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用于机器对机器装置管理任务的有效执行和监测的系统和方法

摘要

在M2M装置管理系统中,M2M装置(20)外部的任务编排模块TOM(32)管理全部或部分在M2M装置(20)上的执行任务。这减轻了M2M装置(20)对存储代码、执行任务、监测任务执行等的需求。使用有限状态机FSM语法指定任务。M2M装置(20)上的任务URL tURL(34)资源向托管(36)将任务ID映射到FSM规范的服务(38)的资源提供tURL(34)。使用诸如LightWeightM2M(LWM2M)之类的装置管理协议服务器/客户端系统(16、18),紧凑且高效地实现了TOM(32)和M2M装置(20)之间的通信。M2M装置(20)处的预定映射(40)将动作标签映射到M2M装置(20)的库功能(22),从而避免了需要M2M装置(20)中的代码来解释和执行动作。TOM(32)处的事件触发决定模块(42)解释由装置管理协议客户端(18)报告的事件和状况,并确定何时已经发生状态转换事件。

著录项

  • 公开/公告号CN112534407A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-03-19

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 瑞典爱立信有限公司;

    申请/专利号CN201880096589.6

  • 申请日2018-08-14

  • 分类号G06F9/451(20180101);H04W4/70(20180101);

  • 代理机构72001 中国专利代理(香港)有限公司;

  • 代理人叶晓勇;姜冰

  • 地址 瑞典斯德哥尔摩

  • 入库时间 2023-06-19 10:18:07

说明书

技术领域

本发明一般涉及无线通信网络,特别地涉及使用在网络中可操作的机器对机器装置来管理执行任务的设备和方法。

背景技术

无线通信网络在部署、范围、订户数量、容量和技术复杂度方面继续增长,所述技术复杂度包括增加的数据速率、更高的带宽、减少的时延、支持更多数量的用户等。为了容纳更多的用户和可以从无线通信中受益的更宽范围类型的装置两者,操控无线通信网络操作的技术标准继续演进。已经部署了第四代(4G)网络标准,并且正在开发第五代(5G,也称为新空口或NR)。

5G无线通信网络开发的一个重点是用于机器类型通信(MTC)。不像支持例如具有更高带宽、数据速率等功能的复杂智能电话的移动宽带服务,MTC在如下相反的方向上将先进的能力以低功率预算(power budget)提供给简单廉价装置:有限带宽、低数据速率的服务。MTC装置也称为机器对机器(M2M)装置,因为它们的特征在于无需人类交互的自主通信。实际上,想象缺少任何用户界面的大量M2M装置。代表性的应用包括自动功用仪表(utilitymeter)读数、自主车辆中的传感器和致动器、供应链自动化、工业仪表、远程健康感测、车队管理等。

在版本13中,第三代合作伙伴计划(3GPP)标准化了两种不同的M2M通信方法。增强型MTC(eMTC),也称为长期演进——机器对机器(LTE-M),与传统(宽带)LTE相比,包括成本降低措施,例如更低的带宽,更低的数据速率和减少的发射功率。窄带物联网(NB IoT)更积极地应对极低成本的市场,其中低于200 KHz的频谱和灵活性以与传统网络或在活跃传统频谱之外同时部署。NB-IoT的目标是改进室内覆盖范围、支持大量低吞吐量装置、低延迟灵敏度、超低装置成本和低装置功耗(即,长达数年的电池寿命)。

部署的M2M装置的管理和控制提出了许多挑战。装置执行多种类型的任务,其通常由制造商实现,无论是专有的还是基于某些标准的。使用与硬件(公开为应用编程接口或API)通过接口连接的基本软件库以及用于编排库的粘合逻辑来实现这些任务。

除了需要适当的排序外,各种监测和错误处置子任务还使逻辑实现变得复杂。由于代码在装置中,因此占用稀疏板上(sparse on-board)存储器空间,并且执行代码,这包括监测任务的进度,消耗电池电量。此外,代码中的任何更新要求接入装置、刷新和测试,所有的这些增加停机时间,并可能影响服务水平协议(SLA)。

