中創物聯網應用中間件及支撐平臺介紹
物聯網被譽為本世紀最有影響的技術革命和改變世界的技術,開展物聯網的相關研究,具有重要的社會、經濟意義和長遠的戰略意義。物聯網中間件技術是物聯網的核心關鍵技術,對該技術的研究受兩方面的制約。一方面,受限于底層不同的網絡技術和硬件平臺,研究內容主要還集中在底層的感知和互聯互通方面,距離現實目標包括屏蔽底層硬件及網絡平臺差異,支持物聯網應用開發、運行時共享和開放互聯互通,保障物聯網相關系統的可靠部署與可靠管理等還有很大差距;另一方面,當前物聯網應用復雜度和規模還處于初級階段,支持大規模物聯網應用還存在環境復雜多變、異構物理設備、遠距離多樣式無線通信、大規模部署、海量數據融合、復雜事件處理、綜合運維管理等諸多問題需要攻克。
為了打破物聯網中間件技術研究的現階段局面,為我國物聯網的大規模應用提供核心支撐技術,中創軟件基于國家“核高基”科技重大專項課題成果和中創軟件在物聯網應用領域已形成的系列軟件產品及關鍵技術,并通過對普適計算中間件、EPC中間件、WSN中間件、面向開放互聯的OSGi中間件、復雜事件處理中間件的深入剖析和提煉,研發了物聯網應用中間件及支撐平臺。
物聯網及面臨的挑戰
物聯網是通過無線射頻識別(RFID)裝置、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網相連接,進行信息交換和通信,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
物聯網的發展面臨如下的幾個問題和挑戰。
a) 海量、實時的感知信息處理
Ø 通過快速識別冗余、修正錯誤等無效事件,進一步過濾并分組形成有效事件集,提高事件處理的正確率與效率。
Ø 進一步面向業務,通過對有效的大量、復雜事件的轉化處理,為上層應用提供可擴展標準化的數據服務接口,降低應用使用數據服務的復雜度,提供開發效率。
Ø 及時捕獲事件,保證系統實時性。
b) 大量感知設備接入和管控
Ø 各廠商設備接口不同(通信接口與數據讀寫接口),如何兼容處理獲取實時數據。
Ø 感知設備(RFID Reader、 Sensor)是企業的資產,如何實現統一可視集中管理。
Ø 如何將新的設備快速無縫集成到Internet和已有系統中,充分使用設備價值。
c) 安全可靠穩定的物聯網應用系統運行環境
Ø 物聯網應用系統的實時性要求。
Ø 基于中央服務器的“大集成”,包括[FS:PAGE]原有的消除信息孤島的信息集成和智能物件及物聯網監控子系統的集成。
Ø 物聯網門戶的按需、按權限的服務方式。
為了物聯網產業的大規模發展,就必須突破物聯網應用層的基礎軟件設施和共性軟件平臺這一核心技術。中創軟件利用多年在交通、物流、教育、食品藥品監管、現代農牧業、軍事等領域的積累,基于核高基“網絡應用服務支撐運行平臺”的技術成果和已有中間件產品并通過產學研結合,致力于突破物聯網應用中間件關鍵支撐性軟件技術,研發了能夠支撐物聯網應用的共性支撐平臺,從而形成可以助力物聯網產業大規模發展的中間件產品和支撐平臺。
物聯網應用中間件
中創軟件物聯網應用中間件InforSuite IOT EdgeServer(簡稱IIES)是介于感知硬件設備層與應用層之間的中間件,負責實現與前端感知硬件設備的信息交互和管理,將采集到的海量原始感知信息提煉為有效的結果信息,并完成與上層復雜應用的信息交換。其整體架構圖如1.1所示
針對物聯網應用開發和測試的自身特點,我們為物聯網應用開發的不同階段,提供不同的工具;并且提供了統一的感知設備監管工具IES Console,通過它實現對紛繁復雜感知設備的可視化配置和監控管理以及感知信息的實時觀測。運行平臺是整個物聯網應用中間件的核心,其基于核高基“網絡應用服務支撐運行平臺”的技術成果,遵循核高基“JEE標準規范”、 “微內核集成框架”和“一體化管理框架”規范標準。

圖1.1InforSuite IOT EdgeServer架構圖
InforSuite IOT EdgeServer 具有如下的顯著特點:
§ 自主可控、安全可靠
