中国电科开放物联网体系架构

中国电科开放物联网体系架构 DEFINITIONS 定义定义 e e- -ThingsThings： 中国电子科技集团公司物联网开放体系架构注册商标。 物联港：物联港： 物联网中管理接入设备、支撑应用的基本单元。 物体标识解析系统（物体标识解析系统（TNSTNS）：）： 物联网中用于实现物体标识、寻址、搜索以及物联港名分配与管理的系统。 物体服务：物体服务： 以 Web 服务形式封装呈现的物体功能。 第一章第一章 开放物联网发展背景开放物联网发展背景 1.开放是物联网未来发展的必然趋势开放是物联网未来发展的必然趋势 物联网的概念自提出以来，就引起人们的极大关注，被誉为是继计算机、互 联网和移动通信之后新一轮信息技术和产业革命， 是信息技术领域未来竞争的制 高点和产业升级的核心驱动力。 目前，具有一定共识的物联网定义，是指通过信息网络，将感知识别、传输 互联和计算处理有机整合， 对物理世界进行动态感知和智能控制， 从而实现信息 在人与物、物与物之间的无缝对接，达到人对资源的有效利用、科学管理、优化 配置和生产生活的智能决策。从这个角度来看，物联网的本质，是要实现信息世 界和物理世界的高度融合， 彻底打破传统的生产和生活方式， 以更加精细和更加 智慧的模式，满足社会生产高度发展和人类生活更加美好的发展需求。 从全球来看， 物联网发展的国际竞争日趋激烈。 西方发达国家纷纷将物联网 作为国家支持的重点领域， 加大核心技术研发力度， 加快标准制定和产业化进程。 我国的物联网发展与全球基本同步，态势良好，已具备一定的技术和应用基础， 部分领域也已形成一定产业规模。 但整体来看， 物联网在世界范围内的发展仍处于初级阶段。 很多时候往往只 被视为传统行业现行体系的信息化改造或功能补充， 主要以闭环的垂直应用为主， 呈现“个性化”、“碎片化”的发展特征。 随着物联网的蓬勃发展， 传统的生产和管理模式正在逐步走向网络化和开放 化。 创客空间+ 众筹平台/ 孵化器正在打造新的硬件创新环境， 物联网感知信息 正在连接到各种云平台， 网络化制造与网络化服务呈现一体化发展， 人人可参与 的互联网创新模式改变着产品制造和服务提供模式， 物联网和移动互联网在技术、 产业、 应用、 理念上多方位加速融合新的发展需求对物联网本身提出严峻挑 战，传统“烟囱式”的建设模式带来的技术门槛高、建设成本高、物体/ 信息共 享难、应用系统互联互通难等问题逐渐凸显，难以适应物联网规模化、协同化的 发展要求，很难引导和释放潜在的、爆炸式的应用价值。 为了解决“烟囱式”发展“瓶颈”，满足物联网更大规模的发展需求，建立 开放的物联网体系架构， 增强支持 “物体网络化” 和 “网络物体化” 的基础能力， 形成跨区域、跨行业互动的开放式网络基础设施，推动“开放互联”的物联网基 础标准和生态环境，将是物联网发展的必然方向。 开放的网络架构和应用模式， 能够降低物联网的技术门槛， 提高用户参与度， 促进公共资源发展； 能够实现应用的互联互通互操作和物体共享； 能够打破行业 壁垒，减少重复建设，降低研发成本；并将引发物体联网模式、系统建设模式和 商业服务模式的变革。 物联网前景广阔，当前还处于爆炸式发展的前夜，在改变人类生产、生活方 式的各个方面还有很大的发展空间。 开放物联网是激发物联网巨大潜能、 推动其 进一步发展的催化剂，是物联网未来发展的必然趋势。 2.架构是推动开放物联网发展的核心动力架构是推动开放物联网发展的核心动力 大量的工程实践告诉我们，应用系统与共性技术是相互促进、滚动发展的。 开放的共性技术，是推动物联网发挥其真正潜能的基础。这些共性技术中，开放 的网络架构，又是推动物联网走向开放的核心动力（互联网、万维网的发展催生 了当前 IT 产业大发展的现状，就是一个典型案例）。 