CN110933127A - 一种基于状态模型的物联网实体互操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于状态模型的物联网实体互操作方法，通过为物联网实体建立状态模型，实现了对物联网实体的抽象，只要物联网实体具有相似的行为模式，就会为其建立相似的状态模型，从而屏蔽了不同厂商设备间的具体差异，实现了不同物联网终端设备之间的互操作，同时，实现了基于用户定义的状态模型解析物联网实体消息中的语义信息，扩展了语义解析在物联网中的应用范围。

Description

一种基于状态模型的物联网实体互操作方法
技术领域
本发明属于信息技术领域，具体涉及一种基于状态模型的物联网实体互操作方法。
背景技术
物联网是互联网、传统电信网等信息承载体，是使所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。物联网把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。
现有技术主要采用基于语义理解的方法实现物联网终端设备的互操作，根据内外部知识库和互联网数据内容，获取物联网应用的各个实体及各个实体在互联网中的命名，并计算各个实体的相关性，从而形成针对同一实体的统一命名实体名称；然后，对各个实体及操作功能进行语义拓展，当接收到物联网请求时，通过物联网实体语义计算确定相应请求对应的命名实体名称及操作功能，当完成某项操作后，记录并评价本次的操作及任务完成情况，再根据操作及任务完成情况对实现操作功能的各实体进行反向标注，用以未来有相关的任务或操作请求时，获得实现物联网请求的最优的实体的组合。
现有技术主要存在以下不足：1、由于物联网设备的多样性，使得现有技术难以保证不同物联网终端之间的兼容性，由两家不同厂商制造的物联网设备之间，如果没有事先约定好接口和数据规格，这两台设备所发送和接受的消息都无法被对方所理解，因而无法进行互操作；2、现有的技术只能够遵循固定的语义解析逻辑，对照固定的目标去解析语义，语义解析方法困难和准确性低，这极大地限制了现有技术在物联网实体中的应用范围。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于状态模型的物联网实体互操作方法，实现了不同物联网终端设备之间的互操作，同时，实现了基于用户定义的状态模型解析物联网实体消息中的语义信息，扩展了语义解析在物联网中的应用范围。
本发明提供的一种基于状态模型的物联网实体互操作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1、为所述物联网实体配置状态模型，所述状态模型包括物联网实体所有可能的状态、各状态之间转换的触发条件及触发事件；并根据所述状态模型生成配置文件；
步骤2、根据所述配置文件解析所述物联网实体所发送的消息，获取所述物联网实体当前所处的状态及消息发出时间，形成该物联网实体的有效语义信息，并按照时间顺序存储所述有效语义信息，形成历史记录；同时，获取所述历史记录中当前记录与上一条记录的所述物联网实体所处状态，再根据所述配置文件，判断触发条件是否被满足，若触发条件已被满足，则执行步骤3；若触发条件未被满足，则执行步骤2；
步骤3、根据所述触发条件对应的触发事件，向物联网实体发送执行命令。
进一步地，所述步骤2中解析所述物联网实体发送的消息的同时，记录消息接收时间，计算所述消息发出时间与消息接收时间的差值，利用所述差值识别网络状况，再使用所述网络状况优化所述配置文件中的触发条件，使得触发条件与触发事件相匹配。
进一步地，所述状态模型包括状态表和状态转换触发条件表，状态表用于记录物联网实体可能所处的状态，状态转换触发条件表用于记录物联网实体各状态之间转换的触发条件及触发事件。
进一步地，所述状态模型包括状态模型的描述信息。
进一步地，所述配置文件为JSON字符串文件。
有益效果：
本发明通过为物联网实体建立状态模型，实现了对物联网实体的抽象，只要物联网实体具有相似的行为模式，就会为其建立相似的状态模型，从而屏蔽了不同厂商设备间的具体差异，实现了不同厂商的设备之间基于状态模型的互相理解与互操作；此外，通过由用户建立状态模型，并以该状态模型作为解析目标，完成对物联网实体消息的语义解析，实现了对物联网实体可能所处状态以及可能接受操作的事先规定，减轻甚至消除了语义解析装置在解析物联网实体消息语义时的难度，从而解决了语义解析方法困难和准确性低的问题，扩展了语义解析在物联网中的应用范围。
附图说明
图1为本发明提供的一种基于状态模型的物联网实体互操作方法的流程示意图。
图2为本发明提供的一种基于状态模型的物联网实体互操作方法的状态模型示意图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种基于状态模型的物联网实体互操作方法，其核心思想是：通过用户建立状态模型，明确规定了物联网实体的状态及状态间转换的触发条件及触发事件，再将该状态模型作为语义解析的基础，对物联网实体消息进行语义解析，以获取并记录该物联网实体当前所处的状态和产生此状态的具体时间，并与记录中的该物联网实体最近一次状态进行对比，判断触发条件是否已被满足，当满足时触发相应的触发事件，从而完成物联网实体间的互操作。
本发明提供的一种基于状态模型的物联网实体互操作方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
步骤1、为物联网实体配置状态模型
