CN103907333B - 用于通过多个异构设备的标识和上下文进行动态服务协作的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种系统和方法，以通过使用服务标识符作为密钥元素从中央设备检索上下文信息来提供一种能够执行服务之间更快协作的机制。该系统适于通过在执行设备注册时将设备的MAC地址、上下文信息和操作/服务标识符相关联，创建唯一的设备标识符。

Description

用于通过多个异构设备的标识和上下文进行动态服务协作的 系统

技术领域

本发明涉及因特网和计算领域。具体而言，本发明涉及用于基于上下文信息按动态方式提供服务协作的更快方式的系统和方法。

背景技术

现在，随着普适计算领域的发展，对于有效的服务协作，设备发现过程、设备管理和上下文提取变得越来越关键。

尽管，在设备发现阶段期间生成唯一的设备标识符在现有技术中通常是已知的，但现有技术没有教导这样的手段：将已提取的设备的上下文相关联以及实现服务-上下文-设备的关联连同设备的已更新上下文的记录。

此外，设备管理系统通常驻留在中央或网关系统中，不允许参与设备/传感器维护任何上下文数据库。即使传感器被装备为发送设备信息，但在设备发现、设备标识、及其所支持的服务之间的松散耦合，以及对所提取的设备的上下文同时进行标记和刷新方面，仍存在问题。尤其是，在设备不是通过其自身或通过设备管理系统维护任何上下文数据库的情况下，以规则间隔维护所述松散耦合连同对所提取的设备的上下文的刷新仍是一种挑战。因此，服务之间的更快协作不是通过从中央设备检索上下文信息来实现。

在Nicholas等人提交的申请号为US2007/0150817的专利申请中，公开了在普适计算机环境场景中由用户界面和一些服务组成的框架。Nicholas等人虽然公开了每个组件都可用作数据源和数据阱，但是其强调通过交互式GUI高效地处理主机ID和组件ID。

Michael Beigl在《个人技术》(Personal Technologies)中发表的题为“MemoClip：A Location based Remembrance Appliance(备忘录剪辑：基于位置的备忘备忘设备)”的文章中，公开了一种基于位置的感知框架，该框架并不教导在执行发现和管理设备时，唯一设备标识符(id)和设备上下文的关联。

Judd和P.Steenkiste发表的题为“Providing Contextual Information toUbiquitous Computing Applications(向普遍的计算机应用上下文信息)”的文章中，公开了基于上下文信息的请求-响应模型，该模型并未提供关联和提取上下文信息的手段。

D.Bushmitch等人发表的题为“A SIP-based Device Communication Servicefor OSGi Framework(用于OSGi框架的基于SIP的设备通信服务)”文章中，着重强调了面向会话的设备和服务注册协议，其同样缺少适当关联以提取设备的上下文。

Ioanna Roussaki等人发表的题为“How to make Personal Smart SpacesContext-aware(如何实现个人智能空间上下文感知)”的文章中，公开了所描述的持续上下文模型，该模型在创建上下文标识符类以对上下文建模时，不考虑服务/操作id。Roussaki等人还公开了上下文数据分布和维护通过设备id索引的属性表，但是没有教导以检索为目的而将多个标识符聚集成单个id的手段或方法。

Lee等人的专利号为US7847699的专利教导了一种根据用户意图、进一步被教导成从传感器收集的上下文信息而起作用的上下文感知的普适环境。装置被配置有传感器平台、上下文感知的代理和服务提供者。Lee等人虽然教导了收集上下文感知信息并相应地向用户提供服务，但是动态更新上下文和检索信息以寻求服务不可能是通过唯一服务密钥。进一步地，尽管Lee教导了通过分析和整合从传感器收集的真实世界数据而创建上下文数据以利用普适上下文感知服务，但是其没有提供响应于上下文信息的唯一的设备和服务标识符。

Cheston等人的专利号为US6601097的专利教导了捕捉和存储已连接计算机的媒体接入控制(MAC)地址和其当前位置的装置。对特定系统位置感兴趣的请求者应用向网络中的UDP端口传送/广播UDP(用户数据报协议)包，并所请求的信息从网络中被检索。

