CN104156211B - 一种用于传感器的通用数据接口及数据调用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种数据接口及数据调用方法，属于传感器数据处理领域，具体涉及一种用于传感器的通用数据接口及数据调用方法。用于构建传感器服务自描述信息的服务描述模块、用于返回传感器服务自描述信息以及传感器相关数据的服务接口模块。因此，本发明具有如下优点：1.封闭效率高，能够帮助开发者迅速且规范地完成对常见传感器的软件层抽象封装；2.可扩展性强，屏蔽了传感器的类别差异和具体实现细节，使得上层应用能够方便管理和使用传感器服务。

Description

一种用于传感器的通用数据接口及数据调用方法

技术领域

本发明涉及一种数据接口及数据调用方法，属于传感器数据处理领域，具体涉及一种用于传感器的通用数据接口及数据调用方法。

背景技术

传感器是普适计算领域中用于活动识别和情景推理的关键实体，随着互联网的普及和智能手机的兴起，人们周围这些能够提供有用环境数据的传感器资源越来越丰富，而不同类型的传感器在硬件、软件实现上的细节差异大，所提供的数据类型和类别不一样，被平台访问和控制的方式、参数也都不相同，这些差异导致每个传感器都是一个较为独立的个体，因而大部分基于传感器数据的传统上层应用都必须在设计阶段完成对所需要的传感器的部署，不仅缺乏灵活性，而且由于需要考虑不同传感器的底层实现细节和数据差异，设计阶段的任务繁琐困难，程序也丧失了可扩展性。

2005年，OpenGIS协会提出一种新型的Sensor Web整合框架(Sensor WebEnablement，SWE)。SWE的七个规范之一SensorML(即传感器模型语言Sensor ModelLanguage)为传感器和监测数据的处理提供了一般模型以及XML编码标准，是被广泛参考和使用的传感器描述规范。SensorML内容全面，表达能力强，但其设计是仅针对物理传感器，没有考虑网络空间的虚拟传感器，模型内容涉及过多的传感器的物理细节，没能很好的做到对不同类别的传感器的共性抽提和封装统一。

2006年，翟心杭等人在《计算机工程与应用》期刊上发表了文章“支持感知上下文网络操作平台中间件的研究”，其中提出AntML规范用来描述传感器的数据格式，希望克服传感器以及被测物体众多的问题。AntML与SensorML具有相同的缺陷，同时表达能力以及普及性都不如SensorML。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，提供了一种用于传感器的通用数据接口及数据调用方法，采用该方法，能够帮助开发者迅速且规范地完成对常见传感器的软件层抽象封装，并且屏蔽了传感器的类别差异和具体实现细节，使得上层应用能够方便管理和使用传感器服务。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种用于传感器的通用数据接口，包括：用于构建传感器服务自描述信息(SensorML)的服务描述模块、用于返回传感器服务自描述信息以及传感器相关数据的服务接口模块，其中，所述服务描述模块包括：关键词组单元、服务信息单元、附加信息单元、数据获取单元、参数管理单元；所述服务接口模块包括：信息接口单元、数据读取单元。

关键词组单元，用于描述能识别所需传感器服务的关键词；每个关键词用标签<sml:keyword>标示，所有关键词包含在标签<sml:KeywordList>下，然后整体再封装于<sml:Keywords>标签中。Keywords信息格式如下：

服务信息单元，用于描述传感器服务提供者相关信息；传感器服务提供者相关信息优选包括服务的完整名称、服务的简称、服务的版本号及服务开发者名称。四个内容分别以name属性为fullname、shortname、version及developer的标签Identifier包装，所有Identifier包含在标签<sml:IdentifierList>下，然后整体再封装于<sml:Identification>标签中。Identification信息格式如下：

附加信息单元，用于描述传感器服务所提供的功能；确定传感器服务的文字功能描述内容，包含于标签<gml:description>中，然后整体再封装于<sml:Capability>标签中。Capability信息格式如下：

<sml:Capability>

<gml:description>$description</gml:description>

<sml:Capability>

数据获取单元，根据接收的参数信息获取并描述传感器服务所提供的数据信息；此数据与传感器实时数据是一致的，由数据获取单元从真实传感器上获取数据，具体获取方法由模型开发者确定，数据获取单元将完成原始数据向sml标记格式数据的转换任务。

