CN114978925B - 一种物模型创建方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物模型创建方法及系统，所述方法包括：创建目标设备/服务的原型模型，所述原型模型包括基于用户在属性、操作和事件三个维度中的任意一个或多个维度提供的一个或多个维度参数抽象出的目标设备/服务的功能接口；基于目标原型模型创建一个或多个协议模型，每个协议模型包括用户配置的实现目标设备/服务通信需求的协议参数，并绑定所述目标原型模型的功能接口；以及基于目标协议模型，响应于用户实地场景的设备部署需求创建一个或多个对应于实体设备/服务的实例模型，所述实例模型包括与对应实体设备/服务相关的协议配置参数、启用的功能接口及数据接口。本发明创建的物模型结构简单、易于编写、配置灵活。

Description

一种物模型创建方法及系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别地涉及一种物模型创建方法及系统。

背景技术

随着互联网技术的发展，作为其延伸的物联网的应用也越来越广泛，从日常的智能家居到专业的智能电网、智能交通，越来越多的行业搭建物联网系统实现数据采集、交互与智能控制。一套设计良好、部署完备的物联网系统可以实现海量机器设备的智能化无人运作，进而大幅提升生产效能、降低人工劳动的负担。其中，物模型是物联网中最基本的元素之一，其将物理空间中的真实实体数字化，使网络中的其他设备可以访问所述真实实体的属性、获取其功能，或者订阅接收来自所述真实实体主动发送的消息。通常来说，在一个物联网系统中，每类设备都会配备统一规范围的物模型，以JSON或其他易读易编写的格式储存于网关或服务器中，在需要与设备交互时，网关通过物模型的字段传递接口信息。目前常用的物模型创建方法是采用物的描述语言TSL(Thing Specification Language)从属性(property)、服务或称为动作、操作(action)和事件(event)三个维度分别来描述物理空间中的真实实体设备的功能，从而定义了该实体设备是什么、能做什么、可以对外提供哪些信息。还未有统一的物模型结构设计标准，

然而这种方式创建的物模型有以下几个问题：首先，一个物模型涵盖了交互所需的全部细节，例如，使用TSL创建的物模型的属性包含大量的字段，如属性名称、唯一标识符、读写许可、数据类型、数据的数值边界等等。这种严格的详细声明有助于设备直接对接云平台中的其他模块，例如时序数据库，但过于固化的物模型会导致体量庞大、冗余、适配性差，难以被其他设备或服务利用，并且需要人工填写大量字段，不但繁琐，而且容易出错，限制了用户根据使用场景对物模型的自主创建。其次，由于物模型创建难度大，因而通常需要设备商主动配合提供详尽的物模型，不但向设备商提出了更高的要求，而且也限制了用户在建立物联网时设备的选择范围，使得设备选择范围很小，即使一个设备性能如何优越、适合，但由于没有物模型技术支持，用户也只能放弃。再有，现有的物联网系统需要为网络中的每个设备分配一个独立的物模型，由于这些物模型各自独立，因而难以实现批量管理，如难以批量修改协议参数、新添属性、功能等。最后，现有的物模型各个部分耦合性高，不够灵活。例如，当设备参数、协议等任一发生变化时需要更新整个模型，需要付出一定的运维成本。综上所述，为了方便用户使用，为用户提供更好的使用体验，现有的物模型仍有很多可以改进之处。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提出了一种物模型创建方法及系统，用以创建一种使用方便、灵活的物模型。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了一种物模型创建方法，其中包括以下步骤：

创建目标设备/服务的原型模型，所述原型模型包括基于用户在属性、操作和事件三个维度中的任意一个或多个维度提供的一个或多个维度参数抽象出的目标设备/服务功能接口；

基于目标原型模型，响应于用户对目标设备/服务的通信需求创建一个或多个协议模型，每个协议模型包括多个协议参数，并绑定目标原型模型提供的功能接口；以及

基于目标协议模型，响应于用户实地场景的设备/服务部署需求创建一个或多个对应于实体设备/具体服务的实例模型，所述实例模型包括与对应实体设备/具体服务相关的协议配置参数、实例参数、功能接口及数据接口。

根据本发明的另一个方面，本发明提供了一种物模型创建系统，其包括界面模块、原型模型模块、协议模型模块和实例模型模块，其中，所述界面模块经配置以提供原型模型、协议模型和实例模型的创建界面；所述原型模型模块与所述界面模块相连接，经配置以基于用户通过原型模型创建界面在属性、操作和事件三个维度中的任意一个或多个维度提供的一个或多维度参数抽象出目标设备/服务的功能接口，从而生成目标设备/服务的原型模型；所述协议模型模块与所述界面模块和原型模型模块相连接，经配置以基于目标原型模型和用户在协议模型创建界面配置的协议参数生成协议模型，其中所述协议模型中绑定有目标原型模型提供的功能接口；所述实例模型模块与所述界面模块和协议模型模块相连接，经配置以基于所述协议模型模块提供的协议模型和用户在实例模型创建界面户覆写的协议配置参数、启用的功能接口及数据接口生成对应实体设备/具体服务的实例模型。

