物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)的宗旨是服務(wù)用戶，通過物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行為用戶提供安全、方便、舒適、智慧的服務(wù)。在物聯(lián)網(wǎng)信息的運(yùn)行過程中，表現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)的十個(gè)信息特性 ：信息客觀性、信息真實(shí)性、信息確定性、信息準(zhǔn)確性、信息完整性、信息實(shí)時(shí)性、信息有效性、信息安全性、信息私密性以及信息開放性。前八個(gè)特性通過物聯(lián)網(wǎng)的對象平臺(tái)、傳感網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、管理平臺(tái)、用戶平臺(tái)或整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)體系保證，后兩個(gè)特性只能通過物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)保證。

目前，人們在物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中更多強(qiáng)調(diào)信息的開放共享， 而信息的私密性則很少提及。隨著電子信息技術(shù)逐漸發(fā)展成為現(xiàn)代科技主流，電子產(chǎn)品給人們帶來便利的同時(shí)，也容易造成信息泄露，導(dǎo)致人們財(cái)產(chǎn)、生命安全受到損害。物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)在保證物聯(lián)網(wǎng)中信息和用戶信息安全的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的信息對外共享，并獲得外界信息服務(wù)。

1 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系結(jié)構(gòu)包括物理體系結(jié)構(gòu)、信息體系結(jié)構(gòu)和功能體系結(jié)構(gòu)，如圖 1 所示。物聯(lián)網(wǎng)的物理體系結(jié)構(gòu)分為五層，包括對象層、傳感網(wǎng)絡(luò)層、管理層、服務(wù)層和用戶層。各物理層包含各種相應(yīng)的物理實(shí)體，通過各物理層物理實(shí)體之間的相互連接，形成完整的物聯(lián)網(wǎng)物理體系結(jié)構(gòu)，為物聯(lián)網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)提供物理支撐的載體。物聯(lián)網(wǎng)的信息體系結(jié)構(gòu)分為五域，包括對象域、傳感域、管理域、服務(wù)域和用戶域。信息是物聯(lián)網(wǎng)的靈魂，而五大信息域是物聯(lián)網(wǎng)不同屬性信息的集合，物聯(lián)網(wǎng)的信息通過在五域中的運(yùn)行、轉(zhuǎn)換，體現(xiàn)出物聯(lián)網(wǎng)的功能。物聯(lián)網(wǎng)的功能體系結(jié)構(gòu)為五平臺(tái)結(jié)構(gòu)，包括對象平臺(tái)、傳感網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、管理平臺(tái)、服務(wù)平臺(tái)和用戶平臺(tái)， 各功能平臺(tái)分別與物理體系結(jié)構(gòu)和信息體系結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。

在物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系中，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)與用戶平臺(tái)相連接，實(shí)現(xiàn)用戶需求的獲取和輸出。

2 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的功能體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系中，服務(wù)平臺(tái)位于用戶平臺(tái)和管理平臺(tái)之間，是實(shí)現(xiàn)用戶和運(yùn)營商之間服務(wù)通信的功能平臺(tái)。運(yùn)營商通過服務(wù)平臺(tái)向用戶傳輸感知信息，為用戶提供感知信息服務(wù)，以及接收用戶下發(fā)的控制信息并傳輸至對象平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)用戶意志。用戶通過服務(wù)平臺(tái)接收感知信息，享受感知信息服務(wù)，并通過服務(wù)平臺(tái)下發(fā)控制信息，享受控制信息服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)包括運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)、政府服務(wù)分平臺(tái)和社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)，其功能體系結(jié)構(gòu)如圖 2 所示。

運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)是由物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營商主導(dǎo)的，向物聯(lián)網(wǎng)用戶提供運(yùn)營商業(yè)務(wù)感知信息服務(wù)和控制信息服務(wù)的功能平臺(tái)，是物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的核心平臺(tái)。通過運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)， 用戶可接收到物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)提供的各種業(yè)務(wù)相關(guān)信息，享受感知信息服務(wù)。同時(shí)，用戶也可通過該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)向物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)發(fā)送相應(yīng)業(yè)務(wù)控制指令，從而享受控制信息服務(wù)。對于具體的物聯(lián)網(wǎng)體系產(chǎn)品，物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)和用戶之間的業(yè)務(wù)信息只能通過運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)傳輸，以保證用戶和運(yùn)營商的信息私密性。

