物联网数据处理架构与应用解析

### 物联网数据处理：从标准映射到云架构的探索 #### 1. OGC SensorThings API与OpenIoT中间件的映射 在物联网数据处理中，OGC SensorThings API和OpenIoT中间件的数据模型映射是一个重要的研究方向。 ##### 1.1 虚拟数据流 在语义传感器网络（SSN）中，感兴趣的特征具有几何关系，可构建多层级的特征结构。例如，建筑物特征可包含各楼层特征，楼层特征又包含各房间特征。每个层级的特征都可关联一个数据流，列出该层级的所有观测数据。然而，SensorThings API规定每个观测只能链接到一个数据流，而这种多层级结构可能使观测存在于多个数据流中。当请求观测数据时，服务可返回与观测特征语义距离最小的数据流。 使用虚拟数据流时，通过SensorThings API创建新数据流存在限制。不过，可接受创建命令但不实际创建新数据流。客户端创建新数据流时需指定事物和被观测属性，服务器可将新数据流标识符映射到虚拟数据流标识符并返回，从客户端角度看创建命令似乎成功。但这种方式存在缺点，若两个客户端为相同的被观测属性和事物创建数据流，会得到相同的标识符，最终将观测数据发布到同一数据流。对于只读操作，虚拟数据流的这种实现方式较为合适。 以下为虚拟数据流相关操作的总结表格： |操作|说明| | ---- | ---- | |创建数据流|客户端指定事物和被观测属性，服务器映射标识符| |请求观测数据|服务返回语义距离最小的数据流| |只读操作|虚拟数据流实现方式合适| ##### 1.2 观测 OGC SensorThings API和OpenIoT中观测概念差异不大。在OpenIoT中，观测分为“观测”和“观测值”两个概念，但二者是1 - 1关系，对数据模型映射无影响。不同之处在于，OpenIoT中的观测与被观测属性直接相关，而SensorThings API中这种关系通过数据流对象建立。客户端或传感器创建新观测时，在SensorThings API中需指定数据流而非被观测属性。为将观测存储为OpenIoT数据格式，服务器需将观测与被观测属性关联。使用虚拟数据流时，可将被观测属性的标识符编码到数据流标识符中，以便服务器从数据流标识符推断被观测属性。 ##### 1.3 传感器 在传感器概念的数据模型方面，OpenIoT将其分为传感器和传感器类型，以方便管理大量传感器。通过SensorThings API请求传感器属性时，可在返回数据前将传感器类型的属性合并到传感器属性中。但通过SensorThings API创建新传感器时，从合并数据中确定传感器类型会有困难。更好的做法是在OpenIoT的SensorThings API实现中，将传感器类