专利名称：一种环境感知模型中的环境信息更新方法
技术领域：
本发明涉及一种环境感知模型中的环境信息更新方法，属于无线通信领域。
背景技术：
随着计算模式由桌面计算向普适计算的演进，用户不再显式地向计算机提供输入，取而代之的是各种嵌入式设备，它们隐式地向计算机提供输入，而对于用户来说，这是透明的，用户只需要关注于自己的任务，这就是所谓的“环境感知”技术。目前对环境感知技术的研究主要侧重于环境感知中间件/架构和环境感知应用程序/服务这两个方面。在环境感知技术研究中，环境信息是感知技术的重要输入，环境信息按照输入——处理——输出的形式作用于环境感知应用程序/服务，然而，环境信息的动态特性， 使得环境感知应用程序/服务必须基于更新的环境信息来及时调整自己的行为，否则将会做出错误的决策，导致用户体验的降低，因而对环境信息更新机制的研究是一种必然。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述背景技术的不足，提供了一种环境感知模型中的环境信息更新方法。本发明为实现上述发明目的采用如下技术方案
一种环境感知模型，包括环境信息提供者模块、中间件服务器模块、环境信息使用者模块以及XCAP服务器；
其中，所述XCAP服务器为环境信息提供者模块配置授权规则，环境信息提供者模块对采集到的环境信息进行预处理获得环境信息特征值，然后将环境信息特征值传送至中间件服务器模块进行存储与更新得到通告消息，中间件服务器模块中间件服务器模块从XCAP 服务器获取授权规则，然后根据通告消息为环境信息使用者模块提供推送式服务；所述 XCAP服务器为环境信息使用者模块配置资源列表。所述环境感知模型中，所述环境信息提供者模块包括依次连接的环境信息源模块、环境信息采集模块、环境信息预处理模块，环境信息采集模块将从环境信息源采集到的环境信息传送到预处理模块，环境信息预处理模块用XML格式的文档表示所有抽取到的环境信息特征值；
所述环境信息预处理模块包括特征值抽取模块、XML格式化模块、更新策略模块；其中特征值抽取模块用于抽取环境信息的各特征值，XML格式化模块用XML格式的文档表示所有抽取到的环境信息特征值，环境信息提供者模块发送环境信息时查看更新策略，根据更新策略的内容决定是否发送环境更新信息。所述环境感知模型中，所述中间件服务器模块包括XML解析器模块、信息处理器模块、数据库模块、推理模块、通告模块、本体建模模块；其中，XML解析器模块将XML格式文档解析分离得到各环境信息特征值，本体建模模块用于将得到的本体模型送到数据库模块储存，数据库模块将存储的本体模型与XML解析器模得到的各环境信息特征值传送至信息处理器模块进行条件匹配，匹配的结果传送至数据库模块存储后发送至推理模块，推理模块将各环境信息特征值和事件检测与触发模块预定义的事件做比较，得到的比较结果传送至通告模块，通告模块发送环境信息更新消息。所述环境感知模型中，中间件服务器模块还包括事件检测与触发模块、订购模块； 其中，所述事件检测与触发模块用于判断更新的消息是否满足用户预定义的事件；
所述订购模块用于完成环境信息使用者模块对感兴趣信息的订购功能。所述环境感知模型中，所述环境使用者模块包括环境感知应用程序/服务模块， 中间件服务器模块通过发送NOTIFY消息，为环境信息使用者模块提供推送式服务。一种基于权利要求1所述的环境感知模型的环境信息更新方法，包括如下步骤 步骤1 建立环境感知模型；
步骤2 环境信息源模块通过HTTP协议的PUT方法上传XML格式的授权规则文档至 XCAP服务器，XCAP服务器返回200 OK成功应答；
步骤3 环境信息使用者模块通过HTTP协议的PUT方法上传所有感兴趣的环境信息并以XML文档的格式保存在XCAP服务器中，XCAP服务器返回200 OK成功应答；
步骤4 环境信息使用者模块通过SIP协议中的SUBSCRIBE请求订购感兴趣的环境信息，等候中间件服务器模块的响应；
