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物联网中间件技术 中间件定义 独立的系统程序 软件 用于连接两个独立的系统 在客户端设备和服务器的操作系统上应用 管理计算机资源和网络通信 保证相连接的系统即使接口不同却仍可以互通 中间件定义 中间件系统位于感知设备和应用之间 作用是对感知设备采集的数据进行校对 滤除 集合等处理 有效减少传输数据的冗余度 提高数据正确接收的可靠性 中间件定义 什么是分布系统 分布式系统是建立在网络之上的软件系统在分布式系统中 用户感觉不到数据是分布的 即用户不须知道关系是否分割 有无复本 数据存于哪个站点以及事务在哪个站点上执行等典型的例子 万维网 物联网中间件作用 物联网中间件为物联网的感知 互联互通 智能等功能提供帮助 物联网中间件为与已有的各种中间件及信息处理技术相融合 提升性能 底层感知和互联互通 是对底层硬件和网络平台差异经行屏蔽 支持应用开发 数据共享和开放式互联等 为物联网的部署和管理提供可靠保障 通过中间件技术的发展解决复杂环境 远距离无线通信 大量数据互通 复杂事件处理等物联网领域技术瓶颈 支持分布计算 满足大量应用的需求 运行于多种硬件和OS平台 支持标准的协议 支持标准的接口 OperatingSystem操作系统 随着物联网的发展 应用的数量 类型不断增加 提供跨网络 硬件和OS平台的透明的应用和服务的交互 物联网中间件特点 面向传感设备 中间件分类 使用远程过程调用协议 RPC 进行远程操作过程 通信同步 屏蔽不同的操作系统和网络协议 一个计算机系统的代码访问另一个系统 位于服务器的程序需要在一个Web页面上显示一个订单列表 在这种情形下 它需要访问业务对象服务器上的程序 通过它读取订单列表 业务对象服务器又要访问数据库服务器 远程过程调用中间件 中间件分类 利用高效可靠的消息传递机制进行数据传递在数据通信的基础上进行分布式系统的集成 数据传输支持同步 异步 对应用程序结构无特定要求 程序不受网络复杂度影响 银行业 军工行业大量数据的安全传递 面向消息中间件 中间件分类 为异构的分布式计算环境提供一个通信框架 进行对象请求消息的传递 客户和服务器没有明显的界定 角色可互换或二者兼有 对象请求代理中间件 中间件分类 在大型机上 为其提供支持大量事务处理的可靠运行环境 事务处理监控中间件 由于分布应用系统对于关键事务处理的高要求 TPM介于客户和服务器之间 进行事务管理与协调 负载平衡 系统修复等服务 保证系统的运行性能 比如飞机 火车定票系统 实际上 并不是所有的client都同时请求服务 如某个client请求服务 TPM提供一组服务 使server在有限的系统资源下能够高效地为大规模的客户提供服务 物联网中间件的发展 物联网中间件 应用程序中间件 ApplicationMiddleware 阶段 架构中间件 InfrastrutureMiddleware 阶段 解决方案中间件 SolutionMiddleware 阶段 EPC中间件 物联网中间件 EPC中间件也称RFID中间件 EPC中间件是RFID标签和应用程序之间的中介 从应用程序端使用中间件提供一组通用的应用程序接口 API 能够读写RFID标签 连接到RFID读写器获取数据 此标准接口能够解决多对多连接的维护复杂性的问题 OPC中间件 物联网中间件 OPC OLEforProcessControl 即用于过程控制的对象链接和嵌入 是一个面向开放工控系统的工业标准 管理OPC标准的国际组织是OPC基金会 OPC基金会成员包括世界上所有主要的自动化控制系统 仪器仪表及过程控制系统的公司 基于微软的OLE 现在的ActiveX COM 部件对象模型 和DCOM 分布式部件对象模型 技术 OPC包括一整套接口 属性和方法的标准集 用于过程控制和制造业自动化系统 现今的工业自动化中 