何为物联网中的物模型

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物模型简单说明

什么是物模型？

物模型指将物理空间中的实体数字化，并在云端构建该实体的数据模型。在物联网平台中，定义物模型即定义产品功能。完成功能定义后，系统将自动生成该产品的物模型。物模型描述产品是什么、能做什么、可以对外提供哪些服务。

物模型TSL（Thing Specification Language）。是一个JSON格式的文件。它是物理空间中的实体，如传感器、车载装置、楼宇、工厂等在云端的数字化表示，从属性、功能和事件三个维度，分别描述了该实体是什么、能做什么、可以对外提供哪些信息。定义了这三个维度，即完成了产品功能的定义。

物模型可分为:

  1. 属性(properties)：一般是设备的运行状态，如当前温度等
  2. 功能(function)：设备可被调用的方法，支持定义参数，如执行某项任务
  3. 事件(event)：是设备上报的通知，如告警或者发生故障，需要被及时处理，事件可以被订阅和推送。
  4. 标签(tags)：是给设备打上特殊的标签，后面方便过滤筛选等操作

设备模型使用场景:

  1. 前端通过模型定义动态展示设备运行状态或者设备操作界面,如动态展示设备属性和设备事件等等
  2. 服务端可通过统一的API获取设备模型并进行相关操作,如: 在发送设备消息时进行参数校验,在收到设备消息进行类型转换处理.
  3. 服务端可根据物模型进行建模，进行建立超级表或者数据库表，也或者是表字段等等
  4. 服务器端逻辑处理等，比如告警，对设备进行动作输出

数据结构:

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{
    "id":"设备ID",
    "name":"设备名称",
    "properties":[...属性],
    "functions":[...功能],
    "events":[...事件],
    "tags":[...标签]
}

属性

用于定义设备属性,运行状态等如: 当前温度,当前CPU使用率等.
设备通过事件上报属性.

数据结构:

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{
   "id": "temperature",    //属性标识(必填)
   "name": "温度",          //属性名称（必填）
   "valueType": {    //值类型
     "type": "float",    //类型标识,见类型表（必填）
     "min":0,    //取值范围最小值（非必填）
     "max":100,    //取值范围最大值（非必填）
     "unit":"celsiusDegrees",    //单位（非必填）
     "expands":{"key1":"value1"} //其他自定义拓展定义，相当于Map
   },
   "expands":{"key1":"value1"}， //其他自定义拓展定义，相当于Map
   "description": ""  //描述（非必填）
 }

功能

用于定义设备功能,平台可主动调用,例如: 播放语音,进行报警等等.

数据结构:

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{
   "id": "playVoice", //功能标识（必填）
   "name": "播放声音", //功能名称（必填）
   "inputs": [  //输入参数
     {
       "id": "f1",    //参数标识（必填）
       "name": "开关",//参数名称（必填）
       "valueType": { //参数类型
         "type": "string"， //类型标识,见类型表（必填）
         "min": 0,    //取值范围最小值（非必填）
         "max": 1     //取值范围最大值（非必填）
       },
       "expands":{"key1":"value1"} //其他自定义拓展定义，相当于Map
     }
   ],
   "output": { //输出（非必填）
     "type": "boolean",//类型标识,见类型表（必填）
     "trueText": "1",
     "trueValue": "开",
     "falseText": "0",
     "falseValue": "关"
   },
   "expands":{"key1":"value1"} //其他自定义拓展定义，相当于Map
 }

事件

用于定义设备事件, 如: 定时上报设备属性, 设备报警等.

数据结构:

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{
   "id": "fire_alarm", //事件标识（必填）
   "name": "火警",   //时间名称（必填）
   "valueType": {
     "type": "object",  //对象(结构体)类型（必填）
     "properties": [    //对象属性(结构与属性定义相同)（必填）
       {
         "id": "location", //参数标识（必填）
         "name": "地点", //参数名称（必填）
         "valueType": {
           "type": "string" //参数类型（必填）
         },
         "description": "描述"
       },
       {
         "id": "lng",
         "name": "经度",
         "valueType": {
           "type": "double"
         },
         "expands":{"gis":"lng"} //其他自定义拓展定义，相当于Map
       },
       {
         "id": "lat",
         "name": "纬度",
         "valueType": {
           "type": "double"
         },
          "expands":{"gis":"lat"} //其他自定义拓展定义，相当于Map
       }
     ]
   },
   "expands":{//其他自定义拓展定义，相当于Map
      "eventType": "event",  //时间类型
      "level": "urgent"  //事件级别：urgent紧急；warn警告；ordinary普通
   } 
}

