CN104809650B - 一种异构感知数据的动态适配接入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异构感知数据的动态适配接入方法，包括建立面向SWE数据接入的HSIM模型，并实例化模型；根据实例进行传感器注册；传感器信息管理；根据实例，查询方法库，配置和组合传感器连接方法、数据译码方法，动态生成适配器；动态适配器与传感器进行交互；数据服务管理器通过SWE服务接口进行数据交互等；本发明HSIM模型不仅描述了传感器属性和传感器观测能力，而且描述了异构物理传感器和异构虚拟传感器在通信能力和数据表达方面的特征。本发明根据物理传感器和虚拟传感器的通信接口和数据表达的特征，动态配置与组合连接器模块与译码器模块，生成适配器，不仅实现异构的物理传感器感知数据适配接入，而且实现虚拟传感器感知数据的动态适配接入。

Description

一种异构感知数据的动态适配接入方法

技术领域

本发明属于智慧城市异构数据集成与共享技术领域，特别涉及一种异构感知数据的动态适配接入方法。

背景技术

智慧城市通过信息技术手段，动态监测、分析整合和利用城市各部分的数据，实现对城市生活环境的透彻感知、城市资源的全面调控、城市中各个部分协调配合。当出现应急突发情景，如自然灾害、事故灾难、公共卫生、社会安全等突发事件，智慧城市一般通过应急响应避免大财产损失和严重的人员伤亡。然而，各行业部门、企业和个人都布设了各种各样的传感器，传感器数据的采集、传输和发布等也呈现多种形式，导致各种数据的存在形式、来源和记录格式也各不相同，城市感知数据呈现异构性。异构性体现在以下几个方面：1)数据的表达形式多样，体现在不同应用领域，数据的行业标准不同，封装的格式不同；2)数据的传输协议多样，例如有基于tcp、http的数据传输协议，3)数据的来源多样，除了物理传感器外，还有虚拟传感器，如权威部门中国气象，通过网络定期发布气象预报或实时气象数据。由此可见，城市管理数据来源多、类型杂、体量大，为了实现智慧城市各类信息资源包括传感器资源的有效整合与应用，需要构建统一有效的异构数据接入，为城市时空实体(如基础地理实体、城市基础设施、移动目标等)和时空事件(如交通流量、人群聚集、空气质量等)提供有效的信息服务和决策支持。

针对城市建设中感知数据的异构性问题，用标准化的元数据来统一管理分散的数据资源，并基于网络实现数据资源共享与服务，该模式的解决方式，得到了普遍理解和认同。开放地理空间信息联盟的传感器网整合框架(SWE,Sensor Web Enhancement)是上述解决方式最典型体系，SWE不仅定义了标准化的元数据，同时，通过定义一系列信息共享方面的网络服务标准(OGC Web Service，OWS)，如WCS、WSC和SLD等多个OWS，实现了所有类型的传感器、变送器、传感数据仓库，可发现、可接入、可使用。SWE定义的传感器标记语言(Sensor Markup Language，SensorML)和观测与测量标准(Observations&Measurements，O&M)消除了数据表达多样导致的数据只能被专有应用使用的问题，消除了信息孤岛现象，为城市运营提供了完整综合性数据服务。开放地理空间信息联盟所发布的系列标准已得到广泛认同，成为事实上的工业标准。

但是，SWE主要是面向用户提供传感器信息及其数据的查询，与各类传感器的连接主要通过中间件实现。传感器接入到SWE服务时，仍需要做适配工作，将传感器协议转换成SWE协议。由于数据协议和来源的多样性，当感知数据与SWE的服务连接时，仍然需要大量人工操作和重复性开发，而且，SWE规范中没有明确定义适配的方法和具体位置，自动适配的问题仍没有得到解决。这将导致城市传感网建设时，需要大量人工操作为每个传感器进行协议转换，工作量巨大。在智慧城市建设中，包括物理传感器与虚拟传感器在内，需要为成千上万的传感器提供异构的感知数据。人工协议转换的方式效率低，严重阻碍智慧城市的发展进程。因此，需要设计一种感知数据适配接入的方法，使异构数据自动适配接入，减少复杂的人工操作，以解决异构感知数据接入效率低下的问题，实现传感器的“即插即用”。

