物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)

1、 物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)中間件定義獨(dú)立的系統(tǒng)程獨(dú)立的系統(tǒng)程序、軟件序、軟件，用于連接兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)。在客戶端設(shè)客戶端設(shè)備備和服務(wù)器服務(wù)器的操作系統(tǒng)的操作系統(tǒng)上應(yīng)用管理計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)資源資源和網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)通信通信保證相連接的系統(tǒng)即使接口接口不同不同卻仍可以可以互通互通中間件定義中間件系統(tǒng)位于感知設(shè)備和應(yīng)用之間，作用是對(duì)感知設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)、濾除、集合等處理。有效減少傳輸數(shù)據(jù)的冗余度、提高數(shù)據(jù)正確接收的可靠性。中間件定義什么是分布系統(tǒng)分布式系統(tǒng)是建立在網(wǎng)絡(luò)之上網(wǎng)絡(luò)之上的軟件系統(tǒng)在分布式系統(tǒng)中，用戶感覺不到數(shù)據(jù)是分布的，即用戶不須知道關(guān)系是否分割是否分割、有無復(fù)本有無復(fù)本、數(shù)據(jù)存于哪個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)存于哪個(gè)站點(diǎn)

2、以及事務(wù)在哪個(gè)事務(wù)在哪個(gè)站點(diǎn)上執(zhí)行站點(diǎn)上執(zhí)行等典型的例子：萬維網(wǎng)萬維網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)中間件作用物聯(lián)網(wǎng)中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件為物聯(lián)網(wǎng)的感知、互聯(lián)互通、智能等功能提供幫助。物聯(lián)網(wǎng)中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件為與已有的各種中間件及信息處理技術(shù)相融合，提升性能。底層感知和互聯(lián)互通，是對(duì)底層硬件和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)差異經(jīng)行屏蔽，支持應(yīng)用開發(fā)應(yīng)用開發(fā)、數(shù)據(jù)共享數(shù)據(jù)共享和開放式互聯(lián)開放式互聯(lián)等。為物聯(lián)網(wǎng)的部署和管理提供可靠保障。通過中間件技術(shù)的發(fā)展解決復(fù)雜環(huán)境、遠(yuǎn)距離無線通信、大量數(shù)據(jù)互通、復(fù)雜事件處理等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域技術(shù)瓶頸。支持分布計(jì)算滿足大量應(yīng)用的需求運(yùn)行于多種硬件和OS平臺(tái)支持標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議支持標(biāo)準(zhǔn)的接口Operating System

3、操作系統(tǒng)隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，應(yīng)用的數(shù)量，類型不斷增加提供跨網(wǎng)絡(luò)、硬件和OS平臺(tái)的透明的應(yīng)用和服務(wù)的交互物聯(lián)網(wǎng)中間件特點(diǎn)面向傳感設(shè)備中間件分類使用遠(yuǎn)程過程調(diào)用協(xié)議(RPC)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作過程，通信同步，屏蔽不同的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的代碼訪問另一個(gè)系統(tǒng)位于服務(wù)器的程序需要在一個(gè)Web頁面上顯示一個(gè)訂單列表，在這種情形下， 它需要訪問業(yè)務(wù)對(duì)象服務(wù)器上的程序，通過它讀取訂單列表，業(yè)務(wù)對(duì)象服務(wù)器又要訪問數(shù)據(jù)庫服務(wù)器遠(yuǎn)程過程調(diào)用中間件中間件分類利用高效可靠的消息傳遞機(jī)制進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞在數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)上進(jìn)行分布式系統(tǒng)的集成。數(shù)據(jù)傳輸支持同步、異步，對(duì)應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)無特定要求，程序不受網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度影響。

