一种抽象的物联网应用框架系统及实现方法技术方案

本发明专利技术提供一种抽象的物联网应用框架系统及实现方法，基于[ITU‑T Y.4000/Y.2060]，用于物联网系统的规划及实现，从实现的角度考虑物联网的抽象，技术和业务需求相分离：物联网系统实现过程中，可以根据需要为功能组和参考点选用不同的技术而不破坏系统的整体结构。在系统的实现和更新时，能够保证业务需求和技术之间相互的影响最小；系统规划和系统实现相分离：该抽象结构有助于系统规划和实现的分离，可以很好地衔接规划阶段的于业务功能的描述和实现阶段的技术选用和开发。

An abstract application framework system and implementation method of Internet of things

【技术实现步骤摘要】
一种抽象的物联网应用框架系统及实现方法
本专利技术涉及物联网以及M2M
，尤其涉及一种抽象的物联网应用框架系统及实现方法。
技术介绍
物联网具有随时、随地实现万物互联，将物理世界和数字世界关联起来的能力，需要端到端的连接。物联网系统本身是一个开放系统，具有系统体系特性，需要关联和使用开放的资源。物联网技术在不断发展，因此存在不同技术、不同标准的共存和融合。并且其具有长期运行以及逐步演化的特点，使得它的存在甚至长于它使用的技术和标准。万物互联的实现要求物联网平台必须有广泛的适应性，因为人们对于物联网的需求是开放的、不确定的。同时，物联网系统涉及较长的价值链。上述物联网的特点，使得物联网需要有较好的总体规划，需要借助框架工具。同时，具有长生命周期、逐步演化的物联网系统和广泛的物联网应用需要建立在抽象的基础上。像物联网这样的复杂系统的建立过程必须逐步形式化和具体化才能做到稳定、灵活。同样，多技术和多标准的共存以及长期演化，也需要有抽象结构的支持。最后，异构系统互联互操作的对接需要抽象结构的支持。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供了一种抽象的物联网应用框架系统及实现方法，基于[ITU-TY.4000/Y.2060]，用于物联网系统的规划及实现，从实现的角度考虑物联网的抽象，技术和业务需求相分离：物联网系统实现过程中，可以根据需要为功能组和参考点选用不同的技术而不破坏系统的整体结构。在系统的实现和更新时，能够保证业务需求和技术之间相互的影响最小；系统规划和系统实现相分离：该抽象结构有助于系统规划和实现的分离，可以很好地衔接规划阶段的于业务功能的描述和实现阶段的技术选用和开发。本专利技术提供一种抽象的物联网应用框架系统，所述框架系统包含六个功能组和五个参考点。六个功能组包括：应用AP、应用服务AS、逻辑装置LD，装置会聚DC、端点会聚EC和端点EP，参考点包括AP-AS、AS-LD、LD-DC、DC-EC、EC-EP。所述逻辑装置LD体现了物理空间到数字空间的映射，逻辑装置LD和端点会聚EC一起，构成将数据组织起来送往网络的终端设备；装置会聚DC是网关和通信设备，在服务器上，通过装置会聚DC，端点会聚EC被映射为应用服务AS接入的虚拟设备逻辑装置LD，应用服务AS通过逻辑装置LD得到来自现实空间、它所需的端点EP的数据，进而向应用AP提供服务。5个参考点是指6个功能组中相邻两个功能组之间的接口。应用框架为物联网应用系统开发者提供了一个抽象的物联网总体视图，便于他们在开发中掌握全局。参考点是一种实现通信功能的局部结构，是一个标准或者非标准的协议栈，每个参考点两端的功能组可以看作是该通信结构的应用层，物联网组成部分的通信功能主要体现在参考点中。参考点为开发者提供了实现局部通信的视图，基于这一视图实现的局部通信部分，可以将其与系统中其他部分的耦合降至最低。物联网应用框架系统的表述揭示了物联网应用信息处理中各部分的对等关联关系，这些关联关系中，除了下面所描述之AS与EP间的对等关系、LD和EC的对等关系，其中还隐含了AP和现实世界物体的对等关系。这些对等关系的意义在于：对于应用数据处理来说，需要统一考虑其两端实体的关联，一方的实现有赖于与另一方的协商。（例如，终端端点映射为逻辑设备的端点时，需考虑终端端点是如何实现的，往往是一个厂商来处理这两端。可参见ITU的有关建议，其中有相关的描述。）