面向社交物聯(lián)網(wǎng)的移動端應用系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

王國蓉 張少中 黨千越

摘要：社交物聯(lián)網(wǎng)是社交網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)有機融合的新型網(wǎng)絡(luò)，相應的社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)越來越得到人們的關(guān)注。社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)主流的架構(gòu)是基于代理的模式連接物聯(lián)網(wǎng)與社交網(wǎng)絡(luò)，而有關(guān)社交網(wǎng)絡(luò)直接應用物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備資源及其服務(wù)的模式仍有欠缺。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)資源如何作為社交網(wǎng)絡(luò)的重要屬性被社交網(wǎng)絡(luò)發(fā)現(xiàn)、搜索和應用;用戶、設(shè)備和服務(wù)資源如何通過社交網(wǎng)絡(luò)進行共享等問題還有待解決。該研究面向社交物聯(lián)網(wǎng)的基本應用，設(shè)計了一種將社交網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一起來的應用系統(tǒng)。該系統(tǒng)以移動端應用程序開發(fā)平臺作為開發(fā)工具，在應用程序開發(fā)框架內(nèi)進行相關(guān)設(shè)計和開發(fā)，以社交網(wǎng)絡(luò)應用、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的服務(wù)搜索等功能為主，解決了社交物聯(lián)網(wǎng)中用戶、設(shè)備和服務(wù)資源的統(tǒng)一共享問題。

關(guān)鍵詞：社交網(wǎng)絡(luò);物聯(lián)網(wǎng);社交物聯(lián)網(wǎng);移動應用系統(tǒng)

中圖分類號：TP393? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）09-0255-03

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Research and Implementation of Mobile Application System for Social Internet of Things

WANG Guo-rong， ZHANG Shao-zhong， DANG Qian-yue

（School of Information and Intelligent Engineering， Zhejiang Wanli University， Ningbo 315100， China）

Abstract： Social Internet of Things is a new type of network integrating Social Networks and Internet of Things， and the corresponding Social Internet of Things application systems are getting more and more attention. The mainstream architecture of the Social Internet of Things application system is based on an agent-based model that connects the Internet of Things and Social Networks. However， there is still a lack of a model in which Social Networks directly apply Internet of Things resources of devices and services. How these resources are found， searched， and applied by Social Networks as important attributes of Social Networks; how users， resources of devices and service are shared through Social Networks and other issues remain to be resolved. This research is oriented to the basic application of Social Internet of Things， and designed an application system that unifies Social Network and Internet of Things. The system uses the mobile application development platform as the development tool， and carries out related design and development within the application development framework. It focuses on Social Network applications， Internet of Things device management， and service search for Internet of Things devices， which solves the problem of the unified sharing of users， resources of equipment and service in Social Internet of Things.

Key words： social network; internet of things; social internet of things; mobile application system

1 背景

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）技術(shù)是將各種智能設(shè)備連接起來，構(gòu)成了可以使設(shè)備互聯(lián)共享的全球網(wǎng)絡(luò)。隨著各種智能資源的大量研發(fā)和部署，智能設(shè)備的種類和數(shù)量都在不斷增加，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)類資源在人們生活中的使用也日益普及。然而，物聯(lián)網(wǎng)雖然能夠?qū)⒋罅烤哂兄悄芴幚砟芰屯ㄐ拍芰Φ脑O(shè)備組建成智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，但這些設(shè)備通常由不同的廠商開發(fā)和部署，可能采用不同的硬件平臺、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫和中間件及通信協(xié)議標準。這些物聯(lián)設(shè)備的異構(gòu)性阻礙了大量異構(gòu)信息之間的互聯(lián)、互通及互操作[1]。

為了解決物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)資源的互聯(lián)和互通問題，人們提出了基于Web技術(shù)的跨平臺聚合應用標準對多種異構(gòu)設(shè)備進行整合，進而設(shè)計開發(fā)了通用的應用集成平臺。李欣書林[2]結(jié)合Web體系架構(gòu)和技術(shù)特點，以Web of Things（WoT）基礎(chǔ)，提出了一種基于微信的社交物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)框架，解決了物聯(lián)網(wǎng)當前碎片化、用戶黏性低、設(shè)備與用戶互動性差等問題;成城[3]從開放化和社交化的角度在Web服務(wù)中采用面向資源、松耦合的架構(gòu)風格，將物聯(lián)網(wǎng)中的異構(gòu)設(shè)備、能力抽象成統(tǒng)一的資源模型;陳婧[4]采用基于代理的社交物聯(lián)平臺的接入方式，系統(tǒng)主要由感知層、物聯(lián)網(wǎng)層、社交代理、社交開發(fā)平臺組成。