数据类型

所有类型共有属性:

  • id 唯一标识
  • name 名称
  • description 描述
  • expands 自定义配置

数字类型

  1. int 整型

  2. long 长整型

  3. float 单精度浮点型

  4. double 双精度浮点型
    以上均为数字类型,共有属性:

    • max 最大值
    • min 最小值
    • unit 单位

    例:

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      {
  "id": "speed",
  "name": "风速",
  "valueType": {
	"type": "int",
	"min": 0,
	"max": 100,
	"unit": "turnPerSeconds"
  },
  "expands": {
	"readOnly": "true"
  }
}
或者
{
  "id": "temperature",
  "name": "温度",
  "valueType": {
	"type": "float",
	"min": "0",
	"max": "100",
	"scale": 2,
	"unit": "celsiusDegrees"
  },
  "expands": {
	"readOnly": "true"
  }
}

boolean 布尔类型

 属性
  - trueText 为true时的文本,默认为`是`
  - falseText 为false时的文本,默认为`否`
  - trueValue  为true时的值,默认为`true`
  - falseValue 为false时的值,默认为`false`

  例:

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{
  "id": "IsAutoCreateDir",
  "name": "是否自动创建目录",
  "valueType": {
	"type": "boolean",
	"trueText": "1",
	"trueValue": "自动创建目录",
	"falseText": "0",
	"falseValue": "不自动创建目录"
  },
  "description": "描述一翻",
  "expands": {
	"readOnly": "false"
  }
}

string 字符类型

  例:

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      {
         "type":"string",
         "expands":{"maxLength":"255"}
      }
或者
{
  "id": "RealtimeSnapUrl",
  "name": "实时预览图地址",
  "valueType": {
	"type": "string",
	"expands": {
	  "maxLength": "100"
	}
  },
  "expands": {
	"readOnly": "false"
  },
  "description": "实时预览图仅设备在线时可用"
}

enum 枚举类型

属性:
 - elements (Element)枚举中的元素

Element:
 - value 枚举值
 - text 枚举文本
 - description 说明

例:

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      {
          "type":"enum",
          "elements":[
              {"value":"1","text":"正常"},
              {"value":"-1","text":"警告"},
              {"value":"0","text":"未知"}
          ]
      }
或者
{
  "id": "mode",
  "name": "模式",
  "valueType": {
	"type": "enum",
	"elements": [
	  {
		"text": "制冷",
		"value": "0"
	  },
	  {
		"value": "1",
		"text": "制热"
	  },
	  {
		"value": "2",
		"text": "通风"
	  }
	]
  },
  "expands": {
	"readOnly": "true"
  },
  "description": "0-制冷 1-制热 2-通风"
}

date 时间类型

属性:
  - format 格式,如: yyyy-MM-dd
  - tz 时区,如: Asia/Shanghai

例:

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      {
          "type":"date",
          "format":"yyyy-MM-dd",
          "tz": "Asia/Shanghai"
      }
或者
{
  "id": "time",
  "name": "时间",
  "valueType": {
	"type": "date",
	"format": "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"
  },
  "expands": {
	"readOnly": "false"
  },
  "description": "当前时间"
}

array 数组(集合)类型

属性:
  - elementType 元素类型
  
例:

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      {
          "type":"array",
          "elementType":{ 
              "type":"string"
          }
      }
或者
{
  "id": "array",
  "name": "数组",
  "valueType": {
	"type": "array",
	"elementType": "double",
	"elementNumber": "3"
  },
  "expands": {
	"readOnly": "false"
  },
  "description": "数组"
}

object 对象(结构体)类型

 属性:
    - properties 属性列表
    
 例:

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{
    "type":"object",
    "properties":[
        {
         "id": "location",
         "name": "地点",
         "valueType": {
           "type": "string"
         }
       },
       {
         "id": "lng",
         "name": "经度",
         "valueType": {
           "type": "double"
         },
         "expands":{"gis":"lng"}
       },
       {
         "id": "lat",
         "name": "纬度",
         "valueType": {
           "type": "double"
         },
          "expands":{"gis":"lat"}
       }
    ]
}

geoPoint Geo地理位置类型(先不做)

支持以逗号分割当经纬度字符串以及map类型.
默认支持3种格式转换: 逗号分割字符:145.1214,126.123 ,json格式:{"lat":145.1214,"lon":126.123}.