所述框架系统的逻辑上的对等交互关系如下：（以传感数据为例的对等关系有如下意义，执行数据可以以此类推）a)功能组端点（EP）和功能组应用服务（AS）的对等关系：应用服务通过这一关系获取直接来自传感器或经过处理的传感器数据，这些数据映射了现实世界的状态，使得应用和应用的最终使用者能够通过对现实世界的感知实现应用功能，得到有价值的信息服务；b)功能组端点汇聚（EC）和功能逻辑装置（LD）的对等关系：逻辑装置通过这一关系，与现实的传感装置或传感数据处理装置进行通信，管理和控制装置，从而为传感数据的获取提供服务和保c)装置汇聚是个特殊的功能组，它主要起着关联多个端点汇聚功能组的功能，在现实中，由装置汇聚功能组关联的多个端点汇聚功能组实现可能会有一些共性，如位置的共性、所有者的共性、通信协议的共性等，通过装置汇聚，可以简化端点汇聚功能组和逻辑装置功能组的实现，方便参考点通信功能的实现。进一步改进在于：所述应用AP通过使用物联网结构中其他组成部分完成，应用AP直接面对使用者，其处理结果通过人机交互界面直接使用其处理结果；或者用于实现其他全局目标的功能。进一步改进在于：所述应用服务AS关联和处理不同的端点EP数据，形成对于应用AP有意义的信息或数据服务。进一步改进在于：所述逻辑装置LD为物理世界在数字世界映射的具体体现，将现实世界事物的信息反映到数字空间中，形成关联的虚拟事物。进一步改进在于：所述装置会聚DC关联一组装置，完成装置之间、装置和逻辑装置之间的数据交互，并实现协议或数据转换、装置的管理。进一步改进在于：所述端点会聚EC与端点EP组合，形成Y.4000/Y.2060定义的装置能力。传感/执行终端、边缘计算装置、边缘AI等都可以看作是装置。端点会聚功能是装置中进行端点数据处理、端点关联和与外部通信的部分。该应用框架是一个逻辑结构，其功能分布和接口实现可以灵活处置，例如，几个功能组可以在一个物理装置中实现，一个功能组也可以用几个物理装置实现；参考点可以外露为通信接口，也可以不外露成为内部接口。抽象的物联网应用框架揭示了物联网应用中各组成部分的在系统中的地位和关联关系，在实现时，有些功能组可以映射成不同的物理装置，例如，在现实中端点汇聚（EC）功能组既可以是接入传感器/执行器的终端装置，也可以是处于边缘的数据处理装置。映射的前提是它们在整个系统中的地位以及与其他部分的关联关系。本专利技术还提供一种抽象的物联网应用框架系统的实现方法，所述方法步骤如下：步骤一：根据[ITU-TY.4000/Y.2060]中的物联网结构，划分总体需求的分类；步骤二：根据实际情况，补充和细化需求；步骤三：利用[ITU-TY.4000/Y.2060]、[ITU-TY.4401/Y.2068]，将需求映射为系统功能和能力；步骤四：根据需求具体化这些功能和能力；；步骤五：定义应用层交互数据及应用层对等（EP–AS，EC–LD）通信协议；步骤六：将细化后的功能和能力分配到框架结构中；步骤七：根据功能和能力的要求，确定每个功能组及其数据的设计；步骤八：根据设计的要求确定各参考点的局部通信结构并选择相应的协议栈；步骤九：选用已有构件或服务以及开发新的构件或服务，这种选用和开发包括功能组和参考点的实现；步骤十：集成形成系统。涵盖以下几个方面：1）物联网实现框架的概念；2）物联网实现框架组成及其说明；3）框架中接口（参考点）的结构；4）框架组成部分对应[IT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抽象的物联网应用框架系统，其特征在于：所述框架系统包含六个功能组和五个参考点, 功能组包括：应用（AP）、应用服务（AS）、逻辑装置（LD），装置会聚（DC）、端点会聚（EC）和端点（EP），参考点包括AP-AS、AS-LD、LD-DC、DC-EC、EC-EP，所述逻辑装置（LD）体现了物理空间到数字空间的映射，逻辑装置（LD）和端点会聚（EC）一起，构成将数据组织起来送往网络的终端设备；装置会聚（DC）是网关和通信设备，在服务器上，通过装置会聚（DC），端点会聚（EC）被映射为应用服务（AS）接入的虚拟设备逻辑装置（LD），应用服务（AS）通过逻辑装置（LD）得到来自现实空间、它所需的端点（EP）的数据，进而向应用（AP）提供服务，5个参考点是指6个功能组中相邻两个功能组之间的接口。/n