本发明通过以上的物模型创建方法和系统创建的物模型解耦为三个结构简洁的组件，使得物模型在创建时更加灵活，并能很好地适应用于不同职责的人员，使不同职责的人员专注于其业务范围内的内容。再有，本发明提供的物模型在创建时容易编辑，编辑完成的物模型可读性高，对创建人员本人专业以外领域的知识储备要求不高，因此可以将多个设备、通信装置进行组合，使用物模型抽象封装为单设备进行运维管理，也可以将复杂设备拆分为多个子设备，屏蔽与业务无关的接口，从而在降低了运维成本的同时扩大了设备的选型范围。此外，本发明提供的物模型的适用范围不限于真实的物理设备，也可用于虚拟设备或微服务的抽象封装，从而抹除或降低了实现软件与硬件之间数据交互的开发成本，可以低成本地实现异构异源数据的汇总，从而使得机器学习、人工智能等技术也更容易地落地于物联网业务之中。

附图说明

下面，将结合附图对本发明的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：

图1是根据本发明的一个实施例提供的物模型结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的物模型创建方法流程图；

图3是根据本发明的一个实施例的物模型创建系统原理框图；

图4是根据本发明另一个实施例的物模型创建系统原理框图；

图5是根据本发明又一个实施例的物模型创建系统原理框图；

图6是根据本发明的一个实施例的界面模块原理框图；

图7是根据本发明的一个实施例的原型模型模块原理框图；

图8是根据本发明的一个实施例的协议模型模块原理框图

图9是根据本发明的一个实施例的实例模型模块原理框图；以及

图10是根据本发明应用实施例一的物模型创建方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。

本发明提供了一种新的物模型结构及其创建方法和系统，采用模块化思路，根据物联网组网进度及物模型创建人员的工作职责，将传统的物模型解耦为三类组件，可由不同职责的人员完成，并且，本发明中的物模型可以是对单独一个设备的数字表示，例如，一个传感器的物模型，也可以是对一个服务的数字表示，如一个告警服务衍生的物模型，也可以是由多个单个设备组合在一起的一个设备组合的数字表示，例如一个由指示灯和继电器构成的一个设备组合的物模型，当然也可以将一个复杂设备/服务拆分成多个子设备/子服务，并为其创建对应的物模型。

如图1所示，用户(如产品经理)根据物联网的搭建需要，为一类(个)设备/服务创建一个原型模型，用于确定所述设备/服务在物联网中暴露的功能接口。在本发明中，将用户期待设备或服务在物联网中提供的各种功能，如数据的采集、需要完成的各种操作/服务等等统称为功能接口。用户采用极简的描述语言描述期待的设备功能，基于所述功能的描述生成原型模型。此时不涉及设备或服务应用的协议的具体细节、设备的具体型号、技术指标等底层技术细节。当产品经理确定了设备或服务及其需要暴露在物联网中的功能并生成了原型模型后，硬件工程师、嵌入式工程师等人员根据物联网中的通信需求、数据传输需求，基于所述原型模型为所述设备或服务创建一个或多个协议模型，用于定义该设备/服务使用的服务协议。例如，同一个设备需要切换为有线通信或无线通信的方式时，对应于该设备的原型模型可以有两个协议模型，分为对应于有线通信和无线通信。如图中所示，基于同一个设备/服务的原型模型可以生成采用Modbus协议的协议模型，也可以生成采用蓝牙通信的协议模型，同时也可以生成采用LoRa协议的协议模型。此时的硬件工程师不需要考虑业务开发的逻辑，只需要专注于物联网系统实现时的硬件需求来确定出设备之间交互时使用的协议即可。每个实例模型对应于物联网系统中在实地场景部署的每个实体设备、每个具体的服务、多个实体设备组合在一起完成一个特定功能的设备组合或者复杂设备中能够完成一个功能的子设备，为方便以下说明，将每个实例模型对应的以上各种设备形态统称为“实体设备”，由于此时的设备功能接口、所需的协议均已确定，现场部署人员根据实地场景所需的实体设备及数量创建对应的实例模型时，只需在实例通用模板中修改个别参数，如设备地址即可以实现快速批量创建多个实例模型的目的，创建过程简单、快速。

图2是根据本发明一个实施例的物模型创建方法流程图。图3是根据本发明一个实施例的物模型创建系统原理框图。所述物模型创建系统包括界面模块1、原型模型模块2、协议模型模块3和实例模型模块4。在一个实施例中，所述物模型创建系统可位于物联网关、边缘端服务器或云服务器中，其与Web服务器相通信，通过Web服务器提供客户端。用户通过Web浏览器访问所述物模型创建系统，登录客户端，实现物模型的创建、存储、更新、删除、调用等。其中，所述界面模块1属于客户端，分别与所述原型模型模块2、协议模型模块3和实例模型模块4相连接。在创建图1所示结构的物模型时，基于所述物模型创建系统，所述创建方法包括以下步骤：

