CN100340086C - 智能构建无线设备网格的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能构建无线设备网格的方法，通过构建虚拟的无线网格，组合多个无线设备提供的服务，实现设备间不同服务能力的无缝数据通信。包括：对每一个期望加入无线网格的无线设备进行功能增强，使之具有发现、协商、数据链路检测、数据转换、安全认证及数据加密等功能；准备加入无线网格的无线设备，查询所支持的所有无线频段，对所发现的无线网格逐一进行安全认证、链路协商、能力协商的判断，都通过时设备加入无线网格，进行数据传输前的格式转换，实现网格内无线设备间的资源共享；未通过或者未查询到所支持的所有无线频段中的任一个无线频段时，仅发布其服务的基本信息，等待其它无线设备加入本设备的无线网格。

Description

智能构建无线设备网格的方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，更确切地说是涉及无线设备互连时的智能构建无线设备网格的方法。

其中的无线设备网格是指由一组无线设备及由这些设备所发布的服务组合构成的逻辑实体，在网格内部由多个无线设备和服务协调工作，一个网格对外则表现出一个统一的行为，用户可以对整个逻辑网格进行访问，而无需了解该网格内的设备或者某个服务的细节。

该无线设备是指具有无线射频发射和接收功能的设备，通常具有一个负责处理无线设备用户操作和响应其它无线设备接入网格请求的中央处理器。对于高端的无线设备还可能同时具有信息显示功能和连接其它外设的能力。比如，手机、带有无线网卡或其它无线接入装置的电脑、带有无线功能的PDA等。

背景技术

随着无线技术的深入发展，各种各样的无线数据传输技术，比如GSM，CDMA，GPRS，3G，蓝牙，802.11，红外等已经渐渐走入人们的生活。特别是近几年，随着手机的爆炸性普及，电信运营商已经将GSM和CDMA网络布设到大江南北。从去年开始，基于802.11技术的无线网络也逐渐得到公众运营市场和行业用户认同，电信运营商还在许多公众服务场所中铺设了大量无线热点。另外，无线局域网在高校校园网中的应用也成为市场增长的重要推动力。无线设备市场的发展呈现出跳跃发展的特点，从发展初期就达到较大的规模，目前的无线应用市场已经进入成长期。

在无线应用领域，由于没有线缆的限制，因此用户可以在不同的地方移动上网；由于不需要布线，因此安装容易，建网时间可大大缩短；同时，无线的计费方案也使得用户在频繁变动办公地点时，减少用户的切换成本和时间。

虽然无线局域网不能取代有线局域网，但在某些特定区域，与传统有线局域网相比有其不可忽视的优势。无线局域网是有线局域网有效的延伸和补充，已成为一个不争的事实。正是由于无线局域网不可替代的优势，将使未来市场的增长不可逆转。目前中国的无线局域网市场虽然仍以公众服务领域为主，但今后一定会有越来越多的企业用户使用无线局域网，同时随着无线网卡逐渐成为笔记本电脑的标准配置，特别是以intel为代表的迅驰移动计算，会进一步推进无线局域网应用的发展。

目前，无线局域网中的每个无线设备还都是一个个独立的功能实体，各自具有一些基本的应用功能，但彼此间难于进行互通，比如，具有无线功能的笔记本电脑无法通过红外、蓝牙之类的数据链路与用户的手机直接进行数据通讯。另一方面，各个厂家生产的手机、PDA一类的智能无线终端设备又各成一体，同一类型不同厂商的无线设备在智能互通时也必须先经过统一的信息格式转换后才能实现。在这点上，就象每个设备虽然都使用相同的发声系统，但是由于各说各的方言，彼此间仍然难于理解一样。有时也会出现这样的情况，虽然使用厂商提供的专有程序可以实现同一厂商不同设备间的互通，但是由于设备与设备之间没有统一的协商机制，也会将不功能匹配的数据传入到不该传入的设备中，不仅占用了资源还浪费了用户的时间。另外，由于无线设备之间难于互相发现，有时两个持有无线设备的人近在咫尺，却需要使用电信运营商提供的数据链路来传输数据或打电话，造成带宽的极大浪费。

为了解决以上问题，某些无线设备厂商和软件开发平台提供商，都提出了自己的实现无线设备互连的解决方案。其中比较著名的技术方案有基于JAVA平台的MIDP移动计算技术和基于微软NET技术的微软移动INTERNET套件。这些技术在使用时都需要WEB服务器，即将所有无线设备都连接到WEB服务器上进行数据转换，再将转换后的数据变为无线设备能够理解的HTML或WML格式进行传送。

这种结构不适于无线设备临时组网的场景，主要原因有以下几点：任何时候都需要在INTERNET上部署一个专用的服务器；无线设备至少具有连接INTERNET的能力；无线设备应具有WEB浏览器，可以处理简单的网页；无线设备之间应能进行协商，但却不能协商；设备间缺乏相应的认证机制。

