CN103888374A - 综合传感网业务中间件及其实现业务传送的方法 - Google Patents

Abstract

一种综合传感网业务中间件及其实现业务传送的方法。业务中间件，用于含有传送层和业务层的综合传感网中，包括接收模块，信息检索模块，业务控制处理模块和业务路径执行模块。其中业务控制处理模块用于根据信息检索模块提供的信息，经过智能判定后形成最佳接口分配方案，并将这一方案下达至传送层，同时也告知业务路径执行模块。利用本发明的业务中间件实现业务传送的方法，综合考虑了业务优先级、传送业务类型、当前接口资源使用情况和各类接口业务传输特性等信息，实现对各类业务传送的控制与处理，是连接传送层与业务层之间的纽带；提高了网络资源利用能力，避免了接口资源的浪费；同时具有动态调整的效果。

Description

综合传感网业务中间件及其实现业务传送的方法

技术领域

本发明涉及光传感/通信综合网络技术，特别涉及一种综合传感网业务中间件及其实现业务传送的方法。

背景技术

随着通信技术的飞速发展以及用户需求的不断增加，传统的网络结构在面对日新月异的行业应用时逐渐暴露出各种不足和缺陷，已经无法为用户提供动态的适配的业务。因此，具有统一网络平台，能够整合多种资源并向任意终端用户提供多种业务和应用的网络结构是现在主流的发展方向。目前国际上关于未来传感器网络的具体架构与实施方案仍在讨论中，尚未形成统一方案。

在众多提议中，比较有影响力的方案之一是国际电信联盟-电信标准部（InternationalTelecommunicationUnionTelecommunicationStandardizationSector，简称ITU-T）提出的下一代网络（NGN,NextGenerationNetwork）。NGN是以软交换为核心，采用开放、标准的体系结构，能够提供话音、视频、数据等多元业务的网络。它是一个分组网络，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离。它还允许用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。从目前研究的结果来看，其依然未能很好地解决网络融合，用户管理和业务实现等关键问题。

综合传感网（ISN，IntegratedSensingNetwork），是传统传感网与下一代网络结合的产物。综合传感网基于传感、通信、数据融合处理与管理技术，依托大数据中心与云计算环境，将信息感知、处理、传输、执行与管理置于广义网络内，研究基于分组交换的传送层、统一业务数据格式和标准感知接入方式、支持多元化业务服务，在保证网络开放性的同时提供更好的安全性能和管理性能，且使网络布设的规模具有较大的弹性，可为各类客户提供可信可行的解决方案。

发明内容

技术问题：本发明所要解决的技术问题是：提供一种综合传感网业务中间件及其实现业务传送的方法，实现基于不同业务优先级的数据流的控制，以保证业务层与传送层之间的时刻畅通和可靠传送。

技术方案：为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种综合传感网业务中间件，所述业务中间件用于含有传送层和业务层的综合传感网中，包括：

接收模块，用于接收传送层上传的接口资源使用情况与业务类型信息，并告知信息检索模块；

信息检索模块，用于根据所述接口模块提供的信息，进入业务层中的业务分级信息数据库和接口分类信息数据库中分别检索相应的信息，并将信息整理后告知业务控制处理模块；

业务控制处理模块，用于根据所述信息检索模块提供的信息，经过智能判定后形成最佳接口分配方案，并将这一方案下达至传送层，同时也告知业务路径执行模块；

业务路径执行模块，用于执行所述业务控制处理模块生成的所述接口分配方案，将业务按照所述方案传送至业务层，业务层进行解析后，按照该业务的目的地址进行转发。

所述接口资源使用情况至少包含了网络当前所使用的接口类型和各类型接口的当前使用状态。所述业务类型信息为在传送层缓冲区内正在等待上传的业务的类型。

所述业务分级数据库用于存储综合传感网中所有业务类型以及各类业务对应的数据量大小和优先级；所述接口分类信息数据库用于存储所有网络中可能用到的接口类型、各类接口对应的优先传输的业务类型信息和可传输的业务类型信息。

