物联网运营系统及向用户提供服务的方法

专利名称：物联网运营系统及向用户提供服务的方法
技术领域：
本发明属于网络技术领域，涉及物联网，特别是一种物联网运营系统及分布式服 务方法，用于为物联网用户提供服务。
背景技术：
物联网，是指通过传感器、射频识别技术、全球定位系统等技术，采集任何需要监 控、连接、互动物体的声、光、热、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物 与物、物与人的泛在链接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。随着信息技术的 不断发展，信息世界的第三次浪潮已经到来，物联网将在我们的生产和生活中产生重要的 作用，物联网采用何种运营模式以及如何提供服务是物联网发展的灵魂所在。物联网的一 个核心理念就是通过无处不在的终端设备和设施，如传感器、移动终端、工业系统、楼控系 统、家庭智能设施、视频监控系统等与现有的各类网络的接入，实行更好的管理，从而为用 户提供更优质的服务。现有物联网服务方式如图1所示，主要通过建立物联网服务提供中心，对物联网 的个人家庭应用、企业行业应用和政府公共应用等应用服务器进行管理。应用服务器通过 通信网络及物联网网关与底层传感器、RFID等网络进行数据和指令的交互，从而为用户提 供服务。现有物联网服务方式主要存在以下缺点1)物联网服务提供中心面临巨大的负载，同时存储能力和计算能力达不到应用的 要求。随着信息技术的不断发展，未来物联网产业要比互联网大30倍，亟需新的物联网服 务方法来分担物联网服务提供中心的负载，从而提供给物联网用户高质量的服务。2)高实时性的应用面临高延时。在现有物联网服务方式中，所有的服务提供都必 须经过服务提供中心，必然造成高延时，例如用户需要知道A地区的实时路况，如果服务提 供中心不在A地区，相关物联网设备监测到的路况信息必须传给远程的服务提供中心，做 相关的处理之后，再提供给用户，实时性比较差，假如能在A地区相关中心直接对路况信息 处理，处理后直接交给用户，实时性必将得到大幅度提升。3)可扩展性差，感知网络如WSN、RFID和ZigBee等所监测的信息不能给传统应用 提供服务。随着信息技术的不断发展，越来越多的传统应用需要利用感知网络监测的信息， 为用户提供高质服务，而在现有物联网服务方式下感知网络的监测信息不能提供给传统应用。

发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种物联网运营系统及向用户 提供服务的方法，以减小物联网服务提供中心的负载，降低高实时性应用的延时，增强物联 网服务方式的可扩展性。为实现上述目的，本发明的物联网运营系统，包括物联网终端设备提供商用于为感知网络服务提供商提供物联网终端设备；
感知网络服务提供商部署物联网终端设备提供商提供的终端设备，进行信息的 监测，并将各个终端设备连成网络，为物联网监测内容提供商提供信息收集和传输；物联网监测内容提供商通过对感知网络服务提供商提供的信息进行分类处理， 为网络服务及设备提供商提供环境监测、健康监测和交通监测内容信息；传统互联网服务提供商部署传统服务管理平台，利用物联网监测内容提供商提 供的监测内容信息和云计算服务提供商提供的计算、存储资源，为用户提供电子商务、商业 网站的传统互联网服务；物联网服务提供商部署物联网服务管理平台，利用物联网监测内容提供商提供 的监测内容信息和云计算服务提供商提供的计算、存储资源，为用户提供电子医疗、工业监 控和家庭安防的物联网服务；服务组合及统一业务提供门户对传统互联网服务提供商和物联网服务提供商提 供的服务进行统计处理，为用户提供查找、定位和获取服务；网络服务及设备提供商通过部署目录服务器、内容服务器和边缘服务器，实现与 云计算服务提供商、传统互联网服务提供商、物联网服务提供商、统一业务提供门户及用户 之间的互联和信息交互；云计算服务提供商部署云服务提供中心，为传统互联网服务提供商、物联网服务 提供商和服务组合及统一业务提供门户，提供存储、计算、软件及基础设施资源；所述的物联网感知网络提供商、监测内容提供商、网络服务及设备提供商、云计算 服务提供商、传统互联网服务提供商、物联网服务提供商和服务组合及统一业务提供门户， 采用有线方式完成相互协作；所述的物联网终端设备提供商利用无线方式采集监测信息。 