專利名稱：基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種信息技術(shù)領(lǐng)域的方法，特別是涉及一種基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法。
背景技術(shù)：
普適計(jì)算將信息空間與物理空間融合。在這個(gè)融合的空間中人們可以隨時(shí)隨地、透明地獲得數(shù)字化的服務(wù)。普適計(jì)算中信息空間和物理空間的融合可以在不同尺度上得到體現(xiàn)，其在房間、建筑物這個(gè)尺度上的體現(xiàn)就是智能空間。智能空間首先是一個(gè)嵌入性很高的計(jì)算環(huán)境，同時(shí)由于隨身移動(dòng)設(shè)備的進(jìn)入和離開(kāi)，智能空間又是一個(gè)移動(dòng)性很高的計(jì)算環(huán)境。因此，綜合了計(jì)算中間件、自然人機(jī)交互接口、網(wǎng)絡(luò)多媒體的智能空間環(huán)境，是普適計(jì)算理論研究和技術(shù)研發(fā)的實(shí)驗(yàn)床。
國(guó)內(nèi)外對(duì)智能空間的研究已經(jīng)開(kāi)展的相當(dāng)廣泛。隨著普適計(jì)算的進(jìn)一步發(fā)展，智能空間必然將從獨(dú)立的智能空間逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)放的智能空間，最后發(fā)展為多個(gè)智能空間互聯(lián)的智能社區(qū)。這種趨勢(shì)使得如何高效地連接不同的智能空間、如何提高智能空間的可擴(kuò)展性以及如何在不同空間交互時(shí)保護(hù)智能空間中的信息隱藏成為亟待解決的問(wèn)題。而目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)大都致力于獨(dú)立智能空間的開(kāi)發(fā)，對(duì)于這幾個(gè)問(wèn)題的研究顯得不夠深入，智能空間的模型化程度不夠。
經(jīng)過(guò)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Jeffrey King等在Local Computer Networks，Proceedings 2006 31st IEEE Conference on Nov.2006 Page(s)630-638(計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，IEEE2006年第31次會(huì)議論文集2006年11月630頁(yè)至638頁(yè))上發(fā)表《AtlasA Service-Oriented Sensor Platform Hardware and Middleware toEnable Programmable Pervasive Spaces》(《Atlas一個(gè)面向服務(wù)的傳感器平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)可編程的普適空間的硬件和中間件》)。該文提出了面向服務(wù)的傳感器建模方法，它從服務(wù)的觀點(diǎn)對(duì)智能空間中異構(gòu)的傳感器進(jìn)行統(tǒng)一的模型化處理，從而實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展、可自由組合的智能空間平臺(tái)。其不足在于這種方法僅僅考慮傳感器作為智能空間基本組成部分的情況，而沒(méi)有對(duì)智能空間中的軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行同樣的模型化；這種方法對(duì)于智能空間中的數(shù)據(jù)信息安全沒(méi)有深入研究，把信息的保護(hù)和隱藏交給中間件實(shí)現(xiàn)，這種機(jī)制不利于智能空間的擴(kuò)展和互聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，并基于這個(gè)模型提出智能空間中信息隱藏以及空間擴(kuò)展和互聯(lián)的機(jī)制。使用本發(fā)明方法建立智能空間，可以使得智能空間中的各種組成部分具有較高的可重用性，從而有利于快速構(gòu)建新的智能空間，有利于實(shí)現(xiàn)智能空間構(gòu)建從理論到商業(yè)應(yīng)用的發(fā)展。
本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括以下步驟(1)將智能空間分為傳輸平臺(tái)和服務(wù)元素兩大部分；(2)對(duì)于步驟(1)中劃分的傳輸平臺(tái)，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b；(3)對(duì)于步驟(1)中劃分的服務(wù)元素，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b；(4)使用前述步驟中封裝完成的傳輸平臺(tái)和服務(wù)元素，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b智能空間；(5)對(duì)于步驟(4)已經(jīng)封裝完成的智能空間，通過(guò)不同的訪問(wèn)權(quán)限實(shí)現(xiàn)信息隱藏；(6)使用已經(jīng)封裝的智能空間中的智能空間列表，實(shí)現(xiàn)智能空間互聯(lián)；(7)對(duì)于封裝完成的智能空間類，通過(guò)類的繼承實(shí)現(xiàn)智能空間擴(kuò)展。