然而Cheston等人只教导了限于位置的上下文信息。而颁发给Saha等人的US7730208专利和颁发给Newman等人的US7620737专利中，除了MAC地址和上下文信息外，没有交换过其他信息。

现有技术的前述教导基于对上下文信息的提取，连同基于最初发现的设备的上下文信息而对地址和上下文的管理以及对设备的配置。由于松散耦合，这些方法不能执行任何基于所提取的设备的上下文的服务协作，也不支持针对可提供多服务设备环境的唯一设备和服务标识符。

因此，需要解决以下问题：提供取得与异构设备/传感器的上下文有关的更新的更快方式，并进一步使用唯一设备标识符基于上下文取得服务协作的更快方式。

发明目的

本发明的主要目的是提供一种适于为多个异构设备/传感器的供应上下文感知协作服务的普适/智能计算系统。

本发明的另一目的是提供一种适于通过任何寻找设备上下文的服务接收与设备/传感器的上下文有关的更新的更快方式的方法和系统。

本发明的另一目的是提供一种适于基于从设备/传感器中检索的上下文的设备发现过程、设备管理和服务协作的方法和系统。

本发明的另一目的是提供一种适于在设备发现期间执行设备注册时，通过将设备的上下文信息、唯一的设备媒体接入控制(MAC)地址、和操作/服务标识符相关联而创建唯一设备标识符的方法和系统。

本发明的另一目的是提供一种用于通过使用服务标识符(是设备标识符的一部分)作为密钥元素，从中央设备检索上下文信息来提供执行服务之间更快协作的机制的方法和系统。

而本发明的又一目的是提供使用边缘/中央系统的服务和设备映射的机制，还提供基于上下文的服务协作。

而本发明的又一目的是提供用于通过用上下文标记设备MAC地址创建设备标识符以及创建设备提供的服务的服务标识符的设备注册方法，进而提供一种更快提取服务和设备标识符所映射的上下文的方式。

发明内容

在描述本发明方法、系统和硬件实现之前，应理解本发明并不限于所描述的特定系统和方法，因为可以存在本发明的在本公开中并未清楚描述的多个可能的实施例。也应理解的是，描述中所用术语的目的仅在于描述特定版本或实施例，但不旨在限制本发明的范围，本发明的范围仅由所附权利要求限制。

本发明涉及一种在任何智能空间内为多个异构传感器提供上下文感知协作服务的普适计算系统，该系统包括：适于接收多个设备/传感器信息的服务协作平台；与服务协作平台通信耦合的多个异构分布式传感器，传感器具有唯一的设备标识符和与其提供的服务相对应的服务标识符。该服务标识符被配置成用作密钥；设备管理模块适于发现和注册多个相连接的设备并被配置成从每个设备/传感器接收传感器信息；设备/传感器管理模块被配置成将每个传感器的信息与其设备标识符、其上下文，其提供的服务以及上下文提取的关联时间值进行相关；基于所捕捉的每个传感器与其设备标识符和服务标识符相对应的上下文信息，动态地更新设备标识表(服务-上下文-设备id)；作为设备管理模块一部分的上下文提取模块，被配置成以预定义时间间隔间歇地运行扫描以提取传感器的上下文信息并更新设备标识表；以及至少一个对服务协作平台的服务请求被配置成通过将服务id用作密钥，从设备标识符表检索对应于至少一个传感器的至少一个设备-服务-上下文关系。

本发明提供一种通过使用服务id作为密钥元素从中央设备/网关检索上下文信息来执行服务之间更快协作的机制。设备/传感器所执行服务的上下文信息和服务标识符(id)用设备媒体接入控制(MAC)标识符来标记以生成设备标识符。相应地，服务id用于检测关联设备标识符，以从所检测设备标识符中提取出上下文，进一步地，基于所述上下文执行服务协作。

在本发明的另一方面，提供了一种上下文提取的方法和系统，其中该上下文通过主动扫描方法/服务周期性地被提取和更新。进一步地，公开了一种服务协作平台，其适于使用与该服务协作平台通信耦合的多个异构分布式传感器来接收多个设备/传感器信息，每个传感器具有唯一设备标识符和关联服务标识符。

附图说明

包括于此以提供对本发明的进一步理解、并被结合在本申请中且构成本申请的一部分的附图示出了本发明的实施例，且与说明书一起用来解释本发明的原理。

附图1是示出基于上下文信息的服务协作的系统的框图；

附图2是解释上下文感知协作服务的普适计算系统的示例性示例。

详细描述

将详细讨论本发明的示出其所有特征的一些实施例。词语“包括”、“具有”、“包含”以及“含有”及其其他形式意指相同含义且是开放式，因为这些词语中的任一个之后的一个或多个术语不意味着这样的一个或多个术语的穷举列表，也不意味着仅限于所列出的一个或多个术语。必须注意的是，这里及所附权利要求中所用的单数形式“一”、“一个”、“该”包括复数引用，除非上下文清楚地另外指出。虽然类似或等同于这里所描述的系统和方法中的任何系统和方法可用于实际情况中或测试本发明的实施例，但现在仍描述优选的系统和方法。所公开的实施例仅是本发明的示例，其可以按多种形式来具体化。

现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例图示于附图中。

一种在任何智能空间内为多个异构传感器供应上下文感知协作服务的普适计算系统，该系统包括：

a.适于接收多个传感器/设备信息的服务协作平台；

b.与该服务协作平台通信耦合的多个异构分布式传感器/设备，每个传感器/设备具有唯一的设备标识符和关联服务标识符；

c.与每个传感器/设备相关联的服务标识符，服务标识符被配置成用作密钥；

d.设备/传感器管理模块，适于通过在执行发现和注册多个所连接的设备/传感器时，将上下文信息、设备的唯一媒体接入控制(MAC)地址与操作/服务标识符(id)相关联，创建设备标识符；

e.设备/传感器管理模块，被配置成将传感器信息与其设备标识符、关联服务和从传感器/设备周期性地接收到的上下文信息进行相关；

f.设备标识表(服务-上下文-设备id)，被配置成通过该设备管理模块动态地更新每个传感器的对应于该传感器/设备的MAC地址和服务id的上下文信息；

g.作为设备管理模块一部分的上下文提取模块，被配置成以预定义时间间隔间歇性地运行扫描，以提取传感器的上下文信息；以及

h.至少一个对该服务协作平台的服务请求，被配置成通过使用服务id作为密钥，从该设备标识符表检索对应于至少一个传感器的至少一个设备-服务-上下文关系。

一种在任何智能空间内为多个异构传感器供应上下文感知协作服务的普适计算方法，该方法包括步骤：

a.为与服务协作平台通信耦合的各异构分布式传感器中的每一个配置唯一的设备标识符；

b.接收多个传感器信息到该服务协作平台；

c.在获取传感器/设备上下文信息时，创建每个传感器(设备)的服务标识符与相应设备标识符的关联，其中每个服务标识符被配置成用作密钥；

d.通过设备管理模块，接收该服务协作平台内部的传感器(设备)信息；

e.在经由设备管理模块执行设备注册时，通过中央/网关系统将上下文信息、设备/传感器的唯一媒体接入控制(MAC)地址、和操作/服务标识符相关联，以创建唯一的设备标识符；

f.将传感器/设备管理模块配置成将每个传感器上下文信息与其MAC地址及其关联服务进行相关；

g.通过使用作为设备管理模块一部分的上下文提取模块，基于所捕捉的每个传感器对应于其设备标识符的上下文信息，动态地配置设备标识表(服务-上下文-设备id)。该设备管理模块进而被配置成以预定义时间间隔间歇性地运行扫描，以将传感器的上下文信息更新至设备标识符表；以及

h.将至少一个对服务协作平台的服务请求配置成使用服务id作为密钥，从设备标识表检索与至少一个传感器对应的至少一个设备-服务-上下文关系。

参考附图1，附图1是用于基于上下文/服务标识符的服务协作的系统。用于上下文感知协作服务的普适计算系统100包括中央控制系统101、管理模块102、多个服务104和多个异构传感器/设备106。

