物联网开放平台及接入技术

第8卷第3期2017年6月

指挥信息系统与技术

Command Information System and Technology

Vol.8 No. 3

Jun.2017

•理论与探索•doi: 10. 15908/ki.cist.2017. 03. 007

物联网开放平台及接入技术

汤浩李兆峰

(中国电子科技集团公司第二十八研究所南京210007)

摘要：物联网已广泛应用于智能家居、智能交通、营区管理、环境监测、物流快递、食品溯源、工业 监测和健康护理等领域，为提高物联网应用效率和打造物联网应用生态环境，亟需一种以公共服务 为导向的物联网开放平台，适配各种网络环境和协议类型，支持各类传感器和智能硬件的快速接 入，提供丰富的应用程序编程接口（API)和应用模板以支撑应用快速开发与部署。介绍了物联网 开放平台的基本功能，并从智能终端适配、智能网关代理和智能平台接入角度，讨论了物联网开放 平台的接入技术，实现了传感器数据的统一处理，最终为上层应用提供标准化信息服务。

关键词：物联网；开放平台；接入技术

中图分类号；E919 文献标识码：A文章编号：1674-909X(2017)03-0038-05

Internet of Things Public Platform and Its Access Technology

TANG Hao LI Zhaofeng

(T he 28th Research Institute of China Electronics Technology G roup C orporation, Nanjing 210007, China) Abstract:The Internet of things (IoT)has been widely used in many areas,such as smart home, intelligent transportation,camp management,environmental test,logistics express,food tracea­bility,industrial test,and health care.To increase the application efficiency and establish the in­dustrial chain of IoT,a public-service-oriented platform of IoT is needed for supporting different network environments and protocols.Meanwhile,it can sustain different types of sensor and smart devices，and provide many application programming interface (API)functions and applica­tion templates.The function and the access technology of IoT public platform are introduced.

From the view of the intelligent terminal adaptation,the intelligent gateway agent and the intelli­gent platform access,a access technology for IoT public platform is discussed,helping to process sensor data effectively and provide standardization information services.

Key words：Internet of things (IoT)；public platform；access technology

i发展现状

物联网指通过部署具有一定感知、计算、执行和 通信等能力的设备，按约定协议将物与物、人与物、人与人连接起来，进行信息交换、通信、协同和处理，以实现智能化识别、定位、跟踪、管理和控制的网 络[1]。与已有各类信息系统相比，物联网具有以下

收稿日期：2017-04-133个特征：1)泛在化感知与精确控制能力；2)智能 化分析和信息处理能力；3)新一代网络信息基础设 施。随着物联网技术的发展与融合，物联网已逐渐 深人生产生活的各个方面，如智能家居、智能交通、营区管理、环境监测、物流快递、食品溯源、工业监 测、酒店管理和健康护理等领域[2—6]。

物联网系统包括后端集中式和前端分布式2种

引用格式：汤浩，李兆峰.物联网开放平台及接人技术[J].指挥信息系统与技术,2017,8(3) :38-42.

TA N G H ao,L I Zhaofeng. Internet of things public platform and its access technology[J]. Com m and Inform a­tion System and Technology, 2017,8(3) ：38-42.