为了获得与外部供应商的应用的互操作性,已经开发了M2M互操作性标准,并且在许多情况下都授权遵循。例如,轻量级M2M(LWM2M)是来自M2M或IoT装置管理的开放移动联盟(OMA)的协议。LWM2M建立在约束应用协议(CoAP)上,并且它定义LWM2M服务器与LWM2M客户端之间的应用层通信协议。LWM2M服务器可以在服务器计算机上或分布式计算环境(例如所谓的“云”)中实现,或者更可能在云和一组已部署的M2M装置(被称为云“边缘”)之间的接口处实现。LWM2M客户端通常在M2M装置中实现。

根据LWM2M协议,每个对象都包括可以查询或操纵的资源。例如,如LWM2M标准(V1_0-20170208-A§E.4,第108页)中所定义的,标准装置对象具有对象ID为3;只读资源,例如制造商、型号、序列号、电源电压/电流、电池水平;读写资源,例如当前时间、UTC偏移、时区;以及可执行资源,例如重新启动、出厂重置、重置错误代码。系统是可扩展的,从而允许用户创建具有特定功能性的对象;这些对象可以在OMA中注册,并发布供一般使用。

Leshan是一组由Eclipse基金会发布的开源库,其促进LWM2M服务器和客户端的实现。Leshan提供了一种标准化、紧凑、面向对象的方式来实现常见的M2M装置管理操作。Leshan仅代表可能的M2M服务器/客户端实现;本文使用更通用的术语“装置管理协议服务器/客户端”。

Microsoft Azure和Amazon Web Services(AWS)是基于云或基于边缘的M2M装置管理平台。然而,这些平台假定有M2M装置上的过程或库模块的知识。装置制造商可以在不同平台上实现任务管理,但是自定义平台的维护变得高昂。

图1描绘了使用装置管理协议服务器/客户端方法的典型M2M装置管理部署10。任务管理应用12控制任务执行的整体管理。任务管理应用12与可以驻留在云中或云边缘处的M2M平台14通信。在一些实施例中,M2M平台14可以包括Azure或AWS实现。M2M平台14执行装置管理协议服务器16,例如Leshan服务器。装置管理协议服务器16与在诸如遵从NB-IoT装置的M2M装置20上执行的对应装置管理协议客户端18通信。M2M装置20通常附带有一组库功能22,其可以经由API来接入。驻留在M2M装置20上并在其上执行的任务特定代码24不仅控制包括特定任务的动作的执行,而且还监测状况和事件,这些状况和事件控制这些动作的顺序以及任务的进展和完成(或失败,以及后续错误处置)。如上所述,该任务特定代码24消耗了M2M装置20上的存储器空间、计算资源和功率。此外,M2M平台14必须知道任务特定代码24,以及在装置管理协议中没有标准化为对象的任何库功能22。

已经开发并标准化了用于实现任务逻辑以执行许多常见任务的参考设计。每个任务都可以定义为有限状态机(FSM)。例如,图2描绘了如在LWM2M规范(V1_0-20170208-A,第117页)中定义的那样的固件更新的FSM。在FSM图中,状态表示为圆角矩形,并且状态之间的转换示为箭头。状态转换箭头上的标签具有“触发[守卫(guard)]/行为”的语法,其中“触发”是可能导致状态转换的事件,“守卫”是状况,并且“行为”是在转换发生时执行的活动。状态可能还包括断言和变量分配。例如,“空闲(IDLE)”状态断言变量“更新结果”(缩写为“Res”)必须在0到9之间。空闲状态还将“状态”变量设置为0。

提供本文的背景技术部分以将本发明的实施例置于技术和操作上下文中,以帮助本领域技术人员理解其范围和效用。除非明确这样指示,否则本文的陈述没有仅通过将其包含在背景技术部分中而被认为是现有技术。

发明内容

下面呈现本公开的简化概述,以便向本领域技术人员提供基本理解。该概述不是本公开的广泛概述,并且不旨在标识本发明的实施例的关键/重要元素或描绘本发明的范围。该概述的唯一目的是以简化的形式呈现本文公开的一些概念,作为稍后呈现的更详细描述的序言。