另外，一部分厂商也提出了面向无线设备的解决方案，也就是说，通过无线设备间的某种数据通道(如兰牙、红外等)，传输特定格式的数据，实现无线设备间的数据通讯。但这样的解决方案是建立在某一固定平台上的，难于扩展到其它平台，同一厂商不同型号的无线设备也很难实现直接的数据通讯。

综上所述，一方面，现实应用中迫切需要一种将多个无线设备及其提供的服务临时并任意结合成一个统一的逻辑实体的技术，即结合成无线网格的技术，以实现设备彼此间的资源共享，这种由无线设备直接连接组成的无线自组网格，无线设备间的通信不需要通过任何第三方提供的基站进行数据转发，甚至，无线设备彼此间还可以提供路由服务，由无线设备进行数据中转；另一方面，该技术可以在不同的平台上使用，能适应预装了不同操作系统和不同嵌入式硬件环境的无线设备，还可以支持通用电脑等。

同时，为了实现无线设备间的智能通讯和数据传输，还需要解决诸多上述方案无法解决的问题。比如，无线设备数据传输的非对称性，也就是说在进行无线通讯时源设备和目的设备的信号发射功率可能不同，因此而造成目的设备可以收到源设备发送来的数据包，但是源设备无法接收到目的设备反馈信息的现象，即A设备可以发现B设备，但B设备不能发现A设备。在这种情况下，源设备和目的设备之间是无法直接通讯的，必须在源设备和目的设备之间构建数据路由，来实现设备间的数据通讯；无线设备之间距离有限，当距离较远时需要有无线设备充当中转设备，但是多个无线设备之间无法互相中转，只能实现直接的数据通讯；无线通信标准繁多，无线设备之间可以通过多种方式通信，而多种不同方式之间却缺乏协商机制；无线设备的服务能力有多种多样，小到手机，大到笔记本电脑，对多个无线设备协同完成某项任务缺乏统一管理；无线设备间通信存在信息验证和保密的问题，但又缺乏纯对等的认证方案等等。为了使无线设备的使用场景和使用方式不受限制，使无线设备的推广应用不受限制，必须通过“无限你的无线”的思路来真正解决上述问题，提升无线应用的方便性。

发明内容

本发明的目的是设计一种智能构建无线设备网格的方法，该无线设备网格由一组无线设备及由这些设备所发布的服务组成，针对目前组建无线局域网中的现状，提出一种全新的构建无线设备网格的方法，在构建的虚拟的无线设备网格基础上，组合各无线设备提供的服务，实现不同服务能力的无线设备之间的无缝数据通信，新加入的无线设备可以和这个虚拟的无线网格直接进行通信，访问网格提供的相应服务，该方法可以在不同的平台上使用，可以广泛的适应预装了不同操作系统和不同嵌入式硬件环境的无线设备，也可以支持通用的电脑。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

A1.通过设置功能模块使每一个期望加入无线网格的无线设备具有设备间的智能发现功能、设备间的智能协商功能、设备间的数据链路检测功能、设备间的数据转换功能、设备间的安全认证及数据加密功能；

B1.无线设备通过查找所需要的无线设备，构建无线网格，和加入无线网格，无线设备间建立起连接关系；

C1.建立起连接关系的无线设备通过逐一协商数据传输参数，设置无线设备间的数据传输参数，建立无线设备间的逻辑数据通路；

D1.无线设备根据数据传输参数和通过对该无线设备所需要的服务和网格中的无线设备能力进行协商，进行服务内容发布，交换要发布的应用层服务信息；

E1.无线设备进行应用层数据格式转换，实现应用层数据传输和数据互通。

本发明的目的还可以通过以下技术方案实现的：

一种智能构建无线设备网格的方法，该无线设备网格由一组无线设备及由这些设备所发布的服务构成，其特征在于，包括以下处理步骤：

A2.通过设置功能模块使每一个期望加入无线网格的无线设备具有设备间的智能发现功能、设备间的智能协商功能、设备间的数据链路检测功能、设备间的数据转换功能、设备间的安全认证及数据加密功能；

B2.准备加入无线网格的无线设备，查询所支持的所有无线频段，判断所发现的无线频段是否为功能匹配的无线网格，在判断过程中只要确定是功能匹配的无线网格时就执行步骤C2，否则逐个判断，直到判断完毕所发现的所有无线频段，仍没有功能匹配的无线网格时，或者在未查询到所支持的所有无线频段中的任一个无线频段时，仅发布其服务的基本信息，等待其它无线设备加入本设备网格；

