專利名稱：一種物聯網系統中對象的描述方法及對象信息交互系統的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及物聯網技術領域，具體地說，涉及一種物聯網系統中的軟件開發(fā)和數據存儲提供一種通用的對象描述方法及對象信息交互系統。
背景技術：
經過近幾十年的發(fā)展，互聯網取得了巨大的成功，其WWW萬維網通過超文本鏈接標示語言(HTML,Hypertext Markup Language)語言進行信息交換,其常見的現象是瀏覽器所顯示的網頁地址是以.htm (或.html)為結尾的。以現有的成熟的互聯網技術為基礎，目前又新建立了另外一種不同于互聯網功能且比互聯網更為龐大的物聯網，該系統可以自動的、適時地對物體進行識別、追蹤、監(jiān)控并觸發(fā)相應事件。物聯網是近年來的一項熱門技術，現在它廣泛應用于交通、物流、商業(yè)、管理等各領域，面臨的問題就是如何實現物品在不同的物聯網子系統間進行識別、追蹤；如何使物聯網中所有的物品信息通過HTML語言一樣信息交換。而物聯網感知信息的存在不確定性，主要表現在三個方面:感知物品信息的描述不確定、感知物品信息的融合不確定、感知物品信息的使用不確定，只有解決了這三個問題才能實現信息整合以實現物聯網信息的有效利用。目前特別需要一種好的物聯網信息交互模型來解決這一問題，它設計成用于人及機器都可使用的自然物體的描述標準，用于物聯網系統網絡中信息識別、交換、存儲。要解決物品在不同的物聯網子系統間進行識別、追蹤、交換、存儲，基本的條件就是賦與物品以標識和基本屬性。標識是給予物品一個唯一的“身份證”，電子產品編碼(EPC，ElectronicProduct Code)體系很好的解決了物品的標識；而物品屬性描述目前在物聯網中并沒有很好的解決方法?，F實真實世界中的物品豐富多樣，很難以用一個統一的語言來客觀的描述每一個物體。但是，自然物體都有著共同的特性，如物體名稱、體積、重量；企業(yè)、個人交易時又有著時間、空間上的共性。例如，桔子、橙子、統一鮮橙多，它們三者都屬于食品，而桔子、橙子同屬于農作物，鮮橙多又是橙子加工后的商品；人們交易一箱橙子的時間、地點又是相同的。但是，自然物體的一些相關信息(如生產地、保質期)不會變化。每一個物品都有其物理本身屬性，這包括體積和質量。而且它們經常還要考慮內部結構的。此外它們?yōu)椴煌?、個人所擁有，并還要在這些公司和個人之間進行交易?？傊鼈兇嬖谟跁r間和空間中。如何將自然物品的描述，用于物聯網系統網絡中信息識別、交換、存儲，這是物聯網將要面對的問題。只有真正解決物聯網感知信息的不確定性，物聯網的各種應用將得到蓬勃發(fā)展，所感知的信息，建立一個龐大的網絡體系，并對它能進行信息交互和整合，這樣物聯網才有意義?，F有技術中的一種解決方案是一種利用通用監(jiān)控模型對信息系統監(jiān)控的方法，包括步驟:(1)將信息系統中的各種監(jiān)控對象統一設定為通用管理對象進行描述，每個管理對象包括:能夠監(jiān)控到的屬性、獲取屬性的方法；(2)使用通用訪問協議實現獲取屬性的方法；(3)通過配置方式定義管理對象及其訪問，按照一定的語法要求，通過編寫配置文件的方式對管理對象進行描述，完成配置文件編寫后，通過程序生成與該類設備對應的java程序；該java程序每創(chuàng)建一個實例對象，即與現實中該類設備的一個實例設備對應，通過對該java對象的控制，可實現對實際設備的監(jiān)控?，F有技術中提供的另一種物聯網信息源統一描述和訪問方法，該方法是通過互聯網上的服務器完成信息源的注冊、統一描述和訪問，具體為接收物聯網感知設備的部署者和/或數據的使用者的注冊請求并授權，接收部署者對感知設備的注冊，自動生成其對應的單一信息源服務端口及其描述，接收部署者或使用者的組合規(guī)則定義，自動生成組合信息源服務端口及其描述，對單一信息源和組合信息源統一分配標識，并對服務端口及其描述進行存儲，接收使用者的檢索請求，查找服務端口及其描述，使用者通過服務端口獲取數據。