在傳統(tǒng)中革新 物聯(lián)網(wǎng)探索移動交流

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人們現(xiàn)在越來越重視移動器件和物理物體之間的交流，因為這是實際物體要求服務(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)計的，不能形成整體概念。另一方面，物聯(lián)網(wǎng)有一套標準和方法標識物體。我們認為，這兩類技術(shù)的結(jié)合能夠促進物體移動交流的發(fā)展和推廣。在本文中，我們提出了一個利用物聯(lián)網(wǎng)進行移動交流的概念，架構(gòu)和正在試驗中的早期模型。我們用語義網(wǎng)來描述物理物體，并用于移動器件用戶界面的自動獲得。

介紹與動機

今天，用戶越來越深地陷入了信息無處不在的復(fù)雜世界之中。移動用戶用越來越復(fù)雜的方法獲取信息，利用周邊信息并直接同實際物體交流。另一方面，物理物體越來越多地通過有形和無線的標識，如RFID標簽與數(shù)字信息結(jié)合在一起。移動交流可以讓用戶選擇虛擬信息，通過與實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)計的，不能對實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)器只提供實時網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，是以RFID為基礎(chǔ)的移動交流的后臺。

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

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，增強擴展性，保持平臺獨立，實現(xiàn)信息的標準化交流。另外，我們還想通過語義描述增強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)的動態(tài)組成。本文提出的語義網(wǎng)服務(wù)模型完全能夠通過語境理解含混信息，免除了用戶清晰準確地提供信息之勞。這樣，我們就能在我們的架構(gòu)中為移動器件用戶界面的自動生成提供語義網(wǎng)服務(wù)表達了。

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)是可以滿足幾個技術(shù)要求的。例如：

模型化，具有語義網(wǎng)服務(wù)的成分和要素；

移動用戶界面描述，自動生成和整合，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；

移動器件和標識技術(shù)之間的聯(lián)系，模型化和各成分之間的信息交流。

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

架構(gòu)與示范模型

如上所述，在我們的方法中，要把兩個分離的領(lǐng)域，即物聯(lián)網(wǎng)和物理物體的移動交流結(jié)合在一起。我們的主要目標是把這兩個領(lǐng)域連接起來，讓移動器件成為二者之間的中介。移動器件像一個通用委托者，它獨立于與之交流的物理物體，也獨立于它所引導(dǎo)的服務(wù)。為實現(xiàn)這兩個領(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。交流委托者檢測物體獨特的身份和存儲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。通用委托者存儲用戶的語境信息，能提高用戶界面自動生成的能力。對于器件語境，我們考慮若干移動平臺，這些平臺的物理交流能力（例如照相機和RFID/NFC閱讀器）和用戶界面能力（如擴展標識語言XHTML或Java用于移動通信技術(shù)的J2ME）是不同的。所以通用委托者必須能支持交流過程中器件能力的任意組合。

把網(wǎng)絡(luò)服務(wù)以語義網(wǎng)服務(wù)來表述，能增強交互性，促進自動服務(wù)的產(chǎn)生和組合，并促使自動用戶界面生成?；痉?wù)承擔(dān)著與物體交流的主要功能性任務(wù)。在物理物體和初級基站服務(wù)之間可能有一種固定的關(guān)系。語境服務(wù)提供語境信息，如位置和時間。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)或語境服務(wù)。但是通用委托者也能直接接入語境服務(wù)。

為把服務(wù)域和物理交流域連接起來，我們提出一個交流代理者的概念，它有三個主要的功能：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)之間語義兼容性缺失的問題。

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

我們從架構(gòu)的觀點用不同的方法明確交流委托者屬于哪一個領(lǐng)域。在通用委托者中指定交流委托者能保護用戶的隱私。另一方面，推理的過程從計算機的角度講需要太多的移動電話。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。

為說明我們的概念，我們最近推出了一個初級模型。我們設(shè)計了一個移動商業(yè)推銷方案，在這個方案中，一家電影推銷商用海報向各個電影院提供售票服務(wù)。我們假定在海報上做廣告的電影肯定可以被用戶明確地選定。近場通信可以使手機與海報交流。NFC/RFID標簽固定在海報背面。這種服務(wù)可以用標簽內(nèi)置的語境信息如位置，找到最近的電影院，約定開始放映時間。在這個簡單的例子中，幾家不同的電影院和幾種不同的語境服務(wù)組成了一種主要的電影銷售服務(wù)。

框架和交流服務(wù)成分的實施和應(yīng)用正在開發(fā)中。為描述語義網(wǎng)服務(wù)，我們打算采用網(wǎng)絡(luò)本體語言（OWL）和網(wǎng)絡(luò)本體語言服務(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”來開發(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)，我們在Axis的頂端使用了Mindwap OWL-S API。

結(jié)論

到目前為止，物聯(lián)網(wǎng)還只是對物理物體的標準描述。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是把物理移動交流同物聯(lián)網(wǎng)廣泛地結(jié)合在一起。我們提出了一個系統(tǒng)，它能通過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縫方式向用戶提供的獨立服務(wù)組合起來。采用語義網(wǎng)服務(wù)，我們看到了克服不同服務(wù)之間語義不兼容的巨大機會。此外，我們還能從對服務(wù)的語義描述中獲益，用我們建議的語義用戶界面注釋，自動生成統(tǒng)一的用戶界面?，F(xiàn)在我們正在開發(fā)一個娛樂方面的模型。我們提出的概念還將會深化并在反復(fù)設(shè)計的過程中改善。