【正文】 物聯(lián)網(wǎng)中間件的必要性： 實(shí)現(xiàn)互操作： 在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，一個(gè)采集設(shè)備采集的信息往往供多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)使用。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中間件 物聯(lián)網(wǎng)中間件 物聯(lián)網(wǎng)的中間件是中間件技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用 ， 可以涉及到物聯(lián)網(wǎng)的各個(gè)層面 ， 一般處于物聯(lián)網(wǎng)集成服務(wù)器 、 感知層和傳輸層的嵌入式設(shè)備中 。 （ 3）能滿足大量應(yīng)用的需求。 在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，它位于平臺(tái) (硬件和操作系統(tǒng) )和應(yīng)用軟件之間，起連接作用。 APaaS主要為應(yīng)用提供運(yùn)行環(huán)境和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)； IPaaS主要用于集成和構(gòu)建復(fù)合應(yīng)用。 比如傳感網(wǎng)服務(wù)提供商可以在不同地域布放傳感器節(jié)點(diǎn)，提供各個(gè)地域的氣象環(huán)境基礎(chǔ)信息。 同時(shí)， IaaS對(duì)各類內(nèi)部異構(gòu)的物理資源環(huán)境提供統(tǒng)一的服務(wù)界面，為資源定制、出讓和高效利用提供統(tǒng)一界面，也有利于實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的軟系統(tǒng)與硬系統(tǒng)之間某種程度的松耦合關(guān)系。 雖然云計(jì)算不是單純?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)的應(yīng)用服務(wù) ， 但隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的大規(guī)模推廣 ， 大量的智能物體會(huì)連接到互聯(lián)網(wǎng)上 ， 給云計(jì)算帶來很好的發(fā)展機(jī)遇 。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù) 云計(jì)算基本概念 軟件即服務(wù) SaaS： 它將某些特定應(yīng)用軟件功能封裝成服務(wù) ， 如 Salesforce公司提供的在線客戶關(guān)系管理 CRM（ Client Relationship Management） 服務(wù) 。同時(shí) IaaS可以認(rèn)為是由公眾共享的，因而具有更高的資源使用效率。 將 軟 件 作 為 服 務(wù)S a a S ( S o f t w a r e a s a S e r v i c e )將 平 臺(tái) 作 為 服 務(wù)P a a S ( P l a t f o r m a s a S e r v i c e )將 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 作 為 服 務(wù)I a a S （ I n f r a s t r u c t u r e a s a S e r v i c e ）物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù) 云計(jì)算基本概念 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù) IaaS：將硬件設(shè)備等基礎(chǔ)資源封裝成服務(wù)供用戶使用?！霸啤笔且粋€(gè)龐大的資源池，用戶按需購買，像自來水、電和煤氣那樣計(jì)費(fèi)。云計(jì)算不針對(duì)特定的應(yīng)用，同一片“云”可以同時(shí)支撐不同的應(yīng)用運(yùn)行。云計(jì)算支持用戶在任意位置、使用各種終端獲取服務(wù)。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù) 云計(jì)算基本概念 云計(jì)算的定義 云計(jì)算（ Cloud Computing）是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)計(jì)算模式，將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能夠根據(jù)需要獲取計(jì)算力、存儲(chǔ)空間和各種軟件服務(wù)。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 《 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 》課件 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 東軟電子出版社 羅漢江主編 《 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 》 教材配套課件 4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù)概述 物聯(lián)網(wǎng)云計(jì)算技術(shù) 云計(jì)算基本概念 物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算 物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù) 中間件技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中間件 RFID中間件技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù) 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)技術(shù) 數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘 物聯(lián)網(wǎng)的其他智能化技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)信息安全與隱私保護(hù) 物聯(lián)網(wǎng)安全的特點(diǎn) 物聯(lián)網(wǎng)各層的安全問題 本章小結(jié) 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理概述 物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)與管理主要解決數(shù)據(jù)的管理與運(yùn)用問題，包括數(shù)據(jù)的流動(dòng)管理（如中間件技術(shù)）、數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)（數(shù)據(jù)庫與海量存儲(chǔ)技術(shù)）、如何檢索數(shù)據(jù)（搜索引擎）、如何使用數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)挖掘與機(jī)器學(xué)習(xí)等）、如何保護(hù)數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)等）等等。 云計(jì)算是網(wǎng)格計(jì)算（ Grid Computing）、（分布式計(jì)算）（ Distributed Computing）、并行計(jì)算（ Parallel Computing）、效用計(jì)算（ Utility Computing）、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)（ Network Storage Technologies）、虛擬化（ Virtualization）、負(fù)載均衡（ Load Balance）等傳統(tǒng)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。 （ 3）高可靠性。 （ 5）高可擴(kuò)展性。 （ 7）極其廉價(jià)。 在 IaaS環(huán)境中，用戶相當(dāng)于在使用裸機(jī)和磁盤，既可以讓它運(yùn)行 Windows，也可以讓它運(yùn)行 Linux，因而幾乎可以做任何想做的事情，但用戶必須考慮如何才能讓多臺(tái)機(jī)器協(xié)同工作起來。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù) 云計(jì)算基本概念 平臺(tái)即服務(wù) PaaS： 對(duì)資源的抽象層次更進(jìn)一步 ， 提供用戶應(yīng)用程序的運(yùn)行環(huán)境 。 SaaS既不像 PaaS一樣提供計(jì)算或存儲(chǔ)資源類型的服務(wù) ，也不像 IaaS一樣提供運(yùn)行用戶自定義應(yīng)用程序的環(huán)境 ，它只提供某些專門用途的服務(wù)供應(yīng)用調(diào)用 。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)云技術(shù)技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算 IaaS模式在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用 橫向通用支撐平臺(tái)和縱向特定的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用平臺(tái)，在 IaaS技術(shù)虛擬化的基礎(chǔ)上可實(shí)現(xiàn)物理資源的共享和業(yè)務(wù)處理能力的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。 目前國內(nèi)建設(shè)的一些和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的云計(jì)算中心、云計(jì)算平臺(tái)，主要是 IaaS模式在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用。其他提供綜合服務(wù)的公司可以將多個(gè)這樣提供的信息聚合起來，開放給公眾，為公眾提供出行指南。人們常說的 PaaS平臺(tái)大都指 APaaS，如 GoogleAppEngine。它通過提供標(biāo)準(zhǔn)的程序接口、協(xié)議等，屏蔽實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，提高應(yīng)用系統(tǒng)的易移植性，主要解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下分布式軟件的互聯(lián)和互操作問題。 （ 4）能運(yùn)行于多種硬件和操作系統(tǒng)平臺(tái)上。 下圖是一種物聯(lián)網(wǎng)中間件示意圖 ， 它位于物聯(lián)網(wǎng)感知層和應(yīng)用層之間 ， 主要屏蔽感知層硬件及網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的差異 ， 實(shí)現(xiàn)互操作和信息的預(yù)處理 ， 支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā) 、 運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)共享和開放互聯(lián)互通 ， 保障物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)系統(tǒng)的可靠部署與管理等任務(wù) 。 另外，不同的系統(tǒng)之間也需要數(shù)據(jù)互通與共享。 利用感知事件高效處理技術(shù)、海量數(shù)據(jù)挖掘與綜合智能分析技術(shù)等核心技術(shù)的中間件，能夠提高物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的效益。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中間件 RFID中間件技術(shù) RFID中間件位于 RFID硬件設(shè)備與 RFID應(yīng)用系統(tǒng)之間 ， 可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸 、 數(shù)據(jù)過濾 、 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能的一種中間程序軟件 。 數(shù)據(jù)流。還可以在數(shù)據(jù)傳輸中對(duì)數(shù)據(jù)的安全性進(jìn)行管理，保證數(shù)據(jù)的安全傳輸。 當(dāng) EPC標(biāo)簽貼在物品上或內(nèi)嵌在物品中時(shí)，該物品與標(biāo)簽中的電子產(chǎn)品代碼就建立起了一對(duì)一的映射關(guān)系，通過讀寫器可以對(duì) EPC標(biāo)簽內(nèi)的信息進(jìn)行讀寫，并將讀取到的信息傳遞給 EPC中間件系統(tǒng)，經(jīng)處理后存儲(chǔ)在本地或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫中。 EPC Savant采用分布式的結(jié)構(gòu)，以層次化進(jìn)行組織、管理數(shù)據(jù)流，主要具有數(shù)據(jù)過濾、數(shù)據(jù)聚合和信息傳遞功能。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中間件 RFID中間件技術(shù) 數(shù)據(jù)聚合 數(shù)據(jù)聚合可以解決臨時(shí)錯(cuò)誤讀取的問題而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)平滑。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)中間件 RFID中間件技術(shù) Savant還能完成諸如解釋數(shù)據(jù) 、 保證安全性 、 數(shù)據(jù)廣播 、 錯(cuò)誤恢復(fù) 、 定位網(wǎng)絡(luò)資源等服務(wù) 。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù) 智能信息處理指信息的儲(chǔ)存、檢索、智能化分析利用，比如利用人工智能、專家系統(tǒng)對(duì)感知的信息作出決策和處理等。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù) 海量性 物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)的海洋。為了獲得客觀對(duì)象的準(zhǔn)確信息，需要去粗取精、去偽存真，以便更全面地進(jìn)行表達(dá)和推理。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù) 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù) 關(guān)系數(shù)據(jù)庫 關(guān)系數(shù)據(jù)庫是指采用關(guān)系模型來組織數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫。 易于維護(hù)：豐富的完整性（實(shí)體完整性、參照完整性和用戶定義的完整性）大大降低了數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)不一致的概率。 