4、銀行業(yè)、軍工行業(yè)大量數(shù)據(jù)的安全傳遞。面向消息中間件中間件分類為異構(gòu)的分布式計(jì)算環(huán)境提供一個(gè)通信框架，進(jìn)行對(duì)象請(qǐng)求消息的傳遞?？蛻艉头?wù)器沒有明顯的界定，角色可互換或二者兼有。對(duì)象請(qǐng)求代理中間件中間件分類在大型機(jī)上，為其提供支持大量事務(wù)處理的可靠運(yùn)行環(huán)境。事務(wù)處理監(jiān)控中間件由于分布應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)于關(guān)鍵事務(wù)處理的高要求，TPM介于客戶和服務(wù)器之間，進(jìn)行事務(wù)管理與協(xié)調(diào)、負(fù)載平衡、系統(tǒng)修復(fù)等服務(wù)，保證系統(tǒng)的運(yùn)行性能。比如飛機(jī)、火車定票系統(tǒng)。實(shí)際上，并不是所有的client都同時(shí)請(qǐng)求服務(wù)，如某個(gè)client請(qǐng)求服務(wù)，TPM提供一組服務(wù)，使 server在有限的系統(tǒng)資源下能夠高效地為大規(guī)模的客戶提供服務(wù)。物聯(lián)

5、網(wǎng)中間件的發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)中間件應(yīng)用程序中間件(Application Middleware)階段架構(gòu)中間件(Infrastruture Middleware)階段解決方案中間件(Solution Middleware)階段EPC中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件EPC中間件也稱RFID中間件。EPC中間件是RFID標(biāo)簽和標(biāo)簽和應(yīng)用程序之間的中介應(yīng)用程序之間的中介，從應(yīng)用程序端使用中間件提供一組通用的應(yīng)用程序接口（API），能夠讀寫RFID標(biāo)簽，連接到RFID讀寫器獲取數(shù)據(jù)，此標(biāo)準(zhǔn)接口能夠解決多對(duì)多連接的維護(hù)復(fù)雜性的問題。OPC中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件OPC(OLE for Process Control)即用于過程控制

6、的對(duì)象鏈接和嵌入，是一個(gè)面向開放工控系統(tǒng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。管理OPC標(biāo)準(zhǔn)的國際組織是OPC基金會(huì)。OPC基金會(huì)成員包括世界上所有主要的自動(dòng)化控制系統(tǒng)、儀器儀表及過程控制系統(tǒng)的公司?；谖④浀腛LE(現(xiàn)在的Active X)、COM （部件對(duì)象模型）和DCOM （分布式部件對(duì)象模型）技術(shù)。OPC包括一整套接口、屬性和方法的標(biāo)準(zhǔn)集，用于過程控制和制造業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)?，F(xiàn)今的工業(yè)自動(dòng)化中，我們需要一套整合的信息系統(tǒng)，由底層的各項(xiàng)裝置采集信息 (Field Management)，中層的控制系統(tǒng)或圖控應(yīng)用程序進(jìn)行程序的控制，再由最上層的整合軟件將這些信息整合起來以供企業(yè)決策或效能提升。OPC 為硬件制造商與軟件

7、開發(fā)商提供了一條橋梁，透過硬件廠商提供的 OPC Server 接口，軟件開發(fā)者不必考慮各項(xiàng)不同硬件間的差異，即可從硬件端取得所需的信息，所以軟件開發(fā)者僅需專注于程序本身的控制流程的運(yùn)作，透過 OPC 可以很容易地達(dá)成遠(yuǎn)程控制的理想。OPC中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件OPC中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件小型OPC服務(wù)解決方案OPC中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件基于OPC構(gòu)架的樓宇智能集成化管理系統(tǒng)可以對(duì)樓宇的電器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，對(duì)安全、門禁、監(jiān)控、背景音樂、消防等系統(tǒng)實(shí)行集成化管理，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。WSN中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件WSN中間件主要支持無線傳感器應(yīng)用的開發(fā)、維護(hù)、部署和執(zhí)行無線傳感器應(yīng)用的開發(fā)、維護(hù)、部署和執(zhí)行等。更

8、復(fù)雜任務(wù)，如傳感器網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制，異構(gòu)節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)調(diào)異構(gòu)節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)調(diào)和節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)間的任務(wù)分配和調(diào)度間的任務(wù)分配和調(diào)度等。WSN節(jié)點(diǎn)的部署WSN網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議WSN網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議WSN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔芾鞼SN節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的融合與管理WSN中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件中間件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)路由算法可擴(kuò)展性容錯(cuò)性上述因素并非孤立存在，而是彼此影響，相互制約。設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)原則n盡量簡單n便于網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展、升級(jí)n維護(hù)代價(jià)小WSN中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件功耗感知功耗數(shù)據(jù)處理功耗通信功耗減少通信量減少通信量n減少不必要的網(wǎng)絡(luò)控制通信量n減少不必要的傳輸量增加休眠時(shí)間增加休眠時(shí)間n在空閑時(shí)讓節(jié)點(diǎn)休眠n關(guān)閉不需要工作的硬件模塊縮短節(jié)點(diǎn)間

