一种基于Kaa Project的物联网智慧服务系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Kaa Project的物联网智慧服务系统及其实现方法，所述方法以泛在环境下的复杂业务情景为驱动，以面向物联网业务的资源表示模型、面向物联网业务的多终端聚合算法和异构网络虚拟化技术等为支撑，基于Kaa Project物联网中间件平台以软件定义的方式搭建一个面向各行各业并打破“信息孤岛”隔离的物联网智慧服务系统，可实现跨行业、跨平台的信息共享。该方法构建的系统根据业务需求动态整合异构终端资源和网络资源，采用蚁群优化算法对多维度资源进行联合优化，实现了不同行业和部门间的资源共享，能够满足物联网未来的多样化发展需求。

An Intelligent Service System of Internet of Things Based on Kaa Project and Its Implementation Method

The invention discloses an intelligent service system of Internet of Things based on Kaa Project and its implementation method. The method is driven by complex business scenarios in ubiquitous environment, supported by resource representation model oriented to Internet of Things business, multi-terminal aggregation algorithm oriented to Internet of Things business, and heterogeneous network virtualization technology, etc., and is determined by software based on Kaa Project Internet of Things middleware platform. In the way of righteousness, an intelligent service system of Internet of Things (IOT) facing all walks of life and breaking the isolation of \information island\ can be built, which can realize information sharing across industries and platforms. The system constructed by this method integrates heterogeneous terminal resources and network resources dynamically according to business needs, uses ant colony optimization algorithm to optimize multi-dimensional resources jointly, realizes resource sharing among different industries and departments, and can meet the diversified development needs of the Internet of Things in the future.

【技术实现步骤摘要】
一种基于KaaProject的物联网智慧服务系统及其实现方法
本专利技术属于物联网
，具体涉及一种物联网智慧服务系统(SmartServiceSystem，3S)及其实现方法。
技术介绍
物联网是一个基于感知技术，融合了各类应用的服务型网络系统，其核心技术思想是利用融合协同的泛在网络技术实现泛在的智慧服务。自从物联网的概念提出以来，泛在环境下的物联网智慧服务成了领域内研究关注的焦点。而物联网智慧服务首先要解决的问题就是对各种终端设备的功能虚拟化描述，以此实现异构的设备之间的调用和交互功能。由于应用场景、资源等配置情况的不同，物联网服务相比传统的Web服务有着不同的特点。主要特点如下：(1)感知信息的异构性和多样性：感知层通过各种传感器设备采集物理世界的信息，既可以是温度信息也可以是图像视频等信息，这些信息往往具有不同的模态以及不同的表示方式，并且之间存在关联。(2)实体种类更加广泛：物联网通过传感器等设备将因特网延伸到物理环境，在特定的环境中与物理实体进行信息交互，物联网的宗旨就是把各种实体接入到统一的网络，并通过各种实体功能的相互组合更好的满足业务需求。(3)服务的时空属性要求：物联网服务通常有时间和空间等属性的要求，比如温度采集设备需要周期性的采集数据并上传到处理端，某些服务更关注设备的一种实时状态。同时不同的感知设备的应用场景也会有所不同，存在一定的地域性要求。