目前，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫已廣泛應(yīng)用于電力、石油石化、交通、冶金、軍工、環(huán)保等行業(yè)，是構(gòu)建工業(yè)生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)、指揮系統(tǒng)、生產(chǎn)實(shí)時(shí)歷史數(shù)據(jù)中心的不可缺少的基礎(chǔ)軟件。 一般數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性主要受現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的制約 ， 特別是對(duì)于一些比較老的系統(tǒng)而言 ， 情況更加突出 。 作為一個(gè)完整的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 ， 從系統(tǒng)的穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性考慮 ， 必須能同時(shí)提供這兩種調(diào)度方式 。 智能電網(wǎng)、水域監(jiān)測(cè)、智能交通、智能醫(yī)療等將來面臨海量并發(fā)，對(duì)實(shí)時(shí)性要求極高的應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫具有更多的優(yōu)勢(shì)。 NoSQL不使用 SQL作為查詢語言，而是使用如 keyvalue 存儲(chǔ)、文檔型的、列存儲(chǔ)、圖型數(shù)據(jù)庫、 xml 等方式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的模型。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù) 數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù) NoSQL數(shù)據(jù)庫擁有三 “ 高 ” 特征： （ 1） High performance（ 滿足對(duì)數(shù)據(jù)庫高并發(fā)讀寫的需求 ） （ 2） Huge Storage （ 滿足對(duì)海量數(shù)據(jù)的高效率存儲(chǔ)和訪問的需求 ） （ 3） High Scalability High Availability （ 滿足對(duì)數(shù)據(jù)庫的高可擴(kuò)展性和高可用性的需求 ） 。 數(shù)據(jù)融合類似人類和其他動(dòng)物對(duì)復(fù)雜問題的綜合處理，比如在辨別一個(gè)事物的時(shí)候，通常會(huì)綜合各種感官信息，包括視覺、觸覺、嗅覺和聽覺等。 （ 1）數(shù)據(jù)級(jí)融合 ：直接在采集到的原始數(shù)據(jù)上進(jìn)行融合，是最低層次的融合，它直接融合現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，失真度小，提供的信息比較全面。 與數(shù)據(jù)挖掘相近的同義詞有數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)分析和決策支持等。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù) 數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘 （ 2）數(shù)據(jù)挖掘過程 數(shù)據(jù)挖掘過程一個(gè)反復(fù)迭代的人機(jī)交互和處理過程，主要包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)挖掘和對(duì)數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果的評(píng)估與表示。 數(shù)據(jù)變換：通過投影或利用其他操作減少數(shù)據(jù)量。 ③ 知識(shí)評(píng)估與表示階段 模式評(píng)估：對(duì)在數(shù)據(jù)挖掘步驟中發(fā)現(xiàn)的模式（知識(shí) )進(jìn)行評(píng)估。數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)是數(shù)據(jù)庫中存在的一類重要的、可被發(fā)現(xiàn)的知識(shí)。 ② 聚類分析 (clustering) 聚類是把數(shù)據(jù)按照相似性歸納成若干類別，同一類中的數(shù)據(jù)彼此相似，不同類中的數(shù)據(jù)相異。分類可被用于規(guī)則描述和預(yù)測(cè)。與回歸一樣，它也是用己知的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)未來的值，但這些數(shù)據(jù)的區(qū)別是變量所處時(shí)間的不同。 針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)具有行業(yè)應(yīng)用的特征，對(duì)各行各業(yè)的、數(shù)據(jù)格式各不相同的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合、管理、存儲(chǔ)，并在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)中提供數(shù)據(jù)挖掘服務(wù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)、決策，進(jìn)而反向控制這些傳感網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到控制物聯(lián)網(wǎng)中客觀事物運(yùn)動(dòng)和發(fā)展進(jìn)程的目的。物計(jì)算模式建立在對(duì)智能信息結(jié)果的利用上，對(duì)集中處理能力和系統(tǒng)帶寬要求較低。在不同的情況下，可以選用不同的計(jì)算模式。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù) 數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘 （ 3）數(shù)據(jù)挖掘算法的選擇 一般而言，數(shù)據(jù)挖掘算法可以分為分布式數(shù)據(jù)挖掘算法和并行數(shù)據(jù)挖掘算法等。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù) 數(shù)據(jù)融合與數(shù)據(jù)挖掘 （ 4）數(shù)據(jù)挖掘的應(yīng)用 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘分析應(yīng)用通常都可以歸納為預(yù)測(cè)和尋證分析兩大類。 例如： （ 1）在食品安全應(yīng)用中，一旦發(fā)生質(zhì)量問題，需要在食品供應(yīng)鏈中尋找相應(yīng)證據(jù)，明確原因和責(zé)任； （ 2）在環(huán)境監(jiān)控中，當(dāng)污染物水平超標(biāo)時(shí)，需要在記錄中尋找分析原因。 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)導(dǎo)論 第 4章 物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)與管理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)智能信息處理技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)的其它智能化技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)的智能化技術(shù) 物聯(lián)網(wǎng)的智能化技術(shù)是將智能技術(shù)的研究成果應(yīng)用