中国电科康子路:打造具有中国特色的物联网开放体系架构
来源: 作者: 发布时间: 2016-07-11

“我们通过对物体能力的描述,物体能力的发现与物体能力的解决,来解决物联网的三个基本问题。”7月11日,中国电科创新院物联网所副所长康子路在“2016国际开放物联技术与标准峰会暨W3C万维物联网兴趣组会议”上如是表示。本次会议由物联网产业技术创新战略联盟、W3C(万维网联盟)、中国电子科技集团公司联合主办,中国电子科技集团公司信息科学研究院承办。
基于能力的物联网开放体系
康子路表示,物与物的智慧互联主要面临三个方面的基础问题:第一个问题物体是什么?到底什么是物体?怎样用一种很好的方法,把不同的万物描述清楚,然后以一种共同的标准认识这个物体。第二个是物体在哪,我们要去找到物体,我们找到物体了才可能使用物体。第三个是物体怎么用,我们解决了物体是什么,又找到了它,但是到底怎么用它?
康子路介绍,中国电科提出基于能力的物联网开放体系架构。物体能力就是指物体能够被外界使用的功能与数据,然后我们通过对物体能力的描述,物体能力的发现与物体能力的解决,来解决物联网的三个基本问题。这个架构的理念,一个是兼容;第二个是开放;第三个是弹性。目标是解决三个问题,第一个物体是什么,我们就是要定义物体的能力,描述它,还有去以一种标准化的方式来定义这个物体;第二个是解决物体在哪,有一个新的方式找到这个物体;第三个就是我们要解决怎么样用这个物体,这就是对整个架构的理念和我们的目标。
他说:“我们针对三个关键问题,物体是什么,物体在哪和物体怎么用,我们有三个关键技术,第一个是物体的描述,我们要使用一种标准方式来描述物体;第二个是物体的发现,我们要精确找到这个物体;第三个是物体的集成,通过物体的集成来保证多个物体之间能互联互通,互操作起来。”
基于能力的物体描述
康子路称,物体描述主要是为了解决物体是什么的问题。目前关于物体描述也有很多技术在做,但是现在这些技术之间,我们认为主要是有一些缺陷,一个是各方面的描述语言是不统一的,各有各的一套东西;第二个它作为物体能力的描述不足,没有很好的把物体能力描述起来;第三个采用实际的描述方法,比如说最后原数据,各个描述的语言有很大的差异。我们现在提出的物体描述技术,主要是围绕着能力的智慧互联,主要有三个方面的特点:第一个是对物体能力的描述;第二个是物体能力的抽取;第三个是建立物体能力的知识图谱,一个物体如何了解另一个物体,如何给它提供能力或者功能,这样我们才能更好的把两个不同的物体能力结合到一块。
比如说一个网站或者说一个计算机中的什么音乐播放器,通过描述语言,在计算机里面形成一种描述的实体,通过语义识别技术,最后形成对能力的描述。第一个是它的属性,建立描述物体的本质固有属性;第二个是它的状态,包括物体现在工作的一些情况,还有它的动作。最主要的就是能力,就是定义这个物体到底能干什么,包括有什么功能,和有什么能获取和处理什么样的数据。这个描述语言,我们已经在中国国家技术标准进行了立项。
康子路举例道,这里有一个例子,一架无人汽车形成描述实体和描述能力的过程。无人机有它的属性状态,汽车也有它的移动、记录、位置的能力,通过这套能力的标准化、规范化,最后把这些不同能力的语义进行了规范化的处理,形成一套规范化的能力库,建立了整个规范化的能力知识图谱。
通过能力、位置、物名标识物体
物体的发现技术。在互联网时代,我们找到一个网站,主要是通过DNS,通过域名解析到网络的IP地址,但是在物联网时代,我们认为同现在的互联网时代有一些不一样的东西。在物联网中,物体的标识具有多样性,不仅仅要对物体的名称进行标识,可能还对物体的能力进行标识,对物体的位置进行标识,尤其是物体的位置。因为在互联网时代,我们可能不是很关心一个网站的位置,但是在物联网时代,物体位置就是很重要的,我们需要一个使用相对精确位置物体的能力,对物体地理位置进行标识,需要相对成熟并多样化的物体标识融合体系,构建一种新的物体解析体系。
康子路透露,我们对物体的唯一标识,主要是通过能力、位置、物名,设计一个顶级的标识,用来区分不同的组合,按照需要基于能力去定位这个物体,基于位置去定位这个物体,以及基于我们的物体名称来定位这个物体。
他说:“我们主要考虑三个子系统共同组成,一个是CNS,基于能力来定位物体,未来发现物体的一套系统;另一个是位置体系(LNS),另外一个是TNS。通过这三个系统的解析,一方面增加整个解析的速度,很快的定位到物体。”
TRS的工作过程大致这样:首先发出首选解析服务器,然后将它的请求发到根服务器,然后再到二级服务器、三级服务器,到三级服务器的时候,它将同时到CNS和LNS和TNS三个不同服务器,进行物体的定位,然后并行的结果将在第三级服务器进行融合。
一般的物体在TRS Server进行注册,用户向物联网中的物体发出请求的时候,首先会在TRS Server里面得到网络地址,得到地址以后,再将请求重新发到相应物体里面,对物体进行处理和操作。
康子路表示,这是我们设想的,像DNS一样,我们的TRS解析系统在全球建立了一个分布图,我们建立了多个平行的根服务器,基于根服务器,在不同地点建立二级和三级的TRS的解析体系和相应的子系统。
物体集成平台考虑三个功能
物体集成的技术。康子路说:“现在我们物体的数量是远远大于现有计算机的入网数量,物体之间结构互不相同,需要一个统一的管理或者一个平台,而且物体的安全,也比网站信息要求更严格。我们就需要一个平台来去评比物体的差异性,进行物体的集成与管理,对外提供统一接口的能力服务。互联网时代,我们通过网站来管理不同的网页,物联网时代,我们从一个IOT的集成管理平台,通过描述实体和描述能力来对物体进行管理,实现对物体和相应能力的统一标配,这样我们访问物体的时候,就会像访问一个网页一样。”
物体集成在物联网平台层主要考虑三个方面的功能,第一个是物体的接入管理,我们用什么样的方式把物体接入到平台里面;第二个我们要对接入到平台的物体描述实体与它的描述能力进行一个管理;第三个有了物体的描述实体或者描述能力以后,我们要基于这些描述实体和描述能力,来进行物体之间的集成。
康子路表示,我们的能力集成技术可以根据不同的需求寻找到不同的能力本体,根据更加细化的能力分析,得到相应的描述实体,最终找到对应的物体,然后把这些物体连接到一块,实现物体的互操作。比如一个机器人,如果进入一个比较黑暗的房间里面,寻找一个物体。借助能力集成技术,机器人获得照明能力,还能飞行能力,也有摄像能力,能看见比它身高还高的桌面上的东西,找到物体。这是物体集成技术的一个简单的例子。

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