[发明专利]一种基于多元组的物联网复杂关系链建模及构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机物联网技术领域，特别涉及一种基于多元组的物联网复杂关系链建模及构造方法。

背景技术

物联网(Internet of Things，IOT)是“物与物相连的网络”，是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网的目的是实现人与物、人与人、物与物的智慧对话，创造一个智慧的世界。物联网的本质主要体现在三个方面：一是互联网特征，即物联网的核心和基础仍然是互联网，物联网是依托互联网进行延伸与扩展的；二是识别与通信特征，物联网的核心技术是利用射频识别装置、红外传感器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备，通过互联网相连实现信息交换与通信；三是智能化特征，即在实现信息交换与通信的基础上，网络系统应根据信息做出相应的反馈，并做出智能决策与控制。

其中，上述第三点反映出物联网的目标是实现实体间直接或间接的智慧化的互动，可以说智能可控决策是物联网特有的难题，也是物联网高效地发挥作用的关键点之一。实现决策和控制的难点之一在于物联网中存在着复杂的关系，包括物与物之间、人与人之间、物与人之间、人或物的活动之间、一些无生命的概念或状态之间的关系。它们有些源于社会活动或业务固有的约定关系或约定的事件过程产生的联系，有些是潜在的需要我们去发现的。这些关系将组合成物联网的复杂关系链。所谓关系链是指在社会网络中的一组关系的集合,集合中的关系是按照一定的次序连续排列的,不同的次序代表着不同的关系链。物联网的关系链的复杂性体现在形式多样、异质(即多种不同性质的关系)、动静兼具、影响因素较多。为了支持物联网的决策与控制服务的有效实现，必须合理地对这种复杂关系链建模，所采用的建模方法需要综合考虑领域间、领域内、物联网不同功能、不同分析需求等方方面面；所建立的关系链模型应该能清晰表达各种关系，并具有可扩展性，还要易于在数据世界中表示，以便于使用。而目前尚无相关的公开成果。

超网络(super networks)作为一种图论概念，可允许一个图中出现表征不同意义的两种以上关系的多种网络融合，目前已被用来解决社会网络的实体关系分析与表征，但是在物联网关系链方面尚无应用，而其对异构的支持恰是物联网复杂关系链建模需解决的关键问题。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

技术问题：本发明目的在于提出一种基于多元组的物联网复杂关系链建模及构造方法，该方法利用多元组划域思想对物联网中实体间的关系进行建模，能够全面地描述物联网中实体间的关联关系，基于该方法所建的关系链模型，以实体间的邻接关系为基础，可以根据服务或业务需求，从不同的角度考察实体间的关系，也可以对其中任意两个关联实体间的活动进一步细化描述，反映其具体的角色变化和状态变迁。通过将关系链结构存储为简单的邻接关联矩阵，并依据对邻接关联矩阵的计算，对两实体间是否存在有向可达性进行判定，进一步基于对邻接关联矩阵深度遍历的方法对可达实体间的具体关联路径，也称链路，进行反向推导，即可构造出复杂关系链。

技术方案：本发明所述的一种基于多元组的物联网复杂关系链建模及构造方法是针对物联网所涉及的实体类型不同、数目众多、范围广泛、关系异常复杂的情况，综合了超网络概念、图论等知识提出的。该方法利用多元组划域思想对物联网中的实体间的关系进行建模；利用图论方法基于实体间的邻接关系构造实体的邻接关联矩阵，以此表示关联域；基于邻接关联矩阵通过反向推导构造出物联网的关系链。本发明完整的方法由三部分组成，即：基于多元组的物联网复杂关系链建模方法、基于图论的关系链邻接关联矩阵表示法和依据关系链邻接关联矩阵反向推导构造关系链的方法。

一、体系结构

本发明所述的一种物联网复杂关系链建模及构造方法主要分为三个阶段：基于多元组的物联网复杂关系链建模、基于图论的关系链邻接关联矩阵表示、依据关系链邻接关联矩阵反向推导构造关系链。