为实现上述目的，本发明物联网运营系统向用户提供服务的方法，具体步骤包括如下(1)目录服务器分别与其他服务器交互，进行服务内容的管理(1.1)目录服务器分别与其他服务器交互，进行服务内容的注册目录服务器与内容服务器交互，实现内容服务器向目录服务器注册其所能够提供 的数据；目录服务器与云服务提供中心交互，实现云服务提供中心向目录服务器注册器所 能够提供的计算、存储等服务；目录服务器与边缘服务器交互，实现边缘服务器向目录服务器注册其能够提供的 感知信息和实时性应用服务；目录服务器与物联网应用管理平台交互，实现物联网应用管理平台向目录服务器 注册其能够提供的物联网服务；目录服务器与传统应用管理平台交互，实现传统应用管理平台向目录服务器注册 其能够提供的服务；目录服务器与统一业务提供门户交互，实现统一业务提供门户向目录服务器注册 其能够提供的服务；(1. 2)目录服务器综合服务信息，提供服务查找、定位、订购、获取等服务目录服务器综合内容服务器、云服务提供中心、边缘服务器、物联网应用管理平 台、传统应用管理平台的服务注册信息(服务信息包括服务类型、服务描述、服务定购方 式、服务调用地址、服务调用绑定方式)，提供服务查找、定位、订购、获取等服务。
(2)用户根据所需要的服务内容，查询目录服务器，选择服务的访问方式如果用户需要的服务内容属于传统互联网服务，则用户通过访问传统应用管理平 台获取服务；如果用户需要的服务内容属于物联网服务，则用户通过访问物联网应用管理平台 获取服务；如果用户需要的服务内容属于实时性服务，则用户通过边缘服务器获取服务；如果用户需要的服务内容属于服务类型未知，则用户通过统一业务提供门户获取 服务；(3)被访问的传统应用管理平台、物联网应用管理平台、边缘服务器和统一业务提 供门户，把用户所需服务的处理结果，返回给用户。本发明具有如下优点1.本发明由于将边缘服务器部署在不同的区域，使得感知网络获取的感知信息， 先经过边缘服务器处理后，再提供给物联网服务提供中心，与现有物联网服务方式相比，有 效地解决了物联网服务提供中心负载太大的难题。2.本发明由于将高实时性的服务部署在边缘服务器上，用户访问该类服务时，边 缘服务器直接处理用户服务请求，为用户提供所需服务，与现有物联网服务方式相比，服务 的实时性得到了保障。3.本发明由于监测内容提供商，不仅为物联网应用管理平台提供内容信息，而且 为传统互联网应用管理平台提供内容信息，增强了物联网服务方式的扩展性。


图1是现有物联网服务提供方式示意图；图2是本发明提出的物联网运营系统示意图；图3是本发明物联网运营系统向用户提供服务示意图；图4是本发明物联网运营系统向用户提供服务的总流程图；图5是本发明物联网运营系统通过传统应用管理平台为用户提供服务的子流程 图；图6是本发明物联网运营系统通过物联网应用管理平台为用户提供服务的子流 程图；图7是本发明物联网运营系统通过统一业务提供门户为用户提供服务的子流程 图；图8是本发明物联网运营系统通过边缘服务器为用户提供服务的子流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明进行详细描述。参照图2和图3，对物联网运营系统进行详细介绍，物联网运营系统包括物联网终 端设备提供商、感知网络服务提供商、物联网监测内容提供商、网络服务及设备提供商、传 统互联网服务提供商、物联网服务提供商、服务组合及统一业务提供门户和云计算服务提 供商。