在本发明的一个实施例中，中央系统101适于从传感器/设备接收包括上下文的传感器信息。中央系统101包括设备管理模块102。设备管理模块102适于维护唯一的设备标识符并用于将服务与设备上下文相关联。唯一的设备标识符是通过将设备MAC地址、设备的上下文信息和由传感器/设备执行的服务/操作的关联服务标识符相关联来创建的。，设备/传感器本质上是协作式的，能够提供不同服务。依据本发明的一个示例性实施例，服务将作为设备标识符一部分的服务标识符用作密钥以提取上下文信息。多服务能够通过使用由该设备提供的服务的服务标识符来检索关联传感器/设备的上下文，并能够基于所检索的设备上下文彼此相互协作以生成最终输出。

对于每个所发现的设备，唯一的设备标识符由设备管理模块来创建，并对于其后续注册，多个因设备而异的方面的关联映射被生成，该关联映射包括设备的唯一媒体接入控制(MAC)地址、提取的设备上下文信息和设备的操作/眼务标识符。

本发明的另一实施例中，中央控制系统101被配置有上下文提取模块，该上下文提取模块是设备管理模块的一部分，用于以预定义时间间隔间歇地运行扫描以获取包括上下文的传感器信息，进而将传感器的上下文信息更新至设备标识符表。

依据本发明的一个示例性实施例，上下文信息基于用户设定的特定时间间隔得以刷新/更新。基于最新上下文信息，服务协作本质上是动态的。设备/传感器不维护其内的任何上下文信息数据库。

本发明的另一个实施例中，多服务104适于用作云计算系统一部分或者用作任何其他分布式环境体系结构。服务104驻留在与控制系统101交互的云中。服务104通过使用服务ID作为密钥从(服务-上下文-设备id)设备标识符表中访问设备标识符，基于从多个不同的传感器设备106中接收的上下文信息执行协作。

本发明的另一个实施例中，多个异构传感器/设备106将感测信息定向到中央控制系统101。依据本发明的一个示例性实施例，多个异构分布式传感器106与服务协作平台通信耦合，其中每个传感器106具有唯一的设备标识符和关联服务标识符。

系统100进一步包括设备/传感器管理模块，其被配置成从传感器设备106接收传感器信息，并将每个传感器信息与传感器/设备MAC标识和其上下文、其提供的服务以及关联时间值相关联。所述传感器管理模块包括设备标识符(服务-上下文-设备id)表，该设备标识符表被配置成动态地记录对应于该传感器MAC标识符和服务标识符的每个传感器的上下文数据。

系统100进一步包括至少一个对该服务协作平台的服务请求，其被配置成通过使用服务id作为密钥，从设备管理模块102维护的设备表检索传感器的至少一组上下文信息。

本发明的另一个实施例中，如本发明提议的设备标识符通过将设备媒体接入控制(MAC)地址、设备/传感器106的上下文信息和由设备/传感器106执行的服务/操作的关联服务标识符相关联，从而创建唯一的设备标识符。设备106能够执行不同服务。

示例1：

附图2是解释上下文感知协作服务的普适计算系统的示例性示例。

附图2示出了智能天气系统200。该系统200包括多个传感器(200a、200b、200c和200n)，这些传感器适于生成传感信息。传感器使系统200能够生成与温度、风速、湿度和风向以及下雨几率等相关的传感信息。

系统200进一步包括中央系统204，该中央系统204适于从传感器设备(200a、200b、200c和200n)接收信息，并将这些信息定向到服务协作应用208以及最终应用，该最终应用在从各种可靠服务收集了如温度、风速、地理位置等结果/输出后，生成天气报告。系统200进一步包括设备/传感器管理模块，该设备/传感器管理模块执行主动设备扫描，并适于从传感器(200a、200b、200c和200n)中检索数据，以及更新并刷新上下文信息。

系统200使用中央系统204创建服务和设备映射，并基于该上下文对服务进行协作。本发明并未分开地使用任何利用上下文管理系统的体系结构。

系统200采用设备注册的方法。系统通过用上下文标记其MAC地址来创建设备标识符以及由设备提供的服务的服务标识符，并且进一步适于获得从设备标识符中提取上下文的更快方式。系统200允许基于上下文动态地实现服务协作的更快方式。

当实执行备注册时，系统200通过中央系统204，采用将上下文信息、设备的唯一媒体控制接入地址和操作/服务标识符相关联，创建设备标识符。该系统200被配置有上下文提取模块，该上下文提取模块作为设备管理模块的一部分用于以预定义时间间隔间歇性地运行扫描，进而将传感器/设备的上下文信息更新至设备标识符表。

