CN101258530B - 自主传感器网络生态系统中分配资源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种自主传感器网络生态系统中用于部署并分配资源以及寻址威胁的方法、系统和程序产品。具体地，在本发明下，自主传感器网络生态系统包括：一组(例如，一个或多个)传感器网络，每个包括一组传感器对等体和至少一个超级对等体；一组微网格网关；以及一组企业网关。每个微网格网关典型地被适配来从传感器网络、企业网关和/或另一个微网格网关接收请求。而且，每个微网格网关包括用于接收请求的请求代理；用于排队请求的请求队列管理器；用于调度请求的调度器；以及用于监视该组传感器网络的资源管理器。

Description

自主传感器网络生态系统中分配资源
技术领域
本发明一般涉及一种自主传感器网络生态系统。具体地，本发明涉及一种用于在自主传感器网络生态系统中部署资源、分配资源和寻址威胁的方法、系统和程序产品。
背景技术
在传统的基于计算机的存储系统中，数据典型地被存储在具有保护层、备份系统和加密算法的复杂系统中。无线技术和对等(P2P)传递系统的出现正迫使IT产业分散基础设施及其应用。具体地，静态的物理基础设施正被使传统的网络、数据和应用过时的远程虚拟环境所替代。在此程度上，甚至支持传统的基础设施的硬件也不可升级和与传递并满足P2P环境的要求相称。如此，传统的IT概念正在改变，以试图采纳提供更多可升级和安全的虚拟基础设施的新模型。
上面并入的专利申请都朝提供这种基础设施采取各种步骤。例如，美国专利申请No10/856,684通过提供其中多个对等体(peer)/微粒(mote)/节点互连(例如，基于对等)的无线传感器网络避免数据丢失。为了在网络中存储数据集，数据集被分解为数据分量，该数据分量然后被存储在各节点中。数据分量的存储典型地根据路由表等遵从通过网络的路由路径发生。当路径被遵从时，数据分量被存储在各节点中。基于传感器的检测系统的其他例子在美国专利No.6,169,476B1和美国专利No.6,293,861B1中被描述。
在美国专利申请No.10/946,714下，提供了包括多个对等节点的传感器网络。网络中的每个节点其中包括用于检测环境因素的传感器。当在节点中检测到潜在故障时，该节点将查询其相邻节点以确定它们是否有能力存储任何当前存储在潜在故障节点中的(各)数据分量。基于该查询，在潜在故障节点中的(各)数据分量被复制到一个或多个相邻节点。此后，复制的细节能够被广播到网络中的其他节点，并且标识遍及传感器网络存储的各数据分量的位置的任何路由表能够被更新。
在美国专利申请No.10/972,610下，提供一种自主传感器网络生态系统。这种自主传感器网络生态系统包括：(1)一组(例如，一个或多个)传感器网络，用于存储各数据分量；(2)与传感器网络通信的一组传感器收集器信息网关；以及(3)一组企业(enterprise)网关和与微网格网关通信的存储集线器(下文称为企业网关)。
尽管这些技术已经变得先进，但是仍存在进一步发展自主传感器网络生态系统的需要。具体地，存在对用于为自主传感器网络生态系统部署(例如，资源)、分配和寻址威胁的方法、系统和程序产品的需要。
发明内容
总的来说，本发明提供一种用于在自主传感器网络生态系统中部署资源、分配资源和寻址威胁的方法、系统和程序产品。具体地，在本发明下，自主传感器网络生态系统包括：一组(例如，一个或多个)传感器网络，每个包括一组传感器对等体和至少一个超级对等体；一组微网格网关和一组企业网关。每个微网格网关典型地被适配来从传感器网络、企业网关和/或另一个微网格网关接收请求。此外，每个微网格网关包括：用于接收请求的请求代理(broker)；用于排队请求的请求队列管理器；用于调度请求的调度器；以及用于监视该组的传感器网络的资源管理器。
本发明的第一个方面提供了一种自主传感器网络生态系统，包括：一组传感器网络，每个包括一组传感器对等体和至少一个超级对等体；与该组传感器网络通信的一组微网格网关；以及与该组微网格网关通信的一组企业网关，其中该组的微网格网关被适配来从该组传感器网络和该组的企业网关接收和路由请求。
本发明的第二个方面提供了一种计算机实现的用于在自主传感器网络生态系统中分配资源的方法，包括：从第一传感器网络接收对第一微网格网关上的资源的请求，其中第一传感器网络包括一组传感器对等体和至少一个超级对等体；基于请求轮询(poll)第二传感器网络以确定在第二传感器网络中的可用资源；以及基于对轮询的响应从第二传感器网络分配资源给第一传感器网络。
本发明的第三个方面提供了一种计算机实现的用于在自主传感器网络生态系统中寻址威胁的方法，包括：检测在自主传感器网络生态系统的传感器网络中的威胁，其中传感器网络包括一组传感器对等体和至少一个超级对等体；将与所述威胁相对应的请求通信给与传感器网络通信的自主传感器网络的企业网关；以及基于请求确定对至少一个其它的传感器网络可用资源以寻址威胁。