步骤S1，创建目标设备/服务的原型模型。当用户在客户端启动物模型创建系统时，所述界面模块1显示系统界面，当用户在系统界面选择了创建目标设备/服务的原型模型选项时，所述界面模块1提供原型模型创建界面。所述原型模型创建界面中包括有供用户输入功能描述的窗口。

在一个实施例中，用户根据目标设备或服务需要提供的功能，基于JSON语言在功能描述窗口描述目标设备或服务的功能。用户可根据实际需求在属性、操作和事件三个维度中的任意一个或多个维度来描述目标设备或服务的功能。根据需求，每个维度可采用一个或多维度参数字段来描述目标设备或服务的功能。例如，对于温湿度传感器，可采用属性这一个维度来描述其功能，并采用“温度”和“湿度”两个维度参数抽象其功能。当然，此时还需要提供目标设备或服务的标签ID、信息描述等通用信息。为了区分每个维度，并方便物模型使用时调用某个具体的属性，每个维度参数字段包括属性ID，并设置数据类型，如浮点、整型等。在另一个实施例中，所述物模型创建系统中存储有原型模型模板。所述原型模型模板包括目标设备/服务的标签ID字段、信息描述字段等用于描述通用信息的字段，用于给原型模型命名并进行简单的功能描述。所述原型模型模板还依次包括属性、操作和事件三个维度中的多个维度参数字段。用户可在原型模型创建界面选择导入模板选项，此时，原型模型模块2调用原型模型模板，在能描述的窗口显示全部的参数字段，用户此时不需要按照JSON格式逐个输入字符，只需根据需要留下有用的字段并填写，删除不用的字段即可。原型模型模块2解析用户输入的功能描述，并据此抽象出所述目标设备/服务的功能接口，从而生成目标设备/服务的原型模型。

在一个更好的实施例中，为了检验用户输入的功能描述是否能够被正常解析，在原型模型创建界面还包括一个功能接口可视化窗口。原型模型模块2在解析用户输入的功能描述时，可以实时地将功能接口显示在原型模型创建界面中，从而可以使用户确定其输入是否正确。

步骤S2，基于目标原型模型创建一个或多个协议模型。用户根据对目标设备/服务的通信需求为原型模型指定所使用的协议，并基于指定的协议创建协议模型。在一个实施例中，当用户确定了目标设备/服务的功能后，为所述目标设备/服务指定使用的协议，如各种通信协议，为实现某些服务所使用的特定服务协议，如基于AI服务实现的协议等。在一个具体实施方式中，用户可在步骤S1中输入功能描述的窗口中输入使用的协议标识。

由于协议中包括有多种配置参数，如果由工程师手动输入的话，虽然可以实现，但是繁琐、容易出错，而且很多参数是通用的，不需要每次都进行配置，因而，本发明的物模型创建系统中提供有各种协议模板，固化对应协议的参数字段，并给出默认值，用户在使用时可根据需要对默认值进行修改即可，从而将协议参数的配置化繁为简，不易出错。本发明中的协议模板可以随时更新(具有权限的运维人员或用户)，用户也可以随时添加自定义的协议模板，用户可以根据设备或服务实现私有协议，通过编写Schema(元数据的集合)来描述协议的各种参数，并保存为新的协议模板。

当用户为原型模型指定了协议时，所述原型模型模块2为目标原型模型关联对应的协议模型模板。当用户在客户端选择创建协议模型选项时，所述协议模型模块3调用所述协议模型模板，并通过界面模块1显示在协议模型创建界面上。在协议模型创建界面中以下拉菜单的形式和/或数据录入的形式显示可配置的协议参数字段，所述协议参数包括通用参数和功能接口对应的特定参数。用户根据实际需求对协议参数进行配置。例如，当目标设备为温湿度传感器、指定协议为Modbus时，通用参数例如为“设备接口”、“设备地址”、“波特率”、“数据位”、“采样时间”等等，功能接口对应的特定参数例如为“功能码”、“起始地址”、“个数”等。此时，工程师可参考设备厂商提供的说明书填写以上的参数字段。

所述协议模型模块3存储以上用户配置的实现目标设备/服务通信需求的协议参数，并绑定所述目标原型模型的功能接口，从而创建完成一个协议模型。重新步骤S2可以基于一个目标原型模型建议多个协议模型。

