[发明专利]一种基于语义化标识的工业网络数据分发服务系统及方法

权利要求书

1.一种基于语义化标识的工业网络数据分发服务系统，其特征在于，包括：

终端，用于承载工业网络中的数据发布者和订阅者；发布者作为数据的发送方，订阅者作为数据的请求方；

元数据编码服务模块，用于将网络终端的handle标识和元数据进行组装得到工业互联网元数据，并发送给语义化数据分发服务；

语义化数据分发服务模块，用于处理工业互联网元数据，并根据解析出的发布订阅需求进行注册，将订阅请求和发布关键字进行匹配并建立连接，使发布者和订阅者在建立的通路上传输数据；

所述元数据编码服务模块，将终端发布者的元数据转换为工业互联网元数据，信息格式如下：

Handle标识，为终端在Handle系统注册的全球唯一的标识；

名称，为终端名称，由用户指定或系统自动生成；

类型，包括发布、订阅两种，表示终端为数据的发布者或订阅者；

设备标识，存储的是终端所在物理设备的Handle标识；

数据信息，表示终端发布或者订阅数据的相关信息；

所述语义化数据分发服务模块，包括：

语义化处理模块，用于对工业互联网元数据进行自然语言解析和信息提取，对解析并提取出的信息进行消歧，得到所需格式的信息；

注册模块，用于当语义化处理后的信息为发布者注册消息时，完成发布者和订阅者的注册过程，并保存发布者和订阅者的handle标识和名称；

匹配模块，用于当语义化处理后的信息为订阅者注册消息时，将订阅请求与发布者注册消息的发布关键字进行匹配：若该订阅请求与语义化标识库中存储的关键字数据结构一致，则匹配；否则，不匹配；

路由模块，用于匹配后负责建立发布者和订阅者间的通信通路；

读写操作模块，用于负责在匹配一致的发布者和订阅者间的连接通道上读写数据，实现数据传输；

语义化标识库，用于存储语义化处理后的发布请求关键字数据结构，该数据结构用作发布订阅匹配过程中的查询对比依据；

所述语义化处理模块，包括：

语言处理模块，将工业互联网元数据进行自然语言解析，并将解析结果与语义字典里存储的关键字信息比对，将元数据映射成全网统一规范的信息；

语义字典，存储预先设定好的关键字信息；

所述语义化标识库的数据结构，包括：

序号以及对应的Handle标识、参数；

Handle标识，即终端元数据中的handle码，用于查找注册服务中的发布订阅注册信息；

参数包括数据主题、数据类型、数据属性；

所述匹配模块执行以下步骤：

1)从语义化处理模块获取订阅者发送的订阅请求，提取出订阅请求关键字，包括数据主题Topic、数据类型DataType、数据属性Attribute；

2)首先判断请求关键字的Topic项是否为缺省项，不缺省则根据请求关键字到语义化标识库中进行对比匹配，筛选出Topic值符合关键字要求的条目；缺省则保持语义化标识库不变，跳到下一步；

3)接着判断请求关键字的DataType项是否为缺省项，不缺省则在当前语义化标识库处理结果中查找DataType符合要求的条目；缺省则保持语义化标识库不变，跳到下一步；

4)最后判断请求关键字的Attribute项是否为缺省项，不缺省则在当前语义化标识库处理结果中查找Attribute符合要求的条目；缺省则保持语义化标识库不变，跳到下一步；

5)当前语义化标识库中剩余的条目即为匹配结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于语义化标识的工业网络数据分发服务系统，其特征在于，所述数据信息包括：

数据主题，终端发布者为其发布的数据定义的主题，用于数据分发服务匹配数据发布者和订阅者的依据；

数据类型，包括信号量、状态量、事件量、查询量；

数据包长度，代表发送数据包的长度；

数据属性，表征数据的特性，包括数据周期、时延要求。

3.一种基于语义化标识的工业网络数据分发服务方法，其特征在于，所述一种基于语义化标识的工业网络数据分发服务方法基于权利要求1所述的一种基于语义化标识的工业网络数据分发服务系统实现，包括以下步骤：

步骤1：终端向Handle注册服务器注册设备Handle码，Handle注册服务器确认注册；

步骤2：注册成功后，终端设备使用所述Handle码作为其全球唯一的标识；并通过元数据编码服务模块对工业现场终端元数据进行编码；

步骤3：编码完成后发布者注册消息或订阅者注册消息被发送到语义化数据分发服务模块中的语义化处理模块，进行消歧处理，并将结果传递给注册模块；

步骤4：注册模块接收到注册请求消息后提取关键字并存储；

步骤5：当发布者发送发布请求后，语义化处理模块将该请求发送到语义化标识库，语义化标识库存储发布关键字；

步骤6：当订阅者发送订阅请求后，语义化处理模块将该请求发送到匹配模块，匹配模块根据订阅请求关键字到语义化标识库中匹配发布关键字，匹配结果反馈给订阅者，成功匹配后向路由模块发送路由请求；

步骤7：路由模块接收到路由请求后规划发布者和订阅者间的通信链路，并发送读写请求到读写操作模块；

步骤8：读写操作模块接收到请求后，从发布者读取数据后写到订阅者的接收通道上，完成数据传输。