[发明专利]语义网关的建模方法和语义网关

说明书

根据本发明，提出了一种语义网关的建模方法，包括：各自使用不同的协议的多个设备向语义网关输入多个协议数据；语义网关分别对输入的多个协议数据进行协议分析和语法归纳，得到与多个协议数据相对应的多个协议本体实例；语义网关利用字典库与模型本体库对多个协议本体实例进行语义查询匹配，得到与多个协议本体实例相对应的多个模型本体；以及语义网关将多个模型本体进行合并来生成通用模型。

技术领域

本发明涉及一种语义网关的建模方法和语义网关，通过为给定工业应用场景下的采用不同协议的多个异构设备的通信建立通用模型，能够在多个异构设备之间建立具有相同语义而具有不同表达形式的信息之间的映射，进一步，能够容易地实现异构设备之间的信息交互。

背景技术

如所周知的，传统的工业网关用于协议层的数据交换。随着智能制造技术的发展，出现了能够进行以下操作的智能网关：基于关系数据库的简单应用，收集各设备的信息存到数据库，并能对收集的数据进行简单处理，如计算统计值(均值，最大/最小值等)、数据过滤、辅助判断(报警)。

IDC统计报告显示，到2020年将有超过500亿的终端与设备联网，而到2018年，就将有50％的物联网网络将面临网络带宽的限制，40％的数据需要在网络边缘侧分析，处理和储存。工业物联网是其中非常重要的一个领域。所以新型工业网关的发展势在必行。

在我国工业系统中，由于历史原因，异构信息系统非常普遍。这导致异构信息系统间数据的互操作性低，不利于应用的开发及部署。另外随着硬件性能的大力发展，使得在边缘节点处部署基于语义的计算与推理成为可能，出现了各种各样的语义网关。

所谓语义可以简单地看作是数据所对应的现实世界中的事物所代表的概念的含义，以及这些含义之间的关系，是数据在某个领域上的解释和逻辑表示。

在语义网关中，最重要的部分是如何解决异构数据的通信、建模以及模型映射问题。许多组织提出了建模理论、方法来解决某一个领域内的异构信息通信，模型库需要根据具体应用场景需求进行维护更新，各领域间的信息系统通信则需要通信协议适配和模型映射技术来解决。另外在一些专用设备领域，不排除一些特定数据信息模型的使用，所以也需要相应策略对应。

在中国专利公开CN103839155A中，提出了一种基于语义网关的异构信息系统模型集成方法。该专利文献提供一种制造企业中基于语义网关的异构信息系统模型集成方法，包括如下步骤：按照不同信息系统建模方法建立语义网关的模型、建立语义网关相应的适配器模型、建立不同建模方法的语义网关模型之间的信息映射；企业信息系统的信息通过相应建模方法的适配器模型与相应方法的语义网关模型连接，其信息经过语义网关的映射，将信息映射到另外一种建模方法建立的语义网关模型中，另一种建模方法的语义网关模型对信息进行解析，然后通过另外一种建模方法的适配器模型将信息连接到这种建模方法建立的企业信息系统中，完成信息的集成。该专利文献从信息系统的建模层面，提出了一种语义网关集成建模结构和相应的方法，用于实现异构信息系统的信息集成。

该现有技术的专利文献提出了根据建模理论，运用建模语言、建模方法和建模工具建立语义网关模型、建立不同建模方法的语义网关模型之间的信息映射的方法，实现异构信息系统的信息集成。

但是，该异构信息系统信息集成方法不利于实际部署与应用。这是因为：多种理论、方法，再加上不同领域、不同业务的建模需求，使得在部署语义网关时需要根据具体业务需求进行建模，使得在语义网关的建模工作量繁重，不利于实际部署。

另外，在实际使用过程中，由于生产线引入新设备可能引起新模型和新映射增加，使得语义网关模型库的维护更新也不方便。

发明内容