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1、背景与机遇当前，在国际、国内发展形势下，城市规模将越来越大、越来越复杂，社会 复杂程度与日俱增，能否迅速把握先进技术，运用超前的信息化建设理念，将决 定一个城市是否具有较强的利用信息技术的能力，是否具有较强的提升城市竞争 力的能力。物联网将“人与人”之间的沟通扩展到“人与物、物与物”之间的沟通，是 继计算机、互联网之后的第三次信息化浪潮。以物联网技术为核心，结合相关信 息与通信技术，构建一个高感知度的城市基础环境，实现城市内及时、互动、智 能、整合的信息感知、信息传递和信息处理，提高民众生活幸福感及企业竞争力， 使城市健康可持续发展成为可能。面临的主要问题未来的感知城市，是一个有机多维的综合业
2、务实体，多部门、多行业齐抓共 管，跨组织机构、跨业务层面交互关联，其中互联和共享必然是未来感知城市的 核心。当下，城市各职能部门仍然使用单一的、互不关联的管理系统及管理模式， 信息孤岛现象严重，业务交互困难。部分城市通过物联网示范应用的建设，建立 了部门、行业内部的物联网系统，提升了职能部门自身的业务能力与管理水平。 但是，现有的物联网应用系统多是采用传统信息化的“竖井式”或叫“垂直式” 架构，除了不同业务系统间无法互联互通外，这些系统还存在以下问题：感知设备缺乏统一的接入、管理和通信标准，许多厂家使用私有的通信和管理协议，数据格式也不同，相互不兼容，集成到一个应用系统中十分困难传统“竖井式”
3、开发模式，每个应用系统都需要从感知层、传输层到应用层全部重头开发或者集成，系统复用率低，事实上应用系统之间存在很多共性技术，如设备管理、数据管理、数据安全等模块是通用的，可以设计成单独的模块进行复用，因此，“竖井式”开发模式效率低下、功能重复开发现象严重、开发成本偏高传统“竖井式”开发模式，不同厂家的应用系统、甚至同一厂家的不同系统之间数据格式和通信协议互不兼容，造成现有物联网应用业务信息孤岛现象严重，业务系统分散，难以进行有效整合和管理，无法统一运营，系统的价 值得不到充分地挖掘和利用传统“竖井式”垂直应用系统往往针对特定应用需求定制出专用系统，很少考虑跨行业、跨部门多种应用的需求，没有从顶
4、层进行统一规划和设计，因 此，灵活性、扩展性差，无法适应企业、城市不断变化的物联网应用需求物联网贯穿感知、传输、应用三层体系，产业链长、技术复杂度高，传统竖井式”开发模式要求技术人员具备三层体系中的产品的专业知识、技能和经验，系统集成和应用开发门槛高，限制了物联网的规模应用这一系列问题导致现有城市物联网系统难以满足未来城市综合管理的要求，必然需要一个创新的城市物联网体系架构。“共性平台+应用子集”开发模式针对传统“竖井式”开发模式的不足，我们率先提出“共性平台+应用子集”设计思想和业务开发模式。它是贯穿从感知互动层到网络传输层，再到应用服务层三层体系的设计思路，通过建设面向物联网各种应用的共性
5、技术平台，为物联网应用子集提供广泛的共性功能支撑和服务，而应用子集按照统一的模式进行开发，全部运行在共性平台之上，实现应用之间相互兼容、互联互通，从而打破信 息孤岛，避免重复建设。共性基础标准+应用子集标准”体系已被 ISO/IECJTC1 国际标准化组织和国家物联网基础工作组认可，“共性平台+应用子集”的应用模式已被国家发改委采纳，并在无锡推进全国首个国家物联网综合应用示范。应用子栄应用 业务感知 设备应用 子集业务子集设备感4 口 设备匸 _.设备共性服务平岂感知 设备I.F彳专统竖井式应用 到平台化应用转 变是发展超势感知 设备应用 业务应用 子集图 1 “共性平台+应用子集”模式设计思
