[发明专利]一种物联网即加即用技术的实现系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种物联网即加即用技术的实现系统，尤其适合物联网规模较大，存在多种异构设备，网络拓扑构动态变化的场合。

背景技术

无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）作为网络技术的一个重要方向，人们已经进行了多方面的深入研究，并且成功应用到环境测量、定位跟踪等多个领域。在近年来兴起的物联网（Internet of Things，IoT）、信息物理融合系统（Cyber-Physical System，CPS）等信息系统技术中，WSN随着这些系统的广泛应用而大量部署。然而，物联网大规模部署会带来如下问题：

一、在车联网、智能交通、或者野生动物保护系统中，由于感知设备的移动导致网络拓扑结构不断变化，此时，系统如何处理各类感知设备动态加入和离开，并屏蔽底层繁杂的通信协议而提供统一服务。

二、在火灾监控，安防监控等物联网应用系统中，应用层需要根据感知层的情况实时调整需求指标，此时，如何解决新的应用需求加入时感知资源复用问题。

三、当设备加入和移出、应用需求增加和删减、外界因素介入时（如无线环境变化导致通信链路变化，自然环境或人为因素导致软硬件状态变化等），如何保证应用系统稳定。

上述问题很实际，因为上述应用场景中的问题是物联网应用中实际遇到并且需要解决的，另外很基础，因为只有在稳定地满足应用需求的基础上，才会有物联网海量数据分析，数据融合决策等。

为探索解决上述各层面问题的有效途径，本发明提出了一种物联网即加即用技术的实现系统。上述问题前两个层面即为物联网应用系统“即加”的情形，主要指系统会因各种原因随时加入某些改变系统工作状态的因素，而“即用”则体现了系统在“即加”情形时能通过调整即时保证系统功用。

即加即用从即插即用（Plug and Play）发展而来。起初，即插即用是一种支持热插拔的计算机硬件配置技术，之后，即插即用进一步扩展，在互联网领域，形成了以通用即插即用（Universal Plug and Play UPnP）、Windows Rally、Jini等为代表的技术，这些技术在解决网络设备间的互联互通问题上发挥了巨大作用。在硬件设备制造领域，形成了以IEEE1451协议族为代表的现场总线标准，该标准通过一套通用的通信接口解决了各种现场总线规定的通信协议不兼容问题,下面对上述技术简单介绍。

UPnP是一种分布式的，开放的网络架构，设备可以按照UPnP的协议栈框架开发出支持即插即用的网络应用系统，设备需要支持TCP/IP、HTTP等协议。

Windows Rally技术建立在Windows操作系统上的一种即插即用技术，Windows Rally技术中的设备一般是装有操作系统的高端设备（打印机、数字摄像机、投影仪等），在传感网中感知节点的计算能力有限，这在一定程度上制约了Windows Rally技术在传感网的应用。

Jini是以Java技术为核心的分布式系统，它通过使用一个简易的“即插即用”模型，能够随时改变硬件或者的配置，从而提供了一个支持快速配置的分布式计算环境，Jini需要感知节点支持Java，这对于由低功耗、低速感知节点组成传感网的应用带来一定的困难。

IEEE1451协议族针对传感器网络而言，主要是IEEE1451.5协议，协议将感知节点、网关分别抽象为STIM模块、NCAP模块，STIM和NCAP之间通过蓝牙、ZigBee等无线技术连接。该标准为传感器网络接口标准化提供了一套解决方案。

上述技术标准在解决不同类型设备间通信、网络动态扩展、远程控制、接口标准化等方面各具优势。但应用到物联网感知层的WSN时，没有考虑感知节点的存储资源、计算能力有限，多节点组网的特性，这在一定程度上制约了上述技术标准在物联网的广泛应用。

综上所述，即插即用衍生而来的体系结构目前在物联网感知层应用受到制约，而针对上述问题某一层面的相关技术方案无法系统解决上述问题。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种物联网即加即用技术的实现系统。本发明提供的一种物联网即加即用技术的实现系统，包括：

感知网，包括多个传感器节点，用于采集数据；

即加即用网关，用于管理所述感知网并为控制终端提供多种服务，通过控制参数反馈的形式实现感知网的自适应调节，从而实现即加即用；

互联网，为所述即加即用网关与所述控制终端提供连接方式；

控制终端，向所述即加即用网关请求服务。