为了实现异构感知数据的接入，国内外不少机构均开展了相关研究，并取得了一定的成果。美国蒙特利海湾研究所(Monterey Bay AquariumResearchInstitue，MBARI)设计并实现了一种硬件设备Puck，其中存储了传感器的元数据驱动等信息，元数据信息包SWE的SensorML信息，然后将Puck内置或者外接在传感器上，从而实现传感器与元数据的硬件绑定，系统将自动从设备Puck中检索这些信息并自动完成传感器的适配，从而实现传感器的即插即用。但是，这种硬件解决方法，需要改造传感器的硬件结构，成本较高，因此，无法在智慧城市中广泛应用。

蔡永娟等人在《基于SensorML和IEEE 1451的新型传感器网络标准研究》中一类通过创建映射规则进行协议转换的方法被提出，这类方法将底层协议转换成SWE协议，一定程度上实现了数据的自动接入，但该方法依赖固定的映射模板，当感知数据源发生变化时，原有的映射规则将不能适用。

李秀等人在《一种支持传感器即插即用的动态适配器方法》提出一种支持传感器动态适配器方法。该方法建立面向集成的传感器信息模型(Universal Sensor Descriptorfor Integration，USDI)，通过该模型在SWE和IEEE 1451之上提出的一种支持传感器动态适配器方法。IEEE 1451侧重于传感器硬件接口的标准化，且倾向于底层的设计，不能为逻辑意义上传感器(虚拟传感器)提供额外描述信息。该方法没有考虑到数据来源的多样性，只实现了异构物理传感器感知数据的接入。

以上方法没有很好的解决异构感知数据适配接入难题，即数据表达多样、数据的传输协议多样与数据来源多样性导致的感知数据获取方式与解译方法不确定问题。

发明内容

本发明要解决的核心问题是：动态地根据异构感知数据生成适配器，适配器与传感器直接通信，实现异构感知数据动态接入至SWE服务；为了解决上述技术问题，本发明提供了一种异构感知数据的动态适配接入方法。

本发明所采用的技术方案是：一种异构感知数据的动态适配接入方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立面向SWE数据接入的异构传感器信息模型(Heterogeneous SensorInformation Model,HSIM)，并实例化异构传感器信息模型；

步骤2：根据实例进行传感器注册；

步骤3：传感器信息管理；

步骤4：根据实例，查询方法库，配置和组合与传感器连接方法、数据译码方法，动态生成适配器；

步骤5：动态适配器与传感器进行交互；

步骤6：数据服务管理器通过SWE服务接口进行数据交互。

作为优选，步骤1中所述的HSIM模型使用XML序列化，包括：约束信息、传感器设备标识信息、观测过程信息、传感器联系信息、传感器能力信息；所述的约束信息包括共享约束级别和有效时间约束范围，用于描述传感器以及传感器数据使用的包括安全、共享、可操作的约束条件；所述的传感器设备标识信息包括传感器的标示符、传感器的观测特征、传感器的型号、传感器的用途和传感器的地理位置信息，用于快速识别可用的传感器观测资源；传感器的观测特征包括观测状态、观测性质和观测结果；观测过程信息用于描述传感器进行观测时所需的输入信息、参数信息、处理方法和输出信息；输出信息包括输出数据结构和输出度量单位，用于描述数据的封装方式；处理方法包括处理方法名称和处理方法描述，令所述的传感器作为系统，观测现象作为输入，观测值为输出，则系统处理过程为物理传感器或者虚拟传感器的数据处理过程，处理方法用于描述数据处理方式，即用于说明数据来自于物理或虚拟传感器；参数信息包括字段标识、字段名称、字段数据类型、字段纬度，用于给出解析观测数据所需要的参数与标识；传感器联系信息包括传感器的归属单位、负责人联系电话和负责人联系地址；传感器能力信息包括观测能力和通信能力；通信能力包括传输协议和通信接口，用于说明数据传输的协议，基于TCP的通信协议传输时，通信接口即为socket连接时使用的端口号；基于HTTP通信协议传输时，通信接口即为HTTP请求的URL地址；观测能力包括采样间隔、观测精度、观测范围、观测对象和观测属性。实例化HSIM模型的目的是为传感器注册和自动生成适配器提供数据支持。

