Несмотря на то, что развитие и применение технологии Интернета вещей в последние годы стремительно растет, теоретические исследования в области Интернета вещей все еще находятся на стадии развития. Являясь типичной информационно-коммуникационной системой, Интернет вещей не только обладает возможностями хранения и передачи информации, присущими существующему Интернету, но и способен хранить и передавать предметы. Возможности автоматического сбора и обработки информации. Построение информационной модели Интернета вещей является эффективным методом анализа характерных возможностей Интернета вещей. В соответствии с определением Международного союза электросвязи и описанием характеристик Интернета вещей, используя единый язык моделирования для построения информационной модели Интернета вещей, анализируются и проверяются возможности, связанные с предметами, возможности автономной работы и возможности защиты конфиденциальности Интернета вещей, обсуждаются руководящие выводы информационной модели Интернета вещей в технических стандартах Интернета вещей, анализируется использование информационной модели Интернета вещей при обсуждении противоречивых концепций Интернета вещей.
Аннотация: В то время как технические разработки и приложения
Лицензии на Интернет вещей (IoT) стремительно развиваются в последние годы, теоретические исследования IoT все еще находятся в стадии развития. IoT - это типичная информационно-коммуникационная система. Она обладает не только возможностями хранения и передачи информации, как существующий Интернет, но и возможностями автоматической обработки информации о вещах. Информационное моделирование IoT является эффективным методом анализа характерных возможностей IoT. В данной работе информационная модель IoT описывается с помощью унифицированного языка моделирования в соответствии с определением и характеристиками IoT, указанными Международным союзом электросвязи (ITU). На основе информационной модели IoT проанализированы и подтверждены возможности объединения вещей, автономной работы и защиты конфиденциальности. Обсуждаются выводы о руководстве стандартизацией технологии IoT на основе информационной модели IoT, а также анализируется значение информационной модели IoT в разрешении вопросов, связанных с дискуссионными концепциями или мнениями об IoT.
Зарождение Интернета вещей (IoT) можно проследить с 1998 года, когда Массачусетский технологический институт (MIT) предложил электронное кодирование товаров на основе технологии радиочастотной идентификации (RFID). (электронный код товара, именуемый EPC). В 2005 году Международный союз электросвязи (International Telecommunication Union, именуемый ITU) выпустил "Отчет ITU об Интернете 2005: Интернет вещей" [1], в котором систематически излагаются основные концепции и сопутствующая информация об Интернете вещей. Технологии, потенциальные рынки, проблемы и возможное влияние на будущее глобальное экономическое и социальное развитие официально раскрыли миру неизбежную тенденцию развития технологии Интернета вещей.
Интернет вещей можно легко интерпретировать буквально как сеть, соединяющую вещи. На самом деле Интернет вещей - это аббревиатура от Internet of Things. Он должен обладать функциональными характеристиками Интернета и использоваться для формирования глобальной информационной инфраструктуры, соединяющей вещи. Согласно этому определению, в настоящее время не существует реального Интернета вещей, а некоторые существующие сети, соединяющие вещи, правильнее было бы называть Интранет вещей [2].
После проведения отечественных и зарубежных исследований и работ по технической стандартизации Интернета вещей в последние годы, определение и основные характеристики Интернета вещей были в основном ясны, и консенсус был достигнут в определенном диапазоне. Он является относительно представительным в области исследований и технической стандартизации Интернета вещей на международном уровне. Работа включает в себя: В сентябре 2010 года известными предприятиями, исследовательскими институтами и университетами в области европейских информационных технологий был запущен проект "Архитектура Интернета вещей" (IoT-A), финансируемый Европейским союзом; в марте 2011 года - проект "Инициатива глобальных стандартов Интернета вещей (IoT-GSI)", инициированный Сектором стандартизации электросвязи Международного союза электросвязи (ITU-T) в июне 2012 года. Было официально опубликовано первое предложение по техническим стандартам для Интернета вещей - Обзор Интернета вещей [3], в котором дано определение Интернета вещей как глобальной информационной инфраструктуры, соединяющей предметы, и уточнены характеристики услуг, связанных с предметами, а также автономных сетей, автономных потребностей высокого уровня, таких как предоставление услуг и защита конфиденциальности. В июле 2013 года IoT-A официально выпустила окончательный отчет об исследовании эталонной модели архитектуры Интернета вещей [4], в котором были уточнены архитектурные методы, требующие решения в процессе развития технологии Интернета вещей. Выдвинуты основные вопросы и поэтапные результаты исследования эталонной модели архитектуры Интернета вещей, а также предложены идеи и предварительные результаты систематического исследования и формулирования эталонной модели архитектуры Интернета вещей на основе модели домена Интернета вещей, информационной модели, модели связи, функциональной модели и модели развертывания. Эти стандартные рекомендации и технические отчеты содержат множество тем, достойных углубленного изучения для теоретических исследований Интернета вещей.