本领域技术人员将明白，可以对本发明作出各种修改和变体。因此，本发明旨在覆盖该发明的修改和变化，只要它们落在所附权利要求书及其等效方案的范围内。

Claims (12)

1.一种在任何智能空间内向多个设备供应上下文感知协作服务的计算系统，所述系统包括：

服务协作平台，适于接收与多个设备相关联的信息，其中所述多个设备与所述服务协作平台通信耦合，并且其中来自所述多个设备的每个设备具有唯一的设备标识符和与每个设备提供的服务相关联并被配置成用作密钥的服务标识符；

设备管理模块，适于，

通过将设备的唯一媒体接入控制MAC地址与所述设备的上下文信息和所述设备所提供服务的服务标识符相关联，来创建设备标识符；

将每个设备信息与所述设备标识符、关联服务，和从设备周期性地接收到的上下文信息进行相关；

设备标识表，被配置成动态地更新所述多个设备的每一个的对应于所述多个设备的每一个的MAC地址和由所述多个设备的每一个提供的服务的所述服务标识符的所述上下文信息；

上下文提取模块，被配置成以预定义时间间隔间歇性地运行扫描，以提取所述设备的上下文信息；以及

至少一个对所述服务协作平台的服务请求，被配置成使用所述服务标识符作为密钥，从所述设备标识表检索对应于所述多个设备的至少一个设备的至少一个设备-服务-上下文关系；以及

基于来自所述至少一个设备-服务-上下文关系的上下文信息，使所述一个或多个服务相互协作以接收输出。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备管理模块为所述设备创建设备标识符同时发现并为每个所发现的设备注册设备，并对于其后续注册，多个因设备而异的方面的关联图被生成，并且其中所述设备标识符包括所述设备的唯一媒体接入控制MAC地址、所提取的设备的上下文信息、和所述设备所提供的服务的服务标识符。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括用于维护所述设备管理模块的中央控制系统。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述上下文提取模块，在设备发现阶段执行上下文信息的提取并且解析所述上下文，以创建所述设备标识符和更新的所述设备标识表。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备的上下文信息的每个实例及其对应服务用所述设备标识符来标记。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述设备是传感器。

7.一种在任何智能空间内为多个设备供应上下文感知协作服务的计算方法，所述方法包括步骤：

为与服务协作平台通信耦合的多个设备的每一个设备配置唯一的设备标识符；

由所述服务协作平台接收与所述多个设备相关联的信息；

创建每个设备所提供的服务的服务标识符与设备的唯一媒体接入控制MAC地址以及与所述设备的上下文信息的关联，其中服务标识符被配置成用作密钥；

通过设备管理模块，接收所述服务协作平台上的所述设备信息；

将设备管理模块配置成将每个设备信息与其MAC地址及关联服务标识符和所述上下文信息相关联；

将设备标识表配置成动态地更新所述多个设备的每一个的对应于所述多个设备的每一个的MAC地址和所述多个设备的每一个所提供的服务的所述服务标识符的所述上下文信息；

配置上下文提取模块，来以预定义时间间隔间歇性地运行扫描，以提取所述设备的所述上下文信息；以及

配置至少一个对所述服务协作平台的服务请求，以使用所述服务标识符作为密钥，从所述设备标识表检索对应于所述多个设备的至少一个设备的至少一个设备-服务-上下文关系。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括通过由所述设备管理模块以用户指定的时间间隔对所述设备执行周期性扫描，更新所述上下文信息。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，对于每个所发现的设备，所述唯一的设备标识符通过所述设备管理模块来创建，并多个因设备而异的方面的关联图被生成，并且其中所述设备标识符包括所述设备的所述唯一媒体接入控制MAC地址、所提取的设备的上下文信息和所述设备所执行的服务的所述服务标识符。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述设备的上下文信息的每个实例用对应设备MAC地址和所述设备所提供的服务的服务标识符来标记。

11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述上下文信息的提取从所述设备发现阶段发起，并由作为所述设备管理模块一部分的所述上下文提取模块周期性地执行。

12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述设备是传感器。