步骤5 中间件服务器模块通过HTTP协议的GET方法请求查阅存储在XCAP服务器中的授权规则文档，XCAP服务器收到请求后返回200 OK成功应答，同时，中间件服务器模块返回环境信息使用者模块200 OK成功应答；
步骤6 当环境信息源模块提供的环境信息发生变化时，环境信息预处理模块根据定义的更新策略判断是否满足更新条件； 当满足更新条件时，进入步骤7 ； 当不满足更新条件时，不更新环境信息； 步骤7 更新环境信息，具体包括如下分步骤
步骤7-1 环境信息提供者模块通过SIP协议中的PUBLISH方法向中间件服务器模块发送更新的环境信息，中间件服务器模块返回200 OK成功应答；
步骤7-2 中间件服务器解析更新消息，并更新数据库，推理模块根据自定义的规则以及数据库存储的数据得到推理结果；
步骤7-3 事件检测与触发模块判断更新的消息是否满足预定义的事件； 当更新消息满足预定义的事件时，进入步骤7-4 ； 当更新消息不满足预定义的事件时，不触发通告模块；
步骤7-4 触发通告模块，通告模块以SIP NOTIFY方法告知环境感知应用程序/服务模块，环境感知应用程序/服务模块做出200 OK成功应答。
本发明采用上述技术方案，具有以下有益效果 (1)可以实现环境信息的实时更新，降低错误决策率。
(2)通过设置更新条件，减少环境信息的更新次数，从而减小开销，提高了环境感知模型的工作效率。
图1是本发明提出的环境感知模型的模块示意图。图2是本发明中环境信息更新时的消息流程。
具体实施例方式下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明
如图1所示的环境感知模型包括三个模块环境信息提供者模块、中间件服务器模块和环境信息使用者模块。其中，环境信息提供者模块主要是实现环境信息的采集、预处理功能，并向中间件服务器提供环境信息；中间件服务器模块的功能主要是实现领域知识的建模与表示、环境信息的存储与更新以及环境信息的推理等；环境信息使用者模块则是指环境感知应用程序 /服务，接口 1和接口 2均可采用SIP协议来实现。环境信息提供者模块本发明中的环境信息源是指能提供环境信息的实体，如无线接入网络代理，也是我们所观测的目标，环境信息的采集主要是通过传感器来实现的，这里的传感器可以是物理的，也可以是逻辑的(如软件代理)；预处理子模块从传感器获取原始数据，进而做进一步的处理，既将传感器的输出信息抽象为可用的直观的信息，如简单的信号处理技术——求均值等，并用XML格式表示，以实现实体之间的交互，同时，环境信息的动态特性使得预处理模块一直处于活跃期，这样容易造成较大的开销，我们可以定义相关的环境信息更新策略，如当预处理后的信息位于某个变化范围时，只更新一次，这样就控制了更新的次数，减少了开销。中间件服务器模块本发明采用本体建模技术，将领域知识以机器可理解的形式来描述，可采用prot6g6本体建模工具来实现，继而将建模后的本体模型存储到数据库中， 可以文件读取的形式来实现，这样本体就以RDF三元组的形式存储到数据库中。推理子模块利用本体模型以及自定义的规则来实现环境信息的更高层次的抽象，从而为环境感知应用程序/服务提供推送式服务。环境信息使用者模块环境感知应用程序/服务可通过SPARQL语言来主动查询其感兴趣的信息，此外，推理子模块也可以根据其执行的结果来为环境信息使用者提供推送式服务。用户体验是考察第三方提供的应用服务的一项重要指标，在环境感知技术研究中，环境信息的更新与环境感知应用程序/服务密切相关，若环境信息不能及时更新，则有可能做出错误的决策，从而降低用户体验，故在环境感知模型中，环境信息的更新是一项重要的研究。