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物联网终端设备提供商用于为感知网络服务提供商提供物联网终端设备，其中 物联网终端设备，是指WSN、RFID、ZigBee网络中，监控、连接、互动物体的声、光、热、位置信 息的终端设备，这些终端设备不仅监测相关信息，而且执行相关指令；感知网络服务提供商部署物联网终端设备提供商提供的终端设备，进行信息的 监测，并将各个终端设备连成网络，为物联网监测内容提供商提供信息收集和传输；物联网监测内容提供商通过对感知网络服务提供商提供的信息进行分类处理， 为网络服务及设备提供商提供环境监测、健康监测和交通监测内容信息；传统互联网服务提供商部署传统服务管理平台，利用物联网监测内容提供商提 供的监测内容信息和云计算服务提供商提供的计算、存储资源，为用户提供电子商务、商业 网站的传统互联网服务，该传统服务管理平台，主要管理电子商务、商业类网站和政府部门 的传统互联网服务；物联网服务提供商部署物联网服务管理平台，利用物联网监测内容提供商提供 的监测内容信息和云计算服务提供商提供的计算、存储资源，为用户提供电子医疗、工业监 控和家庭安防的物联网服务，该物联网应用管理平台，主要管理电子医疗、工业监控和家庭 安防的物联网服务；服务组合及统一业务提供门户对传统互联网服务提供商和物联网服务提供商提 供的服务进行统计处理，为用户提供查找、定位和获取服务；网络服务及设备提供商通过部署目录服务器、内容服务器和边缘服务器，实现与 云计算服务提供商、传统互联网服务提供商、物联网服务提供商、统一业务提供门户及用户 之间的互联和信息交互，该目录服务器，主要管理云服务提供中心、内容服务器和边缘服务 器，所能为用户提供的服务，从而为物联网应用管理平台、传统的应用管理平台和统一业务 提供门户，提供服务的查找；该内容服务器，主要提供地图、交通和日常百科内容信息；该 边缘服务器，被部署在不同的区域，一方面通过从感知网络获取感知信息并进行处理，从而 为传统互联网服务和物联网服务，提供监测内容信息，另一方面，通过部署实时性服务，使 用户访问该类服务的实时性得到保障；云计算服务提供商部署云服务提供中心，为传统互联网服务提供商、物联网服务 提供商和服务组合及统一业务提供门户，提供存储、计算、软件及基础设施资源，该云服务 提供中心，主要管理数据的存储和数据的处理。参照图4，对物联网运营系统及向用户提供服务的过程进行详细介绍。过程1 目录服务器分别与其他服务器交互，进行服务内容的管理。(1.1)目录服务器分别与其他服务器交互，进行服务内容的注册目录服务器与内容服务器交互，实现内容服务器向目录服务器注册其所能够提供 的数据；目录服务器与云服务提供中心交互，实现云服务提供中心向目录服务器注册器所 能够提供的计算、存储等服务；目录服务器与边缘服务器交互，实现边缘服务器向目录服务器注册其能够提供的 感知信息和实时性应用服务；目录服务器与物联网应用管理平台交互，实现物联网应用管理平台向目录服务器 注册其能够提供的物联网服务；
目录服务器与传统应用管理平台交互，实现传统应用管理平台向目录服务器注册 其能够提供的服务；目录服务器与统一业务提供门户交互，实现统一业务提供门户向目录服务器注册 其能够提供的服务；(1. 2)目录服务器综合服务信息，提供服务查找、定位、订购、获取等服务目录服务器综合内容服务器、云服务提供中心、边缘服务器、物联网应用管理平 台、传统应用管理平台的服务注册信息，提供服务查找、定位、订购、获取服务。该服务注册 信息包括服务类型、服务描述、服务定购方式、服务调用地址和服务调用绑定方式。过程2 用户根据所需要的服务内容，查询目录服务器，选择服务的访问方式。如果用户需要的服务内容属于传统互联网服务，则用户通过访问传统应用管理平 台获取服务，执行过程4;如果用户需要的服务内容属于物联网服务，则用户通过访问物联网服务管理平台 获取服务，执行过程5;如果用户需要的服务内容属于实时性服务，则用户通过访问边缘服务器获取服 务，执行过程6;如果用户需要的服务内容属于服务类型未知，则用户通过访问统一业务提供门户 获取服务，执行过程7。过程3 被访问的传统应用管理平台、物联网应用管理平台、边缘服务器和统一业 务提供门户，把用户所需服务的处理结果，返回给用户。过程4 用户通过访问传统应用管理平台获取服务。