CN111148136A - 无线物联网边缘协同感知方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线物联网边缘协同感知方法、装置及系统，其中，方法包括：以预定的无线探测响应方式获取周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤；协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，对对象接入信息进行状态解析识别，提取对象状态识别信息；多个协同服务节点中的某一个承担协同路由节点的角色，并创建与对象状态识别信息对应的协同感知任务。本发明无线物联网边缘域对于服务对象设备具有全面的协同感知能力及事件响应处理能力，服务节点设备对服务对象设备进行感知服务过程中，动态接入接出灵活、连续性好、效率高和兼容性强，并使得服务对象设备功耗较低、续航能力强。

Description

无线物联网边缘协同感知方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及无线物联网的边缘网络通信和边缘计算领域，具体涉及一种无线物联网边缘协同感知方法、装置及系统。

背景技术

随着互联网、移动通讯、物联网等相关技术的高速发展，基于无线物联网的边缘智能技术利用现代无线网络通信技术、自动控制与传感监测技术、云计算及数据库信息处理等技术融合与配套，促进了面向个人和不同行业/区域需求所带来的各种智能硬件设备与智能信息系统的产品创新及应用规模化程度的高速发展。其中，基于“云计算+边缘计算”的数据处理与人工智能技术，对于智能科技的推进起着关键性作用。

物联网边缘域(简称“边缘域”)为物联网网络系统中，由局域互联服务节点设备与周边服务对象设备所构成的具有边缘性的关联设备子域。无线物联网边缘域(简称“无线边缘域”)即基于物联网的无线边缘子网域；所述物联网边缘域的“边缘性”体现在域内服务节点设备与服务对象设备进行包括感知与控制的信息交互。

协同服务指多个服务节点设备在对同一服务对象设备同一时段的前端信息接入或后端信息交互过程，进行的包括数据处理与/或任务管理在内的协同性信息处理。

协同任务(即协同服务任务)为组成协同服务流程模块的处理任务；感知服务即基于对象感测、识别的响应所引起的关联信息交互处理；信息交互处理包括由通信、调制、追踪、监测、监控、数据采集及处理等一些列技术手段所组成的信息处理流程。

无线边缘域内的服务节点设备(如局域主机、路由器、基站、网关等)与作为服务对象设备(即与服务对象绑定或动态关联的设备)的前端感测设备(如：可穿戴及便携式附件设备、移动监测设备、分布式传感器等)与/或终端执行设备(包括外围控制设备、终端接收设备、终端监控设备等)存在各种信息接入与接出的交互关系，包括信息的广播、传感、触发、传送等，以实现局域或远程的信息传送、控制及监控等用途。

现有无线边缘域网络及其服务节点设备，对周边服务对象的信息交互服务过多地依靠基于远程调度通信的系统服务模式，而现场边缘域网络中的服务节点设备之间的协同通信与协同服务能力较弱，其缺陷表现在：1)无线物联网边缘域作为采集上传通路，但缺乏协同感知服务能力；服务节点设备对于周边处于无线连接的固定的服务对象设备的感知监测及数据通信服务的能力相对较强，但对于移动接入的服务对象设备(尤其数量较大时)缺乏动态感知服务能力；2)服务节点设备对于周边的服务对象设备的数据通信服务的能力相对较强，但对于现场事件触发缺乏基于预案的关联响应处理能力；3)需要将采集到的大量冗余数据上传到系统主机，从而导致服务的实时性、可靠性以及服务容量的下降；4)对用户绑定或关联的服务对象设备进行信息互动及服务时缺乏更多的协同性；5)对服务对象设备的监测采集数据处理及应用服务管理主要依靠用户绑定智能手机和系统主机/服务器，而缺乏必要的现场协同处理能力；6)对于使用不同监测方式与不同服务对象设备所获得的监测采集信息以及这些信息与共用关联信息之间缺乏更为有效的关联性管理。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于协同服务节点通过无线扫描调制及接入响应过滤，对于动态移动接入的服务对象设备进行快速无线探测响应及状态监测识别；根据预置的协同感知配置信息，对所述对象接入信息进行状态解析识别，从所述对象接入信息中提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；通过无线扫描调制实现必要时的动态无线信号耦合优化；而通过接入响应过滤，逐层剔除非有效(或非优先)的服务对象设备；通过状态解析识别，使得协同服务节点设备对于不同服务对象设备的状态监测识别感知具有灵活的动态可配置性；提升了无线边缘域对周边更多的有效服务对象设备的无线探测响应及其感知识别的服务效率。

为此，根据第一方面，本发明实施例公开了一种无线边缘协同感知方法，包括：物联网边缘域中多个协同服务节点以无线协同方式对周边服务对象设备进行感知及关联信息交互服务，方法包括：协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤；协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，对对象接入信息进行状态解析识别，从对象接入信息中提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；多个协同服务节点中的某一个承担协同路由节点的角色，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与对象状态识别信息对应的协同感知任务。

可选地，协同感知配置信息为协同服务节点对于服务对象设备所提供的协同感知服务的各个环节的预定方式与参数信息的集合，协同感知配置信息包括第一类感知配置信息、第二类感知配置信息和第三类感知配置信息，其中：第一类感知配置信息为无线探测响应配置信息，第一类感知配置信息包括信标发送调制配置信息、信标接收调制配置信息和接入过滤配置信息；第二类感知配置信息为对象识别验证及状态解析配置信息，第二类感知配置信息包括对象识别验证配置信息、对象状态解析配置信息、事件触发条件配置信息和事件触发权限配置信息；第三类感知配置信息包括事件响应预案配置信息和协同服务预案配置信息。