物聯(lián)網(wǎng)與社交網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展和融合，為物聯(lián)網(wǎng)的社交化提供了可行的路徑。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)資源部署的開發(fā)性，導致終端感知資源的海量化。設(shè)備和服務(wù)資源的發(fā)現(xiàn)、搜索、訪問等應用急需一種簡單、統(tǒng)一的入口。社交網(wǎng)絡(luò)提供了一個滿足用戶社交行為的平臺，社交網(wǎng)絡(luò)中的用戶可以方便地訪問基于人的各類資源，這種模式給物聯(lián)網(wǎng)的資源訪問提供了一個可行的方案，將物聯(lián)網(wǎng)與社交網(wǎng)絡(luò)融合起來的社交物聯(lián)網(wǎng)（Social Internet of Things，SIoT）就成為該方案的最佳選擇[5]。

社交物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)與社交網(wǎng)絡(luò)的有機融合。社交物聯(lián)網(wǎng)其核心是一種社交網(wǎng)絡(luò)，其中的每個節(jié)點都是一個對象，這種對象可以是人、也可以是設(shè)備、還可以是服務(wù)，其中設(shè)備和服務(wù)都可以看成網(wǎng)絡(luò)中的資源，每個對象能夠與其他對象建立社交關(guān)系[6]。應用社交物聯(lián)網(wǎng)的好處是社交物聯(lián)網(wǎng)的社交屬性能夠有效解決資源發(fā)現(xiàn)、搜索問題，并利用社交網(wǎng)絡(luò)中的朋友關(guān)系屬性解決資源的訪問和共享問題[7]。

在這一背景下，設(shè)計和開發(fā)一種社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)，以解決用戶在社交網(wǎng)絡(luò)內(nèi)訪問物聯(lián)網(wǎng)資源，是非常有價值的工作。本文設(shè)計了一種社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)架構(gòu)，通過物聯(lián)網(wǎng)層、社交網(wǎng)絡(luò)平臺層和應用層三個層次將物聯(lián)網(wǎng)資源融合到社交網(wǎng)絡(luò)中，將物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備和服務(wù)看成社交網(wǎng)絡(luò)用戶的某個屬性，從而利用社交關(guān)系實現(xiàn)設(shè)備和服務(wù)資源的發(fā)現(xiàn)、搜索和訪問。該系統(tǒng)面向移動端應用進行系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)，對應用系統(tǒng)的功能進行了詳細分析，設(shè)計了設(shè)備搜索、服務(wù)推薦、設(shè)備管理等功能模塊，經(jīng)過系統(tǒng)測試，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)必要的設(shè)備和服務(wù)管理，實現(xiàn)社交物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)應用。

2 社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的架構(gòu)

2.1 社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)體系架構(gòu)

本文的社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)采用的系統(tǒng)架構(gòu)分為三層，分別是：物聯(lián)網(wǎng)層、社交網(wǎng)絡(luò)平臺層和應用層，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

1）物聯(lián)網(wǎng)層：物聯(lián)網(wǎng)層也就是物聯(lián)網(wǎng)的資源層，物聯(lián)網(wǎng)的資源由各類傳感器和智能設(shè)備構(gòu)成，它們通過即插即用的方式接入到社交網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的功能組成了各類服務(wù)資源，這些服務(wù)資源是社交用戶可使用的基礎(chǔ)服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)層的主要功能就是將智能設(shè)備的服務(wù)資源連接到社交網(wǎng)絡(luò)平臺層，并接收平臺層下發(fā)的控制指令，然后向平臺層進行反饋，這是方式是實現(xiàn)用戶與物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和服務(wù)交互的基礎(chǔ)。

2）社交網(wǎng)絡(luò)平臺層：社交網(wǎng)絡(luò)平臺層是整個社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的核心。平臺層對下層獲取物聯(lián)網(wǎng)層所提供的數(shù)據(jù)和反饋，對上接受應用層用戶的命令進行操作。

3）應用層：應用層位于系統(tǒng)的最頂層。應用層可以展現(xiàn)出應用系統(tǒng)各種各樣的設(shè)備、資源和服務(wù)，用戶可以通過應用系統(tǒng)請求各種資源、數(shù)據(jù)和服務(wù)，并且向相關(guān)設(shè)備發(fā)送不同的執(zhí)行命令。

2.1 社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。本研究將社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)功能分成四個模塊，分別是：訪問接口驅(qū)動模塊、設(shè)備及服務(wù)推薦模塊、設(shè)備及服務(wù)搜索模塊、設(shè)備管理模塊。