(4)服务受设备资源等条件的限制：由于物联网环境中大部分的物理设备处在一个资源受限的环境之中，通常对电池供电、带宽占用等方面有比较严格的要求，因此如何在资源受限条件下对设备进行最优的部署是物联网应用的比较重要的一个方向。正是由于这些特点使得当前的物联网应用系统面临着一系列的挑战。现有的物联网应用都比较独立，功能单一，且不同的应用行业有不同的信息传输和处理方式，应用系统之间数据不统一、资源复用困难、缺乏互联互通的联动机制。换言之，现在大多数物联网应用都是“垂直”型的，存在形态变化、外延扩展、环境变迁、业务调整等动态适应性问题，不同类型的物联网应用很难实现互联互通，这些孤立的“点”之间难以构成“网”或者“面”，最终形成了各自信息孤岛。因此，构建一个通用的物联网服务架构和模型，使之能够适应泛在的异构服务的接入，并且能够提供多个层级的语义支撑来满足服务的共同理解和互操作是解决“信息孤岛”问题的一个重要思路。而当前的物联网应用大多数都针对具体的行业，例如智能家居、智慧农业、智慧交通等，忽略了不同行业的应用之间的互通性问题，并不能真正实现“万物互联”，如何实现一个支持跨行业、跨部门、面向复杂业务情景的智慧服务系统，是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术的不足，本专利技术提出一种基于KaaProject实现物联网智慧服务系统的方法。本专利技术的另一目的在于提供一种相应的基于KaaProject的物联网智慧服务系统。技术方案：为了实现以上目的，本专利技术所述的一种基于KaaProject的物联网智慧服务系统的实现方法，通过构建基于Kaa内核的3S终端控制系统实现跨行业、跨平台的信息共享及互联互通的服务体系架构，所述基于Kaa内核的3S终端控制系统包括终端聚合控制平台、网络管理控制平台和服务聚合控制平台，具体地，该方法包括以下步骤：以泛在环境下的复杂业务情景为驱动，基于KaaProject物联网中间件平台的SDK(SoftwareDevelopmentKit，软件开发工具包)以软件定义的方式搭建终端聚合控制平台，用于将海量的异构终端聚合形成统一的虚拟终端，并提供了与网络管理控制平台和服务聚合控制平台相连接的对应API；以现有的SDN(SoftwareDefinedNetwork，软件定义网络)为基本架构，并融合面向复杂业务的网络管理策略和异构网络虚拟化技术，将网络层的资源通过映射处理转变为可用程序动态控制的对象，以此为基础搭建网络管理控制平台，实现对通信、计算、存储等资源的多维度联合优化；以服务的语义化描述技术、服务匹配与计算分析技术为支撑搭建服务聚合控制平台，并为该平台配置相应的服务总线注册接口，在服务总线设置对应的服务注册管理模块，以支持用户定制个性化的物联网服务。优选地，所述方法还包括：基于B/S(Browser/Server，浏览器/服务器)模式和/或C/S(Client/Server，客户端/服务器)模式建立物联网智慧服务访问平台，并将其部署到公网环境。该访问平台是集物联网智慧服务商店和仿真实验于一体的公共开放平台，可实现跨行业、跨平台的物联网服务和资源共享及系统间的互联互通，打破不同部门之间的资源壁垒，使物联网应用更好的服务于我国的各行各业。优选地，所述终端聚合控制平台的实现步骤如下：利用Kaa平台配置异构终端的数据信息和控制信息的结构；配置Kaa内核中EventListener模块的事件监听规则以实现异构设备间的通信；基于终端设备的不同操作平台生成对应的SDK，并将SDK嵌入到实际的终端应用程序；基于Kaa内核设计终端管理平台，主要对其ServerAPI进行封装，使之可以动态的、实时的接收终端反馈的回传信息，然后基于面向物联网业务的资源表示模型和多终端聚合算法对这些信息实时处理以构造面向复杂业务情景虚拟终端，并将处理结果及时通知到网络层。优选地，所述面向物联网业务的资源表示模型的构建包括：基于OWL-S(OntologyWebLanguageforServices，网络服务的本体语言)描述物联网服务和资源，并在服务和资源之间建立相应的映射关系。其中，OWL-S框架中Profile用于描述服务轮廓，即服务是用来干什么的；Model是指过程模型，主要是供服务提供者描述服务的内部流程；Grounding是指服务基础，主要用于定义怎么样访问这个服务；IoTResources主要用来描述能够提供该服务的物理资源的集合；SpecifiedOntology是指在某些具体的特定应用领域的本体模型。优选地，所述多终端聚合算法通过综合服务模型和资源模型，将在资源受限的条件下为业务层的各用户业务配置最佳的终端集合问题转换为多终端聚合问题，然后通过降维处理把该问题转化成典型的多选择多维背包问题，并基于蚁群算法求解该问题。优选地，所述网络管理控制平台的实现步骤如下：在程序设计中添加监听器模块，设置该模块自动开启多个进程以实时监听异构终端环境信息的变化，并提前预置相应的网络参数以TCP或UDP方式及时将这些变化反馈到网络控制中心；在网络控制中心模块中设计相关的定时程序以周期性的监视网络的状况，并将该程序连接到本地的动态策略库，以随时根据网络的拥塞状况、计算状况和存储状况删除或修改相关本地策略；设计网络参数动态配置模块，也将该模块连接接到动态策略库以动态监听策略库的变化(变化由上一步导致)，以实时地配置网络参数并映射到相应的虚拟网络资源，对网络进行实时管理。