当前， 国外科研机构在物联网领域的工作重心已经开始由早期的行业物联网 应用逐渐向物联网开放互联架构转移。 我国的高校、 科研院所和企业也开始关注 架构的研究。建立开放的物联网体系架构，推动物联网更加开放的发展，形成既 符合我国实际情况，又与国际前沿技术兼容的开放的接口、协议、软件和服务等 共性技术标准， 能够引领和支撑我国物联网技术和产业发展， 促进物联网产业链 整合，提升物联网可持续竞争力，催生新的潜在应用，促进商业模式创新发展。 从开放物联网的发展需求和应用模式来看，开放物联网架构最重要的能力， 是要为物联网应用系统规模化、协同化、智能化发展提供水平共性支撑，解决海 量终端因接口、协议、服务、标准之间的明显差异而无法真正“联网交互”的根 本问题，并为物联网的参与者（开发者、运营商、消费者等）提供一个共用、能 用、好用的运行环境。具体来说，开放物联网的架构应当具备如下能力： （1 1）物体统一描述能力）物体统一描述能力 物联网中的物体种类繁多、 功能各异， 其异构性导致物体之间交互存在信息 理解障碍。 因此， 需要对物体与网络、 物体与物体之间的交互能力进行统一建模， 并以标准化、 可扩展的描述方式将物体从物理域实体映射为信息域的数字可操作 对象，实现物体信息的一致理解，从而更好地支持“物-物”交互。 （2 2）物体标识与寻址能力）物体标识与寻址能力 目前，物联网中物体所在网络环境多样，标识及寻址方式也各不相同，不同 网络子域间的异构性造成了物联网应用跨域互联互通的困难。 因此， 需要建立物 体资源寻址的基础设施级入口， 统一物体资源身份信息的标识与寻址方式， 屏蔽 底层子域的异构性， 最终为实现物联网异构物体资源跨域协作与应用跨域互联互 通奠定基础。 （3 3）物体服务共享能力）物体服务共享能力 与传统信息系统不同， 物联网应用系统之间除共享信息外， 更关注对物体感 控能力的共享。 由于物体功能接口的复杂性和多样性， 无法对应用系统呈现统一 的调用接口，这种共享目前十分困难。物体服务共享，就是将物体的功能接口进 行服务化封装， 对应用提供统一的调用机制， 以支撑物联网应用系统之间的互操 作。 （4 4）安全和隐私保护能力）安全和隐私保护能力 从互联网到物联网，安全和隐私一直是人们重点关注的问题。开放环境下， 安全和隐私的重要性更加凸显。 海量异构物体的集中接入、 物体感控接口的大量 暴露等，都给物联网安全带来更大挑战。因此，需要站在架构的整体角度统一考 虑开放物联网的安全和隐私保护问题， 以保障开放环境下物体交互的可靠性和私 密性。 第二章第二章 物联网体系架构发展现状物联网体系架构发展现状 随着物联网的发展， 越来越多的科研机构逐步将工作重心由物联网系统建设 转移至对体系架构的研究， 包括美国、 欧盟在内的部分国家和组织从不同角度提 出了一些有代表性的物联网体系架构。 此外， 各大标准组织也针对体系架构的标 准化问题展开了研究，为推动物联网更好更快发展做了大量工作。 1. 物联网体系架构概况物联网体系架构概况 1.1. 欧盟物联网体系架构欧盟物联网体系架构 欧盟第七研发框架（FP7）从 2009 起对物联网技术和应用研发进行支持，物 联网架构技术被作为重点支持的对象，SENSEI 架构和 IoT-A 架构是其中的两个 重点项目。 （1 1） SENSEISENSEI 体系架构体系架构 SENSEI 体系架构自下而上可分为：通信服务层、资源层、以及应用层。通 信服务层将 现有的网络基础设施的服务映射成统一的接口为资源层提供统一的网络通 信服务； 资源层为应用层与物理世界资源之间的交互提供统一的接口； 应用层为 用户及第三方服务提供者提供统一的接口。