政府服務(wù)分平臺(tái)是由政府主導(dǎo)，向各行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系提供政府共享信息以及社會(huì)管理服務(wù)的功能平臺(tái)。政府是社會(huì)的管理者，同時(shí)也是社會(huì)的服務(wù)者，人們社會(huì)活動(dòng)中的各種業(yè)務(wù)都離不開政府的監(jiān)督、管理和服務(wù)，政府在制定相應(yīng)政策時(shí)，也需要收集所有業(yè)務(wù)相關(guān)的社會(huì)公共信息作為支撐。通過政府服務(wù)分平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)可將政府需要的相關(guān)業(yè)務(wù)信息提供給政府，為政府的政策制定提供數(shù)據(jù)支撐。同時(shí)，政府也可通過政府服務(wù)分平臺(tái)將收集到的各種業(yè)務(wù)信息經(jīng)過綜合分析、處理后開放共享，為用戶和運(yùn)營商的業(yè)務(wù)決策提供公共數(shù)據(jù)支撐，為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供政策法規(guī)、行業(yè)監(jiān)管、資源調(diào)配等方面的公共數(shù)據(jù)支撐，實(shí)現(xiàn)政府對行業(yè)的宏觀調(diào)控。物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系中用戶平臺(tái)的用戶和管理平臺(tái)的運(yùn)營商在接收到公共數(shù)據(jù)支撐信息后，可結(jié)合實(shí)際對物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系做出相應(yīng)的控制管理。

社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)是由各社會(huì)運(yùn)營商主導(dǎo)，向社會(huì)公眾提供社會(huì)公共網(wǎng)絡(luò)信息資源的平臺(tái)。社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)是一個(gè)信息集成的平臺(tái)，其與眾多、跨行業(yè)的系統(tǒng)進(jìn)行對接，能夠?qū)⒎稚⒌?、不同類型的信息進(jìn)行聚合、處理，并通過統(tǒng)一的訪問接口向社會(huì)公眾提供一個(gè)支持信息訪問、傳遞以及協(xié)作的集成化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會(huì)公共網(wǎng)絡(luò)信息資源的共享，如各類門戶網(wǎng)站、搜索網(wǎng)站、企業(yè)網(wǎng)站等。

3 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的功能實(shí)現(xiàn)

3.1 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)層的物理體系結(jié)構(gòu)

功能的實(shí)現(xiàn)必須有物理實(shí)體的支撐，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)層的物理體系為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的功能實(shí)現(xiàn)提供了物理支撐的載體，如圖 3 所示。物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)層的物理實(shí)體主要分為三部分， 分別為與運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)相對應(yīng)的運(yùn)營商服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器，與政府服務(wù)分平臺(tái)相對應(yīng)的政府服務(wù)器，與社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)相對應(yīng)的社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)器。

在具體布設(shè)物理體系結(jié)構(gòu)時(shí)，運(yùn)營商服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器位于運(yùn)營商處，與運(yùn)營商管理服務(wù)器集成為一體，由運(yùn)營商控制管理。運(yùn)營商服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器與管理層的運(yùn)營商管理服務(wù)器雙向通信連接，實(shí)現(xiàn)上行的運(yùn)營商業(yè)務(wù)感知管理信息和下行的運(yùn)營商業(yè)務(wù)控制服務(wù)信息的通信 ；運(yùn)營商服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器還與用戶層用戶端（手機(jī)移動(dòng)終端、電腦終端、自助服務(wù)終端等）雙向通信連接，實(shí)現(xiàn)上行的運(yùn)營商業(yè)務(wù)感知服務(wù)信息和下行的用戶控制信息的通信。

政府服務(wù)器由政府部門進(jìn)行控制管理，與服務(wù)層的運(yùn)營商服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器建立通信連接，運(yùn)營商根據(jù)政府要求向政府提供其所需要的業(yè)務(wù)信息 ；政府服務(wù)器還與用戶層的手機(jī)移動(dòng)終端、電腦終端等用戶終端實(shí)現(xiàn)單向通信連接，用戶可通過用戶端設(shè)備從政府服務(wù)器獲取政府開放共享的信息，但不向政府服務(wù)器發(fā)送控制指令，而通過運(yùn)營商服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器下發(fā)控制指令。

