專利名稱：一種環境感知模型中的環境信息更新方法
技術領域：
本發明涉及一種環境感知模型中的環境信息更新方法，屬于無線通信領域。
背景技術：
隨著計算模式由桌面計算向普適計算的演進，用戶不再顯式地向計算機提供輸入，取而代之的是各種嵌入式設備，它們隱式地向計算機提供輸入，而對于用戶來說，這是透明的，用戶只需要關注于自己的任務，這就是所謂的“環境感知”技術。目前對環境感知技術的研究主要側重于環境感知中間件/架構和環境感知應用程序/服務這兩個方面。在環境感知技術研究中，環境信息是感知技術的重要輸入，環境信息按照輸入——處理——輸出的形式作用于環境感知應用程序/服務，然而，環境信息的動態特性， 使得環境感知應用程序/服務必須基于更新的環境信息來及時調整自己的行為，否則將會做出錯誤的決策，導致用戶體驗的降低，因而對環境信息更新機制的研究是一種必然。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了一種環境感知模型中的環境信息更新方法。本發明為實現上述發明目的采用如下技術方案
一種環境感知模型，包括環境信息提供者模塊、中間件服務器模塊、環境信息使用者模塊以及XCAP服務器；
其中，所述XCAP服務器為環境信息提供者模塊配置授權規則，環境信息提供者模塊對采集到的環境信息進行預處理獲得環境信息特征值，然后將環境信息特征值傳送至中間件服務器模塊進行存儲與更新得到通告消息，中間件服務器模塊中間件服務器模塊從XCAP 服務器獲取授權規則，然后根據通告消息為環境信息使用者模塊提供推送式服務；所述 XCAP服務器為環境信息使用者模塊配置資源列表。所述環境感知模型中，所述環境信息提供者模塊包括依次連接的環境信息源模塊、環境信息采集模塊、環境信息預處理模塊，環境信息采集模塊將從環境信息源采集到的環境信息傳送到預處理模塊，環境信息預處理模塊用XML格式的文檔表示所有抽取到的環境信息特征值；
所述環境信息預處理模塊包括特征值抽取模塊、XML格式化模塊、更新策略模塊；其中特征值抽取模塊用于抽取環境信息的各特征值，XML格式化模塊用XML格式的文檔表示所有抽取到的環境信息特征值，環境信息提供者模塊發送環境信息時查看更新策略，根據更新策略的內容決定是否發送環境更新信息。所述環境感知模型中，所述中間件服務器模塊包括XML解析器模塊、信息處理器模塊、數據庫模塊、推理模塊、通告模塊、本體建模模塊；其中，XML解析器模塊將XML格式文檔解析分離得到各環境信息特征值，本體建模模塊用于將得到的本體模型送到數據庫模塊儲存，數據庫模塊將存儲的本體模型與XML解析器模得到的各環境信息特征值傳送至信息處理器模塊進行條件匹配，匹配的結果傳送至數據庫模塊存儲后發送至推理模塊，推理模塊將各環境信息特征值和事件檢測與觸發模塊預定義的事件做比較，得到的比較結果傳送至通告模塊，通告模塊發送環境信息更新消息。所述環境感知模型中，中間件服務器模塊還包括事件檢測與觸發模塊、訂購模塊； 其中，所述事件檢測與觸發模塊用于判斷更新的消息是否滿足用戶預定義的事件；
所述訂購模塊用于完成環境信息使用者模塊對感興趣信息的訂購功能。所述環境感知模型中，所述環境使用者模塊包括環境感知應用程序/服務模塊， 中間件服務器模塊通過發送NOTIFY消息，為環境信息使用者模塊提供推送式服務。一種基于權利要求1所述的環境感知模型的環境信息更新方法，包括如下步驟 步驟1 建立環境感知模型；
步驟2 環境信息源模塊通過HTTP協議的PUT方法上傳XML格式的授權規則文檔至 XCAP服務器，XCAP服務器返回200 OK成功應答；
步驟3 環境信息使用者模塊通過HTTP協議的PUT方法上傳所有感興趣的環境信息并以XML文檔的格式保存在XCAP服務器中，XCAP服務器返回200 OK成功應答；
步驟4 環境信息使用者模塊通過SIP協議中的SUBSCRIBE請求訂購感興趣的環境信息，等候中間件服務器模塊的響應；