可选地，还包括：协同服务节点在无线扫描探测的过程中进行无线扫描调制，无线扫描调制为协同服务节点基于无线信标扫描配置对设备自身或指定服务对象设备的无线信号发射及接收的射频控制参数的值域及时域值进行动态设置，以对无线信号的发送、接收、耦合的性能进行调整，无线扫描调制包括无线扫描接收调制与无线信标发射调制；无线信标扫描配置包含于信标发送调制配置信息与/或信标接收调制配置信息。

可选地，接入响应过滤包括接入响应与接入过滤，其中：协同服务节点根据接入过滤配置信息，对服务对象设备的对象状态信标进行接入响应处理，以获得对象接入信息，对象接入信息包括源自对象状态信标所对应的信号接收测量信息与信标接收数据包信息；协同服务节点根据接入过滤配置信息，对对象接入信息进行接入过滤处理，剔除不符合接入过滤条件的服务对象设备或其接入信息，接入过滤采取逐层接入过滤的方式，将接入过滤条件分解为若干过滤层接入条件植入不同模块；接入过滤配置信息包含于第一类感知配置信息。

可选地，协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，通过单节点处理或多节点协同处理的方式，对对象接入信息进行状态解析识别，状态解析识别包括对象识别验证以及状态监测解析，其中：单节点处理的方式为协同服务节点根据对象识别验证配置信息对对象状态信标进行对象识别验证，并根据对象状态解析配置信息进行状态解析识别的处理，从对象接入信息中提取对象状态识别信息；多节点协同处理的方式为多个协同路由节点，根据接收到的来自若干个协同服务节点对同一服务对象设备在同一时段发送的对象状态信标所对应的对象状态识别信息进行协同状态识别，以获得对象状态识别信息。

可选地，协同路由节点为物联网边缘域内在协同服务某一时段或过程，具有物联网路由数据接入接出的通信管理能力，并承担协同服务的信息整合处理及任务协调管理的协同服务节点；多个协同服务节点中的某一个协同服务节点，基于协同服务信息处理过程的动态角色触发而承担协同路由节点的角色，动态角色触发包括：1)基于网络动态属性而触发，网络动态属性包括设备动态节点角色与/或网络动态拓扑属性；2)基于动态处理时序而触发，动态处理时序包括事件触发时序与/或任务触发时序。

可选地，对象识别验证具体包括：协同服务节点根据对象识别验证配置信息，从对象状态识别信息中解析提取出包括用于对象识别验证的对象识别码，对象识别码用于识别服务对象设备的可服务性及其群组或类别，对象识别码包括以下信息项之一或组合：1)对象设备ID，2)对象分类权限码；协同服务节点根据对象识别验证配置信息和对象识别码对服务对象设备的可服务性、类别及分类基本权限进行识别与验证。

可选地，还包括：协同服务节点根据对象状态解析配置信息，对服务对象设备与/或对象状态信标的类别进行索引，并对对象接入信息中所包含的状态监测变量的变量值及变量类型信息进行状态监测解析，以提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；状态监测变量为反映服务对象设备自身状态特征或关联的服务对象设备的当前监测物理量的特征标识及状态变量值。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种无线边缘协同感知装置，物联网边缘域中多个协同服务节点以无线协同方式对周边服务对象设备进行感知及关联信息交互服务，作为协同服务节点装置包括：探测响应模块，用于根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤；解析识别模块，用于根据预置的协同感知配置信息，对对象接入信息进行状态解析识别，从对象接入信息中提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；协同处理模块，用于根据预置的协同感知配置信息，创建与对象状态识别信息对应的协同感知任务，对象状态识别信息来自于自身节点以及其他关联的协同服务节点。

根据第三方面，本发明提供了一种无线边缘协同感知系统，物联网边缘域中多个协同服务节点以无线协同方式对周边服务对象设备进行感知及关联信息交互服务，系统包括：若干协同服务节点，用于根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤，根据预置的协同感知配置信息，对对象接入信息进行状态解析识别，从对象接入信息中提取对象状态识别信息；至少一个协同路由节点，多个协同服务节点中的某一个承担协同路由节点的角色，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与对象状态识别信息对应的协同感知任务；至少一个服务对象设备，用于向服务节点发送对象状态信标，对象状态信标所包含的信息可被协同服务节点以预定的无线探测响应方式获取为对应的对象接入信息并以状态解析识别方式提取对象状态识别信息。

根据第四方面，本发明提供了一种计算机装置，包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序实现上述第一方面任意一项的方法。

根据第五方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，处理器用于执行存储介质中存储的计算机程序实现上述第一方面任意一项的方法。

本发明的有益效果在于：

与现有技术相比，本专利所开发的用于无线物联网边缘域、协同服务节点装置及其系统，对于周边服务对象设备，具有现场快速高效的状态感知监测、事件识别响应、网络模式方案选择、任务协同处理等机制，以及局域与远程相结合的在线数据处理与信息服务能力。

(1)对服务对象设备的全面感知能力及关联事件响应处理能力：本专利技术方案各服务节点设备与协同路由节点之间进行高效协同数据处理，基于对服务对象设备的无线信标广播的扫描探测，对周边众多服务对象的身份、位置及状态信息进行有效快速感知、识别、监测，并根据服务对象配置及事件预案配置，基于服务对象设备及其关联事件触发识别进行分类事件响应及处理。