一种利用综合传感网业务中间件实现业务传送的方法，所述方法包括以下步骤：

A应用层提出业务请求时，业务层向传送层请求分配资源，传送层进一步向感知层提出传感数据请求，感知层随后上传所需传感数据至传送层；

B传送层响应资源请求，向业务中间件上报包括当前网络下接口资源使用情况以及缓冲区队列中的业务类型的信息；

C业务层中间件根据上报信息进入业务层数据库进行检索，获取所需信息后经过智能判定，形成最佳接口分配方案，并向传送层传达这一分配方案；

D传送层根据所述分配方案上传数据，业务层响应应用层业务请求，为其用户提供相应服务。

其中，步骤B进一步包括如下步骤：

B1传送层接收来自感知层的数据，将其暂时放入缓冲区中等待上传命令，在缓冲区中按照业务层与传送层之间约定的业务优先级进行排序操作，所述约定的业务优先级与所述业务分级数据库内维护的内容一致；

B2在传送层告知业务中间件数据到达缓冲区时，上报缓冲区队列中正在排队的业务类型信息。

其中，步骤C进一步包括如下步骤：

C1业务中间件接收传送层上传的接口资源使用情况与业务类型信息；

C2进入业务层的所述业务分级信息数据库和所述接口分类信息数据库检索，获知当前使用的各种接口的传输特性以及业务分别对应的级别信息，决定各种待传输业务的传输接口，形成最佳接口分配方案；

C3业务中间件告知传送层这一分配方案，缓冲区内的数据按照顺序准备上传。

所述业务分级是业务层与传送层之间约定的业务优先级标准，对综合传感网中传送业务的优先级进行判定，所述业务分级至少包括以下7种业务类型：视觉业务、听觉业务、嗅觉业务、味觉业务、触觉业务、心灵感知业务和控制业务。

对所述业务类型进行进一步分级，结合考虑业务的数据容量大小、用户需求和实际传输情况因素对所有的业务分配优先级，优先级代表了各类业务的重要性，数字越小优先级越高，在传送过程中优先获得处理。

所述视觉业务、听觉业务、嗅觉业务、味觉业务、触觉业务和心灵感知业务主要是面向用户的业务，以满足用户在新一代网络下对各类人体感知业务的需求。

所述控制业务即网络中对整个网络的各个层面进行控制的业务，具体包括业务控制业务、传感控制业务、网络控制业务以及其他控制业务。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：

（1）针对业务特点实现业务控制和处理，具有动态调整的效果。业务中间件是连接传送层与业务层的纽带，在进行智能接口分配的过程中充分考虑了业务的优先级、数据量大小和传输速率等特点，实现了对业务的传送控制和处理，还具有动态调整的效果。另外，按照本发明的方案，在传送层缓冲排队模块中按照业务层与传送层之间预先约定的业务优先级进行排序操作，优先级较高的业务优先获得处理，减少了业务传送延迟时间，从而更好地为用户提供优质的适宜的服务；

（2）充分利用综合接口资源，提高数据传输的效率和准确性。现有技术一般只采用单一接口或对等接口收发数据，而本发明采用了多种接口传输多类业务，并且综合考虑业务的优先级、传输速率和各接口当前的闲忙状态等因素对业务层的接口进行了合理的分配。这种分配方案使得业务层能及时知道当前网络的接口资源状态，对于上传数据所需的通道资源能做出动态的调整，如此，各类接口都能得到充分的利用，也发挥了各自的优势，同时还减少了业务传送的误差，大大提高了数据传输的效率和准确性；

（3）着眼新兴业务，顺应主流业务发展趋势。本发明提出的业务分类不仅包括传统传感网络中应用较为广泛的视频业务、音频业务和传感数据业务，还包括了未来下一代网络中很可能存在的人体感知业务，例如心灵感知业务、触觉业务等。这种新兴业务的提出也正说明本发明能顺应主流的发展趋势，具有较高的前瞻性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是综合传感网架构示意图；

图2是本发明中综合传感网业务中间件结构图；

图3是综合传感网中用户请求并获得服务的流程示意图；

图4是综合传感网业务中间件中实现接口分配的流程示意图；

图5是根据本发明一个实施例的业务传送接口分配结果示意图。

具体实施方式

为进一步说明本发明的内容及特点，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，但此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

