂136，提供特定的索引信息以便能够使另外软件体系结构的第三个网络(没有在图中显示)类似与网络102一样控制一个或多个注册到网络104的功能。这些多个引用工厂中的每一个都能负责某些类型的参考，例如另外的软件环境(HAVi，JINI，家庭API)，或类似网络(FAV的Java DCM，GUI的DDI数据，IAV的本地DCM等)中的另外的对象表达，或一类资源(设备/功能)，如数据存储，本地自动操作，A/V指令集等。
储存库126可以由第四网络的更详细的软件单元工厂138访问，该详细工厂能够直接或间接地处理储存库126中的索引。
HAVi-家庭API硬件配置框图
图2说明一个集成家庭网络200的物理配置，该网络包括一个基于HAVi的网络202和基于家庭API的网络204。
网络202包括一个具有FAV性能(参见上面的HAVi讨论)的HAVi机顶盒206，和一个作为BAV(参见上面的HAVi讨论)的依从于HAVi的TV208和一个同样用作BAV的依从于HAVi的D-VCR210。装置206，208和210通过IEEE1394总线相互连接，以便使机顶盒206能够控制TV208和D-VCR210。
网络204包括一个PC212，配置为通过X-10连接控制照明，通过IR连接控制草坪洒水装置，和通过相应的连接控制其它的设备(未在图中显示)。
机顶盒206和PC212通过IEEE1394总线相互连接。IEEE1394连接可使PC212能够访问依从于IEEE1394的装置。为了利用这一性能，在PC204上安装了HAVi家庭API的功能提供2 18(参见前面的Abackground技术或参考家庭API准则)。专用于HAVi的功能提供218能够访问基于PC的HAVi FAV应用程序或基于PC的HAVi-IAV程序环境。如果没有任何环境，也可实现或安装一个FAV或IAV环境。然后功能提供218通过用COM对象表示HVAi装置，例如装置206-210，来填充家庭API目录220。这使得PC212上的家庭API应用程序能够控制HAVi装置206-210。
然而，这种配置不能允许FAV206上的基于HAVi的应用程序访问家庭API软件对象，诸如针对照明214，草坪喷水装置216和其它注册到目录220的设备。为了实现来自HAVi网络220的控制，需要在HAVi记录222中安装一组依从于HAVi的软件单元(如DCM，FCM)。本发明在这里建议引入引用工厂和软件单元工厂的概念，以便能够实现如参考图1讨论的安装。这一控制性能允许用户通过他/她的HAVi机顶盒206来完成诸如开/关照明的动作，或为了在观看有趣的电影时避免噪声干扰停止或重新设定喷水装置，等等。
产生软件配置的HAVi-家庭API框图
图3是说明一个HAVi-家庭API桥的软件配置300的第一个框图。配置300包括一个具有家庭API控制环境304的PC302，和一个HAVi IAV/FAV软件工具306。配置300还包括HAVi网络308和家庭API网络310。HAVi专用软件单元与家庭API环境304间的相互作用允许注册到家庭API环境304的装置或服务受HAVi网络308的控制。
如同上面解释的，本发明提供一种方法，能够桥接不同的家庭网络环境，此处是HAVi网络308和家庭API网络310。为此，家庭API环境304包括一个软件组件312，它是一个应用程序或软件对象，被称为引用工厂，用来检测环境304中有无可用的设备或功能的软件表示，如对象314。该检测可以通过对家庭API目录316的枚举和/或监控或对家庭API根目录或其它存储器的访问来完成。根据引用工厂312和/或用户的喜好，产生一个或一组与检测到的设备或服务的软件表示相关的引用。索引包括软件表示的信息，如对象类型，特性描述符，类标识符，URL，对象的唯一标识符，XML标记，DDI描述符，等等，这些都是产生同一设备或功能的等效软件表示所必须的，除了针对另一个网络中的应用，这里是指HAVi环境304和网络310。工厂312采用家庭API通知的原理，诸如事件认证或特性路线，来检测增加到环境304的软件对象。当一个软件对象增加到家庭API环境304时，通知引用工厂312，如果必要，产生引用并放置到与加入的对象相关的引用容器318中。
