TW201734833A - 物聯網專用物件應用模型之架構及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種物聯網專用物件應用模型之架構及其操作方法，包括資料來源模型及物件展現模型，其中物件展現模型用以制定外部物件的權限、功能擴充、識別、參照、屬性等框架，及訊息、功能操作、個人化等標準，提供物件在使用者介面上的呈現依據，而資料來源模型包括一物件模型轉譯模組及一通訊命令轉譯模組，將外部物件所傳送的封包中的實體數據進行邏輯標準化，歸納為該外部物件的屬性。並包括物件模型轉譯及通訊命令轉譯之方法。

Description

物聯網專用物件應用模型之架構及其操作方法

本發明係有關一種物件應用模型，特別是指一種物聯網專用物件應用模型之架構及其操作方法。

物聯網是利用網際網路或電信網路將能獨立實做的物件互相連通的網路，一般是透過無線網路連接，在物聯網上可查到相連物件的具體位置，亦可利用中央主機對這些物聯網中的物件進行管理、控制，目前中央主機一般是雲端系統。

但目前的物聯網是用於同種類物件的管理控制，例如工廠管理，便是將每一台電腦或每個員工配備的手機拉入物聯網中，從中央主機可控制這些公司電腦、公司配置手機，由於公司電腦是透過有線網路，而手機則是相同的通訊協定，管理並無問題，但若要管理的是不同通訊協定、不同屬性的物件時便會產生問題，例如物件A是採用HTTP通訊協定，而物件B是TCP/IP，物件C的通訊方式又可能是藍牙，而不同屬性的物件例如物件D是灑水器、物件E是冷氣機、物件F是水塔，所要控管的分別為灑水時間、耗電量、用水量等，如何將這些通訊方式、屬性都大不相同的物件整合於物聯網中，讓下指令給任一物件和取得每個物件送出的訊息都暢通無阻是一項亟需解決的課題，解決後可擴大管理範圍、增加管理效率。

因此，本發明即提出一種物聯網專用物件應用模型之架構及其操作方法，具體架構及其實施方式將詳述於下：

本發明之主要目的在提供一種物聯網專用物件應用模型之架構，其係把物件模型轉譯和通訊命令轉譯標準化，當到通用存取介面時，上層的應用完全不用去管底下實體層的資料來源、資料存取、通道連結的相關問題，也不用去寫實體連結的行為如何做，都由適配器進行處理。

本發明之另一目的在提供一種物聯網專用物件應用模型之架構，其利用物件模型轉譯及通訊命令轉譯此二者做雙向轉換，使封包的實體數據可達到標準化。

為達上述之目的，本發明提供一種物聯網專用物件應用模型之架構，包括：一資料來源模型及一物件展現模型，其中物件展現模型用以制定至少一外部物件之權限、功能擴充、識別、參照及屬性之框架，和訊息、功能操作及個人化之標準，提供外部物件在一使用者介面上的呈現依據，而資料來源模型包括一物件模型轉譯模組及一通訊命令轉譯模組，通訊命令轉譯模組接收外部物件所傳送之至少一封包，物件模型轉譯模組依據物件展現模型之框架及標準，將封包中的實體數據進行邏輯標準化，歸納為外部物件的屬性。

資料來源模型更包括一通用存取介面及一通道設定模組，此通用存取介面將經過物件模型轉譯之封包轉換成一物件指令。

物件模型轉譯模組、通訊命令轉譯模組及通用存取介面組成一適配器。

通道設定模組係儲存外部物件之一組物件參照及一組通道參數，物件參照提供該物件模型轉譯模組進行封包之數據解譯，通道參數用以設定可對應不同通訊協定或通道的參數。

物件展現模型亦包括外部物件之一組屬性參照及一組通訊參數，屬性參照提供物件模型轉譯模組進行封包之數據解譯，通訊參數用以設定可對應不同通訊協定或通道的參數。

外部物件利用一通訊介面將封包傳送至資料來源模型中之通訊命令轉譯模組。

本發明中，物件模型轉譯模組之轉譯方法包括下列步驟：通訊命令轉譯模組接收封包，並顯示該封包之通訊結果；將封包傳送至物件模型轉譯模組，依據通道設定模組中之資訊及物件展現模型中之資訊進行數據解譯；再依據物件展現模型中之資訊進行資料型態轉換及屬性歸納，將封包標準化；以及傳送到通用存取介面，轉換成物件指令進行指令回覆。