图1示出了综合传感网的整体架构。综合传感网是一种可以通过各种传感器（系统）收集、存储并处理传感数据，且可以为用户提供传感相关的多元化业务，具有完整独立感知、传送和业务功能结构的综合性网络。其不仅包含现有传感器网络的功能，还能在统一的网络平台上以统一管理的方式提供综合性的服务，更好地适应于当前不断发展的多元化需求。

综合传感网的主要任务是围绕着物理感知与执行、数据传送和业务处理三大部分展开的，其自下而上分为三个主要层级：感知层，传送层，业务层。综合传感网业务层主要完成业务处理、业务控制和业务支持三大功能，并提供多元化的业务和应用。而传送层的功能主要包括传送功能和传送控制功能。传送层在传送控制功能的控制下为用户提供接入业务，并控制和管理传送资源，实现功能实体间的数据传送。而且传送层还提供和业务层、感知层、终端用户、用户网络和其他网络的互连，提供交互和交换的通道，支持控制层面和媒体层面的交互。业务中间件处于业务层与传送层之间，实现对不同优先级的业务流的智能控制，是联系这两层的桥梁。

一般来说，感知层负责采集感知对象的信息，封装成固定的格式，通过传送层传输到业务服务器。传送层接收感知层上传的传感数据，进行存储、解析和汇聚等处理后，形成用户所需的业务流，业务流经过业务层与传送层之间的业务中间件上传。最终业务层将这些原始数据进行处理形成统一的业务数据格式传送至用户终端，以业务和应用的形式呈现给用户。

图2示出了在本发明中综合传感网业务中间件的结构。业务中间件位于传送层与业务层之间，通过业务中间件接收传送层上传的业务，对各类业务进行接口分配后上传至业务层进一步处理。因此，业务中间件对于业务层和传送层来说是一条透明的智能传输通道。

接收模块，用于接收传送层上传的接口资源使用情况与业务类型信息，并告知信息检索模块。接口资源使用情况至少包含了网络当前所使用的接口类型和各类型接口的当前使用状态；业务类型信息为在传送层缓冲区内正在等待上传的业务的类型。传送层的信息实际上以统一的载荷传送帧格式上传，最终接口类型、当前状态和业务类型等上报信息都将转换为对应的二进制码的形式，而接收模块将对载荷传送帧进行解析，提取出相应的信息。

信息检索模块，用于根据接口模块提供的信息，进入业务层中的业务分级信息数据库和接口分类信息数据库中分别检索相应的信息，并将信息整理后告知业务控制处理模块。

其中，业务分级数据库用于存储综合传感网中所有业务类型以及各类业务对应的数据量大小和优先级，数据库中维护的内容如下表1所示。

表1

如上表所示，至少包括以下7种业务类型：视觉业务、听觉业务、嗅觉业务、味觉业务、触觉业务、心灵感知业务和控制业务。这7类业务根据综合传感网用户的实际需求又可以细分为多个更为具体的业务。每一条业务数据容量大小不同，要求的传输速率也不同，因此结合考虑业务的数据容量大小、用户需求和实际传输情况等因素对各类业务进行了优先级的划分。以数字0-7表示该业务的优先级，从0-7依次升高，7为最高优先级，在传送过程中优先获得处理。

业务层中的接口分类信息数据库，用于存储网络中可能用到的所有的接口类型和各类接口对应的接口类型码、优先传输的业务类型信息以及可传输的业务类型信息，如下表2中内容所示。

表2

表2中仅列举出了4种接口类型及其传输特性，实际维护的表项应更多，对应的接口类型码也可以扩展，并不限定于这几类。

业务控制处理模块，用于根据信息检索模块提供的信息，经过智能判定后形成最佳接口分配方案，并将这一方案下达至传送层，同时也告知业务路径执行模块。

业务路径执行模块，用于执行业务控制处理模块生成的所述接口分配方案，将业务按照所述方案传送至业务层。进入业务层之后由业务预处理模块接收业务中间件上传的业务，进行解析后按照该业务的目的地址进行转发。

实施例二

下面将以综合传感网为用户提供业务服务的流程为例，说明利用业务中间件实现业务传送的方法。图3示出了综合传感网中用户请求并获得业务的流程示意图，用户从提出业务申请到获得业务包括以下步骤：

