了傳感數(shù)據(jù)的分析模型，及圖形化的傳感數(shù)據(jù)應用開發(fā)系統(tǒng)；在數(shù) 據(jù)產(chǎn)品市場層，提供了數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)應用的交易平臺。
【附圖說明】
[0025] 圖1為本發(fā)明的主要層次示意圖；
[0026] 圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲結構圖；
[0027] 圖3為本發(fā)明的虛擬傳感器結構圖；
[0028] 圖4為本發(fā)明的執(zhí)行引擎結構結構圖；
[0029] 圖5為本發(fā)明的AppEditor界面示意圖。
【具體實施方式】
[0030] 下面結合附圖，通過實施例對本發(fā)明核心技術內(nèi)容作進一步詳細描述。
[0031] 1.數(shù)據(jù)存儲
[0032] 在數(shù)據(jù)存儲和管理層，平臺實現(xiàn)了多用戶的彈性存儲設施，并且采用了無數(shù)據(jù) schema+語義描述的存儲結構，其體系結構如附圖2所示。整個數(shù)據(jù)存儲層建立在云計算平 臺上，MongoDB Cluster建立在虛擬機上,并根據(jù)負載自動分配節(jié)點數(shù)量。
[0033] 存儲層的存儲結構是面向多用戶。在用戶層，用戶可以注冊數(shù)據(jù)源，并提供關于數(shù) 據(jù)源的語義描述（以Wiki方式提供），他也可以瀏覽已存在的語義描述，使用或繼承他們。 同時，用戶可以管理其數(shù)據(jù)的可見性和訪問權限，對公開數(shù)據(jù)源可以進行協(xié)同合作編輯。 [0034] 在數(shù)據(jù)層負責傳感數(shù)據(jù)及語義數(shù)據(jù)的存儲。傳感數(shù)據(jù)是異構多源的，缺乏統(tǒng)一的 數(shù)據(jù)格式，
[0035] 所以系統(tǒng)采用無schema的NoSQL數(shù)據(jù)庫MongoDB Cluster。不同類別的傳感數(shù)據(jù) 存儲在不同的MongoDB Collection中，每條數(shù)據(jù)以Json格式存放，對于同一個collection 的數(shù)據(jù)可以容納不同的Json格式。
[0036] 由于數(shù)據(jù)存儲無schema,故在其上系統(tǒng)建立了一層語義描述，用Semantic Web的 RDFS對每個數(shù)據(jù)源進行描述，同時Ontology之間有繼承關系，形成樹形結構，根節(jié)點為通 用"Measurement"節(jié)點，下一層為主要分類，包括"climate", "health", "pollution"等，然 后在每一個分類中，語義進行繼承和細分。這種設計的好處在于：第一，每個數(shù)據(jù)源都有語 義描述，為后續(xù)的分析處理做準備，例如可以用語義查詢的方式來查詢數(shù)據(jù)；第二，不同數(shù) 據(jù)源可以找到某一個Upper Ontology，使得其可以做數(shù)據(jù)融合。
[0037] 系統(tǒng)提供了兩種數(shù)據(jù)收集接口：主動接口和被動接口。主動接口將發(fā)送請求給傳 感器以獲取數(shù)據(jù)，這種接口需要設備接口的支持，我們已經(jīng)實現(xiàn)了基于Arduino的通用傳 感器設備接口；被動接口將接收傳感器提交數(shù)據(jù)。無論是何種接口獲得數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)都以實時 的方式提供給訪問接口，應用程序只需連接此訪問接口就能獲得數(shù)據(jù)，并獲取包括統(tǒng)計值 在內(nèi)的一些功能，
[0038] 在應用層包含了數(shù)據(jù)管理，訪問控制、消息通知、協(xié)同合作等功能。另外平臺提供 了社會化分享功能，對于數(shù)據(jù)源用戶可以進行評級、評論等操作。
