摘　要：

摘　要：移動設(shè)備和實物對象之間的交互技術(shù)得到了越來越多的關(guān)注，這一技術(shù)提供了一種自然、直觀的方式來請求與實物對象相關(guān)聯(lián)的服務(wù)。目前有些方法可以提供這些服務(wù)，但是這些方法大多是專用的，它們專為特定的應(yīng)用領(lǐng)域提供服務(wù)，沒有通用的概念。而另一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提供了一系列的標(biāo)準(zhǔn)化方法，，可以對實物對象進(jìn)行標(biāo)識。作者設(shè)想，這兩種技術(shù)的結(jié)合可以支持移動設(shè)備交互的發(fā)展和實物對象數(shù)據(jù)的傳播。因此，筆者提出了一個概念，一個體系結(jié)構(gòu)，甚至說一個早期的物聯(lián)網(wǎng)移動交互開發(fā)原型。使用Web服務(wù)的實物對象提供服務(wù)描述，該服務(wù)描述用于自動生成所述移動設(shè)備上的用戶接口。

關(guān)鍵詞：

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)　移動設(shè)備　交互體系結(jié)構(gòu)

      1　背景和動機(jī)

　　現(xiàn)今，移動互聯(lián)網(wǎng)用戶越來越沉浸到一個無處不在的復(fù)雜的信息領(lǐng)域中。移動客戶端提供日益復(fù)雜的方法來捕捉信息，它們利用情境信息直接與實物對象進(jìn)行交互。另一方面，實物對象越來越多地通過視覺或無線標(biāo)記（如RFID標(biāo)簽——一種無線射頻識別技術(shù)）增強(qiáng)與數(shù)字相關(guān)聯(lián)的信息。在這一背景下的物理移動交互允許用戶通過選擇虛擬信息和調(diào)用服務(wù)，與實物對象相互作用。目前的應(yīng)用程序提供了一些方法把這種相互作用的考慮進(jìn)去，它們中的大多數(shù)都是專用的，專為特定的應(yīng)用領(lǐng)域或交互技術(shù)設(shè)計出來的，沒有通用的概念。比如，諾基亞本地交互的服務(wù)器是一個實時的網(wǎng)絡(luò)Web服務(wù)，后端則基于RFID技術(shù)進(jìn)行移動交互工作。

　　此外，目前比較關(guān)注的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（如基于工業(yè)界或?qū)W術(shù)界的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）在現(xiàn)實世界中的對象都基于單獨的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。這里的實物對象被唯一地標(biāo)識，通過對其標(biāo)準(zhǔn)化描述便于訪問和交互。我們認(rèn)為物理移動設(shè)備的交互與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，能支持與實物對象交互的移動開發(fā)和部署。因此，本文提出了一個概念，一個體系結(jié)構(gòu)，甚至說一個正在開發(fā)早期的物聯(lián)網(wǎng)移動交互原型。我們使用Web服務(wù)描述實物對象，該服務(wù)描述之后用于自動生成所述移動設(shè)備上的用戶接口。

　　Web服務(wù)技術(shù)提供了一種新的方式，使信息和服務(wù)同時降低互操作性，是一種提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性、平臺獨立性和標(biāo)準(zhǔn)化的信息交換新途徑。此外，我們希望通過增加語義描述，以提高他們的靈活性和表現(xiàn)力，從而提高建模和Web服務(wù)的動態(tài)組合。上述的建模服務(wù)表現(xiàn)為足以獲取情境信息組合的Web服務(wù)，以提供明確的用戶信息。因此，我們的體系結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)通過Web服務(wù)，由移動設(shè)備自動生成用戶接口。

　　接下來，我們要探討如何使得用戶接口進(jìn)行優(yōu)化，以提供更方便、更簡單的與物聯(lián)網(wǎng)的實物對象的交互和與之相關(guān)的服務(wù)。由于目前還沒有統(tǒng)一的方法來集成Web服務(wù)和用于實物對象交互，我們的體系結(jié)構(gòu)必須滿足如下幾個技術(shù)要求。（1）建模，構(gòu)造和提供Web服務(wù)。（2）自動生成和集成移動用戶接口的Web服務(wù)功能的抽象描述的復(fù)雜性，支持與實物對象的交互。（3）移動設(shè)備和標(biāo)記的鏈接、以及組件之間信息交換的建模技術(shù)。

　　以上內(nèi)容是對用戶接口的自動生成的關(guān)鍵點。盡管Web服務(wù)的描述僅僅為創(chuàng)建用戶接口提供了有限的支持，但它充分解釋了擴(kuò)展服務(wù)描述語義的注釋功能，能夠高度靈活地自動生成用戶接口。

