專利名稱：用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從傳感器傳送數(shù)據(jù)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從傳感器傳送數(shù)據(jù)的方 法、 一種用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從傳感器傳送數(shù)據(jù)的設(shè)備和一種計(jì)算 機(jī)程序產(chǎn)品。該方法包括以下步驟從傳感器接收代表物理量的信 號(hào)；對信號(hào)進(jìn)行編碼；將信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息；以及通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳 輸消息。該設(shè)備包括用于從傳感器接收代表物理量的信號(hào)的裝置； 用于將信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息的裝置；以及用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸 >'肖,包、 的裝置。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可用介 質(zhì)包括計(jì)算機(jī)可讀程序，其中該計(jì)算機(jī)可讀程序當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行 時(shí)使計(jì)算機(jī)從傳感器接收代表物理量的信號(hào)、對信號(hào)進(jìn)行編碼、將 信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息以及通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸消息。
背景技術(shù)：
傳感器是一種測量物理量并且將它轉(zhuǎn)換成可以由觀測者或者由 儀器讀取的信號(hào)的器件。傳感器具有以一種形式檢測參數(shù)并且以另 一形式(通常是電信號(hào)或者數(shù)字信號(hào))報(bào)告該參數(shù)的能力，考慮到 這一點(diǎn)，傳感器在本領(lǐng)域中有時(shí)稱為"換能器"。
業(yè)界和制造商致力于開發(fā)用于傳感器連通性的聯(lián)網(wǎng)(優(yōu)選為無線 的)系統(tǒng)以增強(qiáng)自動(dòng)化和降低生命周期成本。另外，軍方致力于開發(fā) 這樣的聯(lián)網(wǎng)傳感器以改善基于條件的維護(hù)。傳感器互操作性在諸如 遠(yuǎn)程監(jiān)視、情形認(rèn)知或者稱為傳感器網(wǎng)的地理信,包、系統(tǒng)這樣的應(yīng)用中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。傳感器網(wǎng)是指空間分布式傳感器平臺(tái)即所謂 的密集群(pod)的無定形架構(gòu)，這些空間分布式傳感器平臺(tái)相互無 線地通信以有助于環(huán)境監(jiān)—見和控制。
用于傳感器對接的普遍業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)被定義為IEEE 1451.2。智能傳 感器(即除了實(shí)際換能器之外還包括通信和信號(hào)處理功能的器件) 通常構(gòu)建在這些標(biāo)準(zhǔn)上。已知IEEE 1451標(biāo)準(zhǔn)的如下高級(jí)實(shí)現(xiàn)，這 些高級(jí)實(shí)現(xiàn)支持根據(jù)萬維網(wǎng)聯(lián)盟(W3C)標(biāo)準(zhǔn)和諸如HTTP或者 SOAP之類的推薦標(biāo)準(zhǔn)而對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。 一種這樣的實(shí)現(xiàn)由 美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(National Institute of Standards and Technology)在2006年12月的OMG-Robotics工作組會(huì)議上公布。 具體可參考http:〃robotics.omg.org/docs/robotics2006-12-Washington.pdf 的摘要第72-94頁。
該已知解決方案的弊端在于它無法在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)消息中傳送傳感 器數(shù)據(jù)和應(yīng)用數(shù)據(jù)。這使得難以將傳感器數(shù)據(jù)的傳輸并入到具有多 個(gè)交互應(yīng)用的復(fù)雜解決方案架構(gòu)中。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于 提出 一種使用現(xiàn)有技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來進(jìn)行傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)母倪M(jìn)方 式。

發(fā)明內(nèi)容
