支持资源自适配接入的物联网服务提供方法研究

Ubiquitous sensing is the key feature of IoT. It has two-folder meanings: ubiquitous connection, things can interact with each other through Internet; ubiquitous information accessing, people can get their interested sensing information without consideration about the time, place and accessing terminals. However, the existing IoT application pattern is still "silos", i.e. dedicated devices and networks are employed in each single application, resources and data are locked in isolated applications; applications can not interact with each other, which forms many isolated information islands and hinders the developing of IoT. This research takes the heterogeneity and large-scale features of IoT into consideration, and proposes: 1. multi-level and multi-dimension resource model, which provides the model basis for resource self-description, intelligent service provisioning and the mutual understanding of sensing information; 2. the mechanism of resource self-adaptation and self-description, which enables the unambiguous interaction between things, and provides the solution for integration the large-scale heterogenous legacy resources. 3. context-aware service provisioning algorithm, which recommends appropriate services based on potential user's context and personalization information. The result of this research enables three layers interconnection and interworking: protocol layer, sensing information, and sensing service. It provides solution for the future ubiquitous and global interconnection/interworking of things.

普适化感知是物联网的核心特征，即普适互联，物与物之间主动进行信息交互，实现随时、随地的互联；普适信息获取，随时、随地、“任何”方式获得对物理世界的感知。然而，目前物联网的资源和数据被封锁在孤立的应用中，得不到进一步的共享和重用；系统之间相互隔离，造成了信息孤岛的产生。本课题提出：1. 多层次、多维度资源模型，为感知信息的互理解提供模型和理论基础；2. 异构资源自适配和自描述接入机制，支持物-物之间语义自动化地无歧义交互。3. 情景感知的智能服务提供算法，利用潜在的用户情景和个性化信息，为服务的普适化获取提供算法支持。通过本研究建立起来的模型和算法为物联网三个层次的互联互通（协议级别的互联互通、感知信息级别的共享和互理解、感知服务级别的基于情景的无缝服务提供），提供了理论模型，有助于消除系统竖井和数据孤岛，为物联网进一步普适化、全球性互联互通所面临的关键问题提出解决方案。

项目针对目前“烟囱林立、资源碎片”，跨域、跨系统资源难以互联互通、共享重用的现状，结合物联网中处理交互对象实体不确定性、环境交互的随机性等特征，面向资源模型不能语义互通、异构资源难以高效接入、服务不能按需智能提供问题。通过提出立体式多维度语义资源模型，实现异构物体资源的统一建模和语义互通；通过统一资源接入框架，实现异构资源的动态接入和感控服务的自动生成；通过消息驱动的多流程交互机制和服务智能推荐算法，实现服务的按需聚合及提供。创新性的提出了协议闭环自适配算法，并研制成功了一种基于流式计算的动态设备接入框架，在支持动态热插拔和自适配接入的同时提升了设备接入的效率，比传统基于组件提高1个数量级；针对数据模型的异构性，提出基于语义的物联网资源和实体形式化模型，将感知层的资源模型和应用层的实体情景模型有机整合，为资源和实体关系的形式化建模、感知数据的自解释提供了理论模型支持。采用事件驱动的流程式服务聚合方式实现物联网业务的动态构建和服务之间的灵活协同，为完成一个更高层的业务目标，服务可以跨领域和系统共享、协作。支持不同层次流程基于不同粒度的事件进行分布式松耦合交互，从而使系统能够快速的响应和处理来自物理世界的事件，契合了物联网业务系统作用范围广、实时性要求高的特点。通过本研究建立起来的模型和方法为物联网三个层次的互联互通（协议级别的互联互通、感知信息级别的共享和互理解、感知服务级别的基于情景的无缝服务提供），提供了技术支持，实现用户需求域、信息空间域和物理空间域三者的柔性协同，灵活地适应不断变化的环境从而按需提供智能的服务。