本發明中，通訊命令轉譯模組之轉譯方法包括下列步驟：通用存取介面將物件指令傳送到物件模型轉譯模組；物件模型轉譯模組將物件指令傳送至通訊命令轉譯模組；通訊命令轉譯模組中對物件指令進行通訊命令封裝，再根據通道設定模組中所儲存之一組物件參照及一組通道參數建立與外部物件之一通道，以傳送物件指令給外部物件。

本發明另提供一種物聯網專用物件應用模型之操作方法，其係應用於一應用程式，該物聯網專用物件應用模型儲存於一雲端系統中，此操作方法包括下列步驟：登入應用程式，並開啟應用程式之一物件面板，從雲端系統或應用程式中取得至少一外部物件之複數功能設定及一權限設定，顯示於使用者介面上；選擇至少一外部物件其中之一，於使用者介面上顯示屬於所選外部物件的資料來源模型及物件展現模型；對所選外部物件進行一個人化設定，包括屬性查詢、標準功能設定、擴充功能設定、特有功能設定及物件管理設定；以及將個人化設定儲存於雲端系統。

其中功能設定及權限設定係儲存於物件展現模型中。

個人化設定係透過資料來源模型配合物件展現模型轉譯後，顯示於使用者介面上，新設定的個人化設定會更新物件展現模型中之內容。

屬性查詢包括查詢即時數據、歷史數據、基本資料、趨勢圖、使用者下過的指令等屬性；標準功能包括追蹤方式設定、屬性排程設定及遠程控制設定；擴充功能是提供未來功能擴充機制，例如託管設定；物件管理設定包括刪除或修改該外部物件。

底下藉由具體實施例詳加說明，當更容易瞭解本發明之目的、技術內容、特點及其所達成之功效。

本發明提供一種物聯網專用物件應用模型之架構及其操作方法，其係為實體設備（即物件）、資訊服務、人工操作、目錄服務及資料儲存庫等項目訂定模型並進行標準化，以做為實體設備在物聯網上進行邏輯參照、資料交換及功能操作之規範。

第1圖為本發明物聯網專用物件應用模型之架構及其操作方法之方塊圖，本發明包括一資料來源模型10及一物件展現模型20，其中資料來源模型10中包括一通訊命令轉譯模組12、一物件模型轉譯模組14及一通訊存取介面16，其中通訊命令轉譯模組12、一物件模型轉譯模組14分別連接物件展現模型20。

其中物件展現模型20用以制定外部物件的權限、功能擴充、識別、參照、屬性等框架，及訊息、功能操作、個人化等標準，提供外部物件在使用者介面上的呈現依據，而資料來源模型10用以將外部物件所傳送的封包中的實體數據進行邏輯標準化，歸納為外部物件的屬性，屬性亦即組成物件的基本元素，在封包解譯及轉型歸納步驟時，都需要搭配物件展現模型20中所儲存之資訊，通用存取介面16將經過物件模型轉譯之封包轉換成一物件指令，將詳述於後。外部物件為至少一設備22或至少一控制器24，其透過一通訊介面222或242傳送封包到資料來源模型10之通訊命令轉譯模組12中，而資料來源模型10中之通訊命令轉譯模組12亦會將物件指令透過通訊介面222或242傳送給設備22或控制器24。

請參考第2圖，其為本發明物聯網專用物件應用模型之架構之方塊流程圖。於該通訊命令轉譯模組12中更包括通訊結果121、通訊命令封裝122、命令佇列123、建立通道124、命令佇列125及建立通道126等步驟；物件模型轉譯模組14中更包括數據解譯142、轉型與歸納144及物件指令146等步驟；通用存取介面16中包括指令回覆162及物件指令164等步驟，此通訊命令轉譯模組12、物件模型轉譯模組14及通訊存取介面16組成一適配器11，適配器11用以橋接各種不同通訊連結方式、通訊協定的功能模組，在物件及數據來源兩端之間，負責解析並傳遞資料、操作指令與通訊命令。