C2.无线设备加入功能匹配的无线网格，进行数据传输前的格式转换，按判断正确网格时协商设置的物理链路及传输参数实现网格内无线设备间的资源共享。

步骤B2中的判断所发现的无线频段是否为功能匹配的无线网格，进一步包括以下处理步骤：

b1.对准备加入无线网格的无线设备进行设备安全认证，认证通过时执行步骤b2，认证未通过时执行步骤b6；

b2.准备加入无线网格的无线设备和网格中的被访问设备间进行设备间能力是否匹配的设备链路协商，链路协商通过时执行步骤b3，链路协商未通过时执行步骤b6；

b3.设置链路传输参数，包括传输链路类型、数据传输速率和加密方式；

b4.准备加入无线网格的无线设备发布所需要的服务；

b5.准备加入无线网格的无线设备和网格中的被访问设备间进行所需要的服务与所具备的服务能力是否匹配的服务能力协商，能力协商通过后确定为是功能匹配的无线网格，能力协商未通过时执行步骤b6；

b6.等待其它无线设备加入本设备网格。

本发明的方法，针对目前无线设备临时组网的需要而提出，首先对无线设备进行功能增强，使每个无线设备具有设备间智能发现功能，设备间智能协商功能，设备间数据链路检测功能，设备间数据转换功能，设备间数据安全认证及数据加密功能。在此基础之上，通过服务的方式将各设备提供的应用功能进行组合。在智能发现和功能发布的基础上，将每个无线设备抽象成为不同的逻辑实体，通过无线设备间协商自动完成无线设备之间的数据通讯。无线设备通过基础服务之间的智能协商，进行智能的资源组合和数据共享，实现不同服务能力的无线设备之间的无缝数据通讯。同时，在服务协商的基础上，多个无线设备及其提供的服务结合在一起，它们整体构成一个统一的逻辑实体，这就是本发明的无线网格实体。新加入的无线设备可以和这个虚拟的无线网格直接进行通信，访问网格提供的相应服务或将其服务提供给网格使用。

本发明的方法可以在不同的平台上使用，可以广泛的适应所有预装不同操作系统和不同嵌入式硬件环境的无线设备，也可以支持通用的电脑。

本发明的有益效果是：在本发明的技术方案提出之前，用户普遍的概念是：无线设备组网距离受限，数据传输不够安全；由无线设备组成的网络是相对独立的，不同链路无线设备之间难于进行数据交换；同时，用于各种场景的无线设备没有一个设备路由管理和安全管理的功能。这在一定意义上，限制了无线设备的推广应用。本发明提出的全新解决方案，通过设备间自动协商机制，拓展无线设备的工作范围，通过服务组合和发布机制，使无线设备更容易为普通用户使用。

附图说明

图1是本发明所称无线设备的基本结构示意框图；

图2是本发明所称无线网格的基本结构示意图；

图3是本发明的无线设备网格的系统框架结构示意图；

图4是无线设备在构建无线网格时无线设备间的交互过程流程框图；

图5是图4中的无线设备发现过程的流程框图；

图6是图4中的无线设备安全认证过程的流程框图；

图7是图4中的无线设备链路协商过程的流程框图；

图8是图4中的无线设备服务内容发布和服务能力协商过程的流程框图。

具体实施方式

参见图1，图中示出无线设备的基本结构。本发明所称的无线设备是指具有无线射频发射和接收功能的设备，例如手机、带有无线网卡或其它无线接入装置的电脑、带有无线功能的PDA等。无线设备通常应包括中央处理器11、射频(RF)收发单元12和内存单元13，此外还可包括输入/输出处理单元14及显示处理单元15，用虚线框出的输入/输出处理单元14、显示处理单元15表示可按需要选配。中央处理器11负责处理用户操作和响应其它无线设备接入无线网格时的请求。

参见图2，图中示出无线网格的基本结构。无线网格21是由若干个无线设备，如无线设备1、无线设备2、无线设备3及由这些无线设备所发布的服务，如服务1、服务2、服务3、服务4组合构成的逻辑实体。其中无线设备1发布服务1、服务2、服务3，无线设备2发布服务1、服务2，无线设备3发布服务1、服务2、服务4。在网格内部，多个无线设备及其发布的服务协调工作；一个无线网格对外则表现统一的行为，供用户对整个无线网格进行访问，此时用户无需了解该网格内的某一个无线设备的细节或者由某一个设备所发布的某个服务的细节。

上述的服务，可以是无线设备根据自身功能发布的服务，给无线网格内的其它无线设备共享使用；无线设备也可以选择使用其它无线设备发布的服务，和查询其它无线设备提供的服务。

采用通用的IP地址法表示无线网格中的某一个无线设备。每个IP地址为一个32位的数字。在本发明中，采用四字节表示，每个字节范围为0～255。对于无线设备所包含的有效IP地址是从0.0.0.1到223.255.255.255。

