一種無線泛在網絡體系結構的製作方法
2023-06-03 02:28:26 2
專利名稱：一種無線泛在網絡體系結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種無線泛在網絡體系結構，屬於無線網絡技術領域。
背景技術：
隨著IT技術和通信技術的發展，通信網絡將不僅僅要滿足人與人之間的通信需求，而且要進一步發展到人與機器(或物體)以及機器到機器之間的通信，並朝著無所不在的網絡方向演進。在泛在網絡環境中，多種網絡技術彼此互補、融合發展，並在微電子技術、 嵌入式技術、短距離通信技術、傳感器技術、智能標籤技術的支撐下，最終促成「泛在信息社會的實現」。無線泛在網是指基於個人和社會的需求，利用現有的和新的網絡技術，實現人與人、人與物、物與物之間按需進行的信息獲取、傳遞、存儲、認知、決策、使用等服務，無線泛在網網絡具備超強的環境感知、內容感知及智能性，為個人和社會提供泛在的、無所不含的信息服務和應用。如何將泛在網絡資源進行聚合與管理，並構建無線泛在網絡應用環境，是形成泛在網新型業務模式必須要解決的問題。泛在網無論是在業務模式、產業特徵還是網絡體系架構上均是對現有網絡架構管理模式的延伸與升級，由於涉及到無處不在的網絡，泛在網一般以無線的方式存在，而泛在網絡中存在數量眾多的交互實體，將泛在網絡統一於IP已經是業界的共識。但是，IP層之上和IP層之下仍然存在著多樣性。在網絡層以下，海量設備之間與通信協議之間存在異構性；在網絡層以上，不同的應用開發面對異構設備與異構數據，沒有統一的應用程式接口， 難以快速展開。因此，需要一種無線泛在網絡架構，將泛在異構網絡進行融合，協同無線泛在網絡架構中的各個層次，使資源從底層向上層進行逐級聚合，並為應用層開發提供統一的API，形成統一的產業標準模式。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述背景技術的不足，提供了一種無線泛在網絡的體系結構。本發明為實現上述發明目的採用如下技術方案
一種無線泛在網絡體系結構包括泛在資源聚合層、泛在網網關中間件、業務能力聚合層、服務聚合層；其中，
泛在資源聚合層用於組織異構的泛在資源，以及屏蔽泛在資源提供設備的異構性； 泛在網關中間件用於將異構泛在資源傳輸出的6LoWPAN數據轉化為IPv6數據； 業務能力聚合層用於區分、管理泛在資源的業務能力，以及屏蔽無線設備的異構性； 服務聚合層綜合用於管理泛在資源並生成相應的web業務，以及為用戶提供統一的應用接口。所述無線泛在網絡的體系結構中，業務能力聚合層包括資源鑑權和接入控制中間件、業務能力伺服器、框架伺服器、應用伺服器；所述資源鑑權和接入控制中間件用於對泛在資源進行鑑權獲得可用框架接口，以及在判斷即將接入的泛在資源符合規格時允許所述泛在資源接入；
框架伺服器用於根據可用框架接口提供統一的應用程式編程接口；
所述業務能力伺服器用於存儲資源鑑權和接入控制中間件的鑑權結果和接入信息；
所述應用伺服器用於根據接入的泛在資源生成相應的web服務業務。本發明採用上述技術方案，具有以下有益效果
(1)將泛在網絡資源進行聚合與管理，屏蔽泛在資源提供設備的異構性，解決了泛在網絡資源的統一化問題。(2)協同無線泛在網絡架構中的各個層次，使資源從底層向上層進行逐級聚合，將泛在異構網絡進行融合，解決IP層之上和IP層之下的多樣性問題。(3)為應用層開發提供統一的API，形成統一的產業標準模式，為開放化、混搭化的泛在網業務創新發展提供了一種新途徑。
圖1為無線泛在網絡體系結構的示意圖。圖2為泛在資源鑑權和接入控制的流程圖。圖3為業務能力聚合層的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對發明的技術方案進行詳細說明
