臺灣博碩士論文加值系統

隨著網路與通訊技術的創新以及微機電技術的進步，物聯網的概念開始被提出來，這個概念希望讓生活周遭的物體成為具備智慧和感測與辨識能力的智慧物件。 在物與物的溝通方面，各式各樣的無線晶片已漸漸植入物體，如手機、電視、DVD等家電及行動設備，均含有WiFi晶片，在無線底層溝通無礙的環境下，微軟所提出的UPnP偃然已成為物與物直接進行上層對話最重要的標準。
UPnP的優勢在於它是一種分散式及開放式的網路架構，它具有自動搜尋和零設定的優勢，但這些優勢被限制在單一的區域網路中，使其無法跨網連結一更大的物聯網。本篇論文主要在物聯網AP上，實現虛擬化UPnP伺服器，用來解決家庭網路中，多個區域網路間不能互相溝通的問題，並在Android智慧型手機上，開發一套UPnP控制軟體，用來驗證本論文的做法其可行性及整體效能的評估。

With innovation and the advancement of MEMS technology for the Internet and communications technology, the concept of Internet of Things began to be developed. In order to make life more convenient, this concept lets the surrounding objects become the smart objects for sensing and discerning. In matters of communication, a broad range of wireless chip has been embedded into smart objects, such as mobile phone, TV, DVD, and other home appliances and mobile devices with Wi-Fi chip. On lower communication layer of wireless environment, the Microsoft has proposed UPnP which becomes the most important criteria for machine to machine.
The advantage of the UPnP is that it has the automatic search and zero set superiority in distributed and open network architecture. However, this advantage is only limited to single LAN connection. As a result, it is unable to connect to the larger Internet of Things environment. Virtualization UPnP server is used to solve the problem of the home network where multiple LAN cannot communicate with each other. Moreover, we will develop an UPnP control application for the Android smart phone to be used to verify the possibilities of this thesis and the overall performance assessment.

目錄
圖目錄 V
表目錄 VII
第一章、簡介 1
1.1研究背景 1
1.2研究動機與目的 2
1.3論文架構 3
第二章、文獻探討 4
第三章、背景知識 7
3.1物聯網(Internet of Things, IoT) 7
3.1.1物聯網簡介 7
3.1.2物聯網架構 8
3.2通用隨插即用(Universal Plug and Play, UPnP) 9
3.2.1UPnP基本元件 10
3.2.2UPnP協定架構 12
3.2.3UPnP運作流程 15
3.3Android作業系統 22
3.3.1Android系統架構 22
第四章、虛擬化UPnP伺服器系統架構與設計 25
4.1問題場景描述 25
4.2物聯網AP簡介 26
4.3系統架構 27
第五章、客戶端UPnP應用軟體架構與設計 33
5.1系統架構 33
第六章、系統實作與展示 37
6.1實作系統介紹 37
6.2虛擬化UPnP伺服器系統實作 38
6.3Android智慧型手機客戶端系統實作 42
6.4系統展示 44
6.5效能評估 48
第七章、結論 53
參考文獻 54
附錄-英文論文 55


圖目錄
圖1 物聯網架構圖 9
圖2 UPnP基本元件圖 11
圖3 UPnP 協定架構 13
圖4 UPnP運作流程圖 15
圖5 UPnP運作流程圖-控制點加入網路 17
圖6 UPnP運作流程圖-裝置加入網路 18
圖7 UPnP運作流程圖-描述(Description) 19
圖8 UPnP運作流程圖-控制(Control) 20
圖9 UPnP運作流程圖-事件(Eventing) 21
圖10 UPnP運作流程圖-呈現(Presentation) 21
圖11 Android系統架構圖 23
圖12 問題場景圖 26
圖13 物聯網AP軟體架構圖 27
圖14 物聯網AP內虛擬化UPnP伺服器之軟體架構 28
圖15 UPnP客戶端程式架構圖 34
圖16 實作系統場景圖 38
圖17 UPnP虛擬化伺服器起始畫面 39
圖18 區網間自動UPnP搜尋服務 40
圖19 伺服器等待需求的運作畫面 40
圖20 區網間UPnP搜尋服務發現有新裝置加入網路的運作圖 41
圖21 區網間UPnP溝通服務代傳命令動作的運作畫面 42
圖22 區網間UPnP AV傳輸服務代傳多媒體的運作畫面 42
圖23 戶端程式主畫面 43
圖24 客製化設備控制模組畫面 43
圖25 多媒體存取模組畫面 44
圖26 UPnP效能測試模組 44
圖27 模擬場景圖 45
圖28 智慧電表 46
圖29 智慧開關 47
圖30 客戶端UPnP應用軟體運作畫面 48
圖31 實驗場景樹狀圖 48
圖32 裝置掃描的時間測試之測試結果圖 50
圖33 裝置掃描的數量正確率測試結果圖 51
圖34 命令動作執行所需時間測試結果圖 52


表目錄
表1 UPnP運作流程簡介 16
表2 實驗參數圖 49

[1]UPnP Forum, “UPnP device architecture 1.0”, Jun. 2000.
[2]UPnP Forum, “UPnP A/V architecture V.83”, Jun. 2002.
[3]D. Kim, et al., “A UPnP proxy system for remote control of home appliances,” Journal of The Korean Institute of Information Scientists and Engineers, 2004.
[4]G. Bogers, “UPnP-JXTA bridging”, TU/e & Philips Research, 2004.
[5]T. Hwang, H. Park, and J. Chung, “Personal Mobile A/V Control Point for Home-to-Home Media Streaming,” International Conference on Consumer Electronics, vol. 54, No. 1, Feb. 2008.
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[7]C. Lin, C. Huang, Z. Wu, P. Wang, and T. Hou, “A Collaboration Proxy for Converging UPnP and Jini Devices Based on OSGi,” IEEE Consumer Communications and Networking Conference, pp. 916-919, Jan. 2007.
[8]“The OSGi Alliance, OSGi Service Platform, Core Specification r4”, 2005. Available: http://www.osgi.org.