Diseño e Implementación de una Arquitectura Multimedia para el Hogar Digital

Diseño e Implementación de una Arquitectura Multimedia para el Hogar Digital

Carlos Javier Jiménez Suárez

Tutor: Domingo Benítez Díaz

Escuela de Ingeniería Informática

Índice de contenidos

Objetivos

1. Implementar la infraestructura telemática de una red de hogar digital basada en la arquitectura UPnP.

2. Al menos uno de los elementos del hogar digital será un dispositivo multimedia, el cual permitirá suministrar audio y vídeo bajo demanda.

3. Al menos uno de los elementos del hogar digital será un dispositivo denominado “Punto de Control”.

Metodología

 Pasos descritos por M. Jeronimo y J. Weast para el

diseño e implementación de dispositivos UPnP.

 Utilización de documentos oficiales del foro UPnP.  Ejemplos de código de la librería utilizada.

 Estudio del punto de control web ya desarrollado en

otro PFC.

 Para el desarrollo del software se ha seguido

Recursos

 Recursos hardware:

 Ordenadores portátiles y sobremesa.

 Red de área local Ethernet 100baseTx y Wifi 802.11g.

 Recursos software:

 Sistema operativo Linux (distribución Ubuntu 10.4 LTS).  Sistema operativo Windows XP SP2.

 Intel Developer Tools for UPnP Technology, GUPnP Tools,

Coherence UPnP Inspector.

 Librería libupnp 1.6.6. Compiladores.  Umbrello, Dia 0.96.

 Inkscape 0.47, Gimp 2.6.8, OpenOffice 3.2.  Firebug, Wireshark.

Fases de desarrollo

1. Descripción de la infraestructura UPnP para el Hogar Digital.

2. Aire Acondicionado UPnP.

3. MediaServer UPnP.

4. MediaRenderer UPnP.

1. Descripción de la infraestructura UPnP

para el Hogar Digital

 Universal Plug & Play (UPnP):

 Arquitectura software abierta y flexible.  Fácil puesta en marcha de dispositivos.

 Independiente del fabricante, SO, lenguajes de

programación, hardware y medio físico de red.

 Tecnologías basadas en internet (IP, TCP, UDP, HTTP,

XML, SOAP, ...).

 Es extensible.  Forum UPnP.

 UPnP define los protocolos de comunicación entre

los componentes de la red en las distintas fases de comunicación.

 Dispositivos  Servicios

 Acciones  Var. Estado

 Puntos de Control

1. Descripción de la infraestructura UPnP

para el Hogar Digital

FASES Y PROTOCOLOS UPNP

1. Descripción de la infraestructura UPnP

para el Hogar Digital

 La arquitectura A/V UPnP es independiente

del dispositivo, formato de contenidos y protocolo de transferencia.

ARQUITECTURA AUDIO/VÍDEO UPnP

1. Descripción de la infraestructura UPnP

para el Hogar Digital

COMPONENTES DE LA RED A/V UPnP

1. Descripción de la infraestructura UPnP

para el Hogar Digital

2. Aire Acondicionado UPnP

Análisis

 No dispondrá de dispositivos embebidos.  Documento definición de dispositivo

AirCond.xml no definido en el Forum UPnP.

 Servicio definido en AirCondStatuscontrol.xml

(permitirá cambiar propiedades físicas y obtener información de forma síncrona y asíncrona).

 Variables de estado y acciones específicas

para el servicio basado en otros servicios definidos en UPnP.

2. Aire Acondicionado UPnP

Diseño

2. Aire Acondicionado UPnP

Diseño

 La implementación se dividirá en diferentes subsistemas:  InterfazUsuario  SimuladorAirCond  UpnpAirCond  Otros ficheros:  SOAP-AJAX.js

 Ficheros XML de descripción dispositivo/servicio

 ControlAirCond.html

 main.cpp

2. Aire Acondicionado UPnP

Implementación

3. MediaServer UPnP

Análisis

 Interfaz gráfica desde un punto de control web.  Cada vez que el dispositivo arranque

(localmente) se chequeará la estructura del directorio de medios y se creará la interfaz web.

 A través de dicha interfaz web se mostrarán los

directorios (object.folder) y los archivos (object.items) que conforman el

ContentDirectory.

 El dispositivo deberá ser compatible con la

3. MediaServer UPnP

Diseño

3. MediaServer UPnP

Diseño

3. MediaServer UPnP

Diseño

MODIFICACIONES PARA LA INTEGRACIÓN CON PUNTO DE CONTROL WEB

 Problema: El MediaServer no sabe de los dispositivos

MediaRenderer presentes en la red UPnP. La interfaz web del MediaServer se crea en el dispositivo, por lo tanto, en ella no se puede mostrar con la URL del MediaRenderer para

reproducir dicho ítem.

 Solución:

 El estándar UpnP establece que se pueden

añadir acciones y variables de estado a los servicios de los dispositivos (incluso añadir nuevos servicios).

 Acciones añadidas al CDS:

 SetMediaRenderURL

3. MediaServer UPnP

Diseño

3. MediaServer UPnP

Implementación

 Se han seguido los mismo subsistemas que

para el Aire Acondicionado UPnP.

4. MediaRenderer UPnP

Análisis

 Deberá reproducir Audio y Vídeo.

 Control de reproducción básico, control básico

del volumen y de algunas características de vídeo.

 Utilizará algún programa de reproducción de

ficheros multimedia con licencia GNU GPL.

 Proporcionará una interfaz web de control.  El dispositivo deberá ser compatible con la

4. MediaRenderer UPnP

Diseño

4. MediaRenderer UPnP

Diseño

4. MediaRenderer UPnP

Implementación

 Se ha reutilizado código de los anteriores

dispositivos.

 Llamadas al sistema para la creación y

comunicación bidireccional entre procesos (tuberías).

 Para la reproducción de archivos multimedia se

utiliza la aplicación Mplayer (licencia GNU GPL2).

5. Integración en el Punto de

Control Web

 Para controlar los dispositivos será necesario

un punto de control.

 Los dispositivos se han integrado en un punto

de control web desarrollado en [NB09] introduciendo algunas modificaciones.

 Se ha tenido encuenta los cambios en el

5. Integración en el Punto de

Control Web

DIAGRAMA DE CLASES

Capturar evento

Capturar evento

Enviar acción AVT:SetAVTrasnportURI

Enviar acción AVT:SetAVTrasnportURI

Subscribirse al CDS

Subscribirse al CDS

Si presencia de MS:1y MR:1 envía acción CDS:SetMediaRendererURL

Verificación de la infraestructura

Resultados y Conclusiones

 Se han cumplido los objetivos propuestos.

 Se ha demostrado la viabilidad de adoptar esta

tecnología en el hogar actual utilizando herramientas de software libre.

 Se ha integrado con dispositivos desarrollados en

otro PFC.

 Se han utilizado conocimientos de asignaturas de

Trabajo Futuro

 Comunicación entre distintos dispositivos para

llevar a cabo una tarea.

 Varios MediaServers y/o MediaRenderers

presentes en la red.

 Obtener vídeo a través de la red.  Transcodificación.

 Integración en dispositivos móviles.  etc.

Turno de preguntas y

comentarios