参照图5，用户通过访问传统应用管理平台获取服务的过程如下4a)服务查找和服务订购4al)传统互联网应用管理平台向目录服务器提出服务查询请求；4a2)目录服务器向传统应用平台返回查询服务列表；4a3)传统应用管理平台向目录服务器订购所需要的服务；4a4)订购成功后，目录服务器给传统应用管理平台返回所订购服务调用方式；4b)服务调用4bl)用户向传统应用管理平台提出服务请求，传统应用管理平台根据服务需求和 调用方式，把用户服务请求分别转化为对内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器服务 请求；4b2)传统应用管理平台向内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器请求服务；4b3)内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器向传统应用管理平台返回服务应 答；4c)服务综合传统应用管理平台综合内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器的服务应答， 为用户提供所需要的服务。过程5 用户通过访问物联网应用管理平台获取服务。参照图6，用户通过访问物联网应用管理平台获取服务的过程如下5a)服务查找和服务订购
5al)物联网应用管理平台向目录服务器提出服务查询请求；5a2)目录服务器向物联网应用管理平台返回查询服务列表；5a3)物联网应用管理平台向目录服务器订购所要向用户提供的物联网应用的服 务；5a4)订购成功后，目录服务器给物联网应用管理平台返回所订购服务调用方式；5b)服务调用5bl)用户向物联网应用管理平台提出服务请求，物联网应用管理平台根据任务需 求和服务调用方式，把用户服务请求分别转化为对内容服务器、云服务提供中心和边缘服 务器的服务请求；5b2)物联网应用管理平台向内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器请求服 务；5b3)内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器向传统应用管理平台返回服务应 答；5c)服务综合物联网应用管理平台综合内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器的服务应 答，为用户提供所需要的服务。过程6 用户通过访问统一业务提供门户获取服务。参照图7，用户通过访问统一业务提供门户获取服务的过程如下6a)服务查找6al)用户向统一业务提供门户提出服务查询请求；6a2)根据用户查询请求，统一业务提供门户向目录服务器查询服务；6a3)目录服务器给统一业务提供门户返回查询服务列表；6a4)统一业务提供门户向用户返回查询服务列表；6b)服务调用6bl)用户根据获取的查询服务列表，借助统一业务提供门户向内容服务器、云服 务提供中心、边缘服务器、物联网应用管理平台和传统应用管理平台进行服务请求；6b2)内容服务器、云服务提供中心、边缘服务器、物联网应用管理平台和传统应用 管理平台向统一业务提供门户返回服务应答；6c)服务综合统一业务提供门户综合内容服务器、云服务提供中心、边缘服务器、物联网应用管 理平台和传统应用管理平台的服务应答，为用户提供所需要的服务。过程7 用户通过访问边缘服务器获取服务。参照图8，用户通过访问边缘服务器获取服务的过程如下7a)用户预先向服务器查询边缘服务器提供的服务；7b)用户预先订购响应的边缘服务器提供的服务；7c)服务调用时，用户直接向所在区域的边缘服务器发送请求；7d)边缘服务器根据服务请求，为用户提供所需要的服务。
权利要求
