用于使用多个分布式交互模式来将应用组合的方法技术

本发明专利技术涉及用于使用包括服务、事件、动作和特性的多个分布式交互模式来将应用组合的方法。提供第二语义模型或事物配方作为用于表示应用的基础。该事物配方提供用于跨网络分布的交互模式的策划或编排的概念。从事物配方的规范到其部署的过程比Web服务的实现和策划显著更短。事物配方不仅是可解释的，而且是可执行的。事物配方的语义方案使能：能够进行基于机器的应用功能性发现并且在同时进行机器解释和执行的正式表示。这意味着，可以在具有带有推理能力的嵌入式运行时的任何设备中直接执行事物配方。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用多个分布式交互模式来将应用组合的方法
公开的实施例涉及用于使用多个分布式交互模式来将应用组合的方法。公开的实施例进一步涉及用于表示、发现和执行所述应用的方法。
技术介绍
可以由通过各种联网接口通信的电子设备来发现、监视、控制或与之交互的物理对象的系统通常被称为»物联Web（WebofThings）«。在工业领域中，特别是在自动化设施领域中，物联Web技术被认为开启了频繁地被称为»工业4.0«的革命性概念。根据物联Web概念，设备或»事物（Things）«被连接到web，并且它们通过安装一个软件而能够自主地扩展或更新其功能性。由于自动化设施不可避免地比一般的»事物«更复杂，因此用于标示自动化设施的术语»系统联Web（WebofSystems）«优选于常见的»物联Web«范例。开发物联Web方案，以便使物理对象或事物能够成为网络或万维网的部分，其结果是这些事物以如同现今网页在万维网上可访问的类似方式来通过网络可访问。而且，事物被设计为通过使用通常已知的web标准来与彼此交互。用于使用多个分布式事物来将应用组合的当前方法通常通过使事物以某种方式交互来被构建。然而，这类应用的部署是耗时的、繁琐的并且尤其在其灵活性方面受到限制。作为示例，当应用已知的面向服务的架构或SOA时，服务的功能性被暴露在网络中。然后通过将这些松散耦合的服务投入到合作中来实现用于策划和编排这类服务的应用。然而，这类复杂应用的开发需要特定服务环境的专家知识和特殊开发技能以及计算机架构（例如嵌入式或PLC特定编程）的编程技能，并且被限于特定的环境。因此，在替代环境中这类应用的重复使用性几乎是不可能的。因而，本领域中存在以下需求：定义和实现作为由事物供应的多个分布式交互模式的组合的应用。更进一步，本领域中存在以下需求：在替代环境中实现导出或重复使用现有应用的能力。再进一步，本领域中存在以下需求：发现应用并解释其内容，以便获取用于应用是否在特定环境中有用的决定的基础。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于使用被分配给至少一个设备并通过网络可访问的多个分布式交互模式来将应用组合的方法，所述方法包括以下步骤：a）使用至少一个第一语义模型或»事物描述（ThingDescription）«，所述第一语义模型中的每个在语义上表示所述设备的交互模式；b）提供第二语义模型或»事物配方（ThingRecipe）«，第二语义模型通过在语义上描述交互模式类型来正式化经组合的交互，交互模式类型是所述交互模式中的至少一个的实例；c）通过将网络资源标识符实例化到每个交互模式来实现第二语义模型；以及；d）在所述设备中的一个之内部署第二语义模型。根据本专利技术，提供一种语义表示——即第二语义模型或»事物配方«——作为用于表示应用的基础。该事物配方提供用于跨网络分布的交互模式的策划或编排的概念。从事物配方的规范到其部署的过程比web服务的实现和策划显著更短。有利地，事物配方的实现不需要如web服务的策划中那样的特殊开发技能。相反，为了在自动化系统中运行应用而对事物配方的实现类似于web应用的开发。事物配方不仅是可解释的，而且是可执行的。事物配方的语义方案使能：能够进行基于机器的应用功能性发现并且在同时进行机器解释和执行的正式表示。这意味着，可以在具有带有推理能力的嵌入式运行时的任何设备中直接执行事物配方。有利地，事物配方和由事物配方使用的事物描述的内容以这样的方式在语义上被描述：机器或其他设备能够理解和解释语义，以便自主地分配适当的自动化资源。附图说明本专利技术的目的以及进一步的优点将从结合附图考虑的、对优选实施例的以下描述而变得更清楚和容易领会，在附图中：图1示出了根据一实施例的示例性应用的框图；图2示出了根据一实施例的事物配方的框图；图3示出了示例性事物配方中的示例性事物到事物交互的图形表示；图4示出了示例性交互模式类型的图形表示；图5示出了示例性事物配方中所需要的示例性事物的图形表示；以及；图6示出了实现的事物配方的图形表示。