基于本體的物聯網設備資源描述模型構建分析

◆查曉穎

（鎮江高等職業技術學校 江蘇 212016）

基于本體的物聯網設備資源描述模型構建分析

◆查曉穎

（鎮江高等職業技術學校 江蘇 212016）

基于現階段物聯網存在的對海量異構設備缺乏統一描述現狀，相關研究人員基于本體提出了具有針對性物聯網資源描述模型的構建方案，在對物聯網設備資源特點展開詳細分析前提下將設備具體劃分為控制、屬性、隱私及狀態等幾大方面資源類型進行綜合闡述探討，進而通過相關案例數據致使該模型結構能夠得到有效應用實現，該實驗結果顯示，物聯網設備資源描述模型具有較好發展前景。本文主要對基于本體的物聯網設備資源描述模型構建展開有效研究分析。

本體；物聯網；設備資源；模型構建

0 前言

根據相關調查顯示可知，物聯網一詞最早出現于1999年，是由MIT Auto-ID教授主任提出，在科學技術的飛速發展背景下其概念內容也在不斷更新豐富，現階段將物聯網主要定義為利用二維碼來對相關設備儀器進行識別、讀取、紅外線感應器、全球定位系統及激光掃描等工作，基于某種規范標準能將互聯網與其他物品實現有效連接，進行達到信息資源傳遞最終目的。由此可知，基于本體的物聯網設備資源描述模型構建也顯得勢在必行，對設備之間信息數據的有效共享起到了良好促進作用。

1 基于本體的物聯網設備資源描述模型構建分析

基于物聯網實體設備角度來看，其需要在經過一系列詳細描述之后方可成為能夠有效應用資源，而本文核心主旨便是基于互聯網設備運行特點，在本體條件下來對設備資源模型進行構建，進而便于實現對物聯網設備資源的統一性闡述分析，如下圖1。

圖1 物聯網設備資源描述流程圖

由該圖可以了解到，在物聯網設備層結構中往往存在著海量物聯網設備資源，其具有種類繁多且相互異構等特點，如執行器、傳感器及其他設備等，其基于設備特征都將被劃分到各類型之中，如執行器被劃分到控制資源中，傳感器被劃分到感知資源中，最終再以統一接口形式實現傳遞發布，便于充分展現各類業務效果和功能[1]。

1.1 基于本體背景下的模型構建過程

基于相關調查數據顯示可知，本體這一詞匯最早應用在哲學領域，是指對系統性的客觀解釋闡述，是對共享模型的一種規范性介紹，在某種程度上其促進了信息技術、知識方面及人工智能行業的發展速度，并且本體還能針對某一領域內的某方面知識展開統一化描述，進而充分體現該方面知識的具體功能應用，現階段，本體已在數字圖書館、知識工程項目、信息檢索、智能體系及異構集成等領域得到廣泛化應用。同時基于Perez等提出的本體模型分類方法構建可以將模型構建環節劃分為以下幾大點：分別是關系、函數、實例、公理及類等，得到具體本體模型如下：O=｛R，F，A，I，C}；其中往往R代表的是類之間的互相關系，如整體和局部、屬性和實例等等；F代表的是將函數可以更加直觀性的凸顯，如 F=C1×C2×...×Cn-1；A代表的是公理的集合；I代表的是實例集合；C代表的則是類的具體含義，可將其進一步劃分為基本類別，而基本類別又包含屬于其的各子類別。在對上述有關物聯網設備資源模型構建了解基礎上，相關人員需要針對物聯網設備自身屬性及特征展開針對性分析探討，進而對其各類資源類型和類相互關系有效總結闡述，借此來建立基于本體條件下的物聯網設備資源描述模型總體框架，實現模型的有效細化效果[2]。