基于核高基“網絡應用服務支撐運行平臺”的技術成果,具有構件化、服務化、標準化、動態性、穩定性和易擴展等優勢,支持隨需應變快速構建。
§ 無限感知、兼容普適
嚴格遵循EPCGloble行業標準;支持國際業界所有主流的RFID與傳感器設備;并提供靈活可擴展的資源適配器框架,可快速無縫集成新型各種類型感知設備資源,并實現上層應用系統對感知設備資源管理的零編程。
§ 靈活易構、性能卓越
采用Loong基礎平臺,即插即用;企業物聯網應用可按需定制分布式或集中式部署模型;通過內部先進的事件處理引擎,能夠在前端對原始數據進行任意的復雜處理和業務流程轉換,為應用提煉有效的業務信息;測試證明產品能夠達到每秒百萬級的事件處理能力,并確保7x24小時穩定運行。
§ 開發便捷、助力實施
為企業物聯網應用開發提供了可在Eclips[FS:PAGE]e中調試的SDK以及整套設計、開發、測試工具,為企業物聯網應用的實施提供了高效快速的開發測試方法,既縮短了開發周期又降低了開發成本;為上層應用提供可擴展標準化的數據服務接口,降低應用使用數據服務的復雜度,提供開發效率;可視化管理控制臺幫助用戶實現RFID設備的快速配置部署,并進行日常的設備狀態監控管理。
物聯網應有支撐平臺
物聯網具有三大特征:第一,互聯網特征,即讓需要聯網的“物”能夠實現互聯互通。第二,識別與通信特征,即納入物聯網的“物”一定要具備自動識別以及物與物通信的功能。第三,智能化特征,即網絡系統應具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。由此可見物聯網的應用有別于傳統互聯網的應用。
但是我們注意到物聯網應用與互聯網應用又有其共性的地方,基于中央服務器的“大集成”是物聯網應用系統的主要形式,大集成包括原有的消除信息孤島的EAI信息集成和智能物件及物聯網監控子系統的集成。EAI,SOA,ESB/MQ,SaaS等技術理念對物聯網應用同樣適用,面向互聯網應用的傳統中間件產品仍將扮演重要的角色。為了使傳統的互聯網中間件適應物聯網的需求,我們必須對傳統的互聯網中間件進行持續研發,并將其與物聯網應用中間件有機結合,形成適應物聯網應用需求的中間件套件產品。這些中間件產品的有機整體就構成了物聯網應用的支撐平臺。如圖1.2所示,為中創軟件物聯網應用支撐平臺總體架構圖,IIES完成感知設備的接入和管理、感知數據的處理;Inforsuite AS應用服務器為物聯網應用系統提供了一個安全可靠的運行環境,并通過工作流中間件InforSuite Flow,將感知事件與應用程序、系統和人員結合,從而實現低層次的事件派生高層次的業務事件或業務流程;通過Inforsuite SIB實現物聯網應用系統基于中央服務器的“大集成”;由于物的所有權特性,物聯網門戶將有別于可供任何人隨意瀏覽的互聯網,門戶平臺中間件實現Java Portlet Specification v2.0(JSR286),兼容Java Portlet Specification v1.0(JSR168)等標準的Portlet容器,并提夠統一認證授權服務。
針對物聯網應用開發的需求,我們還提供一個適用于國內應用開發現狀、高效、穩定、界面友好、功能強大的國產中間件開發平臺InforSuite Studio。并為物聯網應用支撐臺提供一體化管理平臺為分布在企業各處的可監控域提供集中監管環境。可監控域包括運行物聯網應用支撐平臺上的各種服務、虛擬機運行狀況、硬件資源以及用戶所感興趣的各種資源。

圖1[FS:PAGE].2物聯網應用支撐平臺架構圖
總結
物聯網應用中間件及支撐平臺是物聯網應用和感知設備之間的橋梁和紐帶,涉及物聯網感知層海量感知設備的監控管理問題,是物聯網數據的核心通道和國家信息安全的咽喉,不可受制于人。
中創軟件物聯網應用中間件及支撐平臺的出現,打破了國外軟件廠商在該領域的壟斷,形成了具有自主知識產權的物聯網應用中間件產品和平臺,從而奠定我國物聯網發展的基石。在新的科技浪潮中,助力我國物聯網發展,提高國家工業、農業、國防和科技的發展水平,創造新的經濟增長點。
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