在傳統(tǒng)中革新 物聯(lián)網(wǎng)探索移動(dòng)交流

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人們現(xiàn)在越來(lái)越重視移動(dòng)器件和物理物體之間的交流，因?yàn)檫@是實(shí)際物體要求服務(wù)的自然和本能的途徑。大多數(shù)的交流方法是專有的，是為特殊的應(yīng)用領(lǐng)域或交流技術(shù)設(shè)計(jì)的，不能形成整體概念。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)有一套標(biāo)準(zhǔn)和方法標(biāo)識(shí)物體。我們認(rèn)為，這兩類技術(shù)的結(jié)合能夠促進(jìn)物體移動(dòng)交流的發(fā)展和推廣。在本文中，我們提出了一個(gè)利用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行移動(dòng)交流的概念，架構(gòu)和正在試驗(yàn)中的早期模型。我們用語(yǔ)義網(wǎng)來(lái)描述物理物體，并用于移動(dòng)器件用戶界面的自動(dòng)獲得。

介紹與動(dòng)機(jī)

今天，用戶越來(lái)越深地陷入了信息無(wú)處不在的復(fù)雜世界之中。移動(dòng)用戶用越來(lái)越復(fù)雜的方法獲取信息，利用周邊信息并直接同實(shí)際物體交流。另一方面，物理物體越來(lái)越多地通過(guò)有形和無(wú)線的標(biāo)識(shí)，如RFID標(biāo)簽與數(shù)字信息結(jié)合在一起。移動(dòng)交流可以讓用戶選擇虛擬信息，通過(guò)與實(shí)際物體的交流獲得服務(wù)。目前有幾種值得考慮的交流手段。但大多數(shù)應(yīng)用手段是專用的，是為特殊的應(yīng)用或交流技術(shù)設(shè)計(jì)的，不能對(duì)實(shí)際物體的描述提供整體的概念。例如，諾基亞本地交流服務(wù)器只提供實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是以RFID為基礎(chǔ)的移動(dòng)交流的后臺(tái)。

此外，我們發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界對(duì)物體在物聯(lián)網(wǎng)中有自己獨(dú)特的表現(xiàn)形式很感興趣。物理物體以標(biāo)準(zhǔn)的方式被獨(dú)特地明確和描述能促進(jìn)物體的連接和交流。我們認(rèn)為，物理移動(dòng)交流和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合能夠促進(jìn)物體移動(dòng)交流的發(fā)展和普及。所以，在本文中，我們提出了一個(gè)概念，一種架構(gòu)，一個(gè)用物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)移動(dòng)交流的初級(jí)模型，也討論了其目標(biāo)和相關(guān)的服務(wù)。在這里，我們用語(yǔ)義網(wǎng)描述與物理物體相關(guān)的服務(wù)。然后把服務(wù)描述用于移動(dòng)器件用戶界面的自動(dòng)生成。

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)技術(shù)為信息服務(wù)提供了一條新的途徑，它能減少兼容障礙，增強(qiáng)擴(kuò)展性，保持平臺(tái)獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)化交流。另外，我們還想通過(guò)語(yǔ)義描述增強(qiáng)靈活性和表述性以及模型的適應(yīng)性，增加網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的動(dòng)態(tài)組成。本文提出的語(yǔ)義網(wǎng)服務(wù)模型完全能夠通過(guò)語(yǔ)境理解含混信息，免除了用戶清晰準(zhǔn)確地提供信息之勞。這樣，我們就能在我們的架構(gòu)中為移動(dòng)器件用戶界面的自動(dòng)生成提供語(yǔ)義網(wǎng)服務(wù)表達(dá)了。

我們想探討一下這些用戶界面在物聯(lián)網(wǎng)中是如何被優(yōu)化的，怎樣用物理物體提供更方便，更熟悉的交流和相關(guān)的服務(wù)。現(xiàn)在并沒(méi)有什么固定的方法去整合網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和物理交流的手段，而我們的架構(gòu)是可以滿足幾個(gè)技術(shù)要求的。例如：

模型化，具有語(yǔ)義網(wǎng)服務(wù)的成分和要素；

移動(dòng)用戶界面描述，自動(dòng)生成和整合，減少網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的復(fù)雜性，用物理物體支持用戶交流；

移動(dòng)器件和標(biāo)識(shí)技術(shù)之間的聯(lián)系，模型化和各成分之間的信息交流。

若干移動(dòng)用戶界面自動(dòng)生成方面的研究正在進(jìn)行中。鵝卵石項(xiàng)目主要研究用一些物理設(shè)備如TV和VCR進(jìn)行的移動(dòng)交流。雖然網(wǎng)絡(luò)服務(wù)語(yǔ)義學(xué)僅能對(duì)用戶界面的描述和建立提供有限的支持，但卻能解釋通過(guò)語(yǔ)義用戶界面注釋擴(kuò)展的服務(wù)描述是如何自動(dòng)生成用戶界面的，這種界面是有高度的靈活性和強(qiáng)大的表達(dá)力的。我們認(rèn)為這種方法對(duì)我們自己的自動(dòng)用戶界面生成是一個(gè)有意思的起點(diǎn)。