此外，資料來源模型10中更包括一通道設定模組18，其中儲存外部物件（即設備22或控制器24）之物件參照182及通道參數184等設定，例如TCP/IP等連結通道，如IPv4和序列埠就有不同設定，需要指定走何種連結通道，若是通訊協議，如HTTP，則除了通道參數184之外，連物件參照182都要設定屬於HTTP的特殊規格，又例如施耐德的設備，其一個通道可設置11個路由器，每一個路由器下又可接數個其他小型路由器，相當於門牌號碼的設定便需記錄於通道參數184中；物件參照182提供物件模型轉譯模組14進行封包之數據解譯，通道參數184用以設定可對應不同通訊協定或通道的參數。物件展現模型20中則包括該外部物件本身的屬性參照202及通訊參數204，屬性參照202同樣提供物件模型轉譯模組14進行封包之數據解譯，通訊參數204用以設定可對應不同通訊協定或通道的參數。

請參考第3圖，其為第2圖中物件模型轉譯部分之方塊流程圖。設備22或控制器24送出至少一封包給適配器11，通訊命令轉譯模組12接收封包後，會顯示封包之通訊結果121，此部分是將與封包相關的通訊結果121顯示出來；接著，將封包傳送至物件模型轉譯模組14，進行數據解譯142，此步驟會同時參考通道設定模組18中之資訊（包括物件參照182及通道參數184）及物件展現模型20中之資訊（包括屬性參照202及通訊參數204）對封包進行數據解譯142；再依據物件展現模型20中之資訊（包括屬性參照202及通訊參數204）進行轉型與歸納144，將封包中的數據進行資料型態轉換，並歸納到對應該外部物件的某一項屬性將封包標準化，於此步驟中，資料型態轉換的用意是由於很多通訊協定會定義目前抓到的值是何型態，因此依據通訊參數204的設定資料型態進行轉換；最後，此時封包中的數據已是標準化的實體數據，將其傳送到通用存取介面16，轉換成物件指令進行指令回覆162，例如回覆到雲端系統或使用者的行動裝置。由於外部物件本身是一個邏輯，因此經過物件模型轉譯可讓實體數據變成邏輯標準化。

請參考第4圖，其為第2圖中通訊命令轉譯部分之方塊流程圖。當上層（如雲端系統或使用者的行動裝置、電腦等）下達一個物件指令164給適配器11，此時通用存取介面16將物件指令164傳送到物件模型轉譯模組14；物件模型轉譯模組14將物件指令164再傳送至通訊命令轉譯模組12；在通訊命令轉譯模組12中，根據通訊命令的方式，對物件指令進行通訊命令封裝122，例如若外部物件的通訊方式為藍牙，藍牙具有其設定格式(profile)，此定義為國際標準局所定義，因此在通訊命令封裝122時便會綁著藍牙通訊的設定格式，此部分由物件展現模型20中的通訊參數204提供，再加上這個外部物件具備哪些服務、需要哪些參數，都要一併封裝，而這些服務、參數等則由物件展現模型20中的屬性參照202提供；接著，根據通道設定模組18中所儲存之物件參照182及通道參數184建立通道124、126，每個外部物件都需要一個通道，但相同通訊參數204的物件，必須共用一個通道，再依據每個外部物件的連結行為的特性不同來進行命令佇列123或125，舉例而言，序列埠大多是單一命令存取，需要命令佇列循序處理。因此，物件指令164不是直接下達給設備22或控制器24，而是下達給適配器11，經過適配器11將邏輯轉換成實體數據給設備22或控制器24，上層完全不用管實體層的資料從何而來、如何存取，也不用編寫關於實體設備的連結行為如何做的程式碼，而是全部由適配器11處理。