本發(fā)明能夠對信息源進行統一描述和注冊，供業(yè)界使用，且能簡化應用和感知設備的設計。綜上所述，現相關技術提供的解決方案中，只是針對基于互聯網的信息系統監(jiān)控的通用監(jiān)控模型，并沒有針對物聯網的專門特性來定義通用的監(jiān)控對象。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種物聯網系統中的對象描述方法及系統，可使得物聯網中的物品信息規(guī)范化。本發(fā)明提供的一種物聯網系統中對象的描述方法，包括:創(chuàng)建用于定義物聯網系統中對象信息特征的元數據庫，該元數據庫分為兩類:核心信息元數據和擴展信息元數據，所述核心信息元數據為用于描述該類物品自身的特征信息，所述擴展信息元數據為與該類對象相關聯的信息；創(chuàng)建核心屬性文件，基于該核心屬性文件對相關文檔的結構和內容約束并將不同的擴展屬性元數據進行組合，根據對象的類型生成相應的元數據屬性模板文件；基于元數據屬性模板文件和采集的數據來實例化描述該對象的文檔。本發(fā)明還提供一種實現物聯網系統感知網絡中對象信息交互的系統，包括:客戶端、網絡服務器、簡單對象訪問協議SOAP引擎、網絡服務器端程序、數據存儲單元，其中:所述客戶端，用于向網絡服務器發(fā)起物品信息查詢、物品實時路徑更新和物品路徑查詢請求，并接受網絡服務器返回相應結果；所述網絡服務器，用于接收客戶端請求，進行解析、驗證確認無誤后后發(fā)給SOAP引擎，并將處理結果返回到客戶端；所述SOAP引擎，用于對來自網絡服務器的請求服務定位到特定的服務處理程序，并將處理結果返回給網絡服務器；所述服務器程序，用于將通過感知設備采集的對象信息填充到元數據屬性模板文件上，這樣采集的對象信息就會以XML文件格式存儲起來，實例化生成一個描述該對象的XML文檔，并接受所述客戶端傳送過來的參數，完成一些邏輯處理和數據存取操作，并將結果返回給SOAP引擎；所述數據存儲單元，設置和保存有元數據庫和對象信息描述文件，該元數據庫包括核心信息元數據和擴展信息元數據，所述核心信息元數據為用于描述該對象自身的特征信息，所述擴展信息元數據為與該對象相關聯的信息。本發(fā)明還提供一種查詢物聯網中對象信息的方法，包括如下步驟:讀取所要查詢對象的標簽，采集相應的編碼信息；根據所述編碼信息找到對應原對象的核心信息文件；解析所述核心信息文件，并保存解析的結果；將所述解析的結果發(fā)給簡單對象訪問協議SOAP引擎，SOAP引擎經過處理后將處理結果傳到客戶端顯示，處理結果包括對象信息描述文檔。綜上所述，本發(fā)明提供的一種物聯網系統中的對象信息描述及識別的技術方案，采用了元數據建模方式，建立一套規(guī)范的定義物聯網物品(監(jiān)測對象)屬性的元數據，對核心屬性的名稱、數據類型、值域、數據精度等都作出唯一的定義，有利于物聯網物品(監(jiān)測對象)的交換；由于這套物聯網物品(監(jiān)測對象)元數據模型有很強的擴展能力，允許不同的類型的元數據進行關聯和擴展，非常適用于數據類型豐富的物聯網信息資源。本發(fā)明提供的技術方案中還包含了位置信息元數據和擴展屬性元數據的中的過程相關元數據和商業(yè)擴展元數據，使得它能很好的跟蹤物品的流動及生產過程情況，可使得物聯網中的物品信息規(guī)范化。


圖1為本發(fā)明提供的一種物聯網系統中的對象描述方法流程圖；圖2為本發(fā)明的具體實施方案中提供的一種物聯網系統對象信息交互系統示意圖；圖3為本發(fā)明提供的查詢物聯網中對象信息的方法流程圖；圖4為本發(fā)明實施例中提供的物聯網中對象的采集數據模型；圖5為本發(fā)明具體實施例中提供的利用XML和通用訪問協議實現物聯網系統中對象信息交互方式示意圖。