(2)基于无线感知触发的网络协同信息互动服务的时效性：本专利技术方案就无线智能感知的时效性方面的技术先进性表现在，无线边缘域及其协同服务节点设备不仅具有物联网数据通讯能力与数据协同处理能力，单个服务节点或子网区域具有更强的独立能力，从而具有更好的基于感知触发的信息互动服务的时效性。在需要获得相同的信息互动服务时，不仅可以降低对互联网层面的实时网络数据流量的要求，而且在无需远程服务器或系统断网的情况下，也可以正常为服务对象提供基于感知触发的信息互动服务。

(3)低功耗优选机制(大幅度节省服务对象设备的功耗)：本专利技术方案的服务对象设备不仅是智能手机，更包括不具备移动网络通讯能力的智能可穿戴设备以及其它智能便携式监测设备。无线边缘域及其协同服务节点根据服务对象设备自身所具备的当前状态及事件触发，结合系统服务需求、周边环境资源，基于低功耗优选策略对无线感知模式及其关联参数、网络服务模式进行动态调制与管理。

(4)现场协同数据处理能力：对服务对象设备的监测采集数据处理不仅依靠用户绑定智能手机和系统主机/服务器，还包括由现场协同服务节点所从承担的基于事件触发响应的协同任务监控及处理以及相关边缘计算及数据处理，提升了必要的现场协同数据处理能力；使得无线边缘域对于现场各种关联信息及其事件感知处理能力及效率得以提升。

(5)用户智能手机作为动态协同服务节点：无线边缘域网络中的服务节点设备之间以及与动态移入的用户智能手机之间，在对用户绑定或关联的服务对象设备进行信息互动及服务时具有更多的协同性，从而提升了对用户智能手机的关联附件设备提供信息互动服务的协同性、灵活性、兼容性及实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种无线物联网边缘协同感知方法的流程图；

图2为本发明实施例公开的一种无线物联网边缘协同感知装置的结构示意图；

图3为本发明实施例公开的一种无线物联网边缘协同感知方法的应用拓扑结构示意图；

图4为本发明实施例公开的一种无线物联网边缘协同感知方法的软件架构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1、图3和图4所示，图1为本实施例公开的一种无线物联网边缘协同感知方法的流程图，本发明实施例公开了一种无线物联网边缘协同感知方法，包括：物联网边缘域中多个协同服务节点以无线协同方式对周边服务对象设备进行感知及关联信息交互服务，方法包括：

步骤S101，协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤；

步骤S102，协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，对对象接入信息进行状态解析识别，从对象接入信息中提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；

步骤S103，多个协同服务节点中的某一个承担协同路由节点的角色，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与对象状态识别信息对应的协同感知任务。

需要说明的是，基于协同调制对服务对象进一步扫描探测，所述对象接入信息还包括定位信息，作为定位基站的协同服务节点通过对服务对象设备的对象接入信息进行解析，提取信标调制状态标识和定位信号接收变量值；根据所述信标调制状态标识，对所述定位信号接收变量进行定位信号接收校正与定位特征计算，获取所述服务对象设备的定位特征变量的计算值；基于所述服务对象设备的信标调制状态标识和/或定位特征变量判断，在必要时使所述服务对象设备按照相应的对象信标调制参数进行定位信标重置和定位状态更新。

在具体实施过程中，协同感知配置信息为协同服务节点对于服务对象设备所提供的协同感知服务的各个环节的预定方式与参数信息的集合，协同感知配置信息包括第一类感知配置信息、第二类感知配置信息和第三类感知配置信息，其中：

第一类感知配置信息为无线探测响应配置信息，第一类感知配置信息包括信标发送调制配置信息、信标接收调制配置信息和接入过滤配置信息；

第二类感知配置信息为对象识别验证及状态解析配置信息，第二类感知配置信息包括对象识别验证配置信息、对象状态解析配置信息、事件触发条件配置信息和事件触发权限配置信息；

第三类感知配置信息包括事件响应预案配置信息和协同服务预案配置信息。

无线探测响应：协同服务节点以特定无线模式标准，基于物理层与底层协议，对周边服务对象设备进行扫描探测，从而获得服务对象设备发送的无线广播与/或扫描应答信号的响应接入信息；无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤的过程。无线扫描探测包括非定向扫描探测与定向扫描探测两种方式；无线非定向/定向扫描为协同服务节点不需要/需要主动发送无线定向呼叫信号，以对所有/特定某个或某类服务对象设备进行指定或限定。

无线定向呼叫基于对特定服务对象设备进行指定或限定，被用作获得某个或某类服务对象设备的扫描应答信号；无线定向呼叫的目的作用包括以下任一或组合：

1)无线连接呼叫：以获得服务对象设备的定向的连接应答信息；

2)无线扫描呼叫：以获得定向扫描探测信息，即获得服务对象设备的定向或非定向的非连接应答信息；

3)发送调制数据：以对服务对象设备的某种物理状态进行调制，如定向触发控制、对象信标调制等；

4)发送协同数据：周边协同服务节点均可通过无线扫描探测获得服务对象设备的非定向的协同通信应答信息。

对象状态信标为服务对象设备基于无线信标配置发送的反映设备自身及其关联服务对象的特征属性及当前物理状态的一种无线信标，无线信标还包括由协同服务节点发送的节点服务信标；无线信标配置为对无线信标所包含的信标发送数据和调制参数进行设定与/或启动的过程，无线信标配置包括对象信标配置和服务信标配置，对象信标配置为对对象状态信标进行的无线信标配置，服务信标配置为对节点服务信标进行的无线信标配置；无线信标配置包含于信标发送调制配置信息。