1.一种物联网运营系统，包括物联网终端设备提供商用于为感知网络服务提供商提供物联网终端设备； 感知网络服务提供商部署物联网终端设备提供商提供的终端设备，进行信息的监测， 并将各个终端设备连成网络，为物联网监测内容提供商提供信息收集和传输；物联网监测内容提供商通过对感知网络服务提供商提供的信息进行分类处理，为网 络服务及设备提供商提供环境监测、健康监测和交通监测内容信息；传统互联网服务提供商部署传统服务管理平台，利用物联网监测内容提供商提供的 监测内容信息和云计算服务提供商提供的计算、存储资源，为用户提供电子商务、商业网站 的传统互联网服务；物联网服务提供商部署物联网服务管理平台，利用物联网监测内容提供商提供的监 测内容信息和云计算服务提供商提供的计算、存储资源，为用户提供电子医疗、工业监控和 家庭安防的物联网服务；服务组合及统一业务提供门户对传统互联网服务提供商和物联网服务提供商提供的 服务进行统计处理，为用户提供查找、定位和获取服务；网络服务及设备提供商通过部署目录服务器、内容服务器和边缘服务器，实现与云计 算服务提供商、传统互联网服务提供商、物联网服务提供商、统一业务提供门户及用户之间 的互联和信息交互；云计算服务提供商部署云服务提供中心，为传统互联网服务提供商、物联网服务提供 商和服务组合及统一业务提供门户，提供存储、计算、软件及基础设施资源；所述的物联网感知网络提供商、监测内容提供商、网络服务及设备提供商、云计算服务 提供商、传统互联网服务提供商、物联网服务提供商和服务组合及统一业务提供门户，采用 有线方式完成相互协作；所述的物联网终端设备提供商利用无线方式采集监测信息。
2.根据权利要求1所述的物联网运营系统，其中物联网终端设备包括WSN、RFID、 ZigBee网络中监控、连接、互动物体的声、光、热、位置信息的设备，这些设备监测相关信息， 并执行相关指令。
3.一种物联网运营系统向用户提供服务的方法，具体步骤如下所示 3a)目录服务器分别与其他服务器交互，进行服务内容的管理 3al)目录服务器分别与其他服务器交互，进行服务内容的注册目录服务器与内容服务器交互，实现内容服务器向目录服务器注册其所能够提供的数据；目录服务器与云服务提供中心交互，实现云服务提供中心向目录服务器注册器所能够 提供的计算、存储等服务；目录服务器与边缘服务器交互，实现边缘服务器向目录服务器注册其能够提供的感知 信息和实时性应用服务；目录服务器与物联网应用管理平台交互，实现物联网应用管理平台向目录服务器注册 其能够提供的物联网服务；目录服务器与传统应用管理平台交互，实现传统应用管理平台向目录服务器注册其能 够提供的服务；目录服务器与统一业务提供门户交互，实现统一业务提供门户向目录服务器注册其能够提供的服务；3a2)目录服务器综合服务信息，提供服务查找、定位、订购、获取等服务 目录服务器综合内容服务器、云服务提供中心、边缘服务器、物联网应用管理平台、传 统应用管理平台的服务注册信息，提供服务查找、定位、订购、获取服务。该服务注册信息包 括服务类型、服务描述、服务定购方式、服务调用地址和服务调用绑定方式。 3b)用户根据所需要的服务内容，查询目录服务器，选择服务的访问方式 如果用户需要的服务内容属于传统互联网服务，则用户通过访问传统应用管理平台获 取服务；如果用户需要的服务内容属于物联网服务，则用户通过访问物联网应用管理平台获取 服务；如果用户需要的服务内容属于实时性服务，则用户通过边缘服务器获取服务； 如果用户需要的服务内容属于服务类型未知，则用户通过统一业务提供门户获取服务；3c)被访问的传统应用管理平台、物联网应用管理平台、边缘服务器和统一业务提供门 户，把用户所需服务的处理结果，返回给用户。
4.根据权利要求3所述的物联网运营系统向用户提供服务的方法，其中步骤北)中所 述用户通过访问传统应用管理平台获取服务，按如下步骤进行4a)服务查找和服务订购4al)传统互联网应用管理平台向目录服务器提出服务查询请求；4a2)目录服务器向传统应用平台返回查询服务列表；4a3)传统应用管理平台向目录服务器订购所需要的服务；4a4)订购成功后，目录服务器给传统应用管理平台返回所订购服务调用方式；4b)服务调用4bl)用户向传统应用管理平台提出服务请求，传统应用管理平台根据服务需求和调 用方式，把用户服务请求分别转化为对内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器服务请 求；4b2)传统应用管理平台向内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器请求服务； 4b3)内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器向传统应用管理平台返回服务应答； 4c)服务综合传统应用管理平台综合内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器的服务应答，为用 户提供所需要的服务；
