一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎

本发明属于物联网和m2m，具体涉及一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎。

背景技术：

1、在物联网环境下，很多应用都是实现闭环控制操作，需要根据各种输入状态，确定输出操作。这些操作有很多共性部分，例如传感/执行数据的收发、网络传输、路由选择等。在应用端需要根据一定的策略使用和控制这些数据。如果能够通过数据描述这些策略，就能够提高物联网系统的灵活性，方便物联网的应用，简化应用程序的开发，有利于物联网的普及。在物联网应用服务中引入和使用规则引擎方法是用数据描述策略的有效措施。

2、由于物联网应用规则的规模一般不大，相互关联性也较低，而物联网网关设备的处理能力相对较弱，所以无需也无法采用如drool那样的大规模规则引擎，需要表达更为简洁、处理更加高效的轻量级规则引擎。

技术实现思路

1、本发明提出了一种高效、方便处理的用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，适用于物联网及相关应用设备中的规则使用。与一般的规则引擎的静态匹配方式不同，本规则引擎采用触发–匹配的方式工作，包含二级匹配的机制：第一级是触发的匹配，根据触发条件，确定是否继续启动第二级规则匹配；第二级是核心的匹配，依据各种变量的状态综合判断得到产出(products)。规则引擎可以以服务的方式运行，即一个实例为多个应用服务；也可以以嵌入式方式，作为应用的一个模块实现规则操作。在匹配算法上，由于规模不大，关联性不强的特点，没有采用复杂算法，而是直接进行匹配。但规则数据定义的表达方式可以适应各种复杂算法(如rete)的需要。

2、一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，包括规则数据描述模块、多级规则匹配模块、功能执行接口模块。

3、其中规则定义模块实现规则数据的图形化方式输入、保存以及动态加载功能；多级匹配模块利用传感节点输入信息以及规则定义数据实现触发条件匹配及控制操作匹配；功能执行接口模块利用匹配结果向受控节点发送直接状态修改指令数据或调用函数处理功能实现相关处理功能。

4、进一步的，规则数据描述模块中，规则数据整体结构采用了(变量、触发、规则、产出、函数处理)的5元组描述方法。

5、其中，变量用于输入和存储中间结果；触发规则、产出是引擎的内部因素，采用单变量触发方式，结合中间变量暂存，从而支持多个变量同时触发；产出的操作包括直接改变变量和调用功能，变量既指规则引擎内部或缓冲的变量，也指直接改变目标设备中的数据端点的值或函数。

6、规则的表达适应不同算法，同时适应不同的应用领域和场景、为可视化方法生成规则提供接口。

7、进一步的，所述的5元组中的变量描述方法，采用(设备标识，端点标识)的2元组方式进行变量及中间变量的统一描述，非中间变量的普通变量与物联网中的使用的地址标识保持一致。

8、进一步的，多级规则匹配模块中，采用多级匹配机制降低规则匹配的复杂性，第一级判断是否触发规则引擎进行规则匹配操作，第二级及以后的是主规则的匹配。

9、进一步的，多级规则匹配模块中，匹配产生的执行直接控制数据节点的状态，并作为中间变量保存在系统内以作为后续匹配操作的判断条件，从而胜任复杂业务操作逻辑或函数的执行。

10、进一步的，对于复杂的业务执行逻辑，采用了函数调用、restful、消息处理等机制以供匹配操作结果驱动执行。

11、进一步的，采用循环触发机制，即每次触发只接收和处理单个触发事件，必要时，采用(设备标识，端点标识)的2元组方式记录状态，在后续其他相关事件发生时，再结合此相关中间状态，综合决定是否满足规则匹配要求。

12、进一步的，采用订阅机制从能够收到信息的海量数据节点中选择对于当前业务场景有用的系统内传感数据、自定义数据以及其他来源的数据作为规则引擎触发或匹配条件。

13、与现有技术相比，本发明提供一种物联网系统规则引擎应用具有以下有益效果：

14、(1)大大减少了相关功能开发和维护的工作量。随着开发成果的不断积累，各种输入输出的元操作都被作为基本条目记录在了规则配置文件中，这导致的结果是，之后的新需求实现，大多数可以直接从原配置文件中筛选相关的条目进行合理的组合，必要时可能需要加上少量条目的增加，便可组合形成新的输入输出处理效果，迅速投入使用，并且这样的配置工作会随着数据的积累，在未来的开发工作中越来越方便。

15、(2)降低了开发过程中的沟通设计成本。有了一个简单统一的规则数据描述方法后，对于未来的业务描述和实现就有了一个相对规范和有效的套路方法，即总是可以从触发条件、匹配条件、产出操作等几方面来描述业务逻辑，这必然可以大大减少漫无目的的沟通和无效的设计，从而提高系统的开发效率。

16、(3)提高了业务开发的可靠性。如前所述，随着开发成果的不断积累，新需求的开发时需要新生成配置文件条目的可能性会越来越小，这会导致规则引擎运行的稳定性越来越高，原因是其中的各种元操作都是经过系统反复验证过的，其可靠性与新开发的功能相比，显然风险是更低的；

17、(4)大大降低了对规则引擎程序所驻留的硬件设备的处理能力要求。这种设备是大量需要的，每一个的成本降低将大大缩减投资，有利于系统的推广。

技术特征：

1.一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，其特征在于：规则数据描述模块中，规则数据整体结构采用了(变量、触发、规则、产出、函数处理)的5元组的描述方法；

3.根据权利要求3所述的一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，其特征在于：所述的5元组中的变量描述方法，采用(设备标识，端点标识)的2元组方式进行变量及中间变量的统一描述，非中间变量的普通变量与物联网中的使用的地址标识保持一致。

4.根据权利要求1所述的一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，其特征在于：多级规则匹配模块中，采用多级匹配机制降低规则匹配的复杂性，第一级判断是否触发规则引擎进行规则匹配操作，第二级及以后的是主规则的匹配。

5.根据权利要求1所述的一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，其特征在于：多级规则匹配模块中，匹配产生的执行直接控制数据节点的状态，并作为中间变量保存在系统内以作为后续匹配操作的判断条件，从而胜任复杂业务操作逻辑或函数的执行。

6.根据权利要求1所述的一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，其特征在于：对于复杂的业务执行逻辑，采用了函数调用、restful、消息处理等机制以供匹配操作结果驱动执行。

7.根据权利要求1所述的一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，其特征在于：采用循环触发机制，即每次触发只接收和处理单个触发事件，必要时，采用(设备标识，端点标识)的2元组方式记录状态，在后续其他相关事件发生时，再结合此相关中间状态，综合决定是否满足规则匹配要求。

8.根据权利要求1所述的一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，其特征在于：采用订阅机制从能够收到信息的海量数据节点中选择对于当前业务场景有用的系统内传感数据、自定义数据以及其他来源的数据作为规则引擎触发或匹配条件。

技术总结一种用于物联网系统的条件触发多级匹配规则引擎，提供一种运行在物联网平台边缘设备中、可有效分离输入状态与输出操作的规则定义与处理方法，其核心是规则数据的表达，并采用了多级、循环匹配机制完成规则匹配过程。本发明采用的方法可以简化规则匹配的复杂性，降低业务逻辑开发过程中的沟通设计成本，减少开发和维护工作量，提高业务处理功能开发的可靠性，并可大大减低所需硬件的成本。技术研发人员：王亚石,卢捍华,闵丽娟,王墨雨受保护的技术使用者：南京邮电大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9