6、想共性平台是核心共性平台从系统应用的角度出发，提取不同物联网业务和系统的共性元素， 根据共性元素的技术特征分类，以模块化方式实现共性元素子类，并依据具体业 务需求选择不同子类组合，构成物联网应用的定制共性平台，提供设备管理、数 据存储和管理、用户管理、运维管理、安全管理、权限管理、业务计费、应用数 据挖掘、专家系统、应用服务、应用接口等共性功能和服务，适应多样化的应用 需求，实现不同底层技术方案的组合和集成，按照统一的模式平台化管理和发布 各类传感信息。共性平台的体系设计重点分离了物联网不同应用的共性技术特点和差异性， 为解决应用场景多样化的矛盾提供了有效的思路，有利于规范物联网从感知互动 设
7、备，到网络传输手段，再到应用服务的明确的产业链发展，在统一的标准体系 下推进物联网的研究、开发、集成和应用。同时也更好地体现不同行业应用在物联网共性平台统一架构下的融合衍生、集成创新，为政府有效管理、绩效提高， 民生生活等各个方面提供科学而全面的服务共性平台体系架构如图所示：感知 环保ffsn色amp耳K能通 智交知业 感农能居 智家商琐阳丛眼対系纯曲誤虫恨云耳蛾支操应同肌鼻由冋K?.;inen*值WJffi阿网杯输共性平 命物联两虚拟并徇专网噂知互动层快速开发应用系统，降低开发成本、缩短上市时间采用共性平台提供的稳定可靠的共性功能和服务，并对应用层和感知层提供标准 接口，可以进行二次开发和功
8、能扩展。新业务开发时，用户只需按照平台的接口 开发应用功能即可，无需开发共性功能和服务，工作量大大减少，有利于短时间 内快速开发出满足需求的应用系统，降低开发成本实现数据共享、运营，打破信息孤岛共性平台通过建设物联网信息中心，制订完善的数据管理、存储、交换和共 享策略和规范，使得各个系统之间的数据能够融合起来，有效解决了应用系统间 的数据共享问题，从而避免了“信息孤岛”现象。同时数据的融合和共享，使得 物联网最终运营成为可能。支持数据挖掘、促进融合创新共性平台实现数据的统一描述、统一管理、融合和共享，并提供专家系统和 数据挖掘接口，方便用户深度挖掘数据之间的关联，创造出新的价值和服务，实 现数
9、据的融合创新，提升价值共性平台可复用，减少复建设共性平台实现了共性的功能和服务支撑，这些功能可以被所有应用业务共享 和复用，无需再次开发，从而避免了重复建设。方案可复制、规模推广“共性平台+应用子集”的建设方案，坚持标准、应用相互结合、相互促进 的指导思想，严格遵循国际、国内物联网体系架构和标准，以标准化推动方案规 范化，确保方案的兼容性和通用性，增强方案可复制性，有利于全国乃至全球范 围内推广。全面覆盖、全面感知共性平台通过多功能网关，将多样的感知层设备中私有和公共标准协议转换 成共性平台通用的数据和传输标准，实现统一的设备和数据管理。目前 RFID、 zigbee、M-bus、6Lowpa
10、n 等主流协议均能够适配到共性平台，具备很好的兼 容性，在不破坏现有投资的情况实现多种设备的接入。灵活、可扩展性强共性平台提供应用开发的接口，只要遵循该接口的应用系统均能运行在共性 平台之上，且新的应用系统不会对现有的系统造成任何影响，因此，共性平台能 够不断扩充应用系统，从而适应企业、城市不断变化的物联网应用需求，降低企 业投资风险数据安全、可靠共性平台内部集成了多种数据加密、认证鉴权机制，确保数据在传输、使用 过程中不被破解和伪造；同时，共性平台提供良好的数据备份、数据恢复机制， 确保数据不丢失、不被破坏。结语物联网发展是信息经济社会发展的必然趋势，人类由农业社会、工业社会到 信息社会的发
11、展，信息技术的发展，不断改变人与人之间、组织与组织之间的信 息交互模式，由信息交化模式的转变催生了产业链协同模式的转变，从而推动了 整体社会的进步与发展。物联网技术核心是感知、互联与融合，通过“共性平台 + 应用子集”总体 建设框架，实现对物理世界的全面覆盖与感知，感知网络与各类通讯网络互联， 传感信息与政府、企业信息资源融合，通过物与物、人与物的互联，将现实世界 与信息世界进行有机融合。基于“共性平台”技术体系构建城市物联网基础架构， 以集约化建设思想为主导，通过融合技术屏蔽复杂的网络环境和非规范信息资源 环境，形成我国创新的城市物联网业务模式，为未来感知城市建设奠定坚实、可 靠、科学的基础。
