信息家电体系结构的研究
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摘要
21世纪是信息化、网络化和知识经济的时代。随着以计算机技术为核心的信息技术，特别是数字技术、多媒体技术和网络技术的飞速发展和普及应用，网络化正在向非计算机领域扩展。通信、计算机与家用电器产业的进一步融合，使得数字化、智能化和网络化的信息家电得以快速发展，信息家电产业将成为社会一大消费热点。
信息家电的发展依赖于计算机、通信技术和消费电子的发展与应用，涉及硬件和接口技术、嵌入式技术、家庭网络架构、家庭网络组网技术、家电制造技术和软件及相关平台技术等。
本文提出了信息家电体系结构框架，该体系结构的创新是基于IAIDL，文中介绍了类自然语言和XML两种方式来描述设备，并分析了IDL编译器的设计思路。然后基于信息家电体系结构设计了信息家电内部逻辑结构、信息家电交互模型和家庭网络模型架构。
本文最后分析了数字媒体的内容管理和版权保护、家庭中网络设备和信息家电本身的安全机制、以及实现整个家庭网络的安全机制等家庭网络中安全涉及的主要方面。还考虑在实际的家庭网络环境中，根据用户的安全需求提供了不同层次和级别的安全策略：信息家电间无安全机制；信息家电间具有基本身份认证及消息认证机制；信息家电间具有完善的身份认证、消息传输加密及消息认证或消息签名机制。
21 centuries are informationization, network-rization andthe knowledge-base economy times. With IT centering on computertechnology developing and popularizing application,especially digital technique, multimedia technique and networktechnology, network-rization is in course of extended to thenon-computer field. Communication, computer blends withconsumer will go a step further, so information appliance withfeasible digitization, the intellectualized andnetwork-rization can be developed rapidly, and InformationAppliance Industry will become big consumption growth area ofsociety.
Development of Information Appliance is dependent ondevelopment and application of computer technology,communication technology and consumer electronics, relates tothat hardware and interface technology, embeddedtechnology, family network frame and networking technology,home appliance fabrication technology and software and relatedplatform technology and so on.
The article have brought forward the Information Appliancearchitecture framework, and this framework is based IAIDL,which is first described. This article has introduced two waysto describe equipment——kind natural language and XML, and hasanalysed IDL compiler related problems. And then, owing to thisinformation appliance architecture has designed inside logicstructure, interactive of model the information appliance andfamily network model.
At last, this article analyzed main sides of safety infamily network, including digital media content management and copyright protection, security mechanisms of family networkdevice and information appliance, and the realization of wholefamily of network security mechanisms. And according todifferent security needs of users in reality, this articleprovided different levels of security strategy betweenInformation Appliances: no security mechanism;basic identityauthentication and message authentication mechanism;identityauthentication, encryption and message authentication ormessage Signed mechanism.
信息家电的发展依赖于计算机、通信技术和消费电子的发展与应用，涉及硬件和接口技术、嵌入式技术、家庭网络架构、家庭网络组网技术、家电制造技术和软件及相关平台技术等。
本文提出了信息家电体系结构框架，该体系结构的创新是基于IAIDL，文中介绍了类自然语言和XML两种方式来描述设备，并分析了IDL编译器的设计思路。然后基于信息家电体系结构设计了信息家电内部逻辑结构、信息家电交互模型和家庭网络模型架构。
本文最后分析了数字媒体的内容管理和版权保护、家庭中网络设备和信息家电本身的安全机制、以及实现整个家庭网络的安全机制等家庭网络中安全涉及的主要方面。还考虑在实际的家庭网络环境中，根据用户的安全需求提供了不同层次和级别的安全策略：信息家电间无安全机制；信息家电间具有基本身份认证及消息认证机制；信息家电间具有完善的身份认证、消息传输加密及消息认证或消息签名机制。
21 centuries are informationization, network-rization andthe knowledge-base economy times. With IT centering on computertechnology developing and popularizing application,especially digital technique, multimedia technique and networktechnology, network-rization is in course of extended to thenon-computer field. Communication, computer blends withconsumer will go a step further, so information appliance withfeasible digitization, the intellectualized andnetwork-rization can be developed rapidly, and InformationAppliance Industry will become big consumption growth area ofsociety.
Development of Information Appliance is dependent ondevelopment and application of computer technology,communication technology and consumer electronics, relates tothat hardware and interface technology, embeddedtechnology, family network frame and networking technology,home appliance fabrication technology and software and relatedplatform technology and so on.
