“2016國際開放物聯技術與標準峰會暨W3C萬維物聯網興趣組會議”7月11日-14日在北京唯實國際文化交流中心舉辦。飛象網作為直播媒體將對會議做全程報道。直播內容:
中國電科創(chuàng)新院物聯網所副所長康子路
康子路:各位國內外的專家,各位物聯網界的同仁,大家下午好!我今天把我們中國電科,這幾年對物聯網的一些理解和認識,跟大家進行分享和交流。我們中國電科物聯網是幾年前就開始進行研究了,2013年基本上提出了關于物聯網的開放體系架構,經過這幾年的發(fā)展,我們對整個物聯網開放體系架構的基本認識,有了進一步的認識。我主要是從三個角度同大家分享中國電科的開放體系架構,一個是對物聯網的發(fā)展認識,一個是開放架構的一些理解,再一個是架構的一些應用案例。我們開放體系架構主要是從物體描述、物體發(fā)現,還有物體集成三個關鍵技術來進行交流。
首先介紹一下,我們對物聯網發(fā)展的一些理解和認識。我們從這張圖可以看到,現在我們從2015年開始,我們整個互聯網里面,入網的智能設備已經達到了100億臺,預計到2020年,整個的入網設備總量將達到400億臺,而這400億臺的入廠設備80%屬于物聯網的設備,計算機只占到了5%的份額,可以說即將進入真正的物聯網時代。這個是我們對物聯網的一個看法,現在從開始到發(fā)展一共劃分為四個階段,第一個階段是傳感器階段,我們是通過傳感器采集一些外部的信息,然后通過網絡傳輸給人進行處理;第二個階段是控制階段,加入一些控制功能,對物聯網的設備進行人工控制,我們認為這兩個階段相對已經成熟,而且現在很多事情都是在這兩個階段進行工作,而這兩個階段已經進入了產業(yè)化的階段。對物聯網來說,我們認為最重要的是物與物的智慧互聯,沒有人工干預的情況下,物與物進行的自主式的交互。隨著人工智能的發(fā)展,我們認為物與物的智慧互聯,就是我們物聯網未來主要的研究方向,也是我們最終整個物聯網取代互聯網的一個重要的基礎,這是我們對物聯網整個階段的一些看法。
物與物的智慧互聯,我們認為主要面臨三個方面的基礎問題:第一個問題物體是什么?到底什么是物體?怎樣用一種很好的方法,把不同的萬物描述清楚,然后以一種共同的標準認識這個物體。第二個是物體在哪,我們要去找到物體,我們找到物體了才可能使用物體。第三個是物體怎么用,我們解決了物體是什么,又找到了它,但是到底怎么用它?這是我們認為物與物智慧互聯,需要解決的三個基礎問題。
我們中國電科主要是有個這樣的想法,我們提出了通過物體能力來解決,因為物聯網時代的物體互聯同互聯網時代有一定的不同。我們可以通過訪問一個網站,記住這個網站的名稱,因為人是有智慧的,他知道這個網站是干什么的,但是在物聯網的時代,物體不知道這一點,它還是不知道物體是干什么的,所以我們提出了基于物體能力的思路來解決。物體能力就是指物體能夠被外界使用的功能與數據,然后我們通過對物體能力的描述,物體能力的發(fā)現與物體能力的解決,來解決物聯網的三個基本問題。在我們總結互聯網發(fā)展的經驗上,從人類的智慧互聯出發(fā)的,提出的基于能力的物聯網開放體系架構,最終解決物體的描述、發(fā)現與使用三個根本問題,整體提升網絡的智慧能力。
