CN103581239A - 一种设备和服务的发现方法、设备中间件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设备和服务的发现方法、设备中间件，方法包括：用户终端设备广播自身的设备信息和服务能力信息，并搜索周边的服务网络信息、未加入服务网络的设备信息和设备的服务能力信息；如果搜索到周边存在用户终端设备具备完成业务所需服务能力的服务网络，则用户终端设备配置加入该服务网络，并与该服务网络的中心节点进行交互完成业务；如果没有搜索到所述服务网络，则用户终端设备从未加入服务网络的、且具备完成业务所需服务能力的设备中选取中心节点，并根据选取的中心节点配置生成服务网络，与选取的中心节点进行交互完成业务。本发明通过对周边可用服务资源的发现、获取并组网，能够完成泛在业务的提供。

Description

一种设备和服务的发现方法、设备中间件
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种设备和服务的发现方法、设备中间件。
背景技术
随着信息技术的发展，人们的生活、工作环境中必将涌现出越来越多的智能设备。为了能够充分利用用户周边环境的多种设备，为用户提供实施、高效、高质量的服务，让多设备协同工作共同提供服务已成为一种需求。而多设备协作的前提是设备之间能自主的发现，并互联互通形成网络。
现有技术中的设备发现，往往是通过信道广播或组播消息获取周边设备信息形成网络，基于网络通过用户配置完成业务传输及呈现；由于设备发现过程中不涉及服务的发现，因此设备无法自主完成泛在业务的提供。另外，由于很多通信协议在不进行预先配置的前提下不支持自组网架构，如支持无线局域网(WIFI)通信协议的终端设备在没有接入点(AP)的情况下无法对周边设备及服务进行获取，这也导致设备无法自主完成服务匹配和泛在业务的提供。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种设备和服务的发现方法、设备中间件，以解决现有技术无法实现服务发现，无法自主完成服务匹配和泛在业务提供的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种设备和服务的发现方法，该方法包括：
用户终端设备广播自身的设备信息和服务能力信息，并搜索周边的服务网络信息、未加入服务网络的设备信息和设备的服务能力信息；
如果搜索到周边存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络，则所述用户终端设备配置加入所述服务网络，并与所述服务网络的中心节点进行交互完成业务；
如果搜索周边不存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络，则所述用户终端设备从未加入服务网络的、且具备完成业务所需服务能力的设备中选取中心节点，并根据选取的中心节点配置生成服务网络，与选取的中心节点进行交互完成业务。
所述用户终端设备配置加入服务网络，包括：
所述用户终端设备配置为站STA模式，设置网络ID，并向所述服务网络的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述服务网络的中心节点分配的IP地址。
所述根据选取的中心节点配置生成服务网络，包括：
将选取的中心节点配置为接入点AP模式，所述中心节点开启动态地址分配服务，打开动态地址分配端口；
所述用户终端设备配置为STA模式，设置网络ID，并向选取的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述中心节点分配的IP地址。
采用以下方式的其中之一来选取中心节点：
随机选取方式、基于博弈论的竞争选取方式、轮训选取方式。
所述服务网络信息包括：服务网络的中心节点标识ID号、所提供的服务标号。
所述设备信息包括：设备标识、端口号、存储能力、处理能力、显示能力。
本发明还提供了一种设备中间件，所述设备中间件位于网络层和媒体接入控制MAC层之间，所述设备中间件包括：服务查询及调用模块、信息广播及搜索模块和网络配置模块；其中，
所述服务查询及调用模块，用于向应用层查询用户终端设备的设备信息和服务能力信息；
所述信息广播及搜索模块，用于控制MAC层广播用户终端设备的设备信息和服务能力信息，并搜索周边的服务网络信息、未加入服务网络的设备信息和设备的服务能力信息；
所述网络配置模块，用于通过与网络层交互，在搜索到周边存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络时，将所述用户终端设备配置加入所述服务网络，并与所述服务网络的中心节点进行交互完成业务；在搜索周边不存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络时，从未加入服务网络的、且具备完成业务所需服务能力的设备中选取中心节点，并根据选取的中心节点配置生成服务网络，与选取的中心节点进行交互完成业务。
所述网络配置模块进一步用于，通过以下方式将所述用户终端设备配置加入所述服务网络：
配置所述用户终端设备为站STA模式，设置网络ID，并向所述服务网络的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述服务网络的中心节点为所述用户终端设备分配的IP地址。
