面向社交物联网的移动端应用系统研究与实现

王国蓉 张少中 党千越

摘要：社交物联网是社交网络与物联网有机融合的新型网络，相应的社交物联网应用系统越来越得到人们的关注。社交物联网应用系统主流的架构是基于代理的模式连接物联网与社交网络，而有关社交网络直接应用物联网设备资源及其服务的模式仍有欠缺。物联网设备和服务资源如何作为社交网络的重要属性被社交网络发现、搜索和应用;用户、设备和服务资源如何通过社交网络进行共享等问题还有待解决。该研究面向社交物联网的基本应用，设计了一种将社交网络与物联网统一起来的应用系统。该系统以移动端应用程序开发平台作为开发工具，在应用程序开发框架内进行相关设计和开发，以社交网络应用、物联网设备管理、物联网设备的服务搜索等功能为主，解决了社交物联网中用户、设备和服务资源的统一共享问题。

关键词：社交网络;物联网;社交物联网;移动应用系统

中图分类号：TP393      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）09-0255-03

开放科学（资源服务）标识码（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

物聯网（Internet of Things，IoT）技术是将各种智能设备连接起来，构成了可以使设备互联共享的全球网络。随着各种智能资源的大量研发和部署，智能设备的种类和数量都在不断增加，物联网设备和服务类资源在人们生活中的使用也日益普及。然而，物联网虽然能够将大量具有智能处理能力和通信能力的设备组建成智能物联网络，但这些设备通常由不同的厂商开发和部署，可能采用不同的硬件平台、操作系统、数据库和中间件及通信协议标准。这些物联设备的异构性阻碍了大量异构信息之间的互联、互通及互操作[1]。

为了解决物联网异构资源的互联和互通问题，人们提出了基于Web技术的跨平台聚合应用标准对多种异构设备进行整合，进而设计开发了通用的应用集成平台。李欣书林[2]结合Web体系架构和技术特点，以Web of Things（WoT）基础，提出了一种基于微信的社交物联网系统框架，解决了物联网当前碎片化、用户黏性低、设备与用户互动性差等问题;成城[3]从开放化和社交化的角度在Web服务中采用面向资源、松耦合的架构风格，将物联网中的异构设备、能力抽象成统一的资源模型;陈婧[4]采用基于代理的社交物联平台的接入方式，系统主要由感知层、物联网层、社交代理、社交开发平台组成。

物联网与社交网络的快速发展和融合，为物联网的社交化提供了可行的路径。物联网设备和服务资源部署的开发性，导致终端感知资源的海量化。设备和服务资源的发现、搜索、访问等应用急需一种简单、统一的入口。社交网络提供了一个满足用户社交行为的平台，社交网络中的用户可以方便地访问基于人的各类资源，这种模式给物联网的资源访问提供了一个可行的方案，将物联网与社交网络融合起来的社交物联网（Social Internet of Things，SIoT）就成为该方案的最佳选择[5]。

社交物联网是物联网与社交网络的有机融合。社交物联网其核心是一种社交网络，其中的每个节点都是一个对象，这种对象可以是人、也可以是设备、还可以是服务，其中设备和服务都可以看成网络中的资源，每个对象能够与其他对象建立社交关系[6]。应用社交物联网的好处是社交物联网的社交属性能够有效解决资源发现、搜索问题，并利用社交网络中的朋友关系属性解决资源的访问和共享问题[7]。

在这一背景下，设计和开发一种社交物联网应用系统，以解决用户在社交网络内访问物联网资源，是非常有价值的工作。本文设计了一种社交物联网应用系统架构，通过物联网层、社交网络平台层和应用层三个层次将物联网资源融合到社交网络中，将物联网的设备和服务看成社交网络用户的某个属性，从而利用社交关系实现设备和服务资源的发现、搜索和访问。该系统面向移动端应用进行系统设计和开发，对应用系统的功能进行了详细分析，设计了设备搜索、服务推荐、设备管理等功能模块，经过系统测试，该系统可以实现必要的设备和服务管理，实现社交物联网的基础应用。

2 社交物联网应用系统的架构

2.1 社交物联网应用系统体系架构

本文的社交物联网应用系统采用的系统架构分为三层，分别是：物联网层、社交网络平台层和应用层，系统架构如图1所示。

1）物联网层：物联网层也就是物联网的资源层，物联网的资源由各类传感器和智能设备构成，它们通过即插即用的方式接入到社交网络。物联网设备的功能组成了各类服务资源，这些服务资源是社交用户可使用的基础服务。物联网层的主要功能就是将智能设备的服务资源连接到社交网络平台层，并接收平台层下发的控制指令，然后向平台层进行反馈，这是方式是实现用户与物联网设备和服务交互的基础。

2）社交网络平台层：社交网络平台层是整个社交物联网应用系统的核心。平台层对下层获取物联网层所提供的数据和反馈，对上接受应用层用户的命令进行操作。

3）应用层：应用层位于系统的最顶层。应用层可以展现出应用系统各种各样的设备、资源和服务，用户可以通过应用系统请求各种资源、数据和服务，并且向相关设备发送不同的执行命令。

2.1 社交物联网应用系统功能结构

社交物联网应用系统的功能结构如图2所示。本研究将社交物联网应用系统功能分成四个模块，分别是：访问接口驱动模块、设备及服务推荐模块、设备及服务搜索模块、设备管理模块。

