CN110198350A - 一种基于信息物理融合的普联操作系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于信息物理融合的普联操作系统，信息节点监听器负责监听来自分布信息节点和存储上下文信息的更新，上下文检索器负责索引和检索存储的上下文信息，利用解释器为信息节点监听器和上下文检索器提供服务，上下文被检索出发生改变时，相关本体被用于自适应管理，根据参数调整和数据预测模型，对信息进行融合处理，以及被用于根据云知识库中的相关本体来推理高级上下文，由决策智能体与执行智能体管理和控制智能体之间的消息传递，提供给效应器，网络将使用软件定义架构，用于将数据从传感器平台传输到云中的服务器，通过多智能体通信系统作用于信息物理融合环境，构建基于信息物理融合的普联操作系统中间件，组建基于信息物理融合的普联操作系统。

Description

一种基于信息物理融合的普联操作系统
技术领域
本发明涉及物联网技术领域，更具体的说是涉及一种基于信息物理融合的普联操作系统。
背景技术
工业4.0最大的创新在于，引入了新技术-信息物理融合系统(CPS)，CPS是整个工业4.0最重要的理论基础，可以被应用在其他许多场景中。CPS是对计算进程与物理进程进行集成所形成的综合系统，其行为由系统的信息部分及物理部分共同定义。从技术发展路线来看，CPS是在嵌入式系统、传感器技术和网络技术的基础上发展起来的。
在云计算进入工业互联网领域，随着5G技术的不断演进，日益显示出在应用场景的缺失；尽管提出了云、边缘计算及AI应用，但事务的处理和消息的传递，缺乏在广域范围内信息运营。从目前的一些界定看来，普适计算是大的概念，云计算是其下的子概念。云计算是普适计算的一个具体应用。而边缘计算将让万物更智能，是对云计算的补充和延伸。
因此，如何实现信息物理融合操作，以适应万物普联环境是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于信息物理融合的普联操作系统，通过信息节点感知信息物理融合环境的变化，信息节点监听器负责监听来自分布信息节点和存储上下文信息的更新，上下文检索器负责索引和检索存储的上下文信息，利用解释器为信息节点监听器和上下文检索器提供服务，上下文被检索出发生改变时，相关本体被用于自适应管理，根据参数调整和数据预测模型，对信息进行融合处理，以及被用于根据云知识库中的相关本体来推理高级上下文，由决策智能体与执行智能体管理和控制智能体之间的消息传递，提供给效应器，网络将使用软件定义架构，用于将数据从传感器平台传输到云中的服务器，通过多智能体通信系统作用于信息物理融合环境，构建基于信息物理融合的普联操作系统中间件，组建基于信息物理融合的普联操作系统。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于信息物理融合的普联操作系统，包括：
多智能体通信系统将运营环境变化通过通信接口发送至信息节点；
所述信息节点将接收的运营环境信息发送至控制器和效应器；
所述控制器中的信息节点监听器通过解释器监听来自分布所述信息节点和所述云知识库中存储的上下文信息的更新；
所述控制器中的上下文检索器通过解释器索引和检索存储的所述上下文信息；
所述上下文被检索出发生改变，相关运营本体被用于自适应管理；
进行参数调整和设置数据预测模型，根据所述参数和所述数据预测模型采用融合算法对检索出的所述上下文信息进行融合处理，得到融合后的信息；
所述融合后的信息根据云知识库中的相关运营本体推理高级上下文，所述云知识库与所述运营环境进行通讯；
决策智能体和执行智能体管理控制智能体之间的消息传递；
网络将使用软件定义架构，将数据从传感器平台传输到云中的服务器；
所述效应器通过所述通信接口将所述数据传输给所述多智能体通讯系统，实现通过所述多智能体通信系统作用于运营环境；
构建基于信息物理融合的普联操作系统中间件，包括解释器、上下文检索器、本体、信息节点监听器，和决策智能体、执行智能体，以及效应器、信息节点。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种基于信息物理融合的普联操作系统，信息节点通过多智能体通信系统获取信息，并传输至效应器和信息节点监听器，信息节点监听器监听信息节点采集信息和存储上下文信息的更新，上下文检索器通过解释器索引和检索上下文信息，检索出的上下文信息根据参数调整和设置的数据预测模型采用融合算法进行融合处理，并结合云知识库中的相关本体来推理高级上下文，与环境进行消息传递，还设置有决策智能体和执行智能体，用于管理和控制智能体之间的消息传递，最终将传递的消息通过效应器又作用于多智能体通信系统，构建基于信息物理融合的普联操作系统中间件，包括解释器、上下文检索器、本体、信息节点监听器，和决策智能体、执行智能体，以及效应器、信息节点，从而组建基于信息物理融合的普联操作系统。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明提供的基于信息物理融合的普联操作系统原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种基于信息物理融合的普联操作系统，包括：