本例中，容器318使得索引可以被所有地家庭API用户使用。例如，引用工厂312通过家庭API目录访问所关心的对象，比如按照用户指定来访问。例如，用户已经指定他/她关注于对象Alight214。通过一个配置应用程序/指导获得用户的选择。例如，应用程序或指导列出了联网环境中所有可用设备或设备的类型。应用程序或指导收集关于哪些设备或设备类型可通过另外的网络来访问的用户输入。引用工厂312鉴别目录310中所关心的软件对象并产生一组HAVi软件单元的索引，比如，但不局限于，那些包括DDI数据，Java DCM参考，或本机(二进制)DCM的软件单元。这些引用被置于Alinght214的引用容器318中。引用工厂312安装完之后，通过诸如家庭API事件的机理，提交给家庭API根目录。安装程序可以把工厂312提交给一个特定的储存器或家庭API目录316的某个部分，如Aliving Room，以便使其仅用于所使用房屋的照明控制。当一个新的照明对象加入到网络310时，工厂312为表示新照明设备的Java软件包产生一个新的引用，比如，一个新的DDI描述符和一个URL。然后，那些引用被添加到新照明设备的容器318中。
HAVi软件单元工厂320是负责访问所关心的家庭API对象的软件组件。本例中，它从对象Alights的储存器318中选择适当的引用。工厂320根据获取的引用和使用内部或外部的(如互联网)资源产生HAVi软件单元。比如，可参考上面提到的美国专利，申请号：09/160,490(PHA23,500)和美国专利，申请号：09/189,535(PHA23,527)中所讨论的基础结构。PC302具有一个DCM管理器322和注册表324，作为PC302中HAVi IAV/FAV工具的一部分。工厂320根据HAVi结构规则和/或单元工厂的优先选择与HAViDCM管理器322和HAVi注册表324相互作用。例如，为了能通过一个显示和HAVi网络308上的应用程序来存取家庭API对象，工厂320产生DDI数据。另外或者是一种辅助的方法，工厂320产生或从互联网上(通过一个URL)获取一个Java DCM并将其注册到注册表324，以便使HAVi应用程序或其它DCM能够与Alights2 14的软件表示相互作用。
关于引用工厂302，可以由设备厂家在网络上安装设备时进行安装。例如：Philips的照明设备可以与包含引用工厂软件对象302的PC软件一同打包，允许HAVi访问。安装可由功能提供者，用户自身或进行PC软件功能更新的第三方来维护。
关于软件单元工厂320，可以由HAVi功能提供者或第三方，用户自身或更新原有单元工厂的功能提供者来安装。
图4是用来说明HAVi-家庭API桥的软件配置400的第二个框图。配置400包括一个具有家庭API控制环境304和家庭API网络310的PC302。这里，PC302有一个软件模块404，用于表示HAVi网络308上的家庭API控制环境。模块404是一个包含软件单元工厂320的HAVi BAV，与其它的BAV软件组件相互作用，以便在HAVi网络308上把家庭API对象314表示为DCM406(或一个FCM)。HAVi FAV或IAV设备的DCM管理器(图中没有显示)与BAV软件404相互作用，以便通过DCM406使得家庭API对象314可以在网络308上使用。
也可参见上面关于该配置所列举的美国专利，申请号：09/146,020(专利代理PHA23,492)。
关于安装软件单元，可参考上面提到的美国专利，申请号：09/160,490(专利代理PHA23,500)，提交日期：9/25/1998，AdrianTurner et al.，基于用户简档对使用互联网的设备进行定制升级(CUSTOMIZED UPGRADING OF INTERNET-ENABLED DEVICES BASED ONUSER-PROFILE)，和美国专利，申请号：09/189,525(专利代理PHA23,527)，提交日期：11/10/98，Yevgeniy Eugene Shteyn，家庭网络协作的升级(UPGRADING OF SYNERGETIC ASPECTS OF HOMENETWORKS)。