本发明的第四个方面提供了一种存储在计算机可读介质上的程序产品，用于在自主传感器网络生态系统中分配和部署资源，该计算机可读介质包括程序代码，该程序代码用于使得计算机系统执行以下步骤：从自主传感器网络生态系统的传感器网络和企业网关接收请求；排队请求；调度用于在传感器网络和企业网关之间的通信的请求；监视传感器网络；以及基于监视分配资源。
本发明的第五个方面提供了一种用于部署在自主传感器网络生态系统中分配和部署资源的应用的方法，包括：提供计算机基础设施可操作来：从自主传感器网络生态系统的传感器网络和企业网关接收请求；排队请求；调度用于在传感器网络和企业网关之间的通信的请求；监视传感器网络；以及基于监视分配资源。
本发明的第六个方面提供了一种在用于分配和部署自主传感器网络生态系统的传播的信号中体现的计算机软件，该计算机软件包括指令，该指令用于使得计算机系统执行以下功能：从自主传感器网络生态系统的传感器网络和企业网关接收请求；排队请求；调度用于在传感器网络和企业网关之间的通信的请求；以及监视传感器网络和基于监视分配资源。
从一个方面看，本发明提供了一种自主传感器网络生态系统，包括：一组传感器网络，每个包括一组传感器对等体和至少一个超级对等体；与该组传感器网络通信的一组微网格网关；以及与该组微网格网关通信的一组企业网关，其中该组微网格网关被适配从该组传感器网络和该组企业网关接收和路由请求。
优选地，本发明提供了一种自主传感器网络生态系统，其中该组微网格网关中的每个包括：用于接收所述请求的请求代理；用于排队请求的请求队列管理器；用于调度请求的调度器；以及资源管理器，用于监视该组传感器网络。
优选地，本发明提供了一种自主传感器网络生态系统，其中资源管理器监视该组传感器网络的资源状态、属性生命周期、以及用于该组传感器网络的事件。
优选地，本发明提供了一种自主传感器网络生态系统，其中该组微网格网关从该组传感器网络接收请求，并且将该请求发送到该组企业网关。
优选地，本发明提供了一种要求保护的自主传感器网络生态系统，其中该组微网格网关从该组企业网关接收请求，并且将该请求发送到该组传感器网络。
优选地，本发明提供了一种自主传感器网络生态系统，其中该组企业网关直接与该组传感器网络通信。
优选地，本发明提供了一种自主传感器网络生态系统，其中该组企业网关的每个包括一簇组件，其确定关于该组传感器网络要采取的动作。
优选地，本发明提供了一种自主传感器网络生态系统，其中该组微网格网关轮询该组传感器网络可用资源。
优选地，本发明提供了一种自主传感器网络生态系统，其中该组传感器网络包括多个传感器对等体，其中该组微网格网关包括多个微网格网关，并且其中该组企业网关包括多个企业网关。
优选地，本发明提供了一种自主传感器网络生态系统，其中该组传感器对等体和至少一个超级对等体彼此广播，并且其中至少一个超级对等体基于该广播创建对等体信息的表格。
优选地，本发明提供了一种自主传感器网络生态系统，其中该组微网格网关彼此广播，并且其中该组微网格网关基于该广播创建网关信息表。
从另一个观点看，一种计算机实现的用于在自主传感器网络生态系统中分配资源的方法，包括：从第一传感器网络接收对第一微网格网关上的资源的请求，其中第一传感器网络包括一组传感器对等体和至少一个超级对等体；基于请求轮询第二传感器网络以确定在第二传感器网络中的可用资源；以及基于对轮询的响应从所述第二传感器网络分配资源给所述第一传感器网络。
优选地，本发明提供一种计算机实现的方法，还包括：在轮询步骤之前将请求从第一微网格网关通信给企业网关，其中轮询从企业网关进行，并且其中响应在企业网关上被接收并且被通信给第一微网格网关。
优选地，本发明提供一种计算机实现的方法，还包括：在轮询步骤之前将请求从第一微网格网关通信给第二微网格网关，其中轮询从第二微网格网关进行，并且其中响应在第二微网格网关上被接收并且被通信给第一微网格网关。
优选地，本发明提供一种计算机实现的方法，还包括基于分配更新包含传感器网络状态的企业表。
从另一方面看，本发明提供了一种计算机实现的用于在自主传感器网络生态系统中寻址威胁的方法，包括：检测在自主传感器网络生态系统的传感器网络中的威胁，其中传感器网络包括一组传感器对等体和至少一个超级对等体；将与威胁相对应的请求通信给与传感器网络通信的自主传感器网络的企业网关；以及基于请求确定对至少一个其它的传感器网络可用的资源用于寻址威胁。
优选地，本发明提供了一种计算机实现的方法，还包括：从传感器网络接收对微网格网关的请求，其中通信步骤包括从微网格网关将请求通信给企业网关。
优选地，本发明提供了一种计算机实现的方法，其中确定步骤包括轮询至少一个其它的传感器网络的可用资源，并且其中该方法还包括：从企业网关上的至少一个其它传感器网络的每个接收响应；以及基于响应从传感器网络分配资源以寻址威胁。
从另一方面看，本发明提供了一种存储在计算机可读介质上的程序产品，用于在自主传感器网络生态系统中部署和分配资源。该计算机可读介质包括程序代码，该程序代码使得计算机系统执行以下步骤：从自主传感器网络生态系统的传感器网络和企业网关接收请求；排队请求；调度在传感器网络和企业网关之间的通信的请求；监视传感器网络；以及基于监视分配资源。
