用于提供上下文感知服务的设备和方法

摘要

提供了一种用于提供上下文感知服务的设备和方法。该设备包括：上下文感知服务对象(CAS)管理模块，管理关于CAS和由该CAS定义的上下文的CAS信息，传感器管理模块，管理关于传感器的信息并且请求该传感器观测知识，和上下文管理模块，当该观测到的知识满足由CAS定义的上下文时，通知由CAS管理模块提供的定义上下文的CAS的该CAS管理模块，其中，当CAS管理模块通过上下文管理模块被通知CAS时，所述CAS管理模块请求该CAS提供服务。

说明书

                         技术领域

本发明涉及一种提供上下文感知服务的设备和方法，更具体地说，涉及一种根据动态变化的上下文通过提供上下文感知服务框架(framework)来提供自适应服务的设备和方法，在所述的服务框架中服务的内容由知识来确定。

                         背景技术

支持应用软件的主中间件是面向对象的中间件。在常规的面向对象的中间件中，客户机对象从服务器对象获得使用服务的接口并且通过该获得的接口使用服务器对象。

图1表示了常规的有代表性的面向对象的中间件的概念，即通用对象请求代理体系结构(CORBA)。

CORBA是用来产生、分配和管理网络中的分布式程序对象的结构和标准，且CORBA允许位于不同位置的和由不同的供应商开发的程序通过接口代理程序互相通信。包括CORBA的一般的面向对象的中间件包括对象请求代理(ORB)130，其从客户机对象110向服务器对象120传递请求。ORB 130是完成对象之间的客户机-服务器关系的代理。当使用ORB 130时，不管位于服务器对象120中的方法是在同一计算机内还是在网络上，客户机对象110能够清楚地调用其。ORB 130截取客户机对象110对服务器对象120的调用，发现将处理请求的对象，向该被发现的对象发送参数，调用方法并将处理结果返回到客户机对象110。除了服务器对象120的接口之外，客户机对象110不需要知道服务器对象120的位置、其使用的程序语言和操作系统、或者任何其他的系统相关的详情。

如上描述，在常规的面向对象的中间件中，服务器对象提供其提供的服务的接口功能。客户机对象获得服务器对象的接口并直接调用该接口以便服务器对象提供服务。因此，客户机对象和服务器对象之间具有强的联系，其不适应动态变化的操作环境。因此，期望中间件提供可以根据动态变化的情况自适应改变的服务。

                          发明内容

本发明提供了一种构造系统的方法，所述系统通过上下文的媒介将客户机对象松散地连接到服务器对象来适应动态变化的情况。

本发明还提供了一种通过使用上下文允许多个客户机对象共享服务器对象的方法。

本发明还提供了一种通过允许服务器对象共享由客户机对象提供的知识来允许多个服务器对象共享客户机对象的方法。

本发明还提供了一种提供客户机对象和服务器对象之间统一接口的方法。

通过参考以下的描述，对于本领域技术人员本发明的以上和另外的方面将变得更加清楚。

根据本发明的一方面，提供了一种用于提供上下文感知服务的设备，包括：上下文感知服务对象(CAS)管理模块，登记、管理和移除关于CAS和由该CAS定义的上下文的信息；传感器管理模块，登记、管理和移除关于传感器的信息并且请求该传感器观测知识，所述传感器观测需要用来检查上下文的知识；和上下文管理模块，管理观测到的知识，并且当该观测到的知识满足由CAS定义的上下文时通知由CAS管理模块提供的定义上下文的CAS的CAS管理模块。

根据本发明的一方面，提供了一种提供上下文感知服务的方法，该方法包括：登记关于上下文感知服务对象(CAS)和由该CAS定义的上下文的信息，登记关于传感器的信息，基于关于该传感器的信息接收该传感器观测到的知识，当知识满足上下文时通知定义上下文的CAS和请求该CAS提供服务。

根据本发明的一方面，提供了一种提供上下文感知服务的方法，该方法包括：从传感器接收登记请求，响应该登记请求登记关于该传感器的信息，当由传感器观测的知识被需要时，请求该传感器观测知识，从传感器接收移除请求和响应该移除请求删除关于该传感器的信息。

根据本发明的一方面，提供了一种提供上下文感知服务的方法，该方法包括：从上下文感知服务对象(CAS)接收登记请求，响应该登记请求登记关于该CAS和由该CAS提供的上下文的信息，当确定上下文的必需的传感器已经被登记时，检查由该传感器提供的知识是否满足该上下文，从CAS接收移除请求和响应该移除请求删除关于该CAS和该上下文的信息。