SENSEI 体系架构定义了开放的服务 访问接口与相应的语义规范来提供统一的网络与信息管理服务， 并提供能量管理、 安全、隐私保护、信任管理与记账机制，以实现对环境信息的获取以及与物理世 界的交互。 （2 2）IoTIoT- -A A 体系架构体系架构 IoT-A 体系架构在 SENSEI 的基础上做了进一步的细化，增强了互操作性。I oT-A 体系架构参考模型分为：应用层、IP 层、M2M API 层、无线通信协议层。 其中 M2M API 层定义了资源间进行交互的方式和接口，IP 层则明确了广域范围 内实现大规模资源共享的互联技术。 该模型将不同的无线通信协议栈统一为一个 物-物通信接口，结合互联通信协议支持大规模异构设备间的互联，可以接入大 量的物联网应用。 1.2. 美国物联网体系架构美国物联网体系架构 美国国家情报委员会在2025 对美国利益潜在影响的关键技术报告中将 物联网列为六种关键技术之一，在体系架构方面的成果主要有 Physical-net 和 CPS。 （1 1）PhysicalPhysical- -netnet 体系架构体系架构 Physical-net 体系架构是由美国弗吉尼亚大学提出的，用来解决多用户环 境下管理与规划异构资源的问题，分为服务提供层、网关层、协调层和应用层。 Physical-net 体系架构由底层感知设备直接提供服务，并由网关层进行服务的 收集和分发， 从而将应用需求与资源分配分离开来， 支持动态移动管理和实时应 用配置。 （2 2）CPSCPS 体系架构体系架构 CPS 体系架构是由美国自然基金委提出的，它以构建可控、可信、可扩展的 CPS 网络，实现物理世界与信息世界的融合为目标。其特点在于，CPS 将物理设 备联网，特别是连 接到互联网上，使得物理设备具有计算、通信、精确控制、远程协调和自治 等五大功能。 1.3. 韩国物联网体系架构韩国物联网体系架构 韩国 2009 年出台了物联通信基础构建基本规划，跟进了物联网基础设 施的构建。在体系架构方面，韩国于 2007 年在 ITU-T 会议上提出了面向泛在传 感网的 USN 体系架构， 该体系架构自底向上将物联网分为五层： 感知网、 接入网、 网络基础设施、中间件和应用平台。 1.4. 中国物联网体系架构中国物联网体系架构 我国具有代表性的物联网体系架构为无锡物联网产业研究院提出的“六域” 模型。 该模型从业务功能的角度对物联网系统进行分解， 以功能域方式描述物联 网系统的组成， 将物联网划分为用户域、 目标对象域、 感知控制域、 服务提供域、 运维管控域以及资源交换域。该模型以“六域”为核心，对物联网不同应用系统 的共性进行抽象， 明确了应用系统、 网络通信和信息交换等层面的功能实体和接 口关系。 2. 物联网体系架构标准化概况物联网体系架构标准化概况 2.1. ITU 架构标准架构标准 隶属于国际电信联盟的电信标准部门 （ITU-T） 是全球性的 ICT 标准化组织， 其中涉及物联网架构的标准工作主要依托于 SG13 工作组，从下一代网络的角度 展开研究。ITU-T 自 2012 年起，发布了一系列物联网相关的标准，主要包括物 联网概述（ITU-T Y.2060）、WoT 架构（ITU-T Y.2063）、物联网需求（ITU-T Y.2066）、物联网功能框架和能力（ITU-T Y.2068）。其中，ITU-T Y.2063 提 供了一个 WoT 的架构， 将物理设备作为一个基于 Web 服务环境中的资源， 通过传 统的网络被访问。2015 年 6 月，ITU-T 成立了专门的物联网标准工作组 SG 20， 主要面向包括智慧城市与社区在内的物联网及应用。 