所述网络配置模块进一步用于，通过以下方式，根据选取的中心节点配置生成服务网络：
将选取的中心节点配置为接入点AP模式，所述中心节点开启动态地址分配服务，打开动态地址分配端口；
配置所述用户终端设备为STA模式，设置网络ID，并向选取的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述中心节点为所述用户终端设备分配的IP地址。
所述网络配置模块进一步用于，采用以下方式的其中之一来选取中心节点：
随机选取方式、基于博弈论的竞争选取方式、轮训选取方式。
本发明所提供的一种设备和服务的发现方法、设备中间件，在用户设备进入服务设备分布的区域时，自主完成服务发现及网络的配置，自主地聚合一定区域内的设备能力，通过多个设备的协同配合完成统一业务提供。由于设备发现与服务发现同时进行，实现了服务能力的透明访问，省去了用户配置的繁琐过程，可以满足用户的最佳服务体验。
附图说明
图1为本发明实施例的一种设备和服务的发现方法的流程图；
图2为本发明实施例的一种设备中间件的组成结构示意图；
图3为本发明实施例中利用设备中间件发现周边设备和服务，并完成业务提供的方法流程图；
图4为本发明实施例的发现方法的具体应用场景的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明实施例提供的一种设备和服务的发现方法，如图1所示，主要包括以下步骤：
步骤101，用户终端设备广播自身的设备信息和服务能力信息，并搜索周边的服务网络信息、未加入服务网络的设备信息和设备的服务能力信息。
用户终端设备进入分布有服务设备的区域，需要借助周边设备的服务能力共同完成某项业务提供时，用户终端设备将自身的设备信息及服务能力信息通过广播或组播消息告知周边设备。其中，所述设备信息包括：设备标识、端口号、存储能力、处理能力、显示能力等；所述服务能力信息为用户终端设备所能提供的服务能力，如：拍照功能、打印功能、视频播放功能、音频播放功能等。
此外，用户终端设备还接收各通信信道的广播消息，以搜索周边的服务网络信息、未加入服务网络的设备信息和设备的服务能力信息。搜索的信息包括周边存在的服务网络、未加入服务网络的设备及设备的服务能力信息。其中，服务网络信息包括：服务网络的中心节点标识(ID)号、所提供的服务标号，该服务标号用以识别所在网络所提供的服务类型；设备信息，包括设备标识、端口号、存储能力、处理能力、显示能力等，设备信息用以鉴别该设备是否支持特定业务的协同，以及是否支持成为中心节点；设备的服务能力信息，是指未加入服务网络的设备所提供或者需要的服务类型。
在本步骤中，用户终端设备与提供服务能力的周边设备需要至少具有一种相同的短距离通信接口，可以通过基础设施网络或Adhoc模式完成组网。Adhoc模式是一种点对点的组网模式。
步骤102，用户终端设备对此区域中是否存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络进行判断，如果有，则执行步骤103；否则，执行步骤105。
用户终端设备如果搜索到周边区域存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络，则执行步骤103；如果没有搜索到周边区域存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络，则执行步骤105。
步骤103，用户终端设备完成IP地址配置并加入服务网络。
本步骤中，用户终端设备根据搜索得到的服务网络信息，配置自身为站(STA，Station)模式，设置网络ID，并向服务网络的中心节点(作为服务网络的接入节点)发送动态地址获取请求，获取服务网络的中心节点为该用户终端设备分配的IP地址并完成配置。中心节点需要支持动态主机设置协议(DHCP，Dynamic Host Configuration Protocol)。
步骤104，用户终端设备与服务网络内的节点进行交互，共同完成统一业务提供。
如果一项业务提供需要借助服务网络的中心节点的服务能力，则用户终端设备与中心节点进行交互，共同完成统一业务提供；如果一项业务提供还需要借助服务网络内的其他节点的服务能力，则用户终端设备还需要与其他节点进行交互，共同完成统一业务提供。
步骤105，判断不存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络时，用户终端设备从未加入服务网络的、且具备用户终端设备完成业务所需服务能力的设备中选取中心节点。
本步骤中，用户终端设备从搜索的未加入服务网络的设备中，选择具备用户终端设备完成业务所需服务能力的设备，参加中心节点选举；中心节点的选取可以根据各设备信息采用协商的方式进行，如中心节点的选取可采取随机选取方式、基于博弈论的竞争选取方式、轮训选举方式等多种实现方式。
例如：中心节点的选取策略为“处理能力最强”，则根据参加选举的设备的处理能力，基于竞争选取方式，选择处理能力最强的设备作为中心节点。
步骤106，根据选取的中心节点配置生成服务网络。
用户终端设备将选取的中心节点配置为接入点(AP)模式，形成服务网络，所述中心节点开启动态地址分配服务，打开动态地址分配端口，为动态地址分配做好准备；用户终端设备配置为STA模式，设置网络ID，并向选取的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述中心节点分配的IP地址并完成配置。选取的中心节点需要支持DHCP。