步骤S3，基于目标协议模型创建一个或多个对应于实体设备的实例模型。当用户在客户端选择创建实例模型时，所述界面模块1提供实例模型创建界面。此时，实例模型模块4基于目标原型模型生成实例通用模板，并将所述通用模板发送给界面模块1在实例模型创建界面中显示，其中所述实例通用模板包括实例参数，如与实体设备对应的实例ID、实例描述、数据接口(如MQTT(消息队列遥测传输协议)配置参数)。其中，所述实例ID、实例描述可根据原型模型中的标签ID及其信息描述自动生成，例如在目标设备原型模型标签ID后增加随机生成的4位字符作为实例ID、在原型模型中的设备/服务的信息描述后增加前述随机生成的4位字符作为实例描述。实例通用模板还包括可以在实例中可以启用的功能接口，即原型模型中抽象出的功能接口，例如与属性对应的功能接口、与操作对应的功能接口、与事件对应的接口，根据实体设备的具体应用场景，可以启用这些功能接口中的一个或多个。由于一个目标原型模型可能包括对应多种协议的协议模型，因而，在所述实例通用模板中还包括由用户选择的协议类型。当用户选择了具体的协议类型后，实例模型模块4关联对应的协议模型，并将所述协议模型中可配置的协议参数发送给界面模块1以显示在当前的实例模型创建界面中。如Modbus协议中的“设备接口”、“设备地址”、“采集时间间隔”等协议参数字段；用户可根据实际场景需求覆写相应的协议参数字段，例如将“设备地址”中的原来默认值删除，重新写入新的设备地址值。

在用户将当前界面需要配置的全部内容正确配置完成后，响应用户的保存操作，实例模型模块4将所述实例模型保存到指定位置，例如，存储到物联网关中或服务器中。

在另一个实施例中，如图4所示，图4是根据本发明另一个实施例的物模型创建系统原理框图。与图3所示实施例相比，所述物模型创建系统还包括模板模块5，其统一管理在物模型创建过程中可能使用的全部模板，如原型模型模板和各种协议模板。其中，所述的全部模板可分为内置的标准协议模板和用户自定义的私有协议模板。当用户根据实际需求需要用枪和自定义协议连接设备时，可以首先其需要在网关部署新的协议服务，并提供新的私有协议模板(Schema)，所述模板模块5为其设置类型标识和用户标识，从而建立起所述私有协议模板与用户的所属关系。所述模板存储于物联网关或云服务器中，由运维人员通过模板模块5进行维护。用户在使用客户端创建物模型时，客户端与物联网关或云服务器通信，在需要时向服务器请求以获取相应的模板。随着数据、经验的积累，运维人员和用户可随时对当前存储的各种模板进行更新或添加新的模板以适应更多的应用场景。

在另一个实施例中，如图5所示，图5是根据本发明另一个实施例的物模型创建系统原理框图。与图3所示实施例相比，所述物模型创建系统还包括存储模块6，用户在客户端创建一个物模型组件(原型模型、协议模型或实例模型)时，原型模型模块2、协议模型模块3和实例模型模块4负责具体创建逻辑，当创建完成时，由存储模块6将其存储到物联网关或服务器中。

图6是根据本发明一个实施例的界面模块原理框图。在本实施例中，所述界面模块1包括界面渲染单元11、界面显示单元12和用户操作获取单元13。其中，所述界面渲染单元11基于用户的界面操作渲染出相应的界面。例如，在用户启动物模型创建系统时，所述界面渲染单元11渲染出系统界面，所述系统界面中至少包括创建原型模型、协议模型和实例模型的选项以供用户选择当前需要创建的模型组件类型。界面渲染单元11与协议模型模块3相连接，在协议模型模块3调取协议模型模板时，由界面渲染单元11渲染出具有下拉菜单或数据录入样式的协议模型创建界面，以方便用户配置各种协议参数。所述界面显示单元12与所述界面渲染单元11相连接，用以显示当前渲染出的界面。所述界面显示单元12与原型模型模块2、协议模型模块3和实例模型模块4相连接，接收其发送的数据，以显示在对应的界面中。所述用户操作获取单元13与所述界面显示单元相连接，用于获取用户在界面的操作，并获得到对应的操作数据，将其发送给相应的原型模型模块2、协议模型模块3或实例模型模块4。

图7是根据本发明一个实施例的原型模型模块原理框图。在本实施例中，所述原型模型模块2至少包括数据解析单元21，可选择地还包括第一模板调用单元22或第一可视化单元23或协议关联单元24。其中，所述数据解析单元21与界面模块中的用户操作获取单元13相连接。在所述用户操作获取单元13接收到用户在原型模型创建界面输入的对目标设备/服务的功能描述时，将所述功能描述发送给数据解析单元21，数据解析单元21解析所述功能描述，从所述功能描述中抽象出相应的功能接口。如前所述的属性功能接口、操作功能接口和事件功能接口等。

