GB/T 41782.4-2024
基本信息
标准号： GB/T 41782.4-2024
中文名称：物联网 系统互操作性 第4部分：语法互操作性
标准类别：国家标准(GB)
英文名称：Internet of things—Interoperability for systems—Part 4:Syntactic interoperability
标准状态：即将实施
发布日期：2024-07-24
实施日期：2025-02-01
出版语种：简体中文
下载格式：.pdf .zip
标准分类号
标准ICS号：信息技术、办公机械设备>>35.110网络
中标分类号：电子元器件与信息技术>>信息处理技术>>L79计算机开放与系统互连
关联标准
出版信息
出版社：中国标准出版社
页数：44页
标准价格：70.0
相关单位信息
起草人：苗付友、汪晶晶、苏静茹、杨宏、卓兰、耿道渠、郭雄、孟昭逸、蔡廷晓、高伟东、孙旭、熊焰、李刚、孟振亚、吴明娟、周鸣乐、叶少军、李敏、葛永新、刘琼、赵鹏、刘姝、程远、孙徽、董接莲、王宁、封鹏、王露、陶怡、俞承志、熊小鹏、孔令军、徐纯、郭晋鹏
起草单位：中国科学技术大学、中国电子技术标准化研究院、重庆邮电大学、深圳赛西信息技术有限公司、江苏赛西科技发展有限公司、北京邮电大学、重庆邮电大学工业互联网研究院、山东省计算中心(国家超级计算济南中心)、无锡物联网产业研究院、浙江晶日科技股份有限公司等
归口单位：全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC 28)
提出单位：全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC 28)
发布部门：国家市场监督管理总局 国家标准化管理委员会
标准简介
本文件从语法的角度规定了物联网的互操作性。本文件的物联网语法互操作性包含以下内容：
——物联网系统间语法互操作性的原则；
——与语法互操作性相关的物联网设备信息要求；
——从语法角度制定物联网设备间信息交换规则的流程框架。
标准图片预览
标准内容
ICS 35.110
CCS L 79
中华人民共和国国家标准
GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022物联网
系统互操作性
第4部分：语法互操作性
Internet of things-Interoperability for systems-Part 4 : Syntactic interoperability[ISO/IEC 21823-4 :2022, Internet of Things (IoT)—Interoperability forIoT systemsPart 4: Syntactic interoperability,IDT2024-07-24发布
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
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
物联网语法互操作性的原则
物联网语法互操作性原则
语法互操作性相关技术
总体结构
元模型驱动的信息交换方法
信息交换规则
6物联网（IoT)设备相关信息的要求6.1
转换规则的一般要求
6.3操作规则的一般要求
物联网语法互操作性框架
操作规则数据集（DOR）的概念模型，语法互操作性框架的详细程序
附录A（资料性）
物联网设备和数据的属性
物联网设备的内在属性
物联网设备的外在属性
附录B（资料性）
一个用例…
用例概述：智慧城市中的网联车辆此用例的一个场景·
B.4此用例中使用的示例.