参见图3，为了实现无线设备网格智能构建及无线设备间的智能数据传输，首先必须对现有无线设备进行功能增强，使其具有设备间的智能发现功能、设备间的智能协商功能、设备间的数据链路检测功能、设备间的数据转换功能、设备间的数据安全认证及数据加密功能。特别是至少要具备设备发现、数据链路协商和数据转换的功能，对于某些功能强大的无线设备，也可以增加路由管理和安全认证的功能。这些增强功能，可以通过上层应用软件实现，也可以通过固化在硬件或BIOS中的固件实现。

增强功能在实现时，一般由四层模块来具体执行。

第一层为系统层模块，它的功能主要由操作系统和硬件驱动提供，其中的硬件驱动包括TCP/IP，IPX/SPX，GPRS网络传输协议。

第二层为发现层模块，包括路由管理服务、网格发现服务和安全认证服务，发现层的主要功能是查找无线设备，并在无线设备间建立路由并尝试进行安全认证，为下一步的数据协商进行准备。

其中的网格发现服务是整个网格构建的基础，主要功能包括定期对所支持的无线频段和无线链路进行遍历，查找链路上其它符合相应无线设备规范的设备，对发现的无线网格进行统一的描述，并对用户可能链接的无线设备进行尝试连接，通过安全认证服务(发现层)、内容发布服务(协商层)和数据链路协商服务(协商层)过程来判断是否接入了功能匹配的网格。

其中的路由管理服务是仅为提供路由功能的无线设备提供的。路由管理服务中的路由，是数据路由，也即无线设备间数据通信的方法，当无线网格内部的无线设备之间不能直接可达时，或者当某无线网格中的某无线设备和其它网格的某无线设备之间不能直接可达时(不同IP地址根据其掩码可确定其在不同的网段中，不同网段之间无法进行直接的数据通信)，要实现无线设备间的通信，必须通过中间转发，也即在进行中转的路由设备上，通过在设备与设备之间采用某种路由算法来构建相应的无线设备通信链路，构建从源设备到目的设备的下一跳IP地址，由此地址代表的无线设备实现数据转发并到达目的设备。路由管理服务维护所建立的设备间路由，在发现某无线设备离开无线网格时，自动删除相关的设备路由。

其中的安全认证服务是仅为需要较高安全性等级的无线网格提供的，此安全认证服务也可以针对目前无线功能要求的安全性等级进行认证。该安全认证服务既可以选择纯对等的设备分布式认证方案，也可以选择包含一个集中认证中心的安全认证方案。

第三层为协商层模块，包括数据链路协商服务、内容发布服务和数据转换服务。协商层的主要功能是进行无线设备服务能力的协商，在无线设备之间建立起合适的逻辑链路，准备进行应用层的数据交换，同时对待交换的数据进行格式转换，保证数据通信的双边一致性。

其中的数据链路协商服务发生在数据传输开始之前，无线设备已经通过前面几个服务(路由管理服务、网格发现服务和安全认证服务)的确认，无线设备之间已经建立起简单的连接关系，但是对于链路的类型、数据传输速率、加密方式等参数并未进行确认，数据链路协商服务主要进行各种数据传输参数的确认。

内容发布服务对无线设备发布的服务内容进行规定，不同于具体的服务，内容发布服务给用户呈现的是一系列服务的实体，用户可以选择调用不同的服务实体，同时内容发布服务还对各无线设备的不同逻辑服务进行组合，构建成一个统一的无线网格的功能。

数据转换服务是在应用层服务注册之后生效的服务，对所有底层和上层传输的服务内容进行格式转换，实现不同平台、不同设备之间数据格式的统一。

最后一层是应用层模块，实施例给出的是文件服务、多媒体服务和个人事务服务。应用层的主要功能为应用，在此层面上可以进行各种应用功能扩展，即除了列举的文件服务，多媒体服务和个人事务服务外，还可以根据实际需要进行其它功能的扩展。即应用层服务，针对具体的不同需求可以自由定制。上述文件服务主要完成对文件的相关操作，比如拷贝、删除、重命名等；多媒体服务主要完成媒体文件的播放、暂停、快进、快退等功能；个人事务服务主要完成个人日程、通讯簿数据等的管理工作。

因为应用层服务根据无线设备的不同功能而有所不同，所以本发明方法主要集中在底层的交互过程中，即发现层、协商层中的交互过程。

参见图4，图中示出无线设备在加入增强功能后，智能构建无线网格时的无线设备之间的交互过程。

步骤401，无线设备准备加入无线网格，寻找所需要的另一无线设备。

步骤402，由无线设备发现层的网格发现服务模块查询所支持的所有无线频段(网格)，对所支持的无线频段(如兰牙、GPRS、红外、802.11等)进行遍历，查询有无这些频段(网格)，发现有这些频段则执行步骤404，否则执行步骤403。