　　2　體系結(jié)構(gòu)和原型

　　正如前面所提到的，兩個不同領(lǐng)域需要將這些方法相結(jié)合：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和移動交互設(shè)備——用于與實物對象進(jìn)行交互。我們的主要目的是連接這兩個領(lǐng)域，而移動設(shè)備充當(dāng)它們之間的傳遞者，圖1顯示了相應(yīng)的體系結(jié)構(gòu)。移動設(shè)備充當(dāng)通用客戶端，獨立于實物對象，與它所調(diào)用的服務(wù)進(jìn)行交互。在移動設(shè)備上使用交互客戶端組件和服務(wù)客戶端組件進(jìn)行交互。交互客戶端檢測唯一標(biāo)識符并將附加數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，而服務(wù)客戶端則與Web服務(wù)域交流。通用客戶端存儲用戶的情境信息和設(shè)備功能，可以豐富自動生成用戶接口機(jī)制。設(shè)備方面，我們考慮不同移動平臺的物理功能（例如相機(jī)讀卡器或RFID / NFC閱讀器）和用戶接口功能（例如J2ME運行環(huán)境或XHTML瀏覽器）。因此，通用客戶端必須能夠有支持所涉及的交互處理功能的任意設(shè)備組合。

　　在Web作用域的服務(wù)描述用來促進(jìn)互操作性，自動服務(wù)調(diào)用/組成及自動生成用戶接口。服務(wù)被分為基礎(chǔ)服務(wù)和情境服務(wù)�；A(chǔ)服務(wù)執(zhí)行涉及與實物對象交互的主要功能，有可能是一個實物對象和初始基礎(chǔ)服務(wù)之間的固定關(guān)系。情境服務(wù)提供上下文相關(guān)信息，如地理位置或者時間。同時，所有的服務(wù)還可以相互進(jìn)行交互。例如，一個基礎(chǔ)服務(wù)可以請求其他基礎(chǔ)服務(wù)或情境服務(wù)，通用客戶端也應(yīng)該能夠直接訪問關(guān)聯(lián)服務(wù)。

　　用于連接服務(wù)域和物理移動交互作用域，我們提出了一個概念叫“交互代理”服務(wù)器，它提供三個主要功能：服務(wù)組合，論證和用戶接口生成�！胺⻊�(wù)組合”描述具有涉及物理交互和處理多個Web服務(wù)的交互�！罢撟C”必須解決不同的服務(wù)之間的語義互操作性的協(xié)調(diào)。

　　工作的另一個焦點在于自動生成用于不同服務(wù)的用戶接口，它應(yīng)以統(tǒng)一和透明的方式提供給用戶。通過提供服務(wù)調(diào)用定義所需要的輸入和輸出，語義服務(wù)描述已經(jīng)定義了一個原始設(shè)備的用戶接口結(jié)構(gòu)�；谖覀兊姆椒�，語義服務(wù)描述由一個額外的用戶接口擴(kuò)展，它描述了一個參數(shù)類型：從基礎(chǔ)映射到具體的用戶接口的增強(qiáng)。

　　為了說明我們的概念，這里有一個正在實施測試的早期原型。這里定義了這樣一個場景，一張電影海報提供不同電影院的票務(wù)服務(wù)。假設(shè)每張海報上的不同電影都可以被用戶準(zhǔn)確地選中。如圖2所示，帶有近距離無線通訊技術(shù)（Near Field Communication，簡稱NFC）的手機(jī)用來與電影海報交互。如圖3所示，NFC/RFID標(biāo)簽固定在海報背面，里邊提供了當(dāng)前電影的相關(guān)信息（如位置和時間）。此時調(diào)用的服務(wù)可以使用情境信息，如確定離當(dāng)前位置最近的電影院或上映時間最臨近的電影院。

　3　結(jié)論

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)受限于實物對象的標(biāo)準(zhǔn)化描述。加強(qiáng)與服務(wù)交互的支撐實物對象仍然只能通過專有的解決方案來實現(xiàn)。我們討論了物理移動交互和物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的一種通用方式。提出了通過通用客戶端實現(xiàn)實物對象和多個服務(wù)之間的協(xié)調(diào)機(jī)制。通過使用Web服務(wù)技術(shù)，看到了巨大的商機(jī)，以克服不同服務(wù)之間語義不兼容的問題，還可以從描述服務(wù)的語義有利于自動生成用戶接口。此外，還將進(jìn)一步評估這個結(jié)構(gòu)體系，并不斷進(jìn)行修正與改進(jìn)，使之能夠真正投入實際開發(fā)中。