[0039] 2.數(shù)據(jù)檢索
[0040] 在數(shù)據(jù)檢層中，對于多源數(shù)據(jù)，我們利用其語義描述的層次進行數(shù)據(jù)融合，每個數(shù) 據(jù)源的語義都處在樹形結構的語義框架中，當同一類別的數(shù)據(jù)需要進行融合時，在此樹上 查詢最近的共同父節(jié)點，并在此語義級別上進行數(shù)據(jù)融合；在融合操作時，我們利用Hadoop Stack，將需要融合的數(shù)據(jù)源全部加載到HDFS中，系統(tǒng)提供了一系列的融合函數(shù)，用于關聯(lián) 這些數(shù)據(jù)源，用戶選擇適當?shù)娜诤虾瘮?shù)，獲得融合后的數(shù)據(jù)。
[0041] 對于不同的數(shù)據(jù)源，特別是當數(shù)據(jù)不一致發(fā)生時，平臺提供了數(shù)據(jù)可靠性評估工 具，利用異常數(shù)據(jù)偵測技術計算可用數(shù)據(jù)的可靠度評分，例如判斷傳感器數(shù)據(jù)與其附近同 性質(zhì)傳感器的數(shù)據(jù)是否有很大的落差，或其數(shù)據(jù)與歷史趨勢有很大的出入，亦或其數(shù)據(jù)超 出該環(huán)境所可能出現(xiàn)的最大/最小值。同時，系統(tǒng)提供各種數(shù)據(jù)可視化工具以提供較為直 覺化的數(shù)據(jù)檢查功能，以便用戶觀測異常偵測數(shù)據(jù)的發(fā)生。此外，用戶也能對傳感器進行數(shù) 據(jù)可靠度的自定義評分。為了實現(xiàn)對多源數(shù)據(jù)的統(tǒng)一查詢，我們設計了一種傳感數(shù)據(jù)查詢 語言UQL，及其執(zhí)行引擎。UQL支持對多源異構性傳感數(shù)據(jù)的統(tǒng)一查詢操作，其使用類SQL 語法，降低處理數(shù)據(jù)的復雜程度，提升開發(fā)的便利性。
[0042] 在查詢語句中的元素都連接到語義描述，例如當查詢Temperature的時候，所有 語義描述屬于Temperature子類的數(shù)據(jù)都會被加載到數(shù)據(jù)融合模塊中進行查詢，以下是一 個用UQL查詢倫敦在2013/1/1至今的溫度的查詢語句范例：
[0043]
【主權項】
1. 一種彈性傳感數(shù)據(jù)平臺，其特征在于，包含了從數(shù)據(jù)存儲到檢索，從數(shù)據(jù)應用開發(fā)到 數(shù)據(jù)產(chǎn)品市場的不同層次，可以支持從數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)產(chǎn)品的整個生命周期。
2. 如權利要求1所述的彈性傳感數(shù)據(jù)平臺，其特征在于，提供了數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)檢索、 數(shù)據(jù)應用開發(fā)和數(shù)據(jù)產(chǎn)品市場模塊。數(shù)據(jù)存儲層提供了海量傳感數(shù)據(jù)的多用戶海量存儲， 支持靈活的數(shù)據(jù)語義格式，及通用的數(shù)據(jù)訪問接口；數(shù)據(jù)檢索層，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合以及數(shù)據(jù) 的通用檢索；在數(shù)據(jù)應用開發(fā)層，提供了傳感數(shù)據(jù)的分析模型，及圖形化的傳感數(shù)據(jù)應用開 發(fā)系統(tǒng)；在數(shù)據(jù)產(chǎn)品市場層，提供了數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)應用的交易平臺。
3. 如權利要求2所述的數(shù)據(jù)存儲，其特征在于，能根據(jù)用戶數(shù)據(jù)的容量和數(shù)據(jù)訪問的 需求，彈性地變化海量數(shù)據(jù)存儲規(guī)模。