步驟5 中間件服務器模塊通過HTTP協議的GET方法請求查閱存儲在XCAP服務器中的授權規則文檔，XCAP服務器收到請求后返回200 OK成功應答，同時，中間件服務器模塊返回環境信息使用者模塊200 OK成功應答；
步驟6 當環境信息源模塊提供的環境信息發生變化時，環境信息預處理模塊根據定義的更新策略判斷是否滿足更新條件； 當滿足更新條件時，進入步驟7 ； 當不滿足更新條件時，不更新環境信息； 步驟7 更新環境信息，具體包括如下分步驟
步驟7-1 環境信息提供者模塊通過SIP協議中的PUBLISH方法向中間件服務器模塊發送更新的環境信息，中間件服務器模塊返回200 OK成功應答；
步驟7-2 中間件服務器解析更新消息，并更新數據庫，推理模塊根據自定義的規則以及數據庫存儲的數據得到推理結果；
步驟7-3 事件檢測與觸發模塊判斷更新的消息是否滿足預定義的事件； 當更新消息滿足預定義的事件時，進入步驟7-4 ； 當更新消息不滿足預定義的事件時，不觸發通告模塊；
步驟7-4 觸發通告模塊，通告模塊以SIP NOTIFY方法告知環境感知應用程序/服務模塊，環境感知應用程序/服務模塊做出200 OK成功應答。
本發明采用上述技術方案，具有以下有益效果 (1)可以實現環境信息的實時更新，降低錯誤決策率。
(2)通過設置更新條件，減少環境信息的更新次數，從而減小開銷，提高了環境感知模型的工作效率。
圖1是本發明提出的環境感知模型的模塊示意圖。圖2是本發明中環境信息更新時的消息流程。
具體實施例方式下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明
如圖1所示的環境感知模型包括三個模塊環境信息提供者模塊、中間件服務器模塊和環境信息使用者模塊。其中，環境信息提供者模塊主要是實現環境信息的采集、預處理功能，并向中間件服務器提供環境信息；中間件服務器模塊的功能主要是實現領域知識的建模與表示、環境信息的存儲與更新以及環境信息的推理等；環境信息使用者模塊則是指環境感知應用程序 /服務，接口 1和接口 2均可采用SIP協議來實現。環境信息提供者模塊本發明中的環境信息源是指能提供環境信息的實體，如無線接入網絡代理，也是我們所觀測的目標，環境信息的采集主要是通過傳感器來實現的，這里的傳感器可以是物理的，也可以是邏輯的(如軟件代理)；預處理子模塊從傳感器獲取原始數據，進而做進一步的處理，既將傳感器的輸出信息抽象為可用的直觀的信息，如簡單的信號處理技術——求均值等，并用XML格式表示，以實現實體之間的交互，同時，環境信息的動態特性使得預處理模塊一直處于活躍期，這樣容易造成較大的開銷，我們可以定義相關的環境信息更新策略，如當預處理后的信息位于某個變化范圍時，只更新一次，這樣就控制了更新的次數，減少了開銷。中間件服務器模塊本發明采用本體建模技術，將領域知識以機器可理解的形式來描述，可采用prot6g6本體建模工具來實現，繼而將建模后的本體模型存儲到數據庫中， 可以文件讀取的形式來實現，這樣本體就以RDF三元組的形式存儲到數據庫中。推理子模塊利用本體模型以及自定義的規則來實現環境信息的更高層次的抽象，從而為環境感知應用程序/服務提供推送式服務。環境信息使用者模塊環境感知應用程序/服務可通過SPARQL語言來主動查詢其感興趣的信息，此外，推理子模塊也可以根據其執行的結果來為環境信息使用者提供推送式服務。用戶體驗是考察第三方提供的應用服務的一項重要指標，在環境感知技術研究中，環境信息的更新與環境感知應用程序/服務密切相關，若環境信息不能及時更新，則有可能做出錯誤的決策，從而降低用戶體驗，故在環境感知模型中，環境信息的更新是一項重要的研究。在本發明中，環境信息的更新采用以下技術方案首先，環境信息源和環境感知應用程序/服務分別上傳授權規則和感興趣的環境信息至XCAP服務器；其次，環境信息使用者向中間件服務器發送SUBSCRIBE請求，以訂購其感興趣的環境信息；再次，中間件服務器查詢XCAP服務器中存儲的授權規則，判斷環境信息使用者是否有權限訪問其資源，若有，則發送200 OK作為響應，至此，環境信息的訂購流程已完成。