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中创物联网应用中间件及支撑平台介绍

  物联网被誉为本世纪最有影响的技术革命和改变世界的技术,开展物联网的相关研究,具有重要的社会、经济意义和长远的战略意义。物联网中间件技术是物联网的核心关键技术,对该技术的研究受两方面的制约。一方面,受限于底层不同的网络技术和硬件平台,研究内容主要还集中在底层的感知和互联互通方面,距离现实目标包括屏蔽底层硬件及网络平台差异,支持物联网应用开发、运行时共享和开放互联互通,保障物联网相关系统的可靠部署与可靠管理等还有很大差距;另一方面,当前物联网应用复杂度和规模还处于初级阶段,支持大规模物联网应用还存在环境复杂多变、异构物理设备、远距离多样式无线通信、大规模部署、海量数据融合、复杂事件处理、综合运维管理等诸多问题需要攻克。

  为了打破物联网中间件技术研究的现阶段局面,为我国物联网的大规模应用提供核心支撑技术,中创软件基于国家“核高基”科技重大专项课题成果和中创软件在物联网应用领域已形成的系列软件产品及关键技术,并通过对普适计算中间件、EPC中间件、WSN中间件、面向开放互联的OSGi中间件、复杂事件处理中间件的深入剖析和提炼,研发了物联网应用中间件及支撑平台。

  物联网及面临的挑战物联网是通过无线射频识别(RFID)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

  物联网的发展面临如下的几个问题和挑战。

a)  海量、实时的感知信息处理

Ø  通过快速识别冗余、修正错误等无效事件,进一步过滤并分组形成有效事件集,提高事件处理的正确率与效率。

Ø  进一步面向业务,通过对有效的大量、复杂事件的转化处理,为上层应用提供可扩展标准化的数据服务接口,降低应用使用数据服务的复杂度,提供开发效率。

Ø  及时捕获事件,保证系统实时性。

b)  大量感知设备接入和管控

Ø  各厂商设备接口不同(通信接口与数据读写接口),如何兼容处理获取实时数据。

Ø  感知设备(RFID Reader、 Sensor)是企业的资产,如何实现统一可视集中管理。

Ø  如何将新的设备快速无缝集成到Internet和已有系统中,充分使用设备价值。

c)  安全可靠稳定的物联网应用系统运行环境

Ø  物联网应用系统的实时性要求。

Ø  基于中央服务器的“大集成”,包括原有的消除信息孤岛的信息集成和智能物件及物联网监控子系统的集成。

Ø  物联网门户的按需、按权限的服务方式。

  为了物联网产业的大规模发展,就必须突破物联网应用层的基础软件设施和共性软件平台这一核心技术。中创软件利用多年在交通、物流、教育、食品药品监管、现代农牧业、军事等领域的积累,基于核高基“网络应用服务支撑运行平台”的技术成果和已有中间件产品并通过产学研结合,致力于突破物联网应用中间件关键支撑性软件技术,研发了能够支撑物联网应用的共性支撑平台,从而形成可以助力物联网产业大规模发展的中间件产品和支撑平台。

  物联网应用中间件中创软件物联网应用中间件InforSuite IOT EdgeServer(简称IIES)是介于感知硬件设备层与应用层之间的中间件,负责实现与前端感知硬件设备的信息交互和管理,将采集到的海量原始感知信息提炼为有效的结果信息,并完成与上层复杂应用的信息交换。其整体架构图如1.1所示

  针对物联网应用开发和测试的自身特点,我们为物联网应用开发的不同阶段,提供不同的工具;并且提供了统一的感知设备监管工具IES Console,通过它实现对纷繁复杂感知设备的可视化配置和监控管理以及感知信息的实时观测。运行平台是整个物联网应用中间件的核心,其基于核高基“网络应用服务支撑运行平台”的技术成果,遵循核高基“JEE标准规范”、 “微内核集成框架”和“一体化管理框架”规范标准。

 

图1.1InforSuite IOT EdgeServer架构图

  InforSuite IOT EdgeServer 具有如下的显著特点:

  §  自主可控、安全可靠

  基于核高基“网络应用服务支撑运行平台”的技术成果,具有构件化、服务化、标准化、动态性、稳定性和易扩展等优势,支持随需应变快速构建。

§  无限感知、兼容普适

  严格遵循EPCGloble行业标准;支持国际业界所有主流的RFID与传感器设备;并提供灵活可扩展的资源适配器框架,可快速无缝集成新型各种类型感知设备资源,并实现上层应用系统对感知设备资源管理的零编程。

§  灵活易构、性能卓越

  采用Loong基础平台,即插即用;企业物联网应用可按需定制分布式或集中式部署模型;通过内部先进的事件处理引擎,能够在前端对原始数据进行任意的复杂处理和业务流程转换,为应用提炼有效的业务信息;测试证明产品能够达到每秒百万级的事件处理能力,并确保7x24小时稳定运行。

§  开发便捷、助力实施

  为企业物联网应用开发提供了可在Eclipse中调试的SDK以及整套设计、开发、测试工具,为企业物联网应用的实施提供了高效快速的开发测试方法,既缩短了开发周期又降低了开发成本;为上层应用提供可扩展标准化的数据服务接口,降低应用使用数据服务的复杂度,提供开发效率;可视化管理控制台帮助用户实现RFID设备的快速配置部署,并进行日常的设备状态监控管理。

  物联网应有支撑平台物联网具有三大特征:第一,互联网特征,即让需要联网的“物”能够实现互联互通。第二,识别与通信特征,即纳入物联网的“物”一定要具备自动识别以及物与物通信的功能。第三,智能化特征,即网络系统应具有自动化、自我反馈与智能控制的特点。由此可见物联网的应用有别于传统互联网的应用。

  但是我们注意到物联网应用与互联网应用又有其共性的地方,基于中央服务器的“大集成”是物联网应用系统的主要形式,大集成包括原有的消除信息孤岛的EAI信息集成和智能物件及物联网监控子系统的集成。EAI,SOA,ESB/MQ,SaaS等技术理念对物联网应用同样适用,面向互联网应用的传统中间件产品仍将扮演重要的角色。为了使传统的互联网中间件适应物联网的需求,我们必须对传统的互联网中间件进行持续研发,并将其与物联网应用中间件有机结合,形成适应物联网应用需求的中间件套件产品。这些中间件产品的有机整体就构成了物联网应用的支撑平台。如图1.2所示,为中创软件物联网应用支撑平台总体架构图,IIES完成感知设备的接入和管理、感知数据的处理;Inforsuite AS应用服务器为物联网应用系统提供了一个安全可靠的运行环境,并通过工作流中间件InforSuite Flow,将感知事件与应用程序、系统和人员结合,从而实现低层次的事件派生高层次的业务事件或业务流程;通过Inforsuite SIB实现物联网应用系统基于中央服务器的“大集成”;由于物的所有权特性,物联网门户将有别于可供任何人随意浏览的互联网,门户平台中间件实现Java Portlet Specification v2.0(JSR286),兼容Java Portlet Specification v1.0(JSR168)等标准的Portlet容器,并提够统一认证授权服务。

  针对物联网应用开发的需求,我们还提供一个适用于国内应用开发现状、高效、稳定、界面友好、功能强大的国产中间件开发平台InforSuite Studio。并为物联网应用支撑台提供一体化管理平台为分布在企业各处的可监控域提供集中监管环境。可监控域包括运行物联网应用支撑平台上的各种服务、虚拟机运行状况、硬件资源以及用户所感兴趣的各种资源。

 

图1.2物联网应用支撑平台架构图

总结

  物联网应用中间件及支撑平台是物联网应用和感知设备之间的桥梁和纽带,涉及物联网感知层海量感知设备的监控管理问题,是物联网数据的核心通道和国家信息安全的咽喉,不可受制于人。

  中创软件物联网应用中间件及支撑平台的出现,打破了国外软件厂商在该领域的垄断,形成了具有自主知识产权的物联网应用中间件产品和平台,从而奠定我国物联网发展的基石。在新的科技浪潮中,助力我国物联网发展,提高国家工业、农业、国防和科技的发展水平,创造新的经济增长点。

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