本文件给出了物联网系统语义互操作的基本概念，如ISO/IEC 21823?1 的方面模型中所述，包括： ——核心本体对语义互操作的要求； ——关于如何使用本体和开发特定领域应用程序的最佳实践和指南，包括允许扩展性和连接外部 本体的需要； ——跨域规范和本体的形式化，以统一利用现有本体； ——相关的物联网本体，以及在模块化、可扩展性、可重用性、可规模化、与上层本体的互操作等方 面对特性和方法的比较研究； ——体现语义互操作必要性和需求的用例和服务场景。

ICS35.110
CCS L79
中华人民共和国国家标准銀
GB/T41782.3——2024/ISO/IEC21823-3:2021物联网
系统互操作性
第3部分：语义互操作性　
Internet of thingsInteroperability for systemsPart 3:Semantic interoperability[ISO/IEC 21823-3:2021,Internet of Things(IoT)Interoperability for IoTsystemPart3:Semantic Interoperability,IDTl布发42-70-4202
国家市场监督管理总局　
国家标准化管理委员会
2025-02-01实施
前言，
引言.…
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义..
4缩略语..
5物联网语义互操作过程
概述，www.bzxz.net
物联网语义互操作过程要
物联网语义互操作模型
物联网语义互操作指南
物联网语义互操作生存周期
生存周期要求
生存周期模型
6.3生存周期实施指南
附录A(资料性）物联网语义互操作性学习的指导GB/T41782.3—2024/ISO/IEC21823-3:2021次
附录B(资料性)关于如何开发物联网语义互操作性的指导附录C（资料性)物联网语义互操作生存周期管理指导附录D(资料性）物联网参考架构的本体规范附录E(资料性)相关的现有本体，参考文献，
....32
GB/T41782.32024/ISO/IEC21823-3:2021前言
本文件按照GB/T1.12020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T41782《物联网系统互操作性》的第3部分。GB/T41782已经发布了以下部分：
第1部分：框架；
第2部分：网络连通性；
第3部分：语义互操作性；
一第4部分：语法互操作性。
本文件等同采用ISO/IEC21823-3:2021《物联网物联网系统互操作性第3部分：语义互操作性》。
本文件做了下列最小限度的编辑性改动：为与现有标准协调，将标准名称改为《物联网系统互操作性第3部分：语义互操作性》；-删除了ISO/IEC21823-3:2021引言中的图1~图3，因此本文件的图1对应ISO/IEC218233:2021的图4,依此类推。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC28)提出并归口。本文件起草单位：中国电子技术标准化研究院、深圳赛西信息技术有限公司、江苏赛西科技发展有限公司、东南大学、山东省计算中心(国家超级计算济南中心)、北京邮电大学、重庆邮电大学、无锡物联网产业研究院、浙江品日科技股份有限公司、上海格麟倍科技发展有限公司、安微电信规划设计有限责任公司、江苏中天科技股份有限公司、广东省工业边缘智能创新中心有限公司、西安航天自动化股份有限公司、北京东土科技股份有限公司、豪尔赛科技集团股份有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司、中建科技集团有限公司、中移物联网有限公司、无锡物联网创新中心有限公司、重庆邮电大学工业互联网研究院、中国科学技术大学。本文件主要起草人：王晓春、苏静茹、杨宏、汪品品、凌振、张弛、郭雄、卓兰、蔡廷晓、孙旭、杨明、李刚、高伟东、耿道渠、李敏、吴明娟、叶少军、孙金洋、赵鹏、刘琼、葛永新、王博、陶怡、程远、俞承志、文刘妹、王宁、曾涛、王露、熊小鹏、董接莲、孔令军、孟振亚、苗付友。Ⅲ
GB/T41782.3—2024/ISO/IEC21823-3:2021引言
GB/T41782《物联网系统互操作性》旨在规定物联网系统互操作框架、网络连通性、数据的语义语法和实体的行为等方面的要求，使物联网系统得到更大规模的应用。GB/T41782拟由五个部分构成。
第1部分：框架。目的在于指导物联网系统及其内部各实体之间交互的框架设计。第2部分：网络连通性。目的在于指导物联网系统内部网络之间和物联网系统不同网络之间的互操作及互联互通。
