[发明专利]一种基于状态中间件的普适性移动计算系统

摘要

本发明公开了一种基于状态中间件的普适性移动计算系统，由物理层、状态服务器层和智能服务层组成，通过状态服务器实现系统内的信息交互，并定义了上层智能服务和下层物理设备的接口规范。传感器设备采集物理环境信息，以固定格式将信息实时更新到状态服务器层。状态服务器实时更新物理设备采集到的信号，并向智能服务器层提供以上信息的访问接口。智能服务层由多种智能业务组成，按照自身的业务需求向状态服务器层请求数据，完成智能业务的服务。不同于状态服务器层，传感器层和智能服务层只需遵循特定的接口，实际的物理设备或智能服务的类型可以是任意形式。系统不同组件均通过RESTful API调用。本发明在实际中具有良好的可推广性。

主权项

1.一种基于状态中间件的普适性移动计算系统，其特征在于，包括有：物理层，由多个异构设备组件组成，负责与物理环境的交互，包括信号采集和执行操作，每个设备组件包含物理设备和代理程序，其中，物理设备是任何有信息采集或执行操作功能的实体或虚拟设备，代理程序在物理设备上运行，并对物理设备面向普适网络进行全权代理；状态服务器层，支持多种通信方式，临时保存物理设备的状态信息，物理设备当前采集到的信号称为状态，状态信息实时地更新在状态服务器上，状态服务器具有并发访问服务能力；智能服务层，由多个不同类型的智能服务组成，通过指定接口提供服务，按照自身的业务需求向状态服务器层请求数据，通过状态服务器提供的接口访问数据和发送指令，完成智能业务的服务；其中，所述物理设备包含具有信息采集功能的设备及具有展示或操作功能的设备，普适计算通过具有信息采集功能的设备及具有展示或操作功能的设备与现实物理环境进行交互，不仅包括从物理环境中采集信息，也包括执行智能操作，并改变物理环境；每台物理设备都携带对应的代理程序，代理程序是对物理设备在软件层面的封装，是物理设备和普适计算软件系统连接的桥梁，其功能至少包含以下五个方面：1)代理程序存储了设备的元信息，元信息包含描述设备本身信息的设备类型、设备属性、设备位置和处理能力，也包含描述信号类型信息的信号格式、更新方式、更新频率、设备描述和字段含义；代理程序还同时支持对以上信息的管理功能，除设备类型和设备id这两个设备出厂时固定的信息外，代理程序在安装设备时更新设备位置、访问路径、权限编号和设备描述的信息，还能够进行软件升级更新代理程序自身，从而改变信号格式和字段含义信息；代理程序将以上配置信息保存到本地，当向普适计算网络注册该设备时，会提供以上元信息给状态服务器，方便状态服务器索引该设备；2)代理程序负责保证物理设备采集到的信号在状态服务器上是实时最新的，根据设备类型，代理程序通过三种方式将自身采集到的信号发送给状态服务器，分别是：①周期发送，以固定时间间隔发送设备最新信号，间隔时长在设备元信息中说明，该周期发送方式适用于温度传感器、水位感应器的数值连续，但实时性要求不高的设备类型；②触发发送，只有当设备信号发生变化时才发送，适用于报警感应器和门禁系统这两个信号触发时间完全随机的设备类型；③长连接，设备与状态服务器建立网络长连接，适用于显示器和麦克风这两个需要实时数据传输的设备类型；信号的更新类型在设备的元信息中定义，信号内容由设备所有者的身份信息加密；3)具有执行操作能力的代理程序负责在接收到操作指令之后驱动设备执行对应的操作；设备操作动作由状态服务器发送指令，操作的权限在状态服务器上验证，操作执行的结果由代理程序收集，当与预期结果不符时，代理程序向状态服务器发送异常信息；4)发送心跳连接，周期性地定时向状态服务器发送心跳连接，声明自己在线，状态服务器无需对心跳信号发送任何反馈，当超出预定的心跳时长未收到设备的心跳连接时，将设备列为问题设备，当超过系统设定的时长未收到设备的心跳连接时，将设备从索引库中删除，表示设备离线；5)存储状态服务器信息，维护设备迁移时的数据有效性和一致性；代理程序将设备信号更新到多台状态服务器，从而保证当其中一台状态服务器宕机或物理设备发生迁移时能连接到最近的状态服务器；当迁移发生时，代理程序发送取消注册功能，附带新的可用服务器地址列表，状态服务器将设备信息保存设定时间后删除。