4. 如權利要求2所述的數(shù)據(jù)存儲，其特征在于，提供多住戶的用戶數(shù)據(jù)管理功能，并采 用了無數(shù)據(jù)schema-語義描述的存儲結構。
5. 如權利要求2所述的數(shù)據(jù)檢索，其特征在于，對于多源數(shù)據(jù)，利用其語義描述的層次 進行數(shù)據(jù)融合，每個數(shù)據(jù)源的語義都處在樹形結構的語義框架中，當同一類別的數(shù)據(jù)需要 進行融合時，在此樹上查詢最近的共同父節(jié)點，并在此語義級別上進行數(shù)據(jù)融合。
6. 如權利要求2所述的數(shù)據(jù)檢索，其特征在于，提供傳感數(shù)據(jù)查詢語言UQL，及其執(zhí)行 引擎。UQL支持對多源異構性傳感數(shù)據(jù)的統(tǒng)一查詢操作，其使用類SQL語法，降低處理數(shù)據(jù) 的復雜程度，提升開發(fā)的便利性。
7. 如權利要求2所述的數(shù)據(jù)應用開發(fā)，其特征在于，其執(zhí)行引擎提供了模型的存儲、組 合和執(zhí)行功能，它連接數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)查詢層，對數(shù)據(jù)進行查詢和融合之后，進行分析和處 理。
8. 如權利要求2所述的數(shù)據(jù)應用開發(fā)，其特征在于，提供AppEditor編輯器作為在線的 可視化應用編輯器。它采用工作流的形式，應用開發(fā)者通過基本的拖拉、連接和設定屬性參 數(shù)等操作，就能完成一個應用的開發(fā)。
9. 如權利要求2所述的數(shù)據(jù)產(chǎn)品市場，其特征在于，數(shù)據(jù)擁有者和應用開發(fā)者可以在 數(shù)據(jù)產(chǎn)品市場中銷售其產(chǎn)品，在數(shù)據(jù)產(chǎn)品頁面中，用戶可以查看及預覽數(shù)據(jù)產(chǎn)品的結果和 大致工作流。
10. 如權利要求2所述的數(shù)據(jù)產(chǎn)品市場，其特征在于，數(shù)據(jù)擁有者和應用開發(fā)者可以在 數(shù)據(jù)產(chǎn)品市場中銷售其產(chǎn)品，在數(shù)據(jù)產(chǎn)品頁面中，用戶可以查看及預覽數(shù)據(jù)產(chǎn)品的結果和 大致工作流。
【專利摘要】本發(fā)明設計了一種新穎的傳感數(shù)據(jù)的存儲和應用平臺，它基于用戶貢獻傳感數(shù)據(jù)，提供從傳感數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)產(chǎn)品的整個生命周期支持。隨著智慧城市應用及個人智能移動裝置的普及，我們正處在一個傳感數(shù)據(jù)爆炸的年代。雖然目前已存在一些傳感數(shù)據(jù)存儲和管理平臺，但數(shù)據(jù)的真正價值并沒有被充分挖掘。目前沒有一個平臺，能在數(shù)據(jù)存儲的基礎上，將數(shù)據(jù)轉化為可用的產(chǎn)品，這成為大數(shù)據(jù)和傳感網(wǎng)絡中的一個重要課題。在本發(fā)明針對目前面臨的主要問題和需求，并提出解決方案：彈性傳感數(shù)據(jù)平臺。在此平臺中，用彈性的傳感數(shù)據(jù)存儲，靈活的傳感數(shù)據(jù)檢索，方便的應用開發(fā)環(huán)境，和有效的數(shù)據(jù)產(chǎn)品市場。系統(tǒng)可以讓使用者融合不同來源的傳感數(shù)據(jù)，整合多樣的分析模型，快速建構出數(shù)據(jù)應用產(chǎn)品。
【IPC分類】G06F17-30
【公開號】CN104657381
【申請?zhí)枴緾N201310593706
【發(fā)明人】吳超
【申請人】杭州洱海科技有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月21日