物聯網格線，是一種描述“物”及其所在物聯網環境之間關係的概念。
基本介紹
- 中文名：物聯網格線
- 外文名：Internet of Things Grid
- 學術分類：計算機科學
物聯網格線的特點可以體現在以下幾個方面：
(1)異構性
物的多樣性不可避免地帶來物聯網格線的異構性。不僅不同的格線會有不同類型的結構，同一個格線中也會有各種不同的關係集表征方式。比如在家居格線中為了實現對家庭的智慧型感知，需要處理各種不同類型的對象，如探測器建立的各種安防關係，家電管理所需的關係集，家居格線向小區區域網路或網際網路提供的煤氣泄漏等警報關係等。為了構建完整準確的格線，必須綜合考慮這些不同類型的格線要素及其空間結構來定義信息(語言)結構、傳遞信息、實現服務。進一步要考慮異構性引發的格線之間的兼容、開放、互操作問題。
(2)有限性
物聯網格線構造的目的，就是使將海量的“物”轉化為格線中有限個要素，以便於研究和建立標準，這是一個化無限為有限的思路。雖然物聯網中各個對象都能夠普遍聯繫，每個對象都可能在變化。但在一個格線中，物的數量、特徵、關係等的變化是相對有限的。在格線中如何有效地探索新的技術和方法來高效地管理和處理這些“物、關係、服務”，以及格線之間的互動、融合接口，是將“細胞”進化為“器官”並更具智慧型(融合、推理、判斷和決策)的關鍵。
(3)透明性
“物”的透明訪問是物聯網格線中定義和獲取服務的重點問題之一，也就是說，我們並不需要了解物(設備)的構造和組成，只需了解如何獲得服務。以家電為例，傳統的“人機接口”是家電說明書，學習說明書中的操作規則就可以依照規則獲取服務。同樣，當“物”在家居格線中心註冊時，也需要將具有一定結構、內容、服務提供方式用通用的定義規範“告訴”格線中心。這種定義相當複雜，既要考慮具備不同智慧型層次的物體，又要考慮同一類物體的個體化差異，還要考慮一個物體能夠提供的不同種類的服務。當然，格線中物和物的透明互訪能力，以及格線對外在環境所能夠提供的服務也在進一步考慮之列。
(4)層次性
不同種類的物聯網格線中的“物”的層次將會被劃分的更細。物的作用和互動活動必將到物品自身功能和能力的限制(如它們的計算處理能力、網路連通性、可使用的電源，等等)，還會受到所處環境與情況的影響(如時間、空間，等等)。所以根據物品參與物聯網中互相影響、互相互動的各種流程和活動的行為、參與方式以及它們自身的某些屬性，可以借鑑歐盟2009在《物聯網研究戰略路線圖》中暫將物和物聯網格線這個特殊的物歸納為以下5種層次：
①基礎屬性：“物”擁有標識，可以是“實體事物”，也可以是“虛擬事物”；“物”將是環境安全的；“物”(以及其虛擬表示)將尊重與它們相互動的其他“物”或者人的隱私，保護它們的機密信息，保障它們的安全。這些可以理解為“物權”。“物”能夠互相通信，並參與現實的物質世界和數字的虛擬世界之間的信息交換。
②基礎屬性：“物”使用服務的形式作為它與其他“物”相互動的接口；“物”將在可選擇的原則下與其他“物”競爭資源、服務和相應的主題內容；“物”可以附加感測器和探測設備，這樣將使得它們可以與所處的環境互動，並且與環境互相影響和作用。
③社會化物品的屬性：“物”可以與其他“物”、計算設備和人進行通信。“物”可以一起協作，共同創建物聯網格線。“物”可以自主地發起通信和互動。
這之前的兩點更適合物聯網格線中的“物”，此第三點可以作為格線屬性的分界點：格線中的“物”可以彼此交流或者通過服務和人互動；這些“物”及其關係集、服務可以作為構成物聯網格線的要素，格線之間也能夠彼此交流或者通過服務和人互動。此後的兩點更適合物聯網格線的屬性。
④物聯網格線的的屬性：“物”可以自己做很多事情，自動的完成很多任務。“物”可以了解、適應和改善自身所處的環境。“物”可以從環境中分析和提取既有的模式，或從其他“物”處學習到各種模式的數據、知識以及經驗。“物品”可以運用其推理能力做出決策。“物”可以有選擇的豐富信息，並且可以主動地傳播信息。
