物联网感知设备资源统一描述方法与流程

1.本发明涉及物联网领域，具体涉及一种物联网感知设备资源统一描述方法。


背景技术：

2.随着物联网技术及应用的不断发展，催生了边缘计算的产生，即在传感设备上对采集到的数据进行分析和处理。而在工业物联网中，由于工厂环境数据采集系统涉及到大量的、不同的传感设备，这些设备之间存在异构性，增加了物联网设备接入的复杂度。
3.如何在现有的技术下屏蔽设备的异构性并对其进行统一资源描述，已成为物联网技术所面临的关键和难点问题。
4.目前国内外学者针对此问题展开了相关研究，如提出了不同接入标准、平台及相关解决方案，但这些研究方案存在明显缺陷。一方面是由于物联网接入所需要的系统资源代价较高和接入能力有限，从而造成成本过高；另一方面是各平台之间所采用的技术架构存在异构性以及数据格式之间的不兼容，从而导致信息孤岛、信息烟囱的形成。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种利用本体技术实现对工业传感设备的统一资源描述，源头数据可信，并可有效屏蔽工业传感设备之间的异构性的物联网感知设备资源统一描述方法。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种物联网感知设备资源统一描述方法，其包括将信任建模源语添加至本体模型内，构建描述模型；通过所述描述模型从多维度对工厂物联网系统设备进行描述。
7.进一步地，描述模型为o＝{c，r，f，a，i，t}；
8.其中，c代表工厂资源类，包括设备类和数据类；r代表不同类别之间的关系；a代表信任评估定义；i代表信任集合；f代表可信性评估算法；t代表信任值。
9.进一步地，描述模型从属性类、信任类、状态类、历史类和隐私类五个维度对工厂物联网系统设备进行描述，并建立工厂资源描述总体架构。
10.进一步地，属性类包括设备属性和所有者属性，所述设备属性包括设备名称、设备型号、设备参数；所述所有者属性包括所有者信息、使用者信息和共享者信息。
11.进一步地，信任类用以描述采集数据的可信性，包括可信与不可信两种状态；其中，每种信任均包括待评估数据标识、数据更新时间、数据采集间隔、数据格式以及采集到的数据信息。
12.进一步地，状态类包括工作状态、采集状态以及反馈状态信息；其中，工作状态包括正常工作与异常工作信息；采集状态包括数据标识、数据格式以及采集数据信息；反馈状态包含反馈类别、反馈格式以及反馈数据信息。
13.进一步地，历史类用以描述工厂物联网系统设备所储存的历史信息，包括历史状态与历史访问信息；其中历史状态信息包含状态时间、状态值以及状态名称信息；访问历史
包含访问时间与访问用户信息。
14.进一步地，隐私类包括访问权限、控制权限和历史权限；其中，每种权限均包括普通用户与管理员信息。
15.进一步地，工厂物联网系统设备包括传感设备，且工厂物联网系统采用json作为数据传输格式。
16.本发明的有益效果为：该物联网感知设备资源统一描述方法将本体技术与工厂环境数据监测系统设备相结合，以达到屏蔽物联网传感设备之间的异构性目的。并且添加了信任建模源语，确保了源头数据的可信性，避免源头数据不可信导致后台监测系统做出错误的决策，从而造成重大损失的问题。同时，利用json作为数据传输格式，实现数据的跨平台传输。
附图说明
17.图1为工厂资源描述总体架构示意图。
18.图2为描述模型从属性类描述设计结构示意图。
19.图3为描述模型从状态类描述设计结构示意图。
20.图4为描述模型从隐私类描述设计结构示意图。
21.图5为描述模型从历史信息类描述设计结构示意图。
22.图6为描述模型从信任度类描述设计结构示意图。
具体实施方式
23.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
24.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.参见图1～图6，以下结合实施例进行具体说明，且为了简单起见，以下内容省略了本领域技术人员所知晓的技术常识。
26.该物联网感知设备资源统一描述方法包括将信任建模源语添加至本体模型内，构建描述模型。
27.本体是对某领域内的信息进行统一描述，其核心思想是解决信息知识共享和重用的问题。本体可划分为明确定义、概念化形式化和共享4个方面。
28.其中，明确化是指本体的概念之间不存在歧义性；概念化是指本体对所描述的事物和现象进行抽象化表达；形式化是指本体所描述的概念可以直接被机器理解；共享性是指利用本体进行事物的描述可以被本领域内的大众所公认。
29.综上所述，本体是在某领域被专家和学者公认的集合概念，其核心是语义共享。本体的语义内容描述主要是通过概念与概念之间的关系体现的，由此本体可以理解为是对知
识更深层次和本质的理解，这种功能可以应用于不同的知识系统，以达到资源共享的目的。
30.本体建模是指从某个领域中抽取知识，形成描述该领域数据的语义概念、实例和其间的关系。
31.随着互联网信息技术的发展，人们把本体用于信息领域，描述概念之间的相互关系。这些概念的描述，提供了信息的统一化格式、元数据术语，为信息规范提供了一套规范和标准，形成本体模型。
