面向異構網絡物聯網中間件的研究

韓如云

摘 要

在物聯網環境下，隨著各種異構網絡的接入，產生了各種異構的數據，使物聯網應用程序開發變得更加困難，基于以上問題提出一種面向異構網絡的中間件，采用緩存機制實現對物聯網海量異構數據的存儲，同時引入過濾和并行處理的方法，有效地屏蔽了物聯網數據的異構性。

【關鍵詞】物聯網 中間件 緩存 過濾 并行處理

物聯網是一種建立在互聯網上的泛在網絡，物聯網技術的重要基礎和核心依然是互聯網，在物聯網上的傳感器采集的數據需要通過各種有線和無線的網絡準確地傳遞出去。隨著物聯網及其應用的發展，網絡系統環境的復雜性也隨之增加，物聯網應用程序開發變得更加困難和復雜。由于物聯網技術與其應用密切相關，所以為滿足分布式異構環境的應用要求，實現各應用間的互操作和互通信，為物聯網提供一個統一的技術架構和標準體系顯得尤為重要。

中間件可以將數據過濾和處理等通用功能從所有的上層應用中分離出來，同時為上層應用提供一組通用的應用程序接口用于連接，為上層應用屏蔽底層因使用不同技術而帶來的差異，使得上層應用可以集中于服務層的開發。為了解決物聯網異構網絡與應用層的交互問題，提出利用物聯網中間件將異構網絡組件細節屏蔽起來，為物聯網應用程序開發人員提供一個透明捷徑的開發環境。

1 物聯網中間件模型

物聯網中間件實現異構網絡與應用系統之間數據傳輸、過濾、數據格式轉換，位于物聯網的網絡層與應用層之間。

物聯網中間件由網絡代理、數據總線和數據處理三個部分構成。網絡代理獲取各異構網絡的信息包括網絡協議、數據格式和網絡配置。數據總線實現對數據的解析以及數據的傳輸。數據處理層實現對異構數據的處理和過濾。如圖1所示。

1.1 海量數據緩存

物聯網的顯著特點是數據具有海量性，通過網絡傳輸的大量數據如果不進行緩存處理，可能會導致信息丟失。為了實現對異構網絡數據的緩存設計網絡代理層，同時采用樹形結構解決數據異構問題。

異構網絡在連入物聯網時，對各個異構網絡的網絡協議，數據格式進行記載，由網絡代理層實現對異構網絡信息的管理。數據解析模塊實現對異構網絡數據的解析，識別異構數據來自哪種類型的網絡，同時采用樹形結構對數據進行存儲。

1.2 數據過濾

數據處理與過濾被一致公認為是物聯網中間件的核心功能之一。因為從異構網絡獲得的數據十分巨大，真正對用戶有意義的數據卻不多。如果不將那些冗余的數據過濾掉，則會帶來三個方面的負擔：

（1） 網絡帶寬方面的負擔，因為需要傳輸大量的數據。

（2）數據處理方面的負擔，因為處理器需要處理大量的數據。

（3）數據存儲方面的負擔，因為數據庫需要存儲大量額外的數據。

中間件接收來自異構網絡的數據，這些數據會存在冗余和錯誤。所以要對數據進行過濾，消除冗余數據。

1.3 數據并行處理

連入物聯網中的網絡多種多樣，網絡傳輸協議和數據格式各不相同，采用并行處理的方法，對不同網絡中的數據分開處理，根據網絡代理中的信息，對各異構網絡的數據處理器進行設置，將異構數據轉換成格式統一的數據。

2 結論

本文通過對物聯網異構網絡的分析，提出了面向異構網絡的物聯網中間件，基于物聯網數據的海量特性引入緩存機制，采用數據過濾的方法，有效地減少了無用數據的處理，同時采用并行處理策略，實現對異構數據的并行處理。

參考文獻

[1]WHITE S，ALVES A，RORKE D.Web logic event server：a lightweight，modular application server for event processing [C]//Proceedings of the Second International Conference on Distributed Event-based Systems.New York：ACM Press，2008：193-200.

[2]EMMERICH W.Software engineering and middleware：a roadmap [C]//Proceeding of the Conference on the Future of Software Engineering.New York：ACM Press，2008：117-129.

[3]秦滔.物聯網與RFID中間件探討[J].電腦與信息技術，2010.

[4]鄭樹泉，王倩，丁志剛.基于Web服務以物為中心的物聯網中間件的研究與設計[J].計算機應用，2013.

[5]沈蘇彬，范曲立，宗平，毛燕琴，黃維.物聯網的體系結構與相關技術研究[J].南京郵電大學學報，2009.

[6]譚云松，韓建軍.一種面向服務的物聯網中間件模型[J].計算機科學，2011.

[7]楊慧，丁志剛，鄭樹泉，黃卓.一種面向服務的物聯網中間件的設計與實現[J].計算機應用與軟件，2013.

