CN103701691B - 一种基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法，属于智慧地球地理信息服务技术领域。本发明基于传感网使能框架（SWE，Sensor Web Enablement）的观测与测量模式（O&M，Observation & Measurement Schema）和传感器观测服务（SOS，Sensor Observation Service）等标准规范，构建了一套从智能无线传感器元数据在线注册，到智能无线传感器观测数据编码，到智能无线传感器观测数据在线发布，到最后的智能无线传感器观测数据基于位置的在线实时获取的流程，为智能无线传感器基于位置的在线实时共享和互操作提供了支持，证明它是实现智能无线传感器共享和互操作的一种比较实用可靠的方法。

Description

一种基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法

技术领域

本发明属于智慧地球地理信息服务技术领域，尤其涉及一种基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法。

背景技术

智慧地球建设已成为世界发达国家及部分发展中国家制定本国发展战略的重点。智慧地球也称为智能地球，就是把传感器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，实时地感知现实世界的各种变化，并且被广泛的互联，形成所谓“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。智能无线传感器作为智慧地球中重要的传感器，能够同时测量多种物理和/或化学量，给出能够比较全面反映物质运动规律的信息，并通过智能单元用通信网络以数字形式进行双向通信。实时共享智能无线传感器资源对于环境综合监测、科学防灾减灾、快速应急响应等具有重要意义。

目前而言，传感器资源共享主要是指传感器观测数据的共享。为了实现传感器观测数据的共享，国内外不少机构均开展了相关研究，并取得了一定的成果。世界数据中心-土壤学中心保存了超过40年的本地、国家和全球尺度的和不同分辨率的土壤数据集和地图，通过其提供的数据集在线下载工具下载的方式进行数据集共享。中国寒旱区科学数据中心把利用无线传感器网络叶面积指数观测仪观测得到的小满玉米地（2012-06-25日至2012-08-24日）LAINet数据集通过自定义格式以Excel方式保存，并通过在线申请下载的方式进行共享；将黑河中游盈科/大满灌区5.5km×5.5km观测矩阵内75个BNUNET节点的2012年5-9月连续观测的土壤温湿度数据集通过自定义格式的Word文档方式保存，并通过在线申请下载的方式进行共享。国家科技基础条件平台-地球系统科学数据库共享平台采用文本的方式（包括HTML、Excel、txt等）保存长时间序列的东北地区土壤理化性状数据集、中国典型地形冰川数据集等近百种各类传感器观测数据，并通过在线预订的方式进行共享。综合分析，上述机构所采取的数据共享方式存在如下不足：

（1）不支持传感器观测数据的在线共享。上述机构所采取的数据共享方式是将传感器收集的数据集用文本或二进制文件进行保存，通过网络申请下载的方式进行共享，不支持数据的可编程在线获取、接入和分析使用，共享过程繁杂、时间冗长，灵活性差；

（2）对传感器观测数据的基于位置的精确发现和获取支持不足：目前的这些机构共享的数据集虽然携带了观测数据的位置信息，但是共享是基于地名的，对基于地理空间坐标位置的精确的传感器观测数据的发现和获取支持不足。

（3）没有统一的数据编码格式，难以实现传感器观测数据的广泛共享和互操作。目前这些机构保存数据集的方式各异（包括HTML、Excel、Word、txt等），数据格式各异（各个机构采用各自定义的数据格式），用户获取数据集后需要进行后续处理（如格式转换）才能使用，不利于传感器观测数据的广泛共享和数据在不同系统间的互操作；

（4）不支持传感器观测数据的实时共享。目前这些机构大部分是将传感器收集的数据先进行持久化存储，再按照用户的需求进行分发，不支持传感器观测数据的实时共享。用户得到的数据是历史数据，现势性低，数据的反映现势状态和预测未来趋势的价值也有所降低。