Мы обычно считаем, что для систематического решения проблем взаимосвязи, взаимодействия и интероперабельности в процессе развития технологии и приложений Интернета вещей необходимо обеспечить стандартизацию технологии Интернета вещей. Подобно тому, как технология стандартизации компьютерных сетей должна опираться на эталонную модель открытого системного взаимодействия (Open System Interconnection, OSI) [5], технология стандартизации Интернета вещей должна опираться на эталонную модель Интернета вещей. Некоторые эксперты задаются вопросом: Почему существующая эталонная модель OSI или архитектура Интернета вещей не может быть использована в качестве эталонной модели Интернета вещей? Этот вопрос также заслуживает изучения. Согласно выводам исследования IoT-A [4], Интернет вещей включает в себя сбор, хранение, объединение, передачу и обработку данных об объектах. Существующая эталонная модель OSI и архитектура Интернета включают только прозрачную передачу данных, она обеспечивает только модель связи, которая не может удовлетворить потребности Интернета вещей в сборе и обработке данных об объектах. Поэтому для того, чтобы сформулировать точные технические стандарты Интернета вещей, отвечающие потребностям приложений, необходимо теоретически изучить информационную модель Интернета вещей, функциональную модель и модель развертывания.
Отечественными и зарубежными учеными были проведены соответствующие исследования по построению информационных моделей Интернета вещей. В литературе [6] модель объекта определяется с трех сторон: атрибуты домена, атрибуты времени и атрибуты местоположения, и на этой основе определяется модель объекта, включающая модель сущности, модель ресурса и информационную модель услуг Интернета вещей, но эта информационная модель Интернета вещей используется только в приложениях, связанных с сенсорными сетями. В литературе [7] рассматриваются идеи и методы моделирования Интернета вещей, предлагается автономная модель сущностей, основанная на характеристиках, которая позволяет умным предметам быть взаимосвязанными, взаимодействующими, способными к самоорганизации и автономии. Эта модель сервисных объектов является лишь концептуальной моделью, и ее справочная ценность для технологии Интернета вещей и разработки приложений нуждается в дальнейшем обсуждении. В документе [ 8] обсуждалась технология поиска датчиков с точки зрения архитектуры IoT, предполагающей зондирование как сервис, с попыткой прямого запроса к датчику из модели восприятия сцены. Данная работа предполагает более конкретный метод моделирования IoT, который отражает IoT с определенной точки зрения. Практическая прикладная ценность информационной модели Интернета вещей. В литературе [9] рассматривается сервис-ориентированная архитектура IoT и ее ключевые технологии с точки зрения развития промышленных приложений Интернета вещей. В литературе [10] представлена новая модель архитектуры IoT, использующая семантику Архитектура слияния инкапсулирует обработку информации из сенсорной сети. В литературе [11] предложена эталонная модель шлюза IoT, который объединяет несколько различных сетей в качестве агента. В литературе [12] представлен стек коммуникационных протоколов IoT для удовлетворения требований Интернета вещей к низкому энергопотреблению, высокой надежности и совместимости с Интернетом. В литературе [13] обобщены существующие кластеры протоколов и открытые стандарты IETF (Internet engineering task force), которые поддерживают коммуникацию Интернета вещей. В целом, несмотря на то, что в IoT-A четко обозначена необходимость исследования информационной модели Интернета вещей и предложена информационная модель Интернета вещей, в настоящее время в стране и за рубежом можно найти относительно мало результатов исследований, связанных с информационной моделью Интернета вещей. Поэтому информационные модели Интернета вещей заслуживают дальнейшего изучения и исследования в научных и промышленных кругах.