作为优选，步骤2中所述的传感器注册为两种注册，第一种注册用于感知数据接入时的传感器管理，第二种注册即向SWE服务注册；所述的第一种注册过程为：将实例化的异构传感器信息模型存储至传感器注册数据库，使用传感器标识符作为表名，建立数据表，表中的字段为信息模型中的元数据，所述的元数据包括传输协议、通信接口；所述的第二种注册过程为：SWE为传感器注册和观测值插入至SWE服务提供的统一操作；RegisterSensor即为传感器注册操作，当加入传感器时主动执行该操作，注册方式为将实例化的异构传感器信息模型封装成RegisterSensor请求消息，发送至SWE服务，SWE服务返回一个AssignedSensorId值，AssignedSensorId定义为向SWE服务执行传感器注册操作获取得到的标示符，用于在SWE服务中标识该传感器。

作为优选，步骤3中所述的传感器信息管理，是在传感器信息管理数据库中建立一张传感器管理表，表中记录可使用的传感器，传感器信息管理表的各参数说明请见表1；

表1传感器管理表各参数说明

作为优选，步骤4中所述的方法库，其中包含有通用性的数据解析方法以及传感器与适配器创建通信链路方法；动态适配器的生成依赖于传感器的实例和方法库，其实质是根据传感器的数据协议组合传感器的数据结构和自动解析方法，从而动态生成一个符合传感器数据协议的动态适配器。

作为优选，步骤4中所述的动态适配器生成具体实现包括以下子步骤：

步骤4.1：读取传感器管理表中增加的传感器SensorId，根据SensorId查询传感器注册数据库，获取SensorId对应数据表格，读取表中通信协议、通信接口、输出数据结构、处理方法名称、处理方法描述、字段标识、字段名称、字段数据类型、字段维度信息；

步骤4.2：准备开始创建适配器类文件；创建空适配器同名类文件，为添加成员变量、通信连接方法、译码方法做准备；

步骤4.3：动态生成成员变量；根据字段维度判断观测数据是标量还是矢量；若为标量，则根据字段名称和字段数据类型创建成员变量、get和set方法；若为矢量，则创建数组成员变量、get和set方法；

步骤4.4：动态选择连接方法；根据传输协议，在方法库中选取对应的抽象连接方法并写入适配器类文件，若基于TCP、UDP的数据传输协议，则选择对应的套接字进行数据连接，并根据通信接口信息，使用相对应的端口建立通信连接；如果使用HTTP数据传输协议，则选择发送http请求的方法，并根据相应的url与传感器建立通信连接；

步骤4.5：动态生成译码方法；根据数据结构、字段标识在方法库中选择译码方法并写入适配器类文件；如果传感器使用16进制帧格式的数据进行数据交换，则选择十六进制转十进制的译码方式进行数据解析；如果使用XML、json格式进行数据交换，则采用那个对应的XML译码方法和Json译码方法；

步骤4.6：创建数据提交方法；根据传感器标识在观测结果数据库中建立对应的数据表，使用字段名称作为数据表字段；同时向适配器类文件中写入连接该数据表的方法，用于插入解析后的观测值；

步骤4.7：保存适配器同名类，并编译生成二进制文件。

作为优选，步骤5中所述的动态适配器与传感器进行交互，其实现过程是动态适配器进行传感器的协议转换，调用适配器，即运行编译后的二进制文件，适配器与传感器建立通信连接，获得感知数据，并进行解析，同时存入观测结果数据库。

作为优选，步骤6中所述的数据服务管理器通过SWE服务接口进行数据交互，其实现过程是数据服务模块将观测结果和传感器信息重组，封装成InsertObservation请求信息，发送至SWE服务，实现异构感知数据的动态适配接入；其中InsertObservation定义为SWE为观测值插入至SWE服务提供的统一操作。