步骤301，应用层处理用户申请，向业务层提出业务请求。

步骤302，业务层向传送层提出相应的业务资源请求。

步骤303，传送层接收到业务层的命令后向感知层请求业务数据。

步骤304，感知层根据请求命令从各类传感器中取得原始传感数据，并上传给传送层。

步骤305，传送层接收来自感知层的数据，将其暂时放入缓冲区中等待上传命令。在缓冲排队模块中，按照表1中的业务优先级进行优先级排序操作。随后传送层告知业务中间件数据已到达缓冲区，同时上报正在排队的业务类型和当前网络下接口资源使用情况信息。

步骤306，业务中间件根据传送层上传的接口资源使用情况和业务类型信息，进入业务层的业务分级信息数据库和接口分类信息数据库进行检索，获知当前使用的各种接口的传输特性以及业务分别对应的级别信息，决定各种待传输业务的传输接口，形成最佳接口分配方案

步骤307，业务中间件发送接口分配控制命令，告知传送层这一决策方案。

步骤308，缓冲区内的业务根据接口方案通过业务中间件按序上传至业务层。

步骤309，业务层接收数据后处理形成统一的业务数据格式后传送至应用层，最终呈现给用户，为其提供相应的服务。

图4示出了综合传感网业务中间件中实现接口分配的流程示意图，主要详细说明了业务中间件中的业务控制处理模块根据传送层上传的接口资源信息和业务类型信息为各类业务分配合适的通道这一过程。综合传感网业务中间件接口分配过程主要包括以下步骤：

步骤401，等待上传的业务按照表1中的业务优先级在传送层缓冲区进行优先级排序操作。如果几种业务的优先级相同，则按照传输速率要求较低者优先传输的原则进行排序。

步骤402，传送层上传当前网络下接口资源使用情况和业务类型信息。

步骤403，业务中间件进入业务层的业务分级信息数据库和接口分类信息数据库进行检索，获知当前使用的各种接口的传输特性以及业务分别对应的级别信息。

步骤404，判断该类业务是否为优先传输的业务类型，因为优先传输的业务一般数据容量较大，属于高速数据，因此选择高速接口为最佳传输方式。

步骤405，若为优先传输类型，则从表格中筛选出可供选择的所有接口。

步骤406，判断目前这些高速口是否正忙，如果正忙则需要一直等待直至高速接口空闲才可以上传。

步骤407，若是普通的传输类型，则从表格中筛选出可供选择的所有接口。

步骤408，判断这些接口是否都正忙。

步骤409，如果所有的中低速接口都正忙并且高速口有空闲，则选择采用高速口传这些普通类型的业务，如果此时所有接口都较繁忙，则需要一直等待直至有接口空闲再继续判断。

步骤410，如果接口都可用，则为这些业务分配合适的通道。本发明中很可能存在同一个业务有多种接口可供选择，这种情况可根据每个接口更为具体的优势进行分配，如果这些接口优势相当，则可以随机进行分配。

图5是根据本发明一个实施例的业务传送接口分配结果示意图。传送层的缓冲区中现在已经堆积了一些业务需要处理，主要有超高清视频业务、普清视频业务、超高保真音频业务、高速嗅觉业务、业务控制业务、低速味觉业务和广播质量音频业务。当前状态下，传送层使用的接口为PCIE、USB、串口、SFP光口，对应的接口类型码分别为000、001、010、011。

首先根据步骤401，这些业务根据优先级和数据容量大小事先在缓冲区进行排序。然后根据步骤402-410对合适的接口和这些业务分别进行分拣，最终得到合适的分配方法。由于图4中已经详细说明了分配过程，这里就不再赘述。这样7个不同类型的业务分配到了不同的接口等待传输，例如PCIE接口需要先后传输的业务为普清视频和超高清视频业务。

通过上面的描述可以知道，本发明给出了一个合理分配综合接口的方法，让各类不同特点的接口发挥最大的优势，同时也让不同优先级和不同数据量的业务得到恰当的处理，也大大提高了业务传送的效率，这在需要处理大量堆积业务时是非常有效的。

以上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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种综合传感网业务中间件，其特征在于，所述业务中间件用于含有传送层和业务层的综合传感网中，所述业务中间件包括：

