基于M2M语义的智慧健康应用平台解决方案

1 基于M2M语义的技术架构

语义是指数据的含义，被赋予含义的数据就转化为了信息，数据的含义就是语义。语义具有领域性特征，M2M语义即是指物联网领域的数据含义，物联网领域的一些术语和数据在解释上存在差异、理解不同。需要由统一的M2M语义描述物联网术语和数据的解释，也就是用户用来联系物联网环境里现实世界的途径。

海量的M2M终端带来的异构性问题给物联网资源互通带来挑战。基于M2M可理解的语义技术,目前,正逐步运用于资源描述,共享和信息整合领域，加入语义将有助于在物联网领域建立M2M可理解的自描述数据。然而M2M语义技术还处于起步阶段，在跨平台的资源互操作性上效果不显著。 本文结合现有的物联网本体参考模型及功能架构，提出物联网语义架构，以促进物联网资源的互操作性。

1.1 语义参考模型

本文考虑的物联网语义参考模型基于通用M2M总体架构设计[1-3]，如图1所示。其中考虑的参考模型主要关注在公共服务层提供语义能力，用以支撑物联网应用对语义能力的需求。

图1 物联网语义参考模型

在语义参考模型中，主要包含应用和语义服务中间件两个实体，其中应用实体位于应用层，与通用M2M总体架构中的应用实体一致。语义服务中间件实体位于公共服务层，包含于通用M2M总体架构中的CSE(Common Service Entity，共同服务实体)中。应用和语义服务中间件之间通过Mca参考点相连，语义服务中间件之间通过Mcc参考点相连，Mcc’参考点用于语义服务中间件与外部语义服务设施的连接。

应用可以通过Mca参考点调用语义服务中间件提供的语义能力实现应用需求。当语义服务中间件无法提供应用所需的语义能力时，语义服务中间件可以通过Mcc参考点或者Mcc’参考点调用其他语义服务中间件或者外部语义服务设施提供的语义能力。

1.2 语义功能架构

物联网基本语义功能架构如图2所示，其功能大致可以分为三个层面[4-5]。

第一个层面，设备抽象、M2M数据和数据仓库等功能模块构建了M2M底层的抽象设备和数据等资源的数据库，提供可调用的底层资源。

第二个层面，本体模型、本体和语义注释等功能模块将底层资源做语义增强，对底层资源增加语义的描述，提供语义化的资源。

第三个层面，语义分析和查询、语义mash-up和推理提供对语义化的资源进行语义查询和处理的能力，让应用可以根据需求找到目标资源。

图2 物联网基本语义功能架构

2 智慧健康应用场景语义技术需求

2.1 智慧健康应用场景

智慧健康应用是以个人全生命周期电子健康档案(PHR)为中心，对接多种类型的健康监测设备，包括企业/社区健康小屋设备、家庭便携健康监测设备、可穿戴式健康监测设备，承载异构健康档案数据，包括社区电子健康档案数据、体检报告数据、慢病数据、运动健康等数据，结合用户标示与健康设备M2M标示，以及个人电子健康档案数据，实现统一信息绑定和认证，为对外提供全生命周期的健康信息服务提供技术保障。

智慧健康应用架构图如图3所示，左侧展示智慧健康的感知层，感知层中包括便携式健康终端、健康小屋类采集终端、智能手机终端，终端采用移动网和固网接入；中间展示为智慧健康的网络层，主要包括运营商的接入网、传输网以及M2M业务支撑平台，图中右侧为架构的应用层，主要为智慧健康(健康管理)平台及数据中心。

2.2 智慧健康场景语义技术需求

智慧健康场景中涉及实体较多，有健康采集设备、移动通信终端、业务支撑类系统、健康应用类系统等，由于这类实体在智慧健康场景中没有定义，极大地影响了智慧健康场景中终端与系统之间的互操作性。

图3 智慧健康应用架构图

在该场景中，健康采集设备包括便捷式健康终端、可穿戴式健康终端、健康小屋等采集设备；移动通信终端包括智能手机类终端、家用数据网关类终端；需要对不同类健康终端、通信终端进行定义和标准化语义，而且终端的数据接口定义需要进行语义标准化。

研究智慧健康场景中M2M语义功能中本体的层次定义，一方面有助于提高本体的灵活性，另一方面有助于增加本体的可扩展性。结合智慧健康应用本体分类以及健康本体层次需求，提出了健康本体模型，具体包括多层次本体架构、每个层次本体的定义和范围及层次之间的关系模型等。

文章来源：《智慧健康》 网址: http://www.zhjkzz.cn/qikandaodu/2020/1120/1022.html