所述的傳輸平臺(tái)，主要負(fù)責(zé)智能空間中的信息傳輸和服務(wù)元素的通信。一方面，它監(jiān)聽(tīng)來(lái)自于服務(wù)元素或者鄰近空間傳輸平臺(tái)的信息請(qǐng)求；另一方面，它向相關(guān)的服務(wù)元素或者鄰近空間的傳輸平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)信息請(qǐng)求，并將請(qǐng)求的結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給向這個(gè)傳輸平臺(tái)發(fā)出請(qǐng)求的單元。其中，所述的信息，既包括智能空間中各種傳感器設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，也包括決策模塊、信息融合模塊等智能空間中的計(jì)算單元做出的決策信息。
所述的服務(wù)元素，可以分為原子服務(wù)元素和復(fù)合服務(wù)元素。
其中，所述的原子服務(wù)元素，包括①智能空間中的傳感器設(shè)備。
②智能空間中的信息處理模塊。
③智能空間中的控制模塊。
其中，所述的智能空間中的傳感器設(shè)備，負(fù)責(zé)從智能空間對(duì)應(yīng)的物理空間中采集信息，如當(dāng)前的溫度等。常見(jiàn)的傳感器設(shè)備如攝像頭、麥克風(fēng)、紅外傳感器等。
所述的智能空間中的信息處理模塊，它們對(duì)傳感器設(shè)備或者智能化計(jì)算設(shè)備的信息進(jìn)行各種處理，這些模塊一般存在于智能化計(jì)算設(shè)備中，可以采用軟件設(shè)備。智能化計(jì)算設(shè)備指的是那些具備獨(dú)立計(jì)算的能力的設(shè)備。典型智能化設(shè)備如電子計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、PDA等。
所述的智能空間中的控制模塊，負(fù)責(zé)利用智能空間中的各種信息，進(jìn)行相應(yīng)的控制輸出，如對(duì)傳感器、軟件、控制設(shè)備進(jìn)行控制。
所述的復(fù)合服務(wù)元素，是由若干個(gè)原子服務(wù)元素組合構(gòu)成的服務(wù)元素。
所述的用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b傳輸平臺(tái)，具體流程如下①添加傳輸平臺(tái)的IP地址為公有成員變量；②添加傳輸平臺(tái)的端口號(hào)為公有成員變量；③添加公有的信息訪問(wèn)函數(shù)；④添加指向所在智能空間的指針為私有成員變量。
其中，所述的添加傳輸平臺(tái)的IP地址為公有成員變量和所述的添加傳輸平臺(tái)的端口號(hào)為公有成員變量，使得智能空間中的服務(wù)元素以及鄰近智能空間的傳輸平臺(tái)可以通過(guò)這兩個(gè)變量的值構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)地址訪問(wèn)該傳輸平臺(tái)。
所述的添加公有的信息訪問(wèn)函數(shù)，為了供服務(wù)元素或者鄰近智能空間的傳輸平臺(tái)獲取信息。這個(gè)函數(shù)至少需要如下參數(shù)①請(qǐng)求單元的類型，即請(qǐng)求單元是服務(wù)元素還是鄰近智能空間中的傳輸平臺(tái)。
②請(qǐng)求單元的標(biāo)識(shí)。函數(shù)通過(guò)這個(gè)標(biāo)識(shí)去判斷請(qǐng)求是否合法。
③請(qǐng)求的信息參數(shù)。使得傳輸平臺(tái)可以準(zhǔn)確定位具體信息的參數(shù)。如信息的類型、信息的時(shí)間戳、信息來(lái)自于哪一個(gè)服務(wù)元素等等。
函數(shù)的返回值為所請(qǐng)求的信息。如果請(qǐng)求不合法，則返回空信息。
函數(shù)的行為可以如下描述如果請(qǐng)求單元是服務(wù)元素，則在智能空間的服務(wù)元素列表中查找，如果找到，則利用請(qǐng)求信息的參數(shù)來(lái)向相關(guān)的服務(wù)元素或者傳輸平臺(tái)請(qǐng)求相應(yīng)信息，并將獲得的信息返回；如果沒(méi)有找到，則認(rèn)為請(qǐng)求不合法，返回空信息。如果請(qǐng)求單元是鄰近智能空間的傳輸平臺(tái)，且請(qǐng)求的信息所屬的服務(wù)元素在這個(gè)智能空間的公有列表中，則轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的請(qǐng)求，并將獲得的信息返回；否則，直接將這個(gè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給鄰近智能空間列表中的智能空間相應(yīng)的傳輸平臺(tái)，并返回空信息。
所述的添加指向所在智能空間的指針為私有成員變量，傳輸平臺(tái)通過(guò)這個(gè)指針訪問(wèn)智能空間的服務(wù)元素列表以及鄰近智能空間列表。
所述的用面向?qū)ο蠓椒ǚ庋b服務(wù)元素，具體實(shí)現(xiàn)流程如下①添加服務(wù)元素的IP地址作為公有成員變量；②添加服務(wù)元素的端口號(hào)作為公有成員變量；③添加接收信息請(qǐng)求的公有成員函數(shù)；④添加服務(wù)元素標(biāo)識(shí)作為私有的成員變量；⑤添加注冊(cè)函數(shù)作為公有成員函數(shù)；⑥添加注銷函數(shù)作為公有成員函數(shù)；⑦添加服務(wù)元素列表作為私有的成員變量；⑧添加空間響應(yīng)函數(shù)作為公有成員函數(shù)。