根据本文描述和要求保护的本发明的实施例,M2M装置外部的任务编排模块(TOM)管理全部或部分在M2M装置上的执行任务。这减轻了M2M装置对存储代码、执行任务、监测任务执行等的需求。使用有限状态机(FSM)语法指定任务,该有限状态机(FSM)语法定义了多个状态,在每个状态内或在状态转换期间执行的动作以及指定状态之间转换的事件和状况(由状态变量指示)。M2M装置上的任务URL(tURL)资源提供了tURL,其标识托管将任务ID映射到FSM规范的服务的资源。使用装置管理协议服务器/客户端系统,例如轻量级M2M(LWM2M,例如可用于该协议的Leshan服务器/客户端),紧凑而高效地实现TOM和M2M装置之间的通信——包括配置、动作执行命令以及事件和状况的监测。M2M装置处的预定映射将动作标签映射到M2M装置的库功能,从而避免需要M2M装置(或装置管理协议客户端)中的代码来解释请求的动作——相反,将这些动作映射到现有M2M装置库功能。TOM处的事件触发决定模块解释由装置管理协议客户端报告的事件和状况,并确定何时已发生了状态转换事件。

一个实施例涉及由任务编排模块(TOM)执行的、至少部分地在机器对机器(M2M)装置上执行任务的方法。获得标识要执行的任务的任务ID。基于任务ID,从任务统一资源定位符(tURL)处托管的服务中检索与任务相关联的有限状态机(FSM)规范。针对FSM中的多个状态中的每个状态,相继地查明与该状态相关联的一个或多个动作以及从该状态的所有转换的事件和状况;要确定由M2M装置能够执行至少一个动作;装置管理协议客户端被配置成观测并报告事件和状况;装置管理协议客户端被命令在所述M2M装置上执行与所述状态相关联的动作;针对配置的事件或状况的发生,监测装置管理协议客户端;要决定何时触发事件;以及响应于FSM规范和事件触发,从当前状态转换。

另一个实施例涉及实现任务编排模块(TOM)的无线通信网络的节点。该节点可操作以至少部分地在机器对机器(M2M)装置上执行任务。该节点包括收发器和可操作地连接到收发器的处理电路。处理电路被配置成:获得标识要执行的任务的任务ID;以及基于所述任务ID,从托管在任务统一资源定位符(tURL)处的服务中检索与任务相关联的有限状态机(FSM)规范。针对所述FSM中的多个状态中的每个状态,所述处理电路可操作地相继地以:查明与所述状态相关联的一个或多个动作,以及从所述状态的所有转换的事件和状况;确定由所述M2M装置能够执行至少一个动作;配置装置管理协议客户端以观测并报告所述事件和状况;命令所述装置管理协议客户端在所述M2M装置上执行与所述状态相关联的所述动作;针对配置的事件或状况的发生,监测所述装置管理协议客户端;决定何时触发事件;以及响应于所述FSM规范和所述事件触发,从所述当前状态转换。

又另一实施例涉及包含指令的计算机可读介质,所述指令在由无线通信网络中可操作的节点上的处理电路执行时,操作以使所述节点实现任务编排模块TOM,其可操作以至少部分地在机器对机器M2M装置上执行任务。在执行任务时,获得标识要执行的任务的任务ID。基于所述任务ID,从托管在任务统一资源定位符(tURL)处的服务中检索与所述任务相关联的有限状态机(FSM)规范。针对所述FSM中的多个状态中的每个状态,相继地查明与所述状态相关联的一个或多个动作,以及从所述状态的所有转换的事件和状况;要确定由所述M2M装置能够执行至少一个动作;配置装置管理协议客户端以观测并报告所述事件和状况;命令所述装置管理协议客户端在所述M2M装置上执行与所述状态相关联的所述动作;针对配置的事件或状况的发生,监测所述装置管理协议客户端;要决定何时触发事件;以及响应于所述FSM规范和所述事件触发,从所述当前状态转换。