可选地，所述原型模型模块还可以进一步包括第一模板调用单元22，当用户在原型模型创建界面选择模板导入选项时，所述用户操作获取单元13将所述操作内容发送给第一模板调用单元22，第一模板调用单元22调用原型模型模板，并将原型模型模板发送给界面显示单元12，将原型模型模板内容显示在原型模型创建界面中。

可选地，所述原型模型模块进一步包括第一可视化单元23，其与所述数据解析单元21相连接，基于抽象出的功能接口生成可视化数据，并将功能接口可视化数据发送给界面显示单元12，显示在原型模型创建界面中。

可选地，所述原型模型模块进一步包括协议关联单元24，在一个实施例中，其与所述数据解析单元21相连接，当用户在原型模型创建界面中的功能描述窗口输入了指定的协议标识时，所述数据解析单元21经过解析得到所述协议名称或ID后发送指令给所述协议关联单元24，由协议关联单元24为所述原型模型和对应的协议模型模板建立起关联关系。

图8是根据本发明一个实施例的协议模型模块原理框图。在本实施例中，所述协议模型模块3包括第二模板调用单元31、第二可视化单元32、协议配置数据获取单元33和绑定单元34。其中，当用户在系统界面选择了创建协议模型选项时，界面模块1将所述操作内容发送给第二模板调用单元31，第二模板调用单元31根据当前对应的原型模型调用与原型模型关联的协议模型模板，并将其发送给第二可视化单元32。第二可视化单元32根据协议模型模板内容生成可视化的协议模型数据并发送给界面模块1，经过界面模块1的渲染后，在协议模型创建界面中以下拉菜单的形式和/或数据录入的形式显示可配置的协议参数字段。协议配置数据获取单元33与所述用户操作获取单元13相连接，用以获取用户选择和/或录入的协议参数值。所述绑定单元33与协议配置数据获取单元33相连接，在获取到用户对功能接口特定参数配置的参数值后绑定所述目标原型模型的功能接口。

图9是根据本发明一个实施例的实例模型模块原理框图。在本实施例中，所述实例模型模块包括通用模板生成单元41、实例配置数据获取单元42和协议模型关联单元43。当用户在系统界面选择了创建实例模型选项时，界面模块1将用户的操作内容发送给所述通用模板生成单元41，所述通用模板生成单元41基于所述目标设备/服务原型模型生成实例通用模板，并将所述通用模板数发送给界面模块1显示在实例模型创建界面。其中所述实例通用模板包括实例参数、数据接口、协议类型及功能接口，其中，所述协议类型包括基于所述原型模型生成的所有协议模型的协议类型。实例配置数据获取单元42与所述用户操作获取单元13相连接，获取用户对实例通用模板中可配置项的配置数据，所述可配置项至少包括协议类型及可启用的功能接口，当实例配置数据获取单元42获取到用户在实例模型创建界面中选择了其中一种协议类型时，将所述协议类型发送给协议模型关联单元43，协议模型关联单元43关联对应的协议模型，并将所述协议模型中可配置的协议参数发送给界面模块1显示在当前的实例模型创建界面中。

当图7至图9中的原型模型模块2、协议模型模块3和实例模型模块4为图3中的对应模块时，原型模型模块2、协议模型模块3和实例模型模块4将生成的模型存储到物联网关或服务器中。当图7至图9中的原型模型模块2、协议模型模块3和实例模型模块4为图5中的对应模块时，由存储模块6将生成的模型存储到物联网关或服务器中。其中，在存储模型时，可以JSON格式存储各个模型。

应用实施例一

在本实施例中，用户为温湿度传感器建立物模型。产品经理在原型模型创建界面中输入温湿度传感器的功能描述，对应地，物模型创建系统根据产品经理在原型模型创建界面输入的功能描述完成物模型的创建，具体包括以下步骤。其中，标记为Xa的步骤为用户完成，标记为Xb的步骤为物模型创建系统完成。

步骤S1a，在原型模型创建界面中建立温湿度传感器标签“SD123-T10温湿度传感器”及其信息描述“485温湿度传感器”。

步骤S2a，在原型模型创建界面中设置两个属性维度参数：“温度”和“湿度”，并分别为其设置属性ID、属性标签及数据类型。

步骤S3a，指定协议类型为Modbus-rtu。

物模型创建系统基于步骤S2a，在步骤S1b解析所述功能描述，并抽象得到属性功能接口；基于步骤S3a，在步骤S2b关联Modbus-rtu协议模型，并在步骤S3b，基于步骤S1a的标签、信息描述及抽象出的功能接口生成原型模型，存储到物联网关或云服务器中。