步骤107，广播服务网络信息，邀请其它设备加入。
本步骤为可选操作，中心节点配置为AP模式后，修改或更新其所提供的服务标号，并广播该中心节点的服务网络信息(包括中心节点ID号、所提供的服务标号)；其他设备在搜索周边时即可搜索到该服务网络。
如果统一业务的完成还需要其他设备的协同，则需要协同的设备可以在搜索到该服务网络后请求加入，或者该服务网络主动邀请需要协同的设备加入。
通过上述方法，用户终端设备在进入服务设备分布的区域时，可以自主完成服务发现和网络的配置，自主地聚合一定区域内的设备能力，通过多个设备的协同配合完成统一业务提供，从而满足用户的最佳服务体验。
对应本发明实施例的设备和服务的发现方法，本发明的另一实施例还提供了一种用于设备和服务发现的设备中间件。如图2所示，设备中间件10位于网络层和媒体接入控制(MAC，Media Access Control)层之间；本发明实施例基于跨层思想，设备中间件10通过多个模块与应用层、网络层和MAC层进行信息交互，完成设备、服务发现及网络配置过程。设备中间件10包括：服务查询及调用模块11、信息广播及搜索模块12和网络配置模块13。
其中，服务查询及调用模块11，用于通过与应用层交互，向应用层查询用户终端设备的设备信息和服务能力信息；服务查询及调用模块11提供API接口(应用程序接口)，应用层通过对API接口的调用，将用户终端设备的设备信息和服务能力信息输入设备中间件10的服务查询及调用模块11。此外，当应用层有设备信息和服务能力信息变更时，需要调用所述API接口将最新的设备信息和服务能力信息以事件通知的方式输入到设备中间件10的服务查询及调用模块11，以供设备和服务发现使用。
信息广播及搜索模块12，用于控制MAC层广播用户终端设备的设备信息和服务能力信息，并搜索周边的服务网络信息、未加入服务网络的设备信息和设备的服务能力信息。
网络配置模块13，用于通过与网络层交互，完成网络配置过程，包括中心节点选取、网络自组织生成、节点参数自动配置(包括网络类型、网络ID、IP地址)等等；具体的：
在信息广播及搜索模块12搜索到周边存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络时，网络配置模块13将所述用户终端设备配置加入所述服务网络，并与所述服务网络的中心节点进行交互完成业务；在信息广播及搜索模块12搜索周边不存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络时，网络配置模块13从未加入服务网络的、且具备完成业务所需服务能力的设备中选取中心节点，并根据选取的中心节点配置生成服务网络，与选取的中心节点进行交互完成业务。
较佳的，网络配置模块13进一步用于，通过以下方式将所述用户终端设备配置加入所述服务网络：
配置所述用户终端设备为站STA模式，设置网络ID，并向所述服务网络的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述服务网络的中心节点为所述用户终端设备分配的IP地址。
较佳的，网络配置模块13进一步用于，通过以下方式，根据选取的中心节点配置生成服务网络：
将选取的中心节点配置为AP模式，所述中心节点开启动态地址分配服务，打开动态地址分配端口；
配置所述用户终端设备为STA模式，设置网络ID，并向选取的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述中心节点为所述用户终端设备分配的IP地址。
另外，网络配置模块13可采取随机选取方式、基于博弈论的竞争选取方式、轮训选举方式等多种实现方式，来进行中心节点的选取。
下面再结合图2所示的设备中间件结构，对本发明实施例中利用设备中间件发现周边设备及服务，并完成业务提供的方法流程进行详细阐述，如图3所示，该流程主要包括以下步骤：
步骤301，设备中间件的服务查询及调用模块向应用层发送查询设备及服务能力信息的请求消息。
步骤302，应用层调用设备中间件的API接口填写请求的用户终端设备的设备信息和服务能力信息，并发送给设备中间件。
本步骤中，当设备信息及服务能力信息发生变更时，应用层需要调用设备中间件提供的API接口，将最新的设备信息和服务能力信息以事件通知的方式输入到设备中间件，以供设备和服务发现使用。
步骤303，设备中间件封装获取的设备信息及服务能力信息，并通过信息广播及搜索模块向MAC层发出广播设备信息及服务能力信息的请求消息。
步骤304，信息广播及搜索模块向MAC层发出搜索周边服务网络、未加入服务网络的设备及设备的服务能力信息的请求消息。
需要说明的是，步骤303、304的执行先后顺序没有严格的要求，可以同时进行。
步骤305，MAC层完成信息广播及搜索，向设备中间件返回搜索结果。
搜索结果包括：周边的服务网络信息、未加入服务网络的设备信息及设备的服务能力信息。
步骤306，设备中间件的服务查询及调用模块将搜索结果进行筛选并上传至应用层。
所述筛选，是根据业务需求，从搜索结果中筛选满足业务需求的结果。
步骤307，设备中间件的网络配置模块根据所获取的信息(即服务查询及调用模块上传的搜索结果)完成自组织组网，生成网络参数并对网络中的节点进行网络配置。
