0.引言如今的时代，是一个科技飞速发展的时代，是万物互联、智慧涌动的时代。年11月，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告：物联网》，正式提出了物联网的概念。物联网（TheInternetofThings，IOT）的概念被提出以来，当今的科技界，从智慧家居服务到智慧城市管理，从智慧健康医疗到智慧学校教育，在与人的智慧生活相关的方方面面，都对物联网技术的发展提出了更高的要求。当今构建一种通用的可服务于公众用户和设备的IoT云服务数据中台系统（简称IoT云中台），成为IoT设备服务企业和生产厂家的一种基本要求，一种发展战略。在国际上，对IoT云服务系统的研究也是热潮涌动，百花齐放。通过构建这种通用的IoT云服务系统中台，可以提供标准的基础IoT互联互通能力，设备定义能力，用户管理能力，实时数据通信能力，基础数据的采集与分析能力；可以为基于IoT云服务系统中台的应用研发提供基础的、稳定的、可靠的一站式平台服务，可极大提升IoT应用研发的速度，降低研发人力和成本资源的投入；保障从IoT中台系统到应用功能的综合性研发能力；极大地提升IoT服务企业的应用研发能力和速度，降低成本投入，提升企业的竞争力。1.IoT云中台的功能定义IoT云中台的功能体系主要服务于设备的接入和数据采集能力要求，服务于用户安全接入和监控管理设备的能力要求，以及大数据存储与决策分析的能力要求。构建IoT云中台，需要从接入设备、云端体系、移动应用、连接链路、数据存储、安全认证和决策分析等多个层面讨论和说明IoT云中台的功能定义和结构体系，并详细定义IoT云中台所应覆盖和提供的功能内容。IoT综合云服务平台的通用系统架构图如图1所示，本文讨论的IoT云中台特指图中的IoT中台部分，简称为IoT中台。图1IoT综合云服务平台的通用系统架构图IoT云中台的功能体系可以从以下8个方面进行讨论。1.1设备接入能力设备接入能力重点指为IoT设备提供数据连接接入的能力，常规采用MQTT协议，也有的采用CoAP协议和HTTP/HTTPS协议。作为企业级IoT中台系统，要求具备以下设备接入能力。（1）支持不同网络的设备接入方案，例如4G/5G、WiFi、Bluetooth和ZigBee等，解决企业异构网络设备接入管理的痛点；（2）支持Bluetooth，ZigBee等低功耗无线协议通过WiFi/LANGateway的方式接入IoT中台系统；（3）支持多种协议的云平台接入方案，例如MQTT、CoAP、HTTP等，这样既能满足设备需要长连接保证实时性的需求，也能满足设备需要短连接降低功耗的需求；（4）提供稳定可靠的设备与云平台间的上下行通信连接，以支撑设备上报属性数据以及远程控制指令下发设备的不同场景。1.2设备管理能力设备管理能力重点为IoT设备提供设备的注册、分组、标签、建模，以及数据采集、远程配置和远程控制等管理能力。这些能力在IoT中台体系中是核心管理能力，是实现设备实时数据动态监控管理和历史数据长期存储及快速查询的关键能力。设备管理能力的关键需求功能具体定义如下。（1）设备注册，要求可以由云中台自行定义设备的唯一标识，实现设备的注册和登记。要求支持可以同时批量注册多个需要连接的IoT设备；（2）设备分组，要求可以为特定的设备系列创建分组，实现基于分组的搜索，监控，配置或者其他管理IoT设备的能力；（3）设备标签，要求可以为不同的设备或者设备组创建并使用标签定义，可以基于标签定义搜索和管理对应的IoT设备；（4）设备建模，要求可以在中台上对物理空间中的IoT设备进行数字化建模，定义设备的属性和服务模型，以方便云端应用快速集成云中台提供的设备能力。该建模过程产生的数据模型，在IoT中台中通常称为“物模型”；（5）设备状态获取，要求可以实时通过中台服务获取到IoT设备的Online/Offlfflffline状态变更通知，可以获取设备的基本属性数据，如IP/MAC地址，最后一次上线/下线时间，激活时间等；（6）设备数据采集，要求可以基于物模型上报设备数据到云中台，并且可以在云中台实现对上报的设备物模型数据进行结构化存储，以及可以随时查询设备的最新上报数据，或者一定时间范围内的历史数据；（7）设备禁用与删除，要求可以对可疑或者无用设备进行远程禁用或者删除，对远程禁用或者删除的设备可以启用黑名单管理；（8）远程控制，要求提供基于云中台的远程控制能力，对单个或者批量设备下发控制指令，例如重启，重置出厂，激活与去激活等；（9）远程配置，要求可以基于云中台提供远程配置能力，对单个或者批量设备下发初始配置数据，实现设备的初始化配置能力；（10）快速检索，要求可以支持从海量设备中快速检索到指定名称、ID或者标签的设备，并可以快速检索到指定设备的最新状态或属性数据，以及历史数据，要求简化海量设备管理和操作上的流程，避免在操作上出现高延时问题。1.3消息分发服务消息分发服务，可以实现把来自设备的特定消息定向分发（转发）给应用层的应用服务。该服务能力实现的是中台层消息的转发服务，用于向应用层服务共享MQTT消息能力，可以针对特定的自定义MQTT主题，把接收到的MQTT消息转发给应用层服务。消息分发服务的功能点具体定义如下。（1）MQTT消息订阅，要求可以在中台自由定义上层应用系统需要的MQTT主题，可以针对自定义的MQTT主题订阅消息转发能力；（2）转发策略，要求可以定义消息转发的策略，指定转发使用队列服务，还是HTTPREST服务，以及转发消息的过滤条件定义等；（3）多向分发，要求可以对来自IoT设备的同一个MQTT消息，多向分发给多个订阅的应用服务。1.4用户管理能力用户管理服务基于云中台能力提供管理不同用户实体，用户属性和实名认证等服务的能力。用户管理服务的关键功能点具体定义如下。（1）基本功能，要求支持用户注册、登录、信息查看及修改（包括账号名、手机号码、邮箱等）、密码重置（根据手机号码找回密码）、用户注销等等基本功能；（2）实名认证，要求可以对已注册用户做实名认证及重新实名认证。可以连接
