物聯(lián)網(wǎng)自問世以來，就引起了人們的極大關(guān)注，被認為是繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)、移動通信網(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，但是仍然有些問題需要解決。從系統(tǒng)架構(gòu)角度來看，物聯(lián)網(wǎng)橫跨眾多的行業(yè)領(lǐng)域且跨度相對較大，各行各業(yè)又有相應(yīng)不同的特點需求，這就需要制定統(tǒng)一的體系架構(gòu)標準，從而使參與其中的物體、個人、公司、企業(yè)、團體以及機構(gòu)實現(xiàn)互聯(lián)互通，協(xié)同開發(fā)。

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

（1）物體是什么：如何對物聯(lián)網(wǎng)物體進行語義互通的描述？

（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？

中國電子科技集團公司在總結(jié)大量互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的經(jīng)驗基礎(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)、使用與安全四個根本問題，提升網(wǎng)絡(luò)的智慧能力，構(gòu)建全國物聯(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“互聯(lián)網(wǎng)時代”邁入“物聯(lián)網(wǎng)時代”。開放：立足網(wǎng)絡(luò)整體，提升網(wǎng)絡(luò)對物體能力的描述與搜索，建立開放的公共基礎(chǔ)設(shè)施。彈性：可擴展，從解決現(xiàn)實需求入手，對未來發(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核心部分：

●能力知識圖譜技術(shù)：能力知識圖譜是依靠語義網(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義互通。物體能力與知識圖譜交互次數(shù)越多，范圍越廣，知識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)一的四段進行描述，實現(xiàn)了物體到虛擬世界的映射，物體之間可通過相互的描述元數(shù)據(jù)實現(xiàn)相互識別和互操作。四段分別為：屬性(Attribute)、狀態(tài)(State)、動作(Action)和能力(Capability)。

●能力語義識別技術(shù)：通過ASAC描述的物體，得到了描述實體，也就是物體在虛擬世界的映射，利用ASAC描述語言的能力段描述，對能力進行語義識別，實現(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)約了開發(fā)和維護成本；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，并通過構(gòu)建能力知識圖譜來對能力信息進行語義識別和互通，保證所有機器對資源的能力能夠語義識別。物體交互技術(shù)解決如何使用物體能力的關(guān)鍵問題，對不同物體分散的能力進行集成，實現(xiàn)單個物體無法實現(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)建物體分布式存儲文件系統(tǒng)，實現(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)備不具備對抗常見網(wǎng)絡(luò)攻擊的保護機制以及現(xiàn)有信息安全機制不適用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的問題，為物體參與網(wǎng)絡(luò)活動提供全方位的安全保護。在智慧農(nóng)業(yè)、智慧社區(qū)、智慧園區(qū)、安全生產(chǎn)與危險品監(jiān)控等典型行業(yè)/區(qū)域進行開放物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)示范應(yīng)用，將“物聯(lián)網(wǎng)開放體系架構(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)開放體系架構(gòu)的理念，實現(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)、動作和能力四個字段，支持幾乎所有類型物體的描述，通過掃描生成的二維碼可以獲取物體的所有描述信息。

Ti3-Interaction對下提供物體接入管理，對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的差異性，使應(yīng)用在訪問不同物體的時候像訪問同一個物體一樣的方便。

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，分為中心節(jié)點和分節(jié)點，中心節(jié)點負責對分節(jié)點的拓撲結(jié)構(gòu)進行管理和資源監(jiān)管，分節(jié)點負責所在區(qū)域物體的發(fā)布和搜索，分節(jié)點遍布全國，未來將部署到全球，讓用戶在任何時間、任何地點完成物體能力的快速查找。

Ti3-Graph為每個物體構(gòu)建能力知識圖譜，提供規(guī)范化物體能力名稱、能力屬性值和不同能力表述的語義互通，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義支撐，提高物體能力搜索的準確度。

Ti3-Security是基于區(qū)塊鏈技術(shù)實現(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、認證、訪問控制、異常檢測、隱私保護等，保障了物體可信和數(shù)據(jù)安全，降低入侵風險。

Ti3-Name為接入到物聯(lián)網(wǎng)的每個物體定義全球唯一的域名，提供了一套采用分級結(jié)構(gòu)設(shè)計的物體域名命名規(guī)則和一套高效的分布式物體域名解析系統(tǒng)，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)物體的訪問。

標準化成果

基于“物聯(lián)網(wǎng)開放體系架構(gòu)”理念，通過解決物體描述、物體標識解析與發(fā)現(xiàn)、物體連接協(xié)議、物體安全保障等核心關(guān)鍵問題，使萬物實現(xiàn)智慧互聯(lián)。使萬物能夠輕松上網(wǎng)并實現(xiàn)可管可控。中國電科在重點突破物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)的同時，高度重視標準化工作，面向物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、智慧城市等方向全面布局，已牽頭立項系列國家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標準，主導(dǎo)并參與多項國際電聯(lián)ITU物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市國際標準，提升了我國在國際物聯(lián)網(wǎng)標準化舞臺的話語權(quán)。

中國電子科技集團公司信息科學研究院已作為國家物聯(lián)網(wǎng)標準基礎(chǔ)工作組成員，在國家物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)標準工作組提出兩項立項申請，現(xiàn)已通過信標委主任辦公會，報批國標委立項：

（1）《面向WEB開放服務(wù)的系統(tǒng)實現(xiàn) 第1部分：參考架構(gòu)》

（2）《面向WEB開放服務(wù)的系統(tǒng)實現(xiàn) 第2部分：物體描述方法》在國際三大標準化組織之一，國際電聯(lián)ITU-T SG20物聯(lián)網(wǎng)與智慧城市標準工作組中代表中國提出立項申請，并已經(jīng)立項，計劃于2018年完成并發(fā)布標準：《Requirements of things description in the IoT》（物聯(lián)網(wǎng)中物體描述需求）。在2017年的ITU年會上作為主導(dǎo)單位提出立項《Reference Architecture of IoT open resources for management and control》（面向管理與控制的物聯(lián)網(wǎng)開放資源架構(gòu)）