這一目的通過一種用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從傳感器傳送數(shù)據(jù)的方 法、 一種用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從傳感器傳送數(shù)據(jù)的設(shè)備和 一種計(jì)算 機(jī)程序產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)。該方法包括以下步驟從傳感器接收代表物理 量的信號(hào)；對信號(hào)進(jìn)行編碼；將信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息；以及通過計(jì)算機(jī) 網(wǎng)絡(luò)傳輸消息。該設(shè)備包括用于從傳感器接收代表物理量的信號(hào) 的裝置；用于將信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息的裝置；以及用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 傳輸消息的裝置。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)，該計(jì)算 機(jī)可用介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)可讀程序，其中該計(jì)算機(jī)可讀程序當(dāng)在計(jì)算 機(jī)上執(zhí)行時(shí)使計(jì)算機(jī)從傳感器接收代表物理量的信號(hào)、對信號(hào)進(jìn)行 編碼、將信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息以及通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸消息。
5本發(fā)明的主要思想在于借助網(wǎng)絡(luò)消息報(bào)頭來傳輸傳感器數(shù)據(jù)。 報(bào)頭是指在網(wǎng)絡(luò)消息的開頭放置的補(bǔ)充數(shù)據(jù)。報(bào)頭傳統(tǒng)上用來存儲(chǔ) 和傳輸用于消息處理的信息。
借助上述方法，傳感器數(shù)據(jù)可以與消息主體中包含的應(yīng)用數(shù)據(jù) 一起傳送。消息主體在本領(lǐng)域中有時(shí)稱為"有效載荷，，，是指跟隨在 消息報(bào)頭之后的數(shù)據(jù)。
可以從從屬權(quán)利要求和以下描述中總結(jié)出本發(fā)明的更多發(fā)展。


在下文中將參照附圖進(jìn) 一 步說明本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明 一 個(gè)實(shí)施例，為了通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送傳感器數(shù)據(jù)， 先從傳感器接收代表物理量的信號(hào)。然后，通過將信號(hào)編碼到消息 報(bào)頭中并且將這一報(bào)頭與給定或者生成的消息主體組合來將信號(hào)轉(zhuǎn) 換成消息。最后，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸所得消息。
圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng) 絡(luò)傳送傳感器數(shù)據(jù)的方法。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的軟件程序傳輸?shù)腍TTP請 求的一個(gè)例子。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例傳輸?shù)腟IP INVITE請求的一
個(gè)例子。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例傳輸?shù)腟OAP消息的一個(gè)例子。
具體實(shí)施例方式
在下文中參照圖1通過例子闡述根據(jù)本發(fā)明的方法。 出于說明的目的，假設(shè)給出的例子的實(shí)施例采用軟件程序的形
式。理解到替代實(shí)施例可以采用硬件設(shè)備或者軟件組件和硬件組件
的組合的形式。
在第一步驟101中，軟件程序接收代表從鄰近傳感器(proximitysensor)到目標(biāo)對象的距離的信號(hào)。在給出的例子中，信號(hào)采用電壓 的形式?？梢詢H在一組離散的時(shí)間上定義電壓；在這一情況下，信 號(hào)稱為時(shí)間序列。取而代之，電壓可以是連續(xù)時(shí)間的信號(hào)。此外， 信號(hào)可以是模擬的或者數(shù)字的，這主要依賴于所用傳感器的類型。
在步驟102中，程序?qū)⒉襟E101的信號(hào)編碼到第一消息報(bào)頭中。 按照已編碼的形式，第一消息報(bào)頭通常包括步驟101的物理量的絕 對度量。這一絕對度量可以由可用傳感器的如下信息進(jìn)行補(bǔ)充，該 信息比如是測量單位、精確度、誤差裕度、置信水平、分辨率或者 滿量程。這樣的信息可以用來表明設(shè)計(jì)容差，也就是測量的物理量 的允許變化的限度。例如，在假設(shè)對稱容差的情況下，可以以"2.743 +/-0.001米"的形式對源于距離傳感器的信號(hào)進(jìn)行編碼。
優(yōu)選地，步驟102的編碼得到用于在所得文本消息中使用的文 本表示。根據(jù)下層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這樣的文本消息可以采取HTTP請求 或者響應(yīng)、會(huì)話發(fā)起協(xié)議請求或者響應(yīng)(會(huì)話發(fā)起協(xié)議^SIP ) 、 SOAP 消息或者根據(jù)稱為"表示狀態(tài)傳送"的架構(gòu)類型的消息的形式。
在步驟103中，為了允許接收方識(shí)別始發(fā)傳感器，圖1的實(shí)施 例將傳感器標(biāo)識(shí)編碼到第二消息報(bào)頭中。為了在無有效集中協(xié)調(diào)的 情況下保證接收方對傳感器的明確識(shí)別，該標(biāo)識(shí)可以采取通用唯一 標(biāo)識(shí)符(UUID)的形式。UUID是由開放軟件基金會(huì)作為分布式計(jì) 算環(huán)境的 一部分而標(biāo)準(zhǔn)化的在軟件構(gòu)造中使用的標(biāo)識(shí)符標(biāo)準(zhǔn)。使用 UUID作為傳感器標(biāo)識(shí)所帶來的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于接收方能夠?qū)⒔邮盏?傳感器數(shù)據(jù)組合到單個(gè)數(shù)據(jù)庫中而無需解決名稱沖突。UUID記載在 ITU-T Rec. X. 667 | ISO/IEC 9834-8: 2005中。IETF已經(jīng)公布在技術(shù) 上與ITU-T Rec. X. 667 | ISO/IEC 9834-8等效的提案標(biāo)準(zhǔn)RFC 4122。