步骤404，保存所查询到的所有无线网格(频段)，建立无线网格数据库。

步骤405，对所发现的所有无线网格中的某网格，判断是否存在对该网格的最近一次访问，有则直接执行步骤407，否则执行步骤406。

步骤406，由发现层的路由管理模块查找最优链路，然后执行步骤407，该最优链路是按照设定原则确定的，如发射功率最强，对用户而言最经济等。

步骤407，根据最近一次访问，针对该网格设置无线工作参数，如载频等。

步骤408，判断该网格是否是功能匹配的无线网格，此判断过程需经过一系列的设备安全认证、设备链路协商、服务能力协商等过程(详见图5)，都通过时才判断为功能匹配的无线网格，继续执行步骤409，否则执行步骤410。

步骤409、411，由协商层的数据转换服务模块进行传输格式转换，实现所有底层与上层传输间的服务内容的格式转换，使在不同平台、不同无线设备间有统一的数据格式，设备加入无线网格，至此完成了两个无线设备间的交互过程，构建起一个虚拟的无线网格，可实现网格内无线设备间的资源共享。

步骤410，是否遍历了保存在无线网格数据库中所有的无线网格，是则执行步骤403，否则返回步骤407，选择另一个所保存的无线网格进行无线工作参数设定，并继续执行后续步骤。

上述过程描述了无线设备加入一个存在的无线网格时，设备之间的交互过程。无线设备加入一个存在的无线网格，必须进行无线网格是否功能匹配的判断过程，即安全认证、数据链路协商和服务能力协商的过程，在设备成功加入网格后，将本设备的服务发布到网格中的其它无线设备上，供用户调用。

步骤403、413至415，无线网格是由无线设备组成的，工作在同一网格中的无线设备具有相同的频段。一个无线设备可以同时工作在多个无线网格中，可以进行不同网格之间数据的转发。在一个无线设备未发现任何无线网格时，它自己可以成为一个独立的无线网格，即一种最简单的设备网格。此时该无线设备不与任何其它无线设备进行交互，仅仅发布基本服务信息，等待其它无线设备的加入(连接)。

发现层的网格发现服务模块定期地对所支持的无线链路进行遍历，查找无线频段上其它能与某些无线设备规范相符合的无线设备，构建无线网格数据库，同时尝试连接不同的无线网格。采取这种工作方式的主要原因是：无线设备通过不同的工作频率(载频)进行区分，一个无线设备在某个时刻只能处于某个无线网格内，此时该无线设备无法和其它工作频率的无线设备进行通信，因此，必须尝试建立所有的无线链路，并进行进一步的确认工作。判定无线网格是否正确，该判定工作由设备安全认证、设备链路协商和服务能力协商模块完成，即在无线设备完成安全认证、设备链路协商和服务能力协商等步骤后，无线设备正式加入无线网格。

参见图5，图中说明了图4中的步骤408，即判定功能匹配的无线网格的一个比较详细的过程流程。

步骤407，无线设备针对尝试加入的网格设置无线工作参数；

步骤501，由发现层的路由管理模块判断是否可直达所需的无线设备，如果不能直达则执行步骤502，否则直接执行步骤503；

步骤502，由发现层的路由管理服务模块构建设备路由，再执行步骤503；

步骤503，由发现层的安全认证服务模块对该加入的无线设备进行安全认证，能通过安全认证则执行步骤504，否则返回步骤410执行；

步骤504，在确认传输参数前，先要进行设备链路协商，即两个无线设备之间的能力是否能匹配，例如一个无线设备要传送带宽很大的视频图像且无法降低带宽，而另一无线设备因带宽不够而没有接收该视频图像的能力，此时则协商不成，返回步骤410执行，否则协商通过时执行步骤505；

步骤505，由协商层的数据链路协商服务模块进行传输参数的设置与确认，包括传输链路的类型、数据传输速率、加密方式等参数；

步骤506，由协商层的内容发布服务模块发布一系列所需要的服务实体；

步骤507，在进行应用层数据转换前，协商层的内容发布服务模块还要作服务能力的协商，如一个无线设备要发送的是彩色图片，而另一个无线设备只能看黑白图片时则服务能力协商未通过，返回步骤410执行，否则执行步骤411，由协商层的数据转换服务模块进行传输格式转换，实现所有底层与上层传输间的服务内容的格式转换，使在不同平台、不同无线设备间有统一的数据格式，至此完成了发现层的全部功能，无线设备之间已经建立起稳定的逻辑数据链路，可以实现网格内无线设备间的资源共享；

步骤410，在步骤503、504、507中，若发生任一项未通过的情况时，则进一步判断是否遍历了步骤404中所保存的所有无线网格，若已经遍历了却仍未通过时，则执行步骤403，构建设备网络并等待，若还没有遍历，则返回步骤407执行，选择下一个无线网格重复执行步骤501-507。

图5流程说明了，至少在完成设备发现、设备链路协商和服务能力协商的工作后，才能在新的网格框架内实现不同无线设备间的通信。这一系列的发现与协商工作是由无线设备之间的底层服务模块自动完成的。