又另一实施例涉及由在机器对机器(M2M)装置上执行的装置管理协议客户端执行的、由远程任务编排模块(TOM)在所述M2M装置上执行任务的至少部分的方法。从所述TOM接收关于事件和状况的配置信息以观测并报告给所述TOM。从所述TOM接收在所述M2M装置上执行动作的命令。经由所述M2M装置上存储的预定映射,将所述命令动作映射成对M2M装置的应用编程接口(API)的调用。在所述M2M装置上执行对所述API的所述调用。根据所述配置信息,将事件和相关联的状态变量报告给所述TOM。

又另一实施例涉及一种机器对机器(M2M)装置,在无线通信网络中可操作并且在远程任务编排模块(TOM)的控制下执行任务的至少部分。该装置包括收发器以及可操作地连接到所述收发器的处理电路。处理电路实现装置管理协议客户端,其被配置成:从所述TOM接收关于事件和状况的配置信息以观测并报告给所述TOM;从所述TOM接收在所述M2M装置上执行动作的命令;经由所述M2M装置上存储的预定映射,将所述命令动作映射成对M2M装置的应用编程接口(API)的调用;在所述M2M装置上执行对所述API的所述调用;以及根据所述配置信息,将事件和相关联的状态变量报告给所述TOM。

又另一实施例涉及包含指令的计算机可读介质,所述指令在由无线通信网络中可操作的机器对机器M2M装置上的处理电路执行时,操作以使所述M2M装置由远程任务编排模块TOM在所述M2M装置上执行任务的至少部分。在执行这些任务的至少部分中,从所述TOM接收关于事件和状况的配置信息以观测并报告给所述TOM。从所述TOM接收在所述M2M装置上执行动作的命令。经由所述M2M装置上存储的预定映射,将所命令的动作映射成对M2M装置的应用编程接口(API)的调用。在所述M2M装置上执行对所述API的所述调用。根据所述配置信息,将事件和相关联的状态变量报告给所述TOM。

附图说明

现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明,在所述附图中示出了本发明的实施例。然而,本发明不应被解释为限制本文阐述的实施例。相反,提供这些实施例使得本公开将是透彻和完整的,并将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。相似数字通篇表示相同的元素。

图1是用于M2M装置管理的现有技术方法的框图。

图2是实现固件更新任务的已知有限状态机的状态图。

图3是根据本发明的实施例的M2M装置管理的框图。

图4是示出添加任务URL资源的对象的资源定义的扩展的表。

图5是返回请求的FSM规范的JSON对象的示例。

图6是TOM至少部分地在M2M装置上执行任务的方法的流程图。

图7是装置管理协议客户端在M2M装置上执行任务的至少一部分的方法的流程图。

图8是描绘对应于图6和图7的方法的信令的信令图。

图9是实现TOM的无线节点的框图。

图10是描绘无线节点上的功能模块的框图。

图11是M2M装置的框图。

图12是描绘M2M装置上的功能模块的框图。

具体实施方式

出于简单和说明目的,主要通过参考本发明的示例性实施例来描述本发明。在以下描述中,阐述了许多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。然而,对本领域普通技术人员将容易明白的是,可以实践本发明而不限于这些特定细节。在该描述中,未曾详细描述众所周知的方法和结构,以免不必要地使本发明模糊。

本发明的实施例涉及面向任务的M2M装置管理模型,其中任务管理和控制由除了M2M装置之外的网络实体执行。如本文所使用,任务是一个或多个动作,其以预定的方式响应于状况和事件而被执行以完成特定功能。任务的示例包括固件更新、引导(bootstrapping)、重启、位置更新、状态检查等。将任务管理活动定位在M2M装置外部实现显著优势,包括减少M2M装置的代码存储、计算和功率要求。此外,虽然任务执行通常将针对或要求一个或多个M2M装置的交互,但是任务可以另外包括诸如中间计算、获得时间戳、单位转换等的动作,这些动作可以使用除了M2M装置之外的计算资源来执行,进一步节省了M2M装置资源。

图3描绘了根据本发明的实施例的M2M装置管理系统30的框图。任务编排模块(TOM)32被描绘为在具有到M2M装置20的无线链路的无线网络节点上执行。在其他实施例中,TOM 32可以在云中或边缘处执行。TOM 32组织和管理任务的执行,其中的一些动作由一个或多个M2M装置20执行。

