物聯(lián)網(wǎng)服務平臺

0 引 言

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

目前，人們在物聯(lián)網(wǎng)建設中更多強調(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，也容易造成信息泄露，導致人們財產(chǎn)、生命安全受到損害。物聯(lián)網(wǎng)服務平臺在保證物聯(lián)網(wǎng)中信息和用戶信息安全的同時，可實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的信息對外共享，并獲得外界信息服務。

1 物聯(lián)網(wǎng)運行體系結構

物聯(lián)網(wǎng)運行體系結構包括物理體系結構、信息體系結構和功能體系結構，如圖 1 所示。物聯(lián)網(wǎng)的物理體系結構分為五層，包括對象層、傳感網(wǎng)絡層、管理層、服務層和用戶層。各物理層包含各種相應的物理實體，通過各物理層物理實體之間的相互連接，形成完整的物聯(lián)網(wǎng)物理體系結構，為物聯(lián)網(wǎng)功能的實現(xiàn)提供物理支撐的載體。物聯(lián)網(wǎng)的信息體系結構分為五域，包括對象域、傳感域、管理域、服務域和用戶域。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)的功能體系結構為五平臺結構，包括對象平臺、傳感網(wǎng)絡平臺、管理平臺、服務平臺和用戶平臺， 各功能平臺分別與物理體系結構和信息體系結構相對應。

在物聯(lián)網(wǎng)運行體系中，物聯(lián)網(wǎng)服務平臺與用戶平臺相連接，實現(xiàn)用戶需求的獲取和輸出。

2 物聯(lián)網(wǎng)服務平臺的功能體系結構

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

物聯(lián)網(wǎng)服務平臺包括運營商服務分平臺、政府服務分平臺和社會運營商服務分平臺，其功能體系結構如圖 2 所示。

運營商服務分平臺是由物聯(lián)網(wǎng)運營商主導的，向物聯(lián)網(wǎng)用戶提供運營商業(yè)務感知信息服務和控制信息服務的功能平臺，是物聯(lián)網(wǎng)服務平臺的核心平臺。通過運營商服務分平臺， 用戶可接收到物聯(lián)網(wǎng)管理平臺提供的各種業(yè)務相關信息，享受感知信息服務。同時，用戶也可通過該平臺實現(xiàn)向物聯(lián)網(wǎng)管理平臺發(fā)送相應業(yè)務控制指令，從而享受控制信息服務。對于具體的物聯(lián)網(wǎng)體系產(chǎn)品，物聯(lián)網(wǎng)管理平臺和用戶之間的業(yè)務信息只能通過運營商服務分平臺傳輸，以保證用戶和運營商的信息私密性。

政府服務分平臺是由政府主導，向各行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系提供政府共享信息以及社會管理服務的功能平臺。政府是社會的管理者，同時也是社會的服務者，人們社會活動中的各種業(yè)務都離不開政府的監(jiān)督、管理和服務，政府在制定相應政策時，也需要收集所有業(yè)務相關的社會公共信息作為支撐。通過政府服務分平臺，物聯(lián)網(wǎng)管理平臺可將政府需要的相關業(yè)務信息提供給政府，為政府的政策制定提供數(shù)據(jù)支撐。同時，政府也可通過政府服務分平臺將收集到的各種業(yè)務信息經(jīng)過綜合分析、處理后開放共享，為用戶和運營商的業(yè)務決策提供公共數(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，實現(xiàn)政府對行業(yè)的宏觀調(diào)控。物聯(lián)網(wǎng)運行體系中用戶平臺的用戶和管理平臺的運營商在接收到公共數(shù)據(jù)支撐信息后，可結合實際對物聯(lián)網(wǎng)運行體系做出相應的控制管理。

社會運營商服務分平臺是由各社會運營商主導，向社會公眾提供社會公共網(wǎng)絡信息資源的平臺。社會運營商服務分平臺是一個信息集成的平臺，其與眾多、跨行業(yè)的系統(tǒng)進行對接，能夠?qū)⒎稚⒌摹⒉煌愋偷男畔⑦M行聚合、處理，并通過統(tǒng)一的訪問接口向社會公眾提供一個支持信息訪問、傳遞以及協(xié)作的集成化環(huán)境，實現(xiàn)社會公共網(wǎng)絡信息資源的共享，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)服務平臺的功能實現(xiàn)

3.1 物聯(lián)網(wǎng)服務層的物理體系結構

功能的實現(xiàn)必須有物理實體的支撐，物聯(lián)網(wǎng)服務層的物理體系為物聯(lián)網(wǎng)服務平臺的功能實現(xiàn)提供了物理支撐的載體，如圖 3 所示。物聯(lián)網(wǎng)服務層的物理實體主要分為三部分， 分別為與運營商服務分平臺相對應的運營商服務平臺服務器，與政府服務分平臺相對應的政府服務器，與社會運營商服務分平臺相對應的社會運營商服務器。

在具體布設物理體系結構時，運營商服務平臺服務器位于運營商處，與運營商管理服務器集成為一體，由運營商控制管理。運營商服務平臺服務器與管理層的運營商管理服務器雙向通信連接，實現(xiàn)上行的運營商業(yè)務感知管理信息和下行的運營商業(yè)務控制服務信息的通信 ；運營商服務平臺服務器還與用戶層用戶端（手機移動終端、電腦終端、自助服務終端等）雙向通信連接，實現(xiàn)上行的運營商業(yè)務感知服務信息和下行的用戶控制信息的通信。