具體實施例方式鑒于現有技術中的不足，本發(fā)明提供一種物聯網系統中的對象描述方法，利用元數據和XML的特性設置描述監(jiān)測對象，并且能在物聯網系統網絡中進行識別、交換、存儲。元數據的作用在于:當數以萬億計的各種對象(如，物品)被標識在物聯網中時，如何根據需求找到需要的對象(如，物品)或者通過物的ID 了解對象(如，物品)到底是什么。換一句話的說就是在物聯網網絡上搜索一個對象(如，物品)或者服務時，只需要通過輸入ID號或者關鍵元數據，如:廠商(或服務提供商)、名稱、型號、有效期限、功能、狀態(tài)、安全性等，就能在物聯網中檢索到該對象(如，物品)或者服務，并能查詢到它的基本信息和當前狀態(tài)，并通過關聯授權的數據對相關環(huán)節(jié)進行操作。在建立元數據時，將元數據的諸多元素定義為XML的標簽，根據元素的級別不同進行XML標簽的嵌套式定義，并利用XML的樣式語言實現元數據間的轉換和顯示，使元數據的互操作變得簡單。同時，如果元數據都是用XML語言進行表示和存儲的，利用XML知識體系的通訊和數據傳輸機制，可以很容易實現元數據網絡上的查詢、交互等操作。
物聯網中的各種對象最終都可體現為對象的元數據的描述，這樣物聯網的監(jiān)測對象才可以在網絡中被識別、交換與存儲，因此必須研究物聯網如何利用元數據和XML特性來描述監(jiān)測對象的通用方法。物聯網對象的元數據將規(guī)定元數據的標識、名稱、說明、取值等內容，用于描述物聯網對象的共性部分；同時規(guī)定元數據的擴展原則和方法，用于生成面向特定應用的擴展元數據，最終實現各類信息內容的統一描述。本發(fā)明的核心就是要捕獲這些對象(如，物品)和環(huán)境最基本的物理屬性，將它們描述表示出來，并能在物聯網系統網絡中信息識別、交換、存儲。參照圖1，本發(fā)明提供一種物聯網系統中的對象描述方法，包括:S101，創(chuàng)建定義物聯網系統中對象信息特征的元數據庫，該元數據庫分為兩類:核心信息元數據和擴展信息元數據，核心信息元數據為用于描述該類對象自身的特征信息，擴展信息元數據為與該類對象相關聯的信息；S102，創(chuàng)建核心屬性文件，基于該核心屬性文件對相關文檔的結構和內容約束并將不同的擴展屬性元數據進行組合，根據對象的類型生成相應的元數據屬性模板文件；S103，在物聯網系統中將通過感知設備采集的對象信息填充到元數據屬性模板文件上，以XML文件格式存儲起來，實例化生成一個描述該對象的XML文檔。其中，對象自身的特征信息包括下述信息中至少之一:位置信息、感知信息和組成信息。其中，對象相關聯的信息包括下述信息中至少之一:對象的變化信息、流通過程相關信息、商業(yè)應用的擴展信息。其中，所述描述該對象的文檔為可擴展標記語言XML文件。其中，所設置的核心信息元數據包括元數據涵義、名稱、數據類型、值域、注解。所述根據對象的類型生成相應的元數據屬性模板文件，它受核心屬性文件的約束，描述了物聯網系統中的各個組成部分之間的數據采集邏輯關系，具體包括四類元素:Sensor (傳感器)、tag (標簽)、Observation (采集器)和 Data (數據)。所述生成描述該對象的文檔的步驟，包括:首先，傳感器向采集器發(fā)送采集指令，采集器采集tag信息和對象核心信息；其次，物聯網系統中將通過采集器tag信息和對象核心信息及自定義的對象擴展信息填充到元數據屬性模板文件上，這樣對象信息就會以XML文件格式存儲起來，實例化生成一個描述該對象的XML文檔其中，所述核心屬性文件中的內容至少包括:傳感器、標簽、采集器和采集的數據。其中，在本發(fā)明的具體實施方案中所述核心屬性文件為可擴展標記語言模式XMLSchema文件，用于描述XML文檔的結構?？