附录C（资料性）其他元模型定义参考文献
GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022次
GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件是GB/T41782《物联网系统互操作性》的第4部分。GB/T41782已经发布了以下部分：第1部分：框架；
一第2部分：网络连通性；
一第3部分：语义互操作性：
第4部分：语法互操作性
本文件等同采用ISO/IEC21823-4：2022《物联网物联网系统互操作性第4部分：语法互操作性》。
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，将标准名称修改为《物联网系统互操作性第4部分：语法互操作性》。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：中国科学技术大学、中国电子技术标准化研究院、重庆邮电大学、深圳赛西信息技术有限公司、江苏赛西科技发展有限公司、北京邮电大学、重庆邮电大学工业互联网研究院、山东省计算中心（国家超级计算济南中心）、无锡物联网产业研究院、浙江晶日科技股份有限公司、江苏中天科技股份有限公司、安徽电信规划设计有限责任公司、上海格麟倍科技发展有限公司、豪尔赛科技集团股份有限公司、北京东土科技股份有限公司、安徽鲸库品牌运营科技有限公司、无锡物联网创新中心有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司、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、中移物联网有限公司、上海逸迅信息科技有限公司、珠海趣印科技有限公司。本文件主要起草人：苗付友、汪晶晶、苏静茹、杨宏、卓兰、耿道渠、郭雄、孟昭逸、蔡廷晓、高伟东、孙旭、熊焰、李刚、孟振亚、吴明娟、周鸣乐、叶少军、李敏、葛永新、刘琼、赵鹏、刘姝、程远、孙徽、董接莲、王宁、封鹏、王露、陶怡、俞承志、熊小鹏、孔令军、徐纯、郭普鹏Ⅲbzxz.net
GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022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。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IV
1范围
GB/T41782.4—2024/IS0/IEC21823-4:2022物联网
系统互操作性
第4部分：语法互操作性
本文件从语法的角度规定了物联网的互操作性。本文件的物联网语法互操作性包含以下内容：物联网系统间语法互操作性的原则；与语法互操作性相关的物联网设备信息要求；从语法角度制定物联网设备间信息交换规则的流程框架。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/IEC 20924
术语和定义
物联网和数字李生词汇［Internetof Things（IoT）and digital twin—VocabuISO/IEC20924界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
实例instance
具备自身数值及可能特征的单个实体。［来源：ISO19103:2015,4.20]
元模型
metamodel
-种规定建模语言抽象句法的特殊类型模型注1：模型是元模型的实例（3.1）。注2：物联网语法互操作性由使用元模型语法的结构、数据格式和约束的信息交换规则实现［来源：ISO/IEC19506：2012，有修改———删除了定义后的描述，增加了注解」3.3
模型model
对现实某些方面的抽象。
［[来源：ISO19109：2015,4.15］3.4
属性property
对象类型的特定特性。
［[来源：ISO16484-5:2017,3.2.74]GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:20223.5
语法互操作性
syntacticinteroperability
参与通信的系统能够理解所交换信息格式的互操作性。注1：系统指物联网系统。
注2：物联网设备、物联网网关、传感器和执行器被认为是系统。来源：ISO/IEC19941：2017，3.1.4，有修改4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CRS：坐标参考系（CoordinateReferenceSystem）EPIoT：物联网设备的外在属性（ExtrinsicPropertiesofPhysicalIoTDevices）IPIoT：物联网设备的内在属性（IntrinsicPropertiesofPhysicalIoTDevices）IoT：物联网(Internet of Things)JSONJava：脚本对象表示法（JavaScriptObjectNotation）MOF：元对象设施（MetaObjectFacility）RoHS：关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令（RestricationofHazardousSubstances)
