1、1當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品亟待解決的核心問題yyyy年M月d日2011年12月16日 深圳1什么是物聯(lián)網(wǎng)IOT “中國物聯(lián)網(wǎng)的概念相當(dāng)于國外的The Internet of Things (IOT），是美國準(zhǔn)備繼互聯(lián)網(wǎng)之后重振他們的信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)之一，希望通過現(xiàn)在 在美國已有的高速網(wǎng)絡(luò)，加上各種傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等，實(shí)時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或處理過程。因此，所需采集的信息除了數(shù)字文件外，還要將聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、空間坐標(biāo)位置等各方面所需的信息自動納入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人、管理識別過程的全面智能化。目前在美國使用最有效的是一些超級大公司，如IBM、W

2、al-Mart等，為進(jìn)一步減低建設(shè)成本和提高系統(tǒng)的可靠性，要求將上述各種傳感器（包括前端處理軟件）集成在芯片上，這就是我目前參與的研究工作?！?徐端頤 （2011年10月8日于美國來信） ( 清華大學(xué)教授，光盤技術(shù)權(quán)威、多功能集成傳感器專家）22物聯(lián)網(wǎng)的核心價值 中國物聯(lián)網(wǎng)就是The Internet of Things（IOT ）的譯名， 1,“利用各種傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等，實(shí)時采集任何需要監(jiān)控、連接、互動的物體或處理過程”， 2,“所需采集的信息除了數(shù)字文件外，還要將聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、空間坐標(biāo)位置等各方面所需的信息自動納入網(wǎng)絡(luò)” ， 3,“實(shí)現(xiàn)物與物、物與人

3、、管理識別過程的全面智能化” 。 這三條正是“物聯(lián)網(wǎng)”區(qū)別于互聯(lián)網(wǎng)的根本所在，遺憾的是現(xiàn)在很多號稱“物聯(lián)網(wǎng)”的系統(tǒng)沒能做到。 再加上各行業(yè)之間數(shù)據(jù)格式千差萬別，就形成各行業(yè)、各社區(qū)的“信息孤島”，另外一點(diǎn)，我們的核心技術(shù)（芯片）都在國外，尤其是傳感器技術(shù)和芯片。 33實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的解決途徑 目前要求解決的途徑是：（1）各種電器的數(shù)據(jù)格式要統(tǒng)一，打破“信息孤島”；（2）信息要自動識別納入網(wǎng)絡(luò)，自動組網(wǎng)；（3）管理、識別、控制過程的全面智能化。 我們具體解決方案是“物聯(lián)網(wǎng)資源描述標(biāo)記語言”統(tǒng)一格式； 加上基于XML語言的Web Services體系結(jié)構(gòu)（SOA)，用瀏覽器發(fā)布和操作控制； 用手機(jī)和平

4、面電腦作為家庭智能終端，然后聯(lián)上互聯(lián)網(wǎng)享受遠(yuǎn)程控制和網(wǎng)上支付。 44數(shù)據(jù)格式標(biāo)準(zhǔn)是物聯(lián)網(wǎng)大集成應(yīng)用的關(guān)鍵5 物聯(lián)網(wǎng)是一個由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層共同構(gòu)成的，涉及國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)、社會與生活各個領(lǐng)域的無所不包的龐大產(chǎn)業(yè)鏈。這就決定了它帶來各個行業(yè)的差異性。 感知層的傳感器是由各種物理器件組成，必須將其數(shù)據(jù)資源表達(dá)給予轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)化格式。應(yīng)用層對物聯(lián)網(wǎng)信息的處理數(shù)據(jù)主要是感知層傳感器上傳的數(shù)據(jù)，包括物聯(lián)網(wǎng)的“物”的屬性，附屬信息，可操作信息（命令及其接口）等。因此如果解決了感知層上傳數(shù)據(jù)的描述及處理協(xié)議，則應(yīng)用層軟件就可以識別、處理和下傳操作信息，而與網(wǎng)絡(luò)傳輸層的媒體無關(guān)。 如果對數(shù)據(jù)描述格式和處理

