物联网信息源统一描述和访问方法

专利名称：物联网信息源统一描述和访问方法
技术领域：
本发明涉及一种注册和访问方法，尤其涉及一种物联网信息源统一描述和访问方法。
背景技术：
物联网通过射频识别(RFID)、红外(IR)、全球定位系统(GPS)等信息采集设备，自动实现各种物体的信息感知，并通过互联网与信息处理、应用系统相连接，从而实现各类智能化应用。为了建立全球意义上的物联网，需要一套信息源的描述、搜索、访问机制，使应用系统能够方便地使用分布在全球各地的感知设备采集的数据。目前业界建立这一机制主要基于开放Web服务的方法，即以OASIS (结构化信息标准促进组织)、W3C (万维网联盟)、WS-I (Web服务互操作组织)为代表的国际组织制定的相关标准(如XML、WSDL、BPEL、SOAP、HTTP等)为基础，将所有应用、设备均抽象为Web服务，通过Web服务描述、组合、绑定语法，实现相互的互操作。但是，由于这些体系需要兼容世界上所有的服务，而现在的“服务”已经成为包罗万象的IT名词，因此这些标准经过不断的扩充，在日臻完善的同时，也变得较为臃肿、复杂，造成开发、配置需要具有很高的技术水准，很难被广大物联网参与者所掌握和使用，导致其无法适应物联网应用不断高速增长的需要，难以成为物联网时代的大众化技术。国际组织OGC (开放地理信息系统协会)以传感器发现、相关观测、观测数据交换和处理以及传感器和传感器系统的任务调度为目标，制定了一套传感器Web使能(SWE)体系， 向传感器信息使用者提供有关传感器的观测服务(SOS)、计划服务(SPS)、报警服务(SAS)、 通知服务(SNS)等。SWE因为专注于传感器的访问，提供了 Web服务的一个针对性的实施版本，降低了 Web服务体系应用于传感器信息访问时的复杂度，提高了可操作性。然而，SOS针对传感器原始信息源，SPS、SAS、SNS则针对包含业务逻辑信息的不同组合信息源，其服务使用的差异就造成使用者仍需以不同的方式分别访问上述服务端口，而且传感器也必须提供对应的各种端口以备这些服务调用。这就使传感器、应用的设计难度继续保持在比较高的水平。目前有关物联网信息源的访问，存在如下尚未解决的问题
1.对于传感器、标签阅读器等感知设备和包含基本业务逻辑的组合规则，缺乏统一的信息源描述方法，导致应用访问的设计复杂度较高；
2.目前的传感器Web使能机制要求感知设备提供多种Web服务以支持不同的访问方式，导致感知设备的设计复杂度较高。因此，业界迫切需要一种专注于物联网信息源的、简化的描述和访问方法，以支持物联网感知设备的统一描述，以及应用系统对已部署的物联网感知设备的高效访问。

发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，能够对信息源进行统一描述和注册，供业界使用，且能简化应用和感知设备的设计的物联网信息源统一描述和访问方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种物联网信息源统一描述和访问方法，该方法是通过互联网上的服务器完成信息源的注册、统一描述和访问，其具体为
A.接收物联网感知设备的部署者和/或数据的使用者的注册请求，并授权，所述感知设备为传感器或标签阅读器；
B.接收部署者对感知设备的注册，自动生成其对应的单一信息源服务端口及其描述；
C.接收部署者或使用者的组合规则定义，自动生成组合信息源服务端口及其描述；
D.对单一信息源和组合信息源统一分配标识，并对服务端口及其描述进行存储；
E.接收使用者的检索请求，查找服务端口及其描述；
Fl.使用者访问单一信息源指向的感知设备端口，获取数据；或 F2.使用者访问服务端口 ；
F21.当为单一信息源的服务端口时，服务器获得单一信息源所指向的感知设备数据； F22.当为组合信息源的服务端口时，服务器按照组合规则定义，分解为单一信息源的服务端口，执行F21，再按照组合规则定义，将单一信息源的数据组合为该组合信息源的数据；
