CN102508658A

CN102508658A - 一种实现描述物联网业务的模型语言的方法

Info

Publication number: CN102508658A
Application number: CN2011103215355A
Authority: CN
Inventors: 暴建民; 蒋林岑; 王金萍; 胡海峰
Original assignee: Nanjing Post and Telecommunication University
Current assignee: Nanjing Post and Telecommunication University; Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2011-10-21
Filing date: 2011-10-21
Publication date: 2012-06-20

Abstract

本发明公开了一种实现描述物联网业务的模型语言的方法，该模型语言基于XML用于表示用户对物联网业务选择的过程，以及对业务任意组合的描述，并使用一个简单的WSFL,根据Petri网建模规则构造了简单物联网模型业务执行流语言。该模型语言声明了一组数量较少但相对完备的XML元素和自定义的元素标签来描述业务实体及实体间的关系，确定一个灵活的表示业务组合的标准，以加快业务模型的开发速度，支持模型的重用。

Description

一种实现描述物联网业务的模型语言的方法

技术领域

本发明涉及一种物联网业务的模型语言的表示方法，属于物联网技术领域。

背景技术

什么是物联网的关键，根据应用我们可得，物联网就是实现人和人通信之后的人和物、物和物的信息沟通，这种应用是由多种业务应用组合起来的，而众多业务组合呈现长尾显现，那么我们由此可以建立一个模型，把这个应用分成几个层面从下到上来考虑。

首先是应用传感层，就是实现业务应用的技术支撑手段和相关设备，这些设备终端和传感器件为主要表现形式。

其次是基础网络层，就是业务应用选用的支撑网络。

再者是业务应用层，它可由单个或是多个基础网络组成的一个完整的业务应用流程。

显然这里业务应用层是物联网的关键，在未来物联网的业务应用将成为物联网应用的制高点，把握客户的应用需求，并方便客户使用，将成为我们探索和研究的切入点。这里我们把业务应用层分为两部分：业务表示层和业务支持层。

物联网语言是基于 XML（Extensive Makeup Language，可扩展标示语言）用于表示用户对物联网业务选择的过程，以及对业务任意组合的描述。在业务表示层中如何描述物联网业务即为本发明的重点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种物联网业务应用层中对物联网业务的表示方法，为今后物联网在客户端普及应用提供一种直观、易操作、稳定性的方式。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种实现描述物联网业务的模型语言的方法，采用包括物联网业务定义模块、业务组合模块、业务处理模块来实现描述物联网业务的模型语言；其中：

业务定义模块，用于对用户的需求进行分析，设定原子业务，对原子业务之间组合的可行性进行验证，然后据此定义一组XML元素和自定义的元素标签，用于对物联网业务进行描述；

业务组合模块用于对业务定义模块设定的原子业务进行自由组合；

业务处理模块用于对系统确认的业务组合进行处理，解析物联网业务模型语言；并将解析结果反馈给客户端，等待用户确认当前选择是否为其最终选择，若是则将参数供给业务平台层，通过接口给下层业务支持层调用；若否，重新进行业务选择。

进一步的，本发明的一种实现描述物联网业务的模型语言的方法，业务定义模块定义一组XML元素和自定义的元素标签如下：V：鉴权；Q：查询或修改等需求操作；C: 参数控制；F:筛选；M:管理；A:日志管理；M：结果；T:温度；H:湿度；P:地点参数；Q:退出；R：结果。

进一步的，本发明的一种实现描述物联网业务的模型语言的方法，业务处理模块采用WSFL模型语言、根据Petri网建模规则构造简单物联网的模型，对物联网业务进行选择，以及对业务自由组合的过程进行描述。

进一步的，本发明的一种实现描述物联网业务的模型语言的方法，所述业务组合模块对原子业务进行自由组合包括从物联网平台的登录过程、用户身份的鉴权、对业务的分类组合、实现的业务功能。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明声明了一组数量较少但相对完备的XML元素和自定义的元素标签来描述业务实体及实体间的关系，确定一个灵活的表示业务组合的标准，以加快业务模型的开发速度，支持模型的重用。

附图说明

图1是物联网业务应用层中业务表示层结构。

图2是物联网业务处理模块流程图。

图3是物联网业务中对温度业务控制的实施例流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，本发明所提出的模型语言集中在物联网业务应用层的业务表示层，其实施方案分成以下几个模块：

1、物联网业务定义模块

业务展示模块，首先对用户的需求进行分析，设定原子业务，对原子业务之间组合的可行性进行验证，比如展示模块有一系列可供用户选择的原子业务：

V：鉴权（Verify）

① 从用户角度：用户权限可以分为超级管理员和一般用户，超级管理员可以授权对业务进行管理，如删除，修改业务等。一般用户可以再次分等级，如一级用户可以使用查询，筛选等业务，二级用户可以使用修改，参数控制的那个业务。