开放地理信息联盟（OGC，Open Geospatial Consortium）提出的传感网使能框架（SWE，Sensor Web Enablement）为传感器观测资源的共享和互操作提供了支持，包含系列规范标准：传感器描述语言（SensorML，Sensor Modeling Language）、观测与测量模式（O&M，Ob-servation&Measurement Schema）和传感器观测服务（SOS，Sensor ObservationService）等。其中SensorML是描述传感器系统和处理的标准模型和XML模式，提供发现传感器、定位传感器观测、处理低级别传感器观测的信息。O&M用于对来自传感器的存档或近实时的观测与测量进行编码和封装。SOS用于查询、过滤和获取观测及传感器系统的信息，是客户端和观测存储库之间的媒介，为传感器观测数据的基于位置的在线实时共享、发现和互操作提供了支持。SOS提供了多种操作，包括三个核心操作：GetObservation、DescribeSensor和GetCapabilities；两个支持事务的操作：RegisterSensor和InsertObservation；和六个增强的操作，包括GetResult、GetFeatureOfInterest、GetFeatureOfInterestTime、DescribeFeatureOfInterest、DescribeObservationType和DescribeResultModel。在这些操作中，GetObservation通过时空查询和观测现象过滤，提供对传感器观测和测量数据的访问；RegisterSensor用于在SOS服务中注册新的传感器实例，InsertObservation用于向SOS发布传感器观测与测量数据。

发明内容

针对上述问题，本发明设计了一种基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法，构建了一套从智能无线传感器元数据在线注册，到智能无线传感器观测数据编码，到智能无线传感器观测数据在线发布，到最后的智能无线传感器观测数据基于位置的在线实时获取的流程，为智能无线传感器基于位置的在线实时共享和互操作提供了支持。

本发明所采用的技术方案是：一种基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建智能无线传感器元数据注册请求；

步骤2：在线注册智能无线传感器元数据到SOS服务；

步骤3：构建智能无线传感器观测数据插入请求；

步骤4：在线发布智能无线传感器观测数据到SOS服务；

步骤5：构建智能无线传感器观测数据获取请求；

步骤6：基于位置在线实时获取智能无线传感器观测数据。

作为优选，步骤1所述的构建智能无线传感器元数据注册请求，包括以下子步骤：

步骤1.1：构建智能无线传感器元数据注册请求的服务类型信息；

步骤1.2：构建智能无线传感器元数据注册请求的服务版本信息；

步骤1.3：构建智能无线传感器元数据注册请求的传感器描述信息；

步骤1.4：构建智能无线传感器元数据注册请求的观测模板信息.

作为优选，步骤2所述的在线注册智能无线传感器元数据到SOS服务，包括以下子步骤：

步骤2.1：设置目标SOS服务的地址和智能无线传感器元数据注册请求的编码格式；

步骤2.2：发送智能无线传感器元数据注册请求到SOS服务，在线注册智能无线传感器元数据。

作为优选，步骤3所述的构建智能无线传感器观测数据插入请求，包括以下子步骤：

步骤3.1：构建智能无线传感器观测数据插入请求的服务类型信息；

步骤3.2：构建智能无线传感器观测数据插入请求的服务版本信息；

步骤3.3：构建智能无线传感器观测数据插入请求的传感器标识信息；

步骤3.4：构建智能无线传感器观测数据插入请求的观测信息。

作为优选，步骤4所述的在线发布智能无线传感器观测数据到SOS服务，包括以下子步骤：

步骤4.1：设置目标SOS服务的地址和智能无线传感器观测数据插入请求的编码格式；

步骤4.2：发送智能无线传感器观测数据插入请求到SOS服务，在线发布智能无线传感器观测数据。

作为优选，步骤5所述的构建智能无线传感器观测数据获取请求，包括以下子步骤：

步骤5.1：构建智能无线传感器观测数据获取请求的服务类型信息；

步骤5.2：构建智能无线传感器观测数据获取请求的服务版本信息；

步骤5.3：构建智能无线传感器观测数据获取请求的空间参考系统信息；

步骤5.4：构建智能无线传感器观测数据获取请求的数据所属逻辑分组信息；

步骤5.5：构建智能无线传感器观测数据获取请求的事件时间信息；

步骤5.6：构建智能无线传感器观测数据获取请求的观测过程信息；

步骤5.7：构建智能无线传感器观测数据获取请求的观测属性信息；

步骤5.8：构建智能无线传感器观测数据获取请求的感兴趣的要素信息；

步骤5.9：构建智能无线传感器观测数据获取请求的响应格式信息。

作为优选，步骤6所述的基于位置在线实时获取智能无线传感器观测数据，包括以下子步骤：

步骤6.1：设置目标SOS服务的地址和智能无线传感器观测数据获取请求的编码格式；

步骤6.2：发送智能无线传感器观测数据获取请求发送到SOS服务，基于位置在线实时获取智能无线传感器观测数据。

本发明具有以下优点和积极效果：

（1）支持智能无线传感器观测数据的在线共享。目前的数据共享机构所采取的数据共享方式需要用户申请下载文本或二进制的数据集，不支持传感器观测数据的在线共享，共享过程繁杂，灵活性差。本发明提供的智能无线传感器观测数据共享方法支持智能无线传感器观测数据的可编程在线获取、接入和分析使用，共享过程快捷、简便，灵活；