⑤高級別類型的物聯網格線：具有自我複製和自我管理能力的物的屬性，“物”可以創建、管理並銷毀其他“物”。
(5) 智慧型性
服務在格線中心能夠通過關係集找到能夠提供服務的物，同樣，格線中物的升級、進化和替換也能夠同步更新關係集與服務。這就是物聯網格線的內省(introspection)和調整(intercession)能力，也就是支持反射機制。物聯網格線的智慧型性還體現在自治能力，表現在：①能夠自我標識，被搜尋與發現，提供互動接口；②能夠在不同的條件下自我配置或重配置；③能夠自我調整達到最優性能；④能夠自我復原；⑤能夠自我保護(保護格線的“物權”)；⑥知道格線的內部環境和外部環境並能夠做出相應動作(比如自適應，提出和接受互動請求)；⑦格線運行在開放環境中；⑧對於外部環境能夠隱藏自身複雜性，同時根據外部環境自我預最佳化。簡言之，格線是動態的、自主的、自適應的、能夠自學習、自治的、支持反射、可重構、可伸縮、可進化的。格線將從第3層，逐步向高層次(第4、5層)進化。
(6) 開放性
考慮到物聯網的開放架構來最大限度滿足不同系統和資源之間的互操作性，同時也給研究帶來相應的複雜性。在一個相對狹小的格線環境中，定義其中的要素，進而研究其抽象數據模型、接口、協定，並將這些綁定在各種開放的技術(XML、WEB服務等)，以簡化物聯網架構，是一個化繁為簡、化整為零的思路。要充分考慮物聯網格線的通用性、獨立性、可互訪性，便於向整個物聯網架構擴展或進化。格線中心的定義也是基於此考慮。
每個物聯網格線都只有一個中心。以一個家居格線為例，當一台帶有遙控器的電視作為家庭的一份子被主人買回家，電視即向家居格線中心註冊加入家居格線，在註冊中明確：“我(電視)是誰，現在屬於哪個家庭，能為您做些什麼？”等電視作為家居格線中“物”的種種屬性，主要目的是為了說明電視能夠提供的服務。然後通過遙控器選看電視這一服務就屬於家庭成員。選看服務可以在家居格線中任意控制平台實現，除了遙控器之外，手機、Pad、電腦都可以通過家居格線的控制接口實現選看；這是因為這些格線中的“物”在註冊“入戶”時已經向家居格線中心明確了自身的功能等屬性。格線中心統一管理著家居格線中所有的“物”、關係集、服務。無論身處何方，用何種方式向家居格線表明自己的主人身份，都可以通過網路向格線中心發號施令，控制家電提供服務。
格線之間可以融合。格線能夠提供的每一種服務，都有相應的接口定義。格線之間能夠按照標準接口拼接成更大一級的格線，還能夠在同一格線中疊加成立體格線。也就是說，融合既可以是拼接式平面聯合疊加，也可以是圖層式立體重合疊加。當你在一個社區消費格線中，把其中餐館和圖書館視為已在該消費格線中註冊過的“物”，社區中所有餐館屬於社區餐館格線A，所有圖書館屬於圖書館格線B。相鄰社區所有餐館屬於社區餐館格線C。當你能夠既能點格線A的餐，又能點格線C的餐，就是基於相同服務的聯合疊加(A+C)。當你在一家餐館吃飯時就能夠網上借閱圖書館的書，就是基於相同環境的重合疊加(AUB)，環境不僅局限於地域。當需要考慮到格線的相對獨立性時，格線之間以松耦合的形式疊加。
格線之間的融合方法還包括：格線可以作為上一級格線中的“物”，在定義了格線間融合的關係集、服務之後。格線就具備作為“物”進入上一級格線的能力。比如，車輛格線和行人格線、交通格線構成車聯網。格線之間的關係集、服務需要結合格線接口重新定義。
這裡僅僅是在中間件和SOA的基礎上提出“物聯網格線”的想法。初衷是將EPC中的思想推廣，將物聯網格線化，對於每個格線結構化、標籤化，並通過網路實現其間的聯合(融合)，在尊重“物權”的基礎上，引發物聯網階段性發展形式的思考，更多工作有待於進一步研究。