【技术特征摘要】
1.一种抽象的物联网应用框架系统，其特征在于：所述框架系统包含六个功能组和五个参考点,功能组包括：应用（AP）、应用服务（AS）、逻辑装置（LD），装置会聚（DC）、端点会聚（EC）和端点（EP），参考点包括AP-AS、AS-LD、LD-DC、DC-EC、EC-EP，所述逻辑装置（LD）体现了物理空间到数字空间的映射，逻辑装置（LD）和端点会聚（EC）一起，构成将数据组织起来送往网络的终端设备；装置会聚（DC）是网关和通信设备，在服务器上，通过装置会聚（DC），端点会聚（EC）被映射为应用服务（AS）接入的虚拟设备逻辑装置（LD），应用服务（AS）通过逻辑装置（LD）得到来自现实空间、它所需的端点（EP）的数据，进而向应用（AP）提供服务，5个参考点是指6个功能组中相邻两个功能组之间的接口。


2.如权利要求1所述的一种抽象的物联网应用框架系统，其特征在于：参考点是一种实现通信功能的局部结构，是一个标准或者非标准的协议栈，每个参考点两端的功能组可以看作是该通信结构的应用层，物联网组成部分的通信功能主要体现在参考点中，参考点为开发者提供了实现局部通信的视图。


3.如权利要求1所述的一种抽象的物联网应用框架系统，其特征在于：框架系统表述揭示了物联网应用信息处理中各部分的对等关联关系，且还隐含了AP和现实世界物体的对等关系。


4.如权利要求1所述的一种抽象的物联网应用框架系统，其特征在于：所述功能组的对等关系如下：
功能组端点（EP）和功能组应用服务（AS）的对等关系：应用服务通过这一关系获取直接来自传感器或经过处理的传感器数据，这些数据映射了现实世界的状态，使得应用和应用的最终使用者能够通过对现实世界的感知实现应用功能，得到有价值的信息服务；
功能组端点汇聚（EC）和功能逻辑装置（LD）的对等关系：逻辑装置通过这一关系，与现实的传感装置或传感数据处理装置进行通信，管理和控制装置，从而为传感数据的获取提供服务和保障；装置汇聚是个特殊的功能组，它主要起着关联多个端点汇聚功能组的功能，在现实中，由装置汇聚功能组关联的多个端点汇聚功能组实现可能会有一些共性，如位置的共性、所有者的共性、通信协议的共性等，通过装置汇聚，可以简化端点汇聚功能组和逻辑装置功能组的实现，方便参考点通信功能的实现。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：闵丽娟，卢捍华，束丰，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32