状态模型可以从默认的状态模型库中选取，也可以由用户为物联网实体进行配置，为使状态模型能够被各类物联网实体兼容，需要采用统一的、可移植的格式进行描述。状态模型包括物联网实体所有可能的状态、触发条件和触发事件。本发明中的触发条件是指执行触发事件所需的条件，具体包括物联网实体的状态转换和限定条件；触发事件是指当触发条件被满足时，触发物联网实体(包括当前物联网实体本身及其它物联网实体)执行的操作，例如，当物联网实体发生某种状态转换时，且限定条件满足，则执行触发事件。此外，为了使物联网实体的状态模型更加完善，状态模型还可以包括用于描述状态模型的描述信息，例如，“报警式数值显示烟雾感应器状态模型”。
一般情况下，状态模型可以采用状态表、状态转换触发表和描述信息来表述，如图2所示，其中，状态表用于记录物联网终端可能所处的状态，状态转换触发表用于记录物联网实体的触发条件及触发事件，触发事件与触发条件以键值对的形式存储，描述信息用于描述状态模型。例如，以“智能门锁”这一物联网实体为例，其状态模型中，状态表概括了物联网实体可能所处的所有状态及其迁移信息，可包含当前状态、状态ID、前序状态、后续状态，以及状态迁移所需要的时间范围，可能的状态如：“开”、“关”、“虚掩”、“被破坏”等；状态转换触发表包含“开->关；早6点-8点，指纹打卡机自动断电；钥匙锁门”、“关->开；晚8点-早6点，监控摄像头启动录像3小时；异常开门”等，其中，“钥匙锁门”及“异常开门”为描述信息。
Figure BDA0002223166780000051
表1状态表
序号 状态转换触发名称
1 开->关；早6点-8点，指纹打卡机自动断电；钥匙锁门
2 关->开；晚8点-早6点，监控摄像头启动录像3小时；异常开门
表2状态转换触发表
步骤2、根据状态模型生成配置文件
根据步骤1中配置的状态模型，通过解析该状态模型中的逻辑和语义，生成包含状态模型完整信息的结构化存储对象，即为配置文件，作为后续处理物联网实体消息的语义基础。通常来说，状态模型是使用自然语言构造的，并不能被计算机系统所识别，配置文件是由状态模型转换为的计算机能够识别的结构化存储对象，以供后续调用。例如，配置文件可以为JSON字符串文件，因为JSON格式具有高度的结构化特征，所以更适合计算机存储和网络传输。
步骤3、解析物联网实体消息
物联网实体发送的消息中包含物联网实体当前所处状态、消息发送时的时间戳(即物联网实体的本地时间)，以及对当前状态的补充描述信息。通过对该消息进行语义解析，识别出其中与状态模型相关的部分，获取设备当前所处的状态以及消息被发出的时间等有效语义信息，然后将这些有效语义信息存储在数据库中，成为该物联网实体的历史记录的一部分。
例如，当收到物联网实体发送的“20-50-80-90-100”纯数据消息时，语义解析过程需要根据约定读取消息中的物联网实体当前所处状态、消息发送时的时间戳等相关信息。
此外，为进一步分析网络状况语义，在解析物联网实体发送的消息的同时，记录消息接收时间，然后计算该消息发出的时间与消息接收时间的差值，根据该差值分析计算网络延时等网络状况，再使用该网络状况优化配置文件中的触发条件，使得触发条件与触发事件相匹配，例如，延长触发条件中时间方面的限制等。
步骤4、对物联网实体消息的语义处理
从数据库中提取物联网实体的上一条记录，根据配置文件判断上一条记录对应的状态和当前状态的关系，判断触发条件是否被满足，如果满足，则根据配置文件执行对应的触发事件，该触发事件可能为当前物联网实体本身，也可能为其他物联网实体，由此实现了物联网实体之间的互操作。例如，以门锁终端为例，通过数据库中的上一条记录中的状态“关闭”和当前状态“打开”，可得到门锁终端的状态转换为“关闭”到“打开”，且消息中的时间戳为凌晨两点，那么根据配置文件中的“关->开；晚8点-早6点，监控摄像头启动录像3小时；异常开门”，可以判断出此次触发条件“晚8点-早6点”已经被满足，则执行触发事件“监控摄像头启动录像3小时”，即实现了门锁终端与监控摄像头的互操作。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于状态模型的物联网实体互操作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1、为所述物联网实体配置状态模型，所述状态模型包括物联网实体所有可能的状态、各状态之间转换的触发条件及触发事件；并根据所述状态模型生成配置文件；
步骤2、根据所述配置文件解析所述物联网实体所发送的消息，获取所述物联网实体当前所处的状态及消息发出时间，形成该物联网实体的有效语义信息，并按照时间顺序存储所述有效语义信息，形成历史记录；同时，获取所述历史记录中当前记录与上一条记录的所述物联网实体所处状态，再根据所述配置文件，判断触发条件是否被满足，若触发条件已被满足，则执行步骤3；若触发条件未被满足，则执行步骤2；
步骤3、根据所述触发条件对应的触发事件，向物联网实体发送执行命令。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中解析所述物联网实体发送的消息的同时，记录消息接收时间，计算所述消息发出时间与消息接收时间的差值，利用所述差值识别网络状况，再使用所述网络状况优化所述配置文件中的触发条件，使得触发条件与触发事件相匹配。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态模型包括状态表和状态转换触发条件表，状态表用于记录物联网实体可能所处的状态，状态转换触发条件表用于记录物联网实体各状态之间转换的触发条件及触发事件。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态模型包括状态模型的描述信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配置文件为JSON字符串文件。
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