物联网关键的科学问题

针对物联网存在的大规模异质网元的高效互连、不确定感知信息的有效利用、动态化系统环境的服务提供等挑战,本项目凝练出以下三个关键科学问题。
关键科学问题之一:大规模异质网元的数据交换问题。
大规模异质网元的接人和海量数据的交换是物联网广泛应用带来的新的重要特征。一方面,物联网借助互联网、无线收发通信网等主流平台实现子网互连和网络融合,进而提供信息共享和协同服务;另一方面,在局部紧耦合区域内物联网表现出很强的动态自治需求。局部区域的各种网元为了执行特定的网络任务,动态地自我组织,实现互连互通互操作,综合利用局部自治域内信息提高网络服务效率。因此,物联网发展面临的一个难题是:如何解决物联网超大规模性、多元异构性、系统动态性与高效数据交换之间的矛盾。为此,将物联网要解决的大规模异质网元高效互连的挑战凝练为第一个关键科学问题,将研究局部动态自治和高效网络融合中面临的大规模异质网元的数据交换问题。
关键科学问题之二:不确定信息的有效整合与交互适配问题。
物联网通过各种智能化设备对物理世界进行透彻的感知,所感知信息其有显著的不确定性,这种不确定性需要确定的表达方式,并对它们通过重组、清洗、融合等网内处理,整合为可用的信息服务。其中,网元之间信息融合要很据网络任务需要,随时随地地进行网元间信息交互,实现信息高效共享。因此,物联网面临的难题是:如何对感知信息进行表示、整合和利用,如何解决网元之间信息交互中信息表达、效能平衡和权限保护等交互适配问题,为应用服务提供有效的支撑。因此,将解决不确定感知信息的有效利用挑战凝练为第二个关键科学问题,即研究不确定信息的有效整合与交互适配问题。
关键科学问题之三:动态系统环境中服务自适应问题。
在动态的物联网系统环境中,要针对以处理交互对象实体的不确定性、与环境交互的随机性,以及满足变化的运行平台约束,研究新型软件开发理论体系和支撑技术,使物联网软件系统具有情境感知和动态调配能力,实现物联网服务的环境适配性。需要建立面向灵活适变的服务提供的物联网软件结构,使物联网软件具备自主性和演化性,实现用户需求域、信息空间域和物理空间域三者的协同,灵活地适应不断变化的环境从而提供智慧的服务。因此,需要研究适应物联网环境特征的新的软件建模理论、服务提供机理和方法。将解决物联网系统的自适应性挑战凝练为第三个关键科学问题,即面向动态系统环境的服务自适应问题。

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