（2）支持智能无线传感器观测数据的基于位置的精确发现和获取。目前的数据共享机构采取的是基于主题或地名等方式的数据集共享，对传感器观测数据的基于地理空间坐标位置的精确发现和获取支持不足。本发明通过注册传感器地理坐标位置并记录传感器每条观测数据获取的地理空间坐标位置，支持智能无线传感器及其观测数据的基于地理坐标位置的精确发现和获取；

（3）支持智能无线传感器观测数据的广泛共享和互操作。目前的数据共享机构保存数据集的方式和数据格式各异，难以实现传感器观测数据的广泛共享和数据在不同系统间的互操作。本发明提供的智能无线传感器观测数据共享方法采用统一的编码格式对各异质传感器观测数据进行编码和封装，采用统一的接口进行发布和获取，屏蔽了各传感器及其观测数据的差异性，支持智能无线传感器观测数据的广泛共享和互操作；

（4）支持智能无线传感器观测数据的实时共享。目前的数据共享机构所采取的数据共享方式不支持传感器观测数据的实时共享，共享分发的传感器观测数据为历史数据，现势性差。本发明提供的智能无线传感器观测数据共享方法利用开放地理信息联盟制定的传感器观测服务接口规范，为客户端和观测存储库之间提供了实时或近实时的传感器通道，支持智能无线传感器观测数据实时共享，共享的数据现势性强，能较好反映现势状态和预测未来趋势。

附图说明

图1：是本发明实施例的流程图。

图2：是本发明实施例的元数据注册请求的参数结构图。

图3：是本发明实施例的元数据注册请求的智能无线传感器详细描述实例。

图4：是本发明实施例的观测数据插入请求的参数结构图。

图5：是本发明实施例的观测数据插入请求的观测信息实例。

图6：是本发明实施例的观测数据获取请求的参数结构图。

图7：是本发明实施例的观测数据获取请求的实例。

图8：是本发明实施例的观测数据获取请求的响应文档的片段。

具体实施方式

智能无线传感器基于位置的在线实时共享服务的核心是智能无线传感器元数据的注册和观测数据的统一编码和在线实时发布。智能无线传感器元数据中记录了传感器的地理位置信息，支持智能无线传感器的基于位置的精确发现；智能无线传感器观测数据经过统一编码，携带了获取观测的位置信息，通过在线实时发布，实现了智能无线传感器观测数据的在线实时共享和基于位置的精确发现和获取。

本发明结合智能无线传感器及其观测数据的特点，提出了从智能无线传感器元数据在线注册，到智能无线传感器观测数据编码，到智能无线传感器观测数据在线发布，到最后的智能无线传感器观测数据基于位置的在线实时获取的流程，为智能无线传感器基于位置的在线实时共享和互操作提供了支持。

下面以具体实施并结合附图对本发明作进一步说明：

请见图1，实施例提供的一种基于位置的智能无线传感器（以三维电子罗盘为例）在线实时共享服务的方法，包括构建智能无线传感器元数据注册请求、在线注册智能无线传感器元数据到SOS服务、构建智能无线传感器观测数据插入请求、在线发布智能无线传感器观测数据到SOS服务、构建智能无线传感器观测数据获取请求和基于位置在线实时获取智能无线传感器观测数据六个步骤。

步骤1：构建智能无线传感器元数据注册请求。传感器注册（Register Sensor）请求的目的是将新建的传感器模型在SOS服务中进行注册，传感器只有先注册到SOS服务中，才能进行后续的传感器观测数据的插入。传感器注册（Register Sensor）请求包含一个传感器系统描述，例如一个SensorML（Sensor Model Language，传感器描述语言）或TML（Transducer Markup Language，转换器描述语言）文档，和一个O&M（Observations&Measurements，观测和测量）观测实例，该观测实例是一个用于发布传感器观测数据的模板。请见图2，为传感器注册（Register Sensor）请求的参数结构图，各个参数说明如表1所示。