本发明建立面向SWE数据接入的异构传感器信息模型(Heterogeneous SensorInformation Model,HSIM)，对异构传感器进行抽象。HSIM不仅描述了传感器属性和传感器观测能力，同时描述了异构物理传感器和异构虚拟传感器在通信能力和数据表达方面的特征。基于该信息模型，提出了异构实时感知数据适配接入SWE框架方法。该方法根据物理传感器和虚拟传感器的通信接口和数据表达的特征，动态配置与组合连接器模块与译码器模块，生成适配器，不仅实现异构的物理传感器感知数据适配接入，同时实现了虚拟传感器感知数据的动态适配接入。

本发明具有以下优点和积极效果：

1)支持物理传感器与虚拟性传感器的感知数据接入。目前的数据接入方式大多只关注物理传感器的数据接入，倾向于底层或者设计硬件设备的改造，不支持虚拟传感器的感知数据接入，致使城市管理数据资源不能有效整合与应用。本发明提供的异构感知数据的动态适配接入方法支持虚拟传感器的数据接入，为异构数据提供了统一有效的异构数据接入方式；

2)支持异构感知数据的动态接入。目前的数据接入方式需要大量的人工干预，过程繁杂，灵活性差。本发明通过建立HSIM模型，描述了物理传感器与虚拟传感器自身特性与观测能力，同时，也描述了它们的通信协议与数据表达的特征。根据通信协议与数据表达的特征，自动生成适配器，实现感知数据的动态接入。解决了传输协议多样、来源多样的感知数据接入需要大量人工操作的问题，极大地提高了数据接入标准SWE服务的效率。

附图说明

图1：为本发明实施案例的流程图。

图2：为本发明实施案例使用的传感器信息模型参数结构图。

图3：为本发明实施案例的传感器注册流程图。

图4：为本发明实施案例的传感器信息管理表的参数结构图。

图5：为本发明实施案例的适配器生成流程图。

图6：为本发明实施案例的适配器与传感器交互图。

图7：为本发明实施案例的数据服务模块与SWE服务交互图。

具体实施方法

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

请见图1，本发明提供的一种异构感知数据的动态适配接入方法，包括以下步骤：

步骤1：建立面向SWE数据接入的异构传感器信息模型(Heterogeneous SensorInformation Model,HSIM)，并实例化异构传感器信息模型；

HSIM为适配器的自动生成提供了必要的信息，是异构感知数据能否适配接入的关键。HSIM不仅描述了物理传感器同时概括了虚拟传感器。为了满足异构感知数据适配接入SWE服务的需求，用SensorML来描述HSIM，除了SensorML原有的传感器标识、约束文档、传感器观测能力等元数据信息外，增加了对通信协议、数据表达、数据解译方法的描述。

HSIM模型如图2所示，该模型使用XML序列化，包括：约束信息、传感器设备标识信息、观测过程信息、传感器联系信息、传感器能力信息；约束信息包括共享约束级别和有效时间约束范围，用于描述传感器以及传感器数据使用的包括安全、共享、可操作的约束条件；传感器设备标识信息包括传感器的标示符、传感器的观测特征、传感器的型号、传感器的用途和传感器的地理位置信息，用于快速识别可用的传感器观测资源；传感器的观测特征包括观测状态、观测性质和观测结果；观测过程信息用于描述传感器进行观测时所需的输入信息、参数信息、处理方法和输出信息；输出信息包括输出数据结构和输出度量单位，用于描述数据的封装方式；处理方法包括处理方法名称和处理方法描述，令传感器作为系统，观测现象作为输入，观测值为输出，则系统处理过程为物理传感器或者虚拟传感器的数据处理过程，处理方法用于描述数据处理方式，即用于说明数据来自于物理或虚拟传感器；参数信息包括字段标识、字段名称、字段数据类型、字段纬度，用于给出解析观测数据所需要的参数与标识；传感器联系信息包括传感器的归属单位、负责人联系电话和负责人联系地址；传感器能力信息包括观测能力和通信能力；通信能力包括传输协议和通信接口，用于说明数据传输的协议，基于TCP的通信协议传输时，通信接口即为socket连接时使用的端口号；基于HTTP通信协议传输时，通信接口即为HTTP请求的URL地址；观测能力包括采样间隔、观测精度、观测范围、观测对象和观测属性。实例化HSIM模型的目的是为传感器注册和自动生成适配器提供数据支持。