UML：统一建模语言（UnifiedModellingLanguage）XML：可扩展置标语言（ExtensibleMarkupLanguage）5物联网语法互操作性的原则
5.1通则
在ISO/IEC21823系列中，ISO/IEC21823-1[9定义了物联网互操作性的总体框架。它规定物联网互操作性应包含五个方面：传输、语义、语法、行为和策略。每个标准应从其相应的角度提供规范说明。每个标准都能够引用或独立于其他的标准。ISO/IEC21823-2[10从网络连通性的角度定义了规范。ISO/IEC21823-3L11]从语义方面定义了要求，提供了指南。本文件从语法角度提供互操作性规范。5.2物联网语法互操作性原则
在本条中，规定了实现物联网语法互操作性的原则。为了实现一个物联网系统与另一个物联网系统或物联网设备间的语法互操作性，需要使用两者数据间的信息交换规则。语法互操作性的信息交换规则规定了以下类型的信息交换。a）格式交换。
一“格式”指数据格式，
一“格式交换”指不同数据格式的信息可以被交换。例如，UML格式的数据能与XML格式的数据进行交换。b）结构交换。
“结构”指具有层次和分支的数据结构。一“结构交换”指不同结构的信息可以被交换，例如，分层树结构的信息可以被转换为扁平树结构的信息。2
c）语法约束交换。
GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022“约束”指与数据语法或语法要求相关的限制条件。一“语法约束交换”指具有不同约束条件的信息可以相互交换。例如，物联网系统1中的数值在小数点后保留一位，物联网系统2中的数值在小数点后保留两位。两者的数值精度交换即为语法约束交换此外，物联网系统中的信息是用模型来表示的。在每个物联网系统中，其信息都能用元模型、模型和实例表示。系统采用元模型和模型中的相关语法来描述语法互操作性中物联网系统间的信息交换规则。此外，本文件还包含物联网领域中元模型、模型和信息交换的具体要求5.3语法互操作性相关技术
5.3.1元模型和语法互操作性
作为模型的模型，元模型由模型的一系列说明组成。特别是在UML[22]中，元模型规定了UML的抽象语法。该抽象语法定义了一组UML建模概念、属性、关系以及通过组合概念来构建部分UML模型的规则。
ISO/IEC/IEEE标准中还有其他元模型定义。其中一些列在附录C的表C.1中。在表C.1中，ISO/IEC/IEEE24765：2017[13]收集了不同来源的几个元模型定义。本文件采用表C.1中元模型定义7，即“规定建模语言抽象语法的特殊模型”。从这个定义中可以看出，使用元模型中的要素创建信息交换规则的方法实际上是基于语法的，因此可以用于解决语法互操作性问题。UML、OWL（本体语言）、OntoML（本体标记语言）[1]、XML等都是在不同系统和领域中采用的建模语言。5.3.2支持互操作性的元模型驱动方法基于元模型驱动的信息交换和互操作性方法是在信息集成和互操作领域实现模型驱动工程方法的一般方式[2324]。通过创建声明性映射规范，即交换规则，能在在线和离线的异构系统和设备之间执行自动信息交换。由于元模型驱动方法是在比模型更高的抽象级别上解决互操作性问题，它能够提高实现符合相同元模型的异构系统和设备间互操作性的效率。即，信息交换规则能被信息模型符合相同元模型的物联网系统和物联网设备复用5.4总体结构
图1说明了所提方法的总体结构。图1显示了两个物联网系统：物联网系统1和物联网系统2。在每个物联网系统中，其信息包括元模型、模型和实例数据。为了实现这两个系统之间的语法互操作性，需要创建基于两个物联网系统元模型的信息交换规则。创建信息交换规则需要分析和定义支持执行信息交换所需的属性和处理方法。在图1中：
以“#”开头的行表示注释行：
一一在“信息交换规则示例”文本框中，列出了语法互操作性的示例信息：在“所需属性和处理方法”文本框中，列出了失配的示例属性和解决失配问题的方法。本文件中，主要的三章描述如何实现物联网语法互操作性第5章解释了元模型的相关技术及其在解决语法互操作性问题方面的适用性。并指定了在a）
异构物联网系统和设备之间创建信息交换规则的方法。信息交换规则一般分为两类：1）指定元模型所含元素间的相互转换规则，详见5.6；2）指定物联网系统元模型失配时的操作规则，详见6.3。3
GB/T41782.4—2024/IS0/IEC21823-4:2022b）
第6章规定了对物联网设备相关信息的要求，包括以下。1）转换规则（见6.2)所需的与物联网设备相关的属性，例如，物联网系统或物联网设备的标识符。2）
为解决失配问题，实施操作规则所需的属性和处理方法。物联网系统间的信息交换可能产生失配，处理方法是为了处理失配问题。例如，如果请求信息交换的时间间隔不同，即进行互操作的物联网系统不匹配，那么就需要语法处理方法来处理这种失配问题。在6.3中分析和描述了处理失配题所需的属性和处理方法。c）第7章描述了如何创建信息交换规则的框架。定义了按照所提出的方法实现物联网语法互操作性的必要程序，还描述了是否应该创建或扩展物联网系统的元模型，定义哪些类型的信息交换规则，以及如何能执行和评估交换规则。第5章原则