表1 传感器注册（Register Sensor）请求的各个参数说明

步骤1.1：构建智能无线传感器元数据注册请求的服务类型信息。每一个RegisterSensor操作均有一个必选的属性“service”，即服务类型，在所有的SOS操作请求中，服务类型为固定值“SOS”。

步骤1.2：构建智能无线传感器元数据注册请求的服务版本信息。每一个RegisterSensor操作均有一个必选属性“version”，表示“service”的版本信息，该属性的值必须和特定的服务接口的版本保持一致。由于本实施例使用的SOS服务接口版本为1.0.0，所以“version”属性的值为1.0.0。

步骤1.3：构建智能无线传感器元数据注册请求的传感器描述信息。智能无线传感器的详细描述信息（Sensor Description）可以用SensorML或TML语言进行描述。SensorML（Sensor Model Language，传感器建模语言）是描述传感器系统和处理的标准模型和XML模式，提供发现传感器所需的信息，传感器观测位置信息，低级别传感器观测处理和可分派任务的属性列表。TML（Transducer Markup Language，转换器描述语言）是用于描述转换器和支持到达或来自传感器系统的实时数据流的概念模型和XML模式。在对传感器信息进行描述时，SensorML使用较为普遍，本实施例选用SensorML来描述智能无线传感器的详细信息。请见图3，是智能无线传感器的一个描述实例，本实例主要描述了智能无线传感器的标识信息（sml:Identification）、观测位置信息（sml:position）和输出信息（sml:outputs）。

标识信息（sml:Identification）是用于传感器发现的信息，它包含一个标识符列表（IdentificationList），里面可以有一个或多个标识符（sml:identifier）。为了简便，这里仅添加一个标识符，命名为“标识码”，它是以sml:Term作为值的，Term有一个definition属性，它详细说明了标识符的类型，取值“urn:ogc:def:identifier:OGC:1.0:uniqueID”表示该标识符用于唯一标识和区分该传感器。“标识码”的值（sml:value）取“urn:liesmars:insitusensor:BaoxieLandslideStation-DCM308”，其中“urn:liesmars:insitusensor”是一个前缀，“BaoxieLandslideStation-DCM308”是该智能无线传感器（本实施例中为三维电子罗盘）的别名。

位置（sml:position）信息描述了传感器的地理空间位置，它以一个swe:Position作为值，位置值的参考框架（referenceFrame）取值“urn:ogc:def:crs:EPSG:4329”，表明传感器的位置坐标是相对于该地理空间参考框架的。传感器的位置包含“纬度”、“经度”和“海拔高度”三个坐标分量，对应的坐标轴（axisID）分别为“y”、“x”、“z”，定义（definitioin）分别为“urn:ogc:def:property:OGC:latitude”、“urn:ogc:def:property:OGC:longitude”、“urn:ogc:def:property:OGC:altitude”。三个坐标分量均为数量（swe:Quantity）类型，数量单位分别为“deg”、“deg”、“m”，其中“deg”表示角度单位度，“m”为长度单位米。智能无线传感器（本实施例为三维电子罗盘）的一个位置取值的三个分量分别为“30.47023”、“114.52685”和“41”，表示纬度为30.47023度，经度为114.52685度，海拔高度为41米。

输出（sml:outputs）信息描述了传感器的观测结果输出，它包含一个输出列表（sml:OutputList），列表中可以有一个或多个输出（sml:output），对于本实施例中的智能无线传感器-三维电子罗盘而言，输出有三个，分别为“倾角航向”、“倾角俯仰角”和“倾角翻滚角”。这三个输出均为数量（swe:Quantity）类型,对应的定义分别为“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassHeading”、“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassPitch”和“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassRoll”，其中“urn:ogc:def:property:OGC:1.0”表示前缀，“compassHeading”、“compassPitch”和“compassRoll”分别是三个输出的英文别名。gml:metaDataProperty进一步描述了该智能无线传感器的观测结果输出，它包含对该智能无线传感器观测数据在SOS服务中所属逻辑分组（offering）的描述，具体包括该逻辑分组的简短的标识（id）和名称（name），本实施例所采用的智能无线传感器（三维电子罗盘）的观测数据所属逻辑分组名称为“测绘遥感信息工程国家重点实验室（武汉大学）”，标识为“LIESMARS”。