社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)器屬于各種網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商（如新聞門戶網(wǎng)站運(yùn)營商、搜索網(wǎng)站運(yùn)營商、企業(yè)網(wǎng)站運(yùn)營商等），由各自的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商進(jìn)行控制管理。社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)器與服務(wù)層的運(yùn)營商服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器進(jìn)行通信連接，本文物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系中的運(yùn)營商可根據(jù)自身需要，將可以公開的信息有選擇性地投放到社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)信息的開放共享。社會(huì)運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的北向接口與用戶層的用戶終端實(shí)現(xiàn)單向通信連接，用戶可通過用戶端設(shè)備從社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)器上獲取社會(huì)公共網(wǎng)絡(luò)共享信息。

3.2 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)域的信息體系結(jié)構(gòu)

信息運(yùn)行是物聯(lián)網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)方式，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)域的信息體系結(jié)構(gòu)如圖 4 所示，反映了該信息域的信息運(yùn)行方式， 也是物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)功能的實(shí)現(xiàn)方式。

服務(wù)域是服務(wù)信息的集合，代表整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中具有服務(wù)性質(zhì)的一類信息。根據(jù)這些服務(wù)信息的具體性質(zhì)，又可將其細(xì)分為四類信息，用這些信息的生成系統(tǒng)來代表，分別為運(yùn)營商感知控制服務(wù)系統(tǒng)、政府服務(wù)系統(tǒng)、社會(huì)運(yùn)營商感知服務(wù)系統(tǒng)和社會(huì)運(yùn)營商控制服務(wù)系統(tǒng)。

運(yùn)營商感知服務(wù)系統(tǒng)對運(yùn)營商業(yè)務(wù)感知管理信息進(jìn)行分析、處理，并將其轉(zhuǎn)換為運(yùn)營商業(yè)務(wù)感知服務(wù)信息，是運(yùn)營商業(yè)務(wù)感知服務(wù)信息的集合 ；運(yùn)營商控制服務(wù)系統(tǒng)對用戶控制信息進(jìn)行分析、處理，并將其轉(zhuǎn)換為運(yùn)營商業(yè)務(wù)控制服務(wù)信息的系統(tǒng)，是運(yùn)營商業(yè)務(wù)控制服務(wù)信息的集合 ；政府服務(wù)系統(tǒng)對各運(yùn)營商提供的開放信息進(jìn)行分析、處理，并將其轉(zhuǎn)換為政府共享信息，是政府共享信息的集合 ；社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)系統(tǒng)對各運(yùn)營商提供的開放信息進(jìn)行分析、處理，并將其轉(zhuǎn)換為社會(huì)公共網(wǎng)絡(luò)共享信息，是社會(huì)公共網(wǎng)絡(luò)共享信息的集合。

物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的功能通過以下幾種信息運(yùn)行方式實(shí)現(xiàn) ：

信息運(yùn)行方式一 ：運(yùn)營商綜合管理系統(tǒng)生成的運(yùn)營商業(yè)務(wù)感知管理信息首先發(fā)送到運(yùn)營商感知服務(wù)系統(tǒng)，通過運(yùn)營商感知服務(wù)系統(tǒng)的分析、處理后，轉(zhuǎn)換為運(yùn)營商業(yè)務(wù)感知服務(wù)信息并發(fā)送給用戶系統(tǒng)，繼而被用戶接收。用戶根據(jù)需要， 通過用戶系統(tǒng)生成相應(yīng)的控制信息，并發(fā)送給運(yùn)營商控制服務(wù)系統(tǒng)，由運(yùn)營商控制服務(wù)系統(tǒng)對用戶控制信息進(jìn)行分析、處理后生成相應(yīng)的運(yùn)營商業(yè)務(wù)控制服務(wù)信息，然后將該信息發(fā)送給運(yùn)營商綜合管理系統(tǒng)，再由運(yùn)營商綜合管理系統(tǒng)對信息進(jìn)行進(jìn)一步的分析、處理。

信息運(yùn)行方式二 ：首先各行各業(yè)的運(yùn)營商服務(wù)系統(tǒng)均向政府服務(wù)系統(tǒng)發(fā)送政府所需要的信息，政府服務(wù)系統(tǒng)對其收集到的信息（包括本物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系的信息和其他物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系的信息）進(jìn)行綜合分析、處理，生成能被用戶系統(tǒng)接收的政府共享信息，而用戶系統(tǒng)在接收到政府共享信息后， 可根據(jù)需要對本物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系進(jìn)行進(jìn)一步的控制管理。