1）访问接口驱动模块：该模块可以细分为两个部分，分别是社交网络驱动模块和数据访问控制模块。社交网络驱动模块是社交网络平台层与应用层间的接口，实现的是应用系统服务器与社交网络之间的接口，该接口与数据访问控制模块协调工作，共同实现从社交网络获取控制指令，并且根据需求访问社交网络;数据访问控制模块负责设备连接、设备管理和设备和服务资源的搜索工作，并通过社交网络驱动模块对社交网络进行协调控制。数据访问控制模块通过获取物联网系统中设备的各种信息，然后对来自社交网络驱动模块的指令进行相应的响应。

2）设备及服务搜索模块：设备及服务搜索模块允许用户通过关键词搜索来查询在社交网络中的符合要求的可使用的设备，设备及服务搜索模块还会根据用户所选搜索类型、排序方式对筛选出的设备进行排序显示。

3）设备及服务推荐模块：设备及服务推荐模块是根据用户的社交属性对需求的設备和服务资源进行个性化推荐服务。本研究中使用简单的设备访问历史数据、搜索关键词的历史数据和用户评价相结合的方法，对用户进行设备和服务资源的推荐。

4）设备管理模块：设备管理模块是用来管理物联网系统中各种各样的设备及其服务，并提供设备和服务的描述文件。描述文件内容包括设备的所有者、名称、类型、位置、属性、设备ID等。

3 基于移动端的社交物联网应用系统设计与实现

面向移动端的基本应用，社交物联网应用系统主要实现设备和服务管理、设备和服务搜索、设备和服务推荐、设备和服务发布、设备和服务评价等功能。社交物联网应用系统软件框图如图3所示，其中该系统的核心部分为设备及服务管理、设备及服务搜索和设备及服务推荐等功能。

3.1 设备及服务搜索模块

设备及服务搜索模块流程图如图4所示。用户在搜索栏中输入查找的关键词，在下拉菜单中选择搜索设备服务的类型及筛选出来的数据排序的方式，在设置好搜索方式和排序方式后，系统后台根据用户输入的关键词、选择的搜索方式筛选符合要求的设备，如果没有符合要求的数据，则向用户输出“无符合要求的设备”的提示信息;如果有符合要求的数据，则根据用户所选数据排序方式对筛选结果进行排序并显示排序后结果。

在Android移动应用开发环境下，设备和服务搜索的主要代码为：

1）Suoxuanlx.setText（"当前所选的搜索方式：" + Adapter.getItem（arg2））;/*用于显示当前所选的搜索方式，其中Adapter.getItem（arg2）内的值是所选搜索方式*/;

2）DBUtils.sbsx（"SocialThingdb"）;/*用于进行数据查询，调用DBUtils文件中的Sbsx（）函数进行以设备属性为查询方式的数据查询*/。

设备及服务搜索实现如图5所示，用户在进入设备及服务搜索界面后，可以在搜索栏中输入查找的关键词，在下拉菜单中选择搜索设备服务的类型及筛选出来的数据排序的方式，其中搜索方式包括设备名称、设备所能提供的服务、设备拥有者、设备属性，数据排序方式包括信誉值升序、信誉值降序、评分升序、评分降序。设置完成后点击“搜索”即可进行搜索。

3.2 设备管理模块

设备管理模块流程图如图6所示，在用户个人中心界面有设备管理选项，进入后即可对现有设备进行管理，包括增加设备、修改设备、删除设备。增加设备：点击新增后，在新增界面添加设备名称、拥有者、类型、基本属性、提供服务等信息，最后点击完成即可新增设备;修改设备：点击修改后，在修改界面的相应编辑框内填写需要修改的信息，最后点击完成即可修改设备信息;删除设备：在设备管理界面中，点击相应设备的删除按键即可删除设备同时删除设备的各项信息。设备增加后、修改后、删除后的信息最后存入后台数据库中。

在Android移动应用开发环境下的主要代码为：

1）Bundle4.putCharSequence

（"Shebei1"，Shebeigl1）;/*用于将当前按钮对应设备的设备名称（Shebeigl1）存入到Bundle中的Shebei1变量中，然后通过Intent是使得设备详情界面能够使用该设备名称*/。

2）List = DBUtils.getshebeiinfo

（"SocialThingdb"， Shebei1）;/*用于进行数据查询，调用DBUtils文件中的getshebeiinfo（）函数进行数据查询，其中List用于存放查询结果，"SocialThingdb"为查询的数据库的名称，Shebei1为进入设备详情界面的设备名称*/。

用户在个人中心界面通过点击“新建设备”可以进入新建设备界面，在新建设备界面填写设备名称、拥有者、类型、基本属性、提供服务等信息，最后点击完成即可添加新设备;点击“删除”可以删除按钮对应的设备，同时删除设备的各项信息;点击“详情”进入设备详情界面。设备详情界面显示了当前设备的各项信息，如图5所示，在该界面点击“修改”能够对当前设备各项信息进行修改。

5 结束语

本文设计的社交物联网应用系统以移动端应用程序开发平台作为开发工具，在Android系统开发框架内进行了相关设计和开发。以社交网络应用、物联网设备管理、物联网设备的服务搜索、推荐等功能为主，解决社交用户之间的设备和服务的管理、搜索和推荐问题，实现了社交物联网中人、设备、服务等的共享和访问。

参考文献：

[1] 沈苏彬，林闯.专题前言：物联网研究的机遇与挑战[J].软件学报，2014，25（8）：1621-1624.

[2] 李欣书林.基于微信的社交物联网系统设计与实现[D].北京：北京邮电大学，2015.

[3] 成城.基于Web的社交物联网体系架构、模型及其安全与隐私关键技术研究[D].北京：北京邮电大学，2014.

[4] 陈婧.基于代理的社交物联平台接入系统设计与实现[D].北京：北京邮电大学，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.

【通聯编辑：谢媛媛】