The article have brought forward the Information Appliancearchitecture framework, and this framework is based IAIDL,which is first described. This article has introduced two waysto describe equipment——kind natural language and XML, and hasanalysed IDL compiler related problems. And then, owing to thisinformation appliance architecture has designed inside logicstructure, interactive of model the information appliance andfamily network model.
At last, this article analyzed main sides of safety infamily network, including digital media content management and copyright protection, security mechanisms of family networkdevice and information appliance, and the realization of wholefamily of network security mechanisms. And according todifferent security needs of users in reality, this articleprovided different levels of security strategy betweenInformation Appliances: no security mechanism;basic identityauthentication and message authentication mechanism;identityauthentication, encryption and message authentication ormessage Signed mechanism.
引文
[1] 蒋和伦．信息家电及其发展趋势．重庆工商大学学报(自然科学版)，2003，20(1)：83-87。
[2] 钟锡昌．信息家电与嵌入式软件．信息家电，2000，6：28-29。
[3] 彭海清，冯涛，童登金．家庭网络的关键技术、业务及标准化．电信科学，2004(11)：6。
[4] 黄红梅，汤荣江，罗嵘．基于电力线的信息家电组网方案．计算机工程，2005，31(7)：202-204。
[5] 叶芝慧，沈克勤，刘彤，沈连丰．智能化小区的架构及家庭网络系统的实现．低压电器，2005，01：21-24。
[6] 甘武，邓宏伟．电力线通信及其在信息家电中的应用．微型机与应用，2004，10：31-32。
[7] 周国欣，赵志豪，钱强．SMART总线与信息家电的研究与应用．低压电器，2004，03：32-33。
[8] 张志伟．家庭网络和信息家电．计算机工程与应用，2002，09：211-212。
[9] 冼伟铨，钟玉琢．蓝牙(Bluetooth)在数字化信息家电中的应用．计算机应用，2001，21(4)：19-20。
[10] 韩江洪，段玲琳，张建军，王景华．嵌入式信息家电系统中蓝牙子系统的研究与开发．系统仿真学报，2004，16(12)：2825-2827。
[11] Testa Bridget Mintz. ZigBee: Remote control euphoria. Telecommunications, 2004, 38 (10): 10-11.
[12] Zhang Lan, Leung Henry. Smart alarm clock-A networked home appliance with Bluetooth connection. IEEE, 2004: 563-566.
[13] Frenzel Louls E. Singel-chip802.11a/b/g modem opens up WLAN applications. Electronic Design, 2004, 52 (26): 30.
[14] 方海玉，陈章龙，涂时亮．OSGi在IA(信息家电)开发中的应用．微型电脑应用，2004，20(1)：41-44。
[15] M.J. Silva, A.P. Afonso. Designing Information Appliances using a Resource Replication Model, International Symposium on Handheld and Ubiquitous Computing, Lecture Notes in Computer Science 1707, Springer, 1999:150-157.
[16] O. Riva. A conceptual model for Structuring Context-Aware Applications. the Fourth Berkeley - Helsinki Ph.D. Student Workshop on Telecommunication Software Architectures, University of Berkeley, USA, 2004(6):21-24.
[17] 王燊，王廷尧．无线以太网的标准介绍．电信工程技术与标准化，2004．2：16-18。
[18] 李信江，刘成良，曹其新．远程监控技术在信息家电领域的研究与应用．计算机工程与应用，2003．17：216-217。
[19] Kouji Nishigaki, Keiichi Yasumoto, Naoki Shibata, Minoru Ito, Teruo Higashino. Framework and Rule-Based Language for Facilitating Context-Aware Computing Using Information Appliances, First International Workshop on Services and Infrastructure for the Ubiquitous and Mobile Internet (SIUMI) (ICDCSW'05),2005.6: 345-351.
[20] 梅苏文，高县明，刘文林．基于角色权限管理模型的设计与实现．现代计算机，2002(11)：10-11。
[21] S. Sakane, N. Okabe, K. Kamada, H. Esaki. Applying Kerberos to the Communication Environment for Information Appliances, SAINT 2003 Workshop, IEEE Computer Society Washington, DC, USA, 2003:214-215
[22] R. S. Sandhu, D. Ferraiolo, and R. luhn. rhe nist model for role-based access control:Towards a unified standard. In Proceedingsof the Fifth A CM Workshop on Role-Based Access Control, 2000:47-63.