另外一个例子是，通过将HAVi软件单元展示给UPnP网络或者反过来，构建一个HAVi-UPnP桥。XML是UPnP中设备表示的基础。为了参与UpnP网络，HAVi软件单元需要一个与之相关的XML表示。这一表示可以“飞行”产生，每一次连接/枚举询问产生一次，或者更确切说是产生一次并放置到记录中，作为软件单元属性或一个通过唯一的软件单元标识符与第一个表示相关联的独立的软件单元。如果将一个特定的HAVi软件单元直接翻译为XML在功能上是不可能的话(如一个软件单元是由第三方的Java对象来表示的)，可以构造一个通用XML表示。如果打算加入到UpnP网络中，软件单元(DCM，FCM)制造商可以提供组件的优选XML表示。类似地，根据公布的DDI用户接口单元(进一步的细节参见HAVi标准的第4部分)，可以将HAVi DDI接口翻译为XML。Java映象机理可以用于查询特定的Java对象接口，如果发现接口是已知的，则产生一个等效的XML模型。

Claims (10)

1.一种能够使第一个软件体系结构的第一家庭网络(104)与第二个软件体系结构的第二家庭网络(102)相互作用的方法，该方法包括：
能够在第一网络的设备或服务中检测第一个软件表示(116，118，120)；
能够形成(124)检测到的第一个软件表示的引用；和
基于生成的引用，能够生成(128)一个至少在功能上部分等效的第二个软件表示，并能够被第二网络访问。
2.依照权利要求1的方法，其中第一和第二网络(202；204)具有不同的软件体系结构。
3.依照权利要求2的方法，其中：
第一和第二网络中的一个是基于JINI体系结构；和
第一和第二网络中的另外一个是基于HAVi体系结构。
4.依照权利要求2的方法，其中：
第一和第二网络中的一个是基于JINI体系结构；和
第一和第二网络中的另外一个是基于UPnP体系结构。
5.依照权利要求2的方法，其中：
第一和第二网络中的一个是基于UPnP体系结构；和
第一和第二网络中的另外一个是基于HAVi体系结构。
6.依照权利要求1的方法，其中：
第一网络具有一个注册到第一网络的设备和/或服务的清单；
检测包括询问该清单；
形成的步骤包括提取与第二网络相关的第一个软件表示的信息；
生成的步骤包括提供基于所提取信息的第二软件表示。
7.一个信息处理系统(100)，包括：
第一个软件体系结构的第一家庭网络(104)；和
不同于第一个软件体系结构的第二个软件体系结构的第二家庭网络(102)；
连接第一网络的一个查询服务(114)，能够检测第一网络中的第一设备或第一服务的第一个软件表示(116，118，120)；
连接查询服务的一个引用产生器(124)，通过与查询服务的交互，产生一个关于第一个软件表示的引用；
连接引用产生器的一个软件单元产生器(128)，能够基于引用产生至少在功能上部分等效的第二个软件表示用于被第二网络访问。
8.一个在家庭环境系统(100)上使用软件组件(122)的方法，其中的系统包括：
第一个软件体系结构的第一网络(104)，和不同于第一个软件体系结构的第二个软件体系结构的第二网络(102)；
连接第一网络的一个查询服务(114)，能够检测第一网络中的第一设备或第一服务的第一个软件表示(116，118，120)；
和其中该组件包括：
一个引用产生器(124)；和
连接引用产生器的容器(126)；和其中所述方法包括：
将引用产生器连接至查询服务；
使用引用产生器，通过与查询服务交互产生一个关于第一个软件表示的引用；和
在所述容器里存储引用。
9.根据权利要求8的方法，其中所述组件包括：
连接所述容器的一个软件单元产生器(128)，和其中所述方法包括使该产生器基于引用产生至少在功能上部分等效的第二个软件表示用于被第二网络访问。
10.一个在家庭环境系统(100)上使用软件组件的方法，其中：
系统包括第一个软件体系结构的第一网络(104)，和不同于第一个软件体系结构的第二个软件体系结构的第二家庭网络(102)；
第一网络具有一个查询服务(114)，能够检测第一网络中的第一设备或第一服务的第一个软件表示(116，118，120)；
第一网络具有第一个软件表示的引用；和
该组件具有一个软件单元产生器(128)；和
其中该方法包括：使所述产生器能够基于引用产生至少在功能上部分等效的第二个软件表示，并能够被第二网络访问。
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