                         附图说明

通过参照附图详细地描述示例性实施例，本发明的上述和其他方面点将会变得更清楚，其中：

图1表示了常规的面向对象的中间件的概念；

图2表示了根据本发明的示例性实施例的上下文感知服务的略图；

图3表示了根据本发明的示例性实施例的上下文感知服务框架的略图；

图4表示了根据本发明的示例性实施例的在上下文感知服务框架中操作的命令；

图5表示了根据本发明的示例性实施例的提供上下文感知服务的设备的结构；

图6是提供使用图4表示的上下文感知服务框架的服务的方法的详细的流程图；

图7是根据本发明的示例性实施例的管理使用上下文感知服务框架的传感器的方法的流程图；

图8是根据本发明的示例性实施例的传感器的操作的流程图；

图9表示了根据本发明的示例性实施例的传感器状态的改变；

图10是管理使用根据本发明的示例性实施例的上下文感知服务框架的上下文感知服务对象(被称作CAS)的方法的流程图；

图11表示了根据本发明的示例性实施例的在CAS状态的改变；和

图12表示了实现上下文感知服务框架的源代码的示例。

                        具体实施方式

通过参考以下示例性实施例和附图详细的描述，本发明的方面和实现本发明的方法可以更容易地被理解。然而，本发明可以被不同的形式实现并且不应该被解释为限于在这里阐述的示例性实施例。相反地，本示例性实施例被提供以便本公开是全面的和完整的并且向本领域的技术人员完全地传达本发明的概念，并且本发明仅通过附加的权利要求被限定。相同的标号在本说明中始终表示相同部件。

现在参考附图对本发明进行更全面的描述，在该附图中显示了本发明的示例性实施例。

在阐述本发明的实施例之前，对在本说明中使用的术语进行简要地解释。应该理解，以下术语的解释被提供以便更好地理解本发明而不是本发明的限制。

上下文指的是确定由上下文感知服务对象(被称作CAS)定义的服务动作的信息。该确定服务动作的信息包括服务被提供的时间、关于是否提供服务的信息、服务被提供的对象和服务被提供的位置等。根据由上下文确定的服务动作的特征，上下文被分为：上下文时间(when-context)，用于确定服务被提供的时间；上下文原因(why-context)，用于确定是否提供服务；和上下文方式(how-context)，用于确定服务的内容。在上下文感知服务中，当上下文原因被满足时，此刻上下文时间被满足，与上下文方式相应的服务被提供。正如稍后参照图2所描述，基于由客户及对象提供的知识检查上下文并且通过上下文感知服务框架确定上下文。

知识指的是所有的能够表现实体情况特征的信息。实体可以是人、地方或者作为涉及用户和应用程序之间的交互作用而被考虑的事件，且实体包括用户和应用程序。知识可以是一个值，例如通过物理传感器测量的温度或湿度，并且知识可以延伸到一般的信息，例如关于电子邮件到达/未到的信息或国际互联网信息。因此，所有的服务软件可被称作上下文感知服务。

上下文感知服务指的是这样的服务，该服务的规定(provision)和内容随着由服务对象定义的上下文而变化。当基于由客户机提供的知识确定上下文原因被满足时，此刻上下文时间被满足，服务基于上下文方式被提供。因此服务请求的知识和上下文可以随着用户的操作环境或用户的爱好而变化。例如，可存在具有上下文“当温度不低于25°时启动空调”的上下文感知服务，上下文“温度不低于25°”可以根据用户的优先选择转变为“温度不低于28°”，“温度不低于25°且湿度不小于80％”等。

图2表示了根据本发明的示例性实施例的上下文感知服务的略图。

上下文感知服务包括识别知识的识别阶段210、确定使用知识的服务动作的确定阶段220和执行服务动作的服务阶段230。在识别阶段210中，作为客户机对象240，一个或多个传感器(如传感器1、传感器2和传感器3)观测知识。在确定阶段220中，基于观测到的知识确定上下文是否被满足。在服务阶段230中，作为服务器对象260，一个或多个CAS(如CAS 1、CAS2和CAS 3)根据上下文的内容提供服务。识别阶段210可以被多个CAS共享且确定阶段220可以以一般的方式通过上下文感知服务框架被支持。

