基于物联网的移动交互研究

摘要：分离出物联网的两个域，提出了交互服务器的概念，其包括服务整合、联想函数和用户接口生成三个函数，来实现物联网中人机交互。

关键词：物联网；嵌入式；电子标签

中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1007-9599　（2012）　19-0000-02

1 引言

近年来，随着不断的创新，科技、产业、经济和社会活动的改革，物联网将行程下一个万亿元级别的通信业务，物联网是一种泛在网络，1999年由麻省理工学院（美国）提出，物联网主要解决人和设备，设备到设备，人和人之间的互联，主要是突出人与设备之间信息的交互，根据ITU物联网研究组的研究结论，物联网的核心技术：高性能计算、普适计算、云计算、海量数据存储、虚拟现实技术。物联网已有的系统结构一般是由感知层、传输层和应用层组成，第一层：感知层。以EPC、RFID、传感器等传感技术为基础，通过射频设别、二维码等感知、捕获、测量技术对设备物体进行实时采集和设备的识别。第二层：传输层。通过现有的互联网、通信网、广电网以及各种接入网和专用网，可靠地进行信息实时通信和共享。第三层：应用层。由个人计算机、手机、输入输出控制终端等终端设备以及数据中心所构成的系统或专有网络，实现所感知信息的应用服务，这一层特点智能化，通过各种智能计算技术，对获取的海量数据信息进行分析和处理，从而实现智能化决策和控制。目前最新的物联网的自主体系结构是为了适应于异构的物联网无线通信环境而设计的，采用智能自主通信技术，智能自主件在端到端层次以及中间结点，执行智能交互时执行已知的任务或通过人工智能解决新出现的任务，此系统能确保网络互联系统的可进化特性。

在现在复杂的、无处不在的信息社会中，各式各样的移动设备提供了用户实时的获取信息，实时的应用信息，并与网络中的各种设备直接交互的能力，随着可见或无线RFID标签的发展，感知层的建立，用户可以通过移动设备获取实时的数字信息，当前已存在一些提供考虑到交互性的应用方法。绝大部分是私有的、为一个具体实际应用领域而设计的，而不是实现智能交互的通用系统。国外的一个例子是诺基亚定位交互服务器，作为基于RFID移动交互后端设备的实时网络服务，国内的例子是基于移动通信技术的智能交通系统，随时随地的和车主进行移动交互，随时掌控、疏导道路交通流量。

2 问题的提出

具体物联网技术开发中，面临着如何构建面向不同应用物联网的通用或者智能中间件的技术难题，。我们希望探索出如何优化中间层的用户接口从而能够在与物联网中不同物理设备对象进行交互，并且使这样的接口能简单复用和增强延展性。我们的架构提出了如下的技术要求：（1）语义网络服务的建模、构成和提供。（2）抽象网络服务功能的复杂性和支持用户与物理对象交互的用户接口的描述、自动生成和整合。（3）嵌入式移动设备与传感标记技术的连接以及不同元素间建模和信息交换。

为了解决面对不同应用自动生成用户接口的问题，智能电网工程旨在解决嵌入式移动设备与电力设备如发电机、变压器设备的交互。虽然语义网络服务仅仅提供了用户接口的有限的描述和创造，这样的接口看成自动用户接口生成的开始。

3 解决方法

通过分析，提出将物联网中相互分开的领域结合：物联网和用嵌入式移动设备来连接的交互设备。嵌入式移动设备在其中就像一个独立于它连接的物理设备，也独立于它所请求的服务的通用客户服务器。为了连接这两个域，嵌入式移动设备里建立了交互客户端和服务客户端，当服务客户端与服务器进行通信时，交互客户端检测唯一的标示符和存储在设备上附加数据。能够丰富自动用户接口生成的特定项目的背景信息，由通用客户端来存储。在网络能提供的服务被描述为降低协同工作、自动服务/组成以及自动用户生成的语义网络服务，这些服务主要分成基础服务和环境服务。基础服务执行与物理对象交互相关的主要函数工作，一个物理设备与一个最初的基本服务可能存在一个固定的关系。环境服务提供环境信息，如位置的相关信息如温度，湿度等，所有的服务都可以相互交互。例如一个基础服务可以请求其他的基础服务或环境服务。

为了连接服务域和交互域，提出一个“交互服务器”，此服务器可以提供三个主要函数：服务整合、联想函数和用户接口生成。服务整合函数描述了一些在移动交互过程相关的网络服务的交互，联想函数用来解决不同服务之间过低的语义协同性问题。系统的另外一个难点在于自动产生于应用不用服务的用户接口。通过提供了一个服务请求所要求的输入输出的定义，语义服务描述已经定义了一个设备用户接口的粗略结构。借助于一个用来描述一个参数映射到一个确定的用户接口的附加用户接口扩展。从层次结构化的观点我们认识了不同的方法，交互服务器可以存在于这些方法自身的领域中。终端用户的隐私可以通过将交互服务器分配给通用客户端而得到保证。

为了阐述上述提到的概念，运行一个简单的例子。设计一个手机销售广告牌，在广告中，一款手机生产厂家的手机广告具有各城市各大手机卖场订购此款手机的功能。假设广告上展示的各款手机被顾客选中，一个带有近距离通信功能的手机，用来与手机销售广告牌交互。RFID标签被固定在海报的背面，这个服务可以使用明确地使用环境相关的信息如位置来选择最近的手机卖场或通过时间来确定这款手机实时的促销信息。通过这个简单的应用中有一个有不同手机卖场服务和环境信息服务组成的主要手机销售分发服务。

这样的一个体系结构实现了智能交互，通过情景感知让物联网中的一些数据以低能耗方式在本地资源受限的传感器节点、在交互服务器上处理相应的数据，使用户能更好的达到自己的目的。目前协调感知技术正融入此体系结构中，同时位于不同时空位置的感知设备观测的信息具有互补性，如何综合多个感知节点的数据综合起来，经过信息的提取，通过交互服务器的三大主要函数得出用户最终需要的信息。

4 总结

而现在，物联网受限于物理对象的标准化描述。借由智能交互拓展了物理设备的性能还仅仅只有一些特有解决方案。在论文中，我们讨论了一种将移动互联的嵌入式系统互联与物联网以同样方式结合的思路，展示了一个通过统一客户终端实现设备和各种服务间协调的系统。我们在中间件中以一种统一而准确的方式提供给用户的不同独立服务的组合上。凭借语义网络服务技术，有可能克服不同服务间语义不兼容问题的可能。物联网是一项庞大的系统，是未来更长时间进行设计、部署、实现和完善的系统，需要有计划、深入地开展相关的研究和开发工作。

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