蓴U展標記語言模式XML Schema文件用于描述XML文檔的結構，它的擴展名為.xsd(XML Schema Def inition又即簡稱XSD)。一個XML Schema會定義:文檔中出現的元素、文檔中出現的屬性、子元素、子元素的數量、子元素的順序、元素是否為空、元素和屬性的數據類型、元素或屬性的默認和固定值。參照圖2，本發(fā)明還提供一種實現物聯網系統感知網絡中對象信息交互系統，該系統包括:客戶端、網絡服務器、簡單對象訪問協議(SOAP, Simple Object Access Protocol)引擎、網絡服務器端程序、數據存儲單元，其中:所述客戶端，用于向網絡服務器發(fā)起對象(如，物品)信息查詢、對象(如，物品)實時路徑更新和對象(如，物品)路徑查詢請求，并接受網絡服務器返回相應結果；所述網絡服務器，用于接收客戶端請求，進行解析、驗證確認無誤后后發(fā)給SOAP引擎，并將處理結果返回到客戶端；所述SOAP引擎，用于對來自網絡服務器的請求服務定位到特定的服務處理程序，并將處理結果返回給網絡服務器；所述服務器程序，用于將通過感知設備采集的對象信息填充到元數據屬性模板文件上，這樣采集的對象信息就會以XML文件格式存儲起來，實例化生成一個描述該對象的XML文檔，并接受所述客戶端傳送過來的參數，完成一些邏輯處理和數據存取操作，并將結果返回給SOAP引擎；所述數據存儲單元，設置和保存有元數據庫和對象信息描述文件，該元數據庫包括核心信息元數據和擴展信息元數據，所述核心信息元數據為用于描述該對象自身的特征信息，所述擴展信息元數據為與該對象相關聯的信息。其中，所述對象自身的特征信息包括下述信息中至少之一:位置信息、感知信息和組成信息。所述對象相關聯的信息包括下述信息中至少之一:對象的生產過程相關信息、流通過程相關信息、商業(yè)應用的擴展信息。對象信息描述文件為可擴展標記語言XML文件。參照圖3，本發(fā)明提供的一種查詢物聯網中對象信息的方法，包括如下步驟:S301，讀取所要查詢對象的標簽，采集相應的編碼信息；S302，根據所述編碼信息找到對應原對象的核心信息文件；S303，解析所述核心信息文件，并保存解析的結果；S304，將所述解析的結果發(fā)給簡單對象訪問協議SOAP引擎，SOAP引擎經過處理后將處理結果傳到客戶端顯示，處理結果包括對象信息描述文檔。其中，所述核心信息文件為可擴展標記語言XML文件。所述編碼信息為電子產品編碼(EPC, Electronic Product Code)。為使本發(fā)明專利的目的、技術方案和優(yōu)點更加清晰，以下將結合具體實施例，并結合附后圖對本發(fā)明實施方式進一步地詳細說明。本發(fā)明提供了一種物聯網系統中對象的信息描述及識別方法，并能夠提供一種動態(tài)的環(huán)境，使與監(jiān)測對象相關的靜態(tài)的、動態(tài)的和處理加工過的數據在物聯網系統中可以識別、交換、存儲。該方法提供了物聯網系統中的對象(如，物品)信息采集的數據模型，用來描述物聯網系統中的各個組成部分之間的數據采集邏輯關系，它分傳感器Sensor、標簽Tag、采集邏輯Observation和數據Data四部分,其數據模型如圖4所示。該方法提供了一個定義物聯網系統中對象(如，物品)屬性的元數據庫，它利用元數據的特性，提供一種通用的標準化詞匯來表示物聯網感知網絡所能識別物體的相關信息。該物聯網系統中對象(如，物品)屬性的元數據庫有兩類元數據:一類是核心信息元數據，另一類是擴展信息元數據(如圖1所示)。核心信息元數據用于直接描述對象(如，物品)，一般可由感知設備采集生成，它包括位置信息、感知信息和組成信息等；擴展信息元數據用于提供對象(如，物品)相關聯的信息，一般由系統自定義，它包括對象(如，物品)加工成產品的相關信息、產品交易流通的過程相關信息和其它商業(yè)擴展信息。