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

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

3.2 物聯(lián)網(wǎng)服務域的信息體系結構

信息運行是物聯(lián)網(wǎng)功能的實現(xiàn)方式，物聯(lián)網(wǎng)服務域的信息體系結構如圖 4 所示，反映了該信息域的信息運行方式， 也是物聯(lián)網(wǎng)服務平臺功能的實現(xiàn)方式。

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

運營商感知服務系統(tǒng)對運營商業(yè)務感知管理信息進行分析、處理，并將其轉(zhuǎn)換為運營商業(yè)務感知服務信息，是運營商業(yè)務感知服務信息的集合 ；運營商控制服務系統(tǒng)對用戶控制信息進行分析、處理，并將其轉(zhuǎn)換為運營商業(yè)務控制服務信息的系統(tǒng)，是運營商業(yè)務控制服務信息的集合 ；政府服務系統(tǒng)對各運營商提供的開放信息進行分析、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 ；社會運營商服務系統(tǒng)對各運營商提供的開放信息進行分析、處理，并將其轉(zhuǎn)換為社會公共網(wǎng)絡共享信息，是社會公共網(wǎng)絡共享信息的集合。

物聯(lián)網(wǎng)服務平臺的功能通過以下幾種信息運行方式實現(xiàn) ：

信息運行方式一 ：運營商綜合管理系統(tǒng)生成的運營商業(yè)務感知管理信息首先發(fā)送到運營商感知服務系統(tǒng)，通過運營商感知服務系統(tǒng)的分析、處理后，轉(zhuǎn)換為運營商業(yè)務感知服務信息并發(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)生成相應的控制信息，并發(fā)送給運營商控制服務系統(tǒng)，由運營商控制服務系統(tǒng)對用戶控制信息進行分析、處理后生成相應的運營商業(yè)務控制服務信息，然后將該信息發(fā)送給運營商綜合管理系統(tǒng)，再由運營商綜合管理系統(tǒng)對信息進行進一步的分析、處理。

信息運行方式二 ：首先各行各業(yè)的運營商服務系統(tǒng)均向政府服務系統(tǒng)發(fā)送政府所需要的信息，政府服務系統(tǒng)對其收集到的信息（包括本物聯(lián)網(wǎng)運行體系的信息和其他物聯(lián)網(wǎng)運行體系的信息）進行綜合分析、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)運行體系進行進一步的控制管理。

信息運行方式三 ：與運行途徑二類似，各行各業(yè)的運營商服務系統(tǒng)均向社會運營商服務系統(tǒng)發(fā)送其對社會公眾開放的信息，社會運營商服務系統(tǒng)對其收集到的信息（包括本物聯(lián)網(wǎng)運行體系的信息和其他物聯(lián)網(wǎng)運行體系的信息）進行綜合分析、處理，生成能被用戶系統(tǒng)接收的社會公共網(wǎng)絡共享信息（如各類新聞、行業(yè)動態(tài)、廣告宣傳等），而用戶系統(tǒng)在接收到社會公共網(wǎng)絡共享信息后，同樣可根據(jù)需要對本物聯(lián)網(wǎng)運行體系進行進一步的控制管理。

總體來說，物聯(lián)網(wǎng)服務平臺是實現(xiàn)向用戶提供服務的功能平臺，而要實現(xiàn)該平臺的功能，必須要有對應的物理體系結構提供物理實體支撐，以及信息體系結構提供有效的信息運行方式。

4 物聯(lián)網(wǎng)服務平臺的信息私密性與信息開放性

信息是物聯(lián)網(wǎng)的靈魂，在構建物聯(lián)網(wǎng)體系結構時，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)運行體系結構，其信息運行是一個完整的閉環(huán)，能夠保證信息有效性 ；在整個運行體系結構中，對信息本身、信息運行的過程及信息交換的各個節(jié)點均采取可靠的安全保證措施，保證信息安全，而物聯(lián)網(wǎng)服務平臺則著重體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)運行體系結構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、不能隨意公開及應受到保護，因此并不是所有信息都能公開。在物聯(lián)網(wǎng)服務平臺中，運營商自身的業(yè)務信息通過運營商所主導的運營商服務平臺與用戶實現(xiàn)交互。在整個信息運行過程中，運營商的業(yè)務信息都在運營商自己的掌控范圍內(nèi)，能夠有效保證信息私密性。

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

5 結 語

本文所提出的物聯(lián)網(wǎng)服務平臺清晰、明確、完整地表達了其物理、信息、功能三部分之間的關系。服務層的運營商服務平臺服務器、政府服務器、社會運營商服務器為物聯(lián)網(wǎng)服務平臺的功能實現(xiàn)提供了必要的物理實體支撐，而服務域的各信息系統(tǒng)則為物聯(lián)網(wǎng)服務平臺的功能實現(xiàn)提供了有效的信息運行方式。在信息運行的屬性方面，通過運營商服務分平臺使具有私密性質(zhì)的信息只在本物聯(lián)網(wǎng)運行體系中運行， 保證了信息的秘密性 ；通過政府服務分平臺和社會運營商服務分平臺，實現(xiàn)了信息在政府層面和社會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)展是人類社會文明和科學技術進步的必然?？梢灶A見，隨著人們對物聯(lián)網(wǎng)認識的逐步清晰、明確、完整，物聯(lián)網(wǎng)技術及相關產(chǎn)品逐步成熟并投入到市場中得到應用，人類社會在不久的將來即將邁入到智能化時代。彼時，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。