其中，所述的添加服務(wù)元素的IP地址作為公有成員變量和所述的添加服務(wù)元素的端口號(hào)作為公有成員變量，傳輸平臺(tái)通過(guò)訪問(wèn)這兩個(gè)變量的值來(lái)獲得服務(wù)元素的網(wǎng)絡(luò)地址，從而與服務(wù)元素進(jìn)行通信。
所述的添加接受信息請(qǐng)求的公有成員函數(shù)，為了接收傳輸平臺(tái)發(fā)送的信息請(qǐng)求。與傳輸平臺(tái)的相應(yīng)函數(shù)不同的是，服務(wù)元素的信息請(qǐng)求不去考慮請(qǐng)求合法性，而只是將相應(yīng)信息返回。這個(gè)函數(shù)的參數(shù)為請(qǐng)求信息的參數(shù)。同樣地，這個(gè)參數(shù)是能夠準(zhǔn)確定位具體信息的所有參數(shù)集合，如信息的類型、信息的時(shí)間戳等。函數(shù)的行為描述為根據(jù)請(qǐng)求信息的參數(shù)，在自己存儲(chǔ)的信息中查找相應(yīng)的信息，如果找到，則將該信息返回；如果沒(méi)有找到，則返回空信息。
所述的添加服務(wù)元素標(biāo)識(shí)，是為了區(qū)分不同的服務(wù)元素。由于智能空間的服務(wù)元素有可能數(shù)目龐大，建議采用GUID的方法標(biāo)識(shí)服務(wù)元素。但是，具體實(shí)施本發(fā)明的用戶可以自行選擇其他方法，只要能夠保證不同的服務(wù)元素對(duì)應(yīng)于不同的標(biāo)識(shí)符即可。本發(fā)明對(duì)此不做強(qiáng)制性要求。
所述的添加注冊(cè)函數(shù)作為公有成員函數(shù)，用于服務(wù)元素進(jìn)入智能空間。注冊(cè)函數(shù)負(fù)責(zé)向希望加入的智能空間發(fā)出注冊(cè)申請(qǐng)，智能空間接受申請(qǐng)并將該服務(wù)元素添加至相應(yīng)訪問(wèn)權(quán)限的服務(wù)元素列表。注冊(cè)函數(shù)需要向智能空間傳遞如下參數(shù)服務(wù)元素的標(biāo)識(shí)以及服務(wù)元素希望的被訪問(wèn)權(quán)限。
其中，所述的被訪問(wèn)權(quán)限包括公有、私有和保護(hù)的三種類型。在智能空間實(shí)現(xiàn)信息隱藏的機(jī)制部分將詳細(xì)敘述。
所述的添加注銷函數(shù)作為公有成員函數(shù)，用于服務(wù)元素離開(kāi)智能空間。注銷函數(shù)向智能空間發(fā)出注銷申請(qǐng)，智能空間接受申請(qǐng)并將該服務(wù)元素從服務(wù)元素列表中刪除。注銷函數(shù)僅需要包含一個(gè)參數(shù)，即這個(gè)服務(wù)元素的標(biāo)識(shí)。用戶也可以添加自己的參數(shù)，以滿足更多的需求。
所述的添加服務(wù)元素列表作為私有的成員變量，是為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)元素的可組合性。服務(wù)元素列表中包含且僅包含所有組成該服務(wù)元素的服務(wù)元素指針。原子服務(wù)元素的列表始終為空，而復(fù)合服務(wù)元素的列表中包含且僅包含所有構(gòu)成這個(gè)復(fù)合服務(wù)元素的服務(wù)元素。服務(wù)元素列表中的服務(wù)元素既可以是原子服務(wù)元素，也可以是復(fù)合服務(wù)元素。
所述的添加空間響應(yīng)函數(shù)作為公有成員函數(shù)，為了便于智能空間確定該服務(wù)元素是否仍在空間內(nèi)。這個(gè)函數(shù)接收到智能空間的查詢請(qǐng)求，然后將約定的信息回復(fù)給智能空間。這里，建議回復(fù)服務(wù)元素的標(biāo)識(shí)，以便于智能空間確定回復(fù)的服務(wù)元素的身份。用戶也可以將所有服務(wù)元素的回復(fù)信息設(shè)置為等同的，只要保證回復(fù)信息與傳輸平臺(tái)查詢的信息之間可以明確區(qū)分，不會(huì)發(fā)生沖突即可。
所述的使用前述步驟中封裝完成的傳輸平臺(tái)和服務(wù)元素，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b智能空間，具體實(shí)現(xiàn)流程如下①添加傳輸平臺(tái)作為公有成員變量；②添加三個(gè)服務(wù)元素列表；③添加公有的注冊(cè)和注銷函數(shù)；④添加私有的輪詢函數(shù)；⑤添加智能空間列表。
其中，所述的添加傳輸平臺(tái)作為公有成員變量，要求傳輸平臺(tái)在智能空間中存在且唯一。
所述的添加三個(gè)服務(wù)元素列表，三個(gè)列表分別是公有、私有和保護(hù)成員。三個(gè)具有不同的訪問(wèn)權(quán)限的服務(wù)元素列表就可以實(shí)現(xiàn)信息的隱藏。這將在后面信息隱藏機(jī)制中詳細(xì)敘述。初始的時(shí)候，三個(gè)列表均為空。
所述的添加公有的注冊(cè)和注銷函數(shù)，兩個(gè)函數(shù)分別與服務(wù)元素的注冊(cè)和注銷對(duì)應(yīng)使用。所述的注冊(cè)函數(shù)的行為描述為接收到服務(wù)元素的注冊(cè)請(qǐng)求，根據(jù)服務(wù)元素的標(biāo)識(shí)，在服務(wù)元素列表中查找，如果沒(méi)有找到，則根據(jù)服務(wù)元素請(qǐng)求的被訪問(wèn)權(quán)限將其添加到相應(yīng)的服務(wù)元素列表中去；如果找到，且當(dāng)前的被訪問(wèn)權(quán)限等同于服務(wù)元素要求的訪問(wèn)權(quán)限，則視為重復(fù)注冊(cè)請(qǐng)求，不作任何處理，直接返回；如果找到，但是當(dāng)前的被訪問(wèn)權(quán)限不等于服務(wù)元素要求的訪問(wèn)權(quán)限，則將找到的服務(wù)元素從列表中刪除，并將請(qǐng)求的服務(wù)元素添加至相應(yīng)的服務(wù)元素列表中。所述的注銷函數(shù)的行為相對(duì)簡(jiǎn)單，根據(jù)請(qǐng)求的服務(wù)元素的標(biāo)識(shí)，在服務(wù)元素列表中尋找到相應(yīng)的服務(wù)元素并將其刪除即可。