TOM 32接入M2M装置20上的任务统一资源定位符(tURL)资源34以发现任务定义服务38的主机36,其按照有限状态机(FSM)规范来定义任务。通常,tURL 34可以解析成托管任务定义服务38的任何可接入网络位置,例如专有网络中的专用服务器、互联网上的公共服务器、云中的服务等。在一些实施例中,TOM 32从它可以预先管理的所有M2M装置20读取tURL资源34,例如在装置通电和注册时。在一个实施例中,tURL资源34被定义为在装置管理协议服务器/客户端语法中与M2M装置20对应的装置对象的资源。图4描绘了标准LWM2M装置对象的部分列表,从而描绘了添加tURL资源34的一种可能的扩展(参见LWM2M标准V1_0-20170208-A§E.4,第108页)。

TOM 32从任务管理应用12接收任务ID,其标识要执行的任务。如果先前未获得,则TOM 32从一个或多个M2M装置20读取tURL34。从M2M装置20获得tURL 34之后,TOM 32在由tURL 34标识的主机36处接入任务定义服务38。TOM 32使用从任务管理应用12接收的任务ID将任务定义服务36编索引,以获得定义所请求任务的FSM。FSM按照状态和状态转换、状态内或转换期间执行的动作、以及触发状态转换和任务完成的状况和事件来定义任务。事件既可以是外部事件,也可以是动作执行的结束。状况基于由M2M装置20暴露的状态变量。在一个实施例中,任务定义服务38通过代表性状态转移(REST)API来接入。如图5所示,可以通过JavaScript对象表示法(JSON)对象来返回FSM。TOM 32可以可选地对FSM执行各种测试,例如语法检查,以验证FSM规范是否正确。TOM 32还可以执行各种其他的初步检查,诸如验证其有权接入完成任务所必需的(一个或多个)M2M装置20,其具有必需的许可等。这样的初步过程是本领域技术人员容易理解的,并且在本文中不进一步详述。

然后,根据FSM状态转换定义,TOM 32相继地逐步通过FSM中的每个状态。在每个状态下,TOM 32查明与该状态相关联的一个或多个动作,以及从该状态的所有转换的事件和状况。当装置处于特定状态并且正在执行与该状态相关联的动作时,状态转换取决于:

•由于某些变量的值变化而满足的状况;

•事件,诸如“下载完成”;“特殊信号到达,例如,中断;”等;或

•特殊的“超时”事件,它指示当前动作应被中断,并且在T超时之后,FSM应该转换到预定状态。

在一个实施例中,TOM 32确定应该由哪些可用的计算资源来执行哪些动作,并将这些动作分派给适当的资源。与此相关,TOM 32确定由M2M装置20可以执行至少一个动作。

在每个状态中,TOM 32配置装置管理协议客户端18以观测并报告与状态和(一个或多个)动作有关的事件和状况。在装置管理协议(例如LWM2M)中,可以使用某些参数为特定传感器设置观测通知配置。Pmin是最短的“等待”时间——两次连续观测之间的间隔不能小于Pmin。这用于防止过度观测。Pmax是最大的“延迟”时间——两次连续观测之间的间隔不应超过Pmax。这用于防止接入传感器值时出现过度延迟。如果FSM状态定义了指定时间T的超时,则TOM 32启动时钟对象,并设置Pmin = Pmax = T。这将导致在时间T处正好进行通知(超时的定义)。如果存在事件和定义该事件的状态变量,则对于每个状态变量,TOM 32采用以下两个配置选项中的一个:

1. 设置Pmin = 0,Pmax = T;在这种情况下,状态变量的任何改变将作为事件的触发被通知,并且然后TOM 32评估事件定义;或者

2. 在装置管理协议客户端18中利用事件定义设置虚拟对象和资源R,并为此资源R设置Pmin = 0,Pmax = T,使得仅将最终触发(如果有的话)通知给TOM 32。