优选地，本发明提供了一种计算机程序产品，其中监视步骤包括：监视传感器网络的资源状态、属性生命周期和事件。
从另一方面看，本发明提供了一种用于部署在自主传感器网络生态系统中分配和部署资源的应用的方法，包括：提供计算机基础设施可操作来：从自主传感器网络生态系统的传感器网络和企业网关接收请求；排队请求；调度在传感器网络和企业网关之间的通信的请求；监视传感器网络；以及基于监视分配资源。
优选地，本发明提供了一种方法，其中计算机基础设施可操作来监视传感器网络的资源状态、属性生命周期和事件。
因此，本发明提供了一种方法、系统和程序产品，用于自主传感器网络生态系统的部署(资源)、分配和寻址威胁。
附图说明
从以下结合附图对本发明的各方面的详细描述，本发明的这些和其他特征将变得更易理解，附图中：
图1描述了根据本发明的自主传感器网络生态系统。
图2描述了图1的自主传感器网络生态系统的某些基础功能性。
图3描述了图1的自主传感器网络的详细的层图。
图4描述了在多网络环境中部署的图1的自主传感器网络生态系统。
图5描述了图1的自主传感器网络生态系统的(资源的)部署和分配的图，以及作为结果的数据表。
图6描述了说明性的自主网格计算方案(scenario)的第一图。
图7描述了图6的说明性的网格计算方案的第二图。
图8描述了图6的说明性的网格计算方案的第三图。
图9描述了图6的说明性的网格计算方案的第四图。
图10描述了图6的说明性的网格计算方案的第五图。
图11描述了根据本发明的说明性的威胁寻址方案的第一图。
图12描述了图11的说明性的威胁寻址方案的第二图。
图13描述了图11的说明性的威胁寻址方案的第三图。
图14描述了图11的说明性的威胁寻址方案的第四图。
图15描述了根据本发明的微网格网关的更具体的计算机化的实现。
具体实施方式
I.概述
如上所述，本发明提供了一种方法、系统和程序产品，用于自主传感器网络生态系统的部署、分配和寻址威胁。具体地，在本发明下，自主传感器网络生态系统包括：一组(例如，一个或多个)传感器网络，每个具有一组传感器对等体和至少一个超级对等体；一组微网格网关；以及一组企业网关。每个微网格网关典型地被适配来从传感器网络、企业网关和/或另一个微网格网关接收请求。而且，每个微网格网关包括：用于接收请求的请求代理；用于排队请求的请求队列管理器；用于调度请求的调度器；以及资源管理器，用于监视该组传感器网络。
现在参照图1，示出了按照本发明的自主传感器网络生态系统(生态系统)10。如所描述的，生态系统10包括：传感器/(各)对等体网络/微网格12A-B(统称为微网格节点20)、微网格网关14和企业“网格”网关16。应该理解，仅仅为了说明的目的，示出了两个传感器网络12A-B、微网格网关14和企业网关16。然而，生态系统10中可以具有任何数量。在传感器网络12A-B、微网格网关14和企业网关16之间的通信能够经由有线连接和/或无线连接发生。在此程度上，通信典型地在如因特网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟私人网络(VPN)等的网络上发生。传统的网络连接性，如令牌环(Token Ring)、以太网、WiFi或其它的传统通信标准能被使用。连接性仍然能由传统的基于IP的协议提供。在此情形中，因特网服务提供者能被用来建立相互连接性。
总的来说，企业网关16是与微网格网关14相互作用，并且帮助平衡向或从企业网格资源请求的交易的负载的一簇组件。企业网关16适当地具有重新路由处理、执行各种计算处理和处理请求的智能优先排序的能力。企业网关16的架构典型地是特定的、可升级的和虚拟化的。微网格网关14类似地也是与企业网关16和传感器网络12A-B相互作用的一簇组件。它操纵来自传感器网络12A-B或企业网关16的计算交易的请求的处理，并且适当地分配资源来执行任务。如在下面将进一步描述的，微网格网关14通常包括：请求代理22、请求队列管理器24、调度器26和资源管理器28。该架构类似于企业网关16，是特定的、可升级的和虚拟化的。传感器网络12A-B能够是具有计算能力的各种组件。它也能够用作智能传感器，其提供如上所述的监视和安全性特征。传感器网络12A-B的节点/对等体18A-B能够启动与微网格网关14以及与企业网关16的工作处理。传感器网络12A-B的架构是特定的、可升级的和虚拟化的。
还是如图1中所示，传感器网络12A-B每个通常包括：一组对等体(例如，SP1-SP4)和一组超级对等体(SP/R1和SP/R2)。如将在下面进一步描述的，当生态系统10被部署和分配时，数据结构能够被分解为各分量，并且被存储在传感器网络12A-B的传感器对等体SP1-SP4中。传感器网络12A-B可以在包括完全网格或者部分网格拓扑的特定或网格网络中实现。在完全网格拓扑中，每个对等体18A-B与每个其它的对等体18A-B通信。在部分网格拓扑中，每个节点不必与其它节点通信。尽管本发明典型地在无线环境中被实现，但是要认识到某些或者全部的通信也能够利用有线技术实现。