如圖1所示的無線泛在網絡體系結構，包括泛在資源聚合層、泛在網網關中間件、業務能力聚合層、服務聚合層。泛在資源聚合層組織異構的泛在資源，屏蔽泛在資源提供設備的異構性。支持 IPv6及無線通訊，引入6LoWPAN技術，並基於IEEE802. 15. 4標準進行低功耗的無線通訊。 對非標準的輕量級IPv6數據進行統一化處理，通過泛在網網關中間件將6LoWPAN IPv6數據包轉換為標準的IPv6數據包，為上層應用提供標準的IPv6服務。泛在網關中間件將異構泛在資源傳輸出的6LoWPAN數據轉化為IPv6數據。泛在資源的無線傳輸採用6LoWPAN技術，對IPv6報文進行壓縮分片傳輸，使其能夠有效地運行於IEEE802. 15. 4協議之上。泛在資源節點協議棧中使用的傳輸層協議是UDP協議，此時UDP數據報同樣被壓縮為適合6LoWPAN數據傳輸的格式。由於性能、效率和複雜性等原因，輕量級IPv6尋址中的傳輸層不使用TCP協議。ICMPv6協議主要用於控制消息，如ICMP重放、目的不可達以及鄰居發現消息。標準IPv6與簡化IPv6的格式轉換位於6LoWPAN域的邊界，即泛在網網關，泛在網網關需要連接使用標準IP協議的通信網絡，包含一個標準IPv6協議棧。同時，泛在網網關中間件負責處理6LoWPAN與標準IPv6之間的轉換，以及6LoWPAN鄰居發現功能，實現異構無線網絡發現與自動配置以及為上層提供統一的IPv6服務。業務能力聚合層統一的區分、管理泛在資源的業務能力(處理上層具體應用的能力，包括硬體架構與軟體邏輯)，屏蔽無線設備(RFID，傳感設備，無線網絡節點等)的異構性。通過業務資源綜合管理平臺中的泛在資源鑑權和接入控制中間件對泛在資源進行認證、授權、管理，為上層應用提供穩定的泛在資源及可靠的訪問方式。
如圖3所示業務能力聚合層由以下幾個部分組成應用實體、應用伺服器、業務能力伺服器、業務資源綜合管理平臺框架。 業務能力伺服器用於提供業務接口，這類應用編程接口可以訪問業務伺服器所提供的一系列基本業務功能，如建立或釋放路由、與用戶交互、發送用戶消息、設定QoS級別等。業務供應商可以按照不同的業務邏輯對它們進行調用以實現不同的業務。框架伺服器用於提供框架接口，所有的應用程式和業務若要調用業務資源綜合管理平臺接口，首先就需要在框架伺服器上註冊。框架伺服器對業務接口提供必需的安全、管理支持，如服務註冊與發現、認證鑑權、服務訂購、完整性管理等。如圖2所示資源的鑑權和接入控制分為用戶和泛在資源的鑑權和接入控制。通過資源鑑權獲得可用的框架接口，並使用開放接口獲得被授權的網絡業務能力特徵的信息。資源接入時，只有符合規格的泛在資源才會被業務資源綜合管理平臺授權允許接入。該方法通過「服務配置文件標識(SPID) +業務ID」的方式進行鑑權，並支持批量方式進行鑑權，用戶登錄資源管理平臺門戶進行用戶認證時，支持一次性將該用戶的所有狀態、相關信息等數據返回給門戶。業務資源綜合管理平臺接口對業務API進行抽象封裝，使得業務開發人員快速地、方便地開發出新型web業務。服務聚合層綜合管理泛在資源並生成相應的web業務，為用戶提供統一的應用接口，根據現有的資源及應用需求生成相應的web應用。服務聚合與應用生成平臺將各種類型的數據加以組合以創造新的定製化服務的網絡應用，具備weM.O特點。該架構劃分為3個部分API/數據提供者(聚合來源)、聚合站點(聚合邏輯)和用戶界面(聚合邏輯呈現)，它們在邏輯上和物理上都是相互分離的。通過開放API、RSS等方式把不同內容源聚合起來，並藉助AJAX的結合增加與用戶的交互。通過聚合原理和圖形化界面的開發工具，構造一種新的應用軟體開發模式。無線泛在網絡體系結構的工作流程如下 1、泛在資源聚合
1)泛在資源設備採集原始數據，或回應上層消息生成應答消息。2)採用6LoWPAN技術對數據進行分裝，並基於IEEE802. 15. 4協議通過2. 4G無線頻段進行IPv6數據包的轉發。 3)泛在網網關接收6LoWPAN數據包，將其解析為標準的IPv6數據包，並進行路由。 泛在網網關由可通過嵌入式Linux系統實現，任何擁有相關能力的PC機也可以充當泛在網網關的角色。 2、業務能力聚合