該方法提供了一個核心屬性XML Schema文件規(guī)范約束下，將不同的元數據進行組合，根據對象(如，物品)的不同類型生成不同的對象(如，物品)屬性模板文件。本發(fā)明的具體實施例中的實施步驟如下:首先，定義物聯網系統中的對象(如，物品)核心信息元數據。比如對象(如，物品)的位置元數據，包括經度、緯度和高程等；對象(如，物品)的感知信息即能直接通過感知設備采集到的對象(如，物品)信息，包括對象(如，物品)的質量、所處環(huán)境的溫度等。主要定義的部分有:元數據涵義的定義、英文名稱、數據類型、值域、短名、注解等。其次，定義物聯網系統中的對象(如，物品)擴展信息元數據。如果物聯網系統應用于農產品質量追溯系統，就定義被監(jiān)測對象(農產品)生產、加工、交易流通過程的相關元數據。比如:農產品產地信息元數據，包括產地名稱、產地編碼、種植面積等。第三,定義核心屬性XML Schema文件,核心屬性XML Schema文件的定義按照物聯網系統中的對象(如，物品)信息采集的數據模型，它的組成主要包括:傳感器Sensor、標簽Tag、采集邏輯Observation和數據Data四部分,其數據模型如圖4所示。第四，將上面定義好的元數據進行組合生成不同的對象(如，物品)屬性模板文件。按照核心元數據+擴展元數據的方式，其核心元數據全部都選擇和擴展元數據根據對象(如，物品)的類型不同而選取相應的元數據，生成受核心屬性XML Schema文件規(guī)范約束的對象(如，物品)屬性模板文件。比如將上面定義的產地名稱、產地編碼、種植面積的元數據組合起來定義為農產品產地信息。第五，根據元數據屬性模板文件和采集的數據來實例化實體對象，生成對象(如，物品)信息描述XML文檔。對象(如，物品)信息描述XML文檔如下:
<UM0XMLcore:Sensor)
<UMOuid:1D>urn:epc:1:4.16.36</UM0uid:1D〉 /*傳感器的對應的URI標識*/'
<UMOXMLcore: Observation)
<COMM:1D>OOOOOOOK/ COMM:1D >/*采集指令標識*/
權利要求
1.一種物聯網系統中的對象描述方法，其特征在于，包括: 創(chuàng)建用于定義物聯網系統中對象信息特征的元數據庫，該元數據庫分為兩類:核心信息元數據和擴展信息元數據，所述核心信息元數據為用于描述該類物品自身的特征信息，所述擴展信息元數據為與該類對象相關聯的信息； 創(chuàng)建核心屬性文件，基于該核心屬性文件對相關文檔的結構和內容約束并將不同的擴展屬性元數據進行組合，根據對象的類型生成相應的元數據屬性模板文件； 基于元數據屬性模板文件和采集的數據來實例化描述該對象的文檔。
2.按權利要求1所述的對象描述方法，其特征在于，所述對象自身的特征信息包括下述信息中至少之一: 位置信息、感知信息和組成信息。
3.按權利要求1所述的對象描述方法，其特征在于，所述對象相關聯的信息包括下述信息中至少之一: 對象的變化信息、流通過程相關信息、商業(yè)應用的擴展信息。
4.按權利要求1所述的對象描述方法，其特征在于， 所述描述該對象的文檔為可擴展標記語言XML文件。
5.按權利要求1所述的對象描述方法 ，其特征在于， 所設置的元數據包括元數據涵義、名稱、數據類型、值域、注解。
6.按權利要求1所述的對象描述方法，其特征在于， 所述根據對象的類型生成相應的元數據屬性模板文件，該模板文件受核心屬性文件的約束，用于描述物聯網系統中的各個組成部分之間的數據邏輯關系，具體包括四類元素: 傳感器(Sensor)、標簽(tag)、采集器(Observation)和數據(Data)。
7.按權利要求1所述的對象描述方法，其特征在于，所述生成描述該對象的文檔的步驟，包括: 首先，傳感器向采集器發(fā)送采集指令，采集器采集標簽信息和對象核心信息； 其次，物聯網系統中將通過采集器標簽信息和對象核心信息及自定義的對象擴展信息填充到元數據屬性模板文件上，以XML文件格式存儲起來，實例化生成一個描述該對象的XML文檔。