5.根据权利要求3所述的物联网运营系统向用户提供服务的方法，其中步骤北)中所 述用户通过访问物联网应用管理平台获取服务，按如下步骤进行5a)服务查找和服务订购5al)物联网应用管理平台向目录服务器提出服务查询请求；5a2)目录服务器向物联网应用管理平台返回查询服务列表；5a3)物联网应用管理平台向目录服务器订购所要向用户提供的物联网应用的服务；5a4)订购成功后，目录服务器给物联网应用管理平台返回所订购服务调用方式；5b)服务调用5bl)用户向物联网应用管理平台提出服务请求，物联网应用管理平台根据任务需求和 服务调用方式，把用户服务请求分别转化为对内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器 的服务请求；5b2)物联网应用管理平台向内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器请求服务； 5b3)内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器向传统应用管理平台返回服务应答； 5c)服务综合物联网应用管理平台综合内容服务器、云服务提供中心和边缘服务器的服务应答，为 用户提供所需要的服务。
6.根据权利要求3所述的物联网运营系统向用户提供服务的方法，其中步骤北)中所 述用户通过访问统一业务提供门户获取服务，按如下步骤进行6a)服务查找6al)用户向统一业务提供门户提出服务查询请求；6a2)根据用户查询请求，统一业务提供门户向目录服务器查询服务；6a3)目录服务器给统一业务提供门户返回查询服务列表；6a4)统一业务提供门户向用户返回查询服务列表；6b)服务调用6bl)用户根据获取的查询服务列表，借助统一业务提供门户向内容服务器、云服务提 供中心、边缘服务器、物联网应用管理平台和传统应用管理平台进行服务请求；6b2)内容服务器、云服务提供中心、边缘服务器、物联网应用管理平台和传统应用管理 平台向统一业务提供门户返回服务应答； 6c)服务综合统一业务提供门户综合内容服务器、云服务提供中心、边缘服务器、物联网应用管理平 台和传统应用管理平台的服务应答，为用户提供所需要的服务。
7.根据权利要求3所述的物联网运营系统向用户提供服务的方法，其中步骤北)中所 述用户通过边缘服务器获取服务，按如下步骤进行7a)用户预先向服务器查询边缘服务器提供的服务；7b)用户预先订购响应的边缘服务器提供的服务；7c)服务调用时，用户直接向所在区域的边缘服务器发送请求；7d)边缘服务器根据服务请求，为用户提供所需要的服务。
全文摘要
本发明公开了一种物联网运营系统及向用户提供服务的方法。该物联网运营系统包括物联网终端设备提供商、感知网络服务提供商、物联网监测内容提供商、网络服务及设备提供商、传统互联网服务提供商、物联网服务提供商、统一业务提供门户和云计算服务提供商。该运营系统，通过按区域部署边缘服务器，将内容信息进行初步处理，再提交给服务提供中心，来分担服务提供中心的负载；通过边缘服务器直接为用户提供高实时性的服务，来避免现有服务方式中服务提供中心提供服务时所带来的高延时；通过将感知网络的监测信息提供给传统服务，增强服务方式扩展性。本发明有效地减小服务提供中心的负载，加快实时性服务的响应速度，增强物联网服务方式的扩展性。
文档编号H04L29/06GK102111443SQ20111000195
公开日2011年6月29日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者习宁, 康亚博, 张志为, 曹小坤, 朱小未, 沈玉龙, 舒敏, 许昆, 陈寅, 马建峰, 高飞 申请人:西安电子科技大学