② 从业务角度：对业务本身划分等级，可以设定优先权最高的是业务管理或是修改等，其次是参数控制，最后是查询。作用是对业务划分权限，给予优先等级。

Q：查询或修改等需求操作(Query)

查询即通过物联网业务平台查询指定时间、地点的温度和湿度。修改即对采集的数据库的数据进行修改，作为一个原子业务，可以对温度或是湿度进行修改。

若同时具有查询、修改业务，两项业务不能同时进行组合，可以在查询并显示提交后返回页面进行重新组合选择，这个过程也需要对用户权限进行验证；S：显示通过从服务器数据库中调用将查询的结果以网页的形式显示出来；T：温度或其他事例。

C: 参数控制（Control）

对从传感器感应的某些参数进控制，如设定感应温度门限值为27℃，当置于某一区域的传感器温度低于27℃，将空调关闭。在智能家居的应用中，当在室内无人的情况下，传感器感应到门被打开，即参数改变为ON时，启动报警装置，提示被入侵。

F:筛选（filter）

可以对传感器节点的信息进行筛选，组合业务人员或是用户可以对感兴趣的传感节点信息选择性的查询，如选择“查询”“筛选”“温度”组合业务，那么组合结果是使用人员对温度数据筛选查询，例在查询区域中可以从下拉菜单中选择“科技楼14层”，于是数据过滤，

结果反馈给客户端的就是“科技楼14层”的传感器温度数据。

M:管理（Management）

对所有原子业务的管理，包括对其“删除”“添加”“修改”业务等，应当注意的是此时应该给予使用此“管理”业务的人员一定的权限，只有具有最高权限的业务操作人员才可以使用。

A:日志管理（Archive）

此原子业务可以和其他业务组合使用，在业务组合人员确定想要组合的业务之后，选择此“日志管理”，业务人员对业务的操作都可以通过日志记录下来。包括业务组合人员信息，组合具体信息，对业务进行选择的时间等。

M：结果（Mode）

定义了用户或管理员对输出结果显示方式的选择，如电子表格、报表、文件、曲线图等。

T:温度(Temperature)

通过温度传感器节点测量的周围环境的温度。

H:湿度(Humidity)

通过湿度传感器节点测量的周围环境的湿度。

P:地点参数(Place)

教室、食堂等具体地点。

Q:退出（Quit）

退出物联网业务平台。

R：结果（Result）

生成用户或管理员最终的业务组合，以便用户或管理员进行确认。

以上自定义的物联网业务在烟雾模型中以标签形式展示如:<Query>查询</Query>、<Humidity>湿度</Humidity>等。原子业务的展示以图形化模式展示，即这些原子业务都是以图形供用户拖拽，具有直观性特征。

2、业务组合模块

业务展示模块定义了一系列的原子业务，本模块可以对其进行自由组合，如系统通过对用户或管理员V（鉴权）分类后进入物联网业务平台进行业务组合，先拖动业务Q（查询），然后是业务F(筛选)，组合完成后，用户或管理员对组合的业务进行确认，所以最终的业务是具有相应权限的用户或管理员对物联网中传感器感知结果进行定时定位的查询。用户对原子业务自由任意组合，对用户选择时不能同时操作的原子业务进行提示并重新生成选择页面。

一般用户具有查询、筛选、日志查询及修改并提交数据以完成对实物进行监控的权限，管理员不仅具有一般用户的权限还具有查询和删除管理日志、删除和添加业务等权限；显示结果可以是对某个位置的监控节点进行实时的显示，对某天某时刻记录数据的显示，形式可以是电子表格，动态条形图，一段时间内温度和光照的曲线图等；用户具有随时选择退出物联网平台的权利。

3、业务处理模块

后台对用户或管理员确认的业务组合进行处理，解析物联网业务模型语言。解析机制提取<result>中参数反馈给客户端，等待用户确认当前选择是否为其最终选择，若是则将参数供给业务平台层，通过接口给下层业务支持层调用，若否，提示用户并重新生成选择页面供用户再次进行业务组合，实施流程图如图2所示。可通过 XML 解析器验证用户所编写的基于XML的物联网模型语言是否遵守了物联网描述语言的Schema 模式。XML 解释器可采用W3C 的基于对象的DOM(document object model)模型或基于事件的SAP(simple API for XML)模型来实现。鉴于完整地实现一个XML 解析器是一项庞大的工程，在实际应用中，可直接调用各大商业公司所提供的XML解析器来验证。