在具体实施过程中，还包括：协同服务节点在无线扫描探测的过程中进行无线扫描调制，无线扫描调制为协同服务节点基于无线信标扫描配置对设备自身或指定服务对象设备的无线信号发射及接收的射频控制参数的值域及时域值进行动态设置，以对无线信号的发送、接收、耦合的性能进行调整，无线扫描调制包括无线扫描接收调制与无线信标发射调制；无线信标扫描配置包含于信标发送调制配置信息与/或信标接收调制配置信息。

协同服务节点或服务对象设备基于当前调制配置信息对设备自身射频控制参数主动进行的动态更改；服务对象设备与协同服务节点基于动态调制需求，对当前调制配置信息进行重新调整的设置与启动；调制配置信息包含于信标发送调制配置信息与/或信标接收调制配置信息。

对协同服务节点与/或服务对象设备进行的无线信标发射调制为协同服务节点或服务对象设备对其发送的无线信标信号的射频发射时序参数进行调整的设置与启动过程，无线信标发射调制包括对象信标调制与服务信标调制，其中：对象信标调制为对服务对象设备发送的对象状态信标进行的无线信标发射调制；服务信标调制为对协同服务节点发送的节点服务信标进行的无线信标发射调制。

对象信标调制参数：为对象状态信标的发送调制方式及其关联参数，包括一组或多组射频发射时序参数的组合或切换；基于对象信标调制参数进行对象信标调制。信标调制状态与一组对象信标调制参数的对应关系，通过程序参数或配置信息而预先给定；信标调制状态为一个索引序号，与一组对象信标调制参数具有对应关系【若为可连接无线信标，还可包含关联的扫描监听时隙参数(或默认值)】：信标调制状态S；对象信标调制参数M[N]

；扫描监听时隙(时间窗)宽度：Tw。

对象信标调制参数由一个或多个不同的信标射频瞬态值与对应的间隔时间倍率所构成：

信标发射瞬态值L0，间隔时间T0，相位时间；

信标发射瞬态值L1，间隔时间T1，相位时间；

信标发射瞬态值L2，间隔时间T2，相位时间；

典型地，信标射频瞬态值为信标发射功率等级，则对象信标调制参数为由一个或多个不同的信标发射功率等级与对应的信标间隔时间所构成；信标间隔时间为基准间隔时间的整数倍数。对象信标调制参数通过程序参数被预先给定，并可通过动态重置而更新重启。

信标发射功率等级配置包括不同信标发射功率所对应的发射功率与基准偏差的校准值：信标发射功率等级0，发射功率P0，基准偏差Δ0；信标发射功率等级1，发射功率P1，基准偏差Δ1；信标发射功率等级2，发射功率P2，基准偏差Δ2；基准偏差为当前信标发射功率等级相对于某一基准信标发射功率等级之间，对于某种关联的信标信号响应物理量的偏差；典型地，信标信号响应物理量为定位信号接收变量，基准偏差Δ即为定位信号接收基准偏差ΔXt。

在具体实施过程中，接入响应过滤包括接入响应与接入过滤，其中：协同服务节点根据接入过滤配置信息，对服务对象设备的对象状态信标进行接入响应处理，以获得对象接入信息，对象接入信息包括源自对象状态信标所对应的信号接收测量信息与信标接收数据包信息；协同服务节点根据接入过滤配置信息，对对象接入信息进行接入过滤处理，剔除不符合接入过滤条件的服务对象设备或其接入信息，接入过滤采取逐层接入过滤的方式，将接入过滤条件分解为若干过滤层接入条件植入不同模块；接入过滤配置信息包含于第一类感知配置信息。

接入过滤条件为对对象接入信息中若干属性信息的符合性条件，接入过滤条件包括以下条件之一或其组合：

1)设备属性过滤条件：设备类别、设备名称、服务类别、MAC地址段范围；

2)格式属性过滤条件：接入信息的起始头数据、信息长度、校验信；

3)指定特征过滤条件：指定字节位置长度的特征值；

4)信号接收过滤条件：信号接收测量值的条件范围。

在具体实施过程中，协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，通过单节点处理或多节点协同处理的方式，对对象接入信息进行状态解析识别，状态解析识别包括对象识别验证以及状态监测解析，其中：

单节点处理的方式为协同服务节点根据对象识别验证配置信息对对象状态信标进行对象识别验证，并根据对象状态解析配置信息进行状态解析识别的处理，从对象接入信息中提取对象状态识别信息；

多节点协同处理的方式为多个协同路由节点，根据接收到的来自若干个协同服务节点对同一服务对象设备在同一时段发送的对象状态信标所对应的对象状态识别信息进行协同状态识别，以获得对象状态识别信息。

在具体实施过程中，协同路由节点为物联网边缘域内在协同服务某一时段或过程，具有物联网路由数据接入接出的通信管理能力，并承担协同服务的信息整合处理及任务协调管理的协同服务节点；

多个协同服务节点中的某一个协同服务节点，基于协同服务信息处理过程的动态角色触发而承担协同路由节点的角色，动态角色触发包括：1)基于网络动态属性而触发，网络动态属性包括设备动态节点角色与/或网络动态拓扑属性；2)基于动态处理时序而触发，动态处理时序包括事件触发时序与/或任务触发时序。