所述的添加私有的輪詢函數(shù)，目的是為了處理智能空間中存在服務(wù)元素意外退出的情況。也就是說(shuō)，功能描述為每隔一個(gè)固定的時(shí)間，向三個(gè)服務(wù)元素列表中的所有服務(wù)元素發(fā)送查詢請(qǐng)求，并等待服務(wù)元素的響應(yīng)。如果服務(wù)元素沒(méi)有響應(yīng)查詢請(qǐng)求，則認(rèn)為服務(wù)元素已經(jīng)退出智能空間，智能空間將其從服務(wù)元素列表中刪除。
所述的添加智能空間列表，這個(gè)列表中存放鄰近智能空間的信息。傳輸平臺(tái)訪問(wèn)其他智能空間就是通過(guò)獲取這個(gè)列表而實(shí)現(xiàn)的。與這個(gè)列表對(duì)應(yīng)的函數(shù)包括添加智能空間至列表、從列表刪除智能空間等，用戶可以根據(jù)需求自行定義與實(shí)現(xiàn)。
所述的通過(guò)不同的訪問(wèn)權(quán)限實(shí)現(xiàn)信息隱藏，具體機(jī)制描述如下①對(duì)于智能空間內(nèi)部的服務(wù)元素而言，通過(guò)傳輸平臺(tái)，它們可以訪問(wèn)這個(gè)智能空間中其他服務(wù)元素的所有信息。
②對(duì)于智能空間以外的其他智能空間中的服務(wù)元素而言，它們的訪問(wèn)受到了一定的限制。
其中，所述的對(duì)于智能空間以外的其他智能空間中的服務(wù)元素而言，它們的訪問(wèn)受到了一定的限制，指的是，它們的訪問(wèn)請(qǐng)求首先通過(guò)自己所在空間的傳輸平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)給相關(guān)的智能空間中的傳輸平臺(tái)，相關(guān)空間的傳輸平臺(tái)接受這個(gè)請(qǐng)求之后，判斷請(qǐng)求的合法性。只有那些位于公有服務(wù)元素列表中的服務(wù)元素的信息才可以被訪問(wèn)并傳遞給請(qǐng)求的服務(wù)元素。私有和保護(hù)的服務(wù)元素列表對(duì)于智能空間之外的服務(wù)元素而言是不可見(jiàn)的。這樣的機(jī)制就實(shí)現(xiàn)了信息的有效隱藏。
所述的使用已經(jīng)封裝的智能空間中的智能空間列表，實(shí)現(xiàn)智能空間互聯(lián)，具體指的是，互聯(lián)的時(shí)候?qū)?duì)方的信息添加到自己的智能空間列表中，傳輸平臺(tái)便可以尋找到這個(gè)智能空間，兩個(gè)智能空間即可相互連接。一個(gè)智能空間中的服務(wù)元素便可以通過(guò)兩個(gè)連接起來(lái)的傳輸平臺(tái)獲得另外一個(gè)智能空間中的公有信息。
所述的對(duì)于封裝完成的智能空間類，通過(guò)類的繼承實(shí)現(xiàn)智能空間擴(kuò)展，具體描述為，繼承的類與基類結(jié)構(gòu)相同，也具有三個(gè)服務(wù)元素列表、一個(gè)傳輸平臺(tái)和一個(gè)智能空間列表?；愔械暮瘮?shù)行為保持一致，只是在繼承類中的重載函數(shù)首先執(zhí)行基類的對(duì)應(yīng)函數(shù)，然后完成繼承類中的對(duì)應(yīng)行為。通過(guò)類的繼承，擴(kuò)展的智能空間可以訪問(wèn)原來(lái)智能空間的公有和保護(hù)類別的服務(wù)元素，而原來(lái)智能空間中的私有服務(wù)元素信息不可見(jiàn)。從外部來(lái)看，繼承的智能空間類與原有類具有相同的接口和一致的行為，因而保證了智能空間行為的一致性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于基于面向?qū)ο笏枷雽?duì)智能空間進(jìn)行建模。對(duì)于已有的智能空間而言，這種建模方法將結(jié)構(gòu)、功能相異的智能空間統(tǒng)一起來(lái)，從而有利于在這些智能空間的基礎(chǔ)上擴(kuò)展，有利于構(gòu)建智能社區(qū)。而且，使用這種建模方法可以通過(guò)將已有傳感器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)封裝為服務(wù)元素而重用這些軟硬件系統(tǒng)。此外，對(duì)于尚未建立的智能空間而言，使用本發(fā)明的方法可以快速地建立智能空間的框架結(jié)構(gòu)，使開(kāi)發(fā)人員集中精力于智能空間的具體功能。因此，本發(fā)明可以減少重新開(kāi)發(fā)智能空間或者智能空間中的服務(wù)元素的物質(zhì)和人力成本，縮短開(kāi)發(fā)周期。


圖1是智能空間建模的流程圖。
圖2是智能空間中的服務(wù)元素請(qǐng)求信息的過(guò)程示意圖。
圖3為本發(fā)明智能空間的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