5、協(xié)議進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化以后，上層軟件處理平臺和中間件將在很大范圍內(nèi)成為能復(fù)用的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)。具有極大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。5物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)模型的標(biāo)準(zhǔn)化6 為了歸納出我們需要的數(shù)字城市和物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)模型，必須提取對象的特征屬性，歸納為對象類型，并按對象技術(shù)的要求構(gòu)造出物聯(lián)網(wǎng)對象的數(shù)據(jù)模型。 我們回顧Internet技術(shù)的發(fā)展歷程，為解決異種計算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)和信息交換，由最初的TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到瀏覽器/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，才使得萬維網(wǎng)普遍應(yīng)用及國際互聯(lián)網(wǎng)被大眾所接受。其中使用超文本標(biāo)記語言（HTML）和瀏覽器技術(shù)是一個關(guān)鍵基礎(chǔ)。有人說HTML（及HTTP，URL）是由天才發(fā)明的，因?yàn)樗哂歇?dú)立于主機(jī)的代碼和語法結(jié)構(gòu)，能夠被

6、異種計算機(jī)所識別，進(jìn)而成為Internet迅速發(fā)展的主要因素。 6什么是物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)記語言7 我們今天已經(jīng)有一個更為強(qiáng)大的標(biāo)記語言XML（可擴(kuò)展標(biāo)記語言），用它已經(jīng)生成各種標(biāo)記語言，例如化學(xué)標(biāo)記語言（CML），數(shù)學(xué)標(biāo)記語言（MathML）等幾十種XML的應(yīng)用語言。我們應(yīng)該可以綜合創(chuàng)造一個“物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)記語言”，使得物聯(lián)網(wǎng)的千差萬別的設(shè)備都可以用它來描述，并將描述方法和控制協(xié)議統(tǒng)一起來。因此把相關(guān)領(lǐng)域的描述數(shù)據(jù)綜合考慮，歸納提煉出一個最基礎(chǔ)的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，就成為物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)描述的核心問題。 “物聯(lián)網(wǎng)資源描述語言”（TDL）是定義物聯(lián)網(wǎng)事物（Things）描述文件結(jié)構(gòu)的應(yīng)用語言。是一個基于XML的“物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)記

7、語言”，以事物的功能為對象，便于將其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化。 應(yīng)用語言與通常的編程語言不同，編程語言的源文本是不可讀的，只能由可解讀其語法定義的編譯程序從原文件產(chǎn)生一個計算機(jī)可執(zhí)行的程序。應(yīng)用語言的主要差別就在于它是可讀的，它能夠?yàn)閹в胁煌脚_的各種計算機(jī)所利用。 7物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)格式的標(biāo)準(zhǔn)化8 感知層的作用就是要識別設(shè)備資源所含對象的屬性、操作及其接口，并將其傳感器獲取對象的實(shí)時狀態(tài)等組成“設(shè)備描述文件”， “物聯(lián)網(wǎng)資源描述語言”是用以構(gòu)造和定義“設(shè)備描述文本”的結(jié)構(gòu)和標(biāo)識。傳送時用八位位組的字符串序列來表示，要符合互聯(lián)網(wǎng)規(guī)定的抽象語法定義的記法（GB/T16262）。 “設(shè)備描述文件”是一個基于XML語言