需要说明的是，动态处理时序来自于：

1)事件触发：协同服务节点根据对服务对象设备的监测变量组合判断、符合预定类别的事件触发条件时，则动态承担协同路由节点角色；

2)任务触发：协同服务节点根据来自于系统主机的或其它协同服务节点创建的协同任务项的委派，动态承担协同路由节点角色；

3)随机优先机制：多个协同服务节点对于同时(指在一个协同通信周期内)识别到的同一服务对象设备的同一监测事件触发时，若协同服务节点创建协同任务项后又收到来自其它协同服务节点重复创建的协同任务项，则通过比较伪随机优先码，而默认取消伪随机优先码级别较低的协同任务项及其对应的协同路由节点的动态角色；伪随机优先码根据协同服务节点的ID属性进行关联运算而获得。

服务节点设备对对象状态信标，进行对象识别验证，根据对象状态解析配置进行状态解析识别的处理，从对象接入信息中提取对象状态识别信息。

多个协同服务节点，其中承担协同路由节点，根据接收到的来自若干协同感知节点对同一服务对象设备在同一时段发送的对象状态信标的对象接入信息，通过协同状态识别获得对象状态识别信息。

在具体实施过程中，对象识别验证具体包括：协同服务节点根据对象识别验证配置信息，从对象状态识别信息中解析提取出包括用于对象识别验证的对象识别码，对象识别码用于识别服务对象设备的可服务性及其群组或类别，对象识别码包括以下信息项之一或组合：1)对象设备ID，2)对象分类权限码；

协同服务节点根据对象识别验证配置信息和对象识别码对服务对象设备的可服务性、类别及分类基本权限进行识别与验证。

协同服务节点通过对应的对象识别码列表与/或分类权限验证信息对服务对象设备进行对象识别验证。对象识别码列表为由对象识别码按以下任一或组合方式所构成一个对象列表及若干子集列表：1)对象白名单及其索引表，2)权限白名单及其索引表，3)限制名单及其索引表；

在具体实施过程中，还包括：协同服务节点根据对象状态解析配置信息，对服务对象设备与/或对象状态信标的类别进行索引，并对对象接入信息中所包含的状态监测变量的变量值及变量类型信息进行状态监测解析，以提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；状态监测变量为反映服务对象设备自身状态特征或关联的服务对象设备的当前监测物理量的特征标识及状态变量值。

在具体实施过程中，多个协同路由节点，根据接收到的来自若干协同服务节点对服务对象设备在同一时段的状态监测变量的当前值或时空域变化值，按照若干协同服务节点的自身位置进行协同定位监测计算，获得服务对象设备的协同定位特征变量的计算值；协同定位监测计算还包括，根据不同位置所对应的协同定位特征变量，计算评估附近其它位置关联的定位状态监测变量，定位状态监测变量为与环境空间或位置关联的状态监测变量。

在具体实施过程中，由状态监测变量或其组合的状态范围与/或状态跳变的构成的预置条件构成协同状态识别的事件触发条件，状态跳变为当状态监测变量或其组合的当前值或时空域变化值所在值域范围与此前值域范围不相同时，进一步按照即时跳变或稳定跳变条件，判断是否发生预定的值域跳变；事件触发条件包含于事件触发条件配置信息和事件触发权限配置信息。

对象状态解析配置：指对某类服务对象设备的对象接入信息进行状态解析识别的方式信息；变量类型信息、如：字节数、变量类型、物理量类型。

对象状态解析配置包括：1)服务对象设备与/或对象状态信标的名称或分类号；2)状态变量解析数据段(单段或多段)。

信标解析数据段的构成及解析包括以下任一或组合方式：1)直接变量解析：起始位置、字节数、变量类型、物理量类型；2)结构体解析：结构体指针或索引号。

事件触发识别信息基于状态变量解析与事件触发条件而获得，用于被引用索引获得事件触发响应信息；事件触发响应信息包括以下任一或组合：事件分类信息(如潜在/立即事件、事件等级、)、事件响应预案信息(如编号、指针)、事件追踪索引信息(如编号、指针)。

事件触发权限配置用于对服务对象设备的对象识别码的触发权限进行查询核验；触发权限验证信息包括一个触发权限码或触发权限码列表与/或对象识别列表索引(或索引列表)与/或分类权限验证信息；触发权限码为由一个触发匹配码与一个触发通配码所构成的自定义结构体变量；触发匹配码为与具有该触发权限的任何一个(可选典型的，具有潜在最高或平等权限的)对象识别码相匹配；触发通配码为通过对需要或不需要权限核验的子码(如字节、位)进行说明的代码。如对位分别“置1”、“置0”(或相反)而形成的代码。

事件响应预案包含于事件触发响应信息，为基于事件触发条件而指定的对协同服务处理预案的索引信息；事件响应预案配置即对事件触发权限、事件触发条件、协同服务处理预案进行预先关联的配置信息。事件响应预案配置信息还可包括：事件响应关联参数与/或协同任务项。