数据获取单元确定传感器服务所观测的数据类型后，按照SWE数据类型规范封装后，再整体封装于<sml:Observation>标签下，Observation信息格式如下：

<sml:Observation>

<swe:AbstractDataType></swe:AbstractDataType>

<sml:Observation>

参数管理单元，用于定义提供给通用数据接口的参数信息；参数信息确定以后将传递至数据获取单元，后者将根据参数的具体值决定如何获取观测值。

参数管理单元的数据类型规范采用SWE的数据类型概念模型，确定传感器服务所需要的参数类型后，按照SWE数据类型规范封装后，再整体封装于<sml:Parameter>标签下，Parameter信息格式如下：

<sml:Parameter>

<swe:AbstractDataType></swe:AbstractDataType>

<sml:Parameter>

所述服务接口模块包括：

信息接口单元，用于返回传感器服务的自描述信息；调用此接口将返回传感器服务的自描述信息(SensorML)。RESTful风格的web service接口格式形如：

http://$IP:$PORT/$SensorServiceName/describeSensor

其中describeSensor为信息接口单元英文名称。

HTTP请求类型为GET类型。

数据读取单元，用于返回传感器服务所提供的监测数据信息；监测数据据信息是传感器服务的自描述信息(SensorML)中带具体值的Observation部分，输入参数是Parameter。RESTful风格的web service接口格式形如：

http://$IP:$PORT/$SensorServiceName/getObservation

HTTP请求类型为POST类型

一种用于传感器的通用数据调用方法，包括：

服务描述步骤，用于构建传感器服务自描述信息；

接口构建步骤，用于返回传感器服务自描述信息以及传感器相关数据；

其中，所述服务描述步骤包括：

关键词组描述子步骤，描述能识别所需传感器服务的关键词；

服务信息描述子步骤，描述传感器服务提供者相关信息；

附加信息描述子步骤，描述传感器服务所提供的功能信息；

参数信息管理子步骤，定义和接收提供给通用数据接口的参数信息；

监测数据获取子步骤，根据所接收到的参数信息从真实传感器上获取原始数据，并用标记语言描述获取到的所述原始数据；

所述接口构建步骤包括：

信息接口构建子步骤，构建用于获取传感器服务的自描述信息的信息接口；

数据接口构建子步骤，构建用于获聚传感器服务所提供的监测数据信息的数据接口。

优化的，上述的一种用于传感器的通用数据调用方法，所述服务信息描述子步骤中传感器服务提供者相关信息包括服务的完整名称、服务的简称、服务的版本号及服务开发者名称。

优化的，上述的一种用于传感器的通用数据调用方法，所述监测数据获取子步骤和所述参数信息描述子步骤中的数据类型和参数类型规范基于SWE的数据类型概念模型。

优化的，上述的一种用于传感器的通用数据调用方法，所述接口构建步骤基于RESTful风格的web service接口实现，所述描述信息读取步骤中的HTTP请求类型为GET类型，所述描述信息读取步骤中HTTP请求类型为POST类型。

因此，本发明具有如下优点：1.封闭效率高，能够帮助开发者迅速且规范地完成对常见传感器的软件层抽象封装；2.可扩展性强，屏蔽了传感器的类别差异和具体实现细节，使得上层应用能够方便管理和使用传感器服务。

附图说明

附图1是发明的结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

假定某传感器服务封装了北京大学某地的温度传感器，则此服务采用本文的抽象封装方法得到SensorML的过程如下：

首先，进行服务描述步骤，在该步骤中构建传感器服务自描述信息，具体包括：

关键词组描述子步骤，描述能识别所需传感器服务的关键词，本实施例确定关键词组为“北京大学”、“温度”、“环境”，则Keywords信息封装如下：

服务信息描述子步骤，描述传感器服务提供者相关信息，即确定传感器服务的完整名、简称、版本号及开发者，四个内容分别为“北京大学温度监控服务”、“PKU_temperature”、“1.0”和“未名工作室”，则Identification信息封装如下：

附加信息描述子步骤，描述传感器服务所提供的功能信息，本实施例中，采用文字描述传感器服务的功能、数据及参数，包含于标签<gml:description>中，然后整体再封装于<sml:Capability>标签中。Capability信息封装如下：