2.2. W3C 架构标准架构标准 W3C （万维网联盟） 组织是对网络标准制定的一个非盈利组织。 2014 年 6 月， W3C 举行了物联万维网技术研讨会，并于年底成立了 WoT 兴趣组，旨在促进建立 开放的基于 Web 技术的物联万维网标准及开放的生态系统，以突破当前物联网 的产品壁垒，促成基于 Web 技术的物联网应用及服务开发的开放市场。W3C 计划 于 2016 年成立工作组开展物联万维网的标准制定，目前尚未发布正式的标准文 档。 2.3. IEEE 架构标准架构标准 IEEE（电子电气工程师协会）在 2015 年提出 P2143 标准，提供了 IoT 架构 的参考模型，该模型描述了多个物联网产业间的关系，以及共同的架构元素，定 义了基本的模块， 使它们具有被分配到多层系统中的能力， 此外还实现了文件的 寻址。 2.4. ISO/IEC 架构标准架构标准 ISO（国际标准化组织）和 IEC（国际电工委员会）联合成立 JTC1（第一联 合技术委员会），负责制定信息技术领域的国际标准。2014 年 9 月，由中国主 导的物联网参考体系结构（ISO/IEC 30141）通过立项批准。该标准以中国 国家标准物联网第 3 部分：体系结构为基础，以“六域”模型为核心，同时 借鉴了国际上各标准组织及专家学者对物联网概念、 基本要素、 关键技术以及系 统组成的研究成果， 对物联网不同应用系统的共性进行抽象， 提出了一种一致性 的系统分解模式和开放性的标准设计框架。 第三章第三章 中国电科物联网开放体系架构中国电科物联网开放体系架构 中国电科长期从事国家和军队大型信息系统建设。 近年来积极投身国内物联 网建设大潮，先后承担了“公共安全”、“智慧城市”、“武警信息化”等一批 国家和军队重点应用系统建设。 在总结大量工程建设实践经验的基础上， 中国电 科从网络整体发展出发， 组织相关院所和高校， 开展了物联网开放体系架构研究， 提出了名为“e-Things”的架构方案。 e-Things 架构致力于为物联网顶层设计和系统建设提供共性支撑，实现物 体描述、 标识解析、 接入管理、 交互服务等基础共性能力， 打造物联网基础设施。 主要目标： 一是创新体系架构，支持泛在应用。在当前万维网架构基础上，将操作对象 从 “信息实体” 扩展至 “物理实体” ， 在超文本基础上， 拓展对物理实体 “感知、 控制、知识”能力的统一访问机制，满足物体感控和协同需求，实现“访问物体 像访问网页一样方便”。 二是提炼共性需求，建立开放平台。围绕物联网“感、传、知、用”的能力 要求，提炼共性需求，建设以“标识与解析、接入与管理、传输与服务、搜索与 交互”为核心的通用管理与服务平台，在当前物联网的能力体系中，起到承上启 下的桥梁作用。 三是打造基础设施，创新建设模式。依托开放平台，构建与信息网络兼容的 物联网运行环境， 打造具备共性支撑能力的物联网基础设施， 支持物联网应用系 统的快速开发和部署， 实现物联网建设模式由定制式向生长式转变。 1. 架构理念架构理念 e-Things 架构的基本思想是：兼容、开放、弹性。 总体思路是：借鉴互联网发展的成功模式，结合物联网应用模式需求，立足 当前应用实际可实现，渐进获取，逐步推进。 2. 架构方案架构方案 2.1. 架构参考模型架构参考模型 e-Things 架构以“物体描述模型”为基础，以“物联港”和“物体标识解 析”为核心，能够实现对物体“标识与解析、接入与管理、传输与服务、搜索与 交互”的统一支持。 架构参考模型如图 1 所示。 架构要点主要包括： 物体描述模型物体描述模型：建立普适的物体描述模型，将物理实体和设备的连接特征 抽象化， 实现物体从物理域到信息域的映射，支持网络中所有单元对物体信息 的一致理解。 