基于XML的物联网模型语言所关注的是对内容的描述，它不能直接在浏览器中显示。要想在浏览器中显示，必须以某种方式告诉浏览器如何显示。在一个对周围环境监督管理系统中可以通过CSS(Cascading Style Sheets，使用层叠样式单) 与XSL(eXtensible Stylesheet Language，可扩展样式单语言)两种样式单显示基于XML的物联网模型语言。一个样式单可作用于多个物联网模型语言；而一个基于XML 的物联网模型语言也可根据不同的使用者分别使用不同样式单，呈现出不同的内容。该方法简单、易于实现，一般用于对数据的查询显示。

在物联网智能监测系统中，我们需要一种可扩展性的语言。不但可用于学校教学楼的智能监测，而且可实现智能家居功能。我们通过网页把信息进行整合，在物联网智能监控这个项目里面首先利用传感器节点收集食堂、教学楼内温度、光照等信息，将收集的信息自动导入关系数据库中，我们主要实现对远程目标温度的监测和调控，对电器的一些系数进行监测和安全预警即当系数超过安全值时能够报警或是提示等。

由于涉及的业务种类较多，从整个业务流程运行的角度出发，分析业务的展示功能，从登录过程到用户身份的鉴权，对业务的分类，到最后实现的业务功能，以查询功能为例，对温度、湿度或是传感器节点的位置信息，整个流程图如图3所示。

（1）对从传感器感应的某些参数进行控制，如设定感应温度门限值为27℃，当置于某一区域的传感器温度低于27℃，进行报警。在智能家居的应用中，当在室内无人的情况下，传感器感应到门被打开，即参数改变为ON时，启动报警装置，提示被入侵。

（2）当用户听到预警后，登陆物联网业务平台对相关业务进行控制，首先物联网业务平台对用户进行鉴权，通过鉴权的用户可以分为三种情况：一般用户、管理员和非注册用户。一般用户只有查询和修改业务信息（如温度、湿度等）的权限，管理员不仅具有一般用户的权限，还具有对平台上的业务进行管理的权限，如删除、添加和修改业务（由于某种原因，不需要监控温度或者湿度时，可以暂时将该业务删除）。如果登录的用户是非注册用户或者密码等超过三次不正确将自动退出物联网业务平台。

(3)用户或管理员登录平台后开始对业务进行组合以满足自己的请求。语言处理模块对生成组合结果<Result>进行解析，将解析结果交给客户做进一步确认，若满足其需求并确认后将组合结果通过接口交给业务支持层做进一步处理并返回结果。若提交不确认则返回业务组合过程，重新进行业务组合。

(4)日志管理的功能是将用户或管理员的操作过程通过日志文件记录下来，包括业务组合人员信息，组合具体信息，对业务进行选择的时间等。

(5)业务组合过程结束后，提示用户或管理员以确认组合结果是否满足用户或管理员的需求。提交确认后完成业务操作；若提交不确认则返回业务组合过程，重新进行业务组合。

(6)过程中如果用户或管理员需要退出平台，亦可随时执行“退出平台”操作。

综上所述，本发明的模型语言声明了一组数量较少但相对完备的XML元素和元素属性如< Query >（查询）<Temperature>（温度）<filter>（筛选）<Verify>（鉴权）等来描述业务实体及实体间的关系，确定一个灵活的表示业务组合的标准，以加快业务模型的开发速度，支持模型的重用，而且该语言具有良好的可扩展性，以方便今后在此基础上的再扩展。

4、物联网业务处理流

下面从语言角度介绍物联网模型执行流程，在下面定义的WSFL（Web Services Flow Language，网络服务流语言）中, flow Source和flow Sink元素分别表示整个流程的起始和结束数据。整个流程的执行必须从flow Source 开始至flow Sink 结束。我们结合Petri网处理事务的流程,把flow Source 定义为源库所i而把flow Sink 定义为终止库所O。每一个行为( activity ) 都是由控制链(Control Link)或数据链(Data Link) 连接起来的, 并且流程的执行是由flow Source开始至flow Sink结束。这样就保证了物联网模型中,所有对应行为(activity)以及数据的变迁或库所都在库所i和库所O的连接路径上。

另外，物联网模型必须具有以下特征：

（1）任何情况下, 网的运行都会结束；结束时, 除库所O外所有库所均无托肯(token)；

（2）系统中不存在死锁。

满足以上条件的流程,我们称它是安全(Soundness)的。下面是一个物联网模型简单的WSFL,结合了Petri网建模规则，简单安全，系统中不存在死锁。

< f lowModel name= "IOTFlowModal " serviceProvider Type= “IOTFlow ”>

< f low Source name= “IOTFlow Source”>

< output message= “t io: receivedOrder”/

>

< / f low Source>

< !--执行登录功能-->

< activity nam e= " Login ">

< input message= “t io: receivedOrder”/

>

< output message= “ProcessOrder”/

>

< implement>

　< internal>

　　< ! -- . . start Login forms/ dialog for process. . -->

　< / internal>

　< / implement>

　< / activity>

　< !--登录后进行鉴权-->

< activity name= " Verify ">

　< input message= “ProcessOrder”/

>

　< output message= “Verify. status”/

>

　. . .