每当触发事件时,装置管理协议客户端18也会将状况的状态变量通知给TOM 32。

在将装置管理协议客户端18配置用于当前状态之后,TOM 32然后命令装置管理协议客户端18在M2M装置20上执行与当前状态相关联的动作。为了实现这一点,在一个实施例中,TOM 32发送动作标签(例如,ReadMeter、ReportGPSLocation)到装置管理协议客户端18。装置管理协议客户端18接入预定映射,例如标签库映射40,以在实现该动作的M2M装置20上将动作标签映射到实际的库功能22(例如,API调用)。库功能22被注册到装置管理协议客户端18,所述装置管理协议客户端18执行功能22并且根据装置管理协议服务器/客户端语法将结果返回给装置管理协议服务器16。以此方式,装置管理协议客户端或M2M装置20上的显式代码都不需要知道所请求动作的含义。动作标签被简单地映射到库功能22(装置管理协议客户端18知道该库功能22)以便执行。

装置管理协议客户端18根据TOM 32的其配置报告事件和状况。与TOM 32相关联的事件触发决定模块42监测由装置管理协议客户端18报告的事件和状况,并确定何时触发事件。上面概述的两个状态变量选项之间存在权衡。如果事件状况中的变量数量少,并且存在大可能性的状态变量的变化的触发事件,则TOM 32采用选项1(Pmin = 0,Pmax = T)。备选地,如果事件状况中的变量的数量大,或者存在小可能性的状态变量的变化的触发事件,则TOM 32采用选项2(针对资源R,Pmin = 0,Pmax = T)。在一个实施例中,通过机器语言(ML)模块来启用该决定,该机器语言(ML)模块采用对变量值和事件触发的历史的监督学习。这仅进行达预定的训练时段,并且仅当在M2M装置20上重新实现事件定义和状态变量接入方法时重复。响应于事件触发,并且根据FSM规范,TOM 32然后从当前状态转换。如果FSM将其定向到新状态,则TOM 32重复该过程,开始于查明与新状态相关联的动作以及从新状态的所有转换的事件和状况。

图6描绘了由TOM 32执行的、至少部分地在M2M装置20上执行任务的方法100。获得标识要执行的任务的任务ID(框102),例如从任务管理应用12中获得。如果先前未完成,则TOM 32从M2M装置20获得tURL 34(框104;注意,tURL 34可能已经是较早获得的,例如当M2M装置20注册时,并且因此此步骤104未执行,这由虚线所示)。tURL 34标识将任务(在一个实施例中,由任务ID标识)与FSM规范相关联的服务38的主机36。TOM 32基于任务ID从服务38中检索与任务相关联的FSM规范(框106)。针对FSM中的多个状态中的每个状态,TOM 32相继地执行以下方法步骤,直到到达最后状态为止(框108),此时方法100结束(框110)。

只要它不处于最后状态(框108),TOM 32就根据FSM规范中的状态转换来检索下一个状态(框112)。TOM 32查明与当前状态相关联的一个或多个动作,以及从当前状态的所有转换的事件和状况(框114)。TOM 32确定哪些计算、传感器或其他资源可用并且适合于执行动作。如果由M2M装置20可以执行至少一个动作(框116),则TOM 32配置装置管理协议客户端18(例如,Leshan客户端)以观测并报告在框114中查明的事件和状况(框118)。如上所述,这可以包括设置超时,和/或设置控制观测并报告的参数的值(例如,Pmin,Pmax)。然后,TOM32命令装置管理协议客户端18在M2M装置20上执行与状态相关联的动作(框120)。在一个实施例中,这包括将用于动作的标签发送到装置管理协议客户端18,所述装置管理协议客户端18例如通过利用标签库映射40,将标签映射到M2M装置20上可用的库功能22。装置管理协议客户端18然后通过映射的库功能22调用顺序执行动作。

如上所述,TOM 32针对配置的事件或状况的发生而监测装置管理协议客户端18(框122)。响应于监测,事件触发决定框42决定何时触发事件(框124)。如果没有事件被触发(框124),则监测继续(框122)。当发信号通知动作完成(或失败)来触发事件时(框124),则TOM 32响应于FSM规范和事件触发而从当前状态转换。如果这是最后状态(框108),则方法100终止(框110)。否则(框108),TOM 32根据FSM规范进入下一状态(框112),并继续执行任务。