步骤1.4：构建智能无线传感器元数据注册请求的观测模板信息。观测模板（ObservationTemplate）是传感器或系统的将要插入到SOS服务的观测数据的模板，以om:Observation作为值，具体内容包括采样时间（om:samplingTime），观测过程（om:procedure），观测属性（om:observedProperty），感兴趣的要素（om:featureOfInterest）和观测结果（om:result）。此处只是注册智能无线传感器元数据信息，每个元素的内容均为空。

步骤2：在线注册智能无线传感器元数据到SOS服务。

步骤2.1：设置目标SOS服务的地址和智能无线传感器元数据注册请求的编码格式。SOS服务地址为部署在某台网络主机上的SOS服务的网络路径，本实施例中为“http://gsw.whu.edu.cn:8080/SOSv3.5.0/sos”；传感器注册请求的编码格式通常有UTF-8，GB2312，GBK等格式，对于请求内容中有中文的情形，一般选择GB2312格式，可以避免乱码。

步骤2.2：发送智能无线传感器元数据注册请求到SOS服务，在线注册智能无线传感器元数据。采用POST方式，将智能无线传感器元数据注册请求发送到SOS服务，利用SOS提供的传感器注册操作Register Sensor，完成智能无线传感器元数据的在线注册。注册完成后，SOS服务会返回一个为该智能无线传感器分配的ID（AssignedSensorId），本实施例中为“urn:liesmars:insitusensor:BaoxieLandslideStation-DCM308”，与步骤1.3中传感器的标识码相同。

步骤3：构建智能无线传感器观测数据插入请求。智能无线传感器观测数据插入（InsertObservation）请求用于将传感器观测数据插入到SOS服务。该请求包含RegisterSensor操作返回的传感器标识符AssignedSensorId和遵循传感器注册时提供的观测模板的用O&M编码的观测。请见图4，为传感器观测数据插入（InsertObservation）请求的参数结构图，各个参数说明如表2所示。

表2 传感器观测数据插入（InsertObservation）请求的各个参数说明

步骤3.1：构建智能无线传感器观测数据插入请求的服务类型信息。每一个InsertObservation操作均有一个必选的属性“service”，即服务类型，在所有的SOS操作请求中，服务类型为固定值“SOS”。

步骤3.2：构建智能无线传感器观测数据插入请求的服务版本信息。每一个InsertObservation操作均有一个必选属性“version”，表示“service”的版本信息，该属性的值必须和特定的服务接口的版本保持一致。由于本实施例所使用的SOS服务接口版本为1.0.0，所以“version”属性的值为1.0.0。

步骤3.3：构建智能无线传感器观测数据插入请求的传感器标识信息。该标识信息（AssignedSensorId）来自步骤2.2注册智能无线传感器（本实施例为三维电子罗盘）后返回的该传感器ID，为“urn:liesmars:insitusensor:BaoxieLandslideStation-DCM308”。

步骤3.4：构建智能无线传感器观测数据插入请求的观测信息。请见图5，展示了智能无线传感器（本实施例为三维电子罗盘）“urn:liesmars:insitusensor:BaoxieLandslideStation-DCM308”的观测的一个实例。观测（om:Observation）信息具体内容包括采样时间（om:samplingTime），观测过程（om:procedure），观测属性（om:observedProperty），感兴趣的要素（om:featureOfInterest）和观测结果（om:result）。

采样时间（om:samplingTime）表示智能无线传感器获取观测数据的时间，是一个时间点（gml:TimeInstant），本实施例中为“2013-12-09T21:46:48.000+08:00”。

观测过程（om:procedure）是指获取观测数据的设备或过程，通常用属性xlink:href的值表示，和步骤3.3中的AssignedSensorId值相同。