总的来说，(结合图2如下所述)对等体18A-B被配置为向彼此广播信息(例如，状态(state)或地位(status)信息)。而且，如下面将进一步描述的，对等体18A-B被配置为绑定在一起(例如，经由加入(JOIN)和收集(GATHER)请求)以形成传感器网络12A-B。超级对等体SP/R1和SP/R2被配置来管理传感器网络12A-B，并且与微网格网关14通信和/或将信息中继到微网格网关14。这种通信/中继能够利用推或拉(例如，查询)技术发生。
在本发明下，微网格网关14包括：微网格请求代理22，用于从传感器网络12A-B、企业网关16和/或其它微网格网关14接收请求；请求队列代理24，用于排队请求；调度器26，用于调度在传感器网络12A-B和企业网关16之间通信的请求；以及(微网格)资源管理器28，用于监视传感器网络12A-B并且基于监视分配资源。在监视传感器网络12A-B中，资源管理器28能够监视传感器网络12A-B的资源状态、属性生命周期和事件。资源管理器28还可操作以提供事件通知，查询传感器网络的属性，并且发现传感器网络12A-B的资源。
除了描述微网格网关14的动作和角色外，图1还示出了来自传感器网络12A-B的资源如何向资源管理器28广播它们的可用性(例如，以出版和/或订阅模式)。在此程度上，如下面更详细的描述，资源管理器28还能够触发状态请求轮询。图1还描述了各种类型的工作提交和请求。具体地，如上所述，请求能够由传感器网络12A-B或企业网关16提交给微网格网关14。这种请求的处理可以分解为被分配给传感器网络12A-B和/或企业网关16中的适合资源的工作处理。
参照图2，在本发明下的资源状态信息的广播被示出。具体地，SP/R1、SP/R2和SP/R3从周围的对等体收集信息，并且将这种信息与微网格网关14相关联。该信息通信能够经由来自SP/R1、SP/R2和SP/R3的关于来自该网格的监视状态的周期性的查询(例如，拉)或广播(例如，推)来发生。在任何事件中，微网格网关14将这种信息通信给企业网关16用于分析。如果需要采取动作，则消息(例如，经由SMS或SIP)能够被直接发送到对等体SP1-SP4，以及SP/R1、SP/R2和SP/R3，以进行进一步的动作。
现在参照图3，生态系统10的更详细的堆栈/层图被示出。如所示，每个对等体包括以下层/系统/服务：(1)意识、发现和广播23；(2)请求和事件25；(3)应用和数据27；(24)安全性、堆栈、凭证和加密29；(5)管理30；(6)网络传输32；(7)电源管理34；(8)传感器36；以及(9)超级对等体/中继38。
总的来说，意识、发现和广播系统23允许对等体彼此通信或交换信息，并且绑定在一起以形成网络。如在上面的交叉引用专利申请中所讨论的，该处理能够包括加入和收集，以及正被交换的请求。请求和事件服务25提供传感器网络内的事件的检测和管理。应用和数据服务27提供对对等体内的数据分量的存储。在此程度上，如在上面并入的专利申请中所描述的，应用和数据服务27存储并且重新定位/复制数据分量。安全性、堆栈、凭证和加密密钥层29为对等体提供必要的安全性。具体地，因为数据分量将被存储在其中，所以提供安全性。管理服务30提供对对等体的配置和管理。网络传输层32包括：有源层和无源层。无源层被用于从一个对等体到另一个对等体传递或“跳转(hop)”数据。有源层被用于通信由对等体本身收集或产生的数据。电源管理层34可以包括如太阳电池的能量源。
传感器层36用于感测环境改变(例如，振动、风、化学和温度)并且可以包括任何类型的测量环境激励(包括物理、化学或生物改变)的传感器。在此程度上，传感器层36可以收集、处理和存储所感测的数据。
如进一步所示，每个对等体18A-B包括超级对等体/中继服务38。在本发明下，每个对等体18A-B能够成为传感器网络内的超级对等体。超级对等体的通常角色是从其它的对等体收集信息、维护这种对等体信息的表格并且与微网格网关14中继/通信。如果超级对等体出现故障，则传感器网络内另一个对等体能够被“提升”到超级对等体地位。
应该懂得每个对等体18A-B能包括在此没有描述的其它系统/层/服务。在上面并入的专利申请中显示并且描述了这样的系统/层/服务。例如，每个对等体18A-B还能包括：本地或者全局路由表，用于指示在传感器网络中存储的数据分量的位置；更新系统，用于当数据分量在对等体中被复制/重新定位(例如，在对等体潜在故障的情况下)时，更新本地和/或全局路由表。
如在图3中所进一步显示的，微网格网关14包括：(1)业务处理规则40；(2)传感器网络管理接口42；(3)消息队列44；(4)安全性堆栈46；以及(5)网络传输层48。业务处理规则40被用来指导微网格网关14的决定作出和一般功能性(例如，选择对等体作为超级对等体)。传感器网络管理接口42是在微网格网关14和传感器网络之间的接口或信道。消息队列44是用于存储从传感器网络和企业网关16接收和/或通信到传感器网络和企业网关16的消息和通信的队列。安全性堆栈46为微网格网关14提供安全性，同时网络传输层48允许数据分量的传递或跳转。