物联港物联港：物联港是物联网中独立、自治的基本单元，是实现“网管港、港 管设备”的重要基础设施。物联港对下提供设备接入管理能力，对上提供服务发 布能力，是物联网系统中连接物体和应用的桥梁。 物体标识解析物体标识解析：物体标识解析系统（TNS）是实现物联网中资源定位的重 要基础设施。类似互联网中域名解析系统（DNS）主要实现网站域名与 IP 地址的 映射，TNS 系统能够建立物联港及其下辖资源之间的动态映射，进行物体标识与 解析，实现物体资源定位。 2.2.架构功能组成架构功能组成 图 2 物联网开放体系架构（e-Things 架构）功能组成 e-Things 架构的功能组成如图 2 所示。主要包括三层：物体资源层、架构 平台层与应用层。物体资源层主要由传感器、执行器、电子标签、智能物体等前 端设备构成， 实现对物理世界的感知与控制。 架构平台层向下接入物体资源层中 的设备，向上支撑应用层信息交互，是开放体系架构的核心主体。应用层主要包 括面向行业的第三方应用、 提供公共服务的大型公共服务平台以及用于物联网使 用者（主要是开发者）交流互动的开发者社区等。架构平台层以对上和对下开放 的接口、协议、服务与标准，支持设备厂商、应用开发商、消费者等产业链上下 游用户的便捷使用和快速融合。 e-Things 架构的核心组成主要包括：模型与语言、标识与解析、物联港、 安全机制、开发支持等。 模型与语言： 描述与语言实现将物体从物理域实体映射为信息域的数字可操 作对象，包括物体模型、服务模型以及物体自描述语言等。物体模型将物体归一 化为包含属性段、感知段、控制段、知识段等关键要素的统一模型；服务模型实 现对物体所提供服务的统一建模；物体自描述语言基于 XML、JSON 等规范，实现 对物体模型和服务模型的标准化描述。 标识与解析： 标识与解析实现对物体资源身份信息的统一理解与访问， 包括 港名分配与管理、物体标识解析、物体搜索服务等。港名分配与管理实现对物联 港名分配的申请与审批并将其加入解析系统； 物体标识解析将物体资源标识映射 为物体资源所在物联港地址； 物体搜索服务实现根据关键词、 地理位置等信息查 找物体资源标识。 物联港：物联港实现物体接入管理以及物体服务发布，包括物体服务、物体 信息交互、物体接入与管理、协议适配与传输等。物体服务实现外部访问格式的 统一以及服务内容的解析和处理； 物体信息交换实现物联港内部的数据交互， 完 成发布、订阅等事件的处理；物体接入与管理实现将底层物体接入物联港，并对 其进行全生命周期管理； 协议适配与传输实现异构物体协议的适配， 并承担物联 港与底层物体的通信。 安全机制：安全机制保证 e-Things 架构内物体信息交互的安全与隐私，包 括身份认证、访问控制、隐私保护和数据安全等。身份认证对用户身份、物体身 份、 应用身份进行合法性认证； 访问控制实现对物体及物联港内资源的访问权限 控制；隐私保护保证用户信息、物体信息等不被不应知悉的角色所获得；数据安 全保证数据内容不被恶意篡改或窃取。 开发支持：开发支持主要包括模板商店、开放 API、开发支持工具、开发文 档、接入协议及 SDK 等。模板商店是模板的存储仓库，供开发者共享模板资源； 开放 API 为应用开发提供接口以及说明；开发支持工具提供图形化的开发工具， 简化开发流程； 开发文档包含开发所需的各类文档， 如开发流程说明、 使用示例、 SDK 使用说明等；接入协议及 SDK 用于物体改造，使其快速接入物联港。 3. 架构特点和优势架构特点和优势 e-Things 架构的主要特点： 一是解决了“物体网络化”和“网络物体化”的统一建模和服务展现，推动 物体联网模式从被动连接走向主动互联。 