8.按權利要求1所述的對象描述方法，其特征在于，所述核心屬性文件中的內容至少包括: 傳感器、標簽、采集器和采集的數據。
9.按權利要求1或8所述的對象描述方法，其特征在于，所述核心屬性文件為可擴展標記語言模式XML Schema文件,用于描述XML文檔的結構。
10.一種實現物聯網系統感知網絡中對象信息交互的系統，其特征在于，該系統包括:客戶端、網絡服務器、簡單對象訪問協議SOAP引擎、網絡服務器端程序、數據存儲單元，其中: 所述客戶端，用于向網絡服務器發(fā)起物品信息查詢、物品實時路徑更新和物品路徑查詢請求，并接受網絡服務器返回相應結果； 所述網絡服務器，用于接收客戶端請求，進行解析、驗證確認無誤后后發(fā)給SOAP引擎，并將處理結果返回到客戶端；所述SOAP引擎，用于對來自網絡服務器的請求服務定位到特定的服務處理程序，并將處理結果返回給網絡服務器； 所述服務器程序，用于將通過感知設備采集的對象信息填充到元數據屬性模板文件上，這樣采集的對象信息就會以XML文件格式存儲起來，實例化生成一個描述該對象的XML文檔，并接受所述客戶端傳送過來的參數，完成一些邏輯處理和數據存取操作，并將結果返回給SOAP引擎； 所述數據存儲單元，設置和保存有元數據庫和對象信息描述文件，該元數據庫包括核心信息元數據和擴展信息元數據，所述核心信息元數據為用于描述該對象自身的特征信息，所述擴展信息元數據為與該對象相關聯的信息。
11.按權利要求10所述的系統，其特征在于，所述對象自身的特征信息包括下述信息中至少之一: 位置信息、感知信息和組成信息。
12.按權利要求10所述的系統，其特征在于，所述 對象相關聯的信息包括下述信息中至少之一: 對象的生產過程相關信息、流通過程相關信息、商業(yè)應用的擴展信息。
13.按權利要求10所述的系統，其特征在于，所述對象信息描述文件為可擴展標記語言XML文件。
14.一種查詢物聯網中對象信息的方法，其特征在于，包括如下步驟: 讀取所要查詢對象的標簽，采集相應的編碼信息； 根據所述編碼信息找到對應原對象的核心信息文件； 解析所述核心信息文件，并保存解析的結果； 將所述解析的結果發(fā)給簡單對象訪問協議SOAP引擎，SOAP引擎經過處理后將處理結果傳到客戶端顯示，處理結果包括對象信息描述文檔。
15.按權利要求14所述的方法，其特征在于，所述核心信息文件為可擴展標記語言XML文件。
16.按權利要求14所述的方法，其特征在于， 所述編碼信息為電子產品編碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種物聯網系統中的對象描述方法及系統，包括創(chuàng)建用于定義物聯網系統中對象信息特征的元數據庫，該元數據庫中具有核心信息元數據和擴展信息元數據，核心信息元數據為用于描述該類物品自身的特征信息，擴展信息元數據為與該類相關聯的信息；創(chuàng)建核心屬性文件，基于該核心屬性文件對相關文檔的結構和內容約束并將不同的擴展屬性元數據進行組合，根據對象的類型生成相應的元數據屬性模板文件；基于元數據屬性模板文件和采集的數據來實例化描述該對象的文檔。根據本發(fā)明提供的方法，描述信息中包含過程相關元數據和商業(yè)擴展元數據，使得它能很好的跟蹤物品的流動及生產過程情況，可使得物聯網中的物品信息規(guī)范化。
文檔編號H04L29/08GK103095823SQ201310008118
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權日2013年1月9日
發(fā)明者劉玉輝, 周訓波, 馬君, 王宇 申請人:大唐軟件技術股份有限公司