接收模块，用于接收传送层上传的接口资源使用情况与业务类型信息，并告知信息检索模块；

信息检索模块，用于根据所述接口模块提供的信息，进入业务层中的业务分级信息数据库和接口分类信息数据库中分别检索相应的信息，并将信息整理后告知业务控制处理模块；

业务控制处理模块，用于根据所述信息检索模块提供的信息，经过智能判定后形成最佳接口分配方案，并将这一方案下达至传送层，同时也告知业务路径执行模块；

业务路径执行模块，用于执行所述业务控制处理模块生成的所述接口分配方案，将业务按照所述方案传送至业务层，业务层进行解析后，按照该业务的目的地址进行转发。

2.根据权利要求1所述的综合传感网业务中间件，其特征在于，所述接口资源使用情况至少包含了网络当前所使用的接口类型和各类型接口的当前使用状态，

所述业务类型信息为在传送层缓冲区内正在等待上传的业务的类型。

3.根据权利要求1所述的综合传感网业务中间件，其特征在于，所述业务分级数据库用于存储综合传感网中所有业务类型以及各类业务对应的数据量大小和优先级；所述接口分类信息数据库用于存储所有网络中可能用到的接口类型、各类接口对应的优先传输的业务类型信息和可传输的业务类型信息。

4.一种利用综合传感网业务中间件实现业务传送的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

A 应用层提出业务请求时，业务层向传送层请求分配资源，传送层进一步向感知层提出传感数据请求，感知层随后上传所需传感数据至传送层；

B 传送层响应资源请求，向业务中间件上报包括当前网络下接口资源使用情况以及缓冲区队列中的业务类型的信息；

C 业务层中间件根据上报信息进入业务层数据库进行检索，获取所需信息后经过智能判定，形成最佳接口分配方案，并向传送层传达这一分配方案；

D 传送层根据所述分配方案上传数据，业务层响应应用层业务请求，为其用户提供相应服务。

5.根据权利要求4所述利用综合传感网业务中间件实现业务传送的方法，其特征在于，所述步骤B还包括如下步骤：

B1 传送层接收来自感知层的数据，将其暂时放入缓冲区中等待上传命令，在缓冲区中按照业务层与传送层之间约定的业务优先级进行排序操作，所述约定的业务优先级与所述业务分级数据库内维护的内容一致；

B2 在传送层告知业务中间件数据到达缓冲区时，上报缓冲区队列中正在排队的业务类型信息。

6.根据权利要求4所述利用综合传感网业务中间件实现业务传送的方法，其特征在于，所述步骤C还包括如下步骤：

C1 业务中间件接收传送层上传的接口资源使用情况与业务类型信息；

C2 进入业务层的所述业务分级信息数据库和所述接口分类信息数据库检索，获知当前使用的各种接口的传输特性以及业务分别对应的级别信息，决定各种待传输业务的传输接口，形成最佳接口分配方案；

C3 业务中间件告知传送层这一分配方案，缓冲区内的数据按照顺序准备上传。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述利用综合传感网业务中间件实现业务传送的方法，其特征在于，所述业务分级是业务层与传送层之间约定的业务优先级标准，对综合传感网中传送业务的优先级进行判定，所述业务分级至少包括以下7种业务类型：视觉业务、听觉业务、嗅觉业务、味觉业务、触觉业务、心灵感知业务和控制业务。

8.根据权利要求4所述利用综合传感网业务中间件实现业务传送的方法，其特征在于，对所述业务类型进行进一步分级，结合考虑业务的数据容量大小、用户需求和实际传输情况因素对所有的业务分配优先级，优先级代表了各类业务的重要性，数字越小优先级越高，在传送过程中优先获得处理。

9.根据权利要求4所述利用综合传感网业务中间件实现业务传送的方法，其特征在于，所述视觉业务、听觉业务、嗅觉业务、味觉业务、触觉业务和心灵感知业务主要是面向用户的业务，以满足用户在新一代网络下对各类人体感知业务的需求。

10.根据权利要求4所述利用综合传感网业务中间件实现业务传送的方法，其特征在于，所述控制业务即网络中对整个网络的各个层面进行控制的业务，具体包括业务控制业务、传感控制业务、网络控制业务以及其他控制业务。

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