1)首次接入時，泛在網網關向業務資源管理平臺發送接入請求，業務資源綜合管理平臺根據業務能力伺服器中泛在資源的狀態回送鑑權結果到泛在網網關。否則轉向4)
2)泛在網網關根據業務資源綜合管理平臺的鑑權響應決定是否允許該資源接入，若允許，則向泛在資源發送用戶接入回應。
3)泛在資源在收到用戶接入回應後，向業務資源綜合管理平臺發送確認接入消息，業務能力伺服器將泛在資源的相關鑑權、接入信息保存，並在業務資源綜合管理平臺中維護泛在資源狀態信息。4)業務資源管理平臺將應用數據轉送至應用伺服器，應用伺服器向服務聚合應用生成平臺發送數據。3、服務聚合
1)接收下層發送的數據，由應用伺服器提供的內容通常有3種類型，分別是數據型、應用邏輯型和用戶界面型，分別對應提供數據、應用邏輯功能和GUI，為了方便數據的檢索，提供者通常會將自己的內容通過Web協議對外提供。2)服務聚合應用生成平臺向用戶發送初始界面，後者發出調用以檢索更新後的內容。這些調用可從用戶直接發往第三方源或者發回初始伺服器，初始伺服器用作第三方內容的代理。3)服務聚合應用生成平臺進行服務的聚合，內容的聚合方式分為兩種，一是直接使用伺服器端的動態內容生成技術，如JSP、PHP或Ruby實現類似傳統Web的應用程式，二是直接在用戶界面中通過客戶端腳本或applet生成。4)以圖形化的方式向用戶呈現應用程式並與發生用戶交互，結合Ajax技術來顯示富UI，並使用從多個源異步檢索到的內容在適當位置進行自我更新。5)用戶接收或發送數據請求，其中，發送的數據可依據該體系結構逆向傳輸至泛在資源。
權利要求
1.一種無線泛在網絡體系結構，其特徵在於包括泛在資源聚合層、泛在網網關中間件、業務能力聚合層、服務聚合層；其中，泛在資源聚合層用於組織異構的泛在資源，以及屏蔽泛在資源提供設備的異構性； 泛在網關中間件用於將異構泛在資源傳輸出的6LOWPAN數據轉化為IPv6數據； 業務能力聚合層用於區分、管理泛在資源的業務能力，以及屏蔽無線設備的異構性； 服務聚合層綜合用於管理泛在資源並生成相應的web業務，以及為用戶提供統一的應用接口。
2.根據權利要求1所述的無線泛在網絡的體系結構，其特徵在於所述業務能力聚合層包括資源鑑權和接入控制中間件、業務能力伺服器、框架伺服器、應用伺服器；所述資源鑑權和接入控制中間件用於對泛在資源進行鑑權獲得可用框架接口，以及在判斷即將接入的泛在資源符合規格時允許所述泛在資源接入；框架伺服器用於根據可用框架接口提供統一的應用程式編程接口；所述業務能力伺服器用於存儲資源鑑權和接入控制中間件的鑑權結果和接入信息；所述應用伺服器用於根據接入的泛在資源生成相應的web服務業務。
全文摘要
本發明涉及一種無線泛在網絡體系結構，屬於無線網絡技術領域。所述無線泛在網絡體系結構包括泛在資源聚合層、泛在網網關中間件、業務能力聚合層、服務聚合層。泛在資源聚合層組織異構的泛在資源，屏蔽泛在資源提供設備的異構性；泛在網關中間件將異構泛在資源傳輸出的6LoWPAN數據轉化為IPv6數據；業務能力聚合層區分、管理泛在資源的業務能力，屏蔽無線設備的異構性；服務聚合層綜合管理泛在資源並生成相應的web業務，為用戶提供統一的應用接口。所述無線泛在網絡體系解決了泛在資源融合過程中不同IP層的數據多樣性問題；統一的應用程式編程接口為開放化、混搭化的泛在網業務創新發展提供了一種新途徑。
文檔編號H04W80/06GK102523630SQ201110388808
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月30日 優先權日2011年11月30日
發明者孫知信, 高同 申請人:南京郵電大學