[发明专利]用于云边协同系统的语义模型构建方法

说明书

本申请涉及一种用于云边协同系统的语义模型构建方法，是实施于由云边协同系统构建的天基物联网中，在该云边协同系统中包括云端服务器、作为边缘节点的卫星以及多个设备端，本方法通过在各个设备端根据OPC UA协议构建相应的语义模型以及OPC UA服务器，并将构建好的语义模型映射到OPC UA服务器中，以实现设备端的信息进行抽象表示，从而完成云端服务器对各设备端的语义互操作。

技术领域

本申请涉及天基物联网技术领域，特别是涉及一种用于云边协同系统的语义模型构建方法。

背景技术

物联网是未来网络发展的趋势，是第四次工业革命的核心。但是仅仅依靠地面设备的物联网体系还存在着很大的缺陷，由于极端的地形或通信距离以及成本限制，一些偏远地区还没有网络覆盖，目前地面无线网络的覆盖率仅为48％。卫星广播网的广域覆盖可以解决地面覆盖问题，解决自然灾害造成的通信中断问题。显然，卫星已经成为物联网的重要组成部分。与此同时，卫星是对地面网络和未来5G/6G通信的一种可实现的强大补充。

不同于地面网络传输，天基网络通信范围更加广阔，可以实现全球范围性的覆盖，而且在布设传感器时几乎不需要考虑地形和空间的限制。在面对各种自然危害和恶劣天气的情况下，天基网络依然可以正常工作。

在传统的天基物联网架构中，卫星更多的是充当一个转发者和中继的角色，数据的处理由地面网络和处理中心负责，并将处理完成后的数据通过移动网或者互联网等各种手段转发给用户。考虑到地面云端和天基边缘节点之间的传输距离远，传输时延长，相对于传统的云计算架构，云边协同架构更适合天基背景。

对于天基物联网来说，连接的终端设备底层协议具有标准不统一的情况，因此需要互操作性实现对于设备端的无缝操作，从而充分发挥天基物联网广域连接性的潜力。然而目前底层设备由于各个行业的标准并没有统一，导致数据不容易被人和机器相互理解，这种分散性会增加上层开发人员在使用数据时的时间成本。因此，在天基物联网中，需要考虑到如何提高数据的可理解性，增强数据的互操作，使得无论使用类型的硬件，人和机器之间都能够实现互相连接。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够增强数据的互操作，使得设备端无论是什么类型的硬件，人和机器、以及机器和机器之间都能够实现互相连接的用于云边协同系统的语义模型构建方法。

一种用于云边协同系统的语义模型构建方法，所述语义模型构建方法实施于所述云边协同系统中，其中所述云边协同系统用于构建天基物联网，所述云边协同系统包括云端服务器、作为边缘节点的卫星以及多个设备端，所述云端服务器通过边缘节点接收来自各设备端的上传数据以及向各设备端发送指令，所述方法包括：

在每个设备端中，均根据OPC UA协议构建与各设备端对应的语义模型，还根据OPCUA协议搭建相应的SPC UA服务器，并将该语义模型映射到对应设备端中的SPC UA服务器地址空间中；

在所述云端服务器通过边缘节点向各设备端发送指令时，将所述指令下发给所述边缘节点，在所述边缘节点中将所述指令发布至MQTT服务器中，再由Mapper将来自MQTT协议的指令转换成OPC UA协议，并将OPC UA协议发送至对应的设备端；

在各设备端中通过SPC UA服务器中的语义模型对接收到的OPC UA协议获取对应的指令，并根据指令进行相应操作。

在其中一实施例中，所述方法还包括：

各所述设备端向所述云端系统上传数据时，通过各自构建的语义模型将接收的数据转换成相应的OPC UA协议，再将OPC UA协议发送至所述边缘节点；

所述边缘节点将接收到的OPC UA协议发布至MQTT服务器中，再由Mapper将来自MQTT协议的OPC UA协议转换成所述云端服务器可识别格式的上传数据，并将该格式的上传数据发送至所述云端服务器，以供所述云端服务器使用。