架構(gòu)與示范模型

如上所述，在我們的方法中，要把兩個(gè)分離的領(lǐng)域，即物聯(lián)網(wǎng)和物理物體的移動(dòng)交流結(jié)合在一起。我們的主要目標(biāo)是把這兩個(gè)領(lǐng)域連接起來(lái)，讓移動(dòng)器件成為二者之間的中介。移動(dòng)器件像一個(gè)通用委托者，它獨(dú)立于與之交流的物理物體，也獨(dú)立于它所引導(dǎo)的服務(wù)。為實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)領(lǐng)域之間的交流，通用委托者又分為交流委托者和服務(wù)委托者。交流委托者檢測(cè)物體獨(dú)特的身份和存儲(chǔ)在物體上的其他信息，而服務(wù)委托者與服務(wù)領(lǐng)域通信。通用委托者存儲(chǔ)用戶的語(yǔ)境信息，能提高用戶界面自動(dòng)生成的能力。對(duì)于器件語(yǔ)境，我們考慮若干移動(dòng)平臺(tái)，這些平臺(tái)的物理交流能力（例如照相機(jī)和RFID/NFC閱讀器）和用戶界面能力（如擴(kuò)展標(biāo)識(shí)語(yǔ)言XHTML或Java用于移動(dòng)通信技術(shù)的J2ME）是不同的。所以通用委托者必須能支持交流過(guò)程中器件能力的任意組合。

把網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以語(yǔ)義網(wǎng)服務(wù)來(lái)表述，能增強(qiáng)交互性，促進(jìn)自動(dòng)服務(wù)的產(chǎn)生和組合，并促使自動(dòng)用戶界面生成?；痉?wù)承擔(dān)著與物體交流的主要功能性任務(wù)。在物理物體和初級(jí)基站服務(wù)之間可能有一種固定的關(guān)系。語(yǔ)境服務(wù)提供語(yǔ)境信息，如位置和時(shí)間。所有的服務(wù)都能相互交流。例如，一種基站服務(wù)可以要求提供其他的基站服務(wù)或語(yǔ)境服務(wù)。但是通用委托者也能直接接入語(yǔ)境服務(wù)。

為把服務(wù)域和物理交流域連接起來(lái)，我們提出一個(gè)交流代理者的概念，它有三個(gè)主要的功能：服務(wù)組成，推理和用戶界面生成。服務(wù)組成指的是物理交流過(guò)程中若干網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的相互作用。推理是解決不同服務(wù)之間語(yǔ)義兼容性缺失的問(wèn)題。

我們工作的另一個(gè)重點(diǎn)是不同服務(wù)界面的自動(dòng)生成，這些服務(wù)應(yīng)以恒定的和透明的方式向用戶提供。通過(guò)定義服務(wù)形成的輸入和輸出，語(yǔ)義服務(wù)描述已經(jīng)建立了一個(gè)器件用戶界面的初始結(jié)構(gòu)。在我們的方法中，我們通過(guò)對(duì)具體用戶界面參數(shù)的額外描述增強(qiáng)對(duì)語(yǔ)義服務(wù)的描述。

我們從架構(gòu)的觀點(diǎn)用不同的方法明確交流委托者屬于哪一個(gè)領(lǐng)域。在通用委托者中指定交流委托者能保護(hù)用戶的隱私。另一方面，推理的過(guò)程從計(jì)算機(jī)的角度講需要太多的移動(dòng)電話。所以我們決定采用混合方法，把交流委托者概念分為器件部分和服務(wù)器部分。

為說(shuō)明我們的概念，我們最近推出了一個(gè)初級(jí)模型。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)移動(dòng)商業(yè)推銷方案，在這個(gè)方案中，一家電影推銷商用海報(bào)向各個(gè)電影院提供售票服務(wù)。我們假定在海報(bào)上做廣告的電影肯定可以被用戶明確地選定。近場(chǎng)通信可以使手機(jī)與海報(bào)交流。NFC/RFID標(biāo)簽固定在海報(bào)背面。這種服務(wù)可以用標(biāo)簽內(nèi)置的語(yǔ)境信息如位置，找到最近的電影院，約定開(kāi)始放映時(shí)間。在這個(gè)簡(jiǎn)單的例子中，幾家不同的電影院和幾種不同的語(yǔ)境服務(wù)組成了一種主要的電影銷售服務(wù)。

框架和交流服務(wù)成分的實(shí)施和應(yīng)用正在開(kāi)發(fā)中。為描述語(yǔ)義網(wǎng)服務(wù)，我們打算采用網(wǎng)絡(luò)本體語(yǔ)言（OWL）和網(wǎng)絡(luò)本體語(yǔ)言服務(wù)（OWL-S），它們可以用本體模型工具“門徒（Protégé）”和插入式“門徒Protégé OWL-S”來(lái)開(kāi)發(fā)。

另外我們用Apache Axis 框架推廣網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。為形成多種服務(wù)，我們?cè)贏xis的頂端使用了Mindwap OWL-S API。

結(jié)論

到目前為止，物聯(lián)網(wǎng)還只是對(duì)物理物體的標(biāo)準(zhǔn)描述。能夠提供服務(wù)交流支持的解決方案都是專有的。在本文中，我們提出的基本觀點(diǎn)是把物理移動(dòng)交流同物聯(lián)網(wǎng)廣泛地結(jié)合在一起。我們提出了一個(gè)系統(tǒng)，它能通過(guò)通用委托者成為物理物體和多種服務(wù)之間的中介。我們主要是把能以恒定和無(wú)縫方式向用戶提供的獨(dú)立服務(wù)組合起來(lái)。采用語(yǔ)義網(wǎng)服務(wù)，我們看到了克服不同服務(wù)之間語(yǔ)義不兼容的巨大機(jī)會(huì)。此外，我們還能從對(duì)服務(wù)的語(yǔ)義描述中獲益，用我們建議的語(yǔ)義用戶界面注釋，自動(dòng)生成統(tǒng)一的用戶界面?，F(xiàn)在我們正在開(kāi)發(fā)一個(gè)娛樂(lè)方面的模型。我們提出的概念還將會(huì)深化并在反復(fù)設(shè)計(jì)的過(guò)程中改善。