圖1是智能空間建模的流程圖。對(duì)智能空間建模，首先需要?jiǎng)澐种悄芸臻g的各組成系統(tǒng)。負(fù)責(zé)信息傳輸?shù)南到y(tǒng)劃分為傳輸平臺(tái)，而其他系統(tǒng)為服務(wù)元素。劃分之后，對(duì)傳輸平臺(tái)和服務(wù)元素分別進(jìn)行封裝。在封裝完成的傳輸平臺(tái)和服務(wù)元素的基礎(chǔ)上，封裝智能空間。智能空間封裝完畢，便可以對(duì)智能空間進(jìn)行互聯(lián)和擴(kuò)展。圖1所示的實(shí)施例中，將兩個(gè)封裝完成的智能空間通過(guò)傳輸平臺(tái)連接，便完成了智能空間互聯(lián)。圖1所示的實(shí)施例中，為一個(gè)封裝完成的智能空間添加已經(jīng)封裝的服務(wù)元素，并擴(kuò)展已經(jīng)封裝的傳輸平臺(tái)，便實(shí)現(xiàn)了智能空間的擴(kuò)展。
本實(shí)施例采用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b傳輸平臺(tái)，具體流程如下①添加傳輸平臺(tái)的IP地址為公有成員變量；②添加傳輸平臺(tái)的端口號(hào)為公有成員變量；③添加公有的信息訪問(wèn)函數(shù)；④添加指向所在智能空間的指針為私有成員變量。
其中，所述的添加公有的信息訪問(wèn)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)至少需要如下參數(shù)①請(qǐng)求單元的類型即請(qǐng)求單元是服務(wù)元素還是鄰近智能空間中的傳輸平臺(tái)；②請(qǐng)求單元的標(biāo)識(shí)函數(shù)通過(guò)這個(gè)標(biāo)識(shí)去判斷請(qǐng)求是否合法；③請(qǐng)求的信息參數(shù)使得傳輸平臺(tái)定位具體信息的參數(shù)，包括信息的類型、信息的時(shí)間戳、信息來(lái)自于哪一個(gè)服務(wù)元素；函數(shù)的返回值為所請(qǐng)求的信息，如果請(qǐng)求不合法，則返回空信息。
本實(shí)施例采用面向?qū)ο蠓椒ǚ庋b服務(wù)元素，具體實(shí)現(xiàn)流程如下①添加服務(wù)元素的IP地址作為公有成員變量；②添加服務(wù)元素的端口號(hào)作為公有成員變量；③添加接收信息請(qǐng)求的公有成員函數(shù)；④添加服務(wù)元素標(biāo)識(shí)作為私有的成員變量；⑤添加注冊(cè)函數(shù)作為公有成員函數(shù)；⑥添加注銷函數(shù)作為公有成員函數(shù)；⑦添加服務(wù)元素列表作為私有的成員變量；⑧添加空間響應(yīng)函數(shù)作為公有成員函數(shù)。
所述的添加服務(wù)元素的IP地址作為公有成員變量和所述的添加服務(wù)元素的端口號(hào)作為公有成員變量，傳輸平臺(tái)通過(guò)訪問(wèn)這兩個(gè)變量的值來(lái)獲得服務(wù)元素的網(wǎng)絡(luò)地址，從而與服務(wù)元素進(jìn)行通信；所述的添加接受信息請(qǐng)求的公有成員函數(shù)，為了接收傳輸平臺(tái)發(fā)送的信息請(qǐng)求；與傳輸平臺(tái)的相應(yīng)函數(shù)不同的是，服務(wù)元素的信息請(qǐng)求不去考慮請(qǐng)求合法性，而只是將相應(yīng)信息返回，這個(gè)函數(shù)的參數(shù)為請(qǐng)求信息的參數(shù)，同樣地，這個(gè)參數(shù)是能定位具體信息的所有參數(shù)集合，函數(shù)的行為描述為根據(jù)請(qǐng)求信息的參數(shù)，在自己存儲(chǔ)的信息中查找相應(yīng)的信息，如果找到，則將該信息返回；如果沒(méi)有找到，則返回空信息；所述的添加注冊(cè)函數(shù)作為公有成員函數(shù)，用于服務(wù)元素進(jìn)入智能空間，注冊(cè)函數(shù)負(fù)責(zé)向希望加入的智能空間發(fā)出注冊(cè)申請(qǐng)，智能空間接受申請(qǐng)并將該服務(wù)元素添加至相應(yīng)訪問(wèn)權(quán)限的服務(wù)元素列表，注冊(cè)函數(shù)需要向智能空間傳遞如下參數(shù)服務(wù)元素的標(biāo)識(shí)以及服務(wù)元素希望的被訪問(wèn)權(quán)限。
所述的添加注銷函數(shù)作為公有成員函數(shù)，用于服務(wù)元素離開(kāi)智能空間，注銷函數(shù)向智能空間發(fā)出注銷申請(qǐng)，智能空間接受申請(qǐng)并將該服務(wù)元素從服務(wù)元素列表中刪除，注銷函數(shù)僅需要包含一個(gè)參數(shù)，即這個(gè)服務(wù)元素的標(biāo)識(shí)；所述的添加服務(wù)元素列表作為私有的成員變量，是為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)元素的可組合性，服務(wù)元素列表中包含且僅包含所有組成該服務(wù)元素的服務(wù)元素指針，原子服務(wù)元素的列表始終為空，而復(fù)合服務(wù)元素的列表中包含且僅包含所有構(gòu)成這個(gè)復(fù)合服務(wù)元素的服務(wù)元素，服務(wù)元素列表中的服務(wù)元素是原子服務(wù)元素，或者是復(fù)合服務(wù)元素；所述的添加空間響應(yīng)函數(shù)作為公有成員函數(shù)，為了便于智能空間確定該服務(wù)元素是否仍在空間內(nèi)，這個(gè)函數(shù)接收到智能空間的查詢請(qǐng)求，然后將約定的信息回復(fù)給智能空間。
本實(shí)施例采用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b智能空間，具體實(shí)現(xiàn)流程如下①添加傳輸平臺(tái)作為公有成員變量；②添加三個(gè)服務(wù)元素列表；③添加公有的注冊(cè)和注銷函數(shù)；④添加私有的輪詢函數(shù)；⑤添加智能空間列表。
本實(shí)施例通過(guò)不同的訪問(wèn)權(quán)限實(shí)現(xiàn)信息隱藏，具體機(jī)制描述如下①對(duì)于智能空間內(nèi)部的服務(wù)元素，通過(guò)傳輸平臺(tái)，它們能訪問(wèn)這個(gè)智能空間中其他服務(wù)元素的所有信息。