第二部分主要是給大家介紹一下我們的物聯網開放體系架構。這是我們對物聯網開放體系架構的一些理念和目標。首先是理念,一個是兼容,物聯網還是在互聯網的基礎上進行發(fā)展的,所以還是要兼容已有的互聯網技術;第二個是開放,我們要把網絡做一個整體,考慮它的能力去描述和發(fā)現物體;第三個就是彈性,因為物聯網的發(fā)展很迅猛,所以我們未來的發(fā)展要留出充足的空間。
我們架構的目標是解決三個問題,第一個物體是什么,我們就是要定義物體的能力,描述它,還有去以一種標準化的方式來定義這個物體;第二個是解決物體在哪,有一個新的方式找到這個物體;第三個就是我們要解決怎么樣用這個物體,這就是對整個架構的理念和我們的目標。
我們針對三個關鍵問題,物體是什么,物體在哪和物體怎么用,我們有三個關鍵技術,第一個就是物體的描述,我們要使用一種標準方式來描述物體;第二個是物體的發(fā)現,我們要精確的找到這個物體;第三個是物體的集成,通過物體的集成來保證多個物體之間能互聯互通,互操作起來。
通過開放體系架構,我們可以使我們的物聯網更好的支撐我們整個的智慧應用。這是一張物聯網的開放體系的架構圖,我們主要是按照比較常見的分層,下面是我們的物體描述,我們可以抽取相應的描述標準,建立我們整個的跨省的公共基礎設施,包括我們的能力知識圖譜和物體的標識解析體系,主要是用來解決現在大大小小物聯網平臺之間的互操作問題,主要是為了擺脫現有物聯網信息孤島問題。中間是物聯網的平臺層,主要是建立物體的集成管理平臺,通過這個平臺層來有效的完全物體。平臺也是依據描述層的標準,提升智慧應用對多樣物體的應用性。
在互聯網時代,我們是通過各國網站來了解世界各地信息。到了物聯網的時代,我們可以部署各種的物聯網的解析體系、物聯網的管理平臺,相當于我們的網站,可以調用世界各地物體的能力,同時獲得物體的地理位置,在這個體系下,可以很方便的搜索我們的物體,注冊這些物體,以便更方便的使用這些物體。
下面是介紹物體描述的一些內容。物體描述主要是為了解決物體是什么的相關的一些問題。目前關于物體描述也有很多的技術在做,但是現在這些技術之間,我們認為主要是有一些缺陷,一個是各方面的描述語言是不統(tǒng)一的,各有各的一套東西;第二個它作為物體能力的描述不足,沒有很好的把物體能力描述起來;第三個采用實際的描述方法,比如說最后原數據,各個描述的語言有很大的差異。我們現在提出的物體描述技術,主要是圍繞著能力的智慧互聯,主要是有三方面的特點:第一個就是主要對物體能力的描述;第二個是物體能力的抽取和第三段建取能力的知識圖譜,一個物體如何了解另一個物體,如何給它提供能力或者功能,這樣我們才能更好的把兩個不同的物體能力結合到一塊。
比如說一個網站或者說一個計算機中的什么音樂播放器,通過描述語言,在計算機里面形成一種描述的實體,通過語義識別技術,最后形成對能力的描述。
第一個是它的屬性,建立描述物體的本質固有屬性;第二個是它的狀態(tài),包括物體現在工作的一些情況,還有它的動作。最主要的就是能力,就是定義這個物體到底能干什么,包括有什么功能,和有什么能獲取和處理什么樣的數據。這個描述語言,我們已經在中國國家技術標準進行了立項。