#信息交换规则示例
定义MM1的
定义MM2的描述数据
转换规则（MM1、MM2）
操作规则（物联网系统1、物联网系统2）输入
物联网系统1
元模型1（M1）
stanceof>
实例1
代表本文件范围
5.5元模型驱动的信息交换方法
#必要的话定义规则更新事件
If M1.devic
alue,updatedOregenrate_rulesO第6章附录A所需属性和处理方法#物联网设备示例信息
设备类型（传感器|驱动器|组合设备|其他）失配处理方法：SampleFrequency（）图1总体结构
值影交
物联网系统2
元模型2（M2）
《instaneof)
模型2
《instaneco
实例2
在过去的几十年中，在基于模型的工程（MBE)领域，构建的模型可以用来表示现实世界中的信息OMG（对象管理组织）社区提出了用于描述模型的四层建模架构MOF（ISO/IEC19502[6）。MOF中的模型通常包括MO层的实例、M1层的模型，M2层的元模型和M3层的元元模型。因为本文件不包含M3层，因此图2将其省略。
如图2所示M1层中的模型定义了MO层中实例的结构、可用实体、关系等，M2层中的元模型指定了模型的语法。因此，M1层中的模型是其M2层中元模型的实例，即M1层到M2层为“抽象”过程（M1属于M2的实例，用<>表示）。同样的关系存在于Mo层和M1层之间。每个元模型可能有很多模型，每个模型可能有很多实例。图2中，物联网系统1中的模型1为实例1的模型，元模型1为模型1的元模型。物联网系统2中的模型2和元模型2具有相同的关系。从语法的角度来看，信息交换规则作为一种映射，允许在建模环境中将一个特定系统所有层中的信息转换为另一个系统中的信息。基于M2层中元模型的信息交换规则适用于M1层中模型的转换[6T25]，因为M1层中的信息是用M2层中的元素定义的。同样的关系也适用于M1层和MO层。因此，基于元模型的信息交换规则适用于其模型和实例。4
元模型1
<>
旧模型1（使用建模语言1描述）<》
实例1
物联网系统1
标引序号说明：
虚线框
实例；
模型；
元模型；
信息交换规则适用范围（即模型和实例）。GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022输入
信息交换规则
元模型2
<>
模型2（使用建模语言2描述）
<>
实例2
物联网系统2
图2层次结构及元模型驱动的信息交换规则5.6
信息交换规则
5.6.1信息交换规则的分类
如5.2和5.5所述，对于包含物联网设备的物联网系统（物联网系统1），为了实现与其他物联网系统和设备（物联网系统2)的语法互操作性，需要采用特定的信息交换规则。图3表明信息交换规则可以分为两类。
转换规则。
转换规则是使用物联网系统1和物联网系统2元模型中的元素创建的。元模型中的元素有类、属性、关系等。这些元素之间的转换规则被定义并命名为“转换规则”，以实现物联网系统之间的结构、数据格式和语法约束转换。转换规则所需的属性在6.2中说明。操作规则。
操作规则用来解决两个物联网系统之间的失配问题。它可以检测在实现互操作性的过程中发生的潜在操作失配问题。为了解决这些失配问题，其指定了必要的属性和处理方法。从语法角度不能解决的失配问题和不基于语法的失配问题解决方法不属于本文件讨论范围。“操作规则”的详细内容在6.3中说明。
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CCS L 79
中华人民共和国国家标准
GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022物联网
系统互操作性
第4部分：语法互操作性
Internet of things-Interoperability for systems-Part 4 : Syntactic interoperability[ISO/IEC 21823-4 :2022, Internet of Things (IoT)—Interoperability forIoT systemsPart 4: Syntactic interoperability,IDT2024-07-24发布
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
规范性引用文件
术语和定义
缩略语
物联网语法互操作性的原则
物联网语法互操作性原则
语法互操作性相关技术
总体结构
元模型驱动的信息交换方法
信息交换规则
6物联网（IoT)设备相关信息的要求6.1
转换规则的一般要求
6.3操作规则的一般要求
物联网语法互操作性框架
操作规则数据集（DOR）的概念模型，语法互操作性框架的详细程序
附录A（资料性）
物联网设备和数据的属性
物联网设备的内在属性
物联网设备的外在属性
附录B（资料性）
一个用例…
用例概述：智慧城市中的网联车辆此用例的一个场景·
B.4此用例中使用的示例.