當環境信息發生變化時，預處理模塊通過其定義的環境信息更新策略來判斷是否發布更新，若是則采用SIP PUBLISH 方法來實現，XML解析器解析接收到的消息，一方面通過獲取存儲在數據庫中的本體模型來實現數據庫中環境信息的更新，繼而推理后的更新操作傳送至通告模塊，而后者直接為環境感知應用程序/服務提供推送式服務；另一方面判斷更新后的信息是否滿足預先定義的事件，若滿足，則傳送至通告模塊，后者直接通告給相應的環境感知應用程序/服務，可通過SIP NOTIFY方法來實現，至此完成了環境信息的更新操作。此外，環境信息使用者也可以主動查詢環境信息，由請求處理代理來處理環境感知應用程序/服務發送的請求消息， 然后查詢數據庫，以獲取相關的環境信息。 圖2說明了本發明中環境信息更新時的消息流程，基于上述環境感知模型的環境信息更新方法包括如下步驟 步驟1 建立環境感知模型；
步驟2 環境信息源模塊通過HTTP協議的PUT方法上傳XML格式的授權規則文檔至XCAP服務器，XCAP服務器返回200 OK成功應答；
步驟3 環境信息使用者模塊通過HTTP協議的PUT方法上傳所有感興趣的環境信息并以XML文檔的格式保存在XCAP服務器中，XCAP服務器返回200 OK成功應答；
步驟4 環境使用者模塊通過SIP協議中的SUBSCRIBE請求訂購感興趣的環境信息，等候中間件服務器模塊的響應；
步驟5 中間件服務器模塊通過HTTP協議的GET方法請求查閱存儲在XCAP服務器中的授權規則文檔，XCAP服務器收到請求后返回200 OK成功應答，同時，中間件服務器模塊返回環境信息使用者模塊200 OK成功應答；
步驟6 當環境信息源模塊提供的環境信息發生變化時，環境信息預處理模塊根據定義的更新策略判斷是否滿足更新條件； 當滿足更新條件時，進入步驟7 ； 當不滿足更新條件時，不更新環境信息； 步驟7 更新環境信息，具體包括如下步驟
步驟7-1 環境信息提供者模塊通過SIP協議中的POLISH方法向中間件服務器模塊發送更新的環境信息，中間件服務器模塊返回200 OK成功應答；
步驟7-2 中間件服務器解析更新消息，并更新數據庫，推理模塊根據自定義的規則以及數據庫存儲的數據得到推理結果；
步驟7-3 事件檢測與觸發模塊判斷更新的消息是否滿足預定義的事件； 當更新消息滿足預定義的事件時，進入步驟7-4 ； 當更新消息不滿足預定義的事件時，不觸發通告模塊；
步驟7-4 觸發通告模塊，通告模塊以SIP NOTIFY方法告知環境感知應用程序/ 服務模塊，環境感知應用程序/服務模塊做出200 OK成功應答。
權利要求
1.一種環境感知模型，其特征在于包括環境信息提供者模塊、中間件服務器模塊、環境信息使用者模塊以及XCAP服務器；其中，所述XCAP服務器為環境信息提供者模塊配置授權規則，環境信息提供者模塊對采集到的環境信息進行預處理獲得環境信息特征值，然后將環境信息特征值傳送至中間件服務器模塊進行存儲與更新得到通告消息，中間件服務器模塊中間件服務器模塊從XCAP 服務器獲取授權規則，然后根據通告消息為環境信息使用者模塊提供推送式服務；所述 XCAP服務器為環境信息使用者模塊配置資源列表。
2.根據權利要求1所述的環境感知模型，其特征在于所述環境信息提供者模塊包括依次連接的環境信息源模塊、環境信息采集模塊、環境信息預處理模塊，環境信息采集模塊將從環境信息源采集到的環境信息傳送到預處理模塊，環境信息預處理模塊用XML格式的文檔表示所有抽取到的環境信息特征值；所述環境信息預處理模塊包括特征值抽取模塊、XML格式化模塊、更新策略模塊；其中特征值抽取模塊用于抽取環境信息的各特征值，XML格式化模塊用XML格式的文檔表示所有抽取到的環境信息特征值，環境信息提供者模塊發送環境信息時查看更新策略，根據更新策略的內容決定是否發送環境更新信息。