协同任务管理指对协同任务的创建、分配及监控，包括：协同任务创建、协同任务分配、协同任务查询、协同任务执行、协同任务反馈、协同任务更新。

协同路由节点根据协同解析识别信息，基于事件响应预案配置信息索引，在协同任务列表中创建对应新的协同任务项，协同任务列表中每一协同任务项均包含对应的协同处理任务标识；协同任务项：存在于协同任务列表中，可由不同协同服务节点来完成的协同任务。在本实施例中，协同任务项在不同专利中可被替换为：协同感知任务项/协同监控任务项/协同通信任务项/协同调制任务项/协同追踪任务项；一个协同任务项由一个或多个串行处理的协同任务单元所组成(对于需要并行处理的任务单元，则属于不同的协同任务项。协同任务项在不同专利中可被替换为：协同感知任务项/协同监控任务项/协同通信任务项/协同调制任务项/定位任务项。

协同处理任务标识为用于对应识别协同任务列表中每一个协同任务项所包含的协同任务单元，并包含于其中；协同处理任务标识的构成为以下方式：

1)当不允许任务并行处理时，协同处理任务标识为一个串行单元识别号；

2)当允许多组任务并行处理时，协同处理任务标识由一个任务项识别号与一个串行单元识别号叠加而构成；协同处理任务标识还包含一个预建的协同状态条件的索引号。

协同处理状态标识为协同服务节点用以标识反馈当前协同任务项完成状态的特征标识；当协同服务节点成功接收(含校验)到某一协同通信任务项的协同数据包所包含的某一个协同数据帧时，根据对应的协同通信任务标识中的任务项识别号匹配而更新对应的单任务状态标识中的串行侦识别号。

当不允许通信任务并行处理时，协同通信状态标识为单任务状态标识，单任务状态标识为与最后一次接收并校验成功的协同数据帧所包含的协同通信任务标识相等或具有对应关系的特征标识；反之当允许多项通信任务并行处理时，协同通信状态标识包括一个由多个单任务状态标识所构成多任务状态标识；多任务状态标识中的每一个单任务状态标识，分别反映允许并行处理的不同的协同通信任务项的当前完成状态。

当协同通信基站作为协同服务节点设备在同一时间段探测发现周边符合协同匹配关系(即符合协同通信服务需求)的服务对象设备超过预定数量时，根据服务对象设备的类别与/或信标信号响应物理量，决定发起与之建立无线连接的优先级及其关联的连接顺序和/或连接时序；

典型地，信标信号响应物理量为定位信号接收变量；协同通信基站根据对不同的服务对象设备探测接收到的射频信号强度RSSI或定位信号接收变量，决定发起与相应的服务对象设备建立无线连接的优先级(即优先对RSSI值较高的服务对象设备启动建立无线连接)。

服务对象设备对于建立无线连接的管理方式包括以下任一或组合：

1)仅允许与其绑定主端设备(典型地为绑定手机)和某一协同通信基站与其同时建立无线连接；

2)仅允许与符合预定的设备属性权限的协同通信基站与其建立单点无线连接；

3)仅在通信任务并行处理时，与符合预定的设备属性权限的协同通信基站与其建立多点无线连接；

服务对象设备根据建立无线连接的管理方式，在保持无线连接的状态下进行协同数据通信期间，若不允许建立新的无线连接，将暂停发送对象状态信标或将对象状态信标临时更改为不可连接的属性。

当服务对象设备成功(含校验)接收到某一协同通信任务项的协同数据包所包含的某一个协同数据帧时，根据对应的协同通信任务标识中的任务项识别号匹配而更新对应的单任务状态标识中的串行侦识别号；当服务对象设备成功(含校验)接收到含有结束侦标志的协同数据帧后，将其任务项识别号匹配的单任务状态标识进行相应的更新或清除。

根据第二方面，如图2所示，本发明实施例提供了一种无线边缘协同感知装置，物联网边缘域中多个协同服务节点以无线协同方式对周边服务对象设备进行感知及关联信息交互服务，作为协同服务节点装置包括：探测响应模块201，用于根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤；解析识别模块202，用于根据预置的协同感知配置信息，对对象接入信息进行状态解析识别，从对象接入信息中提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；协同处理模块203，用于根据预置的协同感知配置信息，创建与对象状态识别信息对应的协同感知任务，对象状态识别信息来自于自身节点以及其他关联的协同服务节点。

本发明实施例提供了一种无线边缘协同感知系统，物联网边缘域中多个协同服务节点以无线协同方式对周边服务对象设备进行感知及关联信息交互服务，系统包括：

若干协同服务节点，用于根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤，根据预置的协同感知配置信息，对对象接入信息进行状态解析识别，从对象接入信息中提取对象状态识别信息；

至少一个协同路由节点，多个协同服务节点中的某一个承担协同路由节点的角色，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与对象状态识别信息对应的协同感知任务；

至少一个服务对象设备，用于向服务节点发送对象状态信标，对象状态信标所包含的信息可被协同服务节点以预定的无线探测响应方式获取为对应的对象接入信息并以状态解析识别方式提取对象状态识别信息。

此外，本发明实施例中还提供一种计算机装置，处理器通过执行计算机指令，从而实现以下方法：

协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤；

协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，对对象接入信息进行状态解析识别，从对象接入信息中提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；

多个协同服务节点中的某一个承担协同路由节点的角色，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与对象状态识别信息对应的协同感知任务。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。计算机处理器用于执行存储介质中存储的计算机程序实现以下方法：

协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤；

协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，对对象接入信息进行状态解析识别，从对象接入信息中提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；

多个协同服务节点中的某一个承担协同路由节点的角色，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与对象状态识别信息对应的协同感知任务。