1）訪問接口驅(qū)動模塊：該模塊可以細分為兩個部分，分別是社交網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊和數(shù)據(jù)訪問控制模塊。社交網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊是社交網(wǎng)絡(luò)平臺層與應用層間的接口，實現(xiàn)的是應用系統(tǒng)服務(wù)器與社交網(wǎng)絡(luò)之間的接口，該接口與數(shù)據(jù)訪問控制模塊協(xié)調(diào)工作，共同實現(xiàn)從社交網(wǎng)絡(luò)獲取控制指令，并且根據(jù)需求訪問社交網(wǎng)絡(luò);數(shù)據(jù)訪問控制模塊負責設(shè)備連接、設(shè)備管理和設(shè)備和服務(wù)資源的搜索工作，并通過社交網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊對社交網(wǎng)絡(luò)進行協(xié)調(diào)控制。數(shù)據(jù)訪問控制模塊通過獲取物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)備的各種信息，然后對來自社交網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊的指令進行相應的響應。

2）設(shè)備及服務(wù)搜索模塊：設(shè)備及服務(wù)搜索模塊允許用戶通過關(guān)鍵詞搜索來查詢在社交網(wǎng)絡(luò)中的符合要求的可使用的設(shè)備，設(shè)備及服務(wù)搜索模塊還會根據(jù)用戶所選搜索類型、排序方式對篩選出的設(shè)備進行排序顯示。

3）設(shè)備及服務(wù)推薦模塊：設(shè)備及服務(wù)推薦模塊是根據(jù)用戶的社交屬性對需求的設(shè)備和服務(wù)資源進行個性化推薦服務(wù)。本研究中使用簡單的設(shè)備訪問歷史數(shù)據(jù)、搜索關(guān)鍵詞的歷史數(shù)據(jù)和用戶評價相結(jié)合的方法，對用戶進行設(shè)備和服務(wù)資源的推薦。

4）設(shè)備管理模塊：設(shè)備管理模塊是用來管理物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中各種各樣的設(shè)備及其服務(wù)，并提供設(shè)備和服務(wù)的描述文件。描述文件內(nèi)容包括設(shè)備的所有者、名稱、類型、位置、屬性、設(shè)備ID等。

3 基于移動端的社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

面向移動端的基本應用，社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)主要實現(xiàn)設(shè)備和服務(wù)管理、設(shè)備和服務(wù)搜索、設(shè)備和服務(wù)推薦、設(shè)備和服務(wù)發(fā)布、設(shè)備和服務(wù)評價等功能。社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)軟件框圖如圖3所示，其中該系統(tǒng)的核心部分為設(shè)備及服務(wù)管理、設(shè)備及服務(wù)搜索和設(shè)備及服務(wù)推薦等功能。

3.1 設(shè)備及服務(wù)搜索模塊

設(shè)備及服務(wù)搜索模塊流程圖如圖4所示。用戶在搜索欄中輸入查找的關(guān)鍵詞，在下拉菜單中選擇搜索設(shè)備服務(wù)的類型及篩選出來的數(shù)據(jù)排序的方式，在設(shè)置好搜索方式和排序方式后，系統(tǒng)后臺根據(jù)用戶輸入的關(guān)鍵詞、選擇的搜索方式篩選符合要求的設(shè)備，如果沒有符合要求的數(shù)據(jù)，則向用戶輸出“無符合要求的設(shè)備”的提示信息;如果有符合要求的數(shù)據(jù)，則根據(jù)用戶所選數(shù)據(jù)排序方式對篩選結(jié)果進行排序并顯示排序后結(jié)果。

在Android移動應用開發(fā)環(huán)境下，設(shè)備和服務(wù)搜索的主要代碼為：

1）Suoxuanlx.setText（"當前所選的搜索方式：" + Adapter.getItem（arg2））;/*用于顯示當前所選的搜索方式，其中Adapter.getItem（arg2）內(nèi)的值是所選搜索方式*/;

2）DBUtils.sbsx（"SocialThingdb"）;/*用于進行數(shù)據(jù)查詢，調(diào)用DBUtils文件中的Sbsx（）函數(shù)進行以設(shè)備屬性為查詢方式的數(shù)據(jù)查詢*/。

設(shè)備及服務(wù)搜索實現(xiàn)如圖5所示，用戶在進入設(shè)備及服務(wù)搜索界面后，可以在搜索欄中輸入查找的關(guān)鍵詞，在下拉菜單中選擇搜索設(shè)備服務(wù)的類型及篩選出來的數(shù)據(jù)排序的方式，其中搜索方式包括設(shè)備名稱、設(shè)備所能提供的服務(wù)、設(shè)備擁有者、設(shè)備屬性，數(shù)據(jù)排序方式包括信譽值升序、信譽值降序、評分升序、評分降序。設(shè)置完成后點擊“搜索”即可進行搜索。