二是拓展了万维网支持能力， 新增对物体 “感知、 控制、 知识” 能力的支持。 三是推出了以 “物联港” 为基础的物联网应用系统建设模式， 支持用户自建、 服务化应用和系统运营等新方式。 四是按照 “网管港、 港管设备” 的理念， 支持访问物体像访问网页一样方便， 建设物联港像建设信息网站一样方便，刺激潜在的应用发展。 架构能够为物联网顶层设计和系统建设提供有效的技术支撑。 具体优势体现 在： 打通行业壁垒，减少重复建设，实现跨域互联互通和物体/信息共享。 降低技术门槛，支持应用系统快速构建，提高用户参与度。 降低系统建设和运营成本，释放潜在的爆炸式应用潜能。 改变定制式建设模式，代之以先顶层设计、再分工实施的生长式建设模式。 促进产业链整合，催生新的商业模式，打造产业新业态。 掌握物联网发展主动权，保障国家实体资源安全可控。 4. 使用模式使用模式 e-Things 架构及其开放平台，意在提供增强的基础设施能力。物联网应用 系统建设者能够方便地使用架构提供的标准框架、 基础产品或平台服务， 快速完 成对异构物体的描述、接入、管理、标识分配、服务封装等基础功能，从而解放 工作量，专注业务应用，大大简化应用系统的建设过程。 架构支持对已建、在建系统的快速改造（无需系统重建），并支持对未来新 建系统的规范设计。在设备端，可以根据分段描述模型提供相关的 API，也可以 直接在设备中嵌入有关分段描述模型的软件代码； 在应用端， 可以调用平台已封 装好的标准服务来搭建应用，这些标准服务都是符合 e-Things 标准体系的。 第四章第四章 中国电科开放物联网实践中国电科开放物联网实践 1. 架构产品架构产品 e-Things 架构核心产品包括：TNS 系统、物联港支撑系统、e-Things 网关 及接入器、e-Things 人机交互系统以及开发支持套件。 图 3 e-Things 架构核心产品 （1 1）TNSTNS 系统系统 TNS 是实现物联网资源定位的基础设施级系统。该系统实现了对物体资源编 码的分配与管理，并兼容主流物体编码。TNS 系统还实现了对物体资源的搜索与 解析。基于该系统，应用可通过关键词、地理位置及物体标识得到物体资源的访 问地址。 （2 2）物联港支撑系统）物联港支撑系统 物联港支撑系统是构建物联港的软件系统， 利用物联港支撑系统， 可以在服 务器、PC 或者嵌入式设备上构建硬件承载方式各异、规模大小不同的物联港， 支持多样化的物体接入和应用构建方式。 其基本功能包括物体的注册、 接入和管 理，物体感知/控制数据传输，物体服务的封装及事件订阅，以及身份认证与访 问控制等。 （3 3）e e- -ThingsThings 网关及接入器网关及接入器 e-Things 网关及接入器是物体接入物联网所需要的适配设备/组件。e-Thin gs 网关及接入器完成物体异构网络协议及异构数据格式的转换，使各种物体异 构接口可以通过该网关/接入器转换成符合 e-Things 接入协议的标准接口， 以接 入到物联港支撑系统中。 （4 4）e e- -ThingsThings 人机交互系统人机交互系统 e-Things 人机交互系统是物联网开放体系架构的重要访问入口，该系统利 用物联港和 TNS 系统， 实现对物联港及港内物体的浏览和控制， 并可以提供物体 之间的自定义交互联动功能，大大提升架构的使用体验。 （5 5）开发支持套件）开发支持套件 e-Things 架构为开发者提供多层次的开发支持，在智能产品开发、物体服 务开发以及应用系统开发等方面提供包括配置工具、SDK、开发支持工具、模板 商店等丰富的开发支持，大大提高开发效率，降低开发成本。 e-Things 架构的产品典型部署模式如图 4 所示。 图 4 e-Things 架构产品典型部署图 2. 