与现有技术相比，本发明无线物联网边缘域对于服务对象设备具有全面的协同感知能力及事件响应处理能力，服务节点设备对服务对象设备进行感知服务过程中，动态接入接出灵活、连续性好、效率高和兼容性强，并使得服务对象设备功耗较低、续航能力强。

本发明所开发的协同服务节点装置及其系统，对于周边服务对象设备，具有现场快速高效的状态感知监测、事件识别响应、网络模式方案选择、任务协同处理等机制，以及局域与远程相结合的在线数据处理与信息服务能力。

(1)基于感知配置信息分类(第一类、第二类、第三类感知配置信息)的动态多层次感知服务管理，提高了无线感知模式管理的感知识别效率，减少了服务对象设备的不必要的无线通讯功耗，并使得边缘域网络对服务对象设备的服务具有更好的灵活性与兼容性。

(2)对服务对象设备的全面感知能力及关联事件响应处理能力：各服务节点设备与协同路由节点之间进行高效协同数据处理，基于对服务对象设备的无线信标广播的扫描探测，对周边众多服务对象的身份、位置及状态信息进行有效快速感知、识别、监测，并根据服务对象配置及事件预案配置，基于服务对象设备及其关联事件触发识别进行分类事件响应及处理。

(3)基于无线感知触发的网络协同信息互动服务的时效性：就无线智能感知的时效性方面的技术先进性表现在，无线边缘域及其协同服务节点设备不仅具有物联网数据通讯能力与数据协同处理能力，单个服务节点或子网区域具有更强的独立能力，从而具有更好的基于感知触发的信息互动服务的时效性。在需要获得相同的信息互动服务时，不仅可以降低对互联网层面的实时网络数据流量的要求，而且在无需远程服务器或系统断网的情况下，也可以正常为服务对象提供基于感知触发的信息互动服务。

(4)低功耗优选机制(大幅度节省服务对象设备的功耗)：服务对象设备不仅是智能手机，更包括不具备移动网络通讯能力的智能可穿戴设备以及其它智能便携式监测设备。无线边缘域及其协同服务节点根据服务对象设备自身所具备的当前状态及事件触发，结合系统服务需求、周边环境资源，基于低功耗优选策略对无线感知模式及其关联参数、网络服务模式进行动态调制与管理。

(5)现场协同数据处理能力：对服务对象设备的监测采集数据处理不仅依靠用户绑定智能手机和系统主机/服务器，还包括由现场协同服务节点所从承担的基于事件触发响应的协同任务监控及处理以及相关边缘计算及数据处理，提升了必要的现场协同数据处理能力；通过状态解析识别、事件触发识别(基于事件触发条件)，使得无线边缘域对于现场事件触发具备较强的基于预案的关联响应处理能力；由于不需要将采集到的大量冗余数据上传到系统主机，从而导致服务的实时性、可靠性以及可服务的对象设备容量的的提升；使得无线边缘域对于现场各种关联信息及其事件感知处理能力及效率得以提升。

(6)用户智能手机作为动态协同服务节点：无线边缘域网络中的服务节点设备之间以及与动态移入的用户智能手机之间，在对用户绑定或关联的服务对象设备进行信息互动及服务时具有更多的协同性，从而提升了对用户智能手机的关联附件设备提供信息互动服务的协同性、灵活性、兼容性及实时性。

(7)协同任务创建及监控管理：通过协同路由节点对所述协同任务项进行协同监控任务管理，可以使得边缘域协同服务节点设备之间的资源互补、合理调配及高效利用；对于使用不同监测方式与不同服务对象设备所获得的监测采集信息以及这些信息与共用关联信息(如位置、环境、事件)之间，可以进行更为有效的关联性管理，为周边服务对象设备提供更为充分有效、且实时性更好的信息互动服务。

(8)协同路由节点的动态角色触发：协同路由节点基于协同服务信息处理过程的动态角色触发(基于网络动态属性、动态处理时序)而承担，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与所述对象状态识别信息对应的协同感知任务，使得无线边缘域具有更好的协同性、实时性及灵活性。

以上的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进。这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种无线物联网边缘协同感知方法，其特征在于，物联网边缘域中多个协同服务节点以无线协同方式对周边服务对象设备进行感知及关联信息交互服务，所述方法包括：

所述协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取所述周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，所述无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤；

所述协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，对所述对象接入信息进行状态解析识别，从所述对象接入信息中提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；

多个所述协同服务节点中的某一个承担协同路由节点的角色，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与所述对象状态识别信息对应的协同感知任务。

2.如权利要求1所述的一种无线物联网边缘协同感知方法，其特征在于，所述协同感知配置信息为所述协同服务节点对于所述服务对象设备所提供的协同感知服务的各个环节的预定方式与参数信息的集合，所述协同感知配置信息包括第一类感知配置信息、第二类感知配置信息和第三类感知配置信息，其中：

所述第一类感知配置信息为无线探测响应配置信息，所述第一类感知配置信息包括信标发送调制配置信息、信标接收调制配置信息和接入过滤配置信息；

所述第二类感知配置信息为对象识别验证及状态解析配置信息，所述第二类感知配置信息包括对象识别验证配置信息、对象状态解析配置信息、事件触发条件配置信息和事件触发权限配置信息；

所述第三类感知配置信息包括事件响应预案配置信息和协同服务预案配置信息。

3.如权利要求2所述的一种无线物联网边缘协同感知方法，其特征在于，还包括：

所述协同服务节点在所述无线扫描探测的过程中进行无线扫描调制，所述无线扫描调制为所述协同服务节点基于无线信标扫描配置对设备自身或指定所述服务对象设备的无线信号发射及接收的射频控制参数的值域及时域值进行动态设置，以对无线信号的发送、接收、耦合的性能进行调整，所述无线扫描调制包括无线扫描接收调制与无线信标发射调制；