1.2 物聯網設備資源模型簡要概述

現階段，針對物聯網設備的資源模型描述可具體劃分為以下幾點：第一，物聯網設備生產反饋信息。具體包括物聯網設備自身運行狀態、設備資源的儲存和控制反饋等信息資源等，可以將其劃分為狀態類型和歷史信息類型兩方面；第二，物聯網設備用戶權限。由于不同物聯網設備類型對于不同用戶所展現出的權限控制標準也是存在一定差距，因而可將此種類型列入到隱私類之中；第三，物聯網設備自身信息資源。具體包括設備類型、設備參數屬性及控制訪問接口等，因而可以將其具體劃分為控制類型和屬性類型。

由此可知，歷史信息類型主要存在目的就是對物聯網設備運行狀態進行查看和有效控制；而隱私信息類型則是指要對物聯網設備歷史信息及狀態實行用戶權限控制。除此之外，基于上述內容分析得出結論，可以基于狀態、屬性、控制及隱私等方面環節來對物聯網設備資源模型展開有效描述，并基于此設計出相應類概念，在各個類之間關系進行有效分析展示，從而建立基于本體的設備資源描述模型總體架構，具體如下：第一，狀態類型。具體是指對各個設備的工作狀態、反饋狀態及采集狀態等進行統一反映，而工作狀態又包括狀態數值、狀態名稱；反饋狀態又包括反饋格式、反饋類型及反饋數據信息等；而采集狀態則又包括采集類型、格式及數據信息等。第二，屬性類型。具體是指對物聯網設備自身屬性展開詳細描述，如基本屬性、生產者屬性及所有者屬性等。第三，控制類型。具體是指針對設備控制訪問接口數據信息展開詳細描述，又將其分為控制類別和參數等信息。第四，隱私類型。具體是指對設備控制訪問用戶權限的控制，包含狀態訪問權限、歷史信息及控制權限等方面內容[3]。

2 面向智慧化辦公室的具體應用分析

2.1 應用背景闡述

在人們生活質量的不斷提升背景下，智慧辦公室形態也逐漸在人們日常生活中得到廣泛應用，其作為以往傳統辦公室形態和物聯網技術有效結合生成的產物，不但能為人們提供正常工作環境，還能借助電子化手段為其帶來一個安全舒適辦公狀態。然而基于目前實際情況來看，市場上存在的智慧辦公室也存在一定問題，如數字攝像頭等高科技技術不夠先進、周圍環境信息采集能力較弱、無法全面完整實現對辦公環境的實時環境數據監測記錄及不具備相對統一的物聯網設備描述模型等[4]。因此為了有效解決上述問題，本文主要基于本體條件下設計并實現了物聯網技術的智慧化辦公室系統，其不但能夠充分支持對環境溫度、濕度計人體感應等傳感器運行的環境監測工作，還能夠有效展開相關有害氣體及PM2.5的控制監測，再加上網絡攝像頭監控設備和聲音報警設備的安裝，實現了對智慧辦公室的全面監控。同時為了實現對其的有效管理，進而充分凸顯出智慧辦公室各項應用功能，相關研究人員就需要基于物聯網設備資源模型描述基礎上，對各個異構設備展開詳細描述分析，進而便于實現設備信息資源的有效共享，為更好凸顯業務功能效果提供良好保障[5]。

2.2 設備資源的統一描述分析

根據相關調查顯示，原有系統模型底部主要接入各種類型設備，即為不同類型傳感器和執行器等，并且再加上具有視頻采集功能攝像頭的安裝，實現了設備接口、數據格式異構性的有效防止，便于實現對設備系統的統一化管理。因此本文基于物聯網設備資源描述前提下，針對各個設備展開了詳細化資源闡述，不同種類設備具有的不同應用功能主要體現在不同類資源上，而本文主要涉及到的溫度、濕度等傳感器設備也具有一定程度的數據信息采集功能，可以借助狀態方式來對其詳細查看，并且其還對隱私信息、屬性信息等起支持作用。由此可知，其也具備屬性、隱私、狀態及控制等資源類型。