每个企业网关16包括：(1)安全性层50；(2)消息集线器52；(3)数据存储54；(4)管理服务56；(5)企业网格服务58；以及(6)业务处理规则60。安全性层50为企业网关16提供安全性。消息集线器52处理所有在企业网关16上接收的通信。如图3中所示，单个企业网关16能够保持与多个微网格网关14的通信。信息集线器52帮助追踪所有的这种通信。操作数据存储54提供数据分量的存储。管理服务56提供对企业网关16的管理。企业网格服务58提供总体上对生态系统的管理。业务处理规则60被用于指导企业网关16的决定作出和一般功能性(例如，响应于传感器网络中的事件建议动作过程)。
如上所述，生态系统10能够是多网络环境。如在图4中示出的示例。在本发明下，生态系统10能够包括任何数量的传感器网络12A-D、微网格网关14A-D和企业网关16A-D。在一个或多个组件故障的情况下，这提供了最佳的弹性/冗余。
II部署和分配
给出了生态系统10的上述描述，现在将结合图5进一步描述在生态系统10中部署和分配资源的处理。为了形成传感器网络12A-B，在传感器网络12A-B中的传感器对等体和超级对等体将首先向彼此广播对等体信息(例如，经由图3的广播层23)。这种信息包括它们的角色、可用性、位置和功能性。当这种通信“绑定”发生时，传感器网络12A-B被形成。
在以此方式形成传感器网络中，能够遵从在上面并入的专利申请中描述的加入和收集的教导。例如，当对等体首先被上电时，其通信能够被限制为加入广播消息，其实质上是说“我想加入网络”。因此，当传感器网络12A-B被首先激活时，每个对等体仅仅广播加入，并且将不接收响应，直到到达相关的端点。端点被初始化具有与加入广播对应的能量。即，端点将回答它能够用收集响应检测到的所有加入广播。因此，端点从相邻的对等体识别加入广播，并且用收集应答。一旦对等体识别收集，该对等体就变成传感器网络12A-B的成员，并且能够停止广播加入。因此，最初，传感器网络12A-B由端点和端点的相邻对等体组成。相邻的对等体可以例如被定义为能够彼此通信的一组节点。
一旦对等体在传感器网络12A-B中建立了自身，该对等体就可以切换到收集广播以收集其自己的近邻。因此，该循环自我重复，每个广播加入的对等体被作为另一个收集对等体的近邻(或端点)拾取。此外，无论何时对等体变成网络内的近邻，它都从加入切换到收集。所有的对等体将非常快地变为另一个对等体的近邻。该近邻将数据传递到它的相邻等，直到该数据返回到端点。网络冗余通过以下面描述的方式在网络中允许每个对等体具有许多个近邻而建立。
在短时间段后，整个传感器网络12A-B被建立。在某些点，当对等体不再接收加入请求时，对等体能够确定传感器网络12A-B被形成。每个对等体虽仍发出收集，但是会以很低的频率，因为将要加入的新的对等体只是例如替代被分解的对等体的节点。在形成传感器网络12A-B中，超级对等体将从对等体中被指定(例如，通过微网格网关14A-D)。
无论如何，一旦传感器网络12A-B已经被形成，则超级对等体将会创建和管理“对等体”信息的表格，这将在下面更详细地显示。
  传感器Mac ID   角色   资源   位置
  SP1   传感器对等体/超级对等体   100％   N
  SP2   传感器对等体/超级对等体   100％   W
  SP4   传感器对等体/超级对等体   100％   S
  SP/R1   传感器对等体/<u>超级对等体</u>   100％   NE
  SP/R3   传感器对等体/<u>超级对等体</u>   100％   E
如所示，对于每个对等体，该表格包括标识符(例如，MAC ID)，角色、资源可用性和在传感器网络12A-B内的相对位置。当该处理正在发生时，微网格网关14将类似于对等体信息的网关信息广播到另一个微网格网关14，并且绑定在一起。微网格网关14A-D也将创建如下所示的表格“网关”信息。
  微网格网关   角色   资源   位置
  网关A   网关   100％   N
  网关B   网关   100％   E
  网关D   网关   100％   S
如所示，对于每个微网格网关14A-B，该表格识别标识符、角色、资源可用性和生态系统内的相对位置。
一旦完成这些最初的两个步骤，则传感器网络12A-B内的超级对等体将与微网格网关14A-D通信。在此通信期间，对等体和网关信息(例如，表格)将被交换。在此通信期间，微网格网关14A-D能够查询(或者“推”)超级对等体，以便获得对等体信息。在任一情形中，当此完成时，微网格网关14A-D将对等体信息和微网格信息通信给企业网关16A-D，它将建立和维护包含同样对等体信息和微网格信息的企业信息的表格。此时，生态系统10已经被部署和分配。如此，它能够被用来安全性地存储数据分量(如在上文并入的专利申请中所表示的)。
III说明性的方案
