摘要物联网技术的广泛应用推动了社会的信息化，极大地提高了工作的效率，对人们的生活造成了一定的影响。不过因为物联网设备及平台存在异构性强、耦合度高及扩展能力差等问题而使物联网出现应用碎片化、开发周期长且门槛较高的现状。针对上述问题，文章对基于Web的物联网业务环境架构及关键技术进行了研究，设计了WoTSE的架构模型。
关键词物联网；系统架构；关键技术
中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1671-7597（2014）12-0049-01
随着嵌入式设备研发的深入及物联网技术的广泛应用，智能型物体的数目及种类日益增长，使得物联网设备在人们日常生活中不断得到普及。数字化、网络化技术的发展使控制器节点、传感器节点、射频识别及电视、空调等家电设备可以利用互联网协议、无线通信协议实现信息传递及交换。物联网技术引发了信息产业的新一轮浪潮，具有无限的商业价值。基于Web的物联网应用体系架构和关键技术研究具有重大的现实意义。
1物联网概述
物联网（The Internet of things）利用具有感知能力、计算能力、执行能力与通信能力的不同设备来获取物理世界相关信息，并通过网络连接进行信息传递、协同及处理以达到人与物、物与物通信的目的。物联网感知环节的异构性很强，为达到异构信息间的交流和互操作，需要建立一个开放、分层、可扩展的网络体系结构作为未来物联网的框架。
为解决物联网出现的应用碎片化、开发周期长且门槛较高的问题，产业界已制定出一系列较为成熟的低功耗物理层及传输层网络协议以实现异构设备间的互操作。不过相关技术标准将重心放在网络层角度将智能物体进行整合，而异构的嵌入式设备间从应用层角度看仍然互相孤立而不兼容。虽然传感器技术及网络互联互通在物联网技术发展的现阶段均已相对成熟，但应用层面上的异构的嵌入式设备应用层标准不同及业务平台的独立造成了物联网业务应用开发门槛高的现状。为推动物联网业务应用层面的创新，就需要一个开放、分布式及支持大规模部署的体系架构并为其提供统一的接口标准，保证异构设备及平台间的相互操作和资源服务的高效整合。
2基于Web的物联网业务环境架构
WoTSE模型的层次与传统OSI模型有所不同，并不严格要求下层屏蔽上层具体的功能细节。在WoTSE模型中，基于物联网设备生成智能物联网应用的开发门槛及易用性随层次的逐渐叠加而不断升高。WoTSE的结构层次包括设备接入与能力抽象层、资源聚合层及基础智能服务支持层三个层次。基于Web的物联网业务环境层次化模型如图1所示。
设备接入和能力抽象层是WoTSE结构的第一层，从应用角度看，其主要作用是保证应用可以持续接入不同物理设备提供的相关数据、服务资源。为提出将物联网设备无缝整合到Web的方案而采用REST风格架构并参照Web标准的设计思想。该层能够提供将无Internet能力的物联网设备接入Internet中的基础服务，也可以将物联网设备的功能、服务依据REST原则进行抽象以提供对外部开放的服务。一般采用将物联网设备井智能网关或直接整合方式接入互联网中。除此之外，该层还需与物联网应用特点相结合以提供如数据缓存、调度等一些高级的管理功能。
图1基于Web的物联网业务环境层次化模型
设备接入和能力抽象层使开发者可以经Web API调用实现对Web化物联网设备节点上相关数据及服务的直接访问而降低了应用门槛。不过在业务流程较为复杂的情况下，仅依靠第一层提供的服务开发应用门槛仍然很高，这就需要资源聚合层提供一定的服务。资源聚合层的主要作用是利用业务流程引擎而提供面向资源的业务聚合、生成服务。通过编排、复用业务流程而实现物联网设备资源和商业应用间的聚合及垮地域、跨领域的服务协作。
物联网设备可以自动感知环境以获取物理世界相关信息，而信息的处理及分析可以给用户提供个性化、智能化服务。WoTSE中的第一层及第二层架构虽为开发者提供了以较低门槛获取物联网设备信息及聚合这些资源的服务的能力，不过要实现服务的智能化还需用户根据自身的特定应用形式的需求处理并选择基础数据及服务。这时的构建过程就需要较为专业化的工具而使开发门槛仍然较高。所以基础智能服务支撑层的主要作用就是面向开发者提供面向资源的上下文建模及推理基础服务以实现自动化、智能化服务。
WoTSE的具体架构从功能实体角度来说主要包括WoT业务网关（WoT Service Gateway）、WoT网关注册管理实体（Gateway Registration）、资源搜索管理实体（Resource Discovery）、业务聚合与应用生成实体（Service composition and Application generation）及上下文建模与执行实体（Context Modeling and Execution）。
3基于BPEL业务流的WoT智能资源聚合方法
WoTSE把智能设备中的数据信息及能力抽象为与REST风格相符的细粒度Web资源，该WoT资源能够反映出经设备层整合之后输出的SDS。业务流程往往被建模为BPEL文档并以XML形式存储。BPEL引擎可以依据特定的BPEL文档在生成并初始化流程实例之后进而执行流程。基于BPEL业务流的WoT智能资源聚合的实现需要BPEL引擎进行支持。既要同时支持对SOAP-based Web Service和RESTful Web Service的绑定及调用，也要支持将通用功能的业务流程抽象为Web Service以被其它应用调用。所以，Web Service适配、WoT智能资源绑定及调用与BPEL业务流复用是基于BPEL业务流的WoT智能资源聚合方法的重要组成环节。
WoTSE架构模型对于解决物联网出现的开发周期长且门槛较高问题非常有效。基于BPEL业务流的WoT智能资源聚合方法在兼容性及互操作性方面均具有一定优势。不过仍需要深入的研究以进一步优化Web标准在物联网设备上的应用，使物理网技术能够为用户提供更加自动化、智能化的服务。
参考文献
[1]李奕.物联网信道模型及相关技术研究[D].天津大学，2012.
[2]刘文懋.物联网感知环境安全机制的关键技术研究[D].哈尔滨工业大学，2013.