一种面向发布订阅模式的物联设备语义操控方法技术

本发明专利技术的一种面向发布订阅模式的物联设备语义操控方法属于物联网技术领域，包括定义物联信息概念域、使用RDF规范描述概念抽象层的知识、使用<头概念，关系，尾概念>三元组的形式描述实例信息层的知识、对用户信息进行语义表征、对设备信息进行语义表征等步骤。本发明专利技术将用户、设备以及环境等信息进行整合，建立数据之间的多维关系，为单一的用户指令提供了情境信息，以便于从多角度对指令信息进行分析和挖掘隐藏含义。同时，对比传统的接入方法，对于设备产生的数据，能够使用发布订阅的主题对数据进行解析，进而支持物联系统中日益增长的智能化管控需求。能化管控需求。能化管控需求。

【技术实现步骤摘要】
一种面向发布订阅模式的物联设备语义操控方法


[0001]本专利技术属于物联网
，尤其涉及一种面向发布订阅模式的物联设备语义操控方法。

技术介绍

[0002]随着物联网技术的不断发展，大量的硬件和设备出现在人们的日常生活中，从一些功能简单的传感器、控制模块到具有一定智能的移动设备、可穿戴设备等，到目前为止，已有超过百亿的物联设备连接到物联网中。如何对这些广泛存在的设备以及设备产生的数据进行控制和管理，使其作为物联网的基础设施，支撑起各种各样智能又便捷的服务，是当下物联网
的一个重要的问题。然而多样的设备接入使物联网具有复杂性、异构性等特征，这样的特征导致物联设备在提供服务时在数据与功能上相互独立。此外，传统的物联应用平台作为连接设备与用户的中间件，对设备的管理与控制方法缺乏智能性与灵活性，普遍采用紧耦合、封闭式的服务提供模式，缺乏共性管理和控制方法，无法为设备间的数据共享和互操作提供支持，难以满足复杂的物联网应用需求。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本专利技术提供一种面向发布订阅模式的物联设备语义操控方法。该方法以物联信息概念域为核心，对用户与设备信息进行表征，推理隐含关系，从而建立数据之间的联系，对设备进行统一的管理与操控，进而支持物联系统中日益增长的智能化管控需求。
[0004]本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种面向发布订阅模式的物联设备语义操控方法，按照以下步骤进行：
[0006]第一步，定义物联信息概念域，将物联信息领域的知识划分为概念抽象层与实例信息层；
[0007]第二步，使用RDF规范描述概念抽象层的知识，包括设备、用户、环境的本体概念、属性和关系；其中概念是对事物的具象化表示；属性中，设备本体的属性包括设备名、id、型号、厂商、主题、位置、状态、变量、通信协议、数据格式以及指令；用户本体的属性包括用户名、用户id、密码、管理区域以及权限；环境本体的属性包括名称、id、位置以及变量；关系包括实体属于概念、实体拥有属性、用户实体管理环境实体、用户实体管理设备实体、设备实体升高或降低变量以及设备实体监测变量；
[0008]第三步，使用<头概念，关系，尾概念>三元组的形式描述实例信息层的知识，三元组形式的数据存储于数据库的实例信息表中，实例信息表分为三列，包括头概念、关系和尾概念，并建立头概念
‑
关系
‑
尾概念与关系
‑
头概念
‑
尾概念两个方面的索引；
[0009]第四步，对用户信息进行语义表征，将储存在数据库中用户信息表的记录进行解析，通过字段名匹配顶层概念层的知识组成<记录，关系，记录>三元组的形式，然后将该三元组与<头概念，关系，尾概念>三元组相对应，作为实例数据填充到概念域的实例信息层
中；
[0010]第五步，对设备信息进行语义表征，将储存在数据库中设备静态信息进行解析，在物联信息概念域中建立设备的抽象实例，并将设备的注册信息与物联信息概念域的抽象实例建立关系，然后映射为物联信息概念域的具体实例；
[0011]第六步，设备使用发布订阅模式的协议直接接入或通过网关间接接入，每个设备使用唯一主题作为标识进行通信；设备接入时使用注册的主题，然后匹配物联信息概念域的设备信息进行配置；
[0012]第七步，订阅设备的主题，通过物联信息概念域的概念与关系对设备向该主题发布的消息进行解析，将解析的结果作为物联信息概念域的属性，匹配概念域中的概念与关系，然后进行存储和更新；
[0013]第八步，将物联信息概念域实例信息层的数据自主映射为逻辑程序可识别的形式，即事实文件，组合事实文件与定义的逻辑规则进行推理求解，最后根据用户的请求从推理求解的结果中给出用户请求的数据或向设备发送指令。
[0014]进一步的进行说明，在所述第一步中顶层概念层定义了各个概念与概念、概念与属性之间的具体关系。
[0015]在所述第四步中用户信息来自用户填写的表单数据，储存在数据库的用户信息表中。
[0016]在在所述第五步中，对设备信息进行描述要建立设备静态信息到概念域的映射方式，其中设备的静态信息包括设备型号信息与设备注册信息，分别存储在设备型号表与设备注册表中；所述设备静态信息到概念域的映射分为两步：
[0017](1)对设备型号表中的记录匹配概念抽象层的知识生成抽象实例；所述设备型号表中的记录包括设备的型号、厂商、状态、变量、通信协议、数据格式以及指令信息，将上述信息匹配概念抽象层的知识，并作为抽象实例的属性组成<实体，关系，属性>三元组的形式，填充到概念域的实例信息层中建立抽象实例；
