[发明专利]一种异构感知数据的动态适配接入方法

说明书

本发明公开了一种异构感知数据的动态适配接入方法，包括建立面向SWE数据接入的HSIM模型，并实例化模型；根据实例进行传感器注册；传感器信息管理；根据实例，查询方法库，配置和组合传感器连接方法、数据译码方法，动态生成适配器；动态适配器与传感器进行交互；数据服务管理器通过SWE服务接口进行数据交互等；本发明HSIM模型不仅描述了传感器属性和传感器观测能力，而且描述了异构物理传感器和异构虚拟传感器在通信能力和数据表达方面的特征。本发明根据物理传感器和虚拟传感器的通信接口和数据表达的特征，动态配置与组合连接器模块与译码器模块，生成适配器，不仅实现异构的物理传感器感知数据适配接入，而且实现虚拟传感器感知数据的动态适配接入。

技术领域

本发明属于智慧城市异构数据集成与共享技术领域，特别涉及一种异构感知数据的动态适配接入方法。

背景技术

智慧城市通过信息技术手段，动态监测、分析整合和利用城市各部分的数据，实现对城市生活环境的透彻感知、城市资源的全面调控、城市中各个部分协调配合。当出现应急突发情景，如自然灾害、事故灾难、公共卫生、社会安全等突发事件，智慧城市一般通过应急响应避免大财产损失和严重的人员伤亡。然而，各行业部门、企业和个人都布设了各种各样的传感器，传感器数据的采集、传输和发布等也呈现多种形式，导致各种数据的存在形式、来源和记录格式也各不相同，城市感知数据呈现异构性。异构性体现在以下几个方面：1)数据的表达形式多样，体现在不同应用领域，数据的行业标准不同，封装的格式不同；2)数据的传输协议多样，例如有基于tcp、http的数据传输协议，3)数据的来源多样，除了物理传感器外，还有虚拟传感器，如权威部门中国气象，通过网络定期发布气象预报或实时气象数据。由此可见，城市管理数据来源多、类型杂、体量大，为了实现智慧城市各类信息资源包括传感器资源的有效整合与应用，需要构建统一有效的异构数据接入，为城市时空实体(如基础地理实体、城市基础设施、移动目标等)和时空事件(如交通流量、人群聚集、空气质量等)提供有效的信息服务和决策支持。

针对城市建设中感知数据的异构性问题，用标准化的元数据来统一管理分散的数据资源，并基于网络实现数据资源共享与服务，该模式的解决方式，得到了普遍理解和认同。开放地理空间信息联盟的传感器网整合框架(SWE,Sensor Web Enhancement)是上述解决方式最典型体系，SWE不仅定义了标准化的元数据，同时，通过定义一系列信息共享方面的网络服务标准(OGC Web Service，OWS)，如WCS、WSC和SLD等多个OWS，实现了所有类型的传感器、变送器、传感数据仓库，可发现、可接入、可使用。SWE定义的传感器标记语言(Sensor Markup Language，SensorML)和观测与测量标准(Observations&Measurements，O&M)消除了数据表达多样导致的数据只能被专有应用使用的问题，消除了信息孤岛现象，为城市运营提供了完整综合性数据服务。开放地理空间信息联盟所发布的系列标准已得到广泛认同，成为事实上的工业标准。

但是，SWE主要是面向用户提供传感器信息及其数据的查询，与各类传感器的连接主要通过中间件实现。传感器接入到SWE服务时，仍需要做适配工作，将传感器协议转换成SWE协议。由于数据协议和来源的多样性，当感知数据与SWE的服务连接时，仍然需要大量人工操作和重复性开发，而且，SWE规范中没有明确定义适配的方法和具体位置，自动适配的问题仍没有得到解决。这将导致城市传感网建设时，需要大量人工操作为每个传感器进行协议转换，工作量巨大。在智慧城市建设中，包括物理传感器与虚拟传感器在内，需要为成千上万的传感器提供异构的感知数据。人工协议转换的方式效率低，严重阻碍智慧城市的发展进程。因此，需要设计一种感知数据适配接入的方法，使异构数据自动适配接入，减少复杂的人工操作，以解决异构感知数据接入效率低下的问题，实现传感器的“即插即用”。