這張圖是物體通過描述后形成能力本體,并與能力知識圖譜進行對比的過程,從這張圖可以看到,從描述實體中形成一個能力的元組通過能力規(guī)范化的表達,與知識圖譜進行相似度的計算,一方面是豐富知識圖譜的生產,另一方面讓所有相同能力有了一個統(tǒng)一的規(guī)范化表示。因為現在我們能力很多,用語言有時候很難精確的描述出來,比如說飛行和飛是推一種能力,但是在不同的物體中,一個是使用飛行,一個使用飛,但是從能力的角度上來看,它們是相同的,像這樣的能力,我們要進行規(guī)范化的表述。
這是一個例子,我們有一架無人汽車,形成描述實體和描述能力的一個過程。無人機有它的屬性狀態(tài),汽車也有它的移動、記錄、位置的能力,通過這套能力的標準化、規(guī)范化,最后把這些不同的能力的語義進行了規(guī)范化的處理,最后形成一套規(guī)范化的能力庫,建立了整個的規(guī)范化的能力知識圖譜。
這張就是我們所謂的能力知識圖譜,前面提的就是基于語義網絡技術,針對我們的能力進行構建的本體庫。我們希望這種本體庫是作為整個物聯網公共的基礎設施,用這個本體庫實現不同物體,或者物體之間,或者物體與平臺之間的基于能力的語義互通,通過這個能力庫,可以向網絡下伸展,從網絡的角度,不停豐富整個能力的知識圖譜。
第二講一下物體的發(fā)現技術。物體發(fā)現技術主要是用來解決物體在哪的問題,在互聯網時代,我們找到一個網站,主要是通過DNS,通過域名解析到網絡的IP地址,但是在物聯網時代,我們認為同現在的互聯網時代有一些不一樣的東西。現在網站信息是通過互聯網標識進行網絡地址搜索與定位,但是在物聯網中,物體的標識具有很多樣性,不僅僅要對物體的名稱進行標識,可能還對物體的能力進行標識,對物體的位置進行標識,尤其是物體的位置,因為在互聯網時代,我們可能不是很關心一個網站的位置,我們敲一個谷歌的網名,我們是不會關注谷歌到底在哪里,但是在物聯網時代,物體位置就是很重要的,我們需要一個使用相對精確位置物體的能力。對物體地理位置進行標識,還有相對成熟并多樣化的物體標識一種融合的標識體系,構建一種新的物體解析體系。
這是我們對TRS標識體系現有的一個簡單考慮,我們對物體的唯一標識,主要是通過能力、位置、物名,設計一個頂級的標識,用來區(qū)分不同的組合,按照需要基于能力去定位這個物體,基于位置去定位這個物體,以及基于我們的物體名稱來定位這個物體。
這是我們基于TRS系統(tǒng)構建的一套結構圖,我們主要是考慮二級服務器、三級服務器,加上各個標識解析的子系統(tǒng)構成。TNS主要是做名稱的解析,在我們這里面,我們主要還是除了名稱解析以外,把位置解析融合成一個完整的解析體系,這是我們TRS的一個功能。
我們現在主要是考慮三個子系統(tǒng)共同組成,一個是CNS,基于能力來定位物體,未來發(fā)現物體的一套系統(tǒng);另一個是位置體系,另外一個是TNS。通過這三個系統(tǒng)的解析,一方面增加整個解析的速度,很快的定位到物體。
這是一個TRS的工作示意圖,這張示意圖是跟TNS類似,首先發(fā)出首選解析服務器,然后將他的請求發(fā)到根服務器,然后再到二級服務器、三級服務器,到三級服務器的時候,它將同時到CNS和LNS和TNS三個不同服務器,進行物體的定位,然后并行的結果將在第三級服務器進行融合。這就是我們TNS的工作示意圖,不僅是能通過名字來解析,同時能通過位置和能力,以及這三個東西的組合來進行快速的定位物體。
