中国移动研究院：面向物联网智能交互的语义标识架构

近日，中国移动研究院撰写的论文“S-ID: Implementing Intelligent Interoperability for Heterogeneous IoT Identifiers Through a Semantic-based Framework”被SCI期刊《IEEE Access》（期刊影响因子3.9）录用发表。论文针对当前物联网标识种类繁多、格式异构、缺乏语义信息的问题，提出了一种新型语义标识架构，支撑带有异构标识的物联网对象之间互认与智能交互。在此基础上，提出了一种基于序列-图像变换的异构标识体系智能识别算法，实现异构标识向语义标识的自动映射。该成果对异构物联网标识的统一解析和物联网对象之间的智能协作具有重要的推进意义，助力物联网供应链管理、食品溯源、无人超市、智能家居等智能应用场景的创新发展。

在标识框架方面，论文提出了一种新型语义标识架构（图1），包括语义前缀、标识体系代码和原标识三部分。语义前缀将异构标识符与物联网语义知识库进行关联，为被标识对象提供标准语义描述，标识体系代码用来区分标识所属的标识体系，实现对现有标识的兼容。语义标识一方面可以实现异构标识的统一解析，另一方面可将被标识的物联网对象自动映射为语义知识库的概念实例，从而基于共同的知识库实现智能交互。

图1 语义标识架构

为了提升异构标识向语义标识的转换效率，论文提出了一种基于序列-图像变换的异构标识体系智能识别算法（图2），巧妙地将标识体系识别问题转换为图像分类任务，实现了标识编码体系的自动识别。为了丰富标识的特征信息，论文创新地提出了一种序列-图像的变换方法，将标识字符串按照统一规则转换为多边形图像，并利用深度卷积神经网络来识别异构标识符所属的编码体系，最后将识别的标识体系代码映射到语义标识。

图2基于序列-图像变换的异构标识体系智能识别算法

在语义标识基础上，论文提出一种基于语义知识库的智能交互机制，利用语义标识和物联网知识库来增强物联网系统的智能。首先，使用异构标识识别算法将标识符自动转换为语义标识；然后，将语义标识标识的对象映射为物联网知识库中对应类的一个实例；最后，基于SPARQL查询语言和语义规则集进行语义检索，推理出物联网场景中每个对象触发的动作，指导物联网设备自主决策。

图3 基于语义知识库的智能交互机制

下一步，中国移动研究院将持续开展物联网语义技术研究，推进语义标识在供应链管理、仓储物流、设备全生命周期管理等场景中落地应用。