命令佇列123、125及建立通道124、126是在適配器11產生時根據通道參數184建立的，此為目前適配器11的設計規則，如上所述，序列埠大多是單一命令存取，需要命令佇列循序處理，但TCP/IP很多服務可多工處理，則可以不使用命令佇列，就可以將適配器11的設計規則更改為如第5圖所示，針對TCP/IP的通訊命令封裝122，需要命令佇列的走上方命令佇列123再建立通道124的程序，而不需經過命令佇列的則直接建立通道126。

第6圖為本發明物件展現模型中一物件組成定義之方塊圖。每一外部物件都包括權限定義、操作定義、識別、參照、容器定義、功能定義及屬性，其中識別又包括物件所屬的類別及系統，參照又包括物件的形象、命名、空間、座標及歸屬，容器定義又分為上層容器及下層物件；屬性包括參照、功能定義及資料來源，其中參照又包括物件的形象、型態及標準，而標準是屬性的參照方式，包括物件的正規命名及單位表示。先定義何為物件，物件泛指物聯網世界中的物件（如汽車、電子產品），或是虛擬設備（如來自不同地方的數據集合），又或是相關的控制功能（如電路板控制的水塔裝置總成），此物件必須被賦予外在形象與參照，做為操作對象。參照的定義為定位物件、辨識物件的資訊，屬性是組成物件的基本元素，具有數據容器、數據操作等特性，並具有專屬的資料來源；形象代表物件呈現的外觀，容器定義為當物件本身帶有其他物件時，稱該物件為容器，一個容器可有多個物件，例如魚缸上設有水位計、水溫感測器、酸鹼值感測器等，魚缸為上層容器，而水位計、水溫感測器、酸鹼值感測器等為下層物件。操作定義是定義物件或屬性的使用介面，類別代表對物件進行分類的識別基準，並賦予類別具有的操作功能。

本發明另提供一種物聯網專用物件應用模型之操作方法，如第7圖所示，其係應用於一應用程式，而物聯網專用物件應用模型儲存於一雲端系統中，此操作方法包括下列步驟：步驟S10登入應用程式，並開啟應用程式之一物件面板，步驟S12從雲端系統或應用程式中取得至少一外部物件之複數功能設定及一權限設定，顯示於使用者介面上，這些功能設定及權限設定皆儲存於上述物聯網專用物件應用模型的物件展現模型中；步驟S14從外部物件中選擇一個，會於使用者介面上顯示屬於所選外部物件的資料來源模型及物件展現模型，如步驟S16所述；接著步驟S18對所選外部物件進行一個人化設定，包括屬性查詢、標準功能設定、擴充功能設定、特有功能設定及物件管理設定；以及步驟S20將個人化設定儲存於雲端系統。其中，步驟S18的個人化設定步驟係先經過物件模型轉譯，透過資料來源模型配合物件展現模型轉譯後，顯示於該使用者介面上，而使用者重新設定的部分相當於物件指令，則會經由通訊命令轉譯回覆給設備或控制器等外部物件，新設定的個人化設定會更新物件展現模型中之內容。

屬性查詢包括查詢即時數據、歷史數據、基本資料、趨勢圖、使用者下過的指令等屬性，標準功能包括追蹤方式設定、屬性排程設定及遠程控制設定，擴充功能是為了未來可提供更多功能的擴充機制，包括託管設定，舉例而言，託管代表智慧控制邏輯，由設備本身韌體進行分散控制、或雲端系統集中控制，藉由託管功能可擴大整個物聯網的應用，將操控的裝置（外部物件）數量、範圍擴大；物件管理設定則包括刪除或修改外部物件。

請同時參考第8圖，其為物件操作的定義。物件操作包括指令系統、屬性、功能操作、追蹤、訊息處理、控制及個人化，其中指令系統為操作物件的使用者介面，屬性包括功能操作、即時數據及歷史數據，除此之外還可包括趨勢圖、指令等；追蹤提供事件發生時的即時物件定位機制，在第6圖的個人化設定中，可設定追蹤方式包括事件追蹤、數據追蹤及巡航， 巡航意即週期性追蹤；控制包括連動及定時，連動代表條件式控制邏輯；個人化意即使用者可自行變更、儲存物件操作方式與物件參照方式，包括參照、操作及指令。

