物聯(lián)網(wǎng)自問(wèn)世以來(lái)，就引起了人們的極大關(guān)注，被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。

物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展空間雖然巨大，但是仍然有些問(wèn)題需要解決。從系統(tǒng)架構(gòu)角度來(lái)看，物聯(lián)網(wǎng)橫跨眾多的行業(yè)領(lǐng)域且跨度相對(duì)較大，各行各業(yè)又有相應(yīng)不同的特點(diǎn)需求，這就需要制定統(tǒng)一的體系架構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，從而使參與其中的物體、個(gè)人、公司、企業(yè)、團(tuán)體以及機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通，協(xié)同開(kāi)發(fā)。

要想實(shí)現(xiàn)這種大范圍的物體協(xié)作與互聯(lián)互通，有四個(gè)基本問(wèn)題就亟待解決：

(1)物體是什么：如何對(duì)物聯(lián)網(wǎng)物體進(jìn)行語(yǔ)義互通的描述?

(2)物體在哪里：如何在物聯(lián)網(wǎng)中找到相應(yīng)的物體?

(3)物體怎么用：如何使用找到的物體?

(4)使用可靠嗎：如何保證物體的安全性?

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司在總結(jié)大量互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，從能力的智慧互聯(lián)出發(fā)，創(chuàng)新性地提出基于能力的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放體系架構(gòu)，旨在解決物體的描述、發(fā)現(xiàn)、使用與安全四個(gè)根本問(wèn)題，提升網(wǎng)絡(luò)的智慧能力，構(gòu)建全國(guó)物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，催生新形態(tài)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式。

架構(gòu)理念

兼容：在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)能力上提升，兼容發(fā)展，推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”邁入“物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代”。開(kāi)放：立足網(wǎng)絡(luò)整體，提升網(wǎng)絡(luò)對(duì)物體能力的描述與搜索，建立開(kāi)放的公共基礎(chǔ)設(shè)施。彈性：可擴(kuò)展，從解決現(xiàn)實(shí)需求入手，對(duì)未來(lái)發(fā)展留有空間，支持可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)體系

物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放體系架構(gòu)的技術(shù)體系包括物體描述、物體發(fā)現(xiàn)、物體交互和物體安全共四個(gè)核心部分：

• 能力知識(shí)圖譜技術(shù)：能力知識(shí)圖譜是依靠語(yǔ)義網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的基于能力本體的大型公共服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施。它融合了所有領(lǐng)域的能力信息，以便于物體能力的語(yǔ)義互通。物體能力與知識(shí)圖譜交互次數(shù)越多，范圍越廣，知識(shí)圖譜就能獲取越多能力信息。物體描述關(guān)鍵技術(shù)圖照統(tǒng)一的四段進(jìn)行描述，實(shí)現(xiàn)了物體到虛擬世界的映射，物體之間可通過(guò)相互的描述元數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)相互識(shí)別和互操作。四段分別為：屬性(Attribute)、狀態(tài)(State)、動(dòng)作(Action)和能力(Capability)。
• 能力語(yǔ)義識(shí)別技術(shù)：通過(guò)ASAC描述的物體，得到了描述實(shí)體，也就是物體在虛擬世界的映射，利用ASAC描述語(yǔ)言的能力段描述，對(duì)能力進(jìn)行語(yǔ)義識(shí)別，實(shí)現(xiàn)能力描述的規(guī)范化。
• 能力本體自構(gòu)建技術(shù)：以往的本體構(gòu)建往往需物體描述方法實(shí)現(xiàn)了物體與網(wǎng)絡(luò)交互特征的抽象和歸一化描述。一方面使得物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員能將主要精力集中在業(yè)務(wù)流程上，節(jié)約了開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本;另一方面，使得物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)能夠?qū)Ξ悩?gòu)物體與網(wǎng)絡(luò)的交互信息形成一致性理解，是實(shí)現(xiàn)異構(gòu)物體在不同物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中互聯(lián)互通、協(xié)同工作的基礎(chǔ)。[1] 物體描述技術(shù)解決物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)資源的統(tǒng)一描述，提升物體資源的統(tǒng)一性，并通過(guò)構(gòu)建能力知識(shí)圖譜來(lái)對(duì)能力信息進(jìn)行語(yǔ)義識(shí)別和互通，保證所有機(jī)器對(duì)資源的能力能夠語(yǔ)義識(shí)別。物體交互技術(shù)解決如何使用物體能力的關(guān)鍵問(wèn)題，對(duì)不同物體分散的能力進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)單個(gè)物體無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能，提出了集中式和分布式的物體交互技術(shù)。物體發(fā)現(xiàn)技術(shù)解決物聯(lián)網(wǎng)海量物體能力的匹配搜索，構(gòu)建全新的物體能力搜索引擎，構(gòu)建物體分布式存儲(chǔ)文件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物體能力發(fā)現(xiàn)的自主、安全和可控。物體安全技術(shù)解決物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備不具備對(duì)抗常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)攻擊的保護(hù)機(jī)制以及現(xiàn)有信息安全機(jī)制不適用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的問(wèn)題，為物體參與網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)提供全方位的安全保護(hù)。在智慧農(nóng)業(yè)、智慧社區(qū)、智慧園區(qū)、安全生產(chǎn)與危險(xiǎn)品監(jiān)控等典型行業(yè)/區(qū)域進(jìn)行開(kāi)放物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)示范應(yīng)用，將“物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放體系架構(gòu)”技術(shù)應(yīng)用于新型智慧城市建設(shè)。