现在图6-14将被用来描述两个说明性方案，其中在本发明下请求被处理。具体地讲，图6-10对应于涉及生态系统10的第一个说明性的方案。首先参照图6，在第一步骤中，微网格网关14A-D请求解析计算，并且通过其网格请求代理将请求发送到企业网关16A-D，用于计算可用的资源。在第二步骤中，微网格网关14A-D轮询它们的传感器网络12A-D，以便获得可用资源。在所示的第三步骤中，传感器网络12A-D的SP/R1和SP/R2轮询它们各自的对等体，以便分析可用资源。该过程在图7中继续，其中在下一个步骤中，传感器网络12A-B的SP/R1和SP/R2与微网格网关14A-B相关，结果包括它们自己的所有的传感器对等体都是具有特定细节(如计算的可用性、存储器资源等)的可用资源。接着，在该说明性的方案中，传感器网络12C的SP/R1和SP/R2与微网格网关14C相关，结果SP2&SP4是具有特定细节(如计算的可用性、存储器资源等)的可用资源，而SP/R1和SP/R3未激活。当这正在发生时，传感器网络12D的SP/R1和SP/R2与微网格网关14D相关，结果SP1、SP3、SP4和它们自己是具有特定细节(如计算的可用性、存储器资源等)的可用资源，而SP2未激活。因此，如下描述资源的企业表被创建：
  网格A：   全部激活
  网格B：   全部激活
  网格C：   SP1&SP3未激活
  网格D：   SP2未激活
现在参照图8，继续说明性的处理。在下一个步骤中，传感器网络12A的SP/R1和SP/R2检测SP1和SP2中的故障，并且发送对另外的计算资源请求以便替代它们。结果，传感器网络12B-D的微网格网关14B-D为可用资源轮询它们各自的SP1&SP2以执行另外的计算能力。在此示例中假定传感器网络12B和12D以资源可用性响应，而传感器网络12C没有资源可用性。
转到图9，微网格网关14B和14D广播它们各自的传感器网络14B和14D的可用性。传感器12A的SP1和SP2接收该信息，确认利用这样的资源，并且向外广播以便激活对等体。因此，企业网关16A更新企业信息的表格以便反映基于如下重新分配的相对状态：
网格A：SP2&SP1未激活
替代利用来自网格B的SP4
替代利用来自网格D的SP1
一旦表格被更新，则在传感器网络12A中的本地激活的传感器对等体为了任何独立的计算请求通信到来自传感器网络12B和12D的各自的传感器对等体。
说明性的方案在图10中结束，其中每个传感器网络12A-D完成其解析运算，并且将相应信息发回企业网关16A-D以便完成用于最后运算的相关和积分。
如在图6-10中图示的方案可见，传感器网络12A-D和企业网关16A-D之间通信流过微网格网关14A-D。而且，如所示，在本发明下通信能够在微网格网关14A-D之间发生。
图11-14图示了在本发明下的第二方案，其中对传感器网络的威胁被检测，并且其中通信直接发生在传感器网络12A-D和企业网关16A-D之间。首先参照图11，在传感器网络12A-B中的传感器对等体检测外来的化学制剂，并且为了分析发送请求到它们各自的微网格网关14A-B。如果在微网格网关14A-B处的资源不能够处理和分析该信息，则该请求接着被转发到企业网关16A-B，用于进一步分析。假定在此示例中，微网格网关14A-B实际上不能够处理该请求。在此情形中，企业网关16A-B将从传感器网络12A-B接收原始请求，并且召集分析收集的数据需要的解析处理。
现在参照图12，假定由企业网关16A-B执行的解析过程得出结论：危险环境存在于传感器网络12A，并且给传感器对等体发出直接请求以部署计数生物材料中和该环境。相反，由企业网关16B执行的解析处理得出结论：安全环境存在于传感器网络12B，尽管有外来的化学制剂，并且给传感器对等体发出请求以继续监视并且返回数据用于分析。
在图13中，能够看到，在传感器网络12A中的传感器对等体已经包含未来的生物化学试剂，但继续发送数据给企业网关16A以便于用于解析处理。这允许企业网关16A继续分析取回的实时数据以确保外来的化学制剂被中和。当此正发生时，假定传感器网络12B中的可应用的传感器对等体继续发送数据到企业网关16B用于解析过程，以便请求取回的实时数据的继续的分析。这保证钝态的(passive)外来的化学试剂不是对传感器网络12B的威胁。
最后，在图14中，企业网关16A-B的解析处理得出结论：基于收集的数据，外来的化学试剂已经被中和。然而，企业网关16A-B继续请求用于监视环境的数据。如果这样的监视得出结论：仍然存在外来的化学试剂的威胁，则为下一级的中和请求试剂的部署。如同进一步所示，企业网关16B的解析处理仍得出结论：安全性环境存在于传感器网络12B。然而，企业网关给传感器对等体发送请求以便继续监视并且返回数据给企业网关16B用于分析。
IV计算机化的实现