图7描绘了由在M2M装置20上执行的装置管理协议客户端18执行的、由远程TOM 32在M2M装置20上执行任务的至少部分的方法200。装置管理协议客户端18从TOM 32接收关于事件和状况的配置信息以观测并报告给TOM 32(框202)。装置管理协议客户端18还从TOM32接收命令以在M2M装置20上执行动作(框204)。使用存储在M2M装置20上的预定映射,诸如标签库映射40,将所命令的动作映射成对M2M装置的API 22的调用(框206)。装置管理协议客户端18在M2M装置20上执行对API 22的调用(框208),并根据配置信息向TOM 32报告事件和相关联的状态变量(框210)。

图8是描绘在任务执行期间M2M装置管理系统30的组成节点与实体之间的主要通信的信令图。在相关时,根据方法100的对应步骤(图6)对信令进行编号。TOM 32从任务管理应用12获得标识要执行的任务的任务ID(102)。TOM 32将任务ID转发给从M2M装置20获得的、由tURL 34标识的主机36(106a)。tURL主机36处的服务38将任务ID映射到FSM规范,并将FSM返回到TOM 32(106b)。

为了执行FSM,对于多个状态,TOM 32相继地参与以下信令(在图7中示为在循环内部)。首先,对于当前状态,TOM 32查明与该状态相关联的一个或多个动作,以及用于从状态的所有转换的事件和状况(114)。在确定M2M装置20可以执行一个或多个动作之后,TOM 32将装置管理协议客户端18配置成观测并报告事件和状况(118)。然后,TOM 32命令装置管理协议客户端18在M2M装置20上执行与状态相关联的动作(120)。

动作执行命令包括要执行的动作的标签。装置管理协议客户端18将该标签映射到在M2M装置20上配置的一个或多个库功能22,并执行那些库功能22。

TOM 32针对配置的事件或状况的任何发生,监测装置管理协议客户端18,装置管理协议客户端18报告所述事件或状况(122)的任何发生。基于所报告的事件和状况,TOM 32确定何时触发事件(124)。当触发了用于退出当前状态的FSM规范中的状况的事件时,TOM32从当前状态转换(126)。然后,FSM执行循环可以通过进入新状态来继续,或可以终止(通过完成、通过超时或其他失败)。

图9是在无线通信网络中可操作的节点150的框图。无线节点150包括可操作地连接到存储器154的处理电路152、收发器158和通信电路160。一个或多个天线158可操作地连接到收发器156。如与(一个或多个)天线158断开的连接所示,(一个或多个)天线可以与无线节点150分开物理地定位,诸如安装在塔、建筑物等上。虽然存储器154被描述为与处理电路152分开,但是本领域技术人员理解,处理电路152包括内部存储器,诸如高速缓冲存储器或寄存器堆。本领域技术人员还理解,虚拟化技术允许由处理电路152名义上执行的一些功能实际上由可能位于远程(例如,在云中)的其他硬件来执行。

根据本发明的一个实施例,处理电路152可操作以使无线节点150管理一个或多个M2M装置20上的任务的执行,如本文所描述和要求保护的。特别地,处理电路152可操作以执行本文描述和要求保护的方法100(图6)。

图10描绘了无线节点150的功能视图,包括在其上实现的相关功能模块。任务编排模块(TOM)32、事件触发决定模块42、M2M平台14和装置管理协议服务器16可以被实现为专用硬件或固件模块,或者可以被实现为存储在存储器154中并通过处理电路152执行的软件模块(或其任何组合)。

图11是在无线通信网络中可操作的M2M装置20的框图。M2M装置20包括可操作地连接到存储器174的处理电路172、收发器176、以及可选地一个或多个传感器、致动器等180。一个或多个天线178可操作地连接到收发器176。如虚线围合所指示,天线178可以在M2M装置外部,也可以在内部。虽然将存储器174描绘为与处理电路172分开,但是本领域技术人员理解,处理电路172包括内部存储器,诸如高速缓冲存储器或寄存器堆。传感器、致动器等180通常表示可能存在于M2M装置20上的专用硬件——事实是该框可以广泛地变化或者可能不包括在所有M2M装置20中,是由虚线表示的。