在步驟104中，為了向接收方表明由傳感器遞送的信息類型， 圖1的實(shí)施例將類標(biāo)識(shí)編碼到第三消息報(bào)頭中。該類標(biāo)識(shí)包括對步 驟101的物理量如溫度、速度、壓力或者電壓的描述。在鄰近傳感 器要求從已知距離開始累積遞增測量變化的情況下，類標(biāo)識(shí)還包括 傳感器的操作條件如電流狀態(tài)。最后，類標(biāo)識(shí)表明消息的數(shù)據(jù)格式，特別是步驟101至103的消息報(bào)頭的數(shù)據(jù)格式。取代了在第三消息 報(bào)頭中顯式地包括這些數(shù)據(jù)，替代實(shí)施例可以僅提供數(shù)值的或者符 號(hào)的類標(biāo)識(shí)并且要求接收方通過查詢公共目錄或者中央傳感器的類
數(shù)據(jù)庫來解析它。IEEE 1451標(biāo)準(zhǔn)提供了這樣的目錄的例子。
在步驟105中，為了向人類接收方提供關(guān)于其中所含消息或者 傳感器數(shù)據(jù)的更多信息，圖1的實(shí)施例將注釋編碼到第四消息報(bào)頭 中。注釋通常以人類可讀形式來傳輸并且可以包括關(guān)于步驟101的 物理量的語義信息。對位于藝術(shù)博物館中的鄰近傳感器而言，示例 注釋是"與蒙娜麗莎油畫的距離"。
理解到在步驟102至105中處理的信息可以代之以存儲(chǔ)于一組 不同的消息報(bào)頭中或者壓縮成單個(gè)消息報(bào)頭而不脫離本發(fā)明的精 神。在更多步驟(未示出)中，可以對一些或者所有消息報(bào)頭進(jìn)行 加密以供傳輸。傳輸層安全性及其前身安全套接層是普遍用于對 HTTP ^青求和響應(yīng)進(jìn)行加密的加密協(xié)議的例子。
在步驟106中，程序根據(jù)下層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議將步驟102至105的消 息報(bào)頭與包括用于與傳感器數(shù)據(jù) 一 起傳送的應(yīng)用數(shù)據(jù)的消息主體組 合，得到完整的自包含(self-contained)消息。步驟102至105中的 編號(hào)所提示的消息報(bào)頭順序并不限于所得;肖息結(jié)構(gòu)?？梢匀我獾刈?動(dòng)報(bào)頭順序而不違背本發(fā)明的精神。
最后，在步驟107中，程序通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸步驟106的所 得消息。傳輸利用傳輸控制協(xié)議、用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議、流控制傳輸協(xié) 議或者適合于下層網(wǎng)絡(luò)的任何其它傳輸協(xié)議。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的軟件程序傳輸?shù)腍TTP請 求200的一個(gè)例子。在這一情況下，使用HTTP報(bào)頭和消息報(bào)頭協(xié) 議單元來代表根據(jù)圖1的步驟102至105的消息報(bào)頭。相應(yīng)的規(guī)范 定義了多個(gè)HTTP報(bào)頭本身，并且還通過使用新的HTTP字段名稱 協(xié)議單元來提供擴(kuò)展。該實(shí)施例利用了字段名稱"X-Sensor-Tag"。 所得傳感器信息報(bào)頭202與標(biāo)準(zhǔn)化HTTP報(bào)頭201組合并且作為所 述應(yīng)用數(shù)據(jù)的前綴。圖3示出了根據(jù)SIP的INVITE請求300的一個(gè)例子，該請求根 據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例來傳輸。SIP是用于創(chuàng)建、修改和終止與一個(gè) 或者多個(gè)參與方的會(huì)話的應(yīng)用層控制(信令)協(xié)議。它可以用來創(chuàng) 建包括因特網(wǎng)電話呼叫、多媒體分發(fā)和多媒體會(huì)議的兩方、多方或 者多播會(huì)話。IETF在提案標(biāo)準(zhǔn)RFC 3261中規(guī)定了 SIP。這里，傳感 器信息報(bào)頭202與標(biāo)準(zhǔn)化SIP報(bào)頭301和SIP會(huì)話描述303組合。 會(huì)話描述303遵循由IETF在提案標(biāo)準(zhǔn)RFC 2327中規(guī)定的會(huì)話描述 協(xié)議。傳輸請求300邀請接收方啟動(dòng)在會(huì)話描述303中描述的音頻 會(huì)話。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施例傳輸?shù)腟OAP消息400的一 個(gè)例子。這里，包含獲取的傳感器信息的SOAP報(bào)頭402與包含本 地名稱為"GetStockPrice"的主體單元的SOAP主體403組合。盡管 SOAP報(bào)頭402對于消息的SOAP中間方以及最終目的地來說可能是 有用的，但是主體403包含實(shí)際消息有效載荷。SOAP報(bào)頭402和 SOAP主體403均包含于SOAP封裝401中，該封裝410是SOAP 消息400的最外層單元信息項(xiàng)。
本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)示例應(yīng)用是用于諸如藝術(shù)展品或者博 物館收藏品之類的用于吸引參觀者的物品的音頻、視頻或者多媒體 向?qū)到y(tǒng)。這樣的向?qū)ǔＭㄟ^手持設(shè)備如個(gè)人數(shù)字助理(PDA) 或者智能電話提供對所顯示的展品的解說。現(xiàn)有技術(shù)的PDA通常配 備有Web瀏覽器軟件以及短距離無線技術(shù)如藍(lán)牙或者射頻標(biāo)識(shí)
(RFID)。假設(shè)將鄰近傳感器安裝為靠近展品，則該傳感器可以使 用根據(jù)本發(fā)明的方法通過無線網(wǎng)絡(luò)傳送它的數(shù)據(jù)。在靠近展品和關(guān) 聯(lián)傳感器時(shí)，PDA可以將接收的傳感器數(shù)據(jù)用于生成HTTP請求200 到博物館或者展覽點(diǎn)提供的Web服務(wù)器。然后，返回的HTTP響應(yīng)
(未示出)可以用來在可用展品上顯示用于引導(dǎo)用戶的基于位置的 信息。本發(fā)明的替代實(shí)施例可以使用SIP請求或者SOAP消息取代 HTTP請求。