应用示范应用示范 中国电科在投身国内物联网建设大潮的过程中， 积极联合产业链上下游企业， 开展基于物联网开放体系架构的应用示范。目前已在智慧农业、跨域物流、智慧 园区、跨境电商、智慧消防、智慧家居、视联网等典型领域开展示范，并积极推 动架构在“智慧城市”建设中的应用，打造“智慧城市”新型建设模式。 （1 1）智慧农业）智慧农业 农业生产物联网综合管理平台是中国电科国睿集团有限公司承建的面向智 慧农业的应用示范系统。 该系统基于物联网开放体系架构， 修订和完善了农业生 产物联网综合管理平台的总体框架， 改造了底层物体， 实现了农业物联网设备的 便捷接入和访问，形成了行业性的联动策略以及精细化管理。该平台高效稳定、 可扩展，并且可持续优化。物联网开放体系架构的引入，极大地改变了农业物联 网系统分散建设、各自为政的局面，从系统平台架构、资源管理以及应用管理等 多个层面规范和推动了农业物联网应用标准化推广进程， 提高了农业物联网建设 与服务水平。 图 5 农业生产物联网综合管理平台 （2 2）跨域应急物流）跨域应急物流 跨域应急物流一体化应用示范系统由中国电子科技集团公司第二十八研究 所承建。该应用以应急物流保障和服务为需求牵引，基于物联网开放体系架构， 搭建了应急物流应用的共性支撑平台，部署了多式联运港、医疗卫生港、粮油食 品港、航空运输港、应急指挥港等多个物流业务领域应用物联港。通过引入物联 网开放体系架构， 跨域应急物流一体化应用示范系统实现了对各级各类物流资源 的整合和统筹优化，有效解决了应急物资从需求、采购、指挥、运输、配送到分 发全过程可视、可控、可调度等问题。 图 6 跨域应急物流一体化应用系统 （3 3）智慧园区）智慧园区 智慧园区是由中国电子科技集团公司第三十六研究所承担研究的应用示范 项目。该项目结合大数据、云计算、物联网等信息技术，横向整合、盘活园区内 外资源，实现“线上资源汇聚，线下功能实现”的智慧园区 O2O 创新运营管理。 物联网开放体系架构是智慧园区应用系统的核心支撑， 园区内的前端感知设备通 过归一化描述接入物联港， 并与智慧园区上层应用统一交互， 形成了一套园区智 能化管理解决方案。 通过对物联网开放体系架构的运用， 智慧园区项目实现了高 质的园区管理，提供了丰富的资源配套服务，为推进工业服务能力、科技服务能 力、信息化服务能力、园区运管能力的建设和服务经营奠定了基础。 图 7 智慧园区应用 （4 4）跨境电商）跨境电商 跨境电子商务综合服务平台物联网应用示范由中国电子科技集团公司第十 五研究所承建。 该项目一方面为关检汇税等政府职能部门搭建公共信息与业务服 务支撑平台， 另一方面为跨境电商产业链条上的企业与消费者提供高效、 便捷的 一站式通关代理服务。 该应用示范基于物联网开放体系架构， 针对跨境电商供应 链的跨地域、多主体、多环节等特征，在申报通关、商品溯源、物流态势分析等 方面开展系统建设。 通过引入物联网开放体系架构， 跨境电商综合服务平台打通 了供应链各环节信息壁垒， 实现了供应链各个环节的有机融合及全程流监控， 有 效支持快速通关，并能辅助政府部门精准掌握跨境贸易运行态势。 图 8 跨境电商综合服务平台 （5 5）智慧消防）智慧消防 火灾报警监控系统是由中国电子科技集团公司第四十一研究所承担的应用 示范项目。该项目基于物联网开放体系架构，建立了消防物联港，在物联港中实 现对各类消防设备的接入与管理， 实现火灾报警信息的实时上传， 以及对消防传 感设备的实时监控。 通过使用物联网开放体系架构， 实现了对各类异构消防资源 的整合，有利于消防部门及时掌握火灾情况，从而快速部署救灾方案，保障人民 生命和财产安全。 