第3部分：语义互操作性。目的在于规定实现物联网系统中数据语义的互操作性要求。第4部分：语法互操作性。目的在于规定实现物联网系统中数据语法的互操作性要求。一第5部分：行为互操作性。目的在于指导物联网互操作系统中实体的行为规范。V
1范围
GB/T41782.3—2024/ISO/IEC21823-3:2021物联网系统互操作性
第3部分：语义互操作性
本文件给出了物联网系统语义互操作的基本概念，如ISO/EC21823-1的方面模型中所述，包括：核心本体对语义互操作的要求：一关于如何使用本体和开发特定领域应用程序的最佳实践和指南，包括允许扩展性和连接外部本体的需要；
跨域规范和本体的形式化，以统一利用现有本体：相关的物联网本体，以及在模块化、可扩展性、可重用性、可规模化、与上层本体的互操作等方面对特性和方法的比较研究；
体现语义互操作必要性和需求的用例和服务场景。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO/IEC20924物联网词汇[InternetofThings(loT)Vocabulary]3术语和定义
ISO/IEC20924中界定的以及下列术语和定义适用于本文件。IS0和IEC在以下地址维护用于标准化的术语数据库：
IECElectropedia:http://www.electropedia.org/;ISo在线测览平台：http://www.iso.org/obp。3.1
语义互操作性semanticinteroperability参与的系统可以理解数据模型在主题领域上下文中的含义。[来源：ISO/EC19941:20173.1.5,有修改，删除了该术语中的“数据”］3.2
元数据metadata
定义和描述其他数据的数据。
[来源：ISO/IEC11179-3:2013,3.2.74]3.3
本体ontology
在规定的知识领域中具体或抽象事物以及它们之间关系的说明描述。GB/T41782.3—2024/ISO/IEC21823-3:2021注：这些说明描述宜为计算机可处理的。[来源：ISO/IEC19763-3:2010,3.1.1.1]4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
ICT信息和通信技术(Information and Communication Technology)物联网(InternetofThings)
PKI公钥基础设施(PublicKeyInfrastructure)5物联网语义互操作过程
5.1概述
物联网语义互操作允许物联网系统之间使用可以被理解的数据信息模型（或语义含义）交换数据这些模型基于本体，本体是关于物联网系统概念和关系的可处理规范。物联网语义互操作的好处是有助于满足物联网系统的互操作性、可重用性、可扩展性、可信任性。物联网语义互操作相关人员及其关注点如下：
a）本体工程师，专注于本体的开发；b）物联网系统工程师，专注于物联网系统的开发和语义互操作能力的集成。如图1所示，本文件为本体工程师和物联网系统工程师提供了准备和构建语义互操作的要求和方法规范。下面定义了两类要求。a）物联网语义互操作要求，重点是如何创建数据信息模型，如何在物联网系统中开发和集成解释能力。
生存周期要求，重点是数据信息模型范围、数据信息模型设计，以及数据信息模型维护方面的b)
管理。
本文件
物联网语义互据作
5.2物联同语义互操作过程要求
构建数据信息模型通用
解释的需求和方法
物联网系统使用可理解
的数据信息模型
图1语义互操作标准的目标
物联网系统工程师和本体开发工程师应执行以下过程：数据信息模型创建；
语义互操作能力集成；
语义互操作工程支持。
本体工程师
物联网系统工程师
语义互操作各过程要求见表1.其中包括基本原理以及可作为合规性证明的最终工作成果。2
数据信息模型
语义互操作能
力集成
语义互操作工
程支持
使用通用本体获取
通用知识
使用领域本体获取
特定领城的知识
使用跨领城本体获
取跨领域知识
开发物联网系统能
力以交换物联网设
备互操作信息
开发物联网系统能
力以协育互操作配
置文件
验证和集成各种功
能以实现物联网设
备互操作
提供并应用工具以
实现语义互操作
5.3物联网语义互操作模型
GB/T41782.3—2024/ISO/IEC21823-3:2021表1物联网语义互操作过程要求
基本原理
物联网系统依赖于通用的架构、能力和通信手段，如物联网传感器、执行器、网关、设备物联网系统可以专注于运输、能源、健康等特定领城
物联网系统可以跨领域覆盖。例如，电动汽车物联网系统属于交通和能源领域