附录C（资料性）其他元模型定义参考文献
GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022次
GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则起草。
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件是GB/T41782《物联网系统互操作性》的第4部分。GB/T41782已经发布了以下部分：第1部分：框架；
一第2部分：网络连通性；
一第3部分：语义互操作性：
第4部分：语法互操作性
本文件等同采用ISO/IEC21823-4：2022《物联网物联网系统互操作性第4部分：语法互操作性》。
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，将标准名称修改为《物联网系统互操作性第4部分：语法互操作性》。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：中国科学技术大学、中国电子技术标准化研究院、重庆邮电大学、深圳赛西信息技术有限公司、江苏赛西科技发展有限公司、北京邮电大学、重庆邮电大学工业互联网研究院、山东省计算中心（国家超级计算济南中心）、无锡物联网产业研究院、浙江晶日科技股份有限公司、江苏中天科技股份有限公司、安徽电信规划设计有限责任公司、上海格麟倍科技发展有限公司、豪尔赛科技集团股份有限公司、北京东土科技股份有限公司、安徽鲸库品牌运营科技有限公司、无锡物联网创新中心有限公司、中国南方电网有限责任公司超高压输电公司、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、中移物联网有限公司、上海逸迅信息科技有限公司、珠海趣印科技有限公司。本文件主要起草人：苗付友、汪晶晶、苏静茹、杨宏、卓兰、耿道渠、郭雄、孟昭逸、蔡廷晓、高伟东、孙旭、熊焰、李刚、孟振亚、吴明娟、周鸣乐、叶少军、李敏、葛永新、刘琼、赵鹏、刘姝、程远、孙徽、董接莲、王宁、封鹏、王露、陶怡、俞承志、熊小鹏、孔令军、徐纯、郭普鹏Ⅲbzxz.net
GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022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。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IV
1范围
GB/T41782.4—2024/IS0/IEC21823-4:2022物联网
系统互操作性
第4部分：语法互操作性
本文件从语法的角度规定了物联网的互操作性。本文件的物联网语法互操作性包含以下内容：物联网系统间语法互操作性的原则；与语法互操作性相关的物联网设备信息要求；从语法角度制定物联网设备间信息交换规则的流程框架。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/IEC 20924
术语和定义
物联网和数字李生词汇［Internetof Things（IoT）and digital twin—VocabuISO/IEC20924界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
实例instance
具备自身数值及可能特征的单个实体。［来源：ISO19103:2015,4.20]
元模型
metamodel
-种规定建模语言抽象句法的特殊类型模型注1：模型是元模型的实例（3.1）。注2：物联网语法互操作性由使用元模型语法的结构、数据格式和约束的信息交换规则实现［来源：ISO/IEC19506：2012，有修改———删除了定义后的描述，增加了注解」3.3
模型model
对现实某些方面的抽象。
［[来源：ISO19109：2015,4.15］3.4
属性property
对象类型的特定特性。
［[来源：ISO16484-5:2017,3.2.74]GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:20223.5
语法互操作性
syntacticinteroperability
参与通信的系统能够理解所交换信息格式的互操作性。注1：系统指物联网系统。