  例:

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{
  "type":"geoPoint"
}

数据单位

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{
  "result": "000",
  "desc": "操作成功！",
  "data": [
    {
      "code": "percent",
      "type": "常用单位",
      "name": "百分比",
      "symbol": "%",
      "desc": "百分比(%)"
    },
    {
      "code": "count",
      "type": "常用单位",
      "name": "次",
      "symbol": "count",
      "desc": "次"
    },
    {
      "code": "turnPerSeconds",
      "type": "常用单位",
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    {
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      "desc": "体积单位:立方毫米(mm³)"
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      "desc": "流量单位:立方千米每秒(km³/s)"
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    {
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      "desc": "流量单位:立方厘米每秒(cm³/s)"
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      "desc": "流量单位:升每秒(l/s)"
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      "name": "立方千米每小时",
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      "desc": "流量单位:立方千米每小时(km³/h)"
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      "name": "立方厘米每小时",
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      "desc": "流量单位:立方厘米每小时(cm³/h)"
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    {
      "code": "litrePerHour",
      "type": "流量单位",
      "name": "升每小时",
      "symbol": "l/h",
      "desc": "流量单位:升每小时(l/h)"
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    {
      "code": "milliliter",
      "type": "容积单位",
      "name": "毫升",
      "symbol": "mL",
      "desc": "容积单位:毫升(mL)"
    },
    {
      "code": "litre",
      "type": "容积单位",
      "name": "升",
      "symbol": "L",
      "desc": "容积单位:升(L)"
    },
    {
      "code": "milligram",
      "type": "质量单位",
      "name": "毫克",
      "symbol": "mg",
      "desc": "重量单位:毫克(mg)"
    },
    {
      "code": "gramme",
      "type": "质量单位",
      "name": "克",
      "symbol": "g",
      "desc": "重量单位:克(g)"
    },
    {
      "code": "kilogram",
      "type": "质量单位",
      "name": "千克",
      "symbol": "kg",
      "desc": "重量单位:千克(kg)"
    },
    {
      "code": "ton",
      "type": "质量单位",
      "name": "吨",
      "symbol": "t",
      "desc": "重量单位:吨(t)"
    },
    {
      "code": "pascal",
      "type": "压力单位",
      "name": "帕斯卡",
      "symbol": "Pa",
      "desc": "压力单位:帕斯卡(Pa)"
    },
    {
      "code": "kiloPascal",
      "type": "压力单位",
      "name": "千帕斯卡",
      "symbol": "kPa",
      "desc": "压力单位:千帕斯卡(kPa)"
    },
    {
      "code": "newton",
      "type": "力单位",
      "name": "牛顿",
      "symbol": "N",
      "desc": "力单位:牛顿(N)"
    },
    {
      "code": "newtonMeter",
      "type": "力单位",
      "name": "牛·米",
      "symbol": "N.m",
      "desc": "力单位:牛·米(N.m)"
    },
    {
      "code": "kelvin",
      "type": "温度单位",
      "name": "开尔文",
      "symbol": "K",
      "desc": "温度单位:开尔文(K)"
    },
    {
      "code": "celsiusDegrees",
      "type": "温度单位",
      "name": "摄氏度",
      "symbol": "℃",
      "desc": "温度单位:摄氏度(℃)"
    },
    {
      "code": "fahrenheit",
      "type": "温度单位",
      "name": "华氏度",
      "symbol": "℉",
      "desc": "温度单位:华氏度(℉)"
    },
    {
      "code": "joule",
      "type": "能量单位",
      "name": "焦耳",
      "symbol": "J",
      "desc": "能单位:焦耳(J)"
    },
    {