藉由本發明之物聯網專用物件應用模型之架構定義出物聯網中各物件的邏輯參照、資料交換及功能操作的規範，在資料來源模型中主要發展適配器，進行物件模型轉譯和通訊命令轉譯雙向轉換，讓設備或控制器等物件的實體數據會標準化、正規化，而雲端系統、個人電腦、智慧型手機等上層裝置發出的指令也會依據物件的屬性參照、通訊參數、通道設定等封裝在通訊命令中傳送給物件，上層裝置完全不用管實體層的資料來源為何、又是如何存取，也不需要編寫如何連結至物件的程式碼，而是全部由資料來源模型中的適配器進行處理，將各種不同通訊協定、通道設定、屬性的外部物件連接成一物聯網。

唯以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故即凡依本發明申請範圍所述之特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

10‧‧‧資料來源模型
11‧‧‧適配器
12‧‧‧通訊命令轉譯模組
121‧‧‧通訊結果
122‧‧‧通訊命令封裝
123‧‧‧命令佇列
124‧‧‧建立通道
125‧‧‧命令佇列
126‧‧‧建立通道
14‧‧‧物件模型轉譯模組
142‧‧‧數據解譯
144‧‧‧轉型與歸納
146‧‧‧物件指令
16‧‧‧通用存取介面
162‧‧‧指令回覆
164‧‧‧物件指令
18‧‧‧通道設定模組
182‧‧‧物件參照
184‧‧‧通道參數
20‧‧‧物件展現模型
202‧‧‧屬性參照
204‧‧‧通訊參數
22‧‧‧設備
222‧‧‧通訊介面
24‧‧‧控制器
242‧‧‧通訊介面

第1圖為本發明物聯網專用物件應用模型之架構之方塊圖。 第2圖為本發明物聯網專用物件應用模型之架構之方塊流程圖。 第3圖為第2圖中物件模型轉譯部分之方塊流程圖。 第4圖為第2圖中通訊命令轉譯部分之方塊流程圖。 第5圖為第2圖中通訊命令轉譯部分另一實施例之方塊流程圖。 第6圖為本發明物件展現模型中一物件組成定義之方塊圖。 第7圖為本發明物聯網專用物件應用模型之操作方法之流程圖。 第8圖為本發明物件展現模型中物件操作的定義之示意圖。

10‧‧‧資料來源模型

11‧‧‧適配器

12‧‧‧通訊命令轉譯模組

121‧‧‧通訊結果

122‧‧‧通訊命令封裝

123‧‧‧命令佇列

124‧‧‧建立通道

125‧‧‧命令佇列

126‧‧‧建立通道

14‧‧‧物件模型轉譯模組

142‧‧‧數據解譯

144‧‧‧轉型與歸納

146‧‧‧物件指令

16‧‧‧通用存取介面

162‧‧‧指令回覆

164‧‧‧物件指令

18‧‧‧通道設定模組

182‧‧‧物件參照

184‧‧‧通道參數

20‧‧‧物件展現模型

202‧‧‧屬性參照

204‧‧‧通訊參數

22‧‧‧設備

222‧‧‧通訊介面

24‧‧‧控制器

242‧‧‧通訊介面

Claims (16)

