The evolution of IoT has revolutionized industrial automation. Industrial devices at every level such as field devices, control devices, enterprise level devices etc., are connected to the Internet, where they can be accessed easily. It has significantly changed the way applications are developed on the industrial automation systems. It led to the paradigm shift where novel IoT application development tools such as Node-RED can be used to develop complex industrial applications as IoT orchestrations. However, in the current state, these applications are bound strictly to devices from specific vendors and ecosystems. They cannot be re-used with devices from other vendors and platforms, since the applications are not semantically interoperable. For this purpose, it is desirable to use platform-independent, vendor-neutral application templates for common automation tasks. However, in the current state in Node-RED such reusable and interoperable application templates cannot be developed. The interoperability problem at the data level can be addressed in IoT, using Semantic Web (SW) technologies. However, for an industrial engineer or an IoT application developer, SW technologies are not very easy to use. In order to enable efficient use of SW technologies to create interoperable IoT applications, novel IoT tools are required. For this purpose, in this paper we propose a novel semantic extension to the widely used Node-RED tool by introducing semantic definitions such as iot.schema.org semantic models into Node-RED. The tool guides a non-expert in semantic technologies such as a device vendor, a machine builder to configure the semantics of a device consistently. Moreover, it also enables an engineer, IoT application developer to design and develop semantically interoperable IoT applications with minimal effort. Our approach accelerates the application development process by introducing novel semantic application templates called Recipes in Node-RED. Using Recipes, complex application development tasks such as skill matching between Recipes and existing things can be automated. We will present the approach to perform automated skill matching on the Cloud or on the Edge of an automation system. We performed quantitative and qualitative evaluation of our approach to test the feasibility and scalability of the approach in real world scenarios. The results of the evaluation are presented and discussed in the paper.

中文翻译：

---

语义Node-RED用于快速开发可互操作的工业IoT应用

物联网的发展彻底改变了工业自动化。各个级别的工业设备（例如现场设备，控制设备，企业级设备等）都已连接到Internet，可以轻松访问它们。它极大地改变了在工业自动化系统上开发应用程序的方式。这导致了范式转变，其中可以使用新型物联网应用程序开发工具（例如Node-RED）来开发复杂的工业应用程序，如物联网业务流程。但是，在当前状态下，这些应用程序严格绑定到来自特定供应商和生态系统的设备。由于这些应用程序在语义上不可互操作，因此无法与其他供应商和平台的设备一起使用。为此，希望使用与平台无关的 与供应商无关的应用程序模板，用于常见的自动化任务。但是，在Node-RED的当前状态下，无法开发此类可重用和可互操作的应用程序模板。可以使用语义网（SW）技术在IoT中解决数据级别的互操作性问题。但是，对于工业工程师或IoT应用程序开发人员而言，SW技术并不是很容易使用。为了有效利用软件技术来创建可互操作的物联网应用，需要新颖的物联网工具。为此，在本文中，我们通过将语义定义（例如iot.schema.org语义模型）引入Node-RED中，为广泛使用的Node-RED工具提出了一种新颖的语义扩展。该工具可指导语义技术领域的非专家（例如设备供应商，机器制造商来一致地配置设备的语义。此外，它还使工程师，物联网应用程序开发人员能够以最小的努力设计和开发语义上可互操作的物联网应用程序。我们的方法通过在Node-RED中引入称为Recipes的新颖语义应用程序模板来加速应用程序开发过程。使用配方，可以自动执行复杂的应用程序开发任务，例如配方和现有事物之间的技能匹配。我们将介绍在云或自动化系统的边缘上执行自动化技能匹配的方法。我们对我们的方法进行了定量和定性评估，以测试该方法在现实世界中的可行性和可扩展性。本文介绍并讨论了评估结果。它还使工程师，物联网应用程序开发人员能够以最小的努力设计和开发语义上可互操作的物联网应用程序。我们的方法通过在Node-RED中引入称为Recipes的新颖语义应用程序模板来加速应用程序开发过程。使用配方，可以自动执行复杂的应用程序开发任务，例如配方和现有事物之间的技能匹配。我们将介绍在云或自动化系统的边缘上执行自动化技能匹配的方法。我们对我们的方法进行了定量和定性评估，以测试该方法在现实世界中的可行性和可扩展性。本文介绍并讨论了评估结果。它还使工程师，物联网应用程序开发人员能够以最小的努力设计和开发语义上可互操作的物联网应用程序。我们的方法通过在Node-RED中引入称为Recipes的新颖语义应用程序模板来加速应用程序开发过程。使用配方，可以自动执行复杂的应用程序开发任务，例如配方和现有事物之间的技能匹配。我们将介绍在云或自动化系统的边缘上执行自动化技能匹配的方法。我们对我们的方法进行了定量和定性评估，以测试该方法在现实世界中的可行性和可扩展性。本文介绍并讨论了评估结果。物联网应用程序开发人员以最小的努力来设计和开发语义上可互操作的物联网应用程序。我们的方法通过在Node-RED中引入称为Recipes的新颖语义应用程序模板来加速应用程序开发过程。使用配方，可以自动执行复杂的应用程序开发任务，例如配方和现有事物之间的技能匹配。我们将介绍在云或自动化系统的边缘上执行自动化技能匹配的方法。我们对我们的方法进行了定量和定性评估，以测试该方法在现实世界中的可行性和可扩展性。本文介绍并讨论了评估结果。物联网应用程序开发人员以最小的努力设计和开发语义上可互操作的物联网应用程序。我们的方法通过在Node-RED中引入称为Recipes的新颖语义应用程序模板来加速应用程序开发过程。使用配方，可以自动执行复杂的应用程序开发任务，例如配方和现有事物之间的技能匹配。我们将介绍在云或自动化系统的边缘上执行自动化技能匹配的方法。我们对我们的方法进行了定量和定性评估，以测试该方法在现实世界中的可行性和可扩展性。本文介绍并讨论了评估结果。我们的方法通过在Node-RED中引入称为Recipes的新颖语义应用程序模板来加速应用程序开发过程。使用配方，可以自动执行复杂的应用程序开发任务，例如配方和现有事物之间的技能匹配。我们将介绍在云或自动化系统的边缘上执行自动化技能匹配的方法。我们对我们的方法进行了定量和定性评估，以测试该方法在现实世界中的可行性和可扩展性。本文介绍并讨论了评估结果。我们的方法通过在Node-RED中引入称为Recipes的新颖语义应用程序模板来加速应用程序开发过程。使用配方，可以自动执行复杂的应用程序开发任务，例如配方和现有事物之间的技能匹配。我们将介绍在云或自动化系统的边缘上执行自动化技能匹配的方法。我们对我们的方法进行了定量和定性评估，以测试该方法在现实世界中的可行性和可扩展性。本文介绍并讨论了评估结果。我们将介绍在云或自动化系统的边缘上执行自动化技能匹配的方法。我们对我们的方法进行了定量和定性评估，以测试该方法在现实世界中的可行性和可扩展性。本文介绍并讨论了评估结果。我们将介绍在云或自动化系统的边缘上执行自动化技能匹配的方法。我们对我们的方法进行了定量和定性评估，以测试该方法在现实世界中的可行性和可扩展性。本文介绍并讨论了评估结果。