      "code": "cal",
      "type": "能量单位",
      "name": "卡",
      "symbol": "cal",
      "desc": "能单位:卡(cal)"
    },
    {
      "code": "watt",
      "type": "功率单位",
      "name": "瓦特",
      "symbol": "W",
      "desc": "功率单位:瓦特(W)"
    },
    {
      "code": "kilowatt",
      "type": "功率单位",
      "name": "千瓦特",
      "symbol": "kW",
      "desc": "功率单位:千瓦特(kW)"
    },
    {
      "code": "radian",
      "type": "角度单位",
      "name": "弧度",
      "symbol": "rad",
      "desc": "角度单位:弧度(rad)"
    },
    {
      "code": "degrees",
      "type": "角度单位",
      "name": "度",
      "symbol": "°",
      "desc": "角度单位:度(°)"
    },
    {
      "code": "fen",
      "type": "角度单位",
      "name": "[角]分",
      "symbol": "′",
      "desc": "角度单位:分(′)"
    },
    {
      "code": "angleSeconds",
      "type": "角度单位",
      "name": "[角]秒",
      "symbol": "″",
      "desc": "角度单位:度(″)"
    },
    {
      "code": "hertz",
      "type": "频率单位",
      "name": "赫兹",
      "symbol": "Hz",
      "desc": "频率单位:赫兹(Hz)"
    },
    {
      "code": "megahertz",
      "type": "频率单位",
      "name": "兆赫兹",
      "symbol": "MHz",
      "desc": "频率单位:兆赫兹(MHz)"
    },
    {
      "code": "ghertz",
      "type": "频率单位",
      "name": "G赫兹",
      "symbol": "GHz",
      "desc": "频率单位:G赫兹(GHz)"
    },
    {
      "code": "mPerSec",
      "type": "速度单位",
      "name": "米每秒",
      "symbol": "m/s",
      "desc": "速度单位:米每秒(m/s)"
    },
    {
      "code": "kmPerHr",
      "type": "速度单位",
      "name": "千米每小时",
      "symbol": "km/h",
      "desc": "速度单位:千米每小时(km/h)"
    },
    {
      "code": "knots",
      "type": "速度单位",
      "name": "节",
      "symbol": "kn",
      "desc": "速度单位:节(kn)"
    },
    {
      "code": "volt",
      "type": "电力单位",
      "name": "伏特",
      "symbol": "V",
      "desc": "电压:伏特(V)"
    },
    {
      "code": "kiloVolt",
      "type": "电力单位",
      "name": "千伏",
      "symbol": "kV",
      "desc": "电压:千伏(kV)"
    },
    {
      "code": "milliVolt",
      "type": "电力单位",
      "name": "毫伏",
      "symbol": "mV",
      "desc": "电压:毫伏(mV)"
    },
    {
      "code": "microVolt",
      "type": "电力单位",
      "name": "微伏",
      "symbol": "μV",
      "desc": "电压:微伏(μV)"
    },
    {
      "code": "ampere",
      "type": "电力单位",
      "name": "安培",
      "symbol": "A",
      "desc": "电流:安培(A)"
    },
    {
      "code": "milliAmpere",
      "type": "电力单位",
      "name": "毫安",
      "symbol": "mA",
      "desc": "电流:毫安(mA)"
    },
    {
      "code": "microAmpere",
      "type": "电力单位",
      "name": "微安",
      "symbol": "μA",
      "desc": "电流:微安(μA)"
    },
    {
      "code": "nanoAmpere",
      "type": "电力单位",
      "name": "纳安",
      "symbol": "nA",
      "desc": "电流:纳安(nA)"
    },
    {
      "code": "ohm",
      "type": "电力单位",
      "name": "欧姆",
      "symbol": "Ω",
      "desc": "电阻:欧姆(Ω)"
    },
    {
      "code": "kiloOhm",
      "type": "电力单位",
      "name": "千欧",
      "symbol": "KΩ",
      "desc": "电阻:千欧(KΩ)"
    },
    {
      "code": "millionOhm",
      "type": "电力单位",
      "name": "兆欧",
      "symbol": "MΩ",
      "desc": "电阻:兆欧(MΩ)"
    },
    {
      "code": "electronVolts",
      "type": "电力单位",
      "name": "电子伏",
      "symbol": "eV",
      "desc": "能单位:电子伏(eV)"
    },
    {
      "code": "kWattsHour",
      "type": "电力单位",
      "name": "千瓦·时",
      "symbol": "kW·h",
      "desc": "能单位:千瓦·时(kW·h)"
    }
  ]
}