產(chǎn)品體系

基于物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放體系架構(gòu)的理念，實(shí)現(xiàn)了一套Ti產(chǎn)品體系，包括物體描述工具Ti3-Description、物體交互系統(tǒng)Ti3-Interaction、物體發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)Ti3-Discovery、能力知識(shí)圖譜Ti3-Graph、物體安全系統(tǒng)Ti3-Security、物體域名系統(tǒng)Ti3-Name等產(chǎn)品。

• Ti3-Description提供了ASAC統(tǒng)一描述模型，將物體抽象成屬性、狀態(tài)、動(dòng)作和能力四個(gè)字段，支持幾乎所有類(lèi)型物體的描述，通過(guò)掃描生成的二維碼可以獲取物體的所有描述信息。
• Ti3-Interaction對(duì)下提供物體接入管理，對(duì)上提供物體能力封裝。物體與Ti3-Interaction之間采用Ti3-Link Protocol協(xié)議保持通信，應(yīng)用通過(guò)Ti3-Interaction與物體建立連接。Ti3-Interaction統(tǒng)一了物體能力調(diào)用的接口形式，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層屏蔽了物體訪問(wèn)的差異性，使應(yīng)用在訪問(wèn)不同物體的時(shí)候像訪問(wèn)同一個(gè)物體一樣的方便。
• Ti3-Discovery提供海量物體能力的發(fā)布和搜索，采用了分布式架構(gòu)設(shè)計(jì)，分為中心節(jié)點(diǎn)和分節(jié)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)分節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行管理和資源監(jiān)管，分節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)所在區(qū)域物體的發(fā)布和搜索，分節(jié)點(diǎn)遍布全國(guó)，未來(lái)將部署到全球，讓用戶在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)完成物體能力的快速查找。
• Ti3-Graph為每個(gè)物體構(gòu)建能力知識(shí)圖譜，提供規(guī)范化物體能力名稱(chēng)、能力屬性值和不同能力表述的語(yǔ)義互通，以及從能力的角度挖掘物體與物體之間的關(guān)系，為物體能力的搜索提供語(yǔ)義支撐，提高物體能力搜索的準(zhǔn)確度。
• Ti3-Security是基于區(qū)塊鏈技術(shù)實(shí)現(xiàn)的分布式物體安全系統(tǒng)，為物聯(lián)網(wǎng)中物體的交互建立可信的通信環(huán)境，提供的功能包括物體密鑰、認(rèn)證、訪問(wèn)控制、異常檢測(cè)、隱私保護(hù)等，保障了物體可信和數(shù)據(jù)安全，降低入侵風(fēng)險(xiǎn)。
• Ti3-Name為接入到物聯(lián)網(wǎng)的每個(gè)物體定義全球唯一的域名，提供了一套采用分級(jí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的物體域名命名規(guī)則和一套高效的分布式物體域名解析系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)物體的訪問(wèn)。

標(biāo)準(zhǔn)化成果

基于“物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放體系架構(gòu)”理念，通過(guò)解決物體描述、物體標(biāo)識(shí)解析與發(fā)現(xiàn)、物體連接協(xié)議、物體安全保障等核心關(guān)鍵問(wèn)題，使萬(wàn)物實(shí)現(xiàn)智慧互聯(lián)。使萬(wàn)物能夠輕松上網(wǎng)并實(shí)現(xiàn)可管可控。中國(guó)電科在重點(diǎn)突破物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的同時(shí)，高度重視標(biāo)準(zhǔn)化工作，面向物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智慧城市等方向全面布局，已牽頭立項(xiàng)系列國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，主導(dǎo)并參與多項(xiàng)國(guó)際電聯(lián)ITU物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，提升了我國(guó)在國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化舞臺(tái)的話語(yǔ)權(quán)。

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司信息科學(xué)研究院已作為國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)工作組成員，在國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)工作組提出兩項(xiàng)立項(xiàng)申請(qǐng)，現(xiàn)已通過(guò)信標(biāo)委主任辦公會(huì)，報(bào)批國(guó)標(biāo)委立項(xiàng)：

• 《面向WEB開(kāi)放服務(wù)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 第1部分：參考架構(gòu)》
• 《面向WEB開(kāi)放服務(wù)的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 第2部分：物體描述方法》在國(guó)際三大標(biāo)準(zhǔn)化組織之一，國(guó)際電聯(lián)ITU-T SG20物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市標(biāo)準(zhǔn)工作組中代表中國(guó)提出立項(xiàng)申請(qǐng)，并已經(jīng)立項(xiàng)，計(jì)劃于2018年完成并發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)：《Requirements of things description in the IoT》(物聯(lián)網(wǎng)中物體描述需求)。在2017年的ITU年會(huì)上作為主導(dǎo)單位提出立項(xiàng)《Reference Architecture of IoT open resources for management and control》(面向管理與控制的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放資源架構(gòu))