现在参照图15，描述了生态系统10的更具体的计算机化的实现。如上所述，本发明典型地在网络环境中实现(例如，因特网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟私人网络(VPN)等)。贯穿网络的通信能够经由各种类型的通信链接的任何组合发生。例如，通信连接能够包括：可寻址的连接，其可以利用有线和/或无线的传输方法的任何组合发生。在通信经由因特网发生的情形中，连接性能够由基于传统的TCP/IP套接字(socket)的协议提供，并且因特网服务提供者能被用于建立到因特网的连接性。应该理解，生态系统10的一个或多个组件(如微网格网关14)能够通过为客户提供其潜在功能性的服务提供者部署、管理和服务等。
如所示，微网格网关14包括：处理单元100、存储器102、总线104和输入/输出(I/O)接口106。而且，微网格网关14被显示与外部的I/O设备/资源108以及存储系统110通信。总的来说，处理单元100执行计算机程序代码，如微网格网关程序112，其被存储在存储器102和/或存储系统110中。当执行计算机程序代码时，处理单元100能够从存储器102、存储系统110、和/或1/O接口106读取数据和/或向存储器102、存储系统110、和/或I/O接口106写入数据。总线104在微网格网关14的每个组件之间提供通信链接。外部设备108能够包括：使用户能够与微网格网关14相互作用的任何设备(例如，键盘、指针设备、显示器等)和/或使微网格网关14能够与一个或多个其它计算设备通信的任何设备(例如，网卡、调制解调器等)。
微网格网关14仅仅表示能够包括硬件和/或软件的许多组合的各种可能的计算机系统。在此程度上，在其它实施例中，微网格网关14能够包括：包括用于执行特定功能的硬件和/或计算机程序代码的任何特定目的的计算制造品，任何计算制造品包括特定目的和通用目的的硬件/软件的组合等。在每种情况中，程序代码和硬件能够分别利用标准编程和工程技术创建。而且，处理单元100可以包括单个处理单元或分布在一个或多个位置(例如，在客户机和服务器上)的一个或多个处理单元。类似地，存储器102和/或存储系统110能够包括各种类型的数据存储和/或在一个或多个物理位置驻留的传输介质的任何组合。而且，I/O接口106能够包括用于与一个或多个外部设备108交换信息的任何系统。此外要理解，在图15中未示出的一个或多个附加的组件(例如，系统软件、数学协处理单元等)能够被包括在微网格网关14中。然而，如果微网格网关14包括手持设备等，则要理解，一个或多个外部设备108(例如，显示器)和/或存储系统60能被包含在微网格网关14中，不是如示出的外部。还应理解，传感器网络12和企业网关16将可能包括与微网格网关14类似的计算机化组件。
存储系统110能够包括在本发明下能够提供信息(如信息表、请求等)存储的任何类型的系统(例如，数据库)。在此程度上，存储系统110能够包括一个或多个存储设备，如磁盘驱动器或光盘驱动器。在另一个实施例中，存储系统110包括分布在例如局域网(LAN)、广域网(WAN)或存储区域网络(SAN)(未示出)的数据。尽管未示出，但是附加组件(如高速缓冲存储器、通信系统、系统软件等)可以被并入微网格网关14。
在微网格网关14的存储器102中示出的是微网格网关程序112，其是将提供本发明的功能的软件程序，并且其包括：微网格请求代理22，用于从传感器网络12、企业网关16和/或其它的微网格网关14接收请求；请求队列管理器24，用于排队请求；调度器26，用于调度在传感器网络12和企业网关16之间的通信的请求；以及(微网格)资源管理器28，用于监视器传感器网络12并且基于监视分配资源。在监视传感器网络12中，资源管理器28可操作以监视传感器网络12的资源状态、属性生命周期和事件。资源管理器28还可操作以提供事件通知、查询传感器网络12的属性并且发现传感器网络12的资源。
尽管在此显示和描述为用于自主传感器网络生态系统的部署资源、分配资源和寻址威胁的方法、系统和程序产品，但是要理解到，本发明还提供了各种替代的实施例。例如，在一个实施例中，本发明提供了计算机可读/可使用介质，其包括能够使计算机基础设施执行本发明的功能的计算机程序代码。在此程度上，计算机可读/可使用介质包括实现本发明的每个不同处理步骤的程序代码。要理解到，术语计算机可读介质或计算机可使用介质能够包括程序代码的任何类型的物理实施例中的一个或多个。具体地，计算机可读/可使用介质能够包括在一个或多个便携式存储制造品(例如，致密盘、磁盘、磁带等)上、在计算设备的一个或多个数据存储部分(如存储器102(图15)和/或存储系统110(图15)(例如，固定盘、只读存储器、随机存取存储器、高速缓冲存储器等)上实现的程序代码，和/或作为在网络上(例如，在程序代码的有线/无线电子分配期间)传播的数据信号(例如，被传播的信号)。
在另一个实施例中，本发明提供了基于订阅、广告和/或付费执行本发明的处理步骤的商业方法。也就是说，服务提供商(如解决方案集成商)能够提供对自主传感器网络生态系统的部署、分配和寻址威胁。在此情形中，服务提供商能够为一个或多个客户创建、维护、支持执行本发明的处理步骤的计算机基础设施等。回过来，服务提供商能够在订阅和/或付费协议下从客户接收付费和/或服务提供商能够从对一个或多个第三方的广告内容的销售接收付费。