上下文感知服务框架250支持用于上下文感知服务的确定阶段220且其是允许识别阶段210被共享的中间件。换句话说，上下文感知服务框架250是用于上下文感知服务的中间件，其通知CAS同时满足上下文原因和上下文时间以便CAS执行上下文动作，且其向CAS提供上下文方式。在上下文感知服务框架250中，识别阶段210能够通过客户机对象240，即传感器来建模，且服务阶段230能够通过服务器对象260即CAS来建模。

图3表示了根据本发明的示例性实施例的上下文感知服务框架330的略图。

上下文感知服务框架330从传感器310接收知识331并且确定上下文332，从而请求CAS 320提供服务。因此在面向对象的中间件中，传感器310和CAS 320分别是客户机对象和服务器对象。与通常的面向对象的中间件不同，上下文感知服务框架330通过确定由服务器对象320提供的上下文来使用服务器对象(即CAS)320。换句话说，客户机对象(即传感器)310和服务器对象320通过由客户机对象310提供的知识331和由服务器对象320请求的上下文332互相连接。当上下文332基于知识331被确定时，客户机对象310使用服务器对象320。

上下文是基于由多个传感器提供的知识和关于操作环境(例如常识和用户的爱好)的信息，而不是简单地基于由单个传感器提供的知识确定的。换句话说，传感器310和CAS 320具有松散的连接，在其中它们遵循通过上下文感知服务框架330在由传感器310提供的知识331和由CAS 320请求的上下文332之间做出的决定。

图4表示了根据本发明的示例性实施例的在上下文感知服务框架中操作的命令。

上下文感知服务应用可以包括CAS和传感器。然而，上下文感知服务应用可以包括多个传感器或不包括传感器。同样地，上下文感知服务应用可以包括多个CAS或不包括CAS。

在操作S410中，上下文感知服务应用在上下文感知服务框架中登记CAS。这里，CAS的上下文被登记。在操作S420中，上下文感知服务应用在上下文感知服务框架中登记传感器。这里，传感器登记其观测到的知识。在每个CAS和传感器被登记之后，在操作S430中，上下文感知服务框架启动传感器并获得观测到的知识。在操作S440中，上下文感知服务框架基于观测到的知识检查每个上下文。在操作S450中，上下文感知服务框架请求与确定的上下文相应的CAS提供服务。如图4所示，CAS和传感器由上下文感知服务框架控制并且通过上下文互相连接。

图5表示了根据本发明的示例性实施例的提供上下文感知服务的设备500的结构。

设备500包括传感器管理模块510、CAS管理模块520和上下文管理模块530。

在示例性实施例中，这里所用的术语“模块”指的是，但并未不限于执行特定任务的软件和硬件组件，例如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)。另外，模块可以被配置以驻留在可寻址的存储介质上驻留并且被配置以在一个或多个处理器上执行。因此，举例来说，模块可以包括组件，例如软件组件、面向对象的软件组件、类组件、任务组件、进程、函数、属性、过程、子例程、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。在组件和模块中提供的功能性可以组合为较少的组件和模块或者进一步分离成另外的组件和模块。另外，组件和模块可以被实现以便它们在通信系统中执行一个或多个CPU。

传感器管理模块510管理传感器的传感器信息。传感器信息包括传感器标识符(ID)、传感器状态信息、传感器使用的通信方法、或关于将被传感器观测到的知识的信息。传感器状态分成传感器在其中观测知识的使用状态，和传感器在其中等待来自于上下文感知服务框架的观测请求的未使用状态。稍后将参照图9详细地描述传感器状态。关于将被传感器观测到的知识的信息指示例如将被传感器观测到的温度或湿度的信息。传感器信息可以被存储在称为传感器知识库511的存储器中。

当添加新传感器时，传感器管理模块510将新传感器的传感器信息登记在传感器知识库511中。当被登记的传感器被移除时，传感器管理模块510从传感器知识库511中删除被移除的传感器的传感器信息。另外，传感器管理模块510改变将被传感器观测到的知识，设定或改变传感器的名称，提供传感器信息，或搜索与特定的条件相应的传感器。