作者單位

遼寧大學信息學院 遼寧省沈陽市 110000

摘 要

在物聯網環境下，隨著各種異構網絡的接入，產生了各種異構的數據，使物聯網應用程序開發變得更加困難，基于以上問題提出一種面向異構網絡的中間件，采用緩存機制實現對物聯網海量異構數據的存儲，同時引入過濾和并行處理的方法，有效地屏蔽了物聯網數據的異構性。

【關鍵詞】物聯網 中間件 緩存 過濾 并行處理

物聯網是一種建立在互聯網上的泛在網絡，物聯網技術的重要基礎和核心依然是互聯網，在物聯網上的傳感器采集的數據需要通過各種有線和無線的網絡準確地傳遞出去。隨著物聯網及其應用的發展，網絡系統環境的復雜性也隨之增加，物聯網應用程序開發變得更加困難和復雜。由于物聯網技術與其應用密切相關，所以為滿足分布式異構環境的應用要求，實現各應用間的互操作和互通信，為物聯網提供一個統一的技術架構和標準體系顯得尤為重要。

中間件可以將數據過濾和處理等通用功能從所有的上層應用中分離出來，同時為上層應用提供一組通用的應用程序接口用于連接，為上層應用屏蔽底層因使用不同技術而帶來的差異，使得上層應用可以集中于服務層的開發。為了解決物聯網異構網絡與應用層的交互問題，提出利用物聯網中間件將異構網絡組件細節屏蔽起來，為物聯網應用程序開發人員提供一個透明捷徑的開發環境。

1 物聯網中間件模型

物聯網中間件實現異構網絡與應用系統之間數據傳輸、過濾、數據格式轉換，位于物聯網的網絡層與應用層之間。

物聯網中間件由網絡代理、數據總線和數據處理三個部分構成。網絡代理獲取各異構網絡的信息包括網絡協議、數據格式和網絡配置。數據總線實現對數據的解析以及數據的傳輸。數據處理層實現對異構數據的處理和過濾。如圖1所示。

1.1 海量數據緩存

物聯網的顯著特點是數據具有海量性，通過網絡傳輸的大量數據如果不進行緩存處理，可能會導致信息丟失。為了實現對異構網絡數據的緩存設計網絡代理層，同時采用樹形結構解決數據異構問題。

異構網絡在連入物聯網時，對各個異構網絡的網絡協議，數據格式進行記載，由網絡代理層實現對異構網絡信息的管理。數據解析模塊實現對異構網絡數據的解析，識別異構數據來自哪種類型的網絡，同時采用樹形結構對數據進行存儲。

1.2 數據過濾

數據處理與過濾被一致公認為是物聯網中間件的核心功能之一。因為從異構網絡獲得的數據十分巨大，真正對用戶有意義的數據卻不多。如果不將那些冗余的數據過濾掉，則會帶來三個方面的負擔：

（1） 網絡帶寬方面的負擔，因為需要傳輸大量的數據。

（2）數據處理方面的負擔，因為處理器需要處理大量的數據。

（3）數據存儲方面的負擔，因為數據庫需要存儲大量額外的數據。

中間件接收來自異構網絡的數據，這些數據會存在冗余和錯誤。所以要對數據進行過濾，消除冗余數據。

1.3 數據并行處理

連入物聯網中的網絡多種多樣，網絡傳輸協議和數據格式各不相同，采用并行處理的方法，對不同網絡中的數據分開處理，根據網絡代理中的信息，對各異構網絡的數據處理器進行設置，將異構數據轉換成格式統一的數據。

2 結論

本文通過對物聯網異構網絡的分析，提出了面向異構網絡的物聯網中間件，基于物聯網數據的海量特性引入緩存機制，采用數據過濾的方法，有效地減少了無用數據的處理，同時采用并行處理策略，實現對異構數據的并行處理。

參考文獻

[1]WHITE S，ALVES A，RORKE D.Web logic event server：a lightweight，modular application server for event processing [C]//Proceedings of the Second International Conference on Distributed Event-based Systems.New York：ACM Press，2008：193-200.

[2]EMMERICH W.Software engineering and middleware：a roadmap [C]//Proceeding of the Conference on the Future of Software Engineering.New York：ACM Press，2008：117-129.

[3]秦滔.物聯網與RFID中間件探討[J].電腦與信息技術，2010.

[4]鄭樹泉，王倩，丁志剛.基于Web服務以物為中心的物聯網中間件的研究與設計[J].計算機應用，2013.

[5]沈蘇彬，范曲立，宗平，毛燕琴，黃維.物聯網的體系結構與相關技術研究[J].南京郵電大學學報，2009.

[6]譚云松，韓建軍.一種面向服務的物聯網中間件模型[J].計算機科學，2011.

[7]楊慧，丁志剛，鄭樹泉，黃卓.一種面向服務的物聯網中間件的設計與實現[J].計算機應用與軟件，2013.

