跨域智能应用的物联网本体

构建智能物联网 (IoT) 应用程序需要交换和使用来自他人（无论是人还是机器）的信息，但还需要明确地理解这些信息。为了解决这个问题，ETSI 的智能机器对机器通信 (SmartM2M) 技术委员会正在领导智能应用程序参考 (SAREF) 计划，目标是在跨域异构系统之间达成共识。

智能应用需要标准本体

物联网碎片化是大规模采用物联网技术的主要威胁之一。为了克服这个问题，当前物联网技术的碎片化格局需要标准化的接口和数据模型来确保互操作性。在这种情况下，确保互操作性的主要挑战之一是拥有一组标准数据模型，这些模型不仅可以交换信息，还可以交换此类信息的含义，以避免发送者和接收者之间的误解。

为了解决这个问题，欧盟委员会与 ETSI 合作推广了 SAREF 本体，目标是拥有一个通用数据模型以确保互操作性。

SAREF 本体由ETSI的SmartM2M 技术委员会开发，是一种富含形式语义的数据模型（图 1）。它旨在实现来自不同提供商的解决方案之间以及各种物联网活动部门之间的互操作性，从而为全球数字市场的发展做出贡献。

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图 1. SAREF 的主要类别及其关系概览。（来源：ETSI）

SAREF 明确规定了智能应用领域中反复出现的核心概念、这些概念之间的主要关系以及限制这些概念和关系使用的公理。自 ETSI 于 2015 年 11 月发布第一个版本以来，该本体随着时间的推移不断发展。从那时起，该规范导致了 2017 年 3 月发布的第二个版本和 2020 年 2 月发布的第三个版本。

此外，如今的物联网解决方案需要跨越不同的垂直领域。因此，SAREF 本体的 10 个不同扩展已作为 ETSI 标准制作并发布，适用于不同领域：能源、建筑、环境、智能城市、工业和制造、智能农业、汽车、电子健康和老龄化井、可穿戴设备和水。通过这种方式，SAREF 还可以作为连接不同部门物联网数据的粘合剂。

物联网本体领域的 SAREF

SAREF 不是第一个，也不会是物联网领域的最后一个本体。但是，为什么有这么多？简单的答案是不同的本体满足不同的需求。

我们可以看看已经在不同机构中标准化的不同物联网本体，例如万维网联盟 (W3C) 中标准化的语义传感器网络(SSN) 本体或 oneM2M 倡议中标准化的oneM2M 基础本体。

详细分析将表明，虽然所有这些都出现了一组最小的通用概念（即表示物联网设备及其交互的实体的能力），但每个本体都添加了其他反映其预期用途的独特方面. 例如，SSN 本体允许描述系统部署和功能，SAREF 包括设备配置文件和任务，而 oneM2M 基础本体有助于描述设备操作。

开发 SAREF 时遵循的主要原则之一是重用现有资产并与现有资产保持一致。从这个意义上说，开发本体是为了与其他本体兼容，例如 SSN 本体，并与其他本体（例如 oneM2M Base Ontology）有正式的对齐（图 2）。

图 2. SAREF 本体涉及多个领域，并与其他本体保持正式对齐，例如 oneM2M 基础本体。（来源：ETSI）

其他关键开发原则是模块化和可扩展性。SAREF 需要这些作为一个连贯和有凝聚力的模型，允许通过跨部门数据实现互操作性。

这是 SAREF 在物联网本体领域的独特特征：在一个共同的保护伞下，不仅收集表示有关设备及其测量的数据的方式，而且还通过其十个当前扩展收集不同领域所需的那些特殊性。

SAREF 本体门户

SAREF 本体正在持续开发中，并且随着时间的推移会添加新的扩展。所有与 SAREF 本体及其扩展相关的资源都可以通过 ETSI SAREF 网站获得。

在 Web 上，任何对本体感兴趣的人都可以访问所有开发工件的最新版本，不仅包括本体代码，还包括其文档、需求或测试。

审核编辑 黄昊宇