3.根據權利要求1所述的環境感知模型，其特征在于所述中間件服務器模塊包括XML 解析器模塊、信息處理器模塊、數據庫模塊、推理模塊、通告模塊、本體建模模塊；其中，XML 解析器模塊將XML格式文檔解析分離得到各環境信息特征值，本體建模模塊用于將得到的本體模型送到數據庫模塊儲存，數據庫模塊將存儲的本體模型與XML解析器模得到的各環境信息特征值傳送至信息處理器模塊進行條件匹配，匹配的結果傳送至數據庫模塊存儲后發送至推理模塊，推理模塊將各環境信息特征值和事件檢測與觸發模塊預定義的事件做比較，得到的比較結果傳送至通告模塊，通告模塊發送環境信息更新消息。
4.根據權利要求1所述的環境感知模型，其特征在于中間件服務器模塊還包括事件檢測與觸發模塊、訂購模塊；其中，所述事件檢測與觸發模塊用于判斷更新的消息是否滿足用戶預定義的事件；所述訂購模塊用于完成環境信息使用者模塊對感興趣信息的訂購功能。
5.根據權利要求1所述的環境感知模型，其特征在于所述環境使用者模塊包括環境感知應用程序/服務模塊，中間件服務器模塊通過發送NOTIFY消息，為環境信息使用者模塊提供推送式服務。
6.一種基于權利要求1所述的環境感知模型的環境信息更新方法，其特征在于包括如下步驟步驟1 建立環境感知模型；步驟2 環境信息源模塊通過HTTP協議的PUT方法上傳XML格式的授權規則文檔至 XCAP服務器，XCAP服務器返回200 OK成功應答；步驟3 環境信息使用者模塊通過HTTP協議的PUT方法上傳所有感興趣的環境信息并以XML文檔的格式保存在XCAP服務器中，XCAP服務器返回200 OK成功應答；步驟4 環境信息使用者模塊通過SIP協議中的SUBSCRIBE請求訂購感興趣的環境信息，等候中間件服務器模塊的響應；步驟5 中間件服務器模塊通過HTTP協議的GET方法請求查閱存儲在XCAP服務器中的授權規則文檔，XCAP服務器收到請求后返回200 OK成功應答，同時，中間件服務器模塊返回環境信息使用者模塊200 OK成功應答；步驟6:當環境信息源模塊提供的環境信息發生變化時，環境信息預處理模塊根據定義的更新策略判斷是否滿足更新條件； 當滿足更新條件時，進入步驟7 ； 當不滿足更新條件時，不更新環境信息； 步驟7 更新環境信息，具體包括如下分步驟步驟7-1 環境信息提供者模塊通過SIP協議中的PUBLISH方法向中間件服務器模塊發送更新的環境信息，中間件服務器模塊返回200 OK成功應答；步驟7-2 中間件服務器解析更新消息，并更新數據庫，推理模塊根據自定義的規則以及數據庫存儲的數據得到推理結果；步驟7-3 事件檢測與觸發模塊判斷更新的消息是否滿足預定義的事件； 當更新消息滿足預定義的事件時，進入步驟7-4 ； 當更新消息不滿足預定義的事件時，不觸發通告模塊；步驟7-4 觸發通告模塊，通告模塊以SIP NOTIFY方法告知環境感知應用程序/服務模塊，環境感知應用程序/服務模塊做出200 OK成功應答。
全文摘要
本發明涉及一種環境感知模型以及基于該模型的環境信息更新方法，屬于無線通信領域。所述環境感知模型包括環境信息提供者模塊、中間件服務器模塊、環境信息使用者模塊以及XCAP服務器。所述基于環境感知模型的環境信息更新方法中，環境信息提供者模塊給中間件服務器模塊提供環境信息，中間服務器模塊更新數據庫，并根據定義的事件發送通告消息，為環境使用者模塊提供推送式服務。本方法實時更新環境信息，降低了錯誤決策率，并通過設置更新條件，減少環境信息的更新次數，從而減小開銷，提高了環境感知模型的工作效率。
文檔編號H04L29/08GK102244679SQ20111018013
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月30日 優先權日2011年6月30日
發明者徐名海, 閆煥杰 申請人:南京郵電大學