8、的結(jié)構(gòu)化文本文件，它是一個采用TXT格式的簡短的文本；它適合各種通信網(wǎng)絡(luò)傳輸；應(yīng)用層接收以后，能用XML語言解釋和執(zhí)行； 8物聯(lián)網(wǎng)是一個面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)9 物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型和運(yùn)行模式?jīng)Q定了物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，是一個面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)（SOA）。它是采用基于XML的，具有自描述的軟件，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布和利用軟件服務(wù)的一種機(jī)制，它發(fā)布和描述對象的屬性及其操作接口，通過標(biāo)準(zhǔn)化的XML消息傳遞機(jī)構(gòu)可以利用網(wǎng)絡(luò)訪問這些操作。 基于Web服務(wù)，即是通過瀏覽器實(shí)現(xiàn)的軟件服務(wù)，即所謂SaaS。這也就是構(gòu)造Web服務(wù)的整體技術(shù)框架。 9物聯(lián)網(wǎng)資源描述及信息數(shù)據(jù)編碼規(guī)范10 本標(biāo)準(zhǔn)采用面向?qū)ο蟮姆治龇椒?。將物?lián)網(wǎng)處理

9、的事和物作為部署在物聯(lián)網(wǎng)上的對象的集合，這些對象經(jīng)用戶識別和執(zhí)行而實(shí)現(xiàn)對用戶的服務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的目標(biāo)是要創(chuàng)建一個為客戶服務(wù)的系統(tǒng)平臺。它向客戶展示的是各個商家想要向客戶公布和提供服務(wù)的業(yè)務(wù)項目，這些業(yè)務(wù)項目稱為Web服務(wù)。Web服務(wù)可以認(rèn)為是一種部署在Web上的對象（Web對象）。 物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)形成的物聯(lián)網(wǎng)資源對象，將是一個多個層次對象構(gòu)成：就象自然界生物的綱、目、科、類、種一樣。但可以劃分為兩大類對象。即實(shí)體對象（硬件、物品對象）和虛擬對象（軟件、服務(wù)、Web對象）。10物聯(lián)網(wǎng)資源對象和屬性的分類11 物聯(lián)網(wǎng)資源功能抽象化的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，歸納為19個類。 其中基礎(chǔ)功能對象有5個類： 模擬量對

10、象； 開關(guān)量對象； 枚舉量對象； 時間數(shù)據(jù)對象； 事件數(shù)據(jù)對象； 其他的類則有：系統(tǒng)功能對象(3)；合成功能對象(2)；關(guān)聯(lián)功能對象(1)；組合功能對象(3)及Web服務(wù)功能對象(5)。 物聯(lián)網(wǎng)資源對象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范，就是“物聯(lián)網(wǎng)資源描述語言”，或“物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)記語言”，是資源描述文件的DTD，是標(biāo)準(zhǔn)核心內(nèi)容。11物聯(lián)網(wǎng)資源描述文件與XML格式對照1212建筑數(shù)字化應(yīng)用國標(biāo)稿中的家用電子系統(tǒng)示意圖1313家電網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記語言DDLGML19691978-1986SGMLISO8879HTMLDDL1991(獨(dú)立于主機(jī)的代碼和語法結(jié)構(gòu)）Internet 的支柱現(xiàn)場總線作為OSI第8層引入DDL1993-2000現(xiàn)場總線和其它總線技術(shù)的“ HTML 語言”家電網(wǎng)絡(luò)DDLXML家電網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)記語言XML 的應(yīng)用程序用DTD方式XML編輯器XlinkXpointerXSL可用工具（嚴(yán)格的DTD文件）家電描述語言：一種應(yīng)用語言，家電網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)記語言，用來定義家電描述文本的結(jié)構(gòu)，它是一種DTD（文檔類型定義）文件。1.定義元素的數(shù)據(jù)類型及關(guān)聯(lián)信息 2.說明元素屬性 3.屬性的取值范圍 4. 文檔中的順序（IBM的通用標(biāo)記語言）141415結(jié)論：物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)化解決方案當(dāng)前要求解決的途徑是： （1）各種電器的數(shù)據(jù)格式要統(tǒng)一，建立物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)記語言，打破“信息孤島”； （2）信息要自動識別納入網(wǎng)絡(luò)，自動組網(wǎng)，