步骤2：根据实例进行传感器注册；

传感器注册分为两种注册，传感器注册时需要执行这两种注册方式，如图3。第一种注册用于感知数据接入时的传感器管理；第二种注册即向SWE服务注册；第一种注册过程为：将实例化的异构传感器信息模型存储至传感器注册数据库，使用传感器标识符作为表名，建立数据表，表中的字段为信息模型中的元数据，元数据包括传输协议、通信接口；

第二种注册过程为：SWE为传感器注册和观测值插入至SWE服务提供的统一操作；RegisterSensor即为传感器注册操作，当加入传感器时主动执行该操作，注册方式为将实例化的异构传感器信息模型封装成RegisterSensor请求消息，并发送至SWE服务，SWE服务返回一个AssignedSensorId值，AssignedSensorId定义为向SWE服务执行传感器注册操作获取得到的标示符，用于在SWE服务中标识该传感器。

步骤3：传感器信息管理；

传感器信息管理用于管理已注册的传感器，具体操作为在传感器信息管理数据库中建立一张传感器管理表，表中记录可使用的传感器。传感器信息管理表的参数结构如图4所示。传感器管理表各参数说明如表1所示。当新传感器注册，在传感器管理表中加入对应信息，更新传感器管理表。

表1传感器管理表各参数说明

步骤4：根据实例，查询方法库，配置和组合传感器连接方法、数据译码方法，动态生成适配器；

适配器由实例化的信息模型动态生成，一个适配器必需封装了协议层软件和基本的数据解译方法。协议层软件为适配器和传感器的连接提供方法。动态适配器的生成依赖于传感器的实例和方法库，其实质是：根据传感器的数据协议组合传感器的数据结构，动态配置解析数据方法；根据传输协议，动态配置服务器和传感器之间的通信协议，从而动态生成一个符合传感器数据协议的动态适配器。

方法库中包含一些通用性的数据解析方法以及传感器与适配器创建通信链路方法。动态适配器的生成依赖于传感器的实例和方法库，其实质是根据传感器的数据协议组合传感器的数据结构和自动解析方法，从而动态生成一个符合传感器数据协议的动态适配器。因此，方法库的全面性决定了适配器能否提供与多源异构传感器数据相适应的协议解析方法，一些通用性的数据解析方法以及传感器与适配器创建通信链路方法必须包含在方法库中。例如，物理传感器常使用16进制帧格式的数据进行数据交换，因此必需添加16进制帧解析方法。虚拟传感器往往是基于应用层的数据交互，在应用层的数据交换中，XML、json是主要的数据交换格式，因此方法库中必需包括XML动态解析方法、Json动态解析方法。在实际数据交换中，常见的数据传输协议有TCP、UDP、HTTP，也必须为这些协议提供具有一般性的通信连接建立方法。

适配器动态生成流程图显示了适配器生成步骤，如图5所示，适配器生成包括以下子步骤：

步骤4.1：读取传感器管理表中增加的传感器SensorId,根据SensorId查询传感器注册数据库，获取SensorId对应数据表格，读取表中通信协议、通信接口、输出数据结构、处理方法名称、处理方法描述、字段标识、字段名称、字段数据类型、字段维度信息。例如风速传感器需要读取的信息如表2所示。

表2风速传感器部分实例化信息

步骤4.2：准备开始创建适配器类文件。创建空适配器同名类文件，为添加成员变量、连接方法、译码方法做准备。

步骤4.3：动态生成成员变量。根据字段维度判断观测数据是标量还是矢量。若为标量，则根据字段名称和字段数据类型创建成员变量、get和set方法。若为矢量，则创建数组成员变量、get和set方法。