F23.服务器向使用者传送数据。作为优选步骤F21具体为服务器访问单一信息源所指向的感知设备获取数据， 或感知设备主动上传数据到服务器。作为优选步骤F23具体为使用者主动访问服务器获取数据，或使用者与服务器建立数据订阅关系，服务器按照订阅关系将数据发送给使用者。 作为优选信息源服务端口包括数据上传端口、数据订阅端口和数据获取端口，其描述包括信息源的部署机构、包含的数据项、服务端口和访问控制方式。作为优选组合规则定义了单一信息源和/或组合信息源之间数据的数学和逻辑依赖关系，组合信息源根据组合规则，建立了服务端口之间数据访问的依赖关系。与现有技术相比，本发明的优点在于
1.采用统一的方式注册和描述物联网上的传感器、标签阅读器这类感知设备所产生的单一信息源，还采用了组合规则定义，对组合信息源也进行注册和描述，不仅实现了各类信息源检索的统一入口，而且使用者可以使用统一的服务端口访问信息源，无论信息源是单一信息源还是组合信息源，因而大大降低了物联网应用开发复杂度。2.各类感知设备仅需具备与服务器的数据传递能力，即可通过组合规则组成各种复杂的信息源，服务器可按照包含在组合信息源中的组合规则，解析使用者的数据访问，统一转化为服务器与感知设备之间的数据传递。这降低了对感知设备的技术要求，从而使物联网可以兼容更多种类的感知设备。


图1为本发明的物联网拓扑结构图； 图2为本发明的信息流图。
具体实施例方式下面将结合附图对本发明作进一步说明。实施例1 参见图1、图2，一种物联网信息源统一描述和访问方法，该方法是通过互联网上的服务器完成信息源的注册、统一描述和访问，在使用该方法前，需建立如下平台。在互联网上建立注册中心、访问中心和流量中心，这三者均为服务器或其它具有存储、处理能力的设备，能通过互联网实现数据的交互，另外还需将单一信息源和使用者接入互联网，其中
一、注册中心提供如下网页或服务端口
机构注册其主要功能是供物联网信息源的部署者和使用者进行注册并获得授权，作为使用平台发布和使用信息源、访问统计和计费的认证基础。感知设备注册其主要功能是供部署者注册其部署的传感器、标签阅读器等，注册中心检查注册信息完整性，验证数据端口有效性及其描述的正确性，自动生成服务端口及其描述，分配信息源标识，并将该服务端口部署于访问中心。组合规则定义其主要功能是供部署者、使用者或应用开发商定义信息组合规则， 注册中心检查组合语法、分配信息源标识，自动生成信息源的服务端口及其描述，并将该服务端口部署于访问中心。信息源检索其主要功能是向信息源的使用者提供所有信息源的信息检索功能。认证服务其主要功能是为机构和个人提供关于机构、信息源、订阅等的认证服务。二、访问中心提供如下网页或服务端口
服务驻留供注册中心将其自动生成的信息源服务部署到访问中心，供使用者绑定。数据上传一个被动的数据采集服务端口，供单一信息源调用，以上传其数据到访问中心。访问中心根据订阅对信息采集周期、过滤条件等的约定，可以缓冲、过滤这些数据。数据获取一个单一、组合信息源的统一信息发布服务端口，供使用者调用，以获取信息源提供的信息，并将每次信息获取的情况登记到流量中心。数据订阅一个单一、组合信息源的统一信息发布服务端口，供使用者调用，以建立使用者与信息源之间的数据订阅关系，访问中心按照订阅关系将数据发送给使用者。若信息源是组合信息源，则注册中心自动形成该组合信息源和组成该组合信息源的信息源之间的获取或订阅关系。注册中心将这些获取或订阅以及相关信息源的信息直接或间接地发布给访问中心。当信息源、订阅发生变更时，及时告知访问中心。三、流量中心提供如下网页或服务端口
1.流量登记其主要功能是供访问中心登记信息源使用记录。2.流量统计其主要功能是根据使用记录，统计信息源使用流量，作为使用者支付信息源提供者信息使用费或其他费用的基准，以及网络监管、流量统计、计费和QoS等的基础。四、将感知设备接入互联网