同時為了實現對設備資源描述的有效儲存傳遞，相關人員需要通過格式化手段來對其闡述，當前主要包含的集中描述語言如下：第一，XML。其屬于一種適用于電子文件標記的語言類型，具有結構性特點，能夠允許用戶對自身語言標記進行定義，并且該種語言類型較為適合萬維網傳遞，能夠利用統一化形式實現應用程序和供應商之間數據的有效轉換，而W3C在1998年提出了XML1.0標準規范，能對網絡信息數據實現進一步簡化作用。第二，JSON。其屬于一種輕量級別的數據交換模式，能完全獨立于語言之外，為人們更好閱讀和撰寫提供了極大便利性，并且還能適用于設備生成解析，支持多種語言，如 PHP、Python、ColdFusionn、Java等，從而實現服務器終端的有效解析。第三，YAML。其屬于一種能被電腦客觀直接識別的數據格式，具有可讀性較強且便于閱讀等特點，主要用于表達資源信息的編程式語言，并且其與XML相比較而言語法表達更為簡單[6]。充分考慮到上述設備資源模型描述特點，本文考慮采用JSON語言形式作為基于本體物聯網設備資源的主要描述性語言，其不但能全面詳細表達出本模型所包含的所有內容，還能比其他兩種語言形式更加簡練化，儲存空間總體比例較小，具體格式如下：

"Device ID"：{

"Attribute"：{

"type 1"："value 1"，

"type 2"："value 2"，

"type 3"："value 3"

}，

"Status"：{

"type 4"："value 4"，

"type 5"："value 5"，

"type 6"："value 6"

}，

"Control"：{

"type 7"："value 7"，

"type 8"："value 8"，

"type 9"："value 9"

2.3 業務功能應用實現

基于上文了解到，物聯網設備系統中各設備的資源模型描述可以實現數據信息的有效共享，并且在此基礎上還能充分展現出智慧辦公室的業務應用功能，具體包括以下幾種類型：第一，一旦人體感應傳感器監測到非工作時間范圍內出現辦公室人員出入等情況，便會立即啟動網絡攝像頭展開監控拍照記錄；第二，辦公室正常工作時間內，一旦檢測到空氣中含有有毒氣體或是PM2.5空氣質量較差，則要通過執行器等設備來發出警報向相關人員提示；第三，在傳感器對室內溫度、濕度進行監測時一旦發現其數值較大，要立即進行紅外發射器的啟動，進而來大大降低空氣溫度、濕度，促使室內空氣環境達到適宜狀態。因此針對上述提到的三種情況需要及時制定詳細流程，從而最大限度避免不利情況產生。

3 結束語

總而言之，現階段我國物聯網領域的發展明顯存在缺乏系統資源描述模型等問題，因而基于本體條件下的物聯網設備資源描述模型構建勢在必行，可以將設備資源詳細劃分為屬性、狀態、控制及隱私等幾方面內容，對其實現統一化的描述分析，進而有利于實現各個設備之間數據信息的有效共享。在此以智慧辦公室為例，將物聯網設備資源描述模型具體應用其中，并制定了相應語言格式標準，便于針對設備資源描述過程展開針對性分析，從而實現物聯網設備資源模型構建的最佳效果，在未來發展過程中也具有較遠發展前景和應用價值。

[1]程珊珊．基于物聯網的教學環境中感知模型構建[J]．無線互聯科技，2014．

[2]李剛，雷國平，唐彥等．黑龍江國土資源數據高效利用云計算模型構建[J]．哈爾濱工程大學學報，2013．

[3]郭新宇．農村物聯網信息資源可視化服務技術研發與應用[J]．中國科技成果，2015．

[4]秦勇．基于物聯網技術的體育信息管理[J]．電子設計工程，2016．

[5]楊成，繆培培，胡旺等．互聯網+背景下智慧學習支持服務研究[J]．終身教育研究，2017．

[6]張思源．物聯網安全問題分析及安保機制構建[J]．卷宗，2016．