12、物联网语义集成与数字孪生技术解析

物联网语义集成与数字孪生技术解析

1. 物联网与语义网融合背景

物联网（IoT）与语义网（SW）领域的融合源于它们共同的目标：利用机器生成供机器消费的内容。当前物联网环境存在显著的异构性，不同设备、应用用例、领域和网络结构导致了大量的差异，而语义技术，尤其是本体论，为克服这种异构性提供了途径，它们能在概念层面上提供共享和通用的理解。

2. SWoT参考架构

2.1 架构参与者类型

SWoT参考架构明确了三种类型的参与者：
- 云资源 ：具有网络可访问性和弹性，是SWoT应用中数据处理、存储和访问的重要节点。物联网系统中的“事物”大规模收集数据，然后集中到云节点进行处理。
- 雾资源 ：2012年提出的雾计算范式，利用网络边缘的处理和存储能力。雾节点分布广泛、异构，在物联网设备和云节点之间提供有限的处理能力，标准的物联网网关属于雾架构的一部分。
- 设备 ：作为SWoT网络的直接参与者，是数据采集和执行操作的基础。

2.2 三层架构模式

服务器、网关和设备的分离构成了“云 - 雾 - 设备”的三层架构模式，如下表所示：
| 层级 | 协议 |
| ---- | ---- |
| 云层级 | HTTP、HTTP/CoAP、HTTP/CoAP/IoT协议 |
| 雾层级 | HTTP/CoAP、IoT协议 |
| 设备层级 | IoT协议 |

在这种模式下，客户端通过Web协议访问云节点提供的服务，雾节点