化繁為簡現(xiàn)精彩 看物聯(lián)網(wǎng)中的移動交流

　 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?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(jìn)行移動交流的概念，架構(gòu)和正在試驗(yàn)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(jī) 

　　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(shí)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(biāo)識，如RFID標(biāo)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(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(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，物理移動交流和物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)合能夠促進(jìn)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(biāo)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(qiáng)擴(kuò)展性，保持平臺獨(dú)立，實(shí)現(xiàn)信息的標(biāo)準(zhǔn)化交流。另外，我們還想通過語義描述增強(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(zhǔn)確地提供信息之勞。這樣，我們就能在我們的架構(gòu)中為移動器件用戶界面的自動生成提供語義網(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(biāo)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(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(kuò)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(qiáng)大的表達(dá)力的。我們認(rèn)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(diǎn)。 

　　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(biāo)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(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(dú)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(jī)和RFID/NFC閱讀器)和用戶界面能力(如擴(kuò)展標(biāo)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(qiáng)交互性，促進(jìn)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(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(diǎn)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(qiáng)對語義服務(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，推理的過程從計(jì)算機(jī)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(jì)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(bào)向各個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)置的語境信息如位置，找到最近的電影院，約定開始放映時(shí)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(shí)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(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(dú)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(jī)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(jì)的過程中改善。