我们需要一套整合的信息系统 由底层的各项装置采集信息 FieldManagement 中层的控制系统或图控应用程序进行程序的控制 再由最上层的整合软件将这些信息整合起来以供企业决策或效能提升 OPC为硬件制造商与软件开发商提供了一条桥梁 透过硬件厂商提供的OPCServer接口 软件开发者不必考虑各项不同硬件间的差异 即可从硬件端取得所需的信息 所以软件开发者仅需专注于程序本身的控制流程的运作 透过OPC可以很容易地达成远程控制的理想 OPC中间件 物联网中间件 OPC中间件 物联网中间件 小型OPC服务解决方案 OPC中间件 物联网中间件 基于OPC构架的楼宇智能集成化管理系统可以对楼宇的电器实现自动控制 对安全 门禁 监控 背景音乐 消防等系统实行集成化管理 并进一步实现远程控制 WSN中间件 物联网中间件 WSN中间件主要支持无线传感器应用的开发 维护 部署和执行等 更复杂任务 如传感器网络通信机制 异构节点之间的协调和节点间的任务分配和调度等 WSN节点的部署 WSN网络的MAC协议 WSN网络的路由协议 WSN网络拓扑管理 WSN节点数据的融合与管理 WSN中间件 物联网中间件 中间件 拓扑结构 路由算法 可扩展性 容错性 上述因素并非孤立存在 而是彼此影响 相互制约 设计原则尽量简单便于网络扩展 升级维护代价小 WSN中间件 物联网中间件 功耗 感知功耗 数据处理功耗 通信功耗 减少通信量减少不必要的网络控制通信量减少不必要的传输量 增加休眠时间在空闲时让节点休眠关闭不需要工作的硬件模块 缩短节点间通信距离节点间通信距离与通信能耗成正相关 采用功率控制机制保证通信质量等网络性能降低模块功耗 OSGi中间件 物联网中间件 OSGi OpenServicesGatewayinitiative 是Java技术动态化模块化系统的一系列开放规范 管理OSGi标准的国际组织是OSGi标准联盟 OSGi标准为通过网络向电子终端提供服务标准OSGi标准为各种嵌入式终端 Java Java2 提供软件运行平台目前已应用在汽车业 工业自动化 智能楼宇 云计算 智能机顶盒等领域 OSGi中间件 物联网中间件 基于OSGI体系结构的人力资源和社会保障一体化平台 CEP中间件 物联网中间件 复杂事件处理 ComplexEventProgressing CEP 中间件是一种基于事件流的技术 其工作原理是将系统数据看作不同类的事件 然后分析事件之间的成员关系 时间关系和因果关系等来建立事件的关系序列库 最终生成高级事件或商业流程 CEP的功能在于可以获取大量信息 经过推理判断之后 利用规则引擎和查询语言技术来处理信息 CEP中间件 物联网中间件 典型的CEP体系结构 融合了OSGi技术 CEP中间件 物联网中间件 CEP系统主要应用领域第一类 传统大中型企业 企业高效运维 企业风险控制 第二类 通用服务运营企业 如电信 移动等等 提升软服务能力 增强客户粘度 提高业务推广能力 主要客户中国国家电网公司中国银联股份有限公司中国民航信息网络股份有限公司中国移动通信上海分公司 典型应用 中间件技术的应用 安全性可靠性面向消息远程控制 中间件技术的发展趋势 信息化最初的中间件发展驱动力是需要有一个公共的标准的应用开发平台来屏蔽不同操作系统之间的环境和API差异 随着网络应用的需求 解决不同系统之间的网络通信 安全 事务的性能 传输的可靠性 语义的解析 数据和应用的整合这些问题 变成中间件的更重要的驱动因素 业务化中间件的本质特征是对计算环境的抽象和对应用共性的凝炼 中间件的发展多在计算环境的抽象上 目前的中间件可以在不同操作系统 不同网络环境下提供各种应用服务 中间件正在 变宽变厚 中间件技术的发展趋势 一体化一体化代表了种类繁多 功能相对单一的中间件产品趋向集成和整合 形成统一的互联网计算平台的发展趋势 在一体化的趋势中 未来集成化的统一中间件平台所包含的各类中间件子产品共同组成了一个相互关联的有机