步骤4.4：动态选择连接方法；根据传输协议，在方法库中选取对应的抽象连接方法并写入适配器类文件，若基于TCP、UDP的数据传输协议，则选择对应的套接字进行数据连接，并根据通信接口信息，使用相对应的端口建立通信连接；如果使用HTTP数据传输协议，则选择发送http请求的方法，并根据相应的url与传感器建立通信连接；

步骤4.5：动态生成译码方法；根据数据结构、字段标识在方法库中选择译码方法并写入适配器类文件；如果传感器使用16进制帧格式的数据进行数据交换，则选择十六进制转十进制的译码方式进行数据解析；如果使用XML、json格式进行数据交换，则采用那个对应的XML译码方法和Json译码方法；

步骤4.6：创建数据提交方法。根据传感器标识在观测结果数据库中建立对应的数据表，使用字段名称作为数据表字段。同时向适配器类文件中写入连接该数据表的方法，用于插入解析后的观测值。

步骤4.7：保存适配器同名类，并编译生成二进制文件。

步骤5：动态适配器与传感器进行交互；

动态适配器进行传感器的协议转换。调用适配器，即运行编译后的二进制文件。如图6所示，适配器与传感器建立通信连接，获得感知数据，并进行解析，同时存入观测结果数据库。

步骤6：数据服务管理器通过SWE服务接口进行数据交互。

SWE为观测值插入至SWE服务提供的统一操作。InsertObservation即为该操作操作。如图7所示，数据服务模块将观测结果和传感器信息重组，封装成InsertObservation请求信息，发送至SWE服务，实现异构感知数据的动态适配接入。

异构感知数据适配接入SWE方法可通过自动加载数据解析方法与数据连接方法，自动生成适配器，实现物理传感器与虚拟传感器异构感知数据的动态接入。该方法在较少人工干预的情况下，解决了数据接入时数据传输协议多样与数据来源多样性导致的感知数据获取方式与解译方法不确定问题，有效的完成异构感知数据接入，大大提高了异构数据接入效率，满足智慧城市异构感知数据自动适配接入需求。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种异构感知数据的动态适配接入方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立面向SWE数据接入的HSIM模型，并实例化异构传感器信息模型；

步骤2：根据实例进行传感器注册；

步骤3：传感器信息管理；

步骤4：根据实例，查询方法库，配置和组合传感器连接方法、数据译码方法，动态生成适配器；

所述的动态生成适配器，其具体实现包括以下子步骤：

步骤4.1：读取传感器管理表中增加的传感器SensorId，根据SensorId查询传感器注册数据库，获取SensorId对应数据表格，读取表中通信协议、通信接口、输出数据结构、处理方法名称、处理方法描述、字段标识、字段名称、字段数据类型、字段维度信息；

步骤4.2：准备开始创建适配器类文件；创建空适配器同名类文件，为添加成员变量、连接方法、译码方法做准备；

步骤4.3：动态生成成员变量；根据字段维度判断观测数据是标量还是矢量；若为标量，则根据字段名称和字段数据类型创建成员变量、get和set方法；若为矢量，则创建数组成员变量、get和set方法；

步骤4.4：动态选择连接方法；根据传输协议，在方法库中选取对应的抽象连接方法并写入适配器类文件，若基于TCP、UDP的数据传输协议，则选择对应的套接字进行数据连接，并根据通信接口信息，使用相对应的端口建立通信连接；如果使用HTTP数据传输协议，则选择发送http请求的方法，并根据相应的url与传感器建立通信连接；

步骤4.5：动态生成译码方法；根据数据结构、字段标识在方法库中选择译码方法并写入适配器类文件；如果传感器使用16进制帧格式的数据进行数据交换，则选择十六进制转十进制的译码方式进行数据解析；如果使用XML、json格式进行数据交换，则采用那个对应的XML译码方法和Json译码方法；

步骤4.6：创建数据提交方法；根据传感器标识在观测结果数据库中建立对应的数据表，使用字段名称作为数据表字段；同时向适配器类文件中写入连接该数据表的方法，用于插入解析后的观测值；

步骤4.7：保存适配器同名类，并编译生成二进制文件；

步骤5：动态适配器与传感器进行交互；

步骤6：数据服务管理器通过SWE服务接口进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的异构感知数据的动态适配接入方法，其特征在于：步骤1中所述的HSIM模型使用XML序列化，包括：约束信息、传感器设备标识信息、观测过程信息、传感器联系信息、传感器能力信息；