步骤502中，在开始验证无线设备是否处于功能匹配的无线网格时，对于部分无线设备还需要由路由管理服务模块完成路由构建的工作。这部分工作主要包含设备路由的建立和设备路由的动态维护。无线设备路由不同于有线设备路由，其中一方面是无线非对称性问题(如前所述的A设备能发现B设备，而B设备不能发现A设备的问题)，另一方面是无线设备的动态移动问题(有时还是高速移动)。这都需要对路由的建立和维护采用全新的不同于以往的方法。同时，此路由构建还必须考虑无线信号强度、无线数据流量等诸多因素。涉及动态构建无线设备路由的技术包括“实现无线设备间智能组网的方法”与“无线设备自组网平衡路由的方法”(相关技术方案另案申请专利)。

参见图6，图中说明了图5步骤503的一个比较详细的安全认证过程流程。

对于某些高安全性网格，在设置了针对某一无线网格的无线工作参数、进行下一步的操作前还必须完成相应的安全认证工作。安全认证模式可以根据无线网格的不同，在分布式认证和集中式认证两种模式间切换。分布式认证是针对无线设备临时组网的特性提出的，认证信息分布在不同的无线设备上，认证数据可以在无线设备之间进行传递。集中式认证是目前比较常见的方案，一般需要专有设备充当认证中心，所有的认证信息保存在认证中心上，由管理人员制定认证信息规则并进行维护。

步骤601，开始对加入网格的无线设备进行安全认证；

步骤602，判断是否需要作安全认证，需要时执行步骤603，否则执行步骤607，认定为通过安全认证；

步骤603，判断是否采用集中式认证，是则执行步骤605，否则执行步骤604；

步骤604，通过查询过程进行分布式认证，分布式认证信息可以保存在网格中的多个设备上，也可以保存在网格中的某个设备上；

步骤605，获得认证中心提供的基本认证信息；

步骤606，根据步骤604、605的认证信息，判断是否通过安全认证，通过则执行步骤607，否则执行步骤608；

步骤607，认证成功；

步骤608，认证失败。

设备可以根据网格的要求加入设备间的安全认证及数据加密功能。

参见图7，图中示出图5中步骤504的一个比较详细的设备链路协商过程。在发现层的工作完成之后，无线设备已经和无线网格内部的其它无线设备建立了一个物理上连通的数据通路。此时无线设备就可以和此网格内部的其它无线设备进行链路协商的工作，为其后应用层服务的发布和调用进行准备。在协商层开始工作之前，首先必须进行数据链路协商服务的工作。数据链路协商服务主要就设备之间的链路类型、数据传输类型、数据传输速率、加密方式、服务质量、带宽要求等信息进行协商，在设备上注册不同服务要求的链路信息。链路类型是指物理连接方式，比如gprs、bluetooth、802.11、红外、有线、usb、3G等等。数据传输类型是指可靠传输方式和不可靠传输方式，前者主要用于传输文件或其它关键数据，后者主要用于传输语音、视频等实时数据。

步骤701，两无线设备间开始进行数据链路协商；

步骤702，协商传输数据的有关参数；

步骤703至707，分别协商支持的链路类型、支持的数据传输类型、支持的数据传输速率、支持的加密方式、和支持的服务质量，全部协商成功时执行步骤708，只要有一项协商不成功时则执行步骤710；

步骤708，协商成功后则设置数据传输参数；

步骤709，完成数据链路协商服务工作且协商成功；

步骤710，完成数据链路协商服务工作但协商失败。

参见图8，图中比较详细地说明了一个服务发布及服务能力协商过程。

协商层的内容发布服务模块完成设备网格的构建工作。在开始此服务时通过上面的过程已经构建起设备之间稳定的逻辑数据链路，设备之间可以通过此逻辑数据链路交换要发布的应用层服务信息。

新加入无线网格的无线设备会向网格中的其它无线设备发布服务，网格中的设备也会向新加入的设备发布已存在的服务。设备服务之间通过相互的协商过程，确定每个设备呈现给最终用户的服务功能。在服务协商失败的条件下，服务自动隐藏，此时服务无法进行显示和调用。同时，发布的服务与相应的无线设备相关，在设备退出无线网格之后，它包含的所有服务自动从网格中注销。

发布服务及服务能力协商的一般过程是：

步骤801，新加入无线网格的无线设备向网格中的其它无线设备发布其基本的服务信息，网格中的其它无线设备接收到此服务信息；

步骤802、803，接收到此服务信息的无线设备首先查询本地服务，并进而判断此服务此前是否发布过，如果发布过，也即已存在相同类型的本地服务，则直接执行步骤809，否则执行步骤804；

步骤804至806，接收到服务信息的无线设备会进一步获取服务的基本需求，并通过查询过程取得本设备的能力信息，再对本设备能力和该服务的基本需求进行匹配，判断本设备能力能否满足该服务的基本需求，如果能满足则进一步执行步骤807至809，否则执行步骤810至812；

