[發(fā)明專利]一種面向智能家庭環(huán)境的情景感知的服務(wù)應(yīng)用層系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710190936.5
• 申請(qǐng)日: 2007-12-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101222394A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐天音;錢柱中;葉保留;陸桑璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/28
• 分類號(hào): H04L12/28;H04L12/26;H04L29/06;G08B19/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及服務(wù)應(yīng)用層系統(tǒng)，特別涉及一種面向智能家庭環(huán)境的，具備情景感知功能的，并且開(kāi)放的、可擴(kuò)展性良好的服務(wù)應(yīng)用層系統(tǒng)。

背景技術(shù)

智能家庭環(huán)境是以住宅場(chǎng)所為平臺(tái)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為傳輸介質(zhì)，主要融合了人工智能、通信協(xié)議、無(wú)線和移動(dòng)技術(shù)、服務(wù)集成和設(shè)備自動(dòng)化能等各領(lǐng)域的理論和技術(shù)，力圖營(yíng)造一個(gè)舒適、安全、便利的智能居住環(huán)境。在軟件層面上，智能家庭環(huán)境由網(wǎng)絡(luò)層和服務(wù)應(yīng)用層組成，本發(fā)明主要針對(duì)服務(wù)應(yīng)用層。現(xiàn)有的面向智能家庭環(huán)境的服務(wù)應(yīng)用層系統(tǒng)在開(kāi)放性、可擴(kuò)展性和效率方面，都存在著不足之處。

Web服務(wù)是基于Internet技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建立的、提供應(yīng)用程序功能的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)接口。它的作用相當(dāng)于一個(gè)抽象層，屏蔽了諸如應(yīng)用平臺(tái)與編程語(yǔ)言相關(guān)的細(xì)節(jié)。換句話說(shuō)，Web服務(wù)提供給高層應(yīng)用一個(gè)統(tǒng)一、透明且方便擴(kuò)展的接口——任何個(gè)人和組織在任何平臺(tái)上都可以對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行發(fā)布和調(diào)用。

當(dāng)然，單個(gè)Web服務(wù)的功能畢竟是有限的。將各個(gè)組織和個(gè)人發(fā)布的Web服務(wù)有效地組合和調(diào)度，才能真正發(fā)揮出Web服務(wù)的能量和潛力。手工組合和調(diào)度Web服務(wù)的方法難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)環(huán)境。因此，需要一個(gè)動(dòng)態(tài)的、自適應(yīng)的服務(wù)組合和調(diào)度方式。

Agent(軟件代理)是一種生存于執(zhí)行環(huán)境中的軟件實(shí)體。它擁有對(duì)環(huán)境變化的感知能力和應(yīng)變能力，并且能與環(huán)境中的其它Agent進(jìn)行通信和協(xié)作。Agent是用戶或者計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)的代表，它同時(shí)起著控制和管理計(jì)算資源(諸如服務(wù)和上下文信息等)的作用。

情景感知是普適計(jì)算的基礎(chǔ)。普適計(jì)算面對(duì)的計(jì)算結(jié)點(diǎn)往往是異構(gòu)的，而且位于動(dòng)態(tài)、分布和移動(dòng)環(huán)境中(智能家庭環(huán)境就是一個(gè)很好的例子)。為了在這樣的環(huán)境中提供合適的服務(wù)，首先要了解諸如周邊用戶、設(shè)備等與計(jì)算環(huán)境和交互狀態(tài)相關(guān)的信息，此即情景信息。并且，系統(tǒng)需要有對(duì)情景信息進(jìn)行推理的能力，進(jìn)而提高服務(wù)行為的自適應(yīng)能力，以適應(yīng)環(huán)境的動(dòng)態(tài)變化。情景感知是對(duì)情景信息進(jìn)行采集、建模、推理和自適應(yīng)的一系列過(guò)程。

本體技術(shù)是一種能在語(yǔ)義和知識(shí)層次上描述信息系統(tǒng)概念模型的建模工具。本體技術(shù)的目標(biāo)是獲取、描述和表示相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，提供對(duì)該領(lǐng)域知識(shí)的共同理解，并從不同層次的形式化模式上給出這些詞匯間相互關(guān)系的明確定義。目前，W3C(萬(wàn)維網(wǎng)聯(lián)盟)已經(jīng)制定了面向Web的本體標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言O(shè)WL，用本體技術(shù)來(lái)描述帶有語(yǔ)義的情景信息無(wú)疑是非常合適的。

上述技術(shù)各具優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)該可以很好地融合在一起，組成一個(gè)層次式的應(yīng)用服務(wù)層系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有的智能家庭環(huán)境中服務(wù)應(yīng)用層系統(tǒng)在開(kāi)放性、可擴(kuò)展性和效率方面的不足，提出一種將普適計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到智能家庭環(huán)境中以實(shí)現(xiàn)具有情景感知功能的服務(wù)應(yīng)用層系統(tǒng)，使其在具有情景感知能力的同時(shí)，具有良好的開(kāi)放性、可擴(kuò)展性和效率。

本發(fā)明所述的面向智能家庭環(huán)境的情景感知的服務(wù)應(yīng)用層系統(tǒng)包括：

(1)網(wǎng)絡(luò)和傳感器層：該層位于整個(gè)系統(tǒng)的底層，由計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，傳感器節(jié)點(diǎn)不間斷地對(duì)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將監(jiān)測(cè)結(jié)果作為環(huán)境信息發(fā)送給其所屬Agent，計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)之間的通信連接構(gòu)成了智能家庭環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)層；

(2)Web服務(wù)層：位于網(wǎng)絡(luò)層之上，該層由位于各個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)上的Web服務(wù)組成，用戶只需遵循Web?Services標(biāo)準(zhǔn)，即可在任何計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)上發(fā)布自己的服務(wù)，與此同時(shí)，用戶也可向該計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)上的Agent注冊(cè)服務(wù)，將Web服務(wù)無(wú)縫地添加進(jìn)入系統(tǒng)，以擴(kuò)充系統(tǒng)的功能；

(3)Agent層：Agent層中的Agent位于各個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)上，Agent管理和控制發(fā)布在本地計(jì)算機(jī)機(jī)節(jié)點(diǎn)上的各個(gè)Web服務(wù)；并收集其所在計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)一定范圍內(nèi)的情景信息，主要由傳感器提供，也包括該計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)自身的負(fù)載和QoS等控制信息，并定期地向智能調(diào)度服務(wù)器匯總；此外，Agent有相互通信和協(xié)作的能力，能夠協(xié)同完成指定的任務(wù)；

(4)智能調(diào)度服務(wù)器：智能調(diào)度服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它負(fù)責(zé)匯總和維護(hù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的情景信息，并使用本體技術(shù)對(duì)其進(jìn)行包裝，使情景信息更富有語(yǔ)義性，當(dāng)用戶請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，智能調(diào)度服務(wù)器根據(jù)情景信息模型，動(dòng)態(tài)地選擇一個(gè)最好的可以完成任務(wù)的Agent集合，該集合中的Agent相互協(xié)作以完成任務(wù)，并將結(jié)果返回給用戶；智能調(diào)度服務(wù)器記錄和維護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的Web服務(wù)分布情況，其通過(guò)與Agent層交互，由Agent調(diào)度和管理Web服務(wù)；