在本发明中，环境信息的更新采用以下技术方案首先，环境信息源和环境感知应用程序/服务分别上传授权规则和感兴趣的环境信息至XCAP服务器；其次，环境信息使用者向中间件服务器发送SUBSCRIBE请求，以订购其感兴趣的环境信息；再次，中间件服务器查询XCAP服务器中存储的授权规则，判断环境信息使用者是否有权限访问其资源，若有，则发送200 OK作为响应，至此，环境信息的订购流程已完成。当环境信息发生变化时，预处理模块通过其定义的环境信息更新策略来判断是否发布更新，若是则采用SIP PUBLISH 方法来实现，XML解析器解析接收到的消息，一方面通过获取存储在数据库中的本体模型来实现数据库中环境信息的更新，继而推理后的更新操作传送至通告模块，而后者直接为环境感知应用程序/服务提供推送式服务；另一方面判断更新后的信息是否满足预先定义的事件，若满足，则传送至通告模块，后者直接通告给相应的环境感知应用程序/服务，可通过SIP NOTIFY方法来实现，至此完成了环境信息的更新操作。此外，环境信息使用者也可以主动查询环境信息，由请求处理代理来处理环境感知应用程序/服务发送的请求消息， 然后查询数据库，以获取相关的环境信息。 图2说明了本发明中环境信息更新时的消息流程，基于上述环境感知模型的环境信息更新方法包括如下步骤 步骤1 建立环境感知模型；
步骤2 环境信息源模块通过HTTP协议的PUT方法上传XML格式的授权规则文档至XCAP服务器，XCAP服务器返回200 OK成功应答；
步骤3 环境信息使用者模块通过HTTP协议的PUT方法上传所有感兴趣的环境信息并以XML文档的格式保存在XCAP服务器中，XCAP服务器返回200 OK成功应答；
步骤4 环境使用者模块通过SIP协议中的SUBSCRIBE请求订购感兴趣的环境信息，等候中间件服务器模块的响应；
步骤5 中间件服务器模块通过HTTP协议的GET方法请求查阅存储在XCAP服务器中的授权规则文档，XCAP服务器收到请求后返回200 OK成功应答，同时，中间件服务器模块返回环境信息使用者模块200 OK成功应答；
步骤6 当环境信息源模块提供的环境信息发生变化时，环境信息预处理模块根据定义的更新策略判断是否满足更新条件； 当满足更新条件时，进入步骤7 ； 当不满足更新条件时，不更新环境信息； 步骤7 更新环境信息，具体包括如下步骤
步骤7-1 环境信息提供者模块通过SIP协议中的POLISH方法向中间件服务器模块发送更新的环境信息，中间件服务器模块返回200 OK成功应答；
步骤7-2 中间件服务器解析更新消息，并更新数据库，推理模块根据自定义的规则以及数据库存储的数据得到推理结果；
步骤7-3 事件检测与触发模块判断更新的消息是否满足预定义的事件； 当更新消息满足预定义的事件时，进入步骤7-4 ； 当更新消息不满足预定义的事件时，不触发通告模块；
步骤7-4 触发通告模块，通告模块以SIP NOTIFY方法告知环境感知应用程序/ 服务模块，环境感知应用程序/服务模块做出200 OK成功应答。
权利要求
1.一种环境感知模型，其特征在于包括环境信息提供者模块、中间件服务器模块、环境信息使用者模块以及XCAP服务器；其中，所述XCAP服务器为环境信息提供者模块配置授权规则，环境信息提供者模块对采集到的环境信息进行预处理获得环境信息特征值，然后将环境信息特征值传送至中间件服务器模块进行存储与更新得到通告消息，中间件服务器模块中间件服务器模块从XCAP 服务器获取授权规则，然后根据通告消息为环境信息使用者模块提供推送式服务；所述 XCAP服务器为环境信息使用者模块配置资源列表。
2.根据权利要求1所述的环境感知模型，其特征在于所述环境信息提供者模块包括依次连接的环境信息源模块、环境信息采集模块、环境信息预处理模块，环境信息采集模块将从环境信息源采集到的环境信息传送到预处理模块，环境信息预处理模块用XML格式的文档表示所有抽取到的环境信息特征值；所述环境信息预处理模块包括特征值抽取模块、XML格式化模块、更新策略模块；其中特征值抽取模块用于抽取环境信息的各特征值，XML格式化模块用XML格式的文档表示所有抽取到的环境信息特征值，环境信息提供者模块发送环境信息时查看更新策略，根据更新策略的内容决定是否发送环境更新信息。