观测属性（om:observedProperty）通过观测结果提供的对其值的估测来标识或描述现象。智能无线传感器观测属性的内容为组合现象（swe:CompositePhenomenon），包括组合现象的名称（gml:name），以及具体的组成部件（swe:component）。对于本实施例的智能无线传感器-三维电子罗盘而言，包括四个组成部件：时间、倾角航向、倾角俯仰角和倾角翻滚角。组成部件的值通过xlink:href属性值表示，分别为“http://www.opengis.net/def/uom/ISO-8601/0/Gregorian”，“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassHeading”，“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassPitch”和“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassRoll”，其中第一个指向OGC（开放地理信息联盟）提供的对格林尼治时间的定义服务，后面三个和步骤1.3中的三维电子罗盘的输出相同。

感兴趣的要素（featureOfInterest）代表了智能无线传感器的观测目标，其内容为一个采样点（sa:SamplingPoint），采样点的id（gml:id）和名称（gml:name）相同，均为智能无线传感器观测位置的纬度和经度两个分量构成的二元组，本实施例为“30.47023,114.52685”，被采样的要素sa:sampledFeature值可以留空，位置信息sa:position用gml:Point表示，并参考“urn:ogc:def:crs:EPSG::4326”坐标系，其值为该智能无线传感器观测位置的经纬度分量构成的二元组“30.47023,114.52685”。

观测结果（om:result）包含了观测过程（om:producer）产生的观测值。观测结果是以数据数组（swe:DataArray）进行组织的，观测结果数目（swe:elementCount）值为1，对于一个智能无线传感器而言，一个观测数据插入请求中仅包含一条观测数据记录。元素类型（swe:elementType）是以数据记录（swe:DataRecord）的形式进行组织的，包含四个字段（swe:field）：Time、compssHeading、compassPitch和compassRoll，字段定义分别为ttp://www.opengis.net/def/uom/ISO-8601/0/Gregorian”，“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassHeading”，“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassPitch”，“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassRoll”和观测属性保持一致。观测结果编码（swe:encoding）用于说明结果值的分割方式，decimalSeparator是十进制数的分隔符，通常为“.”,tokenSeparator是观测属性对应的观测值的分隔符，通常为“,”，blockSeparator是观测记录的分割符，用于区分不同的观测结果记录，通常为“;”。本实施例的智能无线传感器-三维电子罗盘观测结果值（swe:value）是按照“观测时间,倾角航向,倾角俯仰角,倾角翻滚角”格式进行组织的，为“2013-12-09T21:46:48.000+08:00,106.1,-40.4,-5.8”，表示在2013-12-09T21:46:48.000+08:00，三维电子罗盘观测到的倾角航向为106.1度，倾角俯仰角为-40.4度，倾角翻滚角为-5.8度。

步骤4：在线发布智能无线传感器观测数据到SOS服务。

步骤4.1：设置目标SOS服务的地址和智能无线传感器观测数据插入请求的编码格式。SOS服务地址为部署在某台网络主机上的SOS服务的网络路径，本实施例中为“http://gsw.whu.edu.cn:8080/SOSv3.5.0/sos”（和步骤2.1指定的智能无线传感器元数据注册的目标SOS服务地址相同）；传感器观测数据插入请求的编码格式通常有UTF-8，GB2312，GBK等格式，对于请求内容中有中文的情形，一般选择GB2312格式，可以避免乱码。

步骤4.2：发送智能无线传感器观测数据插入请求到SOS服务，在线发布智能无线传感器观测数据。采用POST方式，将智能无线传感器观测数据插入请求发送到SOS服务，利用SOS提供的传感器观测数据插入操作InsertObservation，完成智能无线传感器观测数据的发布。发布成功后，SOS服务会返回一个为该智能无线传感器观测数据分配的ID，本实施例中为“o_1879”，表示该观测是SOS数据库中第1879条观测记录。

步骤5：构建智能无线传感器观测数据获取请求。传感器观测数据获取（GetObservation）请求包含了一个或多个元素，用于约束从SOS服务获取的观测。请见图6，为GetObservation的参数结构图，每个参数进行了详细的说明请见表3。

表3 GetObservation的各个参数说明

步骤5.1：构建智能无线传感器观测数据获取请求的服务类型信息。每一个GetObservation操作均有一个必选的属性“service”，即服务类型，在所有的SOS操作请求中，服务类型为固定值“SOS”。

