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南京古河软件有限公司是一家专注于数字建筑运维系统开发和应用的公司,以开放、合作和共赢为经营理念。我们致力于应用BIM(建筑信息模型)、IBMS(智能建筑管理系统)和IOT(物联网)技术,打造数字建筑的创新运维系统。作为行业的先驱者,我们的主要产品是基于IBMS的解决方案。我们深入关注智能建筑系统集成行业的动态,并积极推动先进技术如BIM、物联网和大数据在数字建筑行业的应用。我们的IBMS系统结合了BIM和物联网技术,为建筑运维提供全面、智能的管理和监控。

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IotClaw:Ontology驱动的物联网AI引擎技术架构解析

一、IotClaw是什么?

IotClaw是南京古河软件有限公司自主研发的物联网AI引擎。"IoT"代表物联网(Internet of Things),"Claw"代表"爪子"——像爪子一样精准地抓取和控制物联网设备。

IotClaw的核心使命是连接大语言模型(LLM)与物联网设备,使用户能通过自然语言对话来查询设备状态和控制设备。但IotClaw不是简单的API转发——它通过Ontology本体知识引擎,让AI真正"理解"建筑和设备,实现精准、可靠的智能控制。

二、为什么需要IotClaw?

大语言模型(如GPT、Claude、Kimi等)具有强大的自然语言理解能力,但它们本身不能直接控制物联网设备。原因在于:

  1. LLM不知道建筑里有哪些设备——它没有关于特定建筑的实时知识
  2. LLM不知道设备之间的关系——它不知道冷水机组和空调箱的供给关系
  3. LLM不知道如何下发控制命令——它不了解具体设备的控制接口和参数约束
  4. LLM的回答可能不准确——它可能"幻觉"出不存在的设备或错误的控制方式

IotClaw正是为了解决这些问题而设计的——它作为LLM和物联网设备之间的"知识桥梁",用Ontology提供准确的领域知识,用Claw四步法确保控制流程的可靠性。

三、核心理念:Ontology-Driven AI

IotClaw采用Ontology-Driven(本体知识驱动)的设计理念,与传统方案有本质区别:

传统规则引擎方案:人工编写大量if-then规则。设备增多后出现"规则爆炸",维护成本极高。

传统训练式AI方案:需要大量训练数据,新增设备类型需要重新训练模型,且是"黑箱"。

IotClaw的Ontology-Driven方案:所有建筑知识以OWL/RDF本体模型存储。AI通过语义推理获取所需知识,新增设备只需扩展Ontology模型,无需修改代码或重新训练。知识是透明、可审核的。

四、Claw四步法详解

Claw四步法是IotClaw引擎的核心工作流程,定义了从接收用户自然语言指令到执行设备控制的完整链路:

Step 1: Scan(扫描空间)

接收到用户的自然语言指令后,IotClaw首先通过Ontology的空间拓扑模型,识别指令涉及的空间范围。

例如用户说"把三楼会议室调凉快点",Scan步骤将"三楼会议室"映射为Building.Floor[3].Room[MeetingRoom]。

Step 2: Reach(定位设备)

确定目标空间后,IotClaw通过Ontology的设备分类和供给关系,在目标空间中定位相关设备。

例如在三楼会议室中定位到VAV-301(变风量箱)和FCU-301(风机盘管)。同时通过feeds关系追溯到上游的AHU-3(3楼空调箱)和Chiller-1(冷水机组)。

Step 3: Sense(感知状态)

定位设备后,IotClaw读取目标设备的实时测点数据,了解当前状态。

例如读取VAV-301的当前温度=26.5°C,设定温度=25°C,风量=中档,运行模式=制冷。

Step 4: Grip(执行控制)

基于Ontology定义的指令语义和参数约束,IotClaw生成控制指令并通过BIOT数据中台下发到设备。

例如生成指令:VAV-301.SetTemperature(23)——将设定温度从25°C降至23°C。Ontology确保参数在合法范围内(16-30°C)。

五、技术架构

IotClaw的技术架构分为五层:

交互层(Interaction Layer)——用户通过自然语言(语音/文字)与IotClaw交互。支持多轮对话和上下文保持。

智能层(Intelligence Layer)——大语言模型负责自然语言理解和意图识别。支持Claude、GPT、Kimi、DeepSeek、Qwen等多种LLM,可灵活切换。

知识层(Ontology Layer)——Ontology本体知识库,存储建筑的设备分类、空间拓扑、供给关系、测点属性、指令语义。这是IotClaw的"知识大脑"。

模型层(Model Layer)——设备模型和数据模型管理。与BIOT数据中台对接,获取设备列表和实时数据。

执行层(Claw Layer)——Claw四步法的执行引擎。负责Scan/Reach/Sense/Grip的具体执行逻辑,以及与物联网设备的最终通讯。

六、MCP接口

IotClaw通过MCP(Model Context Protocol,模型上下文协议)接口与大语言模型连接。MCP是AI智能体调用外部工具的标准化协议。

IotClaw作为MCP Tool Provider,向LLM暴露一组标准化的工具接口,包括:

  1. scan_space——扫描并定位空间
  2. reach_device——在空间中定位设备
  3. sense_status——读取设备实时状态
  4. grip_control——下发控制命令
  5. query_ontology——查询本体知识

LLM根据用户意图,自主决定调用哪些工具、以什么顺序调用,IotClaw负责执行并返回结果。

七、多LLM支持

IotClaw不绑定任何特定的大语言模型,支持灵活切换:

Claude(Anthropic)——推理能力强,适合复杂控制场景

GPT(OpenAI)——通用能力强,生态丰富

Kimi(月之暗面)——中文理解优秀,长文本处理能力强

DeepSeek——开源可部署,适合私有化场景

Qwen(通义千问)——阿里系,适合国内企业

IotClaw独立于OpenClaw等第三方AI框架,完全自主研发。

八、典型应用场景

场景1:自然语言设备控制

用户:"把会议室B的灯光调暗一点,空调调到22度。"

IotClaw:Scan定位会议室B→Reach找到灯光控制器和空调→Sense读取当前亮度和温度→Grip下发调光和调温指令。

场景2:故障诊断

用户:"为什么5楼东区比较热?"

IotClaw:Scan定位5楼东区→Reach找到该区域空调设备→Sense读取温度/风量/阀门状态→通过feeds关系检查上游设备→AI分析并回答原因。

场景3:智能巡检

用户:"检查一下所有楼层的空调运行是否正常。"

IotClaw:遍历所有楼层空间→定位各区域空调设备→批量读取运行状态→比对Ontology中的正常参数范围→生成异常报告。

九、总结

IotClaw通过Ontology-Driven的设计理念和Claw四步法的执行框架,解决了LLM直接控制物联网设备面临的知识缺失、关系不明、参数不确定等核心问题。它不是LLM的替代品,而是LLM与物联网世界之间的"知识桥梁"和"执行引擎"

南京古河软件有限公司自2006年起深耕智慧建筑领域,IotClaw是20年行业知识与最新AI技术融合的产物。

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古河软件 2026-04-09

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