物联网系统可以使用各种互操作参数，包括技术参数(如驱动程序、协议)和语义参数(如应用功能）。这些参数可以在设备正常运行之前使用元数据进行交换。元数据可以通过模式或子模式的形式公开，也可以通过网络本体语言（OWL)/可扩展置标语言(XML.）或基于JSON表示和传输互联数据(JSON-1.D)的形式公开。当物联同设备不能直接提供这种能力时，可使用代理交换这些参数
物联网系统可以使用多种知识表示。雷要对用于信息交换的表示达成一致。应通过协商来在关键的语义知识层面上达成一致，例如，使用参数表示并就互操作配置文件达成一致。当物联网设备不能直接提供该能力时，可以使用代理进行协商
物联网系统集成了多种技术，以实现与不同互操产出
基于在物联网系统中收
集和记录的通用知识的
数据信息模型
物联网系统中特定领域
的数据信息模型
物联网系统中跨领域的
数据信息模型
物联同系统交换物联网
设备互操作信息的能力
物联网系统协商互操作
配置文件的能力
作方面相对应的互操作性（如驱动程序、协议、中提供整体互操作能力的
间件），它们还集成了多个操作（如发现、协商）以物联网设备
实现互操作性
工程师雷要发现和选择、映射、对齐、合并和集成可供选择的语义互操作
等支持工具
实现工具
物联网语义互操作性可以通过两种模型进行描述：过程模型和使用模型。过程模型关注的是如何创建语义互操作能力，面使用模型关注的是如何使用和交换语义信息。物联网语义互操作性的过程模型见图2。该模型基于这样的假设：互操作性知识是以可处理的形式提供的，比如通过本体构造的知识图谱。图2中的实体将在5.4.1中进一步描述。GB/T41782.3—2024/ISO/IEC21823-3:2021物联网
通用本体
可处理的
互操作知识
语义互操作
本体工程师
物联网系统工程师
语义知识
物联网
跨域本体
物联网
跨域本体
本体工程师
物联网系统工程师
物联网系统
对齐本体
语义互操作
图2物联网语义互操作过程模型
物联网语义互操作涉及以下人员：本体开发工程师，专注于本体的开发；设备模式
协商与推理
总体互操作
物联网系统
物联网系统工程师，专注于物联网系统的开发和互操作能力的集成。物联网语义互操作包括以下过程。实例化
语义互操作
创建语义知识：本过程的目的是为互操作创建语义信息，由本体工程师和物联网系统工程师a
共同完成。本过程的输入是工程师的知识，输出是用于互操作的语义信息的一致数字化表示，由本体表示，包括物联网通用本体、物联网跨域本体和物联网领域本体。创建语义互操作能力：本过程的目的是创建语义互操作能力，并使语义信息适应所需要的语b)
义信息表示，语义互操作能力包括：1)设备模式能力；
2)协商与推理能力；
3)总体互操作能力。
如果物联网系统具有语义信息适应处理能力，则该过程由本体工程师、物联网系统工程师以及物联网系统自身进行。本过程的输入是物联网领域本体、物联网跨域本体和物联网通用本体，输出是对齐本体。
本过程由本体工程支持工具以及推理能力(如基于规则的推理、基于本体的推理或机器学习)辅助。
使用语义互操作：本过程的目的是与其他物联网系统交换语义信息，由物联网系统完成。其输入是对齐的本体，输出是实例化的本体。本过程由本体工程支持工具以及推理能力(如基于规则的推理、基于本体的推理或机器学习)辅助。4
语义信息的使用基于图3所示的模型。互操作知识
互操作
互操作实现
五操作
实例化
互操作
拥有一个可互操作表示
(3)交换语义
GB/T41782.3—2024/ISO/IEC21823-3:2021用于
实现于
(22具体物联网
组件或兴趣系统
北他物联网组件
成和关系统
图3语义信息使用模型
语义信息使用模型包括以下内容。物联网组件或相关系统的抽象模型：互操作信息包括与领域中的抽象物联网组件或相关系统相关联的语义互操作信息，例如，与抽象物联网温度传感器相关联的温度模型。物联网组件或相关系统的具体模型：具体互操作信息与操作中具体的物联网组件或相关系统相关联，例如，与物理温度传感器相关联的实例化温度模型。交换的语义信息：可以供其他具体物联网组件或系统使用的语义信息的计算机可处理表示，例如，物理温度传感器提供的温度信息的互操作表示。5.4物联网语义互操作指南
5.4.1获取语义含义的指南
语义含义的获取是通过图2所示的语义知识创建过程实现的。包括以下知识的使用。物联网通用本体。即通用的概念，例如体系结构或框架概念。这些本体可基于物联网标准(如IS0/IEC30141”，IS0/IEC20924:2018)，或映射规范(如参考文献[3])。物联网跨域本体。即领域之间在应用层面(例如，结合了能源和交通知识的电动汽车本体)或在交叉关注点的共享概念。例如，隐私交叉关注点可以基于隐私标准，如ISO/IEC29100：2011@。
物联网领域本体。例如，在能源领域，可使用针对能源管理的通用本体③。其他例子也存在于智能城市领域“，智能制造领域，或农业领域。
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