优选地，所述服务聚合控制平台的实现步骤如下：在上层的服务总线程序中配置相应的Json数据解析与生成模块，以统一解析应用层传来的服务请求；在该平台程序设计中增加语义匹配模块，把服务总线传来的Json数据分析后与本地的服务库进行匹配，将服务分解为多个子服务的组合形式，并配以相应的服务间关系表示矩阵；在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Kaa Project的物联网智慧服务系统，其特征在于，该系统包括：基于Kaa内核的3S终端控制系统、3S服务解析与管理系统、客户端访问系统，其中，所述基于Kaa内核的3S终端控制系统利用Kaa良好的跨平台和跨网络特性，以泛在异构网络为桥梁实现对异构终端集群的管理，接收感知层反馈的数据，并依据应用层的服务请求构造虚拟终端，虚拟终端开放相应的API以供上层3S服务解析与管理系统的服务调用；所述3S服务解析与管理系统实时接收客户端访问系统发来的服务请求，并按照一定格式解析服务生成Json格式的数据，并及时将该请求传送到基于Kaa内核的3S终端控制系统；所述客户端访问系统为基于B/S模式和/或C/S模式建立的物联网智慧服务访问平台，其接收用户的物联网服务请求，并将该请求数据格式化处理后再提交到所述3S服务解析与管理系统，实时接收服务请求的解析结果以供用户查看与使用。

【技术特征摘要】
1.一种基于KaaProject的物联网智慧服务系统，其特征在于，该系统包括：基于Kaa内核的3S终端控制系统、3S服务解析与管理系统、客户端访问系统，其中，所述基于Kaa内核的3S终端控制系统利用Kaa良好的跨平台和跨网络特性，以泛在异构网络为桥梁实现对异构终端集群的管理，接收感知层反馈的数据，并依据应用层的服务请求构造虚拟终端，虚拟终端开放相应的API以供上层3S服务解析与管理系统的服务调用；所述3S服务解析与管理系统实时接收客户端访问系统发来的服务请求，并按照一定格式解析服务生成Json格式的数据，并及时将该请求传送到基于Kaa内核的3S终端控制系统；所述客户端访问系统为基于B/S模式和/或C/S模式建立的物联网智慧服务访问平台，其接收用户的物联网服务请求，并将该请求数据格式化处理后再提交到所述3S服务解析与管理系统，实时接收服务请求的解析结果以供用户查看与使用。2.根据权利要求1所述的基于KaaProject的物联网智慧服务系统，其特征在于，所述基于Kaa内核的3S终端控制系统包括终端聚合控制平台、网络管理控制平台和服务聚合控制平台，其中，所述终端聚合控制平台被配置为利用Kaa内核的EventListener机制，实时监听周围可用的协同终端，动态接收异构终端反馈的状态信息并及时汇报到网络管理控制平台；所述网络管理控制平台被配置为基于从终端聚合控制平台接收到的反馈信息，利用面向复杂业务的网络管理策略和异构网络虚拟化技术协同各种无线网络资源，将网络层的资源通过映射处理转变为可用程序动态控制的对象；所述服务聚合控制平台被配置为接收并处理应用层发送来的业务请求，结合面向物联网业务的服务表示模型和基于蚁群优化算法的服务组合与解析策略实现业务的生成与决策、数据的分析与处理以及终端协同，及时将计算结果反馈到网络管理控制平台，以调用终端聚合控制平台的对应的虚拟终端访问接口以执行特定的应用。3.一种基于KaaProject的物联网智慧服务系统的实现方法，其特征在于，该方法通过构建基于Kaa内核的3S终端控制系统实现跨行业、跨平台的信息共享及互联互通的服务体系架构，所述基于Kaa内核的3S终端控制系统包括终端聚合控制平台、网络管理控制平台和服务聚合控制平台，具体地，该方法包括以下步骤：以泛在环境下的复杂业务情景为驱动，基于KaaProject物联网中间件平台的SDK以软件定义的方式搭建终端聚合控制平台，用于将海量的异构终端聚合形成统一的虚拟终端，并提供了与网络管理控制平台和服务聚合控制平台相连接的对应API；以现有的SDN为基本架构，并融合面向复杂业务的网络管理策略和异构网络虚拟化技术，将网络层的资源通过映射处理转变为可用程序动态控制的对象，以此为基础搭建网络管理控制平台，实现对通信、计算、存储等资源的多维度联合优化；以服务的语义化描述技术、服务匹配与计算分析技术为支撑搭建服务聚合控制平台，并为该平台配置相应的服务总线注册接口，在服务总线设置对应的服务注册管理模块，以支持用户定制个性化的物联网服务。4.根据权利要求3所述的基于KaaProject的物联网智慧服务系统的实现方法，其特征在于，所述终端聚合控制平台的实现步骤如下：利用Kaa平台配置异构终端的数据信息和控制信息的结构；配置Kaa内核中EventListener模块的事件监听规则以实现异构设备间的通信；基于终端设备的不同操作平台生成对应的SDK，并将SDK嵌入到实际的终端应用程序；基于Kaa内核设计终...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永安，王安之，达庆佶，朱洪波，杨龙祥，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32