所述无线信标扫描配置包含于所述信标发送调制配置信息与/或所述信标接收调制配置信息。

4.如权利要求2所述的一种无线物联网边缘协同感知方法，其特征在于，所述接入响应过滤包括接入响应与接入过滤，其中：

所述协同服务节点根据接入过滤配置信息，对所述服务对象设备的对象状态信标进行接入响应处理，以获得对象接入信息，所述对象接入信息包括源自所述对象状态信标所对应的信号接收测量信息与信标接收数据包信息；

所述协同服务节点根据接入过滤配置信息，对所述对象接入信息进行接入过滤处理，剔除不符合接入过滤条件的所述服务对象设备或其接入信息，所述接入过滤采取逐层接入过滤的方式，将所述接入过滤条件分解为若干过滤层接入条件植入不同模块；

所述接入过滤配置信息包含于所述第一类感知配置信息。

5.如权利要求1所述的一种无线物联网边缘协同感知方法，其特征在于，所述协同服务节点根据预置的协同感知配置信息，通过单节点处理或多节点协同处理的方式，对所述对象接入信息进行状态解析识别，所述状态解析识别包括对象识别验证以及状态监测解析，其中：

所述单节点处理的方式为所述协同服务节点根据对象识别验证配置信息对所述对象状态信标进行对象识别验证，并根据所述对象状态解析配置信息进行状态解析识别的处理，从所述对象接入信息中提取对象状态识别信息；

所述多节点协同处理的方式为多个所述协同路由节点，根据接收到的来自若干个协同服务节点对同一所述服务对象设备在同一时段发送的对象状态信标所对应的所述对象状态识别信息进行协同状态识别，以获得对象状态识别信息。

6.如权利要求1或5所述的一种无线物联网边缘协同感知方法，其特征在于，所述协同路由节点为所述物联网边缘域内在协同服务某一时段或过程，具有物联网路由数据接入接出的通信管理能力，并承担协同服务的信息整合处理及任务协调管理的协同服务节点；

多个所述协同服务节点中的某一个协同服务节点，基于协同服务信息处理过程的动态角色触发而承担所述协同路由节点的角色，所述动态角色触发包括：1)基于网络动态属性而触发，所述网络动态属性包括设备动态节点角色与/或网络动态拓扑属性；2)基于动态处理时序而触发，所述动态处理时序包括事件触发时序与/或任务触发时序。

7.如权利要求5所述的一种无线物联网边缘协同感知方法，其特征在于，所述对象识别验证具体包括：

所述协同服务节点根据对象识别验证配置信息，从所述对象状态识别信息中解析提取出包括用于所述对象识别验证的对象识别码，所述对象识别码用于识别所述服务对象设备的可服务性及其群组或类别，所述对象识别码包括以下信息项之一或组合：1)对象设备ID，2)对象分类权限码；

所述协同服务节点根据所述对象识别验证配置信息和所述对象识别码对所述服务对象设备的可服务性、类别及分类基本权限进行识别与验证。

8.如权利要求1或5所述的一种无线物联网边缘协同感知方法，其特征在于，还包括：

所述协同服务节点根据所述对象状态解析配置信息，对所述服务对象设备与/或所述对象状态信标的类别进行索引，并对所述对象接入信息中所包含的状态监测变量的变量值及变量类型信息进行状态监测解析，以提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；

所述状态监测变量为反映所述服务对象设备自身状态特征或关联的服务对象设备的当前监测物理量的特征标识及状态变量值。

9.一种无线物联网边缘协同感知装置，其特征在于，物联网边缘域中多个协同服务节点以无线协同方式对周边服务对象设备进行感知及关联信息交互服务，作为所述协同服务节点所述装置包括：

探测响应模块，用于根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取所述周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，所述无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤；

解析识别模块，用于根据预置的协同感知配置信息，对所述对象接入信息进行状态解析识别，从所述对象接入信息中提取包含若干状态监测变量的对象状态识别信息；

协同处理模块，用于根据预置的协同感知配置信息，创建与所述对象状态识别信息对应的协同感知任务，所述对象状态识别信息来自于自身节点以及其他关联的协同服务节点。

10.一种无线物联网边缘协同感知系统，其特征在于，物联网边缘域中多个协同服务节点以无线协同方式对周边服务对象设备进行感知及关联信息交互服务，所述系统包括：

若干协同服务节点，用于根据预置的协同感知配置信息，以预定的无线探测响应方式获取所述周边服务对象设备发送的对象状态信标所对应的对象接入信息，所述无线探测响应包括无线扫描探测与接入响应过滤，根据预置的协同感知配置信息，对所述对象接入信息进行状态解析识别，从所述对象接入信息中提取对象状态识别信息；

至少一个协同路由节点，多个所述协同服务节点中的某一个承担协同路由节点的角色，根据自身节点以及其它协同服务节点提取的对象状态识别信息进行协同状态识别，并创建与所述对象状态识别信息对应的协同感知任务；

至少一个服务对象设备，用于向所述服务节点发送对象状态信标，所述对象状态信标所包含的信息可被所述协同服务节点以预定的无线探测响应方式获取为对应的对象接入信息并以状态解析识别方式提取对象状态识别信息。

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