信息運(yùn)行方式三 ：與運(yùn)行途徑二類似，各行各業(yè)的運(yùn)營商服務(wù)系統(tǒng)均向社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)系統(tǒng)發(fā)送其對社會(huì)公眾開放的信息，社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)系統(tǒng)對其收集到的信息（包括本物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系的信息和其他物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系的信息）進(jìn)行綜合分析、處理，生成能被用戶系統(tǒng)接收的社會(huì)公共網(wǎng)絡(luò)共享信息（如各類新聞、行業(yè)動(dòng)態(tài)、廣告宣傳等），而用戶系統(tǒng)在接收到社會(huì)公共網(wǎng)絡(luò)共享信息后，同樣可根據(jù)需要對本物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系進(jìn)行進(jìn)一步的控制管理。

總體來說，物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)向用戶提供服務(wù)的功能平臺(tái)，而要實(shí)現(xiàn)該平臺(tái)的功能，必須要有對應(yīng)的物理體系結(jié)構(gòu)提供物理實(shí)體支撐，以及信息體系結(jié)構(gòu)提供有效的信息運(yùn)行方式。

4 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的信息私密性與信息開放性

信息是物聯(lián)網(wǎng)的靈魂，在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)時(shí)，必須考慮對物聯(lián)網(wǎng)信息有效性、信息安全性、信息私密性和信息開放性的保證。對于本文所提出的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系結(jié)構(gòu)，其信息運(yùn)行是一個(gè)完整的閉環(huán)，能夠保證信息有效性 ；在整個(gè)運(yùn)行體系結(jié)構(gòu)中，對信息本身、信息運(yùn)行的過程及信息交換的各個(gè)節(jié)點(diǎn)均采取可靠的安全保證措施，保證信息安全，而物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)則著重體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系結(jié)構(gòu)對信息私密性和信息開放性的保證。

信息秘密性不同于信息安全性，其主要體現(xiàn)在信息私有、不能隨意公開及應(yīng)受到保護(hù)，因此并不是所有信息都能公開。在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)中，運(yùn)營商自身的業(yè)務(wù)信息通過運(yùn)營商所主導(dǎo)的運(yùn)營商服務(wù)平臺(tái)與用戶實(shí)現(xiàn)交互。在整個(gè)信息運(yùn)行過程中，運(yùn)營商的業(yè)務(wù)信息都在運(yùn)營商自己的掌控范圍內(nèi)，能夠有效保證信息私密性。

信息開放性是指運(yùn)營商能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行有選擇性的開放，從而實(shí)現(xiàn)信息共享。在物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)中，運(yùn)營商可通 過政府服務(wù)分平臺(tái)和社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)實(shí)現(xiàn)信息在不同 程度范圍的開放性。通過政府服務(wù)分平臺(tái)，運(yùn)營商可將政府 所需要的信息提供給政府，實(shí)現(xiàn)在政府允許的范圍內(nèi)開放； 通過社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)，運(yùn)營商可將其對社會(huì)公眾公開 的信息投放到社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)信息在社會(huì)公眾 范圍的開放。

5 結(jié) 語

本文所提出的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)清晰、明確、完整地表達(dá)了其物理、信息、功能三部分之間的關(guān)系。服務(wù)層的運(yùn)營商服務(wù)平臺(tái)服務(wù)器、政府服務(wù)器、社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)器為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的功能實(shí)現(xiàn)提供了必要的物理實(shí)體支撐，而服務(wù)域的各信息系統(tǒng)則為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺(tái)的功能實(shí)現(xiàn)提供了有效的信息運(yùn)行方式。在信息運(yùn)行的屬性方面，通過運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)使具有私密性質(zhì)的信息只在本物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行體系中運(yùn)行， 保證了信息的秘密性 ；通過政府服務(wù)分平臺(tái)和社會(huì)運(yùn)營商服務(wù)分平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了信息在政府層面和社會(huì)公共層面不同范圍程度的共享，保證了信息的開放性。

物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展是人類社會(huì)文明和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的必然?？梢灶A(yù)見，隨著人們對物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識(shí)的逐步清晰、明確、完整，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品逐步成熟并投入到市場中得到應(yīng)用，人類社會(huì)在不久的將來即將邁入到智能化時(shí)代。彼時(shí)，人們的工作和生活方式將發(fā)生翻天覆地的變化，也將更多地享受到物聯(lián)網(wǎng)帶來的智能化服務(wù)。