产品经理依照上面的步骤可以继续创建其他设备或服务的原型模型，如蓝牙滑台控制器、人体姿态估测服务等等。

在需要时，硬件工程师在协议模型创建界面进行协议模型的创建操作，对应地，物模型创建系统基于硬件工程师的创建操作完成协议模型的创建，具体包括以下步骤：

步骤S4a，硬件工程师在系统界面选择创建协议模型的选项，对应地物模型创建系统在步骤S4b调用并显示可视化的协议模型模板。当硬件工程师在系统界面选择创建协议模型的选项时，本发明提供的物模型创建系统调用关联的协议模型模板，并在客户端显示。例如根据原型模型中的信息，如温湿度传感器标签“SD123-T10温湿度传感器”及其信息描述“485温湿度传感器”，为协议模型生成标识ID“SD123-T10”、名称“SD123-T10温湿度传感器”、协议模型的信息描述“485温湿度传感器”，同时显示Modbus协议的相关协议参数字段，如“设备地址(connection/address)”、“波特率(connection/baudrate)”、“奇偶校验(connection/parity)”、“队列长度(advanced/queue_size)”、“共享锁超时时间(advanced/shared_mutex_timeout)”等等，并且，在协议模板上还包括需要绑定的功能接口的相关协议参数字段，即前面创建的两个属性“温度”和“湿度”的相关协议参数字段，如“功能码(code)”、“解析数据类型(raw_type)”、“起始地址(address)”、“个数(size)”等等。

步骤S5a，硬件工程师配置协议模板中相应的协议字段，配置完成后保存。对应地，物模型创建系统在步骤S5b基于硬件工程师对功能接口的相关协议参数字段的配置内容，绑定所述属性功能接口，基于用户已成功完成所有的配置，在步骤S6b生成协议模型，并存储到物联网关或云服务器。

实体设备的部署人员可根据需要创建实例模型。例如，根据需要，物联网中需要5个温湿度传感器。实体设备的部署人员可通过以下步骤为每一个温湿度传感器创建实例模型。

步骤S6a，实体设备的部署人员在系统界面选择创建实例模型的选项，对应地，物模型创建系统在步骤S7b生成实例模型通用模板，并通过客户端显示在实例模型创建界面中。在所述模板中，基于原型模型中的内容生成相关实例参数，如当前温湿度传感器的标识ID“SD123-T10-8f09”、名称“SD123-T10温湿度传感器-8f09”、描述“485温湿度传感器”，并包括协议模型类型选项。

步骤S7a，实体设备的部署人员根据需要在实例模型创建界面选择Modbus协议。对应地，物模型创建系统在步骤S8b调用Modbus协议模型，并在当前界面显示相关可配置通讯协议参数，如“波特率(connection/baudrate)”、“奇偶校验(connection/parity)”、“队列长度(advanced/queue_size)”、“共享锁超时时间(advanced/shared_mutex_timeout)”，“设备地址(connection/address)”等。

步骤S8a，实体设备的部署人员覆写相关通讯协议参数，如重新设置“设备地址(connection/address)”，并选择可以启用的功能接口(温度和湿度两个属性)，选择数据接口，如MQTT。当完成上述操作后，物模型创建系统在步骤S9b生成实例模型，并存储到物联网关或云服务器中。

在创建实例模型的过程中，生成的实例模型通用模板屏蔽了协议模型中无需关注的字段，仅仅预留设备实例间可能存在差异的部分，另外其他的一些参数项，如实例设备ID、描述等实例参数由系统生成，用户仅根据需要对相应的配置项进行选中、覆写操作即可，因而实体设备的部署人员在进行实例模型创建时无需关注过多的参数项，配置速度快。

重复上述步骤，完成剩余4个温湿度传感器实例模型的创建。需要说明的是，虽前述实施例分别以产品经理、硬件工程师和实体设备的部署人员三个职责角色来完成温湿度传感器物模型的全部组件模型的创建，但是这三个职责角色可以由一个人或多个人来完成，可以按照时间顺序连续完成，也可以间断时间来完成，因而相比于现有的一些物模型，其创建过程更加灵活。

应用实施例二

在本实施例中，用户为“人体姿态估测”这一服务创建物模型，其中，由于应用实施例一及前述的方法及系统中已经做了完整的、详细的说明，本应用实施例省略模型中的部分内容，如标识、描述等，只针对物模型中的重要部分简略说明如下：

用户在原型模型创建界面中输入功能描述，其中部分描述如下所示：

"property":[

{

"id":"head_x",

"type":"float",

"label":"头部归一化x坐标"

}

即在属性(property)这个维度描述“人体姿态估测”这一服务的功能，当然还包括其他的属性描述，在此不再赘述。

用户在原型模型创建界面中指定采用“rk-ai”作为服务协议。

经过上述步骤生成原型模型。

用户在创建协议模型时，系统首先调取“rk-ai”协议模型模板，其中包括已经设置好的各种协议参数字段，部分协议参数字段如下所示：

"connection":{

"service_id":"PoseEstimation",

"model_id":"Built-in",

"input":"USBCam",

"ip":"-",

"username":"-",

"password":"-",

"usb_port":"0"