所述的约束信息包括共享约束级别和有效时间约束范围，用于描述传感器以及传感器数据使用的包括安全、共享、可操作的约束条件；

所述的传感器设备标识信息包括传感器的标示符、传感器的观测特征、传感器的型号、传感器的用途和传感器的地理位置信息，用于快速识别可用的传感器观测资源；传感器的观测特征包括观测状态、观测性质和观测结果；观测过程信息用于描述传感器进行观测时所需的输入信息、参数信息、处理方法和输出信息；输出信息包括输出数据结构和输出度量单位，用于描述数据的封装方式；处理方法包括处理方法名称和处理方法描述，令所述的传感器作为系统，观测现象作为输入，观测值为输出，则系统处理过程为物理传感器或者虚拟传感器的数据处理过程，处理方法用于描述数据处理方式，即用于说明数据来自于物理或虚拟传感器；参数信息包括字段标识、字段名称、字段数据类型、字段纬度，用于给出解析观测数据所需要的参数与标识；传感器联系信息包括传感器的归属单位、负责人联系电话和负责人联系地址；传感器能力信息包括观测能力和通信能力；通信能力包括传输协议和通信接口，用于说明数据传输的协议，基于TCP的通信协议传输时，通信接口即为socket连接时使用的端口号；基于HTTP通信协议传输时，通信接口即为HTTP请求的URL地址；观测能力包括采样间隔、观测精度、观测范围、观测对象和观测属性；实例化HSIM模型的目的是为传感器注册和自动生成适配器提供数据支持。

3.根据权利要求1所述的异构感知数据的动态适配接入方法，其特征在于：步骤2中所述的传感器注册为两种注册，第一种注册用于感知数据接入时的传感器管理，第二种注册即向SWE服务注册；

所述的第一种注册过程为：将实例化的异构传感器信息模型存储至传感器注册数据库，使用传感器标识符作为表名，建立数据表，表中的字段为信息模型中的元数据，所述的元数据包括传输协议、通信接口；

所述的第二种注册过程为：SWE为传感器注册和观测值插入至SWE服务提供的统一操作；RegisterSensor即为传感器注册操作，当加入传感器时主动执行该操作，注册方式为将实例化的异构传感器信息模型封装成RegisterSensor请求消息，并发送至SWE服务，SWE服务返回一个AssignedSensorId值，AssignedSensorId定义为向SWE服务执行传感器注册操作获取得到的标示符，用于在SWE服务中标识该传感器。

4.根据权利要求1所述的异构感知数据的动态适配接入方法，其特征在于：步骤3中所述的传感器信息管理，是在传感器信息管理数据库中建立一张传感器管理表，表中记录可使用的传感器，传感器信息管理表的各参数说明请见表1；

表1 传感器管理表各参数说明

5.根据权利要求1所述的异构感知数据的动态适配接入方法，其特征在于：步骤4中所述的方法库，其中包含有通用性的数据解析方法以及传感器与适配器创建通信链路方法；动态适配器的生成依赖于传感器的实例和方法库，其实质是根据传感器的数据协议组合传感器的数据结构和自动解析方法，从而动态生成一个符合传感器数据协议的动态适配器。

6.根据权利要求1所述的异构感知数据的动态适配接入方法，其特征在于：步骤5中所述的动态适配器与传感器进行交互，其实现过程是动态适配器进行传感器的协议转换，调用适配器，即运行编译后的二进制文件，适配器与传感器建立通信连接，获得感知数据，并进行解析，同时存入观测结果数据库。

7.根据权利要求1所述的异构感知数据的动态适配接入方法，其特征在于：步骤6中所述的数据服务管理器通过SWE服务接口进行数据交互，其实现过程是数据服务模块将观测结果和传感器信息重组，封装成InsertObservation请求信息，发送至SWE服务，实现异构感知数据的动态适配接入；其中InsertObservation定义为SWE为观测值插入至SWE服务提供的统一操作。