步骤807至808，匹配成功，则进一步获取服务的详细信息，并注册此服务到本地设备；

步骤810至812，匹配不成功，则向对方设备发送自身的设备能力，供对方设备判断能否作满足该服务需求的匹配转换，若能作匹配转换则更新服务基本需求，并执行步骤809，注册此服务到本地设备，否则服务协商失败，结束服务协商过程；

步骤809，给出相应的关联服务和提供服务的无线网格设备，服务协商成功，并结束服务协商过程。

举例说，在手机接收到提供图片显示的服务需求时，手机先取得服务要求的设备能力，包括可以显示图像，显示能力为彩色，显示屏分辨率大于320×200；手机发现自身的设备能力为：可以显示图像，显示能力为黑白，显示屏分辨率为320×240，则将自己的设备能力发送给服务；服务查询自己是否具有将彩色图片转换为黑白图片的能力，如果有，则匹配成功，手机可显示图片，反之，则匹配失败，此时服务将隐藏，网格中其它设备用户将无法显示和调用此服务。

每个设备协商层的内容发布服务模块管理其它设备发布的服务信息，同时内容发布服务模块也会协商一个一致的表示行为，这个表示构成了网格呈现给用户的最终功能。

图4中步骤409的应用层数据转换服务是设备间进行数据传输前的最后一步，主要进行数据格式的转换。先将待发送的数据翻译成一种设备双方都能接受并与平台无关的中间格式，然后再对该中间格式数据进行反向转换。这种中间格式可以是一个xml描述，也可以是双方都能理解的其它文本格式。

当用户存在于一个有多台无线笔记本电脑、无线PDA、手机等的无线设备环境中时(这些无线设备已预先作了功能增强处理)，若无线笔记本电脑要向手机获取保存在手机上的用户通讯录时，可以采用本发明的方法通过构建无线网格获得所要的服务。

无线笔记本电脑通过发现层的网格发现服务模块遍历无线网格(频段)后，可以发现所有的无线设备网格，从而可以选择某个网格尝试加入。在通过安全认证之后，无线笔记本电脑的发现层路由管理服务模块构建起无线笔记本电脑和所发现的所有无线设备的数据通路。然后，通过手机与笔记本电脑间的数据链路协商过程，手机会告诉笔记本电脑下述信息：手机链路的最大数据传输速率为16kb，链路类型位gprs，不进行加密，服务质量要求始终为高，带宽必须保证在8kb以上。笔记本电脑发现它可以满足此需求并设置它和手机间的数据链路参数。依据这些参数，内容发布服务模块在笔记本电脑和手机间建立起数据通路，供传输相关的服务信息。笔记本电脑这时会查询手机上个人事务服务，在发现手机发布了此用户通讯录服务之后，个人事务服务开始进行数据传输。虽然笔记本电脑与手机两者的硬件平台不一致，但是通过数据转换服务，用户通讯录数据还是准确无误地传到笔记本电脑上。

Claims (11)

1.一种智能构建无线设备网格的方法，该无线设备网格由一组无线设备及由这些设备所发布的服务构成，其特征在于，包括以下处理步骤：

A.通过设置功能模块使每一个期望加入无线网格的无线设备具有设备间的智能发现功能、设备间的智能协商功能、设备间的数据链路检测功能、设备间的数据转换功能、设备间的安全认证及数据加密功能；

B.无线设备通过查找所需要的无线设备，构建无线网格，和加入无线网格，无线设备间建立起连接关系；

C.建立起连接关系的无线设备通过逐一协商数据传输参数，设置无线设备间的数据传输参数，建立无线设备间的逻辑数据通路；

D.无线设备根据数据传输参数和通过对该无线设备所需要的服务和网格中的无线设备能力进行协商，进行服务内容发布，交换要发布的应用层服务信息；

E.无线设备进行应用层数据格式转换，实现应用层数据传输和数据互通。

2.一种智能构建无线设备网格的方法，该无线设备网格由一组无线设备及由这些设备所发布的服务构成，其特征在于包括以下处理步骤：

A.通过设置功能模块使每一个期望加入无线网格的无线设备具有设备间的智能发现功能、设备间的智能协商功能、设备间的数据链路检测功能、设备间的数据转换功能、设备间的安全认证及数据加密功能；

B.准备加入无线网格的无线设备，查询所支持的所有无线频段，判断所发现的无线频段是否为功能匹配的无线网格，在判断过程中只要确定是功能匹配的无线网格时就执行步骤C，否则逐个判断，直到判断完毕所发现的所有无线频段，仍没有功能匹配的无线网格时，或者在未查询到所支持的所有无线频段中的任一个无线频段时，仅发布其服务的基本信息，等待其它无线设备加入本设备网格；