步骤5.2：构建智能无线传感器观测数据获取请求的服务版本信息。每一个GetObservation操作均有一个必选属性“version”，表示“service”的版本信息，该属性的值必须和特定的服务接口的版本保持一致。由于本实施例所使用的SOS服务接口版本为1.0.0，所以“version”属性的值为1.0.0。

步骤5.3：构建智能无线传感器观测数据获取请求的参考系统信息。参考系统（srsName）信息和步骤3.4中感兴趣的要素的参考系统相同，均为“urn:ogc:def:crs:EPSG::4326”。

步骤5.4：构建智能无线传感器观测数据获取请求的数据所属逻辑分组信息（offering）。在本实施例中，要获取智能无线传感器-三维电子罗盘“urn:liesmars:insitusensor:BaoxieLandslideStation-DCM308”的观测数据，数据所属逻辑分组（offering）为步骤1.3中该智能无线传感器注册时指定的“LIESMARS”。

步骤5.5：构建智能无线传感器观测数据获取请求的事件时间信息。事件时间（eventTime）信息用于对要获取的观测进行时间上的约束，这里设置开始时间“gml:beginPosition”和结束时间“gml:endPosition”的值均为“2013-12-09T21:46:48.000+08:00”，用于获取该时间点的观测。

步骤5.6：构建智能无线传感器观测数据获取请求的观测过程信息。观测过程（procedure）指获取目标观测的传感器，本实施例中智能无线传感器为三维电子罗盘“urn:liesmars:insitusensor:BaoxieLandslideStation-DCM308”，故设置观测过程为该值。

步骤5.7：构建智能无线传感器观测数据获取请求的观测属性信息。智能无线传感器的观测属性（observedProperty）的值和步骤1.3中的智能无线传感器的输出相同，本实施例中为“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassHeading”、“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassPitch”和“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassRoll”；

步骤5.8：构建智能无线传感器观测数据获取请求的感兴趣的要素信息；感兴趣的要素信息（featureOfInterest）主要是对要获取的观测数据进行空间范围上的约束，这里设置空间范围为一个点列表（gml:posList）“29.985941113.6968531.364113.6968531.364115.0762829.985941115.0762829.985941113.69685”，选定的空间关系为相交（ogc:Intersects），表示要获取观测位置与设置的空间范围为相交关系的观测值。

步骤5.9：构建智能无线传感器观测数据获取请求的响应格式信息。响应格式（responseFormat）指定了期望的用于传输结果的MIME（Multipurpose Internet MailExtensions，多用途互联网拓展）内容类型。这里设置为“text/xml;subtype="om/1.0.0"”，表示响应内容的传输格式为“text/xml”，子类型为“om/1.0”。

请见图7，展示了通过上述步骤构建的一个完整的智能无线传感器观测数据获取请求实例。

步骤6：在线实时获取智能无线传感器观测数据。

步骤6.1：设置目标SOS服务的地址和智能无线传感器观测数据获取请求编码格式。SOS服务地址为部署在在某台网络主机上的SOS服务的网络路径，本实施例中为“http://gsw.whu.edu.cn:8080/SOSv3.5.0/sos”（和步骤4.1设置的智能无线传感器观测数据插入请求的目标SOS服务地址相同）；传感器观测数据获取请求的编码格式通常有UTF-8，GB2312，GBK等格式，对于请求内容中有中文的情形，一般选择GB2312格式，可以避免乱码。

步骤6.2：发送智能无线传感器观测数据获取请求发送到SOS服务，基于位置在线实时获取智能无线传感器观测数据。采用POST方式，将步骤5构建的智能无线传感器观测数据获取请求发送到SOS服务，利用SOS提供的传感器观测数据获取操作GetObservation，获取指定智能无线传感器在指定时间和空间范围内的观测数据，请见图8，是本实施例的传感器观测数据获取请求返回的响应文档的一个片段，om:result元素用于存放满足查询过滤条件的所有观测记录及其说明，后代元素swe:elementCount的后代元素swe:value的值为1，表示满足查询条件的观测记录条数为1。swe:elementType对返回结果记录的每个字段（swe:field）进行了说明，本实施例依次为“SamplingTime”、“compassPitch”、“compassHeading”、“compassRoll”，分别表示采样时间、倾角俯仰角、倾角航向和倾角翻滚角，对应的字段定义分别为“http://www.opengis.net/def/property/OGC/0/SamplingTime”、“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassPitch”、“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassHeading”、“urn:ogc:def:property:OGC:1.0:compassRoll”，单位分别为“http://www.opengis.net/def/uom/ISO-8601/0/Gregorian“所指向的OGC定义的格林尼治时间单位、“°”、“°”、“°”。swe:DataArray的子元素swe:value存放了所有满足条件的观测记录值，本实施例中只有一条观测记录满足查询条件，为“2013-12-09T21:46:48.000+08:00,-40.4,106.1,-5.8;“，表示三维电子罗盘在采样时间2013-12-09T21:46:48.000+08:00得到的三个观测属性（倾角俯仰角、倾角航向和倾角翻滚角）的值依次为-40.4°，106.1°，-5.8°。