注2：物联网设备、物联网网关、传感器和执行器被认为是系统。来源：ISO/IEC19941：2017，3.1.4，有修改4缩略语
下列缩略语适用于本文件。
CRS：坐标参考系（CoordinateReferenceSystem）EPIoT：物联网设备的外在属性（ExtrinsicPropertiesofPhysicalIoTDevices）IPIoT：物联网设备的内在属性（IntrinsicPropertiesofPhysicalIoTDevices）IoT：物联网(Internet of Things)JSONJava：脚本对象表示法（JavaScriptObjectNotation）MOF：元对象设施（MetaObjectFacility）RoHS：关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令（RestricationofHazardousSubstances)
UML：统一建模语言（UnifiedModellingLanguage）XML：可扩展置标语言（ExtensibleMarkupLanguage）5物联网语法互操作性的原则
5.1通则
在ISO/IEC21823系列中，ISO/IEC21823-1[9定义了物联网互操作性的总体框架。它规定物联网互操作性应包含五个方面：传输、语义、语法、行为和策略。每个标准应从其相应的角度提供规范说明。每个标准都能够引用或独立于其他的标准。ISO/IEC21823-2[10从网络连通性的角度定义了规范。ISO/IEC21823-3L11]从语义方面定义了要求，提供了指南。本文件从语法角度提供互操作性规范。5.2物联网语法互操作性原则
在本条中，规定了实现物联网语法互操作性的原则。为了实现一个物联网系统与另一个物联网系统或物联网设备间的语法互操作性，需要使用两者数据间的信息交换规则。语法互操作性的信息交换规则规定了以下类型的信息交换。a）格式交换。
一“格式”指数据格式，
一“格式交换”指不同数据格式的信息可以被交换。例如，UML格式的数据能与XML格式的数据进行交换。b）结构交换。
“结构”指具有层次和分支的数据结构。一“结构交换”指不同结构的信息可以被交换，例如，分层树结构的信息可以被转换为扁平树结构的信息。2
c）语法约束交换。
GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022“约束”指与数据语法或语法要求相关的限制条件。一“语法约束交换”指具有不同约束条件的信息可以相互交换。例如，物联网系统1中的数值在小数点后保留一位，物联网系统2中的数值在小数点后保留两位。两者的数值精度交换即为语法约束交换此外，物联网系统中的信息是用模型来表示的。在每个物联网系统中，其信息都能用元模型、模型和实例表示。系统采用元模型和模型中的相关语法来描述语法互操作性中物联网系统间的信息交换规则。此外，本文件还包含物联网领域中元模型、模型和信息交换的具体要求5.3语法互操作性相关技术
5.3.1元模型和语法互操作性
作为模型的模型，元模型由模型的一系列说明组成。特别是在UML[22]中，元模型规定了UML的抽象语法。该抽象语法定义了一组UML建模概念、属性、关系以及通过组合概念来构建部分UML模型的规则。
ISO/IEC/IEEE标准中还有其他元模型定义。其中一些列在附录C的表C.1中。在表C.1中，ISO/IEC/IEEE24765：2017[13]收集了不同来源的几个元模型定义。本文件采用表C.1中元模型定义7，即“规定建模语言抽象语法的特殊模型”。从这个定义中可以看出，使用元模型中的要素创建信息交换规则的方法实际上是基于语法的，因此可以用于解决语法互操作性问题。UML、OWL（本体语言）、OntoML（本体标记语言）[1]、XML等都是在不同系统和领域中采用的建模语言。5.3.2支持互操作性的元模型驱动方法基于元模型驱动的信息交换和互操作性方法是在信息集成和互操作领域实现模型驱动工程方法的一般方式[2324]。通过创建声明性映射规范，即交换规则，能在在线和离线的异构系统和设备之间执行自动信息交换。由于元模型驱动方法是在比模型更高的抽象级别上解决互操作性问题，它能够提高实现符合相同元模型的异构系统和设备间互操作性的效率。即，信息交换规则能被信息模型符合相同元模型的物联网系统和物联网设备复用5.4总体结构