3.根据权利要求1所述的环境感知模型，其特征在于所述中间件服务器模块包括XML 解析器模块、信息处理器模块、数据库模块、推理模块、通告模块、本体建模模块；其中，XML 解析器模块将XML格式文档解析分离得到各环境信息特征值，本体建模模块用于将得到的本体模型送到数据库模块储存，数据库模块将存储的本体模型与XML解析器模得到的各环境信息特征值传送至信息处理器模块进行条件匹配，匹配的结果传送至数据库模块存储后发送至推理模块，推理模块将各环境信息特征值和事件检测与触发模块预定义的事件做比较，得到的比较结果传送至通告模块，通告模块发送环境信息更新消息。
4.根据权利要求1所述的环境感知模型，其特征在于中间件服务器模块还包括事件检测与触发模块、订购模块；其中，所述事件检测与触发模块用于判断更新的消息是否满足用户预定义的事件；所述订购模块用于完成环境信息使用者模块对感兴趣信息的订购功能。
5.根据权利要求1所述的环境感知模型，其特征在于所述环境使用者模块包括环境感知应用程序/服务模块，中间件服务器模块通过发送NOTIFY消息，为环境信息使用者模块提供推送式服务。
6.一种基于权利要求1所述的环境感知模型的环境信息更新方法，其特征在于包括如下步骤步骤1 建立环境感知模型；步骤2 环境信息源模块通过HTTP协议的PUT方法上传XML格式的授权规则文档至 XCAP服务器，XCAP服务器返回200 OK成功应答；步骤3 环境信息使用者模块通过HTTP协议的PUT方法上传所有感兴趣的环境信息并以XML文档的格式保存在XCAP服务器中，XCAP服务器返回200 OK成功应答；步骤4 环境信息使用者模块通过SIP协议中的SUBSCRIBE请求订购感兴趣的环境信息，等候中间件服务器模块的响应；步骤5 中间件服务器模块通过HTTP协议的GET方法请求查阅存储在XCAP服务器中的授权规则文档，XCAP服务器收到请求后返回200 OK成功应答，同时，中间件服务器模块返回环境信息使用者模块200 OK成功应答；步骤6:当环境信息源模块提供的环境信息发生变化时，环境信息预处理模块根据定义的更新策略判断是否满足更新条件； 当满足更新条件时，进入步骤7 ； 当不满足更新条件时，不更新环境信息； 步骤7 更新环境信息，具体包括如下分步骤步骤7-1 环境信息提供者模块通过SIP协议中的PUBLISH方法向中间件服务器模块发送更新的环境信息，中间件服务器模块返回200 OK成功应答；步骤7-2 中间件服务器解析更新消息，并更新数据库，推理模块根据自定义的规则以及数据库存储的数据得到推理结果；步骤7-3 事件检测与触发模块判断更新的消息是否满足预定义的事件； 当更新消息满足预定义的事件时，进入步骤7-4 ； 当更新消息不满足预定义的事件时，不触发通告模块；步骤7-4 触发通告模块，通告模块以SIP NOTIFY方法告知环境感知应用程序/服务模块，环境感知应用程序/服务模块做出200 OK成功应答。
全文摘要
本发明涉及一种环境感知模型以及基于该模型的环境信息更新方法，属于无线通信领域。所述环境感知模型包括环境信息提供者模块、中间件服务器模块、环境信息使用者模块以及XCAP服务器。所述基于环境感知模型的环境信息更新方法中，环境信息提供者模块给中间件服务器模块提供环境信息，中间服务器模块更新数据库，并根据定义的事件发送通告消息，为环境使用者模块提供推送式服务。本方法实时更新环境信息，降低了错误决策率，并通过设置更新条件，减少环境信息的更新次数，从而减小开销，提高了环境感知模型的工作效率。
文档编号H04L29/08GK102244679SQ20111018013
公开日2011年11月16日 申请日期2011年6月30日 优先权日2011年6月30日
发明者徐名海, 闫焕杰 申请人:南京邮电大学