通过上述步骤，即可实现智能无线传感器基于位置的在线实时共享服务和智能无线传感器及其观测数据的基于位置的在线实时精确发现和获取。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：构建智能无线传感器元数据注册请求；

步骤2：在线注册智能无线传感器元数据到SOS服务；

步骤3：构建智能无线传感器观测数据插入请求；

步骤4：在线发布智能无线传感器观测数据到SOS服务；

步骤5：构建智能无线传感器观测数据获取请求；包括以下子步骤：

步骤5.1：构建智能无线传感器观测数据获取请求的服务类型信息；

步骤5.2：构建智能无线传感器观测数据获取请求的服务版本信息；

步骤5.3：构建智能无线传感器观测数据获取请求的空间参考系统信息；

步骤5.4：构建智能无线传感器观测数据获取请求的数据所属逻辑分组信息；

步骤5.5：构建智能无线传感器观测数据获取请求的事件时间信息；

步骤5.6：构建智能无线传感器观测数据获取请求的观测过程信息；

步骤5.7：构建智能无线传感器观测数据获取请求的观测属性信息；

步骤5.8：构建智能无线传感器观测数据获取请求的感兴趣的要素信息；

步骤5.9：构建智能无线传感器观测数据获取请求的响应格式信息；

步骤6：基于位置在线实时获取智能无线传感器观测数据。

2.根据权利要求1所述的基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法，其特征在于：步骤1所述的构建智能无线传感器元数据注册请求，包括以下子步骤：

步骤1.1：构建智能无线传感器元数据注册请求的服务类型信息；

步骤1.2：构建智能无线传感器元数据注册请求的服务版本信息；

步骤1.3：构建智能无线传感器元数据注册请求的传感器描述信息；

步骤1.4：构建智能无线传感器元数据注册请求的观测模板信息。

3.根据权利要求1所述的基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法，其特征在于：步骤2所述的在线注册智能无线传感器元数据到SOS服务，包括以下子步骤：

步骤2.1：设置目标SOS服务的地址和智能无线传感器元数据注册请求的编码格式；

步骤2.2：发送智能无线传感器元数据注册请求到SOS服务，在线注册智能无线传感器元数据。

4.根据权利要求1所述的基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法，其特征在于：步骤3所述的构建智能无线传感器观测数据插入请求，包括以下子步骤：

步骤3.1：构建智能无线传感器观测数据插入请求的服务类型信息；

步骤3.2：构建智能无线传感器观测数据插入请求的服务版本信息；

步骤3.3：构建智能无线传感器观测数据插入请求的传感器标识信息；

步骤3.4：构建智能无线传感器观测数据插入请求的观测信息。

5.根据权利要求1所述的基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法，其特征在于：步骤4所述的在线发布智能无线传感器观测数据到SOS服务，包括以下子步骤：

步骤4.1：设置目标SOS服务的地址和智能无线传感器观测数据插入请求的编码格式；

步骤4.2：发送智能无线传感器观测数据插入请求到SOS服务，在线发布智能无线传感器观测数据。

6.根据权利要求1所述的基于位置的智能无线传感器在线实时共享服务的方法，其特征在于：步骤6所述的基于位置在线实时获取智能无线传感器观测数据，包括以下子步骤：

步骤6.1：设置目标SOS服务的地址和智能无线传感器观测数据获取请求的编码格式；

步骤6.2：发送智能无线传感器观测数据获取请求发送到SOS服务，基于位置在线实时获取智能无线传感器观测数据。