32.在本技术中，添加了信任建模源语至本体模型内，构建了一描述模型。众所周知，物联网源头数据是后台监测系统进行决策的依据，如果源头数据的可信性无法得到保障，那么会直接导致后台监测系统做出错误的决策，从而造成重大损失。
33.因此，为了保障源头数据的可信性，本技术新构建了一描述模型；其中，本体描述模型为o＝{c，r，f，a，i，t}。
34.其中，c代表工厂资源类，包括设备类和数据类。当然，这些类又可优选进行细分，如设备类可以分为不同设备类，如传感器、控制设备等，c代表类的概念，各个基本类为ci，每个基本类又分为各个子类cij。
35.r代表不同类别之间的关系，如采集设备和采集数据之间的关系。a代表信任评估定义；i代表信任集合；f代表可信性评估算法，而f代表的函数关系可以形式化地定义为：f＝c1
×
c2
×…×
cn-1
→
cn；t代表信任值。
36.通过所述描述模型从多维度对工厂物联网系统设备进行描述，描述模型从属性类、信任类、状态类、历史类和隐私类五个维度对工厂物联网系统设备进行描述，并建立工厂资源描述总体架构。
37.本技术通过本体技术应用于工厂物联网系统设备，对工厂环境数据采集设备进行统一描述，有效地屏蔽了底层设备的异构性，实现了本体机制下的资源共享与重用。
38.其对物联网设备资源的属性类、状态类、控制类、历史信息类以及隐私类进行了描述，并应用于智能办公系统，有效地对底层资源进行了统一描述，屏蔽了底层设备的异构性。
39.工厂环境信息量大且复杂，主要体现在地域差异，环境复杂和温差等。在工厂环境监测系统中，工厂环境数据采集涉及诸多的传感器，如土壤温度、土壤湿度以及光照等传感器。
40.对这些感知设备的描述，一般有设备的类型、id号、采用的软件硬件版本号、电气属性、正常工作条件、厂商信息、缺省设置、用户使用权限限制等。
41.而针对工厂物联网设备，从以下几个方面对资源进行描述：
42.设备信息通过本体归纳为属性类和信任类，这里包括设备的类型、参数属性以及信任值等信息。
43.设备反馈信息通过本体归纳为状态类和历史类，这里包括设备的状态信息、预警信息以及历史信息等。
44.设备的权限信息通过本体归纳为隐私类，这里是不同用户访问设备具有不同的权限。
45.通过对以上工厂采集设备的信息分析，在现有的物联网设备资源描述模型基础上进行扩展，设计了一种支持可信性评估的传感设备资源描述模型，从属性类、状态类、隐私
类、历史信息类、信任度类5个维度对工厂物联网设备进行描述，并建立工厂资源描述总体架构。
46.由于工厂数据采集涉及到大量设备，因此属性类的设计是用来描述设备的属性信息。
47.其中，属性类包括设备属性和所有者属性，所述设备属性包括设备名称、设备型号、设备参数；所述所有者属性包括所有者信息、使用者信息和共享者信息。
48.工厂环境采集数据的可信性是工业生产的重要保障，因此信任度类的设计是用来描述采集数据的可信性。信任类用以描述采集数据的可信性，包括可信与不可信两种状态；其中，每种信任均包括待评估数据标识、数据更新时间、数据采集间隔、数据格式以及采集到的数据信息。
49.工厂设备常部署在恶劣环境中，因此采集设备的工作状态变得尤为重要。状态类是用来描述工厂设备的状态信息。
50.状态类包括工作状态、采集状态以及反馈状态信息；其中，工作状态包括正常工作与异常工作信息；采集状态包括数据标识、数据格式以及采集数据信息；反馈状态包含反馈类别、反馈格式以及反馈数据信息。
51.在工厂采集设备中，历史类用以描述工厂物联网系统设备所储存的历史信息，包括历史状态与历史访问信息；其中历史状态信息包含状态时间、状态值以及状态名称信息；访问历史包含访问时间与访问用户信息。
52.在工厂监测系统中，为了保障其安全性，不同的用户应该分配不同的权限。因此隐私类的设计是用来描述访问与控制权限。隐私类包括访问权限、控制权限和历史权限；其中，每种权限均包括普通用户与管理员信息。
53.在本技术中，工厂物联网系统设备包括传感设备，且工厂物联网系统采用json作为数据传输格式。
54.跨平台数据传输是指数据在不同平台、不同系统、不同设备之间进行数据通信和资源共享。在信息发展的整个历程中，要更好的实现云计算、物联网、人工智能的有机融合，就必须站在以数据为核心的角度来将三者结合，但其中存在的主要瓶颈问题是如何实现不同平台之间的数据共享和高效通信。
55.因此，为了解决不同平台之间的兼容性问题，跨平台数据传输技术是提高资源共享和高效通信的重要手段。
56.本技术工厂物联网系统采用json作为数据传输格式，其作为一种轻量级数据传输格式，具有简单易懂、格式简单、语言独立性、传输速度快、和平台无关性等优点。
57.并且，json支持java、android、javascript等多种语言，同时由于json编写与阅读的简单性，也极大的提高了网络解析和传输效率。扩展标记语言是用来标记电子文件的结构化语言，主要标记数据、定义数据类型，是允许用户对自己的语言进行标记。
58.json作为一种轻量级数据传输格式，具有数据格式简单，传输快，解析方便，易于读取和维护，潜力大等优势，适用于边缘设备的贫软/硬件特性的需要。
59.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。