多智能体通信系统将运营环境变化通过通信接口发送至信息节点；
所述信息节点将接收的运营环境信息发送至控制器和效应器；
所述控制器中的信息节点监听器通过解释器监听来自分布所述信息节点和所述云知识库中存储的上下文信息的更新；
所述控制器中的上下文检索器通过解释器索引和检索存储的所述上下文信息；
所述上下文被检索出发生改变，相关运营本体被用于自适应管理；
进行参数调整和设置数据预测模型，根据所述参数和所述数据预测模型采用融合算法对检索出的所述上下文信息进行融合处理，得到融合后的信息；
所述融合后的信息根据云知识库中的相关运营本体推理高级上下文，所述云知识库与所述运营环境进行通讯；
由决策智能体和执行智能体管理和控制智能体之间的消息传递；
网络将使用软件定义架构，用于将数据从传感器平台传输到云中的服务器；
提供给所述效应器传输给所述多智能体通讯系统，实现通过所述多智能体通信系统作用于运营环境；
构建基于信息物理融合的普联操作系统中间件，包括解释器、上下文检索器、本体、信息节点监听器，和决策智能体、执行智能体，以及效应器、信息节点。
计算机与网络监测并控制物理进程，且通常情况下这些物理进程与计算进程在反馈环路中相互影响。CPS主要是关于物理和信息的交互，而非简单的合成。
在普适计算环境中，系统必须感知动态变化的上下文信息，并且采取相应的行动。因此，为了满足这些要求，需要将感知和应用程序开发分开，也就是说，将下层的感知数据处理和高层的上下文感知应用程序分离开来。上下文感知引入了一个分层结构，用来回避下层的感知细节，并且为应用程序提供必要的上下文感知服务。
知识库的概念来自两个不同的领域，一个是人工智能及其分支-知识工程领域，另一个是传统的数据库领域。由人工智能和数据库两项计算机技术的有机结合，促成了知识库系统的产生和发展。但缺乏智能化手段，被动适应，效率低下，大量的计算给控制带来压力。
本体是对可共享的概念的一致认同，赋予从表达到实际语义内涵的相同理解。这些概念包括多种概念框架，可以对不同的应用领域知识进行建模，对应用相关的通信规则进行约定。
多智能体系统属于人工智能学科分布式人工智能的研究领域。多智能体系统是由多个可以交互的智能体组成的系统，具有分布性、协作性和并行性等典型的复杂系统特征。多智能体技术探讨的是一组自治的智能体集合在动态的开放环境下，通过交互、合作、竞争、协商等行为完成复杂的系统控制与任务求解过程。
各个智能体都具有明确的目标，通过感知自身内部状态和所处环境中的环境信息，与其他智能体进行通信，完善各自推理、控制能力，完成问题求解。多智能体系统能够减弱对集中控制、规划和顺序控制的限制，提供分散控制、应急和并行处理等功能，降低软件或硬件的消耗，提供更便捷的问题求解。
在多智能体系统中，智能体通过协调它们的知识、目标、技能以及计划，进行决策并采取行动。在多智能体信息融合系统中，每个智能体可以具有不同领域的专家知识以及不同的决策功能，可以对环境中不同时空、不同方面、不同特点进行观测。
中间件是一种软件，它能使处于应用层中的各应用成分之间实现跨网络的协同工作，这时允许各应用成分之下所涉及的“系统结构、操作系统、通信协议、数据库和其他应用服务”各不相同。
软件定义的工作原理从概念上来讲非常简单。SDN的基本组件：SDN设备、控制器和SDN应用。SDN设备包含了转发功能，用于决定如何处理每个传入分组。SDN控制器负责对其控制的SDN设备的网络进行抽象，并将这些网络资源的抽象提供给运行在该控制器之上的SDN应用。OpenFlow是控制器和网络设备之间的通信手段。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种基于信息物理融合的普联操作系统，其特征在于，包括：
多智能体通信系统将运营环境变化通过通信接口发送至信息节点；
所述信息节点将接收的运营环境信息发送至控制器和效应器；
所述控制器中的信息节点监听器通过解释器监听来自分布所述信息节点和所述云知识库中存储的上下文信息的更新；
所述控制器中的上下文检索器通过解释器索引和检索存储的所述上下文信息；
所述上下文被检索出发生改变，相关运营本体被用于自适应管理；
进行参数调整和设置数据预测模型，根据所述参数和所述数据预测模型采用融合算法对检索出的所述上下文信息进行融合处理，得到融合后的信息；
所述融合后的信息根据云知识库中的相关本体推理高级上下文，所述云知识库与所述运营环境进行通讯；
决策智能体和执行智能体管理控制智能体之间的消息传递；
网络使用软件定义架构，将数据从传感器平台传输到云中的服务器；
所述效应器通过所述通信接口将所述数据传输给所述多智能体通讯系统。
2.根据权利要求1所述的一种基于信息物理融合的普联操作系统，构建基于信息物理融合的普联操作系统中间件，包括解释器、上下文检索器、本体、信息节点监听器，和决策智能体、执行智能体，以及效应器、信息节点。
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