一般的物體,像我們的TRS Server進行注冊,用戶向物聯網中的物體發(fā)出請求的時候,首先會在TRS Server里面得到網絡地址,得到地址以后,再將請求重新發(fā)到相應物體里面,對物體進行處理和操作。
這是我們設想的,像DNS一樣,我們在整個TRS解析系統(tǒng),在全球建立了一個分布圖,我們建立多個平行的根服務器,基于根服務器,在不同地點建立二級和三級的TRS的解析體系和相應的子系統(tǒng)。
第三個主要是介紹一下物體集成的技術,F在我們物體的數量是遠遠大于現有計算機的入網數量,物體之間結構互不相同,需要一個統(tǒng)一的管理或者一個平臺,而且物體的安全,也比網站信息要求更嚴格。我們就需要一個平臺來去評比物體的差異性,進行物體的集成與管理,對外提供統(tǒng)一接口的能力服務。我們現在互聯網上,網站服務器的管理,物聯網集成管理方式之間的一個對比,我們通過網站來管理不同的網頁,在物聯網時代,我們從一個IOT的集成管理平臺,通過描述實體和描述能力來對物體進行管理,實現對物體和相應能力的統(tǒng)一標配,這樣我們可以設想,我們訪問物體的時候,就會像訪問一個網頁。
這是我們物體集成在物聯網平臺層的一個體現,我們現在主要是考慮三個方面的功能,第一個是物體的接入管理,我們用什么樣的方式把物體接入到平臺里面;第二個我們要對接入到平臺的物體描述實體與它的描述能力進行一個管理;第三個有了物體的描述實體或者描述能力以后,我們要基于這些描述實體和描述能力,來進行物體之間的集成。
這是一張能力集成技術的介紹。我們可以根據不同的需求尋找到不同的能力本體,根據更加細化的能力分析,得到相應的描述實體,最終找到對應的物體,然后把這些物體連接到一塊,實現物體的互操作。
就相當于一個機器人,如果進入一個比較黑暗的房間里面,有了照明的物體以后,機器人就可以尋找物體,假設有一張桌子,桌子上可能有一個機器人需要尋找物體,但是機器人由于高度不高,看不見這個物體,這時候機器人就會在這個房間里進一步進行發(fā)現,就發(fā)現具有飛行能力,超過桌面的高度,而且有攝像的能力,能看見桌面上的一些東西,通過這樣的方式,這個機器人就可以搜索到自身無法達到高度下的一些物體,通過物體集成技術,就進一步擴展了物體的能力,這就是一個簡單的例子。
最后簡單介紹一下架構技術的應用案例。這是我們開放體系在房地產行業(yè)的一個具體落地,主要是基于開放體系架構,我們實現智慧社區(qū)和智慧家庭整體解決的方案。
這是在去年互聯網大會上,同中國?导瘓F建立的演示平臺。
這是我們在智慧城市中應用的案例,基于物聯網開放體系架構,構建整個智慧城市的平臺,或者整體解決方案。
以上就是我對開放體系架構平臺的簡單介紹,感謝大家參加此次會議,物聯網的發(fā)展也是涵蓋了我們生活的方方面面,希望能與此次參會的專家和代表,有機會對物聯網的發(fā)展,還有他的技術進行更深層次的討論,愿我們一同努力,早日進入物聯網的時代,謝謝大家!
主持人:謝謝,有問題嗎?
提問:剛才您提到了對物體能力的描述,因為帶其他的標準化組織里面,比如說像WOT或者M2M,甚至包括OPC,他們那些組織里面也都提供了對物體的描述,包括對能力的描述,您定義的物體描述和他們定義的那些描述是什么關系?覺得他們那個還不夠完善?對他們補充,或者說還是出于一種什么樣的考慮?
