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[摘 要] 以智慧实训室感知层的建设为实践平台，将物联网服务与设备感知融合，提出一种基于数据驱动的、支持各感知设备直接感知控制的物联网智慧服务模式，实现以数据驱动感知，以感知实现服务。阐述了该模式中用到的数据驱动控制过程的新实现方法，详细描述了通信对象、数据驱动感知、控制以及智慧服务等概念的内涵，并结合高校校园应用实际给出了基于数据驱动智慧实训室服务模式的结构。
[关 键 词] 智慧实训室；数据驱动；物联网服务模式；通信对象；智慧感知
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）16-0029-01
物联网的感知和服务模式，即如何根据物理环境动态变化，自主感知、融合、控制各种设备上的信息，提供智能化的物联网服务，是物联网理论和技术的一个研究热点。目前，已有许多学者关注这方面的研究，尝试从感知内容、情境及交互机制等角度研究物联网智慧感知和服务模式。本研究将物联网服务与设备感知进行融合，对物联网中的“物”进行标识、赋予物理属性和实质特性，运用智能接口，实现个体间的信息交换和通信，实现个体与信息网络的无缝整合。本文以智慧实训室的感知建设为实践平台，设计了一种基于数据驱动的智慧服务模式，实现以数据驱动感知，以感知实现服务，应用通信对象绑定、组地址、物理地址等的设计使感知层节点设备间能直接进行智能识别与智慧感知，各现场终端感知数据可直接触发某种应用功能，甚至完成某全局性的服务，实现智慧实训室的无中心智慧感知。
一、数据驱动的控制过程
（一）数据驱动控制过程及传统实现方式
数据点是系统中的过程和控制变量，是数字化、信息化过程中关注的各种基本的数据信息单元，可以是各种数字I/O、模拟量I/O、字符串數据、日期参数、时间参数、配置属性参数、诊断数据或其他系统参数等。在传统的处理方案中，数据点都必须借助于各种信息采集器将系统中所有输入数据采集到一种称为主控制器的处理装置中，经过在主控制器中预先编写的控制算法和处理程序，将各种输入数据进行综合分析处理后，将处理结构再送到各种输出执行器中。在这里，信息采集器和输出执行器仅仅承担了数据的收集与输出功能，不能处理各数据点之间的逻辑关系。
（二）基于数据驱动的物联网系统控制过程新实现方式
根据设备需求来定义通信对象，用以存放协议中的数据点，同时将数据点间的逻辑关系进行封装绑定。对数据点类型进行了规范，并且引入通信对象、功能组、关联矩阵等概念，数据点之间的逻辑关系用功能服务来描述，功能服务与通信对象之间的关联关系通过组地址进行绑定。借助运行在各节点设备中的通信对象服务器所提供的一套精简指令，读 /写数据点的值，实现基于“数据驱动”的“全局事件”。
以EIB协议为例，在每一个节点设备中，根据该节点需要进行网络交互的信息内容，事先定义全局通信对象，通信对象的描述遵循 EIS 的交互规则。每个节点中可以定义一个或多个通信对象，并以对象表的方式对通信对象及其描述信息进行存储。如某智能节点定义了开关和调光功能，则需定义开关对象（1 bit）和调光对象（4 bit）。为实现通信和管理的需求，每一个对象都包含有自己的通信标记和描述信息。
二、数据驱动的智慧服务模式描述
（一）通信对象的标示与识别
感知层所有感知设备直接联网，具有智能识别能力。单个设备数据在网络中交互时以通信对象的形式出现，设备的功能属性以对象属性的方式存在于设备数据中。包含对象的信息来源（或身份ID）、类型、名称、数值、工程量单位、量纲、精度等级等各种属性信息，统一编码，同时建立相应的解析服务体系，使对象信息的含义丰富、明确，具有智能识别能力。
（二）数据驱动的感知和控制
一个智能终端由一个或几个通信对象构成，能直接对物理世界的信息进行智能识别和智慧控制，不需要另配控制器对现场采集信息进行综合分析与处理，直接实现基于数据驱动的全局服务功能。具体可根据需求设置数据驱动条件，通信对象值变化满足条件即发送数据帧，形成局部或全局的功能服务。各种控制策略与复杂算法处理功能通过设置条件或功能组绑定的方式下放到感知层的现场设备本身。末端的设备分为智能感知设备和智能执行设备两大类，感知和控制设备之间的关联与功能联动根据需求进行功能组绑定。
（三）数据驱动智慧服务
数据驱动的智慧服务摒弃中心的思想，脱离区域控制器进行信息收集，每个终端设备可以通过网络直接交互。根据应用原子服务划分各式各样的功能服务模块，每种原子服务由一些独立的智能感知设备触发，直接驱动本功能组内的其他智能执行设备完成预定的应用服务，若干原子服务组合形成大型场景服务，各级别服务设置可在应用层集中更新。
在感知层主要包括各种环境感知、安防感知、RFID节点，各智慧节点根据预先设置的服务实现智慧感知和控制。以温度服务为例，温度感知节点定时感知温度，到达下限即发送感知数据控制空调节点，空调节点状态变化自动上报数据，至此完成温控子服务。
参考文献：
[1]李力行.基于时间自动机的物联网服务建模和验证[J].计算机学报，2011，34（8）：1365-1377.