第8卷第3期汤浩，等:物联网开放平台及接入技术39

电信网/互联网/专用网络

物联网开放平台

丨接入服务II 信息服务II 应用集成II 解析服务II 网络管理

llWeb 服务L

应I

智能家居I

丨智能交通

I 丨环境监测丨丨食品溯源丨

用 --- ---

--- ---层丨智能消防I

I

工业监测

I

丨物流快递I 丨健康护理

I

系统架构。物联网后端集中式系统架构如图1所

示，具体分为以下4层：1)感知层：实现对物理世界 的识别感知、信息采集和处理控制d )网络层：通过 控制网关将感知终端构成的末梢网络与现有的互联 网、通信网或下|代通信网相连，实现信息的可靠传 递、路由和控制；3)服务层：主要由计算和存储设备 及其建立的各类服务组成，完成对采集数据的汇聚、 转换和分析，以及为应用层呈现合理的适配和事件 触发等|4)应用层：基于物联网开放平台提供的各 种信息支撑服务，实现行业应用的快速开发与部署。 上述4层结构中，服务层对应的物联网开放平台能 提供简单的存取通道，支持多种协议的感知设备接 入，并为上层应用软件屏蔽感知终端复杂的接入手 段和数据格式，提供行业应用定制化开发服务，因此 成为各行业研究热点，许多主流软件和通信服务厂 商均推出了各自的物联网开放乎台产品。前段分布 式系统架构与行业应用紧密耦合，其架构设计与应 用实际场景相关，要求数据处理和操作在感知终端 间完成，但缺乏广泛采纳的架构类型。

基于上述的功能需求和行业发展现状，本文采 用后端集中式系统架构，描述了物联网开放平台功 能和结构，分析了智能终端适配、智能网关代理和智 能平台接入3种接入技术的特点及适用场景，并提 出在物联网应用发展的现阶段，物联网开放平台应 融合上述3种接入技术，从而有效推动物联网生态 产业的形成与发展9

图1物联网后端集中式系统架构

2开放平台

在涉及信息自动采集或状态自动监测领域中，

上层行业应用希望专注于行业应用开发，无需自底 向上全套构建信息系统，并避免同一行业和业务中

存在多套物联网信息系统导致的数据不统一、无法 复用和资源浪费等问题。因此，需建立一种物联网 开放乎台，自动获取业务所需各种感知信息，并以统 表达与封装调用各类物联网资源。

物联网开放平台采用后端集中式系统架构，位 于系统架构的服务层，服务层主要功能包括对采集 数据的汇聚、转换和分析，以及为应用层呈现的适配 和事件触发等[73，服务层通过建立网络化计算设备 和虚拟存储空间，为各类物联网上层应用系统提供 通用的、基础的数据计算和存储能力，实现信息、软 件和计算等资源灵活共孚和按需获取；服务层将计 算后的感知数据和信息进行处理封装，以服务方式 提供给用户，通过建立统一的按需服务体系，为各类 座用软件服务提供数据存储、数据计算、数据搜索、 用户门户、综合管理、系统安全和应用支撑等基础服 务™。与传统信息系统不同，物联网开放平台需拥 有数据接入、设备管理、信息安全和数据融合与分析 4个核心功能。

1) 数据接入:是物联网开放平台能够拓展到数 百万甚至数十亿设备节点接入的基础，也是物联网 开放乎台能够支持多样化上层行业应用的关键。数 据接入功能要求物联网开放平台能够动态接入资源 并对资源进行适配，能够正确使用和解释资源[9\ 由于感知层传感器设备存在异构性，不同设备接入 物联网的方式和解析消息协议均不同，实际应用中， 要求物联网开放平台能够识别任何接入设备，并通 过对资源进行适配，寻找正确的协议对信息进行解 析。因此，物联网开放平台应能支持动态接入方式， 确保上层应用屏蔽外部设备的变化，而无需了解设 备详细信息。物联网开放平台应对解析数据进行进 一

步解释，即数据格式转换，将对应传感器的标识和

值转换成统一的且上层应用能够理解的实体观测 值，使上层应用无需关注感知层传感器的详细信息。

2) 设备管理：是物联网开放平台重要功能之 一，确保平台能有效维护与其连接的各种设备，跟踪 设备运行状态以及固件配置或软件更新，并提供设 备级错误报告和处理方案。物联网设备部署可通过 物联网开放平台远程进行引导启动和配置，并提供

在各种应用场景中对无线设备进行注册验证的方 法，通过具有验证功能的注册服务模块，确保各种物 联网设备能够安全接入物联网无线应用场景，获得 相应配置信息，并在使用过程中提供必要的bug 修 复、功能升级以及终端感知设备维护等功能。接入 物联网的终端数量巨大，无法依靠人工方式进行现 场维护，针对物联网终端网络带宽狭窄和低功耗等 特点，设备管理功能应具备终端更新特点，只传输需

网

络层

一一感知层

服

务

层