　< / activity>

< !--鉴权不符合用户身份，则不给予进一步处理-->

　< act ivity name= "NoProcessing">

　< input message=“Verify. status”/

>

　< output message=“ProcessingOK”/

>

　. . .

　< / activity>

< !--鉴权符合用户身份，则进入对应该用户权利的页面-->

　< activit y name= "NeedProcessing ">

　< input message=“Verify. status”/

>

　< output message=“BeginProcess”/

>

　. . .

　< / activity>

< !--用户提出请求-- >

　< activity name= "SendQuery">

< input message= “ProcessOrder”/

>

　< output message=“SendOK”/

>

　. . .

　< / activity>

< !--对用户请求进行业务组合-- >

　< activity name= "ProcessQuery">

< input message= “Answer. Status”/

>

　< output message= “EndQuery”/

>

　. . .

　< / activity>

< !-- 开始处理用户组合提交的业务-- >

　< activity name= "Process"exitCondition = "ProcessOK">

　< join condition = " EndQuery AND BeginProcess " when= "deferred"/ >

< input message=“Begin Process”/>

　< output message=“ProcessingOK”/

>

　. . .

　< / activity>

< !-- 业务处理过程结束-- >

　< activity name= "EndProcessing">

< input message= “ProcessingOK”>

< output message= “NeedFlowEnd”>

　< / activity>

< !--业务处理过程结束后，将本次处理信息进行存档，便于日志管理-->

　< activity name= "archive">

< join condition= " NeedFlowEnd AND EndQuery" when= "deferred">

< output message= “FlowEnd”>

　< / activity>

　< !-- 控制链、数据链，登录完成后才开始鉴权、发送请求-- >

　< controlLink source= “Login”target=“Verify”/

>

　< dataLink source= “Login”target=“Verify”/

>

　< controlLink source= “Login”target= “SendQuery”/

>

　< dataLin k source= “Login”target= “SendQuery”/

>

< !-- 鉴权完成后，用户才能提出请求，系统才能开始处理请求或者系统告知用户不符合用户权限-->

< controlLink source= “Verify”target= “NeedProcessing”

transitionCondition= “Verify. status= ’OK’”/

>

< dataLink source= “Verify”target= “NeedProcessing”/ >

< controlLink source= “Verify”target= “NoProcessing”

transitionCondition= “Verify. status= ’NotOK’”/

>

< dataLink source= “Verify”target= “NoProcessing”/

>

< controLink source= “NoProcessing”target= “EndProcessing”/

>

< dataLink source= “NoProcessing”target= “EndProcessing”/

>

　< !--鉴权完成并确定用户的相应权限后，系统才能进行后面的处理-- >

< controLink source= “NeedProcessing”target= “Process”/

>

< dataLink source= “NeedProcessing”target=

“Process”/

>

　< !--用户的的请求完成以后，在没有其他特殊情况如用户主动退出处理的情况时，系统才能结束处理过程-- >

< controLink source= “P rocess”t arget=

“EndProcessing”/

>

< dataLink source= “Process”target=

“EndProcessing”/

>

< !--用户先要提出请求，系统才能处理请求-- >

< cont rolLink source= “SendQuery”target=

“ProcessQuery”/

>

< dataLink source= “SendQuery”target=

“ProcessQuery”/

>

< !--系统退出处理过程，此次对该用户的业务处理才能存档-- >

< controlLink source= “EndProcessing”target=“Archive”/

>。

Claims

1.一种实现描述物联网业务的模型语言的方法，其特征在于，采用包括物联网业务定义模块、业务组合模块、业务处理模块来实现描述物联网业务的模型语言；其中：

2.根据权利要求1所述的一种实现描述物联网业务的模型语言的方法，其特征在于，业务定义模块定义一组XML元素和自定义的元素标签如下：V：鉴权；Q：查询或修改等需求操作；C: 参数控制；F:筛选；M:管理；A:日志管理；M：结果；T:温度；H:湿度；P:地点参数；Q:退出；R：结果。

3.根据权利要求1所述的一种实现描述物联网业务的模型语言的方法，其特征在于，业务处理模块采用WSFL模型语言、根据Petri网建模规则构造简单物联网的模型，对物联网业务进行选择，以及对业务自由组合的过程进行描述。

4.根据权利要求1所述的一种实现描述物联网业务的模型语言的方法，其特征在于，所述业务组合模块对原子业务进行自由组合包括从物联网平台的登录过程、用户身份的鉴权、对业务的分类组合、实现的业务功能。