}

对应于绑定的原型模型中的功能接口，如多个属性功能接口，其中的一个属性功能接口如下所示：

"id":"head_x",

"label":"头部归一化x坐标",

"properties":{

"value_type":"float"

},

"identifier":"0x"

用户在创建实例模型时覆写相关协议字段、选择可启用的属性功能接口，并生成数据接口，例如，将原"usb_port":"0"改成为"usb_port":"10"，原"sampling_time_interval":1改成为"sampling_time_interval":0等等，数据接口如下：

"mqtt":{

"prop_topic":"rk_ai/poser_b89f/events/resources/post",

"event_topic":"event/rk_ai/poser_b89f/post"

}

本发明提供的物模型创建方法和系统不仅能够封装单个实体设备的功能接口，也可以封装服务，为其提供对外的功能接口，应用范围广泛。

应用实施例三

本应用实施例创建一个工作灯物模型。首先将工业灯和一个串口联网模块组成一个电路模块，串口联网模块通过多路的继电器开关(Digital Output)控制工业灯的开与关。串口联网模块与物联网网关连接，二者之间通过Modbus协议通信。

首先，用户通过客户端创建原型模型。用户在原型模型创建界面中输入6个动作(action)的描述，所述6个动作分别对应3种颜色的开或关。其中一种颜色的开及关的动作描述如下：

用户在原型模型创建界面中输入Modbus协议标识如下：

"protocols":[

"modbus-rtu"

]

当用户完成上述输入内容并保存时生成原型模型，此时系统基于上述内容生成操作功能接口，并关联Modbus协议模板。

当用户基于所述原型模型创建协议模型时，系统调用Modbus协议模板，并将协议参数以可视化界面的形式显示在客户端。用户查阅串口联网模块文档，按照需求配置协议参数。在配置完成后，系统将控制继电器开关的协议参数与原型模型的动作进行绑定，并生成协议模型。从结果来看，是工业灯物模型直接控制灯的开与关，但实际上是通过串口联网模块来控制的，这部分的信息对于上层应用来说是无感知的。

当用户基于所述原型模型及协议模型创建实例模型时，只需在生成的实例模型通用模板上覆写每个灯的地址，并启动对应的开与关的操作功能接口，即生成了工业灯的实例模型。

本应用实施例中的工业灯实际是三个不同颜色灯的组合，在分别接通电源时分别点亮，每个颜色的灯等同于一个子设备。

以此类推，一个物模型可以绑定数个同样设备或是更复杂的设备组，以类似方式作为一个整体进行控制。

上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此，所有等同的技术方案也应属于本发明公开的范畴。

Claims (14)

1.一种物模型创建方法，其中包括以下步骤：

创建目标设备/服务的原型模型，所述原型模型包括基于用户在属性、操作和事件三个维度中的任意一个或多个维度提供的一个或多个维度参数抽象出的目标设备/服务功能接口；

基于目标原型模型，响应于用户对目标设备/服务的通信需求创建一个或多个协议模型，每个协议模型包括多个协议参数，并绑定目标原型模型提供的功能接口；以及

基于目标协议模型，响应于用户实地场景的设备/服务部署需求创建一个或多个对应于实体设备/具体服务的实例模型，所述实例模型包括与对应实体设备/具体服务相关的协议配置参数、实例参数、功能接口及数据接口；

原型模型创建界面还包括功能接口可视化窗口，用于在创建设备/服务的原型模型的过程中同步解析当前维度参数字段内容时，实时地将功能接口显示在原型模型创建界面中，以使用户确定其输入的功能描述是否正确；

在创建协议模型时还包括：调用与所述原型模型关联的协议模型模板；在客户端可视化地显示所述协议模型模板，以下拉菜单的形式和/或数据录入的形式展示可配置的协议参数字段。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在创建原型模型时进一步包括：

基于目标设备/服务调用原型模型模板，所述原型模型模板在属性、操作和事件三个维度分别提供一个或多个维度参数字段；

基于用户对所述原型模型模板中的属性、操作和/或事件维度参数字段的设置内容生成对应的功能接口；以及

响应于用户正确设置完所述原型模型模板生成目标设备/服务的原型模型。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中进一步包括：响应于用户在创建原型模型过程中设置的协议标识，为所述原型模型关联对应的协议模型模板。

4.根据权利要求3所述的方法，其中在创建协议模型时进一步包括：

所述协议参数包括与功能接口对应的特定参数和通用参数；

接收用户对协议参数字段的配置内容；

响应于用户配置完成与功能接口对应的特定参数内容，绑定所述目标原型模型提供的功能接口；以及

响应于用户正确配置完成所述协议模型模板中的可配置协议参数字段生成协议模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在创建实例模型时进一步包括：