1.感知设备包含传感器、标签阅读器，感知设备可以直接接入互联网，或通过上位机、融合设备等设备接入互联网。2.感知设备需要具有数据获取的服务端口，或具有绑定访问中心信息订阅服务端口的能力。3.感知设备经注册中心注册、验证、封装后，成为单一信息源。五、将使用者接入互联网
1.使用者可以是计算机、嵌入式设备或其它需要使用物联网信息的应用、终端等。2.使用者需要具有数据接收的服务端口，或具有绑定访问中心数据上传服务端口的能力。上述的一、二、三、四、五，这五个步骤，无固定顺序，建立好即可，而在后续的日常注册、访问流程进行的同时，上述二、三、四、五步骤也可能反复被执行，以使物联网容纳越来越多的信息源、使用者和访问中心。而实现一个完整的信息源注册和访问，其步骤如下
1.注册中心的机构注册端口，接收物联网感知设备的部署者和/或数据的使用者的注册请求，并授权，所述感知设备为传感器或标签阅读器；例如部署者为某市的环境监测站， 使用者为某市的应急指挥中心；部署者和使用者可以同时在注册中心注册，也可以独立地分别在注册中心注册。2.注册中心的感知设备注册端口接收部署者对感知设备的注册请求(例如部署在某市某区域的一个二氧化硫SO2浓度探测器和一个二氧化氮NO2浓度探测器)，检查注册信息完整性，验证数据端口有效性及其描述的正确性，自动生成其对应的单一信息源的服务端口及其描述，并将该服务端口部署于访问中心，其中信息源服务端口包括数据上传端口、数据订阅端口和数据获取端口，其描述包括信息源的部署机构、包含的数据项、服务端口和访问控制方式。3.组合规则定义端口接收部署者或使用者的组合规则定义(例如根据某市某区域的SO2和NO2浓度，综合判断该区域大气环境污染是否超过警戒线)，检查组合语法，自动生成组合信息源服务端口及其描述；组合信息源的定义者成为该信息源的部署者，组合规则定义了单一信息源、组合信息源之间数据的数学和逻辑依赖关系，组合信息源根据组合规则，建立了服务端口之间数据访问的依赖关系，这种组合规则，可以分为单一信息源与单一信息源、单一信息源与组合信息源、组合信息源与组合信息源这几种情况，但无论是那一种，组合规则定义的最终，都是分解为与单一信息源服务端口的关系。4.对单一信息源和组合信息源统一分配标识，如浓度探测器和NO2浓度探测器分别为1203A信息源、120 信息源，组合信息源为1426A信息源，并对服务端口及其描述进行存储，供使用者绑定，本实施例服务端口及其描述存储在注册中心中，但其服务驻留于访问中心中。5.注册中心的信息源检索端口，接收使用者的检索请求，查找服务端口及其描述； 这里所指的查找，是指在注册中心的服务器数据库中进行查找。当查找到服务端口后，若为单一信息源的服务端口，使用者可以直接访问其指向的感知设备，也可以通过访问中心间接地获得数据，若为组合信息源，则只能通过访问中心间接获得数据；这里的间接获得数据，指使用者绑定了访问中心的信息源服务端口，感知设备的数据上传至访问中心，并由访问中心进行缓冲、存储、向使用者发送。本段描述具体可分为以下几种情况
6.若为单一信息源的服务端口，使用者直接与其指向的感知设备建立连接，实现数据交互，此时，实现数据交互的方法，可以具体为使用者访问感知设备的数据获取端口获取数据，或感知设备主动上传数据到使用者的数据接收端口。7.若为单一信息源的服务端口，访问中心获得单一信息源所指向的感知设备数据，再通过访问中心将数据传送给使用者，具体为
(1)使用者通过服务端口获得数据，访问中心访问单一信息源所指向的感知设备的数据获取端口获取数据，或感知设备主动上传数据到访问中心的数据接收端口 ；
(2)执行步骤9。8.若为组合信息源的服务端口，访问中心需先获得其对应的单一信息源所指向的感知设备数据，组合后，再通过访问中心将数据传送给使用者，具体为
(1)访问中心按照组合规则定义，分解为单一信息源的服务端口，执行上述步骤7中的步骤(1)；