3.2 設(shè)備管理模塊

設(shè)備管理模塊流程圖如圖6所示，在用戶個人中心界面有設(shè)備管理選項，進入后即可對現(xiàn)有設(shè)備進行管理，包括增加設(shè)備、修改設(shè)備、刪除設(shè)備。增加設(shè)備：點擊新增后，在新增界面添加設(shè)備名稱、擁有者、類型、基本屬性、提供服務(wù)等信息，最后點擊完成即可新增設(shè)備;修改設(shè)備：點擊修改后，在修改界面的相應編輯框內(nèi)填寫需要修改的信息，最后點擊完成即可修改設(shè)備信息;刪除設(shè)備：在設(shè)備管理界面中，點擊相應設(shè)備的刪除按鍵即可刪除設(shè)備同時刪除設(shè)備的各項信息。設(shè)備增加后、修改后、刪除后的信息最后存入后臺數(shù)據(jù)庫中。

在Android移動應用開發(fā)環(huán)境下的主要代碼為：

1）Bundle4.putCharSequence

（"Shebei1"，Shebeigl1）;/*用于將當前按鈕對應設(shè)備的設(shè)備名稱（Shebeigl1）存入到Bundle中的Shebei1變量中，然后通過Intent是使得設(shè)備詳情界面能夠使用該設(shè)備名稱*/。

2）List = DBUtils.getshebeiinfo

（"SocialThingdb"， Shebei1）;/*用于進行數(shù)據(jù)查詢，調(diào)用DBUtils文件中的getshebeiinfo（）函數(shù)進行數(shù)據(jù)查詢，其中List用于存放查詢結(jié)果，"SocialThingdb"為查詢的數(shù)據(jù)庫的名稱，Shebei1為進入設(shè)備詳情界面的設(shè)備名稱*/。

用戶在個人中心界面通過點擊“新建設(shè)備”可以進入新建設(shè)備界面，在新建設(shè)備界面填寫設(shè)備名稱、擁有者、類型、基本屬性、提供服務(wù)等信息，最后點擊完成即可添加新設(shè)備;點擊“刪除”可以刪除按鈕對應的設(shè)備，同時刪除設(shè)備的各項信息;點擊“詳情”進入設(shè)備詳情界面。設(shè)備詳情界面顯示了當前設(shè)備的各項信息，如圖5所示，在該界面點擊“修改”能夠?qū)Ξ斍霸O(shè)備各項信息進行修改。

5 結(jié)束語

本文設(shè)計的社交物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)以移動端應用程序開發(fā)平臺作為開發(fā)工具，在Android系統(tǒng)開發(fā)框架內(nèi)進行了相關(guān)設(shè)計和開發(fā)。以社交網(wǎng)絡(luò)應用、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備管理、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的服務(wù)搜索、推薦等功能為主，解決社交用戶之間的設(shè)備和服務(wù)的管理、搜索和推薦問題，實現(xiàn)了社交物聯(lián)網(wǎng)中人、設(shè)備、服務(wù)等的共享和訪問。

參考文獻：

[1] 沈蘇彬，林闖.專題前言：物聯(lián)網(wǎng)研究的機遇與挑戰(zhàn)[J].軟件學報，2014，25（8）：1621-1624.

[2] 李欣書林.基于微信的社交物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學，2015.

[3] 成城.基于Web的社交物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)、模型及其安全與隱私關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京：北京郵電大學，2014.

[4] 陳婧.基于代理的社交物聯(lián)平臺接入系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學，2016.

[5] Tripathy B K，Dutta D，Tazivazvino C.On the Research and Development of Social Internet of Things[C]//Mavromoustakis C，Mastorakis G，Batalla J.Internet of Things （IoT） in 5G Mobile Technologies.Modeling and Optimization in Science and Technologies.Springer，Cham，2016，8：153-173.

[6] Girau Roberto，Nitti， Michele，Atzori Luigi.Implementation of an Experimental Platform for the Social Internet of Things[C]//Proceedings - 7th International Conference on Innovative Mobile and Internet Services in Ubiquitous Computing， IMIS 2013.

[7] Abdelghani W，Zayani C A，Amous I，et al.Trust Management in Social Internet of Things： A Survey[C]//Dwivedi Y.Social Media： The Good， the Bad， and the Ugly.I3E 2016. Lecture Notes in Computer Science， 9844. Springer， Cham，2016.

【通聯(lián)編輯：謝媛媛】