C.无线设备加入功能匹配的无线网格，进行数据传输前的格式转换，按判断正确网格时协商设置的物理链路及传输参数实现网格内无线设备间的资源共享。

3.根据权利要求2所述的智能构建无线设备网格的方法，其特征在于：

所述步骤A中的功能模块，包括系统层模块、发现层模块、协商层模块和应用层模块；

所述的系统层模块由操作系统和硬件驱动提供；所述的发现层模块包括网格发现服务模块、路由管理服务模块和安全认证模块，用于查找被访问的无线设备、在访问与被访问的无线设备间建立起路由和进行安全认证，为协商层模块的数据链路协商进行准备；所述的协商层模块包括数据链路协商服务模块、内容发布模块和数据转换服务模块，用于进行设备间能力的协商，在无线设备之间建立起逻辑链路供进行应用层数据交换，同时对待交换的数据进行格式转换，保证无线设备双方通信的双边一致性；所述的应用层用于完成各种应用功能。

4.根据权利要求2所述的智能构建无线设备网格的方法，其特征在于：

所述步骤B中，还包括对发现的所支持的所有无线频段进行保存，建立无线网络数据库。

5.根据权利要求2所述的智能构建无线设备网格的方法，其特征在于在判断所发现的无线频段是否是功能匹配的无线网格前，进一步包括以下处理步骤：

对所发现的网格，判断是否存在对该网格的最近一次访问，有则根据该最近一次访问直接设置包括载频的无线工作参数，否则按设定原则查找最优链路后再设置无线工作参数。

6.根据权利要求2所述的智能构建无线设备网格的方法，其特征在于；所述的判断所发现的无线频段是否为功能匹配的无线网格，进一步包括以下处理步骤：

b1.对准备加入无线网格的无线设备进行设备安全认证，认证通过时执行步骤b2，认证未通过时执行步骤b6；

b2.准备加入无线网格的无线设备和网格中的被访问设备间进行设备间能力是否匹配的设备链路协商，链路协商通过时执行步骤b3，链路协商未通过时执行步骤b6；

b3.设置链路传输参数，包括传输链路类型、数据传输速率和加密方式；

b4.准备加入无线网格的无线设备发布所需要的服务；

b5.准备加入无线网格的无线设备和网格中的被访问设备间进行所需要的服务与所具备的服务能力是否匹配的服务能力协商，能力协商通过后确定为是功能匹配的无线网格，能力协商未通过时执行步骤b6；

b6.等待其它无线设备加入本设备网格。

7.根据权利要求6所述的智能构建无线设备网格的方法，其特征在于；所述步骤b1的设备安全认证前进一步包括：判断准备加入无线网格的无线设备是否直接可达无线网格中的被访问设备；不直接可达时先构建设备路由；直接可达时或者在构建了设备路由后进行所述的安全认证。

8.根据权利要求6所述的智能构建无线设备网格的方法，其特征在于；所述步骤b1中的设备安全认证，进一步包括：

b11.选择认证方式，认证方式包括集中式认证和分布式认证；

b12.选择集中式认证方式时，从认证中心获取认证信息，选择分布式认证方式时，由分布式查询认证设备给出认证信息；

b13.根据认证信息判断安全认证通过或者未通过。

9.根据权利要求6所述的智能构建无线设备网格的方法，其特征在于；所述步骤b2中的设备间能力是否匹配的设备链路协商包括：逐一协商传输数据参数，包括支持的链路类型、支持的数据传输类型、支持的数据传输速率、支持的加密方式、和支持的服务质量，其中任一协商项不匹配，则链路协商未通过，全部协商项都匹配时，链路协商通过。

10.根据权利要求6所述的智能构建无线设备网格的方法，其特征在于；所述步骤b5中的所需要的服务与所具备的服务能力是否匹配的服务能力协商包括：

b51.准备加入无线网格的无线设备向无线网格发布其所需要的基本服务信息；

b52.无线网格中的无线设备接收该基本服务信息，通过查询其本地服务，确定是否存在满足该基本服务信息的本地服务，存在本地服务则服务能力协商通过，执行步骤b55，不存在本地服务时则判断设备能力是否满足所需要的基本服务信息，满足时执行步骤b53，不满足时执行步骤b54；

b53.取得服务详细信息并保存到本地，再执行步骤b55；

b54.无线网格中的无线设备向准备加入无线网格的无线设备发送自身的设备能力信息，由准备加入无线网格的无线设备进行所需的基本服务与该设备能力间匹配的转换判断，能作匹配转换时则更新所需的基本服务并执行步骤b53，不能作匹配转换时则能力协商未通过；

b55.给出与准备加入无线网格的无线设备所需要的基本服务信息相关联的服务，及无线网格中提供该服务的无线设备。

11.根据权利要求2所述的智能构建无线设备网格的方法，其特征在于；所述步骤C中的格式转换是先将待发送数据翻译成设备双方都能接受并与平台无关的中间格式，再对该中间格式进行反向转换。

Images