康子路:我們整個考慮,整個架構體系主要是基于能力進行定義的,包括W3C ITU,尤其是ITU,我們也參與了他們一些標準的制訂。在物物互聯的時代,我們認為對能力的描述應該是更加的重要,所以我們這套描述體系,對原有的標準是一種優(yōu)化,主要是從能力的角度來進行增強和優(yōu)化的。
提問1:我問幾個問題,這個能力這一塊,的確是在我們服務里面,包括其他里面都有描述,尤其是基于能力構建你這個架構,你這個能力是什么?第二個,你在這里面也提到了描述能力是為了解決語義上的互操作。原數據描述有問題,解決不了這樣的問題,你這個能力是用什么來描述的?我隱隱約約感覺是用本體描述的,W3C也在做這樣的東西,因為物聯網涉及到各個行業(yè),如果是這樣的話,就需要有一個統(tǒng)一的本體,這個本體是不是能夠存在?這是第一個問題。
第二個問題,你在這里面講到發(fā)現的問題,我不知道這個發(fā)現,你說基于它的位置和能力來發(fā)現。像我們在互聯網領域里面,我們找一個物體的時候,我們解析的時候是為了解決人認識這個網頁和它這個通訊之間的不匹配,通過人有一個域名,找到對應的URI,URI是一個機器能認識的,能夠為了更好的通訊。你這個發(fā)現為了發(fā)現這一個物體,這一個位置里面,一個區(qū)域里面有很多物體,一個物體上有很多其他的物體,一個位置上發(fā)現多個物體,它們之間到底是為了干什么?
第三個是說的集成,原來物聯網通訊架構也是這樣提的,要標識這個物體,全世界物體有一個唯一。找到了物體畢竟是物體,信息世界里面,它有一個軟件跟它溝通。物體和物體之間,原來互聯網領域是人和信息在打交道,未來是物體與物體之間打交道,是解決物與物之間交互的,你現在的體系架構跟原來的體系架構是什么樣的關系?
康子路:第一個問題是什么?
提問1:你這里面提到的是用本體來描述的,原來最早語義網提的本體,所有的無比唯一標識,用本體規(guī)范它的描述,但這樣的實現所有的網站有一個共同的語義,但這里面有一個前提條件,必須全世界只有一個本體,我們用的語言必須是一樣的,這樣才解決語義的問題。物聯網第一涉及的行業(yè)比較多,第二個全球性質的,如何建立統(tǒng)一的本體存在不存在?如果要不存在,你用這樣的東西來描述這樣的能力,可能會有很多問題,之所以語義網這么多年發(fā)展起來走到現在存在很多問題,實際上就是這個本體在建立。我現在不知道你這個能力到底用什么來描述?怎么來做的?
康子路:你提出本體的事情。我們也是基于本體來建能力的語義網絡來描述能力的,因為從能力的角度來說,我們確實有你說的這個問題,能力是沒有界限的,有很多很多。有非常多的能力,可以說是無窮無盡,包括各種能力之間的組合產生一種新的東西。我們從工程上想了兩個解決的辦法,第一個是構建一個普通能力庫,這是我們臨時的解決措施,這個能力庫當然是無法解決以后能力的無限擴展的問題;第二個是建立語義網絡,通過語義網絡來解決能力無邊界的問題,基于不同的能力來推算出新的能力。另一個就是你剛才說的各個行業(yè)的能力問題,我們也是想采用能力規(guī)范化的辦法,把不同行業(yè),對相同能力的說法,把整個標準化起來。這套東西確實也比較復雜,現在在這兒說怕時間不夠,如果你要有興趣的話,我們可以下來再討論這一塊。
主持人:還有其他問題嗎?
提問2:你好,我想問一下,我看你對基于能力的描述,包括剛才有一些發(fā)現的抽象。我們發(fā)現一個物體可以描述一個物體,有沒有什么樣的方式,把這些東西通過界面的方式展現出來?如果說我們把所有的物體全部通過你們自己的應用來展示,這個工程量非常之大,各方面的合作會牽扯到很多,你們在這里面有沒有定義一種,比如說在定義一個物體的時候,把這個顯示部分描述出來?
康子路:我們原來也考慮過,但現在沒有往下做,因為對物體最后的展現,我們認為是相當復雜的問題。我不太清楚,最后我們從應用角度,不太清楚需要展現什么,也許需要一個商業(yè)模型,可能一張簡單圖片就解決問題了。我前一段時間,我們對HTML5進行研究,在標準里面定一套物體展現的標準,到現在還沒有什么很好的結論,就是物體展現這一塊,還沒有很好的結論。