(2)再按照组合规则定义，将单一信息源的数据组合为该组合信息源的数据；
(3)执行步骤9。9.访问中心向使用者传送数据。在此，访问中心向使用者传送数据又可以分为两种情况，使用者主动访问访问中心获取数据或使用者与访问中心建立数据订阅关系，访问中心按照订阅关系将数据发送给使用者。最后利用流量中心对流量进行登记和统计，具体为
10流量登记访问中心将上述信息获取、信息订阅过程记录，发到流量中心进行记录。11.流量统计流量中心对信息访问流量进行统计，产生对于使用者、部署者的收费、付费依据，并可以供注册中心、部署者、使用者以及其它物联网设备、用户作为网络监管、流量统计、计费和QoS等的基础。12.上述过程中，注册中心为机构、访问中心、流量中心提供有关机构、信息源、订阅等的认证服务。13上述广12步骤除去步骤9之外，并无一定的先后顺序，并可能反复被执行，以使物联网容纳更多的信息源、使用者、订阅、信息和功能。实施例2:
本发明在实施例1的基础上，去掉流量中心以及与之相关的步骤，仅建立注册中心和访问中心，其余与实施例1相同。本发明还能在设计时，支持多种语言环境。
权利要求
1.一种物联网信息源统一描述和访问方法，该方法是通过互联网上的服务器完成信息源的注册、统一描述和访问，其特征在于A.接收物联网感知设备的部署者和/或数据的使用者的注册请求，并授权，所述感知设备为传感器或标签阅读器；B.接收部署者对感知设备的注册，自动生成其对应的单一信息源服务端口及其描述；C.接收部署者或使用者的组合规则定义，自动生成组合信息源服务端口及其描述；D.对单一信息源和组合信息源统一分配标识，并对服务端口及其描述进行存储；E.接收使用者的检索请求，查找服务端口及其描述；Fl.使用者访问单一信息源指向的感知设备端口，获取数据；或F2.使用者访问服务端口 ；F21.当为单一信息源的服务端口时，服务器获得单一信息源所指向的感知设备数据；F22.当为组合信息源的服务端口时，服务器按照组合规则定义，分解为单一信息源的服务端口，执行F21，再按照组合规则定义，将单一信息源的数据组合为该组合信息源的数据；F23.服务器向使用者传送数据。
2.根据权利要求1所述的物联网信息源统一描述和访问方法，其特征在于步骤F21 具体为服务器访问单一信息源所指向的感知设备获取数据，或感知设备主动上传数据到服务器。
3.根据权利要求1所述的物联网信息源统一描述和访问方法，其特征在于步骤F23 具体为使用者主动访问服务器获取数据，或使用者与服务器建立数据订阅关系，服务器按照订阅关系将数据发送给使用者。
4.根据权利要求1所述的物联网信息源统一描述和访问方法，其特征在于信息源服务端口包括数据上传端口、数据订阅端口和数据获取端口，其描述包括信息源的部署机构、 包含的数据项、服务端口和访问控制方式。
5.根据权利要求1所述的物联网信息源统一描述和访问方法，其特征在于组合规则定义了单一信息源和/或组合信息源之间数据的数学和逻辑依赖关系，组合信息源根据组合规则，建立了服务端口之间数据访问的依赖关系。
全文摘要
本发明公开了一种物联网信息源统一描述和访问方法，该方法是通过互联网上的服务器完成信息源的注册、统一描述和访问，具体为接收物联网感知设备的部署者和/或数据的使用者的注册请求并授权，接收部署者对感知设备的注册，自动生成其对应的单一信息源服务端口及其描述，接收部署者或使用者的组合规则定义，自动生成组合信息源服务端口及其描述，对单一信息源和组合信息源统一分配标识，并对服务端口及其描述进行存储，接收使用者的检索请求，查找服务端口及其描述，使用者通过服务端口获取数据。本发明能够对信息源进行统一描述和注册，供业界使用，且能简化应用和感知设备的设计。
文档编号H04L12/28GK102158551SQ201110078500
公开日2011年8月17日 申请日期2011年3月30日 优先权日2011年3月30日
发明者沈益民 申请人:沈益民