具体实施方式在物联Web的概念内，设备的功能性和交互——其也被称为»事物«以便强调其分布式性质——在语义上被表示。事物的语义表示被称为交互模式，这是因为一方可以贯穿交互模式来与事物交互，即，读取事物的特性、触发其动作、或者消费由事物引发的事件。例如，由万维网联盟（WorldWideWebConsortium，W3C）的物联Web（WoT）组提出的事物描述（TD）是可以用于该目的的表示。事物描述根据设备——包括传感器、执行器、控制器等——的元数据和特性、以及由设备引发的事件或可以由设备触发的动作来向该设备提供模型。在后文中，通过示例性实施例说明了本专利技术的实施例。根据该示例性实施例，图1中描绘的自动化系统将通过新应用被修改，所述新应用应当基于重复使用由自动化系统内的分布式自动化设备提供的现有功能性。参考图1，示例性自动化系统包括——除了其他实体外——两个液体箱T101、T102，超声传感器B101和气动阀S115。液体可以在由另外的——未示出——实体（例如，泵）实现的第二箱T102和第一箱T101之间循环。传感器B101测量第二箱T102中的液体水平。如果水平超过针对第二箱T102预定义的阈值，则气动阀S115应当打开以便将液体馈送到箱101。该示例性场景在过程自动化系统中是典型的并且频繁地在各种应用中重现。因此，过程工程师将希望应用一种模板以便实例化该应用»模式«，而不是从头开始实现该应用。转回到图1的示例，超声传感器B101的特征在于以下交互模式：-特性»tankLiquidLevel（箱液体水平）«，其给出关于当前液体水平的信息；以及；-事件»overflowEvent（溢流事件）«，其是在当前液体水平超过可调最大值时引发的警报。这类和其他交互模式在原子和可组合功能性水平上被定义，并通过如下面示出的设备的事物描述来被提供。下面示出了超声传感器B101的完整事物描述：下面示出了气动阀S115的完整事物描述：除了交互模式之外，上面示出的两个事物描述进一步描述了上下文信息（例如，传感器附接到Tank102）、由事物产生和消费的数据类型（例如，浮点型）、数据的序列化格式（例如，JSON）、关于由事物支持的协议的信息（例如，CoAP、HTTP等）、事物的交互模式的URI（统一资源标识符）（例如，）等。JSON或JavaScript对象符号是使用人类可读的文本来传输由属性-值对组成的数据对象的开放标准格式。CoAP或受约束应用协议是用于受约束设备的因特网应用协议。它使受约束设备能够通过使用类似的协议来与更广泛的因特网通信。已经利用附加的语义元数据规定了上面示出的事物描述。例如，设备被定义为传感器。而且，它是利用指代共同上下文的定义的如下类来被定义的»ultrasonicSensor（超声传感器）«：。未在该规范中示出该共同上下文本身的定义。上面示出的»ultrasonicSensor«的定义指代名为的规范，所述规范是用于产品的分类和描述的跨行业产品数据标准。更进一步，由特性»tankLiquidLevel«提供的数据的测量单位被定义为厘米：该定义指代QUDT本体（»Quantities（数量），Units（单位），Dimensions（尺寸）和DataT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使用被分配给至少一个设备并通过网络可访问的多个分布式交互模式来将应用组合的方法，所述方法包括以下步骤：a）使用至少一个第一语义模型，所述第一语义模型中的每个在语义上表示所述设备的交互模式；b）提供第二语义模型，所述第二语义模型通过在语义上描述交互模式类型来正式化经组合的交互，所述交互模式类型是所述交互模式中的至少一个的实例；c）通过将网络资源标识符实例化到每个交互模式来实现所述第二语义模型；以及；d）在所述设备中的一个之内部署所述第二语义模型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于使用被分配给至少一个设备并通过网络可访问的多个分布式交互模式来将应用组合的方法，所述方法包括以下步骤：a）使用至少一个第一语义模型，所述第一语义模型中的每个在语义上表示所述设备的交互模式；b）提供第二语义模型，所述第二语义模型通过在语义上描述交互模式类型来正式化经组合的交互，所述交互模式类型是所述交互模式中的至少一个的实例；c）通过将网络资源标识符实例化到每个交互模式来实现所述第二语义模型；以及；d）在所述设备中的一个之内部署所述第二语义模型。2.根据权利要求1所述的方法，所述第二语义模型规定用于至少一个交互模式的配置属性。...

【专利技术属性】
技术研发人员：D阿尼西奇，AS图鲁瓦，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE