一种工业互联网组件信息方法与流程

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种工业互联网组件信息方法。

背景技术：

近年来，随着新一代信息技术与传统行业的加速融合，全球新一轮科技革命和产业变革正蓬勃兴起。一系列新的生产方式、组织方式和商业模式不断涌现，正快速推动全球制造业的数字化、网络化、智能化变革。

在不同国家和地区，这一变革被赋予很多不同的名称。例如中国和美国都提出“工业互联网(industrialinternet)”，强调利用先进的人工智能、云计算等互联网技术处理工业大数据，提升产业价值；德国提出“工业4.0(industrie4.0)”，强调利用物联网(internetofthings，iot)、务联网(internetofservice，ios)、信息物理融合系统(cyberphysicalsystem，cps)等技术打造智能产品和智能工厂，提高生产效率和创造附加价值。然而究其本质，都是希望通过it信息技术与ot操作技术的融合，促进制造业的深刻变革，打造新型工业体系。

如何推动工业互联网发展与落地，一个重要的核心问题就是如何使机器、产品、零部件变得智能，从而将其连入网络，充分利用工业互联网网络基础设施，实现工业数据流动、交互、使用。但是工业门类多达500多种，应用场景差异大，工厂内网络存在工业现场总线、工业以太网等几十种不同的网络协议，不同工业企业根据需求自定义了十分复杂的数据格式。因此需要一种通用工业互联网基本组件模型，能够包容各种目标对象的数字化需求，从而将机器、产品、零部件这样的物理对象转变为数字化的网络对象，可以通过网络进行连接和交互。

数字对象体系架构(digitalobjectsarchitecture，doa)是由互联网之父、tcp/ip协议的联合创始人罗伯特﹒卡恩博士提出的一种未来网络架构，包括一套永久唯一的、安全可信的编码机制(handle标识)，一个全球互联的分布式管理系统(handle系统)，一批面向数字对象粒度的信息管理机制。

如下所示，handle标识编码结构包括两个部分：

<handle>＝<namingauthority>"/"<localname>

其中，权威命名(namingauthority)是指可以全球路由寻址的前缀标识，而本地名称(localname)则是指仅在本地提供路由寻址的后缀标识。两者之间由ascii字符"/"(0x2f)所分割。handle标识的唯一性、兼容性、可扩展性使其很适合为工业互联网中的机器、产品、零部件等“物”的概念提供身份识别功能，但目前handle标识编码结构尚无严格定义，也对其实用性造成很大影响。

工业互联网的基础是“连接”，即通过网络将机器、产品、零部件等工业的物理实体连接到虚拟的网络空间中；核心是“数据”，即通过网络基础设施实现对产品描述、工序、算法、设计图纸、制造流程、状态监控等工业数据的交换和共享。但是工业互联网的连接主体差异性很大，不同行业、不同企业、不同工厂、不同产品都可能使用自定义的数据格式和标记。只有当制造链中一个对象的描述信息能够被其他所有对象都理解时，信息的交换和共享才能真正体现价值和功效。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种工业互联网组件信息识别方法，能够实现组件内异构信息的兼容性识别。

为解决上述技术问题，本申请的技术方案是这样实现的：

一种工业互联网组件信息识别方法，该方法包括：

针对一联网对象，根据语义资料库为该联网对象配置组件标识、描述文件和服务接口，并与该联网对象组成工业互联网组件模型；

当需要识别一工业互联网组件时，获取该工业互联网组件的组件标识；

基于该组件标识向标识解析系统发起查询请求；

接收到所述标识解析系统返回的语义资料库地址；并根据接收到的语义资料库地址向对应语义资料库服务器查询该组件标识对应的工业互联网语义词汇表；

接收到语义资料库服务器返回的查询该组件标识对应的工业互联网语义词汇表获得的语义描述信息，并根据所述语义描述信息将对应工业互联网组件模型中的信息映射为可识别该工业互联网组件的语义词汇。

由上面的技术方案可知，本申请中通过定义工业互联网语义词汇表、以统一语义技术建立工业互联网组件模型；使用者通过工业互联网组件的组件标识在工业互联网语义词汇表中查询到对应的语义描述信息，从而能够识别工业互联网组件模型中的信息。该技术方案能够实现组件内异构信息的兼容性识别。

附图说明

图1为本申请实施例中工业互联网语义词汇表示意图；

图2为本申请实施例中工业互联网模型示意图；

图3为本申请实施例中工业互联网组件信息识别系统示意图；

图4为本申请实施例中工业互联网组件信息识别流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图并举实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。

本申请实施例中提供一种工业互联网组件信息识别方法，通过定义工业互联网语义词汇表、以统一语义技术建立工业互联网组件模型；使用者通过工业互联网组件的组件标识在工业互联网语义词汇表中查询到对应的语义描述信息，从而能够识别工业互联网组件模型中的信息。该技术方案能够实现组件内异构信息的兼容性识别。

首先，需要定义语义资料库中的工业互联网语义词汇表。该工业互联网语义词汇表包含的内容为工业互联网组件类；

参见图1，图1为本申请实施例中工业互联网语义词汇表示意图。图1中工业互联网组件类(ii:component)包括：联网对象类(ii:ico)、组件标识类(ii:id)、描述文件类(ii:profile)和服务接口类(ii:si)。

联网对象类包括：采样频率类(ii:frequency)、显示方式类(ii:display)、数据类(ii:data)等；其中，数据类包括：配置数据(hascofigdta)、应用数据(hanappdata)、测量数据(hasmeasuredata)等

组件标识类包括：唯一标识类(ii:identification)，利用handle技术作为组件唯一的标识；标签类(ii:label)，用于标记一些关键词，更加适合人类识读和记忆。

描述文件类包括：类型类(ii:type)、归属者类(ii:owner)、位置类(ii:location)、颗粒度类(ii:granularity)、生命周期状态类(ii:lifestage)等。

服务接口类包括：通信类(ii:communication)，包括通信协议、组件通信的接口地址和端口等；平台类(ii:platform)，包括平台提供商、平台的接口地址和端口等。

图1中只是为了说明本申请实施例中针对联网对象类(ii:ico)、组件标识类(ii:id)、描述文件类(ii:profile)和服务接口类(ii:si)各类进一步扩展的各类，以及各类的属性信息，实际应用中不限于图1中所示，可以根据实际需要进行灵活设置。

针对一联网对象，根据语义资料库为该联网对象配置组件标识、描述文件和服务接口，并与该联网对象组成工业互联网组件模型。

参见图2，图2为本申请实施例中工业互联网模型示意图。

图2中联网对象(internet-connectedobjects，ico)是指具备基本通信能力的目标对象，例如机器、产品、零部件等，至少应具有被动通信能力。

一个指定的工业互联网组件内部可以包含有多个工业互联网组件/联网对象，甚至是多层工业互联网组件/联网对象的嵌套。

组件标识(identification，id)是对工业互联网组件的全局唯一标识；即可以永久的、唯一的识别和区分工业互联网组件的名字符号。

本发明中采用handle标识编码作为工业互联网组件标识技术，为提高其实用性，本发明定义其具体编码结构如下：

<handle>＝<namingauthority>"/"<localname>

其中，权威命名(namingauthority)形式化定义为：

<namingauthority>＝*(<namingauthority>".")<nasegment>

<nasegment>＝1*(％x00-2d/％x30-3f/％x41-ff)；

即每一个权威名字由多个权威命名分片(nasegment)组成，其中每一个权威命名分片都是任何可以映射成utf-8编码的unicode2.0字符的8位字节，除了'0x2e'和'0x2f'(对应于ascii字符'.'和'/')。权威命名分片之间通过"."分割。

特别是考虑到工业互联网网络包括工厂外网络和工厂内网络两部分，为了提高工厂内网络服务性能，设置<namingauthority>特定属性值“local”为本地查询，无需全球性递归解析，而直接寻找本地语义资料库。

其中，本地名称(localname)形式化定义为：

<localname>＝<resourcename>"/"<thingname>

即本地名称包括资源名称和物理名称两部分：

<resourcename>＝*(<resourcename>"/")<rnsegment>

<rnsegment>＝1*(％x00-2d/％x30-3f/％x41-ff)；

即每一个资源名称由多个资源名称分片(rnsegment)组成，其中每一个资源名称分片都是任何可以映射成utf-8编码的unicode2.0字符的8位字节，除了'0x2e'和'0x2f'(对应于ascii字符'.'和'/')。资源名称分片之间通过"/"分割；

<thingname>＝1*(％x00-09)；

即物理名称为数值“0-9”的数字编码。

描述文件(profile)是指对工业互联网组件各项特性和功能的数字化说明书。也是对工业互联网基本组件内涵对象各项功能、信息、通信等业务活动层次范围的定义以及目录清单。

可以通过查阅描述文件，读取该组件的自我描述，从而通过适当的方式与该组件进行信息交互。但是考虑到工业互联网的复杂性，描述文件实际上很难有标准的格式。考虑到性能因素，实际上也无法保证每一个工业互联网组件都有完全相同的描述文件条目。

因此，工业互联网组件的描述文件(ii_compent_profile)可以采用如下json格式表述：

描述文件中的每一个条目均采用“key-value”的键值对形式表述，key为数据类型，如通信接口、产品类型、安全等级、生命周期状态等，value为具体数值。为了保证数据类型的一致性，可以用handle标识进行永久的唯一标识。也可以在本地网络中，已经明确数据类型时，通过设定整个工业互联网组件标识的权威名字为“local”来省略所有数据类型的handle标识权威名字。

服务接口(serviceinterface，si)是指与工业互联网基本组件进行数据和信息检索、查询、交换的接口。

下面以xml格式给出针对组件模型进行数字化描述具体实例：

该xml文件中描述的工业互联网组件类为component1234，组件标识类为id1234、描述文件类为profile1234、服务接口类为si1234、联网对象类为ico1234；组件标识类中，唯一标识为“handle://86.730.sanyi/ii/df/equipment/11ad057710”，标签为sanyiequipment，即三一重工的设备；描述文件类中，类型为type1234、归属者为owner1234、位置为location1234、颗粒度为granularity1234、生命周期状态为lifestage1234；归属者类中，归属者标识为“handle://86.730.sanyi/”，归属者名称为三一重工，归属地理位置为中国湖南长沙。

参见图3，图3为本申请实施例中工业互联网组件信息识别系统示意图。该系统包括：工业互联网组件、标识解析系统、语义资料库服务器。

工业互联网组件：工业互联网组件可以是一个传感器、一台机器，甚至可以是一个完整的工厂对应的工业互联网组件。

标识解析系统：类似于互联网中的域名系统(domainnamesystem，dns)，提供了标识到信息的关联映射，或者提供了存储信息的服务器地址。

本发明中的工业互联网标识解析系统采用handle技术构建，分为两级：

上层是全局handle标识注册局(globalhandleregister,ghr)服务器，负责handle标识中权威命名顶级前缀的分配和管理，同时将任何handle解析查询客户端的请求报文根据顶级前缀分发到不同的本地handle标识注册局服务器。

下层是本地handle标识注册局(localhandleregister，lhr)服务器，存储具体的每一条handle标识与对应信息的关联关系，特别是也包括handle标识与语义资料库地址的关联关系。

语义资料库服务器：存储工业互联网语义词汇表的数据库。考虑到工业互联网发展过程中的阶段性和分布式，不同的标准化组织陆续形成了一批面向制造业的语义词汇表，例如国际电信联盟(itu)、国际标准化组织(iso)、国际电工委员会(iec)、工业互联网产业联盟(iic)等标准化组织。因此，此类不同的工业互联网语义词汇表可以分别建立各自的语义资料库，通过rdf/rdfs实现不同语义词汇表之间的兼容。

一个联网对象在工业互联网中工作的整个生命周期内，价值链中的多个不同参与值，如制造商、使用者，根据需要，可能会对该联网对象进行数字化描述，即可能产生多个不同的工业互联网组件模型。需要识别哪个工业互联网组件均可按照下述方法实现。

下面结合附图，在图3所示的系统中进行信息的识别。

参见图4，图4为本申请实施例中工业互联网组件信息识别流程示意图。具体步骤为：

步骤401，识别设备获取需要识别的工业互联网组件的组件标识。

步骤402，该识别设备基于该组件标识向标识解析系统发起查询请求。

步骤403，该识别设备接收到所述标识解析系统返回的语义资料库地址；并根据接收到的语义资料库地址向对应语义资料库服务器查询该组件标识对应的工业互联网语义词汇表。

步骤404，该识别设备接收到语义资料库服务器返回的查询该组件标识对应的工业互联网语义词汇表获得的语义描述信息，并根据所述语义描述信息将对应工业互联网组件模型中的信息映射为可识别该工业互联网组件的语义词汇。

综上所述，本申请通过定义工业互联网语义词汇表、以统一语义技术建立工业互联网组件模型；使用者通过工业互联网组件的组件标识在工业互联网语义词汇表中查询到对应的语义描述信息，从而能够识别工业互联网组件模型中的信息。该技术方案能够实现组件内异构信息的兼容性识别。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。