图 9 智慧消防火灾报警监控系统 （6 6）智能家居）智能家居 智能家居应用系统是由中国电子科技集团公司第五十四研究所承担的示范 应用系统。该系统以改变居民生活习惯，提高居民生活质量为目标，基于物联网 开放体系架构，从设备标识、网络接入、服务封装、业务规模、运营模式等多个 维度，重构了智能家居应用。通过对物联网开放体系架构的运用，解决了设备异 构性、应用多样性等问题，实现了家居生活的数字化、自动化、智能化。 图 10 智能家居应用系统 （7 7）视联网）视联网 “视联网” 是由中电海康集团公司承担的应用示范项目。 以该项目为核心搭 建了乌镇综合管理平台， 展示乌镇街景的实时概况， 既方便政府部门对乌镇现状 的可视化管理， 也可以为游客提供更为直观和方便的旅游指导。 物联网开放体系 架构兼容“视联网”设备接口，“视联网”上层平台通过架构与设备进行对接。 通过引入物联网开放体系架构，“视联网”实现了对视频设备资源的统一标识、 安全访问与可控共享，增强了“视联网”对应用的支持， 拓展了“视联网”的 适用范围。 图 11 视联网-乌镇综合管理平台 （8 8）智慧城市）智慧城市 智慧城市是一个复杂的巨系统， 是城市发展的新阶段。 其实质是利用先进的 信息技术， 实现城市智慧式管理和运行， 进而为城市中的人创造更美好的生活， 促进城市的和谐、可持续成长。物联网、云计算、大数据等新一代信息技术是支 撑智慧城市建设的重要技术手段。 针对智慧城市一体化建设的迫切需求， 以物联网开放体系架构理念为基础开 展顶层设计，在智慧城市架构体系中，增加“物联网基础设施层”，如图 12 所 示。物联港按需建设，TNS 紧密维护资源关联。 这种建设方式，能够有效促进智慧城市各系统之间的互联互通和资源共享， 解决跨区域、跨行业、跨部门联动、协同等问题，推动智慧城市建设模式由定制 式向生长式转变。 图 12 基于物联网开放体系架构的智慧城市建设示意图 随着现有和新增示范应用的落地，物联网开放体系架构将广泛应用在工业、 农业、节能环保、商贸流通、交通能源、公共安全、社会事业、城市管理、安全 生产、国防建设等多个领域。 图 13 物联网开放体系架构应用前景 3. 标准推进标准推进 当前，物联网产业已经发展到关键阶段，为了构建物联网开放互联体系，推 动物联网大规模产业化发展，中国电科以“物联网开放体系架构”为基础，开展 了一系列物联网标准化工作，主要包括： 国家标准化推进：国家标准化推进： 积极加入国家物联网基础标准工作组，申请完成国家系列标准立项： 物联 网面向 Web 开放服务的系统实现第 1 部分参考架构 和 物联网面向 Web 开放服 务的系统实现第 2 部分物体描述方法。目前，已有近 40 家企业、研究所、高 校等单位表示参与此系列标准制定工作。 国际标准化推进：国际标准化推进： 分别与 W3C、ITU-T 等国际标准组织进行沟通，努力参与国际标准制定。 通过推动建立面向 Web 的物联网开放服务系列标准， 与技术研发、 产业应用 相结合，从多个维度提升物联网开放体系架构影响力，聚集更多合作伙伴，不断 打造开放物联网的核心关键技术，形成完善、成熟的开放物联网标准体系。 4. 发展愿景发展愿景 当前， 物联网的发展还处在积累阶段。 开放的共性技术是物联网发挥真正潜 能的基础， 是推动物联网进入爆发式发展阶段的催化剂。 开放物联网的发展不是 简单的系统建设，也不是简单的市场活动。在发达国家加快布局物联网战略，国 际巨头积极打造产业生态的背景下， 我国的物联网发展也急需进一步深化战略部 署，提升产业凝聚力和向心力。 中国电科希望依托国家物联网产业技术创新战略联盟平台， 广泛联合国内外 企业、 院校和研究单位， 以构建具有开放自治自生长能力的物联网开放互联 体系、推动物联网规