[0018](2)对设备注册表中的记录匹配概念抽象层的知识生成具体实例；所述设备注册表中的记录包括设备的设备名、厂商、型号以及为设备分配id和主题，将上述信息匹配概念抽象层的知识，并作为具体实例的属性组成<实体，关系，属性>三元组的形式，填充到概念域的实例信息层中建立具体实例。所述具体实例根据厂商与型号信息与抽象实例建立联系，一个抽象实例可对应多个具体实例。
[0019]进一步的进行说明，在所述第六步中设备接入时使用注册的主题进行通信，通过主题匹配物联信息概念域的设备信息。
[0020]在所述第七步中通过主题匹配概念域中的知识，对设备发布的消息通过分析其数值、类型和语义进行解析，然后将解析的数据映射为实例信息层的知识进行存储或更新。
[0021]进一步的说明，所述第八步将物联信息概念域表示的数据按照如下映射范式自主转换为逻辑程序可识别的形式：
[0022]<头概念，关系，尾概念>
‑
>Relation<Concept
‑
Head,Concept
‑
Tail>
[0023]通过上述范式定义的映射方法将物联信息概念域中实例信息层的三元组数据转换为事实文件的事实，其中三元组中的关系对应事实的Relation，概念对应Concept；转换后的事实文件作为已知的事实交付予逻辑程序，逻辑程序根据事实进行查询与推理补全；
所述推理通过对关系的描述以及定义的规则，对实体与属性、实体与实体之间的隐式关系进行补全，推理补全的信息包括设备的属性信息、环境信息以及用户权限信息；所述设备属性信息的补全通过设备的型号、厂商将具体实例与抽象实例进行匹配，补全设备具体实例的属性关系；所述环境信息的补全通过设备的位置信息以及设备通过主题发布的变量信息，补全环境实体与设备实体之间的关系以及环境实体与变量实体之间的关系；所述用户信息的补全通过用户管理的区域，补全用户实体与设备实体的权限关系以及用户实体与环境变量实体的关系。
[0024]进一步的说明，所述第八步逻辑程序根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向发布订阅模式的物联设备语义操控方法，按照以下步骤进行：第一步，定义物联信息概念域，将物联信息领域的知识划分为概念抽象层与实例信息层；第二步，使用RDF规范描述概念抽象层的知识，包括设备、用户、环境的本体概念、属性和关系；其中概念是对事物的具象化表示；属性中，设备本体的属性包括设备名、id、型号、厂商、主题、位置、状态、变量、通信协议、数据格式以及指令；用户本体的属性包括用户名、用户id、密码、管理区域以及权限；环境本体的属性包括名称、id、位置以及变量；关系包括实体属于概念、实体拥有属性、用户实体管理环境实体、用户实体管理设备实体、设备实体升高或降低变量以及设备实体监测变量；第三步，使用<头概念，关系，尾概念>三元组的形式描述实例信息层的知识，三元组形式的数据存储于数据库的实例信息表中，实例信息表分为三列，包括头概念、关系和尾概念，并建立头概念
‑
关系
‑
尾概念与关系
‑
头概念
‑
尾概念两个方面的索引；第四步，对用户信息进行语义表征，将储存在数据库中用户信息表的记录进行解析，通过字段名匹配顶层概念层的知识组成<记录，关系，记录>三元组的形式，然后将该三元组与<头概念，关系，尾概念>三元组相对应，作为实例数据填充到概念域的实例信息层中；第五步，对设备信息进行语义表征，将储存在数据库中设备静态信息进行解析，在物联信息概念域中建立设备的抽象实例，并将设备的注册信息与物联信息概念域的抽象实例建立关系，然后映射为物联信息概念域的具体实例；第六步，设备使用发布订阅模式的协议直接接入或通过网关间接接入，每个设备使用唯一主题作为标识进行通信；设备接入时使用注册的主题，然后匹配物联信息概念域的设备信息进行配置；第七步，订阅设备的主题，通过物联信息概念域的概念与关系对设备向该主题发布的消息进行解析，将解析的结果作为物联信息概念域的属性，匹配概念域中的概念与关系，然后进行存储和更新；第八步，将物联信息概念域实例信息层的数据自主映射为逻辑程序可识别的形式，即事实文件，组合事实文件与定义的逻辑规则进行推理求解，最后根据用户的请求从推理求解的结果中给出用户请求的数据或向设备发送指令。2.根据权利要求1所述的一种面向发布订阅模式的物联设备语义操控方法，其特征在于，在所述第一步中顶层概念层定义了各个概念与概念、概念与属性之间的具体关系。3.根据权利要求1所述的一种面向发布订阅模式的物联设备语义操控方法，其特征在于，在所述第四步中用户信息来自用户填写的表单数据，储存在数据库的用户信息表中。4.根据权利要求1所述的一种面向发布订阅模式的物联设备语义操控方法，其特征在于，在在所述第五步中，对设备信息进行描述要建立设备静态信息到概念域的映射方式，其中设备的静态信息包括设备型号信息与设备注册信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾海军，陈心诚，王义功，马颖宇，黄台虎，王思琦，苏维华，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：