[23] R. S. Sandhu, E. J. Coyne, H. L. Feinstein, and C. E. Youman. Role-based access control models. IEEE Computer, 1996.29(2):38-47.
[24] 杨义先．融合网络安全综述．中国计算机学会通讯，2006．6：60-65。
[25] 钮心忻．数字内容与安全．中国计算机学会通讯，2006．6：43-46。
[26] 李敏，刘胜利，陈克非．家庭网络DRM与典型DRM整合问题的研究．计算机工程，2007．1：249-251。
[27] Sun公司．小精灵推动大世界——发展中的信息家电与Jini技术．信息家电，2000．6：30-32。
[28] 汪保友，王俊杰，胡运发．数字水印与版权保护．计算机应用与软件，2004．1：30-31。
[29] 刘述，孙明俊．家庭网关在家庭网络中的作用与功能．电信网技术，2005．6：9-12。
[30] 吕炜．家庭网关．中兴通讯技术，2004．10：35-38。
[31] RFC4120, http://www.ietf.org/rfc/rfc4120.txt,2005.7
[32] RFC1510, ftp://ftp.isi.edu/in-notes/rfc1510.txt,1993.9
[33] http://flex.sourceforge.net
[34] http://www.gnu.org/software/bison
[35] http://search.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-dhc-ipv4-autoconfig-05.txt
[36] RFC2616, http://www.w3.org/Protocols/rfc2616/rfc2616.html,1999.6.
[37] RFC1883, http://www.ietf.org/rfc/rfc1883.txt,1995.12.
[38] RFe2411, http://www.ietf.org/rfc/rfc2411.txt.1998.11.
[39] Merike Kaeo. IPv6 Security Technology Paper, http://www.ipv6forum.org/d1/white/NAv6TF_Security_Report.pdf,2006.7.22.
[40] https://www.bluetooth.org/.
[41] http://www.ieee.org/.
[42] Eric jung, XML tools for information appliances http://www.topxml.com/java/articles/javaxml/default.asp.
[43] Object Management Group. Real-time CORBA Specification.http://www.omg.org/cgi-bin/doc?formal/03-11-01, 2005-2-19.
[44] http://www.igrs.org.
[45] http://www.itophome.org.cn.
[46] http://www.dlna.org/home.
[47] http://www.osgi.org.
[48] http://uopf.org/en.
[49] http://www.upnp.org.
[50] 罗蕾．嵌入式实时操作系统及应用开发．北京：北京航空航天大学出版社，2005：1-30。
[51] 刘峥嵘，张智超，许振山．嵌入式Linux应用开发详解．北京：机械工业出版社，2004：1-18。
[52] 周武，陆晓文，朱近康．无线互联网．北京：人民邮电出版社，2002：213-219。
[53] Joseph Davies著，张晓彤，晏国晟译．理解IPv6．北京：清华大学出版社，2004：1-14。
[54] 常晓波，杨剑峰译．安全体系结构的设计、部署与操作．北京：清华大学出版社，2003。
[55] Dr．Cyrus Peikari，Seth Fogie著．周靖译．无线网络安全．北京：电子工业出版社，2004。
[56] OMG编著，未乐平，薛君敖，孟洛明译．CORBA系统结构、原理与规范．北京：电子工业出版社，2000．6。
[57] OMG编著，未乐平，薛君敖，孟洛明译．CORBA语言映射．北京：电子工业出版社，2001．6。
[58] 瞿绍军，刘宏．信息家电安全性的研究．计算机技术与发展·2006年全国第六届嵌入式系统学术年会．计算机技术与发展编辑部，2006．10：314-316。
[59] 电视电声研究所．一种家庭网络系统体系结构和实现方法．中国．CN1599344A．03158847．6．2005．3。
[60] 黄慧华．基于信息家电设备定义语言的远程监控系统的设计与实现： [硕士学位论文]．湖南师范大学．2005。
[61] 张佳．基于嵌入式技术与LVCL的信息家电万能遥控器的研究与实现：[硕士学位论文]．湖南师范大学．2006。
[62] 娄嘉骏．家庭网络平台研究与构造：[博士学位论文]．浙江大学．2005。
[63] 陈鹤松．嵌入式Linux操作系统的研究及其在信息家电中的应用：[硕士学位论文]．合肥工业大学，2002。
[2] 钟锡昌．信息家电与嵌入式软件．信息家电，2000，6：28-29。
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[62] 娄嘉骏．家庭网络平台研究与构造：[博士学位论文]．浙江大学．2005。
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