[发明专利]一种数字孪生API平台

权利要求书

1.一种数字孪生API平台，其特征在于，包括数据模块、业务模块、展示模块和访问模块，所述数据模块、业务模块、展示模块和访问模块依次连接，所述数据模块包括数据库单元和数据引用单元，所述数据库单元包括关系数据库、缓存数据库和存储数据库，所述数据引用单元包括规则引擎子单元、流程引擎子单元、集成服务网关子单元、协同消息网关子单元和可视化引擎子单元；所述业务模块包括设备生命周期单元、自动化管理单元和告警管理单元，所述设备生命周期单元包括设备列表维护子单元和设备状态管理子单元，所述自动化管理单元包括无线网络子单元、设备影子子单元、软固件升级子单元，所述告警管理单元包括规则定义子单元、消息推送子单元、规则匹配子单元、告警统计子单元，所述展示模块包括客户端、服务端和服务数据可视化单元，所述访问模块包括移动终端、PC端和其他终端；

所述规则引擎子单元用于解决规则的定义、编排和运行；所述流程引擎子单元用于解决数字工作流的定义、编排和运行；所述服务集成网关子单元用于集成外部服务，完成平台内外的能力的连接；所述协同消息网关子单元用于识别协同目的的急迫程度，用信息渠道实现协同信息表达；所述可视化引擎子单元用于提供UI组件的搭建能力以及IoT设备的全生命周期2D/3D可视化能力。

2.根据权利要求1所述的数字孪生API平台，其特征在于，所述数据模块用于根据平台中服务的数据特点，采用关系型数据库、缓存数据库和存储数据库对平台中的服务数据进行存储，在数据接入方面采用ETL数据中间件的方式完成数据的集成过程，在数据分析与计算方面采用分布式计算架构；所述业务模块用于根据设备生命周期单元、自动化管理单元和告警管理单元将设备利用设备影子，缓存终端设备最新上传的数据和应用程序的指令；所述展示模块用于展示平台所支持的能够运行在客户端、服务端和服务数据可视化单元的部署终端；所述访问模块用于用户访问平台，并通过移动终端、PC端及其他的终端查看平台中的服务信息。

3.根据权利要求1所述的数字孪生API平台，其特征在于，所述流程引擎子单元基于Functional Reactive Programming编程范式，选用Reactiv eX响应式框架作为流程运行时的基础能力，将流程构建抽象为流程节点、节点输入输出端口和端口之间的连接关系，在数据结构上描述为一个图机构，分别对应顶点、顶点的入度和出度以及边，在实现上流程引擎子单元使用数据流来描述逻辑关系，把流程节点用函数式编程范式中的纯函数来实现，实现逻辑对从输入端口进来的数据进行的加工而不产生其他副作用的更改，用发布订阅设计模式来实现端口与端口之间的连接，确定数据流的上下游关系，使用ReactiveXOperators来处理数据流总的时序逻辑和网关逻辑，使得数据流支持响应式编程。

4.根据权利要求1所述的数字孪生API平台，其特征在于，所述集成服务网关子单元基于WoT协议支持IoT设备能力的注册，并且支持http、grpc、mqtt、RabbitMQMessage和KafkaMessage多种服务通信协议，通过流量控制单元对服务流量限流和熔断操作。

5.根据权利要求1所述的数字孪生API平台，其特征在于，所述自动化管理单元基于数字孪生技术，构建物联的动态性方程，得到物联网响应系数向量，设定物联网信息的期望输出；具体包括：利用物理模型、传感器更新、运行历史等数字孪生数据构建物联网的动态性方程，确定物联网响应系数矩阵呈现出有时滞性和无时滞性两种情况的表现形式，利用数字孪生技术，计算出物联网连续丢包数与最大时滞性值之间的映射关系，根据物联网连续丢包数与最大时滞性值之间的映射关系，得到物联网信息的期望输出。