作者單位

遼寧大學信息學院 遼寧省沈陽市 110000

摘 要

在物聯網環境下，隨著各種異構網絡的接入，產生了各種異構的數據，使物聯網應用程序開發變得更加困難，基于以上問題提出一種面向異構網絡的中間件，采用緩存機制實現對物聯網海量異構數據的存儲，同時引入過濾和并行處理的方法，有效地屏蔽了物聯網數據的異構性。

【關鍵詞】物聯網 中間件 緩存 過濾 并行處理

物聯網是一種建立在互聯網上的泛在網絡，物聯網技術的重要基礎和核心依然是互聯網，在物聯網上的傳感器采集的數據需要通過各種有線和無線的網絡準確地傳遞出去。隨著物聯網及其應用的發展，網絡系統環境的復雜性也隨之增加，物聯網應用程序開發變得更加困難和復雜。由于物聯網技術與其應用密切相關，所以為滿足分布式異構環境的應用要求，實現各應用間的互操作和互通信，為物聯網提供一個統一的技術架構和標準體系顯得尤為重要。

中間件可以將數據過濾和處理等通用功能從所有的上層應用中分離出來，同時為上層應用提供一組通用的應用程序接口用于連接，為上層應用屏蔽底層因使用不同技術而帶來的差異，使得上層應用可以集中于服務層的開發。為了解決物聯網異構網絡與應用層的交互問題，提出利用物聯網中間件將異構網絡組件細節屏蔽起來，為物聯網應用程序開發人員提供一個透明捷徑的開發環境。

1 物聯網中間件模型

物聯網中間件實現異構網絡與應用系統之間數據傳輸、過濾、數據格式轉換，位于物聯網的網絡層與應用層之間。

物聯網中間件由網絡代理、數據總線和數據處理三個部分構成。網絡代理獲取各異構網絡的信息包括網絡協議、數據格式和網絡配置。數據總線實現對數據的解析以及數據的傳輸。數據處理層實現對異構數據的處理和過濾。如圖1所示。

1.1 海量數據緩存

物聯網的顯著特點是數據具有海量性，通過網絡傳輸的大量數據如果不進行緩存處理，可能會導致信息丟失。為了實現對異構網絡數據的緩存設計網絡代理層，同時采用樹形結構解決數據異構問題。

異構網絡在連入物聯網時，對各個異構網絡的網絡協議，數據格式進行記載，由網絡代理層實現對異構網絡信息的管理。數據解析模塊實現對異構網絡數據的解析，識別異構數據來自哪種類型的網絡，同時采用樹形結構對數據進行存儲。

1.2 數據過濾

數據處理與過濾被一致公認為是物聯網中間件的核心功能之一。因為從異構網絡獲得的數據十分巨大，真正對用戶有意義的數據卻不多。如果不將那些冗余的數據過濾掉，則會帶來三個方面的負擔：

（1） 網絡帶寬方面的負擔，因為需要傳輸大量的數據。

（2）數據處理方面的負擔，因為處理器需要處理大量的數據。

（3）數據存儲方面的負擔，因為數據庫需要存儲大量額外的數據。

中間件接收來自異構網絡的數據，這些數據會存在冗余和錯誤。所以要對數據進行過濾，消除冗余數據。

1.3 數據并行處理

連入物聯網中的網絡多種多樣，網絡傳輸協議和數據格式各不相同，采用并行處理的方法，對不同網絡中的數據分開處理，根據網絡代理中的信息，對各異構網絡的數據處理器進行設置，將異構數據轉換成格式統一的數據。

2 結論

本文通過對物聯網異構網絡的分析，提出了面向異構網絡的物聯網中間件，基于物聯網數據的海量特性引入緩存機制，采用數據過濾的方法，有效地減少了無用數據的處理，同時采用并行處理策略，實現對異構數據的并行處理。

參考文獻

[1]WHITE S，ALVES A，RORKE D.Web logic event server：a lightweight，modular application server for event processing [C]//Proceedings of the Second International Conference on Distributed Event-based Systems.New York：ACM Press，2008：193-200.

[2]EMMERICH W.Software engineering and middleware：a roadmap [C]//Proceeding of the Conference on the Future of Software Engineering.New York：ACM Press，2008：117-129.

[3]秦滔.物聯網與RFID中間件探討[J].電腦與信息技術，2010.

[4]鄭樹泉，王倩，丁志剛.基于Web服務以物為中心的物聯網中間件的研究與設計[J].計算機應用，2013.

[5]沈蘇彬，范曲立，宗平，毛燕琴，黃維.物聯網的體系結構與相關技術研究[J].南京郵電大學學報，2009.

[6]譚云松，韓建軍.一種面向服務的物聯網中間件模型[J].計算機科學，2011.

[7]楊慧，丁志剛，鄭樹泉，黃卓.一種面向服務的物聯網中間件的設計與實現[J].計算機應用與軟件，2013.

作者單位

遼寧大學信息學院 遼寧省沈陽市 110000