CAS管理模块520管理CAS的CAS信息和由CAS定义的上下文并且向上下文管理模块530提供上下文。CAS信息包括CAS ID、CAS状态信息、或CAS使用的通信方法。CAS状态可以分成备用状态、活动状态和服务状态。CAS状态稍后将参照图11详细地描述。关于CAS的信息可以被存储在被称为CAS知识库521的存储器中且上下文可以被存储在被称为上下文知识库522的存储器中。

当添加新CAS时，CAS管理模块520登记新CAS的CAS状态和新CAS定义的上下文。当登记的CAS被移除时，CAS管理模块520删除与移除的CAS相应的上下文和移除的CAS的CAS信息。

另外，CAS管理模块520改变上下文，设定或改变CAS的名称，提供CAS信息，或搜索与特定条件相应的CAS。

上下文管理模块530基于传感器的信息管理由传感器观测到的知识，所述信息被登记在传感器管理模块510中。当被观测到的知识满足由CAS管理模块520提供的上下文时，上下文管理模块530通知与该上下文相关的CAS的CAS管理模块520。

上下文管理模块530包括知识库531、推理机532、查询处理器533和触发管理器534。知识库531是存储传感器观测到的知识的存储器。

当从传感器接收知识时，上下文管理模块530将知识存储在知识库531中。关于操作环境的信息，以及传感器提供的知识被存储在知识库531中。因此，当操作环境变化时，知识库531被提供关于变化的操作环境的信息以便上下文管理模块530能够对变化的操作环境进行自适应的操作。

推理机532检查存储在知识库531中的知识是否满足由CAS管理模块520提供的上下文。现有的公开制作的推理机可以作为推理机532来使用。推理机532检查上下文时所需的知识能够通过操作来获得，在所述操作中，查询处理器533向知识库531发送查询。当上下文时间被满足的时刻上下文原因被满足被推理机532确定为检查的结果时，触发管理器534通知相应的CAS的CAS管理模块520。

图6是提供使用图4显示的上下文感知服务框架的服务的方法的详细的流程图。

在操作S610中，CAS管理模块520登记CAS的CAS信息和由CAS定义的上下文。在操作S620中，传感器管理模块510登记传感器的传感器信息。在操作S630中，上下文管理模块530接收传感器观测到的知识并将该知识存储在知识库531中，然后在操作S640中确定该知识是否满足该上下文。如果确定该知识满足上下文，那么在操作S650中上下文管理模块530通知相应的CAS的CAS管理模块520。在操作S660中，CAS管理模块520请求相应的CAS提供服务。如果确定该知识不满足上下文，那么服务提供方法结束。

现在将更详细的描述图6所示的方法。

在操作S610中，CAS向上下文感知服务框架请求登记，然后CAS管理模块520将该CAS的CAS信息登记在知识库531中。当该CAS提供上下文时，CAS管理模块520将该上下文存储上下文知识库522中。

在操作S620中，传感器向上下文感知服务框架请求登记，然后传感器管理模块510将该传感器的传感器信息登记在传感器知识库511中。

在CAS和传感器被登记后，在操作S630中，上下文管理模块530接收传感器观测到的知识并且将该知识存储在知识库531中。在操作步骤S640中，包括在上下文管理模块530中的推理机532确定该知识是否满足该上下文。知识可以通过查询处理器533从知识库531中获得。当确定知识满足上下文时，在操作步骤S650中，包括在上下文管理模块530中的触发管理器534通知与被满足的上下文相应的CAS的CAS管理模块520。然后在操作步骤S660中，CAS管理模块520请求相应的CAS提供服务。

当操作环境变化时，适合于变化的操作环境的知识被提供给知识库531以便响应变化的操作环境的方法可以被自适应的执行。另一方面，使用处理知识的CAS可以制造动态的操作环境。例如，假设根据第一上下文，第一CAS(CAS1)被确定来提供服务，并且知识作为服务的结果被提供。当第一CAS提供的知识确定第二CAS请求的第二上下文时，第二CAS提供服务。因此，当操作环境变化时，例如用户的改变，系统能够通过改变第一CAS来适应操作环境。

图7是根据本发明的示例性实施例的管理使用上下文感知服务框架的传感器的方法的流程图。

当在操作S710中上下文感知服务框架从传感器接收登记请求时，在操作S720中传感器管理模块510将该传感器的传感器信息登记在传感器知识库511中。在操作S730中确定是否需要知识来确定上下文。当确定知识被需要时，在操作S740中传感器管理模块510请求传感器观测知识。当在操作S750中从传感器接收到移除请求时，在操作S760中，传感器管理模块510通过从传感器知识库511中删除该传感器的传感器信息来移除该传感器。当确定知识不被需要时，只要没有从传感器发出的移除请求，传感器就保持未使用状态，直至知识被需要。

