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物联网(IoT)使用之间的互操作性—跨行业语义互操作性(一)

作者:admin 发布时间:2019-05-08 11:03:06 浏览次数:163
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本文是这个多部分系列文章的榜首部分,这个系列文章旨在处理对支撑物联网(IoT)的单一语义数据模型(single semantic data model)和架构的需求,以及企业和顾客的数字转型的需求。这种形式有必要可以简略可扩展,以完成即插即用的互操作性以及被跨职业的遍及选用。

图1、完成广泛的物联网(IoT)运用之间的互操作性

物联网(IoT)网络的笼统层以及互操作性程度

互操作性或许说核算机体系或许软件之间交流或许运用信息的才能是对参加当今信息经济活动的一切设备的要求。传统上,互操作性首要在网络通讯的上下文环境中界说的。可是,跟着数以百万计的设备在智能家居和楼宇主动化,智能动力和零售业,医疗保健和交通等范畴的衔接,现在需求更广泛的界说来考虑互操作性对体系到物联网(IoT)使用之间的互操作性—跨行业语义互操作性(一)体系( system-to-system)功用的跨范畴影响。

或许最出名的一个界说网络互操作性结构的比如是由敞开体系互连(OSI:Open System Interconnection)模型供给的架构,该架构是全球电信网络的根底。 OSI模型经过七个不同的笼统层供给了一个互操作性结构来别离和界说了各种通讯功用,从物理介质(第1层)中的信息Bits位传输到经过在软件(第7层)中同享运用数据。这些通讯层的扼要描绘及其意图可以在下图图2中找到。

图2、 OSI模型概述了促进电信和核算网络互操作性的七个笼统层。

尽管OSI模型的每个笼统层有助于完成全体网络的互操作性,但每个笼统层都经过处理弗吉尼亚建模剖析和模仿中心(Virginia Modeling Analysis and Simulation Center)的概念互操作性模型(LCIM: Levels of Conceptual Interoperability Model)等级中所界说的三类互操作性之一来完成的。这三个类别的互操作性模型分别是技能互操作性( technical interoperability),语法互操作性(syntactic interoperability)以及语义互操作性(semantic interoperability)

技能互操作性(technical interoperability)是网络交流任何原始信息的根本才能。技能互操作性由较低等级的OSI仓库(第1-4层)进行办理,这些层界说了在网络上的节点之间可靠地发送和接纳数据的根底设施。

逻辑(语法)互操作性(Syntactic interoperability)或许说在两个或许多个机器之间交流结构化数据的才能一般由OSI模型的层5和6来处理。在这儿,比如XML和JSON之类的规范数据格局供给语法,答应体系辨认正在发送或许接纳的数据类型。

语义互操作性(semantic interoperability)使得体系可以以上下文环境的办法(一物联网(IoT)使用之间的互操作性—跨行业语义互操作性(一)般经过运用元数据(metadata))来解说结构化数据的意义,并且是在OSI仓库的第7层中完成。

在OSI结构中,每个笼统层的正确完成都会有助于瀑布式的互操作性,技能互操作性可以支撑完成逻辑(语法)互操作性(Syntactic interoperability),然后完成语义互操作性(semantic interoperability)。技能互操作性现在在多域通讯网络中得到了很好的了解和规范化,这样使得将语法层(syntactic layer)和语义层(semantic layer)作为完成真正可互操作的机器对机器(M2M,machine-to-machine)数据通讯的需求处理的要害点。

从句法(语法)(Syntactic Interoperability)到语义互操作的过渡

OSI模型的第1至第4层供给了一套依据互联网协议(IP)的网络根底设施技能,句法和语义的互操作性一般依赖于依据职业特定格局和协议的优化,依据手边有待处理的体系和数据的类型。而对现有网络根底设施的数十亿美元出资以支撑这些笔直细分商场中的M2M通讯使这个现实进一步杂乱化了。

为了促进广泛的语法互操作性,在这些情况下,工业互联网联盟(IIC:Industrial Internet Consortium ,https://www.iiconsortium.org/)最近宣布了“工业互联网衔接结构”或IICF (IICF,Industrial凤凰娱乐平台官网 Internet Connectivity Framework;拜见https://www.iiconsortium.org/pdf/IIC_PUB_G5_V1.0_PB_20170228.pdf)。 IICF经过组合表明成(Presentation)和会话(Session层)(即OSI的层5和6)来从头界说传统的OSI模型,以供给一切必要的机制来“促进数据怎么明确地被端点结构化和解析”(图2)。跨职业语法互操作性由一组“中心衔接规范(core connectivity standards)”(现在是数据散布服务(DDS,Data Distribution Service,http://opendds.org/),OPC一致架构(OPC-UA,http://www.matrikonopc.cn/opc-ua/),oneM2M(http://www.onem2m.org/)和Web服务(web services,http://baike.baidu.com/item/web%20services))经过提出的一组规范化网关来支撑的。

图3、工业互联网联盟(IIC)的衔接结构层为完成不同体系和范畴的语法互操作性供给了根底。

IICF结构层答应在不同服务质量(QoS)等级的运用程序之间传输状况,事情和数据流。这种体系结构充沛满意了语法互操作性的要求。

图4:衔接是工业互联网参阅架构中的横切功用。

它供给了在功用域(操控,操作,信息,运用,事务)内部和跨功用域之间的参加者之间交流数据的才能

除了IICF的语法互操作层之外,还有信息层(OSI模型中的运用层),其间语义互操作性尚未被指定。这儿发作的散布式数据办理和互操作性依赖于两台或许多台机器之间的指定本体,以主动和精确地解说交流数据的意义(上下文环境)并将其运用于有价值的端点。依据IICF语法互操作性的办法,本体论有必要考虑不同体系和环境之间的元数据交流。它代表了衔接体系之间最高的互操作性。

几个职业安排现已尽力施行包含尽可能广泛的职业和体系的语义数据模型(semantic data models )(信息模型,information models)。这些联盟安排包含目标办理组(OMG,Object Management Group (OMG),http://www.omg.org/),IPSO联盟( IPSO Alliance,https:/物联网(IoT)使用之间的互操作性—跨行业语义互操作性(一)/www.ipso-alliance.org/),敞开衔接基金会(OCF,Open Connectivity Foundation (OCF),https://openconnectivity.org/),敞开组(Open Group,http://www.opengroup.org/),zigbee(zigbee alliance,http://www.zigbee.org/),全球规范1(GS1,Global Standards 1 ,https://www.gs1.org/),Schema.org(http://schema.org/),Project Haystack(http://www.project-haystack.org/)等。但是,它们在完成适用于广泛的跨职业运用场景的语义数据计划(semantic data schemes)方面根本上都并不成功,由于它们的经历倾向于依据狭窄细分的技能或许职业范畴中。

图5、职业安排依据自己的态度界说了各种互操作性

以下文章系列描绘了怎么运用上面各个职业安排界说的每种办法的最佳特点来完成跨多个职业和环境的可扩展的语义互操作性(semantic interoperability)。

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