[發明專利]一種基于語義物聯網中間件的物聯網設備智能注冊方法及系統

在審

• 申請號: 202011579932.8
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112580354A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 岳文靜;劉獻忠
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G06F40/295
• 分類號: G06F40/295;G06F40/30;G06F40/151;H04L29/06;H04L29/08;G06F16/33
• 代理公司: 上海德禾翰通律師事務所 31319
• 代理人: 夏思秋

本發明公開了一種基于語義物聯網中間件的物聯網設備智能注冊方法，利用設備協議banner信息中豐富的設備語義，采用語料庫與規則結合的方法，識別出設備三元組實體；利用爬蟲技術收集在線設備測評及零售網站的設備信息，基于設備本體提取統一形式的設備信息并存儲在設備本體庫中；以三元組作為搜索條件搜索設備本體庫，匹配出完整設備信息存儲在設備信息數據庫中，完成自動注冊。若banner信息中識別不到實體，則利用設備商用戶自行提交的設備說明書完成設備信息的主動收集，利用規則提取基于設備本體結構的設備信息，分別存儲在設備本體庫與設備信息數據庫中，完成智能注冊。

技術領域

本發明包含設備應用協議banner信息實體識別、語義物聯網中間件及物聯網設備智能注冊及技術領域，具體涉及一種基于語義物聯網中間件的物聯網設備智能注冊方法及系統。

背景技術

隨著越來越多的領域接入物聯網，物聯網設備數量呈現大規模增長，底層設備的異構性是如今物聯網中互操作性的一項重大挑戰。為了屏蔽設備異構性，已經提出了許多標準的設備接入、協議、框架、抽象和規范。在此基礎上，設備進入物聯網并進行正常通信和工作的重要前提是將設備以統一的形式進行注冊，因此，提供一致的方案對于支持異構的IOT設備進行無差別的注冊很重要。此外，設備本身物理信息為上層用戶提供了合理的安排設備的部署環境建議，例如可以根據設備的工作溫度范圍調整部署設備的環境溫度，為設備正常工作提供了關于溫度的閾值。所以，在注冊過程中提供設備本身信息也非常必要。在目前涉及設備物理信息注冊中，大多數依靠開發者手動輸入感興趣的信息，在大量設備的情況下，這種方法效率低且信息錯誤率較高。

發明內容

本發明的目的是為了解決物聯網設備信息異構、設備自身信息粗粒度注冊且現存設備注冊技術需要大量手工輸入的問題，提出了一種基于語義物聯網中間件的物聯網設備智能注冊方法，此方法分為兩部分，一為從設備應用協議的banner信息識別出設備三元組實體作為搜索條件，匹配出基于本體的完整設備信息完成注冊。二為利用設備商用戶自行提交設備說明書主動收集設備信息，進而形成基于本體的設備信息完成注冊。本發明的結果表明，使用以上兩種方式均可有效實現完整設備信息的智能注冊。

實現本發明目的的具體技術方案是：

一種基于語義物聯網中間件的物聯網設備智能注冊方法，包括以下具體步驟：

步驟1：利用數據采集模塊，獲取設備的應用協議內容并解析成統一的文本形式，形成設備的banner信息，包含以下具體方法：

(1)在設備入網后，會使用協議持續發送信息給服務器，采用被動偵聽技術，在不影響當前路由或者網關的正常運行的前提下無差別的抓取設備發送的二進制數據并進行分析,與傳統的被動偵聽不同的是，采用被動偵聽模塊f₁不需要捕捉完整的TCP連接，也無需進行協議的具體解析。隨機獲取少量的二進制數據，根據ip地址的長度及目的ip與源ip地址之間固定的偏移地址數，獲取設備的ip地址。基于二進制協議數據與ip地址之間的關系，定義映射公式如下：

f₁(b_i)＝IP_i

其中IP_i表示第i個設備的IP地址，b_i表示獲取的二進制數據；

(2)根據被動偵聽模塊f₁獲取到的ip地址進行協議的主動探測模塊f₂，以獲取協議的banner。采用半連接進行設備存活端口的探測，獲取設備的存活端口，當且僅當設備端口開放，返回ACK+SYN進行半連接，否則返回RST+SYN結束TCP連接。定義映射公式如下：

f₂(IP_i)＝Port_i

其中Port_i表示第i個設備的存活端口列表，IP_i表示第i個設備的IP地址；