图8是根据本发明的示例性实施例的传感器的操作的流程图。

在操作S810中，确定传感器是否处于结束状态。如果确定传感器不处于结束状态，那么在操作S820中确定知识是否已经被改变。如果确定知识已经被改变，那么在操作S830中观测知识。如果确定知识没有被改变，那么操作S820重复进行直到传感器达到结束状态。传感器继续观测直到传感器达到结束状态。这里，因为确定知识是否已经被改变(操作S820)和观测改变的知识(操作S830)分别执行，所以能增加观测的效率。

图9表示了根据本发明的示例性实施例的传感器状态的改变。

当传感器在开始状态910开始操作时，其在观测之前达到与备用状态相应的未使用状态920。当传感器开始观测知识时，其达到使用状态930。当传感器终止观测知识时，其从使用状态930改变为未使用状态920。当传感器开始操作并同时开始观测知识时，传感器不经过未使用状态920而直接改变为使用状态930。当传感器停止操作时，其达到结束状态940。

图10是根据本发明的示例性实施例的管理使用上下文感知服务框架的CAS的方法的流程图。

当在操作S1010中上下文感知服务框架从CAS接收登记请求时，在操作S1020中，CAS管理模块520将该CAS的CAS信息登记在CAS知识库521中并且将CAS的上下文登记在上下文知识库522中。在操作S1030中，确定是否每个能够观测被需要用来确定上下文的知识的传感器已经被登记。当确定每个必要的传感器已经被登记时，那么在操作S1040中，上下文管理模块530检查知识是否满足该上下文。当在操作S1050中从CAS接收到移除请求时，在操作S1060中，CAS管理模块520通过从上下文知识库522中删除该上下文并且从CAS知识库521中删除该CAS的CAS信息来移除该CAS。假定没有来自该CAS的移除请求，当确定不是每个必要的传感器都已经被登记时，该CAS保持备用状态，直到每个必要的传感器被登记。

图11表示了根据本发明的示例性实施例的CAS状态的改变。

当CAS在开始状态1110开始操作时，其进入备用状态1120或活动状态1130。备用状态1120是这样一种状态，在该状态中，CAS开始操作，但不是每个需要用来检查上下文的传感器都已经被获得。当每个需要用来检查上下文的传感器已经被登记时，该CAS进入活动状态1130。然而，如果当CAS处于活动状态1130时，需要用来检查上下文的传感器被移除，那么该CAS转换到备用状态1120。

当CAS因为上下文被满足而开始服务时，该CAS从活动状态1130改变为服务状态1140。当服务终止时，该CAS返回到活动状态1130。当该CAS停止操作时，其从备用状态1120或活动状态1130改变为结束状态1150。

图12显示了用于实现上下文感知服务框架的源代码的示例。

图12定义称作“SamAirCon”的上下文感知服务应用，所述“SamAirCon”包括两个CAS，即SamCAS1和SamCAS2，和一个传感器，即SamSensor1。SamCAS1的上下文时间是“Warm”指示当知识“Warm”从False改变为True时，SamCAS1的服务，即空调的冷却操作开始。当知识“Warm”是False时，此刻温度上升到25°以上，SamCAS2将知识“Warm”从False改变为True。

SamSensor1观测并提供作为知识的温度。如果当知识“Temperature”高于25°时，知识“Warm”是False，那么SamCAS2将知识“Warm”从False改变为True。当空调没有操作时，此刻知识“Warm”被SamCAS2改变为True，SamCAS1启动空调。

根据详细的描述，本领域技术人员应该理解，在不完全地脱离本发明原理的情况下，可以对这些本示例性实施例进行变动和修改。因此，本发明的公开的示例性实施例仅用于一般的和描述性的意义，并不用于限定的目的。

本发明的提供上下文感知服务的设备和方法至少具有以下的方面。

首先，适应于动态改变的情况的系统可以通过上下文的媒介将客户机对象松散地连接到服务器对象来构造。

另外，多个客户机对象被允许通过使用上下文来共享服务器对象，并且多个服务器对象被允许通过共享由客户机对象提供的知识来共享客户机对象。

此外，提供了客户机对象和服务器对象之间的统一接口。