图12描绘了M2M装置20的功能视图,包括在其上实现的相关功能模块。装置管理协议客户端18、库功能22、tURL资源34和标签库映射40可以实现为专用硬件或固件模块,或者可以实现为存储在存储器中并由M2M装置20上的处理电路执行的软件模块(或其任何组合)。传感器、致动器等180可以包括专用硬件以及伴随的接口电路、配置软件等。

在所有实施例中,处理电路152、172可以包括任何顺序状态机,该顺序状态机可操作以执行作为机器可读计算机程序存储在存储器154、174中的机器指令,例如一个或多个硬件实现的状态机(例如,在分立逻辑、FPGA、ASIC等中);可编程逻辑连同适当的固件;一个或多个存储程序、通用处理器,例如微处理器或数字信号处理器(DSP)或上述的任何组合。

存储器154、174可以包括本领域中已知的可以被开发的任何非暂时性机器可读介质,包括但不限于磁介质(例如,软盘、硬盘驱动器等)、光介质(例如,CD-ROM、DVD-ROM等)、固态介质(例如SRAM、DRAM、DDRAM、ROM、PROM、EPROM、闪存、固态磁盘等)等。

在所有实施例中,收发器156、176和(一个或多个)天线158、178可操作以根据本领域中已知的可以被开发的一种或多种通信协议经由无线接入网(RAN)与一个或多个其他收发器进行通信,所述一种或多种通信协议诸如IEEE 802.xx、CDMA、WCDMA、GSM、LTE、UTRAN、WiMax、NR、NB-IoT等。收发器156、176实现适合于RAN链路的传送器和接收器功能性(例如,频率分配等)。传送器和接收器功能可以共享电路组件和/或软件,或者备选地可以分开实现。

通信电路160可以包括接收器和传送器接口,其用于根据本领域已知的可以被开发的一种或多种通信协议通过通信网络与一个或多个其他网络节点进行通信,所述一种或多种通信协议例如以太网、TCP/IP、SONET、ATM、IMS、SIP等。通信电路160实现适合于通信网络链路(例如,光、电等)的接收器和传送器功能性。接收器和传送器功能可以共享电路组件和/或软件,或者备选地可以分开实现。

与现有技术相比,本发明的实施例呈现许多优点。因为任务被定义为FSM,并且用于处理FSM的代码驻留在TOM 32中,所以M2M装置20不存储任何代码来执行任务(或动作)。这节省了M2M装置20上的存储器和计算资源两者,因此减少了其功率需求,从而保留了电池寿命。因为M2M装置包括tURL资源34,所以任何TOM 32(或其他管理系统)都可以将与M2M装置20有关的任务转译成通用FSM规范以用于它们的执行。因为M2M装置包括标签库映射40,所以M2M装置20或装置管理协议客户端18都不需要能够解析或理解由TOM 32命令的动作标签以执行动作。相反,这些动作标签被映射到制造时在M2M装置20上提供的库函数22(例如,API)。这避免了需要驻留在M2M装置上的代码,从而不仅解析和执行动作,而且还监测和管理其执行(例如,进行错误检查和执行错误处置)。这样可以进一步节省存储器和计算周期,并且因此进一步延长电池寿命。M2M装置管理系统30也比现有技术系统更灵活。随着任务被添加和/或任务定义变化,相关的FSM可以进行离线更新和测试。然后将修改后的FSM添加到tURL主机36处的服务38。如果可以使用M2M装置20中的库功能22实现指定的动作、事件和状况,则不要求重新刷新或重新启动M2M装置20。

当然,在不脱离本发明的基本特征的情况下,以不同于本文特定阐述的那些方式的其他方式来实施本发明。本实施例在所有方面都应被认为是说明性的而非限制性的,并且落入所附权利要求书的含义和等效范围内的所有改变都应包含在其中。

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