1. 一種物聯網專用物件應用模型之架構，包括： 一物件展現模型，制定至少一外部物件之權限、功能擴充、識別、參照及屬性之框架，和訊息、功能操作及個人化之標準，提供該外部物件在一使用者介面上的呈現依據；以及 一資料來源模型，包括一通訊命令轉譯模組及一物件模型轉譯模組，該通訊命令轉譯模組接收該外部物件所傳送之至少一封包，該物件模型轉譯模組依據該物件展現模型之該等框架及該等標準，將該封包中的實體數據進行邏輯標準化，歸納為該外部物件的屬性。
2. 如請求項1所述之物聯網專用物件應用模型之架構，其中該資料來源模型更包括一通用存取介面及一通道設定模組，該通用存取介面將經過該物件模型轉譯模組之該封包轉換成一物件指令。
3. 如請求項2所述之物聯網專用物件應用模型之架構，其中該物件模型轉譯模組、該通訊命令轉譯模組及該通用存取介面組成一適配器。
4. 如請求項2所述之物聯網專用物件應用模型之架構，其中該通道設定模組係儲存該外部物件之一組物件參照及一組通道參數，該物件參照提供該物件模型轉譯模組進行該封包之數據解譯，該通道參數用以設定可對應不同通訊協定或通道的參數。
5. 如請求項1所述之物聯網專用物件應用模型之架構，其中該物件展現模型包括該外部物件之一組屬性參照及一組通訊參數，該屬性參照提供該物件模型轉譯模組進行該封包之數據解譯，該通訊參數用以設定可對應不同通訊協定或通道的參數。
6. 如請求項1所述之物聯網專用物件應用模型之架構，其中該外部物件利用一通訊介面將封包傳送至該資料來源模型中之該通訊命令轉譯模組。
7. 如請求項2所述之物聯網專用物件應用模型之架構，其中該外部物件利用一通訊介面接收該資料來源模型中之該通訊命令轉譯模組所傳送之該物件指令。
8. 如請求項2所述之物聯網專用物件應用模型之架構，其中該物件模型轉譯模組之轉譯方法包括下列步驟： 該通訊命令轉譯模組接收該封包，並顯示該封包之通訊結果； 將該封包傳送至該物件模型轉譯模組，依據該通道設定模組中之資訊及該物件展現模型中之資訊進行數據解譯； 再依據該物件展現模型中之資訊進行資料型態轉換及屬性歸納，將該封包標準化；以及 傳送到該通用存取介面，轉換成該物件指令進行指令回覆。
9. 如請求項2所述之物聯網專用物件應用模型之架構，其中該通訊命令轉譯模組之轉譯方法包括下列步驟： 該通用存取介面將該物件指令傳送到該物件模型轉譯模組； 該物件模型轉譯模組將該物件指令傳送至該通訊命令轉譯模組；以及 該通訊命令轉譯模組中對該物件指令進行通訊命令封裝，再根據該通道設定模組中所儲存之一組物件參照及一組通道參數建立與該外部物件之一通道，以傳送該物件指令給該外部物件。
10. 一種如請求項1所述之物聯網專用物件應用模型之操作方法，其係應用於一應用程式，該物聯網專用物件應用模型儲存於一雲端系統中，該操作方法包括下列步驟： 登入該應用程式，並開啟該應用程式之一物件面板，從該雲端系統或該應用程式中取得該至少一外部物件之複數功能設定及一權限設定，顯示於該使用者介面上； 選擇該至少一外部物件其中之一，於該使用者介面上顯示屬於該所選外部物件的該資料來源模型及該物件展現模型； 對該所選外部物件進行一個人化設定，包括屬性查詢、標準功能設定、擴充功能設定、特有功能設定及物件管理設定；以及 將該個人化設定儲存於該雲端系統。
11. 如請求項10所述之物聯網專用物件應用模型之操作方法，其中該等功能設定及該權限設定係儲存於該物件展現模型中。
12. 如請求項10所述之物聯網專用物件應用模型之操作方法，其中該個人化設定係透過該資料來源模型配合該物件展現模型轉譯後，顯示於該使用者介面上，新設定的該個人化設定會更新該物件展現模型中之內容。
13. 如請求項10所述之物聯網專用物件應用模型之操作方法，其中該屬性查詢包括查詢即時數據、歷史數據、基本資料、趨勢圖、使用者下過的指令等屬性。
14. 如請求項10所述之物聯網專用物件應用模型之操作方法，其中該標準功能包括追蹤方式設定、屬性排程設定及遠程控制設定。
15. 如請求項10所述之物聯網專用物件應用模型之操作方法，其中該擴充功能係提供未來功能擴充機制。
16. 如請求項10所述之物聯網專用物件應用模型之操作方法，其中該物件管理設定包括刪除或修改該外部物件。