图1说明了所提方法的总体结构。图1显示了两个物联网系统：物联网系统1和物联网系统2。在每个物联网系统中，其信息包括元模型、模型和实例数据。为了实现这两个系统之间的语法互操作性，需要创建基于两个物联网系统元模型的信息交换规则。创建信息交换规则需要分析和定义支持执行信息交换所需的属性和处理方法。在图1中：
以“#”开头的行表示注释行：
一一在“信息交换规则示例”文本框中，列出了语法互操作性的示例信息：在“所需属性和处理方法”文本框中，列出了失配的示例属性和解决失配问题的方法。本文件中，主要的三章描述如何实现物联网语法互操作性第5章解释了元模型的相关技术及其在解决语法互操作性问题方面的适用性。并指定了在a）
异构物联网系统和设备之间创建信息交换规则的方法。信息交换规则一般分为两类：1）指定元模型所含元素间的相互转换规则，详见5.6；2）指定物联网系统元模型失配时的操作规则，详见6.3。3
GB/T41782.4—2024/IS0/IEC21823-4:2022b）
第6章规定了对物联网设备相关信息的要求，包括以下。1）转换规则（见6.2)所需的与物联网设备相关的属性，例如，物联网系统或物联网设备的标识符。2）
为解决失配问题，实施操作规则所需的属性和处理方法。物联网系统间的信息交换可能产生失配，处理方法是为了处理失配问题。例如，如果请求信息交换的时间间隔不同，即进行互操作的物联网系统不匹配，那么就需要语法处理方法来处理这种失配问题。在6.3中分析和描述了处理失配题所需的属性和处理方法。c）第7章描述了如何创建信息交换规则的框架。定义了按照所提出的方法实现物联网语法互操作性的必要程序，还描述了是否应该创建或扩展物联网系统的元模型，定义哪些类型的信息交换规则，以及如何能执行和评估交换规则。第5章原则
#信息交换规则示例
定义MM1的
定义MM2的描述数据
转换规则（MM1、MM2）
操作规则（物联网系统1、物联网系统2）输入
物联网系统1
元模型1（M1）
stanceof>
实例1
代表本文件范围
5.5元模型驱动的信息交换方法
#必要的话定义规则更新事件
If M1.devic
alue,updatedOregenrate_rulesO第6章附录A所需属性和处理方法#物联网设备示例信息
设备类型（传感器|驱动器|组合设备|其他）失配处理方法：SampleFrequency（）图1总体结构
值影交
物联网系统2
元模型2（M2）
《instaneof)
模型2
《instaneco
实例2
在过去的几十年中，在基于模型的工程（MBE)领域，构建的模型可以用来表示现实世界中的信息OMG（对象管理组织）社区提出了用于描述模型的四层建模架构MOF（ISO/IEC19502[6）。MOF中的模型通常包括MO层的实例、M1层的模型，M2层的元模型和M3层的元元模型。因为本文件不包含M3层，因此图2将其省略。
如图2所示M1层中的模型定义了MO层中实例的结构、可用实体、关系等，M2层中的元模型指定了模型的语法。因此，M1层中的模型是其M2层中元模型的实例，即M1层到M2层为“抽象”过程（M1属于M2的实例，用<
元模型1
<
旧模型1（使用建模语言1描述）<
实例1
物联网系统1
标引序号说明：
虚线框
实例；
模型；
元模型；
信息交换规则适用范围（即模型和实例）。GB/T41782.4—2024/ISO/IEC21823-4:2022输入
信息交换规则
元模型2
<
模型2（使用建模语言2描述）
<
实例2
物联网系统2
图2层次结构及元模型驱动的信息交换规则5.6
信息交换规则
5.6.1信息交换规则的分类
如5.2和5.5所述，对于包含物联网设备的物联网系统（物联网系统1），为了实现与其他物联网系统和设备（物联网系统2)的语法互操作性，需要采用特定的信息交换规则。图3表明信息交换规则可以分为两类。
转换规则。
转换规则是使用物联网系统1和物联网系统2元模型中的元素创建的。元模型中的元素有类、属性、关系等。这些元素之间的转换规则被定义并命名为“转换规则”，以实现物联网系统之间的结构、数据格式和语法约束转换。转换规则所需的属性在6.2中说明。操作规则。
操作规则用来解决两个物联网系统之间的失配问题。它可以检测在实现互操作性的过程中发生的潜在操作失配问题。为了解决这些失配问题，其指定了必要的属性和处理方法。从语法角度不能解决的失配问题和不基于语法的失配问题解决方法不属于本文件讨论范围。“操作规则”的详细内容在6.3中说明。
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