②對(duì)于智能空間以外的其他智能空間中的服務(wù)元素，它們的訪問(wèn)受到限制，即，它們的訪問(wèn)請(qǐng)求首先通過(guò)自己所在空間的傳輸平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)給智能空間中的傳輸平臺(tái)，傳輸平臺(tái)接受這個(gè)請(qǐng)求之后，判斷請(qǐng)求的合法性，只有那些位于公有服務(wù)元素列表中的服務(wù)元素的信息才能被訪問(wèn)并傳遞給請(qǐng)求的服務(wù)元素，私有和保護(hù)的服務(wù)元素列表對(duì)于智能空間之外的服務(wù)元素而言是不可見(jiàn)的，這樣的機(jī)制就實(shí)現(xiàn)了信息的有效隱藏。
所述的使用已經(jīng)封裝的智能空間中的智能空間列表，實(shí)現(xiàn)智能空間互聯(lián)，具體指的是，互聯(lián)的時(shí)候?qū)?duì)方的信息添加到自己的智能空間列表中，傳輸平臺(tái)便能尋找到這個(gè)智能空間，兩個(gè)智能空間即相互連接，一個(gè)智能空間中的服務(wù)元素便能通過(guò)兩個(gè)連接起來(lái)的傳輸平臺(tái)獲得另外一個(gè)智能空間中的公有信息。
所述的對(duì)于封裝完成的智能空間類，通過(guò)類的繼承實(shí)現(xiàn)智能空間擴(kuò)展，具體為繼承的類與基類結(jié)構(gòu)相同，也具有三個(gè)服務(wù)元素列表、一個(gè)傳輸平臺(tái)和一個(gè)智能空間列表，基類中的函數(shù)行為保持一致，只是在繼承類中的重載函數(shù)首先執(zhí)行基類的對(duì)應(yīng)函數(shù)，然后完成繼承類中的對(duì)應(yīng)行為，通過(guò)類的繼承，擴(kuò)展的智能空間能訪問(wèn)原來(lái)智能空間的公有和保護(hù)類別的服務(wù)元素，而原來(lái)智能空間中的私有服務(wù)元素信息不可見(jiàn)。
圖2是智能空間中的服務(wù)元素請(qǐng)求信息的過(guò)程示意圖。服務(wù)元素首先向傳輸平臺(tái)發(fā)出信息請(qǐng)求，傳輸平臺(tái)接收請(qǐng)求后在其所在智能空間內(nèi)查詢，如果查詢成功，則獲取請(qǐng)求的信息并將其返回給請(qǐng)求的服務(wù)元素作為響應(yīng)；如果查詢不成功，則通過(guò)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求。這個(gè)請(qǐng)求被其他傳輸平臺(tái)獲取，其他傳輸平臺(tái)在其空間內(nèi)查詢相關(guān)信息，如果查詢成功，則獲取該信息，并將信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞給轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求的傳輸平臺(tái)，作為響應(yīng)；如果查詢不成功，則傳輸平臺(tái)繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)請(qǐng)求。
圖3為智能空間的實(shí)施例。服務(wù)元素為語(yǔ)音識(shí)別、人臉識(shí)別和麥克風(fēng)。其中，語(yǔ)音識(shí)別和人臉識(shí)別為軟件設(shè)備，麥克風(fēng)為硬件設(shè)備。語(yǔ)音識(shí)別為復(fù)合服務(wù)元素，組成它的一個(gè)原子服務(wù)元素為麥克風(fēng)，其服務(wù)元素列表中包含指向麥克風(fēng)的指針。語(yǔ)音識(shí)別和人臉識(shí)別均在智能空間1中，分別在智能空間1的公有服務(wù)元素列表和保護(hù)服務(wù)元素列表中。智能空間1的傳輸平臺(tái)保存一個(gè)指向智能空間1的指針。智能空間1與智能空間2為相鄰的智能空間，智能空間1的智能空間列表中保存指向智能空間2的指針。
使用本發(fā)明的智能空間建模方法，可以簡(jiǎn)單地通過(guò)類的固有特性實(shí)現(xiàn)智能空間內(nèi)信息的隱藏。同時(shí)，也可以通過(guò)參照面向?qū)ο蟮臋C(jī)制，實(shí)現(xiàn)智能空間的擴(kuò)展和互聯(lián)。本發(fā)明的建模方法，不僅能夠適用于尚未構(gòu)建的智能空間，也可以應(yīng)用于已經(jīng)建立的智能空間。已經(jīng)建立的智能空間僅僅需要對(duì)現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)按照本發(fā)明進(jìn)行封裝，就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g模型。
權(quán)利要求