在另一个实施例中，本发明提供了用于对自主传感器网络生态系统部署、分配和寻址威胁的计算机实现的方法。在此情形中，计算机基础设施能够被提供，并且用于执行本发明的处理步骤的一个或多个系统能够被获得(例如，创建、购买、使用、修改等)，并且被部署到计算机基础设施。在此程度上，系统的部署能够包括以下的一个或多个：(1)从计算机可读介质，在如微网格网关14(图15)的计算设备上安装程序代码；(2)将一个或多个计算设备添加到计算机基础设施；以及(3)并入和/或修改一个或多个计算机基础设施的现存的系统，以便使得计算机基础设施能够执行本发明的处理步骤。
正如在此使用的那样，要理解到，术语“程序代码”和“计算机程序代码”是同义词，并且意味着用任何语言、代码或符号的一组指令的任何表达，其旨在使具有信息处理能力的计算设备直接或者在下列之一或两者之后执行特定功能：(a)转换为另一个语言、代码或符号；和/或(b)以不同的材料形式复制。在此程度上，程序代码能够被实现为以下的一个或多个：用于特定计算和/或I/O设备的应用/软件程序、组件软件/函数库、操作系统、基本I/O系统/驱动器等。
为了说明和描述的目的已经呈现了前面的本发明的各个方面的描述。其不旨在穷举或者限制本发明为所公开的精确形式，并且显然，许多的修改和变化是可能的。这种对于本领域技术人员可能是显然的修改和变化旨在被包括在由权利要求定义的本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种自主传感器网络生态系统，包括：
一组传感器网络，每个包括一组传感器对等体和至少一个超级对等体；该组传感器对等体中的每个传感器对等体收集关于该传感器对等体的物理环境的物理数据以确定每个传感器对等体的资源可用性；
与该组传感器网络通信的一组微网格网关；以及
与该组微网格网关通信的一组企业网关，其中该组微网格网关被适配来为可用资源轮询该组传感器网络，从该组传感器网络和该组企业网关接收和路由请求，
其中，所述至少一个超级对等体配置来从每个传感器对等体收集对等体信息、维护来自每个传感器对等体的对等体信息的表格、将对等体信息与该组微网格网关相关联。
2.如权利要求1所述的自主传感器网络生态系统，其中该组微网格网关中的每个包括：
用于接收请求的请求代理；
用于排队请求的请求队列管理器；
用于调度请求的调度器；以及
用于监视该组传感器网络的资源管理器。
3.如权利要求2所述的自主传感器网络生态系统，其中资源管理器为该组传感器网络监视资源状态、属性生命周期和事件。
4.如权利要求1所述的自主传感器网络生态系统，其中该组微网格网关从该组传感器网络接收请求，并且将该请求转发到该组企业网关。
5.如权利要求1所述的自主传感器网络生态系统，其中该组微网格网关从该组企业网关接收请求，并且将该请求转发到该组传感器网络。
6.如权利要求1所述的自主传感器网络生态系统，其中该组企业网关直接与该组传感器网络通信。
7.如权利要求1所述的自主传感器网络生态系统，其中该组企业网关的每个包括一簇组件，其确定关于该组传感器网络要采取的动作。
8.如权利要求1所述的自主传感器网络生态系统，其中该组传感器网络包括多个传感器对等体，其中该组微网格网关包括多个微网格网关，并且其中该组企业网关包括多个企业网关。
9.如权利要求1所述的自主传感器网络生态系统，其中该组传感器对等体和至少一个超级对等体彼此广播，并且其中至少一个超级对等体基于该广播创建对等体信息的表格。
10.如权利要求1所述的自主传感器网络生态系统，其中该组微网格网关彼此广播，并且其中该组微网格网关基于该广播创建网关信息的表格。
11.一种用于在自主传感器网络生态系统中分配资源的方法，包括：
从第一传感器网络接收对第一微网格网关上的资源的请求，其中该第一传感器网络包括一组传感器对等体和至少一个超级对等体；该组传感器对等体中的每个传感器对等体收集该传感器对等体的物理环境的物理数据以确定每个传感器对等体的资源可用性；所述至少一个超级对等体配置来从每个传感器对等体收集对等体信息、维护来自每个传感器对等体的对等体信息的表格、将对等体信息与第一微网格网关相关联；
轮询第一传感器网络，以确定该第一传感器网络中的可用资源；
基于该请求轮询第二传感器网络，以确定在第二传感器网络中的可用资源；以及
基于对该第一和第二传感器网络的轮询的响应从该第二传感器网络分配资源到该第一传感器网络。
12.如权利要求11所述的方法，还包括在轮询步骤之前将请求从第一微网格网关通信给企业网关，其中轮询从企业网关进行，并且其中该响应在企业网关上被接收并且被通信给第一微网格网关。
13.如权利要求11所述的方法，还包括在轮询步骤之前将请求从第一微网格网关通信给第二微网格网关，其中该轮询从第二微网格网关进行，并且其中所述响应在第二微网格网关上被接收，并且被通信给第一微网格网关。
14.如权利要求11所述的方法，还包括基于分配更新包含传感器网络状态的企业表。
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