步骤308，应用层根据应用(即业务需求)填充Socket套接，以供网络层连接使用。
步骤309，网络层通过MAC层向指定网络中心节点发送网络连接请求。
如图4所示是一个利用本发明实施例的方法进行业务提供的实施例示意图。
如图4所示，用户携带移动终端进入办公区域，通过广播消息搜索到区域中的笔记本、投影仪和打印机设备，自动配置形成面向用户业务需求的办公网络，用户携带的文件可以在笔记本电脑上进行修改，可以通过打印机享受打印服务，也可以通过投影仪将文件投至显示屏上进行显示。
综上所述，本发明实施例的设备中间件及设备与服务的发现方法，可以在用户设备进入服务设备分布的区域时，自主完成服务发现及网络的配置，自主地聚合一定区域内的设备能力，通过多个设备的协同配合完成统一业务提供。由于设备发现与服务发现同时进行，实现了服务能力的透明访问，省去了用户配置的繁琐过程，可以满足用户的最佳服务体验。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种设备和服务的发现方法，其特征在于，该方法包括：
用户终端设备广播自身的设备信息和服务能力信息，并搜索周边的服务网络信息、未加入服务网络的设备信息和设备的服务能力信息；
如果搜索到周边存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络，则所述用户终端设备配置加入所述服务网络，并与所述服务网络的中心节点进行交互完成业务；
如果搜索周边不存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络，则所述用户终端设备从未加入服务网络的、且具备完成业务所需服务能力的设备中选取中心节点，并根据选取的中心节点配置生成服务网络，与选取的中心节点进行交互完成业务。
2.根据权利要求1所述设备和服务的发现方法，其特征在于，所述用户终端设备配置加入服务网络，包括：
所述用户终端设备配置为站STA模式，设置网络ID，并向所述服务网络的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述服务网络的中心节点分配的IP地址。
3.根据权利要求1所述设备和服务的发现方法，其特征在于，所述根据选取的中心节点配置生成服务网络，包括：
将选取的中心节点配置为接入点AP模式，所述中心节点开启动态地址分配服务，打开动态地址分配端口；
所述用户终端设备配置为STA模式，设置网络ID，并向选取的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述中心节点分配的IP地址。
4.根据权利要求1、2或3所述设备和服务的发现方法，其特征在于，采用以下方式的其中之一来选取中心节点：
随机选取方式、基于博弈论的竞争选取方式、轮训选取方式。
5.根据权利要求1、2或3所述设备和服务的发现方法，其特征在于，所述服务网络信息包括：服务网络的中心节点标识ID号、所提供的服务标号。
6.根据权利要求1、2或3所述设备和服务的发现方法，其特征在于，所述设备信息包括：设备标识、端口号、存储能力、处理能力、显示能力。
7.一种设备中间件，其特征在于，所述设备中间件位于网络层和媒体接入控制MAC层之间，所述设备中间件包括：服务查询及调用模块、信息广播及搜索模块和网络配置模块；其中，
所述服务查询及调用模块，用于向应用层查询用户终端设备的设备信息和服务能力信息；
所述信息广播及搜索模块，用于控制MAC层广播用户终端设备的设备信息和服务能力信息，并搜索周边的服务网络信息、未加入服务网络的设备信息和设备的服务能力信息；
所述网络配置模块，用于通过与网络层交互，在搜索到周边存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络时，将所述用户终端设备配置加入所述服务网络，并与所述服务网络的中心节点进行交互完成业务；在搜索周边不存在具备用户终端设备完成业务所需服务能力的服务网络时，从未加入服务网络的、且具备完成业务所需服务能力的设备中选取中心节点，并根据选取的中心节点配置生成服务网络，与选取的中心节点进行交互完成业务。
8.根据权利要求7所述设备中间件，其特征在于，所述网络配置模块进一步用于，通过以下方式将所述用户终端设备配置加入所述服务网络：
配置所述用户终端设备为站STA模式，设置网络ID，并向所述服务网络的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述服务网络的中心节点为所述用户终端设备分配的IP地址。
9.根据权利要求7所述设备中间件，其特征在于，所述网络配置模块进一步用于，通过以下方式，根据选取的中心节点配置生成服务网络：
将选取的中心节点配置为接入点AP模式，所述中心节点开启动态地址分配服务，打开动态地址分配端口；
配置所述用户终端设备为STA模式，设置网络ID，并向选取的中心节点发送动态地址获取请求，获取所述中心节点为所述用户终端设备分配的IP地址。
10.根据权利要求7、8或9所述设备中间件，其特征在于，所述网络配置模块进一步用于，采用以下方式的其中之一来选取中心节点：
随机选取方式、基于博弈论的竞争选取方式、轮训选取方式。
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