9、縮短節(jié)點(diǎn)間通信距離通信距離n節(jié)點(diǎn)間通信距離與通信能耗成正相關(guān)采用功率控制采用功率控制機(jī)制機(jī)制n保證通信質(zhì)量等網(wǎng)絡(luò)性能n降低模塊功耗OSGi中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件OSGi(Open Services Gateway initiative)是Java技術(shù)動(dòng)態(tài)化模塊化系統(tǒng)的一系列開放規(guī)范。管理OSGi標(biāo)準(zhǔn)的國際組織是OSGi標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟。OSGi標(biāo)準(zhǔn)為通過網(wǎng)絡(luò)向電子終端提供服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)OSGi標(biāo)準(zhǔn)為各種嵌入式終端(Java,Java2)提供軟件運(yùn)行平臺(tái)目前已應(yīng)用在汽車業(yè)、工業(yè)自動(dòng)化、智能樓宇、云計(jì)算、智能機(jī)頂盒等領(lǐng)域OSGi中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件基于基于OSGIOSGI體系體系結(jié)構(gòu)的人力資結(jié)構(gòu)的人力資源和社會(huì)保障源

10、和社會(huì)保障一體化平臺(tái)一體化平臺(tái)CEP中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件復(fù)雜事件處理(Complex Event Progressing，CEP)中間件是一種基于事件流的技術(shù)。其工作原理是將系統(tǒng)數(shù)據(jù)看作不同類的事件，然后分析事件之間的成員關(guān)系、時(shí)間關(guān)系和因果關(guān)系等來建立事件的關(guān)系序列庫，最終生成高級(jí)事件或商業(yè)流程。CEP的功能在于可以獲取大量信息，經(jīng)過推理判斷之后，利用規(guī)則引擎和查詢語言技術(shù)來處理信息。CEP中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件典型的CEP體系結(jié)構(gòu)(融合了OSGi技術(shù))CEP中間件物聯(lián)網(wǎng)中間件CEP系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域第一類，傳統(tǒng)大中型企業(yè)。第一類，傳統(tǒng)大中型企業(yè)。企業(yè)高效運(yùn)維。企業(yè)風(fēng)險(xiǎn)控制。第二類，

11、通用服務(wù)運(yùn)營企業(yè)（如電第二類，通用服務(wù)運(yùn)營企業(yè)（如電信，移動(dòng)等等）。信，移動(dòng)等等）。提升軟服務(wù)能力，增強(qiáng)客戶粘度。提高業(yè)務(wù)推廣能力。主要客戶主要客戶中國國家電網(wǎng)公司中國銀聯(lián)股份有限公司中國民航信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司中國移動(dòng)通信上海分公司典型應(yīng)用中間件技術(shù)的應(yīng)用安全性可靠性面向消息遠(yuǎn)程控制中間件技術(shù)的發(fā)展趨勢信息化信息化最初的中間件發(fā)展驅(qū)動(dòng)力是需要有一個(gè)公共的標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)來屏蔽不同操作系統(tǒng)之間的環(huán)境和API差異，隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求，解決不同系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)通信、安全、事務(wù)的性能、傳輸?shù)目煽啃浴⒄Z義的解析、數(shù)據(jù)和應(yīng)用的整合這些問題，變成中間件的更重要的驅(qū)動(dòng)因素。業(yè)務(wù)化業(yè)務(wù)化中間件的本質(zhì)特征是對(duì)計(jì)算環(huán)境的抽象和對(duì)應(yīng)用共性的凝煉。中間件的發(fā)展多在計(jì)算環(huán)境的抽象上。目前的中間件可以在不同操作系統(tǒng)、不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下提供各種應(yīng)用服務(wù)。中間件正在“變寬變厚”中間件技術(shù)的發(fā)展趨勢一體化一體化一體化代表了種類繁多、功能相對(duì)單一的中間件產(chǎn)品趨向集成和整合，形成統(tǒng)一的互聯(lián)網(wǎng)計(jì)算平臺(tái)的發(fā)展趨勢。在一體化的趨勢中，未來