權(quán)利要求
1.一種用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從傳感器傳送數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括以下步驟從所述傳感器接收代表物理量的信號(hào)，對所述信號(hào)進(jìn)行編碼，將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息，以及通過所述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸所述消息，其中為了將所述數(shù)據(jù)與應(yīng)用數(shù)據(jù)一起傳送，所述將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息包括以下步驟通過將第一消息報(bào)頭與消息主體組合來生成所述消息，其中所述第一消息報(bào)頭包括所述編碼的信號(hào)，并且所述消息主體包括所述應(yīng)用數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括將第二消 息報(bào)頭與所述消息主體組合，所述第二消息報(bào)頭包括傳感器標(biāo)識(shí)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述傳感器標(biāo)識(shí)包括通用 。眷一標(biāo)識(shí)符。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括將第三消 息報(bào)頭與所述消息主體組合，所述第三消息報(bào)頭包括以下各項(xiàng)中的 至少 一 項(xiàng)對所述物理量的描述， 所述傳感器的操作條件，以及 對所述消,包、的數(shù)據(jù)格式的指示。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括將第四消 息報(bào)頭與所述消息主體組合，所述第四消息報(bào)頭包括由所述消息的接收方使用的關(guān)于所述消息的注釋。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在編碼之后所述第一消息 報(bào)頭包括絕對度量和以下各項(xiàng)中的至少 一 項(xiàng)測量單位，精確度， 誤差裕度， 置信水平， 分辨率，以及 滿量程。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括對所述消 息報(bào)頭中的至少 一 個(gè)進(jìn)行加密。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述消息是文本消息，并 且所述方法還包括將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述物理量的文本表示。
9. 一種用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從傳感器傳送數(shù)據(jù)的設(shè)備，所述設(shè) 備包括用于從所述傳感器接收代表物理量的信號(hào)的裝置， 用于將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息的裝置，以及 用于通過所述計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸所述消息的裝置， 其中所述用于將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息的裝置包括 用于將所述信號(hào)編碼到第一消息報(bào)頭中的裝置，以及 用于通過將所述第一 消息報(bào)頭與消息主體組合來生成所述消息 的裝置。
10. —種包括計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī) 可用介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)可讀程序，其中所述計(jì)算機(jī)可讀程序當(dāng)在計(jì)算 機(jī)上執(zhí)行時(shí)使所述計(jì)算機(jī)從傳感器接收代表物理量的信號(hào)， 對所述信號(hào)進(jìn)行編碼， 將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息，以及 通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸所述消息，其中為了將所述信號(hào)轉(zhuǎn)換成所述消息，所述計(jì)算機(jī)可讀程序使 所述計(jì)算機(jī)通過將第 一消息報(bào)頭與消息主體組合來生成所述消息， 其中所述第 一 消息報(bào)頭包括所述編碼的信號(hào)，并且所述消息主 體包括應(yīng)用數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從傳感器傳送數(shù)據(jù)的方法，其中該方法包括以下步驟從傳感器接收代表物理量的信號(hào)；對信號(hào)進(jìn)行編碼；將信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息；以及通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸消息，其中將信號(hào)轉(zhuǎn)換成消息包括通過將第一消息報(bào)頭與消息主體組合來生成消息的步驟，其中第一消息報(bào)頭包括編碼的信號(hào)，并且消息主體包括應(yīng)用數(shù)據(jù)。本發(fā)明還涉及一種用于通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)從傳感器傳送數(shù)據(jù)的設(shè)備和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H04L12/56GK101540728SQ20091011845
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月20日
發(fā)明者C·福里維西, J·莫里爾斯 申請人:阿爾卡特朗訊