1.一種基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，其特征在于，包括以下步驟(1)將智能空間分為傳輸平臺(tái)和服務(wù)元素兩大部分；(2)對(duì)于步驟(1)中劃分的傳輸平臺(tái)，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b；(3)對(duì)于步驟(1)中劃分的服務(wù)元素，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b；(4)使用前述步驟中封裝完成的傳輸平臺(tái)和服務(wù)元素，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b智能空間；(5)對(duì)于步驟(4)已經(jīng)封裝完成的智能空間，通過(guò)不同的訪問(wèn)權(quán)限實(shí)現(xiàn)信息隱藏；(6)使用已經(jīng)封裝的智能空間中的智能空間列表，實(shí)現(xiàn)智能空間互聯(lián)；(7)對(duì)于封裝完成的智能空間類，通過(guò)類的繼承實(shí)現(xiàn)智能空間擴(kuò)展。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，其特征是，步驟(1)中，所述的傳輸平臺(tái)，負(fù)責(zé)智能空間中的信息傳輸和服務(wù)元素的通信，一方面它監(jiān)聽(tīng)來(lái)自于服務(wù)元素或者鄰近空間傳輸平臺(tái)的信息請(qǐng)求；另一方面它向服務(wù)元素或者鄰近空間的傳輸平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)這個(gè)信息請(qǐng)求，并將請(qǐng)求的結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給向這個(gè)傳輸平臺(tái)發(fā)出請(qǐng)求的單元；所述的服務(wù)元素分為原子服務(wù)元素和復(fù)合服務(wù)元素，所述的原子服務(wù)元素，包括智能空間中的傳感器設(shè)備，智能空間中的信息處理模塊，智能空間中的控制模塊；所述的復(fù)合服務(wù)元素，是由若干個(gè)原子服務(wù)元素組合構(gòu)成的服務(wù)元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，其特征是，步驟(2)中，所述的用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b傳輸平臺(tái)，具體流程如下①添加傳輸平臺(tái)的IP地址為公有成員變量；②添加傳輸平臺(tái)的端口號(hào)為公有成員變量；③添加公有的信息訪問(wèn)函數(shù)；④添加指向所在智能空間的指針為私有成員變量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，其特征是，所述的添加公有的信息訪問(wèn)函數(shù)，這個(gè)函數(shù)至少需要如下參數(shù)①請(qǐng)求單元的類型即請(qǐng)求單元是服務(wù)元素還是鄰近智能空間中的傳輸平臺(tái)；②請(qǐng)求單元的標(biāo)識(shí)函數(shù)通過(guò)這個(gè)標(biāo)識(shí)去判斷請(qǐng)求是否合法；③請(qǐng)求的信息參數(shù)使得傳輸平臺(tái)定位具體信息的參數(shù)，包括信息的類型、信息的時(shí)間戳、信息來(lái)自于哪一個(gè)服務(wù)元素；函數(shù)的返回值為所請(qǐng)求的信息，如果請(qǐng)求不合法，則返回空信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，其特征是，步驟(3)中，所述的用面向?qū)ο蠓椒ǚ庋b服務(wù)元素，具體實(shí)現(xiàn)流程如下①添加服務(wù)元素的IP地址作為公有成員變量；②添加服務(wù)元素的端口號(hào)作為公有成員變量；③添加接收信息請(qǐng)求的公有成員函數(shù)；④添加服務(wù)元素標(biāo)識(shí)作為私有的成員變量；⑤添加注冊(cè)函數(shù)作為公有成員函數(shù)；⑥添加注銷函數(shù)作為公有成員函數(shù)；⑦添加服務(wù)元素列表作為私有的成員變量；⑧添加空間響應(yīng)函數(shù)作為公有成員函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，其特征是，所述的添加服務(wù)元素的IP地址作為公有成員變量和所述的添加服務(wù)元素的端口號(hào)作為公有成員變量，傳輸平臺(tái)通過(guò)訪問(wèn)這兩個(gè)變量的值來(lái)獲得服務(wù)元素的網(wǎng)絡(luò)地址，從而與服務(wù)元素進(jìn)行通信；所述的添加接受信息請(qǐng)求的公有成員函數(shù)，為了接收傳輸平臺(tái)發(fā)送的信息請(qǐng)求；與傳輸平臺(tái)的相應(yīng)函數(shù)不同的是，服務(wù)元素的信息請(qǐng)求不去考慮請(qǐng)求合法性，而只是將相應(yīng)信息返回，這個(gè)函數(shù)的參數(shù)為請(qǐng)求信息的參數(shù)，同樣地，這個(gè)參數(shù)是能定位具體信息的所有參數(shù)集合，函數(shù)的行為描述為根據(jù)請(qǐng)求信息的參數(shù)，在自己存儲(chǔ)的信息中查找相應(yīng)的信息，如果找到，則將該信息返回；如果沒(méi)有找到，則返回空信息；所述的添加注冊(cè)函數(shù)作為公有成員函數(shù)，用于服務(wù)元素進(jìn)入智能空間，注冊(cè)函數(shù)負(fù)責(zé)向希望加入的智能空間發(fā)出注冊(cè)申請(qǐng)，智能空間接受申請(qǐng)并將該服務(wù)元素添加至相應(yīng)訪問(wèn)權(quán)限的服務(wù)元素列表，注冊(cè)函數(shù)需要向智能空間傳遞如下參數(shù)服務(wù)元素的標(biāo)識(shí)以及服務(wù)元素希望的被訪問(wèn)權(quán)限；所述的添加注銷函數(shù)作為公有成員函數(shù)，用于服務(wù)元素離開(kāi)智能空間，注銷函數(shù)向智能空間發(fā)出注銷申請(qǐng)，智能空間接受申請(qǐng)并將該服務(wù)元素從服務(wù)元素列表中刪除，注銷函數(shù)僅需要包含一個