基于所述目标设备/服务的原型模型生成并显示实例通用模板，所述实例通用模板包括实例参数、数据接口、协议类型及可启用的功能接口；

响应用户选择的协议类型，调用并显示对应协议模型中可配置的协议参数字段；

接收用户覆写的协议参数字段内容、启用的功能接口及数据接口；以及

响应于用户配置完实例模型模板中的可配置项生成对应实体设备/具体服务的实例模型。

6.根据权利要求1所述的方法，其中在创建目标设备/服务的原型模型时，所述的设备为单个设备或多个单个设备的组合或单个复杂设备的子设备。

7.一种物模型创建系统，其中包括：

界面模块，经配置以提供原型模型、协议模型和实例模型的创建界面；

原型模型模块，其与所述界面模块相连接，经配置以基于用户通过原型模型创建界面在属性、操作和事件三个维度中的任意一个或多个维度提供的一个或多维度参数抽象出目标设备/服务的功能接口，从而生成目标设备/服务的原型模型；

协议模型模块，其与所述界面模块和原型模型模块相连接，经配置以基于目标原型模型和用户在协议模型创建界面配置的协议参数生成协议模型，其中所述协议模型中绑定有目标原型模型提供的功能接口；以及

实例模型模块，其与所述界面模块和协议模型模块相连接，经配置以基于所述协议模型模块提供的协议模型和用户在实例模型创建界面户覆写的协议配置参数、启用的功能接口及数据接口生成对应实体设备/具体服务的实例模型；

所述原型模型模块进一步包括第一可视化单元和与其相连接的数据解析单元，所述第一可视化单元经配置以基于抽象出的功能接口生成可视化数据，并在所述原型模型创建界面显示可视化的功能接口，用于在解析用户输入的功能描述时，能够实时地将功能接口显示在原型模型创建界面中，以使用户确定其输入的功能描述是否正确；

所述原型模型模块还包括协议关联单元，经配置以基于用户在所述原型模型创建界面中指定的协议，为所述原型模型关联对应的协议模型模板。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述界面模块包括：

界面渲染单元，经配置以基于用户的界面操作渲染出相应的界面，所述界面至少包括原型模型创建界面、协议模型创建界面和实例模型的创建界面；

界面显示单元，其与所述界面渲染单元相连接，经配置以显示当前渲染出的界面；以及

用户操作获取单元，其与所述界面显示单元相连接，经配置以获取用户在界面的操作，并获得与用户操作对应的操作数据。

9.根据权利要求8所述的系统，其中所述数据解析单元与所述用户操作获取单元相连接，经配置以解析用户在原型模型创建界面输入的对目标设备/服务的功能描述，从所述功能描述中抽象出相应的功能接口，其中，所述功能描述包括属性、操作和事件三个维度中的任意一个或多个维度的一个或多个维度参数。

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述原型模型模块进一步包括第一模板调用单元，经配置以基于用户的模板导入操作调用原型模型模板，并显示在原型模型创建界面中，其中，所述原型模型模板至少包括属性、操作和事件三个维度的多个维度参数字段。

11.根据权利要求7所述的系统，其中所述协议模型模块包括：

第二模板调用单元，经配置以调用与原型模型关联的协议模型模板；

第二可视化单元，其与所述第二模板调用单元相连接，经配置以生成可视化的协议模型数据并发送给界面模块，在协议模型创建界面中以下拉菜单的形式和/或数据录入的形式显示可配置的协议参数字段，所述协议参数包括与功能接口对应的特定参数和通用参数；

协议配置数据获取单元，其与所述用户操作获取单元相连接，经配置以获取用户选择和/或录入的协议参数配置内容；以及

绑定单元，其与所述配置数据获取单元相连接，在获取到用户对功能接口特定参数配置内容后绑定所述目标原型模型的功能接口。

12.根据权利要求8所述的系统，其中所述实例模型模块包括：

通用模板生成单元，经配置以基于所述目标设备/服务原型模型生成实例通用模板，并将所述通用模板数发送给界面模块显示，其中所述实例通用模板包括实例参数、数据接口、协议类型及可启用的功能接口，所述协议类型对应基于所述目标设备/服务原型模型生成的协议模型；

实例配置数据获取单元，其与所述用户操作获取单元相连接，经配置以获取用户对实例通用模板中可配置项的配置数据，所述可配置项至少包括协议类型、可启用的功能接口；以及

协议模型关联单元，其与所述实例配置数据获取单元相连接，经配置以响应用户对协议类型的配置关联对应的协议模型，将所述协议模型中可配置的协议参数发送给界面模块显示。

13.根据权利要求8所述的系统，其中进一步包括模板模块，其分别与所述原型模型模块、协议模型模块和实例模型模块相连接，经配置以提供对应的模板。

14.根据权利要求8所述的系统，其中进一步包括存储模块，其分别与所述原型模型模块、协议模型模块和/或实例模型模块相连接，经配置以在用户正确配置完成相应模型的配置项后存储对应的模型。