[2]肖融，孙波，陈文龙，等.基于内容的物联网寻径模型及节点休眠机制[J].计算机学报，2014，37（10）：2165-2175.
[关 键 词] 智慧实训室；数据驱动；物联网服务模式；通信对象；智慧感知
[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2017）16-0029-01
物联网的感知和服务模式，即如何根据物理环境动态变化，自主感知、融合、控制各种设备上的信息，提供智能化的物联网服务，是物联网理论和技术的一个研究热点。目前，已有许多学者关注这方面的研究，尝试从感知内容、情境及交互机制等角度研究物联网智慧感知和服务模式。本研究将物联网服务与设备感知进行融合，对物联网中的“物”进行标识、赋予物理属性和实质特性，运用智能接口，实现个体间的信息交换和通信，实现个体与信息网络的无缝整合。本文以智慧实训室的感知建设为实践平台，设计了一种基于数据驱动的智慧服务模式，实现以数据驱动感知，以感知实现服务，应用通信对象绑定、组地址、物理地址等的设计使感知层节点设备间能直接进行智能识别与智慧感知，各现场终端感知数据可直接触发某种应用功能，甚至完成某全局性的服务，实现智慧实训室的无中心智慧感知。
一、数据驱动的控制过程
（一）数据驱动控制过程及传统实现方式
数据点是系统中的过程和控制变量，是数字化、信息化过程中关注的各种基本的数据信息单元，可以是各种数字I/O、模拟量I/O、字符串數据、日期参数、时间参数、配置属性参数、诊断数据或其他系统参数等。在传统的处理方案中，数据点都必须借助于各种信息采集器将系统中所有输入数据采集到一种称为主控制器的处理装置中，经过在主控制器中预先编写的控制算法和处理程序，将各种输入数据进行综合分析处理后，将处理结构再送到各种输出执行器中。在这里，信息采集器和输出执行器仅仅承担了数据的收集与输出功能，不能处理各数据点之间的逻辑关系。
（二）基于数据驱动的物联网系统控制过程新实现方式
根据设备需求来定义通信对象，用以存放协议中的数据点，同时将数据点间的逻辑关系进行封装绑定。对数据点类型进行了规范，并且引入通信对象、功能组、关联矩阵等概念，数据点之间的逻辑关系用功能服务来描述，功能服务与通信对象之间的关联关系通过组地址进行绑定。借助运行在各节点设备中的通信对象服务器所提供的一套精简指令，读 /写数据点的值，实现基于“数据驱动”的“全局事件”。
以EIB协议为例，在每一个节点设备中，根据该节点需要进行网络交互的信息内容，事先定义全局通信对象，通信对象的描述遵循 EIS 的交互规则。每个节点中可以定义一个或多个通信对象，并以对象表的方式对通信对象及其描述信息进行存储。如某智能节点定义了开关和调光功能，则需定义开关对象（1 bit）和调光对象（4 bit）。为实现通信和管理的需求，每一个对象都包含有自己的通信标记和描述信息。
二、数据驱动的智慧服务模式描述
（一）通信对象的标示与识别
感知层所有感知设备直接联网，具有智能识别能力。单个设备数据在网络中交互时以通信对象的形式出现，设备的功能属性以对象属性的方式存在于设备数据中。包含对象的信息来源（或身份ID）、类型、名称、数值、工程量单位、量纲、精度等级等各种属性信息，统一编码，同时建立相应的解析服务体系，使对象信息的含义丰富、明确，具有智能识别能力。
（二）数据驱动的感知和控制
一个智能终端由一个或几个通信对象构成，能直接对物理世界的信息进行智能识别和智慧控制，不需要另配控制器对现场采集信息进行综合分析与处理，直接实现基于数据驱动的全局服务功能。具体可根据需求设置数据驱动条件，通信对象值变化满足条件即发送数据帧，形成局部或全局的功能服务。各种控制策略与复杂算法处理功能通过设置条件或功能组绑定的方式下放到感知层的现场设备本身。末端的设备分为智能感知设备和智能执行设备两大类，感知和控制设备之间的关联与功能联动根据需求进行功能组绑定。
（三）数据驱动智慧服务
数据驱动的智慧服务摒弃中心的思想，脱离区域控制器进行信息收集，每个终端设备可以通过网络直接交互。根据应用原子服务划分各式各样的功能服务模块，每种原子服务由一些独立的智能感知设备触发，直接驱动本功能组内的其他智能执行设备完成预定的应用服务，若干原子服务组合形成大型场景服务，各级别服务设置可在应用层集中更新。
在感知层主要包括各种环境感知、安防感知、RFID节点，各智慧节点根据预先设置的服务实现智慧感知和控制。以温度服务为例，温度感知节点定时感知温度，到达下限即发送感知数据控制空调节点，空调节点状态变化自动上报数据，至此完成温控子服务。
参考文献：
[1]李力行.基于时间自动机的物联网服务建模和验证[J].计算机学报，2011，34（8）：1365-1377.
[2]肖融，孙波，陈文龙，等.基于内容的物联网寻径模型及节点休眠机制[J].计算机学报，2014，37（10）：2165-2175.