(gè)參數(shù)，即這個(gè)服務(wù)元素的標(biāo)識(shí)；所述的添加服務(wù)元素列表作為私有的成員變量，是為了實(shí)現(xiàn)服務(wù)元素的可組合性，服務(wù)元素列表中包含且僅包含所有組成該服務(wù)元素的服務(wù)元素指針，原子服務(wù)元素的列表始終為空，而復(fù)合服務(wù)元素的列表中包含且僅包含所有構(gòu)成這個(gè)復(fù)合服務(wù)元素的服務(wù)元素，服務(wù)元素列表中的服務(wù)元素是原子服務(wù)元素，或者是復(fù)合服務(wù)元素；所述的添加空間響應(yīng)函數(shù)作為公有成員函數(shù)，為了便于智能空間確定該服務(wù)元素是否仍在空間內(nèi)，這個(gè)函數(shù)接收到智能空間的查詢請(qǐng)求，然后將約定的信息回復(fù)給智能空間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，其特征是，步驟(4)中，所述的使用前述步驟中封裝完成的傳輸平臺(tái)和服務(wù)元素，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b智能空間，具體實(shí)現(xiàn)流程如下①添加傳輸平臺(tái)作為公有成員變量；②添加三個(gè)服務(wù)元素列表；③添加公有的注冊(cè)和注銷函數(shù)；④添加私有的輪詢函數(shù)；⑤添加智能空間列表。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，其特征是，步驟(5)中，所述的通過(guò)不同的訪問(wèn)權(quán)限實(shí)現(xiàn)信息隱藏，具體機(jī)制描述如下①對(duì)于智能空間內(nèi)部的服務(wù)元素，通過(guò)傳輸平臺(tái)，它們能訪問(wèn)這個(gè)智能空間中其他服務(wù)元素的所有信息。②對(duì)于智能空間以外的其他智能空間中的服務(wù)元素，它們的訪問(wèn)受到限制，即，它們的訪問(wèn)請(qǐng)求首先通過(guò)自己所在空間的傳輸平臺(tái)轉(zhuǎn)發(fā)給智能空間中的傳輸平臺(tái)，傳輸平臺(tái)接受這個(gè)請(qǐng)求之后，判斷請(qǐng)求的合法性，只有那些位于公有服務(wù)元素列表中的服務(wù)元素的信息才能被訪問(wèn)并傳遞給請(qǐng)求的服務(wù)元素，私有和保護(hù)的服務(wù)元素列表對(duì)于智能空間之外的服務(wù)元素而言是不可見(jiàn)的，這樣的機(jī)制就實(shí)現(xiàn)了信息的有效隱藏。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，其特征是，步驟(6)中，所述的使用已經(jīng)封裝的智能空間中的智能空間列表，實(shí)現(xiàn)智能空間互聯(lián)，具體指的是，互聯(lián)的時(shí)候?qū)?duì)方的信息添加到自己的智能空間列表中，傳輸平臺(tái)便能尋找到這個(gè)智能空間，兩個(gè)智能空間即相互連接，一個(gè)智能空間中的服務(wù)元素便能通過(guò)兩個(gè)連接起來(lái)的傳輸平臺(tái)獲得另外一個(gè)智能空間中的公有信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，其特征是，步驟(7)中，所述的對(duì)于封裝完成的智能空間類，通過(guò)類的繼承實(shí)現(xiàn)智能空間擴(kuò)展，具體為繼承的類與基類結(jié)構(gòu)相同，也具有三個(gè)服務(wù)元素列表、一個(gè)傳輸平臺(tái)和一個(gè)智能空間列表，基類中的函數(shù)行為保持一致，只是在繼承類中的重載函數(shù)首先執(zhí)行基類的對(duì)應(yīng)函數(shù)，然后完成繼承類中的對(duì)應(yīng)行為，通過(guò)類的繼承，擴(kuò)展的智能空間能訪問(wèn)原來(lái)智能空間的公有和保護(hù)類別的服務(wù)元素，而原來(lái)智能空間中的私有服務(wù)元素信息不可見(jiàn)。
全文摘要
一種基于面向?qū)ο蟮闹悄芸臻g建模方法，包括以下步驟將智能空間分為傳輸平臺(tái)和服務(wù)元素兩大部分；對(duì)于劃分的傳輸平臺(tái)，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b；對(duì)于劃分的服務(wù)元素，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b；使用前述步驟中封裝完成的傳輸平臺(tái)和服務(wù)元素，用面向?qū)ο蟮姆椒ǚ庋b智能空間；對(duì)于已經(jīng)封裝完成的智能空間，通過(guò)不同的訪問(wèn)權(quán)限實(shí)現(xiàn)信息隱藏；使用已經(jīng)封裝的智能空間中的智能空間列表，實(shí)現(xiàn)智能空間互聯(lián)；對(duì)于封裝完成的智能空間類，通過(guò)類的繼承實(shí)現(xiàn)智能空間擴(kuò)展。本發(fā)明不僅適用于尚未構(gòu)建的智能空間建模，也可以應(yīng)用于已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的智能空間的面向?qū)ο蟾脑臁?br> 文檔編號(hào)G06F9/44GK101055518SQ200710041480
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者陳剛, 金晶, 申瑞民, 王加俊, 解飛 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)