参数信息描述子步骤，定义和接收提供给通用数据接口的参数信息；

在该子步骤中，首先确定传感器服务所观测的数据类型为双精度浮点类型，按照SWE数据类型规范应封装于<swe:Quantity>标签内，再整体封装于<sml:Observation>标签下，Observation信息封装如下：

其次，进行接口构建步骤，在该步骤中构建用于返回传感器服务自描述信息以及传感器相关数据，具体包括：

信息接口构建子步骤，构建用于获取传感器服务的自描述信息的信息接口，本实施例中，服务所在服务器IP地址为192.168.5.244，服务端口号为9999，传感器服务简称名为PKU_temperature，故此构建服务提供的信息接口调用URL为：

http://192.168.5.244:9999/PKU_temperature/describeSensor

通过此接口可以返回SensorML的自描述信息。

数据接口构建子步骤，构建用于获聚传感器服务所提供的监测数据信息的数据接口，本实施例中的数据接口为：

http://192.168.5.244:9999/PKU_temperature/describeSensor

通过此接口，可以返回SensorML中带具体值的Observation部分。

以上实施例为本发明中的方法进行信息检索的一般过程，该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例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 (8)

1.一种用于传感器的通用数据接口装置，其特征在于，包括：用于构建传感器服务自描述信息的服务描述模块、用于返回传感器服务自描述信息以及传感器相关数据的服务接口模块，其中，所述服务描述模块包括：

关键词组单元，用于描述能识别所需传感器服务的关键词；

服务信息单元，用于描述传感器服务提供者相关信息；

附加信息单元，用于描述传感器服务所提供的功能；

参数管理单元，用于定义和接收提供给通用数据接口的参数信息，并将所接收到的参数信息发送至数据获取单元；

数据获取单元，用于根据所接收到的参数信息从真实传感器上获取原始数据，并用标记语言描述获取到的所述原始数据；

所述服务接口模块包括：

信息接口单元，用于返回传感器服务的自描述信息；

数据读取单元，用于返回传感器服务所提供的监测数据信息。

2.根据权利要求1所述的一种用于传感器的通用数据接口装置，其特征在于，所述服务信息单元中描述的传感器服务提供者相关信息包括服务的完整名称、服务的简称、服务的版本号及服务开发者名称。

3.根据权利要求1所述的一种用于传感器的通用数据接口装置，其特征在于，所述数据获取单元和所述参数管理单元中的数据类型和参数类型规范基于SWE的数据类型概念模型。

4.根据权利要求1所述的一种用于传感器的通用数据接口装置，其特征在于，所述服务接口模块基于RESTful风格的web service接口实现，所 述信息接口单元的HTTP请求类型为GET类型，所述数据读取单元中的HTTP请求类型为POST类型。

5.一种用于传感器的通用数据调用方法，其特征在于，包括：

服务描述步骤，用于构建传感器服务自描述信息；

接口构建步骤，用于返回传感器服务自描述信息以及传感器相关数据；

其中，所述服务描述步骤包括：

关键词组描述子步骤，描述能识别所需传感器服务的关键词；

服务信息描述子步骤，描述传感器服务提供者相关信息；

附加信息描述子步骤，描述传感器服务所提供的功能信息；

参数信息管理子步骤，定义和接收提供给通用数据接口的参数信息；

监测数据获取子步骤，根据所接收到的参数信息从真实传感器上获取原始数据，并用标记语言描述获取到的所述原始数据；

所述接口构建步骤包括：

信息接口构建子步骤，构建用于获取传感器服务的自描述信息的信息接口；

数据接口构建子步骤，构建用于获聚传感器服务所提供的监测数据信息的数据接口。

6.根据权利要求5所述的一种用于传感器的通用数据调用方法，其特征在于，所述服务信息描述子步骤中传感器服务提供者相关信息包括服务的完整名称、服务的简称、服务的版本号及服务开发者名称。

7.根据权利要求5所述的一种用于传感器的通用数据调用方法，其特征在于，所述监测数据获取子步骤和所述参数信息管理子步骤中的数据类 型和参数类型规范基于SWE的数据类型概念模型。

8.根据权利要求5所述的一种用于传感器的通用数据调用方法，其特征在于，所述接口构建步骤基于RESTful风格的web service接口实现，所述信息接口构建子步骤中的HTTP请求类型为GET类型，所述描述信息读取步骤中HTTP请求类型为POST类型。